Коммутатор каналов для телеметрической системы Советский патент 1981 года по МПК G08C15/06 

(54) КОММУТАТОР КАНАЛОВ ДЛЯ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

1

Изобретение относится к информацнонно Измерительной технике и предназначено для использования в передающей аппаратуре информационно - телеметрической системы.

Известен адаптивный коммутатор системы телеизмерений, содержащий анализаторы активности каналов, схему памяти моментов появления требований на опрос каналов с генераторами пилообразных напряжений, детектор максимальното сигнала, логическую схему выбора каналов, схемы статистической и динамической памяти адресов каналов, диодную матрицу, ключевые элементы и элемент ИЛИ 1.

Однако коммутатор подобного рода обеспечивает адаптивную коммутацию информационных каналов по мере поступления заявок (требований) на их обслуживание, а при наличии групповых заявок обслуживанию в первую очередь подлежат информационные каналы с меньшим порядковым номером. Принятая в коммутаторе дисциплина информационного обслуживания не исключает потери существенных выборок в отдельных информационных каналах в периоды их высокой активности. В периоды низкой активности каналов такой коммутатор выдает в канал связи холостые выборки, необходимые для равномерной его загрузки.

Известен также адаптивный коммутатор системы телеизмерений, содержащий анализаторы активности каналов, логическую схему выбора каналов, которая содержит схемы совпадения, элементы ИЛИ и каскады антисовпадений, элементы И, статическую и динамическую схемы памяти адресов каналов, диодную матрицу, ключевые элементы, элемент ИЛИ (2.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является коммутатор каналов для телеметрической системы, содержащий блок памяти моментов появлений требований на опрос каналов, первая группа входов которого соединена с выходами анализаторов активности входных сигналов, выходы подключены к входам детектора максимального сигнала, выходы которого через последовательно соединенные блок выбора -каналов, щифратор. блок динамической памяти адресов соединены с соответствующими входами дешифратора, выходы котоpord соединены с первыкш управляющими входами ключевых элементов, информационные входы устройства соединены с информационными входами анализаторов активности входных сигналов и входами ключевых элементов, выхо ды которых подключены выходами устройства, элемент ИЛИ, блок циклического опроса каналов, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ. Принятая в этом коммутаторе каналов дисциплина информацисжного обслуживания обеспечивает коммутацию информационных каналов в режиме адаптивной коммутации или в режиме циклической коммутащи. В режиме адаптивной коммутации осуществляется коммутация каналов по мере поступления требоваНИИ на их опрос, а при наличии групповых требований предпочтение отдается каналу с меньшим порядковым номером. При этом в коммутаторе обеспечивается контроль за активностью входных сигналов. Если в процессе контроля число сформированных существенных выборок за фиксированный интервал времени не превыщает заданной величины, коммутатор переводится в режим циклической коммутации. В этом режиме осуществляется последовательный опрос всех информационных каналов до тех пор, пока в коммутаторе не будет зафиксировано превыщение числа выдаваемых существенных выборок заданной их величине 3 Комбинированный режим информационного обслуживания, принятый в этом коммутаторе каналов, позволяет частично сократить передачу по каналу связи холостых выборок, однако при этом неэффективно используется пропускна способность коммутатора из-за необходимости передачи с каждой даклической выборкой ее адресного признака. Это не только снижает пропускную способность коммутатора, но и увеличивает время обслуживания. Цель устройства - повышение пропускной способности системы. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок памяти моментов появления требований на опрос каналов, первая группа входов которого осоединеиа с выходам анализаторов активности входных сигналов, вы хоДы подключены к входам детектора макси мального сигнала, выходы которого через последовательно соединенные блок выбора каналов, шифратор, блок динамической памяти адресов соединены с соответствующими входами дешифратора, выходы которого соединены с первыми управляющими входами ключевых элементов, причем, информационные входы устройства соединены с информационными вхо дами аиализаторов активности входных сигналов и входами ключевых элементов, выходы которых подключены к выходам устройства, элемент ИЛИ, блок циклического опроса каналов, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, введены группа элементов ИЛИ и блок формирования маркера цикла, выход которого является одним иэ выходов