Устройство для приема,обработки и ввода информации в вычислительную машину Советский патент 1983 года по МПК G08C19/28 G06F3/04 

сглаживания, сжатия и оперативного отображения соединены с первым выходом блока согласования и коммутации, вторые входы подключены к пе вому выходу блока компенсации време ного сдвига, .первый выход блока сог ласования и коммутации соединен с с ответствующим входом блока разрежения данных, выход блока контроля данных подключен к четвертому входу блока управления, пятый вход которо и третий выход устройства соединен с выходом блока программного взаимодействия, вход которого подключе к второму входу устройства, четвертый выход устройства соединен с выходом блока оперативного отображени третий вход которого, третий вход блока сжатия и седьмой вход блока формирования машинных слов соединены с выходом блока сглаживания, восьмой вход блока формирования машин ных слов соединен с выходом блока сжатия и четвертым входом блока опе ративного отображения, пятый вход которого подключен к входу преобразователя кодов 2j. Данные устройства обладают ограниченными возможностями анализа дос товерности принимаемой и вводимой в ЭВМ информации. В частности, в известном устройстве не предусмотрен контроль информации в условиях, ког да одна и та же информация от одного источника поступает на средства обработки по дублирующим друг друга каналам связи-, в случае сбоя структуры кадра информация считается недостоверной и на обработку не посту ет, а для контроля достоверности тр буется предварительный ангшиз ин формации на передающей стороне и снабжение посылок контрольными суммами , контрольными разряда1«м .четности . Целью изобретения является повыш вне достоверности информации, принимаемой и обрабатываемой устройством. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для приема, обработки и ввода информации в вычислительную машину, содержащее бло согласования, вход которого соединен с первым входом устройства, выход - с входом блока выравнивания информационных потоков по времени, блок формирования адреса информационного .канала, программно-временной блок, первый выход которого сое динен с первым входом блока сопряже ния с вычислительной машиной, первый выход которого соединен с первым входом программно-временного бл ка, второй вход - с выходом устройства, введены блок формирования дин мического приоритета, блок приведения информационных потоков к единому масштабу, блок управления считыванием, блок буферной памяти, блок ассоциативной памяти, блок мажоритарного сравнения временных сигналов и блок мажоритарного сравнения синхросигналов, первый, второй и третий выходы блока выравнивания информационных потоков по времени соединены соответственно с входом блока мажоритарного сравнения синхросигналов объединенными первыми входами блока формирования динамического приоритета и блока буферной памяти и входом блока мажоритарного сравнения временных сигналов, выход которого соединен с вторым входом блока буферной памяти, выход блока мажоритарного сравнения синхросигналов соединен не-посредственно с вторым входом программно-временного блока и через блок формирования адреса информационного KaHcpia с первым входом блока ассоциативной памяти, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с вторым и третьим входами блока формирования динамического приоритета и третьим входом программно-временного блока, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы программно-временного блока соединены соответственно с первым входом блока приведения информационных потоков к единому масштабу, с вторым входом блока ассоциативной памяти, третьим входом блока буферной памяти, четвертым и пятым входами блока формирования динамического приоритета, выход которого соединен с первым входом блока управления счи-. тыванием, первый и второй выходы блока буферной памяти соединены соответственно с вторым входом блока управления считыванием и вторым входом блока сопряжения с вычислительной машиной, третий, четвертый и пятый выходы которого соединены соответственно с третьим входом блока ассоциативной памяти, вторым входом блока приведения информационных потоков к единому масштабу и третьим входом блока управления считыванием, первый и второй выходы блока управления считыванием соединены соответственно с объединенными третьими Входами блока приведения информационных потоков к единому маоштабу и блока сощ)яжения с вычислительной машиной и четвертым входом блока щжведения инфорглационных потоков к единому масштабу, выход которого соединен с четвертым входом блока сопряжения с вычислительной машиной, пятый вход которого соединен с вторым входом устройства. Щ)и этом блок формирования динамических приоритетов содержит пороговые эйёменты, элемент мажоритарного срав нения, элементы равнозначности, сум маторы и элемент выбора максимально го значения, выходы пороговых элеме тов соединены с первыми входами соо ветствующих элементов равнозначности и соответствующими входами элемента мажоритарного сравнения, выход которого соединен с объединенны ми, вторыми входами э.лементов равно значности, выходы элементов равнозначности соединены с первыми входа соответствующих сумматоров, выходы которых соединены с соответствукндим первыми входами элемента выбора мак симально-го значения, выход которого соединен с выходом блока формиро вания динамического приоритета, первые и вторые входы пороговых .эле ментов, вторые и третьи входы сумма торов и второй вход элемента выбора максимального значения соединены со ответственно с первым, вторым, третьим, четвертым и пятым входами бло ка формирования динамического приоритета. Кроме того, блок управления считыванием выполнен на регистре приоритета, элементах И и элементе ИЛИ, выходе регистра приоритета соединены с первыми входами соответствующих элементов и, выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ, . выход которого соединен с первым вы ходом блока управления считыванием, первые входы и выходы регистра приоритета соединены соответственно С первым входом и вторым выходом бло ка управления считыванием, вторые входы элементов Ни вторые входы регистра приоритета соединены соответственно с вторым и третьим входами. блока управления считыванием. Причем блок приведения информационных потоков к единому масштабу выполнен на регистрах масштабных коэффициентов, элементах И, элементе ИЛИ, регистре единого информационного, потока и умножителя, выходы регистров масштабных коэффициентов сое динены с первыми входами соответствующих элементов И, выходы которых соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход элемента ИЛИ соединен с первым входом умножителя, второй вход которого соединен с выходом регистра единого информационного потока, выход умножителя соединен с выходом блока приведения информационных потоков к единому масштабу, третий вход умножителя, входы регистров масштабных коэффициентов, вход регистра единого информационного потока и вторые входы элементов И соединены соответственно о первым, вторым, третьим и четвертым входами блока приведения информационных потоков .к единому масштабу. На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для приема, обработки и ввода информации в вычисли те л ьную машину (ЭВМ); на фиг. 2 - функциональная схема блока формирования динамического приоритета; на фиг.Э функциональная схема блока управления считыванием; на фиг. 4 - функциональная схема блока приведения инг формационных потоков к единому масштабу; на фиг. 5 - структура одного информационного потока телеметрической информации (сбор информации одноступенчатым коммутатором), поступающего на вход устройства по одному тракту. Обозначения на..фиг. 5t 1р-Пр разряды слова измерений параметров; 1к-Кк - каналы одного кадра; ОП опорные синхроимпульсы; КК - кадровый синхроимпульс коммутатора; СИ -. синхронизирующие сигналы; ТИ - тактовая частота для кода времени; KB код времени; В - временная информация . Следует отметить, что на фиг. 5 приведена простейшая (одна из возможных) структура информационного , которая будет использоваться для пояснения работы устройства. Устройство содержит (фиг.) блок 1 согласования, первый вход 2 устройства, блок 3 выравнивания информационных потоков по времени, программно-временной блок 4, блок 5 формирования адаеса информах ионного канала, блок б сопряжения с вычислительной машиной, выход 7 устройства, блок 8 мажоритарного сравнения синхросигналов, блок 9 ассоциативной памяти, блок 10 мгикоритарного сравне НИН временных сигналов, блок 11 буферной памяти, блок 12 формирова- ния да1намического приоритета, блок 13 управления считыванием, блок 14 приведения информационных потоков к единому,масштабу, второй вход 1.5 уст- ройства. Блок формирования динамического приоритета (фиг. 2) содержит пороговые элементы (элементы коитроля допустимых отклонений), элемент 17 мажоритарного сравнения, элементы , равнозначности, сумматоры , элемент 20 выбора максимального значения.. Блок управления считыванием (фиг. 3) содержит элейенты И 2L -21 элемент ИЛИ 22, регистр 23 приоритета. Блок приведения информационных потоков к единому масштабу (фиг. 4) содержит регистры 24 -24 масштабных коэффициентов, элементы И , элемент ИЛИ 26, умножитель 27 и регистр 28 единого информационного по тока.

