Устройство для многоканальной регистрации временных характеристик процессов Советский патент 1982 года по МПК G04F10/04 

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического контроля для измерения и регистрации временных характеристик множества непериодических процессов.

Известно устройство, содержащее многоканальный блок ввода, счетчик времени, подключенный входом к выходу генератора импульсов эталонной частоты, запоминающее устройство, выполненное на последовательно соединенных ячейках памяти в количестве, равном числу входных каналов, сдвиговый регистр, подключенный к выходу запоминающего устройства, а также блок обработки и регистрации, соединенный с выходами сдвигового регистра. Каждая из ячеек памяти одним из входов подключена к выходу счетчика времени, а другим - к соответствующему выходу многоканального блока ввода. При наступлении события в одном из входных каналов, полная информация о текущем времени поступает из счетчика в соответствующую ячейку памяти, где она хранится до тех пор, пока все ячейки не заполнятся, либо пока не истечет контрольное время, причем адрес запоминаемой информации (номер ячейки) соответствует -признаку (номеру) канала, в котором произошло событие. Затем закодированная информация о времени наступления события вместе с кодом признака канала, в котором событие прюизошло, выводится из запоминакяцего устройства и через сдвиговый регистр поступает в блок обработки и регистрации. На этом цикл работы устройства закан-чивается 1. Однако наличие запоминающего устройства предотвращает потерю информации из-за большой плотности следования событий, лишь при условии наотупления не более одного события в каждом канале в течение одного цикла работы устройства. В противном случае потери информации неизбежны, т.е. достоверность регистрируемой информации весьма низкая. Это обстоятельство ограничивает область применения устройства.

Наиболее близким по технической

25 сущности к предлагаемому является

устройство для многоканальной регистрации времени наступления событий, содержащее блок обработки данных, последовательно соединенные регистр

30 адреса записи и оперативный запоминахпций узел, последовательно подклю ченные генератор эталонной частоты и счетчик времени, а также шифратор признаков канала и первый элемент . HJQi, входы которых соответственно соединены между собой и со входами устройства. Наличие в этом устройстве оперативного запоминаницего узла с регистром адреса записи позволяет, IB отличие от ранее описанного устройства, регистрировать &ез потерь информацию о событиях, приходящих как по разным, так и по одним и темже каналам, что повышает Достоверность регистрируемой информации и расширяет область использования устройства 2 .

Недостаток известного устройства заключается в том, что при увеличении числа быстро следующих друг за другом событий и при уменьшении продолжительности пауз между сериями событий , поток вводимой информации может превысить поток выводимой информации, и поскольку емкость памяти ограничена, то может произойти ее переполнение и, как следствие этого, потеря информации.

Для уменьшения вероятности потерь информации из-за переполнения памяти, т.е. для повышения достоверности регистрируемой информации, обычно приходится увеличивать емкость памяти. Однако это приводит к усложнению устройства в целом, к увеличению его габаритов и повышению стоимости.

Цель изобретения - повьшение достоверности регистрируемой информации .

Указанная цель достигается тем, что в устройство для многоканальной регистрации временных характеристик процессов содержащее блок обработки данных, последовательно соединенные регистр адреса записи и оперативный запоминающий узел, последовательно подключенные генератор эталонной час тоты и счетчик времени, а также шифратор признаков канала и первый элемент ИЛИ, входъа которых соответственно соединены между собой и со входом устройства, введены второй элемент ИЛИ, последовательно соединенные счетчик адреса считывания и блок сравнения и последовательно подключенные блок распознавания данных, регистр времени, блок сравнительного анализа данных, блок формирования данных и блок ЗАПРЕТ, второй вход которого соединен с первым выходом шифратора признаков канала, второй и третий выходы которого подключены соответственно к первому входу второго элемента ИЛИ и ко второму входу блока сравнения, третий вход которого соединен с выходом регистра адреса записи, своим входом соединенного с выходом второго элемента ИЛИ,

второй вход которого подключен ко второму выходу блока формирования данных, второй вход которого соединен с выходом счетчика времени, третий вход блока сравнительного анализа данных подключен к выходу первого элемента ИЛИ, третий выход блока формирования данных соединен со вторым входом оперативного запоминающего узла, третий вход которого подключен к выходу блока ЗАПРЕТ, первый выход оперативного запоминающего узла соединен со входом счетчика адреса, четвертый вход оперативного запоминающего узла подключен к выходу блока сравнения, второй выход оперативного запоминающего узла соединен со входом блока распознавания данных, второй выход которого подключен к первому входу блока обработки данных, второй вход которого соединен с выходом регистра времени.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2пример функциональной схемы блока сравнительного анализа данных и блока обработки данных; на фиг. 3 пример функциональной схемы блока распознавания данных; на фиг. 4 пример записи информации в память оперативного запоминающего узла (ОЗУ) .

