Адаптивный коммутатор Советский патент 1981 года по МПК G08C19/28 

1

Изобретение относится к информационно-измерительной технике, предназначено для использования, в первую очередь, в системах телеметрии и может быть также использовано в вычислительной технике, в частности в качестве устройства сопряжения.

Известен адаптивный коммутатор системы телеизмерений, содержащий анализаторы активности, схему памяти моментов появления требований на опрос каналов с генераторами пилообразных напряжений, детектор максимального сигнала, логическую схему выборов каналов, схему статической памяти адресов каналов, схему динамической памяти адресов каналов диодную матрицу, ключевые элементы и элемент ИЛИ.

Коммутатор каналов подобного рода обеспечивает адаптивную коммутацию информационных каналов по принципу первый з.аявил - первый обслужен , а при поступлении групповых требований обслуживанию в первую очередь подлежат информационные каналы с меньшим порядковым номером 1 .

Известен также адаптивный коммутатор системы телеизмерений, срдержащий анализаторы активности, памяти моментов появления требований на опрос каналов с генераторами ПИ7 лообразных напряжений, детектор максимального сигнала, логическую схему выбора каналов, схему статической памяти адресов каналов, схему динамической памяти адресов каналов, диодную матрицу, ключи, элемент ИЛИ,

0 схему принудительного опроса каналов в составе счетчика числа требований . на обслуживание, триггера управления, каскада антисовпадения, счетчика калиброванных отрезков времени и

5 линии задержки.

Такой коммутатор обеспечивает коммутацию информационных каналов в режиме адаптивной коммутации или в режиме циклической коммутации. В ре0жиме адаптивной коммутации осуществляется коммутация каналов по мере поступления требований на их опрос, а при наличии групповых требований предпочтение отдается каналу с мень5шим порядковым номером. В режиме низкой активности информационных каналов коммутатор переводится в режим циклической коммутации, при этом каналы обслуживаются последователь но, начиная с первого канала 2.

0

Наиболее близким к предлагаемому о технической сущности и достигаеому результату является адаптивный коммутатор информационных каналов, содержащий блок памяти моментов появления требований, первая группа входов которого соединена с выходами анализаторов активности входных сигИсшов, детектор максимального сигнала, выходы которого через блок выбора каналов соединены со входами шифратора, регистр, первый вход которого соединен с первым выходом шифратора, а разрядные выходы через дешифратор соединены со входами элемента ИЛИ, блок опроса, первый вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, -а выход - с управляющим входом блока памяти моментов появления требований, канальные элементы, первые входы которых соединены с соответств,ую1цими выходами дешифратора, причем группа входов устройства соединена с первыми входами анализаторов активности входных сигналов и с пepвы Ш входами схем соединения, вторые входы которых соединены с выходами блоков контрольных сигналов, и со вторыми входами канальных элементов, выходы дешифратора соединены с cooтвeтcтвyюtци 1и входами второй группы входов блока памяти моментов появления требований и со вторыми входами соответствующих анализаторов активности, блок формирования приоритетов, выходы которого соединены с соответствующими входами третьей группы входов блока памяти моментов появления требований, установочные входы шифратора и блока формирования приоритетов, вторые входы регистра и блока опроса, управляющий вход детектора максимального сигнала соединены соответственно с первыми-пятыми входами устройства, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно со вторым выходом шифратора, с выходом элемента ИЛИ и с выходами канальных элементов.

Дисциплина информационного обслуживания реализует адаптивную и циклическую коммутацию каналов, при этом в процессе ко1 №1утации учитывается не только время поступления требований на опрос каналов, но и текущее поведение контролируемых параметров и их программные приоритеты.

Причем програ хда1ные приоритеты задаются наклоном пилообразного напряжения, а динамические - величиной подпора этих напряжений, причем уровень подпора определяется величиной отклонения параметров -от их контрольных значений З .

Однако раздельное и независимое формирование программных и динамических приоритетов в соответствующих функцио1альных узлах с последующим их суммчрованием усложняет известное

устройство. Кроме того, фиксация в накопителях напряжений о величине отклонений контролируемых параметров от их программных значений на продолжительное время может привести к TON что обслуживание канала выполняется в момент времени, когда параметр указанного канала вернулся в зону нормального поведения.

Цель изобретения - упрощение адаптивного коммутатора и повышение его быстродействия.