Введенные блоки имеют следуквдее назначение. Блок 8 позволяет из нескольких входных информационных потоков по принципу голосования отобрать достоверную синхропоследовательность, которая в дальнейшем используется для обработки всех потоков телеметрической информации, синхронизует работу устройства и включается в единый информационный поток. Блок 10 формирует из нескольких входных информационных потоков по принципу голосования достоверные временные сигналы, которые включаются в единый информационный поток. Блок 11 позволяет задержать весь объем, поступающий по различным трактам телеметрической информации на интервал времени, выбранный в качестве накопления оценок достоверности для каждого из потоков (в качестве периода может быть выбран интервал между двумя соседними каналами, кадр или несколько кадров). Блок 13 в зависимости от установленного приоритета, который либо формируется блоком 12, либо задается из ЭВМ, подключает тот выход блока 11, ко торому соответствует наивысший приоритет в интервале предыдущего периода анализа достоверности, Блок 9 позволяет хранить номера контролируемых каналов (в качестве дискриптора), границы допустимого отклонения выбранного для контроля параметра (для каждого из входных потоков), значения весовых коэффициентов каждого из выбранных каналов. Блок 12 в соответствии с заданными границами допустимого отключения производит оценку по принципу голосования и в соответствии с весовыми коэффициентами качества каждого из потоков и выбирает лучший из них путем присваивания наивысшего приоритета. Блок 14 выполняет функции приведения к единому масштабу каждого элемента (одного измерения, кадра, нескольких кг1дров) единого информационного потока.

