Генератор функций Советский патент 1993 года по МПК G06F1/02 

со

с

Изобретение относится к вычислительной технике и моет быть использовано в системах полунатурного моделирования для имитации больших массивов сложных выходных сигналов. Цель - расширение области применения. Генератор функций содержит интерфейс 1. дешифратор адреса 2, дешифратор функций 3, формирователь асинхронного обмена 4, первый 5 и второй 8 элементы ИЛИ, регистр 6, управляемый делитель частоты 7. блок памяти 9, генера

.

со

S

и

N)

тор тактовых импульсов 10, счетчик 11, дешифратор запуска-останова 12, цифроана- логовый преобразователь 13, резервный блок питания;14. При записи информации в регистр б, ОЗУ 9, дешифратор запуска-останова 12, счетчик 11, а также запуске устройства используется программный обмен информацией, характеризующийся своей простотой. Устройство представляется в адИзобретение относится к области вычис- жтельной техники и может быть испо; ьзова- но в системах имитационного полунат рного моделирования для имитации больши массивов сложных входных сигналов.5

Целью изобретения является расиире- ние области применения.

На фиг.1 представлена функциональная схема одного канала генератора произвольных сигналов; на фиг.2 - внутренняя струк- 10 тура блоков дешифратора адреса устройства, дешифратора функций и формирователя асинхронного обмена; на фиг.З - алгоритм работы устройства.

Один канал генератора функций (фиг,1) 15 содержит интерфейс 1, дешифратор адреса 2, дешифратор функций 3, формирователь асинхронного обмена 4, первый элемент ИЛИ 5, регистр счетчика 6, управляемый делитель частоты 7, второй элемент ИЛИ 8, 20 ОЗУ 9, тактовый генератор 10, счетчик 11, дешифратор запуск-останов 12, ЦАП 13, резервный блок питания ОЗУ 14. Линии шины адреса и шины управления интерфейса 1 соединены с соответствующими входами 25 дешифратора функций 3, вход разрешения работы которого соединен с выходом Выбор дешифратора адреса устройства 2, на вход которого подключены соответствующие шины адреса и линия запроса обмена 30 интерфейса 1. Выход Выбор дешифратора адреса устройства 2 подключен также ко входу формирователя асинхронного обмена 4, выход которого подключен к соответствующему входу интерфейса 1. Выход Шаг 35 дешифратора функций 3 соединен с первым входом первого элемента ИЛИ 5, выход ЗПРГ - со входом записи регистра 6, выход ЭПУДЧ - с первым входом второго элемента ИЛИ 8, выход ЗПОЗУ - со вхо- 40 дом запись-чтение ОЗУ 9. Выход Запуск - со входом запуска тактового генератора 10. Линии шины данных интерфейса 1 соединены с соответствующими входами регистра 6, управляемого делителя частоты 7, ОЗУ 9, 45 дешифратора запуска-останова 12, выход которого соединен со входом разрешения

ресном пространстве ЭВМ пятью ячейками (программно-доступными регистрами); регистр, ОЗУ, счетчик, управляемый делитель частоты и ячейка запуска, Такой способ организации позволяет создать многоканальную систему, генерирующую множество произвольных сигналов, число которых ограничивается .потребностями пользователя и адресным пространством ЭВМ. 3 ил.

работы тактового генератора 10. Выходы данных регистра 6 соединены со входами предварительной установки счетчика 11, тактовый вход С которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ 5, а вход строба параллельной записи РЕ соединен с выходом второго элемента ИЛИ 8, второй вход которого соединен с разрядом выходных данных, отвечающим за конец данной реализации сигнала, остальные разряды выходных данных подключены ко входам ЦАП 13, выход которого является выходом канала. Второй вход элемента ИЯИ 5 соединен с выходом управляемого делителя частоты 7, тактовый вход которого подключен к выходу тактового генератора 10. Входы питания ОЗУ 9 подключены к соответствующим выходам резервного питания ОЗУ 14. Выходные шины счетчика 11 подключены к адресным входам ОЗУ 9.