Поставленная цель достигается тем что в адаптивном коммутаторе, содержащем блок памяти моментов появления требований, первые входы которого соединены с выходами анализаторов активности входных сигналов, детектор максимального сигнала, выходы которого через блок выбора каналов соединены со входами шифратора, первые выходы которого соединены с входами регистра, разрядные выходы которого через дешифратор соединены со входами элемента ИЛИ с первыми входами соответствующих анализаторов активности входных сигналов и канальных элементов и со вторыми входами блока памяти моментов появления требований выход элемента ИЛИ соединен с первым входом блока опроса каналов, выход которого соединен с управляющим входом блока памяти моментов появления требований, третьи входы которого соединены с выходами блока формирования приоритетов, блоки контрольных сигналов, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих блоков сравнения, вторые входы которых объединены со вторыми входами соответствующих анализаторов активности входных сигналов и канальных элементов и подключены к первым входам адаптивного коммутатора, первые выходы которого соединены с выходами канальных элементов, установочные входы шифратора и блока формирования приоритетов, вторые входы регистра и блока опроса, управляющий вход детектора максимального сигнала соединены соответственно со вторыми - шести входами адаптивного коммутатора, второй выход которого соединен со вторым выходом шифратора, выходы блока памяти моментов появления требований соединены с соответствующими входами детектора максимального сигнала, а выходы блоков сравнения соединены с соответствукщими входами блока формирования приоритетов.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - выполнение блока опроса каналов; на фиг. 3 - выполнение блока памяти; на фиг. 4 - временные диаграммы работы адаптивного коммутатора.

Устройство содержит (фиг. 1) анализаторы 1 активности входных сигналов, блок 2 памяти моментов появления требований, детектор 3 максимального сигнала, блок 4 выбора каналов, шифратор 5, регистр 6, дешифратор 7, канальные элементы 8, элемент 9 ИЛИ, блок 10 опроса каналов, блок 11 формирования приоритетов, блоки 12 контрольных сигналов, блоки ,13 сравнения. Устройство также содержит первые входы 14 адаптивного коммутатора, первые 15, вторые 16 и третьи 17 входы блока 2 памяти моментов появления требований, управляющи вход 18. блока 2 памяти моментов появления требований, установочные входы 19 и 20 шифратора 5 и блока 1 формирования приоритетов, вторые входы 21 и 22 регистра 6 и блока 10 опроса каналов, управляющий вход 23 детектора 3 максимального сигнала, второй выход 24 шифратора 5, выходы 25 канальных элементов 8, входы 26 блока 2 памяти моментов появления требований и входы 27 блока 11 формирования приоритетов.

Блок 10 опроса каналов выполнен (фиг. 2) на счетчиках 28 и. 29, триггере 30, элементе 31 запрета и элементе 32 задержки.

Блок 2 памяти (фиг. 3) выполнен на генераторах 33 пилообразного напряжения.

Адаптивный коммутатор работает следующим образом.

Сигналы с первых 14 входов от измерительных преобразователей (датчиков) контролируемых параметров (на фиг. 1 не показанных) непрерывно анализируются -анализаторами 1 активности и блоками 13 сравнения.

Анализаторы 1 в соответствии с текущими характеристиками измерительных сигналов осуществляют их неравномерную дискретизацию по выбранному алгоритму и формируют импульсы (требования) на опросы информационных каналов. Фронтом сформированного импульса, в блоке 2 памяти моментов появления требований допускается генератор 33 пилообразного напряжения соответствующего информационного канала. Если требования от нескольких анализаторов 1 поступают одновременно (групповое требование), то генераторы 33 блока 2 запускаются в один и тот же момент времени.

Калодый генератор 33 блока 2 вырабатыварт линейно нарастающее (линейно падающее) напряжение. Величина наклона этого напряжения определяет текущее значение приоритета контролируемых параметров в каждом информационном канале и задается блоком 11 формирования приоритетов, который в структурном отношении представляет собой набор элементов, определяющих постоянную времени генераторов 33 пилообразных напряжений.

Текущий приоритет каждого параметра определяется суммой программного приоритета и динамического приоритета. Программные приоритеты задаются заранее, исходя из вах ности контролируемых параметров и фиксируются в виде исходных значений постоянных времени цепей генераторов 33. Динамические приоритеты формируются, по результатам контроля за текущим поведением измерительных сигналов при их сравнении в блоке 13 сравнения с контрольными сигналами, задаваемыми в блоках 12 контрольных сигналов. Значения этих сигналов определяют . зоны нормального поведения контролируемых параметров, а близость параметров к этим зонам или величина ухода параметров за их пределы определяет, по существу, динамические приоритеты параметров. По величине отклонений сигналов при и.х сравнении с контрольными сигналами в схемах 13 сравнения осуществляется изменение параметров цепей, определяющих постоянную времени генераторов 33 пилообразных напряжений в блоке 2 памя-ти моментов появления требований, что приводит к изменению наклона пилообразного напряжения соответствующего канала пропорционально величине текущего отклонения сигналов.

Длительность сигнала пилообразного напряжения, вырабатываемого генератором 33, зависит от количества требований, поступающих от анализаторов 1. Длительность обслуживания ка)вдого требования выбрана постоянной и равной длительности информационных слов,, состоящих из информационных и адресных частей передаваемых кодовых групп.