На схемах двойными линиями обозначены шины передачи данных о времени и о признаках каналов, одинарными - шины передачи управляющих и логических сигналов.

Устройство для многоканальной регистрации времени наступления событий содержит шифратор 1 признаков канала, первый элемент ИЛИ 2, генератор 3 эталонной частоты, счетчик 4 времени, регистр 5 времени, блок 6 сравнительного анализа данных, блок 7 формирования данных, блок 8 Запрет, второй элемент ИЛИ 9, регист 10 адреса записи, оперативный запоминающий узел 11 (ОЗУ), блок 12 сравнения, счетчик 13 адреса считывания, блок 14 распознавания данных и блок 15 обработки данных.

Для осуществления возможности передачи данных в последовательной форме по группам и в параллельной форме в пределах группы, разряды счетчика 4 времени и регистра 5 времени могут быть разбиты на группы, например, по восемь разрядов, из которых семь - информационные и один - маркерный (для распознавания данных). При этом шифратор 1 признаков канала имеет такую же структуру:, семь информационных разрядов и один маркерный .

Введенные в устройство блок 6 сравнительного анализа данных, блок 7 формирования данных и блок 14 распознавания данных могут быть реализованы различными путями с использованием различных логических элементов.

Блок 6 сравнительного анализа данных содержит (фиг. 2) группу блоков 16 сравнения по числу групп разрядов (например четырех) счетчика 4 времени и регистра 5 времени, группу элементов И 17 в таком же количестве и группу элементов ИЛИ 18 числом на единицу меньше. Входы блоков 16 сравнения, являющиеся информационными входами блока б, подключены к выходам соответствующих групп разрядов счетчика 4 времени и регистра 5 времени. ВРЛХОДЫ блоков 16 сравнения соединены с первыми входами соответствующих элементов И 17, вторые входы которых объединены с управляющим входом блока 6, подключенного к выходу первого элемента ИЛИ 2. Выходы элементов И 17 подключены ко входам элементов ИЛИ 18.- Выходы всех элементов ИЛИ и одного элемента И, соединенного с блоком 16 сравнения старших групп разрядов счетчика 4 и регистра 5, являются выходом блока 6 сравнительного анализа данных.

Блок 7 формирования данных содержит (фиг. 2) сдвиговый регистр 19, генератор 20 тактовых импульсов(ГТИ) включенный между выходом и управляющим входом сдвигового регистра 19, счетчик-дешифратор 21, подключенный счетным входом к выходу ГТИ 20, а входим Сброс - к выходу сдвигового регистра 19, группу вентилей 22 и схему объединения 23. Цифровые входы сдвигового регистра-19 являются первым входом блока 7, подключенным к выходу блока 6.

Выходы счетчика-дешифратора 21 соединены с управляющими входами соответствующих вентилей 22, информационные входы которых, являющиеся первым входом блока 7, соединены с выходами соответствующих групп раз-, рядов счетчика 4, а выходы - со входами схемы объединения 23.

Выход сдвигового регистра является первым выходом блока 7, подключенным к управляющему входу блока 8 Запрет, выход ГТИ 20 является вторым выходом блока 7, подключенным при помощи второго элемента ИЛИ 9 ко входу регистра 10 адреса записи, и выход схемы объединения 23 являетс третьим выходом блока 7, подключенным ко второму входу оперативного запоминающего узла 11.

Блок 14 распознавания данных содержит (фиг. 3) счетчик-дешифратор 24, элемент НЕ 25, группу вентилей 26 и вентиль 27.

Информационные входы вентилей 26 и 27 подключены к многоканальному входу 28 блока 14, соединенного со вторым выходом оперативного запоми;нающего узла 11. Маркерный канал многоканального входа 28 соединен

со входом счетчика-даиифратора 24 и при помощи элемента НЕ 25 - с управлякяцим входом вентиля 27. Управляющие входы вентилей 26 подключены к соответствующим выходам счетчикадешифратора, а выходы, являющиеся .первым выходом блока 14 - к соответствующим группам разрядов регистра 5 времени. Выход вентиля 27, являющийся вторым выходом блока 14, подключен к первому входу блока 15 обработки данных.

Устройство работает следующим образом.