коммутатора, а вход соединен с первым выходом блока циклическщ-о опроса каналов, второй выход которого соединен управляющим входом детектора максимального сигнала, группа третьих выходов соединена с соответствующими вторыми управляющнми входами клюадвых элементов и первыми входами соответствующих элементов ИЛИ группы элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами дешифратора, выходы элементов ИЛИ группы элементов д соедигены с соответствующими вторыми входами анализаторов активности входных сигналов и входами второй группы входов блока памяти моментов появления требований, выходы аиализаторов активности соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ. На фиг. 1 приведена функциональная схема коммутатора каналов; на фиг. 2 - схема блока циклического опроса каналов, один иэ вариантов выполнения; на фиг. 3 - схема блока выбора каналов, один из вариантов выполнения. Предлагаемый коммутатор каналов содержит анализаторы 1 активности входных сигналов, блок 2 памяти моментов появления требований на опрос каналов, детектор 3 максимального сигнала, блок 4 выбора каналов, шифратор 5, блок 6 динамической памяти адресов 6. де1Ш1фратор 7, ключевые элементы 8, элемент ИЛИ 9, блок 10 циклического опроса каналов, блок 11 формирования маркера цикла, группу 12 элементов ИЛИ 13, группу 14 входов, входы 15-19, выходы 20-22. Позициями 23-28 обозначены соответственно першая и вторая группа входов блока памяти моментов появления требований на опрос каналов, первые и вторые управляющие входы канальных элементов, сигнальные входы канальных элементов , второй управляющий вход детектора максимального сигнала. Блок 10 циклического опроса каналов (фтлт. 2) может быть выполнен в виде функшонально связатых счетчика 29, управляющего блока 30 и временного, распределителя 31 с выходом 32. Коммутатор кш{алов работает следующим образом. Сигналы с группы 14 входов от датчиков (не показаны) непрерывно анализируются анализатсфами I актнвносга, которые в зависимости от текущих характеристик входных сигналов осуществляют их неравномерную дискретизацию по выбранному алгоритму и в соответствующие моменты вырабатывают импульс на опрос каналов. Время обслуживания одного требования выбирается равным длительности информационного слова в двоичном коде, состоящего из информ ционной и адресной частей телеметрического кадра для адаптивного режима информационного обслуживания или только из информацио ной части для циклического режима информационного обслуживания. Напряжения с генераторов блока 2 памяти моментов появления требований на опрос поступают на вход детектора 3 максимального сигнала, который представляет собой набор элементов сравнеиия напряжений, который соот ветствует началу информационного слова в телеметрическом кадре, на управляющий вход 18 детектора 3 от хронизатора системы (не показан) передающей аппаратуры наступает синхросигнал. При этом на выходе детектора 3 максимального сигнала появляется сигнал на том выходе, который соответствует входному напряжению максимальной величины. Сигналы с выхода детектора 3 максимального сигнала поступают на входы блока 4 выбора каналов. Причем в случае, когда с выход детектора 3 максимального сигнала сигнал пост пает только на один блок блока 4 выбора кан лов, блок пропускает этот сигнал на выход, не оказывая на него никакого воздействия. Если в момент сравнения на входе детектора 3 максимального сигнала действует несколько одинаковых по величине напряжений (группово требование), то на выходе блока 4 выбора каналов действует сигнал с того выхода, который соответствует наименыпему номеру канала. Таким образом, детектор 3 максимального сигнала вместе с блоком 4 выбора каналов вы полняют роль диспетчера, организующего дис-. Ш1ПЛИНУ информационного обслуживания канал с учетом их номера, времени поступления заяв и приоритетных признаков. Сигнал с одного из выходов блока и выбор каналов поступает на шифратор 5, где формируется адрес принятого на обслуживание инфор мационного канала в двоичном коде. Значения адресов каналов фиксируются в щифраторе программным образом и могут изменяться по внешним командам. Сформированный в шифраторе 5 код адреса переписывается в блок 6 динамической памяти адресов и поступает на соответствующий выход дешифратора 7 и ключевой элемент 8 канала открывается. Напряжекие с соответствующего входа группы входов 14 через ключевой элемент 8 выдается для дал нейшего преобразования в двоичный код и передачи по каналу связи. Одновременно сформированной существенной выборке из ишфратора 5 (выход 20) присваивается код ее адреса Напряжением с выхода дешифратора 7 через элемент ИЛИ 13 группы элементов ИЛИ 12, кроме того, осуществляется приведение анализатора 1 активности входных сигналов и блока 2 памяти моментов появления требований на опрос в .