Напряжения с выходов генераторов 33 пилообразного напряжения поступают на вход детектора 3 максимального сигнала, представляющего собой элемент сравнения с несколькими входами, в момент сравнения пилообразных напряжений, который соответствует началу передаваемого информационного слова, на управляющий вход 23 детектора 3 от хронизатора системы (на фиг. 1 не показан) поступает синхросигнал..При этом на выходе детектора 4 появляется сигнал на том выходе, который соответствует входному сигналу максимальной величины. По существу детектор 4 выполняет роль диспетчера, организующего дисциплину обслуживания информационный каналов с учетом времени появления требований и текущих приоритетов/ определяемых суммой программных и динамических приоритетов.

Сигналы с выходов детектора 3 поступают на входы блока 4 выбора каналов. В случае, если с выхода детектора 3 сигнал посрупает только на один вход блока 4, блок 4 пропус

кает этот сигнал на выход, не оказывая на него никакого воздействия. Если в момент сравнения на входе блока 4 действуют несколько одинаковых по величине напряжений (групповое требование), то на выходе блока 4 действует сигнал с того выхода, который соответствует наименьшему номеру информационного канала.

Напряжение с одного из выходов блока 4 поступает на шифратор 5, где формируется адрес соответствующего информацион-ного канала. Значения кода адреса можно изменять в процессе работы системы по внааним .командам, пoдaвae им на установочный вход 19 шифратора 5. Адрес номера канала, содержащий в коде нулевые символы, запрещен. Он используется в адаптивном коммутаторе для передачи холостых слов в момент времени, когда требования на опрос каналов отсутствуют.

Код адреса информационного канала, подлежащего обслуживанию, переписывается в регистр б и возбулодает соответствующий выход дешифратора 7 и канальный элемент 8 данного информационного канала .открывается. Существенная выборка с выхода.указанного -канала через канальный элемент 8 выдается для дальнейшего преобразования и передачи по каналу связи. Одйовременно сформированной выборке из шифратора 5 (выход 24) приписывается код ее адреса и осуществляется сброс анализатора 1 и генератора 33 пилообразного напряжения в блоке 2 данного канала в исходное состояние (по цепи входов 16),

На этом заканчивается цикл обслуживания одного требования. При низкой активности входных сигналов требования на опрос информационных каналов формируются принудительно блоком 10 опроса каналов одновременной подачей импульса на генераторы 33 блока 2 для их запуска (по входу 18) Коммутатор приступает к выполнению требований на обслуживание, начиная с канала с высшим приоритетом. Счетчик 28 блока 10 подсчитывает количество выполненных требований на фиксированном интервале, задаваемом счетчиком 29 внешними синхросигналами (вход 22). Поскольку принудительно обслуживаются все информационные каналы и требований за фиксированный интервал много, то триггер 30 блока 10 устанавливается в рабочее положение и размыкает цепь подачи импульса принудительного опроса через элемент 31 запрета. Коммутатор переходит в режим адаптивной коммутации. ЕСЛИ сохраняется низкая активность измерительных сигналрв, то цикл принудительного опроса повторяется.

Временные диаграммы (фиг. 4) поясняют процедуру обслуживания информационных каналов, учитывающую время поступления требований и величину программных и динамических приоритетов.

Таким образом, предлагаемое изобретение при сохранении возможностей известного устройства на основе нового принципа формирования текущих приоритетов повышает эффективность обслуживания информационных каналов с активным поведением контролируемых параметров. При этом устройство упрощается, а быстродействие его повышается.

Формула изобретения

Адаптивный -коммутатор содержащий блок памяти моментов появления требований, первые входы которого соединены с выходами анализаторов активности входных сигналов, детектор максимального сигнала, выходы которого через блок выбора каналов соединены со входами шифратора , первые входы которого соединены с первыми входами регистра, разрядные выходы которого через дешифратор соединены со входами элемента ИЛИ с первыми входами соответствующих анализаторов активности входных сигналов и канашьных элементов и со вторыми входами блока памяти моментов появления требований, выход элемента ИЛИ соединен с первым входом блока опроса каналов выход которого соединен с управляющим входом блока памяти моментов появления требований, третьи выходы которого соединены с выходами блока формирования приоритетов, блоки контрольных сигналов, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих блоков сравнения, вторые входы которых объединены со вторыми входами соответстВукядих анализаторов активности входных сигналов и канальных элементов и подключены к первым входам адаптивного коммутатора, первые выходы которого соединены с выходами .канальных элементов, установочные входы шифратора и блока формирования приоритетов, вторые входы регистра и блока опроса, управляющий вход детектора максимального сигнала соединены соответственно с вторыми шестыми входами адаптивного коммутатора второй выход которого соединен со вторым выходом шифратора, отличающийся тем, что, с целью упрсяцения адаптивного коммутатора и повышения его быстродействия входы блока памяти моментов появления требований соединены с соответ :твукяцими входами детектора максим1ального сигнала, а выходы блоков сравнения соединены.с соответствующими входс ми блока формирования приоритетов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 225036, кл. G 08 С 19/28, 1968.

свидетельство СССР 08 С 19/28, 1974.

свидетельство СССР 06 F 3/04, 1976

L..

I

ФигЛ