На фиг.2 подробно показана внутренняя структура дешифратора адреса устройства 2, дешифратора функций 3 и формирователя асинхронного обмена 4. Данные устройства обеспечивают режим программного обмена информацией с ЭВМ через интерфейс 1. Дешифратор адреса устройства 2 включает в себя блок из 11 инверторов 15, входы которых подключены к шине адреса интерфейса 1 и к выходу запроса на обмен интерфейса 1, а выходы соединены со входами блока сравнения 16, выход которого соединен с первым входом элемента И 17, второй вход которого соединен с соответствующим выходом блока инверторов 15. Выход элемента И 17, являющийся выходом Выбор дешифратора адреса устройства 2 соединен со входом элемента задержки, выполненного на элементах R1 и С1. Этот вход является входом формирователя асинхронного обмена 4. Выход элемента задержки R1 и С1 соединен со входом инвертирующего усилителя 18, выход которого является выходом ответ формирователя асинхронного обмена 4 и соединен с соответствующим входом интерфейса 1. Наборное поле 19 позволяет пользователю выбрать адрес канала генератора в удобном месте области внешних устройств адресного пространства ЭВМ. Дешифратор функций 3 включает в себя дешифратор чтение-запись 20, входы которого соединены с соответствующими линиями шины управления интерфейса 1, а выход запись соединен с соответствующим входом дешифратора 21, соответствующий вход которого соединен также с выходом элемента И 17. Остальные входы дешифратора 21 соединены с соответствующими выходами блока инверторов 23, входы которого соединены с соответствующими линиями шины адреса интерфейса 1. Дешифратор 21 имеет 5 выходов,которые соединены с соответствующими входами блока рассматриваемого устройства (ЗПРГ, ЗПУДН, ЗПОЗУ, ЗПСЧ, Запуск). Выход дешифратора функций (Шаг) является выходом элемента И 24, первый выход которого соединен с выходом дешифратора 21 (ЗПОЗУ), а второй вход - с выходом блока задержки 25, вход которого соединен с выходом дешифратора адреса устройства 2 (Выбор). Вход блока задержки 25 является входом цепи задержки, выполненной на элементах R2 и С2, выход которой соединен со входом инвертора 26, выход которого является выходом блока задержки 25.

Устройство работает следующим образом.

Все каналы генератора произвольных сигналов идентичны по своей структуре и различаются лишь расположением в адресном пространстве ЭВМ. Поэтому целесообразно рассмотреть работу генератора на примере одного канала. Полный цикл работы устройства можно разделить на три части: загрузка ОЗУ, рабочий режим и режим хранения информации.

Режим загрузки используется или при начальном заполнении ОЗУ, или в случае, когда необходимо изменить информацию о каком-либо сигнале, находящемся в ОЗУ. Для осуществления этого режима используется программа .хранящаяся в памяти ЭВМ. Итак, в первый момент ЭВМ через интерфейс 1 устанавливает на шине адреса код выбираемого канала генератора и посылает сигнал запроса на обмен. В каждом канале ЭВМ может адресоваться к 5 программно доступным регистрам: регистр 6, управляемый делитель частоты 7, ОЗУ 9, счетчик 11, дешифратор запуска-останова 12. Т.к. в ОЗУ 9 может быть размещено несколько разных сигналов, то режим загрузки начинается с записи адреса ячейки ОЗУ 9,в которой размещается первый.отсчет нужного сигнала, Одновременно с записью в регистр б формируется сигнал ответа формирователем асинхронного обмена 4. Этот сигнал подобным образом формируется и при обращении к другим регистрам канала, поэтому 5 ниже его формирование каждый раз будет подразумеваться. Затем осуществляется запись информации из регистра 6 в счетчик 11 путем обращения к ячейке счетчика. Регистр б используется в схеме для хранения на0 чального адреса, чтобы в режиме работы после завершения формирования одного периода сигнала можно было возвратиться к той ячейке ОЗУ, где хранится первый отсчет формируемого сигнала. Поэтому за5 пись в счетчик 11 информации из регистра б осуществляется через элемент ИЛИ 8. на первый вход которого поступает сигнал с дешифратора функций 3 в режиме загрузки, а на второй вход сигнал с выхода ОЗУ 9,

0 сигнализирующий о конце периода функции в режиме работы. Затем осуществляется запись отсчетов сигнала непосредственно в ОЗУ 9. Для ЭВМ весь блок представляется одной ячейкой, которую она последователь5 но загружает отсчеты сигнала, при этом на вход запись-чтение ОЗУ 9 поступает сигнал ЗПОЗУ с выхода дешифратора функций 3. Одновременно с обращением к ОЗУ дешифратор функций 3 вырабатывает сигнал

0 Шаг, который поступает на 1-й вход элемента ИЛИ 5 и с его выхода проходит на вход счетчика 11 С. Таким образом после записи 1 отсчета сигнала в ОЗУ 9 происходит инкрементирование счетчика 11 и по5 следующий отсчет сигнала будет записан в следующую ячейку ОЗУ 9. Длина каждой реализации сигнала всецело зависит от программы, загруженной в память ЭВМ. Следующим этапом является загрузка

0 управляемого делителя частоты 7. Для чего производится обращение к соответствующей ячейке, на шине данных устанавливается загружаемый код. а дешифратор функций 3 на выходе вырабатывает сигнал ЗПУДЧ,

5 поступающий на вход записи управляемого делителя частоты. Если ОЗУ 9 заполнено, то канал генератора готов к работе.