Входные импульсы, свидетельствующие о наступлении события в одном Или нескольких каналах, поступают на соответствующие входы шифратора 1 признаков канала и первого элемента ИЛИ 2. Эти импульсы объединяются элементом ИЛИ 2 и поступаиох с его выхода на управляющий (третий) вход блока 6 сравнительного анализа данных.

В это время шифратор 1 признаков канала формирует на своем выходе код номера канала, в котором событие наступило.

Счетч,ик 4 времени, начиная с любого заданного момента, непрерывно отсчитывает текущее время, задаваемое генератором эталонной частоты 3.

Регистр 5 времени-хранит информа- цию о времени последнего зарегистрированного события, в начальный момент работы устройства все его разряды содержат нули.

Данные о текущем времени и о времени последнего зарегист- . рированного события поступают на информационные входы блока 6 сравнительного анализа данных. Блоки 16 непрерывно сравнивают данные соответствующих групп разрядов счетчика 4 времени и регистра 5 времени и в момент наступления очередного события срабатывают элементы И 17, на выходах которых появляется информация о совпадении (логический коль) и несовпадении (логическая единица) данных сравниваемых групп разрядов. Эта информация обрабатывается группой элементов ИЛИ 18, после чего на выходе блока 6 сравнительного ангшиза данных появляется группа сигна.пов (логических единиц), указывающих какие группы разрядов подлежат переписыванию из счетчика 4 времени в оперативный запоминающий узел 11. Такими группами являются старшая несовпадающая (изменившаяся со времени последнего зарегистрированного события) и все младшие, следующие за ней.