.Предложенное устройство (фиг.1) функционирует следующим образом.

На устройство-ПО разрядным шинам первого входа 2 поступают идентичные информационные потоки с одного объекта, структура которых в простейшем случае соответствует представленной на фиг. 5. Количество идентичных, информационных потоков (и соответственно разрядных шин первого входа 2 устройства) может быть выбрано любому нечетному числу. В реальных условиях это число принимается равным- трем. Именно для этого случат. приведены схемы на фиг. 2 - 4

Информационные потоки по разрядным шинам первого входа 2 параллельно поступают в блок 1, где выполняется усиление и формирование сигналов. С выхода блока 1 информационные

потоки поступают в блок 3, который устраняет временные сдвиги и производит по времени одноименных кадров различных каналов. Временные сдвиги между информационными потоками

неизбежно появляются в результате того, что приемные пункты информации находятся на различных расстояниях от источника информации. Синхроимпульсы иэ блока 3 поступают в блок 8,

в котором по принципу голосования

формируется единая серия СИ (ОП и КК) , При этом по каждому из типов синхроимпульсов (ОП и КК) реализуется функция

UX,X,ZVXYIVXY5V(Z,

где X,Y,Z -значения соответствующего СИ первого, второго и третьего потоков; и - выход. С выхода блока 8 СИ поступают на вход блока 4 и вход блока 5, где формируется номер текущего канала, значения измерения которого-в данный

0 момент времени могут, поступать на обработку с блока 3. Блок 5 в соответствие с принятой для приема структурой информационного потока может . быть выполнен в виде двоичного сум5 мирующего счетчика, который устанавливается в О с приходом каждого кадрового сигнала КК и увеличивает свое значение на 1 с приходом каждо- го опорного сигнала ОП. Таким обра0 зом, на выходе блока 5 формируется адрес (номер) текущего канала, который поступает в блок 9 в качестве ассоциативного признака.

В начале каждого цикла анализа

5 (для приема, в дальнейшем будем считать, что цикл равен длине кадра) через второй вход 15 и блок б в блок 9 с ЭВМ записываются номера контролируемых каналов (в качестве дискрипJ торов), допустимые (граничные) отклонения каждого из контролируемых каналов, весовые коэффициенты каналов. При этом граничные значения отклонений одноименных каналов каждого из потоков могут отличаться с учетом

| азномасштабности этих потоков, а весовые коэффициенты для одноименных каналов различных потоков могут быть либо равными, либо отличными друг от друга. В случае совпадения

0 номера текущего канала, сформировггйHot-o в блок 5 с одним Из дискрипторов, записанных в блок 9, формируется сигнал совпадения, который поступает в блок 4 и устанавливает