Рабочий режим начинается с выбора требуемого сигнала, находящегося сигнала

0 в ОЗУ 9. .Для этого осуществляется запись начального адреса в регистр 6 и счетчик 11 как в режиме загрузки. Для запуска канала генератора необходимо программно обратиться к ячейке запуска, при этом передава5 емое слово данных поступает на вход дешифратора запуска-останова 12, который определяет есть ли выбор данного устройства ЭВМ. если есть выбор, то он разрешает тактовому генератору выполнять свою функцию. Однйвременно с обращением к ячейке запуска дешифратор функций 3 вырабатывает сигнал запуска тактового генератора 10, что при наличии разрешения от дешифратора запуска-останова 12 и запускает тактовый генератор 10. После этого генератор работает независимо от ЭВМ и прекратить работу можно, если вновь обратиться к ячейке запуска и запретить работу данного канала генератора. В режиме работы тактовый генератор 10 формирует тактовые импульсы, поступающие на вход управляемого делителя частоты 7, который делит их на заданную величину и подает на второй вход элемента ИЛИ 5,с выхода которого они поступают на вход С счетчика 11. Сигнал адреса с выхода счетчика 11 подается на адресный вход ОЗУ 9, на выходе данных которого выдается код текущего отсчета сигнала. Этот код поступает на вход ЦАП 13, который преобразует его в аналоговую форму. В ОЗУ 9 один из разрядов используется для сигнализации о конце периода функции. Этот сигнал поступает на вход ИЛИ 8 и передается на вход РЕ счетчика 11. .После этого происходит загрузка счетчика 11 кодом начального адреса из регистра 6 после чего схема генерирует следующий период сигнала.

Режим хранения начинается после отключения общего питания схемы от ЭВМ, При этом информация в ОЗУ не теряется, т.к. оно питается от резервного блока питания ОЗУ, который размещается на плате канала генератора. .Это возможно, если использовать современные элементы электропитания типа СЦ и ИМС ОЗУ с малым потреблением тока типа К 573, К 555. Вся схема выполняется на логических элементах серии К 155, К 555. Разрядность ИМС ЗУ и ЦАП определяется пользователем, исходя из требуемой точности, на что впрочем влияет и тактовая частота.

Формула изобретения Генератор функций, содержащий генератор тактовых импульсов, управляемый де- литель частоты, счетчик, блок памяти и цифроаналоговый преобразователь, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с синхровходом управляемого делителя частоты, выход счетчика - с адресным входом блока памяти, информационный вход

которого соединен с шиной данных генератора, выход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, он содержит дешифратор адреса, дешифратор функций, дешифратор запуска-останова, регистр и два элемента ИЛИ, причем, вход дешифратора запуска-останова соединен с информационным входом управляемого делителя частоты, регистра, блока памяти и шиной данных генератора, шина адреса которого соединена с информационным входом дешифратора адреса, вход разрешения работы которого соединен с одноименным входом

генератора, а выход дешифратора адреса - с входом разрешения работы дешифратора функций, информационный и управляющий входы которого соединены с шиной адреса и шиной управления генератора, вход запуска генератора тактовых импульсов соединен с первым выходом дешифратора функций, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с входом записи регистра, входом разрешения записи управляемого делителя частоты и входом записи-чтения блока памяти, выход старшего разряда которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с шестым выходом дешифратора функций, шестой выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом управляемого делителя .час- тоты, выходы первого и второго элементов

ИЛИ соединены, соответственно, с входом строба и тактовым входом счетчика, информационный вход которого соединен с выходом регистра, остальные выходы разрядов блока памяти соединены с входом цифроаналогового преобразователя, выход дешифратора запуска-останова соединен с входом разрешения работы генератора тактовых импульсов.

MfiUDE-

ж«

fiftfW

pan us

+-4ei

ш

инзидо эпнэджщшдоц

ect eosi

4

-

винт

-- г

ипнэудвйиИ

DHflfJJ

9 c/ 9

It tl Јi H

St

с

Начало

Загрузка ОЗУ

Загрузка регистра

Загрузка счетчика

Загрузка управляемого делителя частоты

Запуск устройства

Генерация заданного сигнала

)