Указанные сигналы поступают на второй вход блока 7 формирования данных, который определяет порядок занесения данных из счетчика 4 времени в ОЗУ 11. Происходит это следующим образом. Единичные сигналы поступают с вы хода блока 6 на цифровые входы соответствующих разрядов сдвигового регистра 19, так что заполненными оказываются выходной разряд (соответствующий младшей группе разрядов счетчика 4 времени) и следующие за ним - всего столько, сколько информационных групп подлежит переписыванию из счетчика 4 времени в ОЗУ Появившийся на выходе сдвигового регистра 19 сигнал i включает ГТИ 20, тактовые импульсы которого сдвигают содержимое регистра 19 и отсчитываются счетчиком-дешифратором 21, на выходах которого поочере но, начиная с младшего разряда, поя ляется сигнал , который и откр вает вентили 22 для пропускания соответствующих информационных групп, начиная с младшей группы разрядов, с выхода счетчика 4 времени через схему объединения 23 в ОЗУ 11. Причем ГТИ 20 выдает столько импульсов сколько групп разрядов из счетчика времени должно быть переписано, пос ле чего сдвиговый регистр 19 освобождается и на его выходе появляетс который гасит счетчик сигнал дешифратор 19, выключает ГТИ 20 и открывает блок 8 ЗАПРЕТ. Таким обра зом, в ОЗУ 11 после сокращенной информации о времени наступления собы тия записывается информация, о признаках (номере) канала, в котором со бытие наступило. Если в одно и тс же время события зафиксированы в нескольких каналах, то данные обо всех этих каналах в порядке установ ленного приоритета записываются в ОЗУ 11 после информации о времени. Адреса ячеек, в которые заноситс информация, указываются регистром 1 адреса записи, ведущим счет импульсам, поступающим на его вход через второй элемент ИЛИ 9 со второго выхода блока 7 формирования данных (с выхода ГТИ 20) и со второго выхода шифратора 1 признаков канала. Каждый такой импульс соответствует очередно) информационной группе, за носимой в ячейку памяти ОЗУ 11. На фиг. 4 представлен пример записи информации в память ОЗУ 11. где N - код номера канала; Т - группа разрядов времени; Т - старшая группа разрядов; Ti, - младшая группа разрядов; маркерный знак группы разрядов времени; О- маркерный знак группы ра рядов номера канала. В первой (верхней) строке записаны четыре группы разрядов времени от младшей к старшей. В первых двух группах второй строки записаны номе ра каналоБ, в которых бьлли зафиксированы события в момент времени, записанный в первой строке. Запись в третьей и четвертой группах второй строки обозначает, что в пятом канале (Ny) появилось событие, и с момента появления предшествующего зарегистрированного события изменилась четвертая группа разрядов времени (Т| ) и т.д. Когда наступит пауза после очередного события или серии событий, с третьего выхода шифратора 1 признаков канала поступает разрешающий сигнал на управляющий вход блока 12 сравнения, на информационные входц которого поступает содержимое регистра 10 адреса записи и счетчика 13 адреса считывания, в счетчике 13 зафиксирован двоичный код номера рчередного импульса, поступившего с выхода ОЗУ 11 и являющегося адресом, по которому произошло последнее считывание из ОЗУ 11. ьлок 12 сравнения сравнивает данные регистра 10 адреса записи и счетчика 13 адреса считывания и в случаях их несовпадения по сигналу, посту пающему с выхода шифратора 1 признаков канала, посылает команду в ОЗУ 11, по которой начинается считывание информации из ОЗУ 11 в блок 14 распознавания данных. При освобождении очередной ячейки памяти, ОЗУ 11 посылает импульс на вход счетчика 13 и как только содержимое счетчика 13 сравняется с содержимым регистра 10, то блок 12 сравнения дает команду в ОЗУ 11 на прекращение считывания и на готовность к записи. Такая же команда подается и в том случае, когда на третьем выходе шифратора 1 признаков канала исчезает упомянутый разрешающий сигнал, что свидетельствует о появлении очередного события или серии событий на одном или нескольких входах устройства и о готовности блока 7 формирования данных выдавать информацию о времени наступления этих событий. Блок 14 распознавания данных при помощи элементов НЕ 25, используя маркерные метки ( - время, О код номера канала), отделяет данные о времени от данных о коде номера канала. Данные о времени содержат лишь часть информации о времени, а именно - группы разрядов, включающие старшую изменившуюся группу и все последующие младшие группы. Эти информационные группы, начиная с младшей с помощью счетчика-дешифратора 24 и группы вентилей 26, записываются в соответствующие разряды регистра 5 времени, который фиксирует полную информацию о времени наступления очередного события. Эта полная информация поступает на второй вход блока 15 обработки даиных, на -первый вход которого сс) второго выхода блока 14 распознавания данных подаются данные о номере канала, в котором событие наступило или о номерах нескольких каналов, в которых события наступили одновременно. Таким образом, устройство для многоканальной регистрации временных характеристик процессов, благодаря новой совокупности элементов и связей, позволяет экономно использовать память ОЗУ, записывая в нем не полную- информацию о времени наступления событий, а лишь часть этой инфомации, благодаря чему при меньшей емкости памяти можно снизить вероятность ее переполнения, а, значит, и вероятность потерь информации, т.е повысить достоверность регистрируемой информации. Наибольший эффект можно получить при регистрации больших серий плотно следующих событий, когда в ОЗУ по ступает информация лишь из младших )разрядов счетчика времени. В этих случаях экономия памяти может дости гать 60%. Следует отметить, что память является самым дорогим узлом устройства, гак чтоесли ее емкость уменьшить на 30-50%, что является весьма актуальной задачей, то эконо мический эффект составит более 10 тыс. руб. только при изготовлени устройства. Благодаря остальной час ти (10-30%) сэкономленной, но не сокращенной, памяти, повышается достоверност;ь регистрируемой информации (на 5-17%), что, в свою очередь даст экономический эффект при экспл атации устройства. Формула изобретения Устройство для многоканальной ре гистрации временных характеристик процессов, содержащее блок обработки данных, последовательно соединен ные регистр адреса записи и операти ный запоминающий узел, последовател но подключенные генератор эталонной частоты и счетчик времени, а также шифратор признаков канала и первый элемент ИЛИ, входы которых соответственно соединены между собой и со входами устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности регистрируемой информации, в устройство введены второй элемент ИЛИ, последовательно соединенные счетчик адреса считывания и блок сравнения и последовательно подключенные блок распознавания данных, регистр времени, блок сравнительного анализа данных, блок формирования данных и блок Запрет, второй вход которого соединен с перBfciM выходом шифратора признаков канала, второй и третий выходы которого подключены соответственно к первому входу второго элемента ИЛИ и ко второму входу блока сравнения, третий вход которого соединен с выходом регистра адреса записей, своим входом соединенного с выходом второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен ко второму выходу блока формирования данных, второй вход которого соединен с выходом счетчика времени, третий вход блока сравнительного анализа данных подключен к выходу первого элемента ИЛИ, третий выход блока формирования данных соединен со вторым входом оперативного запоминающего узла, третий вход которого подключен к выходу блока «Запрет,, первый выход оперативного запоминающего узла соединен со входом счетчика адреса считывания, четвертый вход оперативного запоминающего узла подключен к выходу блока сравнения, второй выход оперативного запоминающего узла соединен со входом блока распознавания данных, второй выход которого подключен к первому входу блока обработки данных, второй вход которого соединен с выходом регистра времени. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США 3781529, кл.. G 04 F 9/00, опублик. 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 519680, кл. G 04 F 10/04,02.07.74 (прототип).

ФигЛ