исходное состояние. На этом заканчивается цикл обслужившвдя одного требования. С поступле О ем очередного синхросигнала, совпадающего с началом следующего информационного слова, на первый управляющий вход детектора 3 максимального сигнала начинается обслуживание очередного требования, если оно имеется. При таком методе информационного обслуживания в структуре передаваемых сигналов возможны как холостые слова, так и холостые кадры, когда требования на опрос каналов поступают ред1со. Холостые слова имеют определенную структуру и передаются, например, в виде двоичного кода, содержащего только нулевые посылки. При большом количестве холостых слов коммутатор переводится в режим циклической комл1утации. С этой целью в процессе коммутации каналов осуществляется контроль за активностью входных сигналов. Для этого с помощью счетчика 29 блока 10 опроса каналов на фиксированном временном интервале, задаваемом синхросигналами хронизатора (вход 17), через элемент ИЛИ 9 подсчитьшаются требования во всех информационных каналах. Если в процессе контроля количество требований не превышает установленной величины, коммутатор переводится в режим циклической коммутации. Формируемый при этом в управляющем блоке 30 управляющий сигнал блокирует работу детектора 3 максимального сигнала по второму управляющему входу 28, формирует в блоке 11 формирования маркера цикла маркер цикла и запускает временный разделитель 31. Сформированный маркерный сигнал фиксиует начало режима циклической коммутации обозначает его границы. Структура маркерого сигнала выбирается из условия обеспечеия заданной помехоустойчивости его восстановения в приемной аппаратуре. Опрос информашюнных каналов в циклиеском режиме начинается с определенного канаа, а переключение на последующий опрос чередных каналов осуществляется по синхроигналам хронизатора, подаваемым на вход 19. ремя обслуживания каждого информационного анала в этом режиме выбирается из условия ередач только информационной части двоичноо кода телеметрического кадра. Одновременно родолжается контроль за активностью информатонных каналов. По результатам контроля оммутатор переводится в режим адаптивной оммутации, или сохраняется режим цикличесой коммутации. Таким обряэом, за счет управления ключевыми элементами по раздельным цепям адаптивной коммутации и гщклической коммутации я текущего контроля за активностью входных сигналов и организации безадресной передачи сушественньпс выборок в циклическом режиме обслуживания сокращается -объем передаваемой служебной (адресной) информации. При этом повышается пропускная способность системы и сокращается время обслуживания отдельных информаихонных каналов. Формула изобретения Коммутатор каналов для телеметрической системы, содержащий блок памяти моментов появления требованю) на опрос каналов, первая группа входов которого соединена с выходами анализаторов активности входных сигналов, выходы подключены к входам детектора максимального сигнала, выходы которого через последовательно соединетые блок выбора канало щифратор, блок динамической памяти адресов соединены с соответствующими входами дешиф ратора, выходы которого соединены с первыми управляющими входами ключевых элементов, информационные входы устройства соединены с информа191онными входами анализаторов активности входных сигналов и входами ключевых элементов, выходы которых подключены к выходам устройства, элемент ИЛИ, блок цик 48 лического опроса каналов, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, отличающийся тем, что, с целью повышения пропускной способности системы, в него введены группа элементов ИЛИ и блок формирования маркера цикла, выход которого подключен к соответствующему выходу коммутатора, вход соединен с первым выходом блока циклического опроса каналов, второй выход которого соединен с управляющим входом детекторов максимального сигнала, группа третьих выходов соединена с соответствующими вторыми управляющими входами ключевых элементов и первыми входами соответствующих элементов ИЛИ группы элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами дешифратора, выходы элементов ИЛИ группы элементов ИЛИ соединены с соответствуюгцими вторыми входами анализаторов активности входных сигналов и входами второй группы входов блока памяти моментов появления требований, выходы анализаторов активности соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ. Источники информации, принятые, во внимание при экспертизе . Авторское свидетельство СССР № 225036, кл. G 08 С 19/28, 1968. 2.Авторское свидетельство СССР № 412619, кл. G 08 С 19/28, 1974. 3.Авторское свидетельство СССР № 407376, кл. G 08 С 19/28, 1973 (прототип).

24f5

LJ

rw

Ж

/4

n

25 2S

л

n

25

&

27

±-l7ff

Z5i

г;

to

26

Втэлвпента алий

/7

19

31