5 его в соответствующий режим. В блоке 4 формируется управляющи сигнал, который поступает на вход jgJiOKa 9, при этом осуще,ствляется передача соответствующих граничных (отклонений на первые входы элементо 16 блока 12 по шине fl, (фиг. 2) и соответствующих весовых коэффициент на первые входы двоичных сумматоров 19 блока 12 {по шине S). Все анальные значения всех пото ков, а также временная информация через блок 10, который работает ан логично блоку 8, поступают в блок и хранятся в них до момента заверше ния очередного цикла обработки информации. При записи текущей информации в блок 11 она вытесняет одноименную информацию, записанную в пр дыдущем цикле. Структура блока 11 соответствует структуре стековой па мяти . Временная информация из блока 1 вытесняется в блок 6, а информация канальных значений в блок 13 по ши f Hai первые входы элементов И 21 (фиг. 3). На вторые входы элементов 16 по шине С поступают канальные значения -всех потоков, которые на этих элементах сравниваются с соответст ющими граничными отклонениями, пос тупающими по шине d из блока 9. Выход элементов 16 V/Л может принимать только два значения в соотв ствии с соотношениями Р (1, если Х,-;7/ xfj l jo, если ХЭ. j f . . где У;|д - значения оценки сравнения р-го потока i-го канала |-го кадра; г текущее значение i-го.ка5 нала; X Х - соответственно верхняя и нижняя границы отклонения значения i-ro канала. Выходные значенияэлементов 16 поступают на элемент 17 (фиг. 2). Выход этого элемента принимает значения в соответствии с соотноше ниями о , U,ecA«|wPj92; .,еслм| « 2. ; При ЭТОМ ДЛЯ трех входных потоко элемент 17 реализует логическую функцию вида J - о. 1. и I iv/ 1 Выходные значения каждой из эле ментов 18 равнозначности (фиг.2) формируют в соответствии с соотношением (1, если М-- j- |о, если «4 4 . При этом в каждом из трактов реализуется следующая логическая функция. ) Сигнал 1 разрешает к предащуЩ6МУ значению, хранящемуся в сумматорах (фиг. 2), по управляющему сигналу, поступающему из блока 4 (по проводнику а), прибавить значение весового коэффициента 1-го канала, поступающего из блока 9 по шине S . При О суммироШаМ запрещается . Таким образом, в сумм&тоpax 19, -19 в интервале f-ro кадра формируется значение хР.ЛоР. , где п - число каналов . 0 .- весовой коэффициент 1-го J канала в j-м кадре ft. - весовой коэффициент р-го тракта в J-M кадре. В конце каждого цикла обработки элементом 20 по сигналу (шинаФ на фиг. 2) из блока 4 выполняется поиск максимального значения из всех S, хранящихся в сумматорах . Этому значению на выходе элемента 20 (шине е) ставится в соответствие единичное значение (т.е. выбирается р-й тракт с наилучшей оценкой достоверности кадра), остальным выходным линиям присваиваются нулевые значения. Состояние элемента 20 записы-v вается в регистр 23 приоритета блока 13 (фиг. 3), и это состояние регистр 23 приоритета сохраняет до конца следующего цикла обработки. IQpoMe того, предусматривается принудительная установка состояния регистра 23 путем подачи от ЭВМ через блок 6 (по шине д) жесткого приоритета. Выходы регистра 23 управляют работой элементов И 21.-21 (фиг. 3) и элементов И блока 14 (фиг. 4). Сигналы в блок 14 при этом подаются по шине h . Такое управление обеспечивает прохождение через элемент ИЛИ 22 (фиг.3) по шине k на регистр 28 блока 14 (фиг. 4) измерений того входного потока, который по результатс1М контроля имеет максимальную оценку достоверности. Следует отметить, что-в случае равенства значений оиенок достоверности-выбирается тот поток, который меньший порядковый номер, Так как каясдый информационный по ток в общем случае передается в сво ем масштабе, то каждый из кадров должен быть приведен к некоторому едином:/ масштабу. Это выполняется в блоке 14. С этой целью в регистрах масштабных коэффициентов (фиг. 4) записываются масштабные к эффициенты К, для каждого из информационных потоков. Эти коэффицие ты заблаговременно могут быть вычислены на ЭВМ и введены по шине t (фиг. 1 и 4) из блока б,, в зависимо ти от состояния выходов регистра 23 (фиг. 3), на двоичный умножитель 2 (фиг. 4), через элемент ИЛИ 26 и один из элементов И посту-р пает соответствующий коэффициент К На второй вход умножителя 27 поступают канальные значения ХЦ через регистр 28: При наличии управляющего сигнала на выходе .блока 4 проводник m ) выполняется умножение вида xjj к. Выходное значение параметра Х единого информационного потока пере дается в блок б (по шине п), где формируется Мсшинное слово, состояшее из XjF СИ, ВР, которое через выход 7 передается в ЭВМ, При этом СИ (синхроимпульс единого информационного потока) формируется из выходных сигналов блока 8 с помощью блока 4, а ВР (временные сигналы единого информационного потока) пос тупают в блоки 11. Таким образом, блок б выполняет.функции преобразов ния сигналов от ЭВМ в сигналы устрой ства и обратное преобразование, фор мирование и передачу в ЭВМ машинного слова, прием от ЭВМ адресов конт ролируемых каналов, граничных откло нений значений этих каналов, весовы коэффициентов каналов;, масштабных ко эффициентов, слова жесткого приоритета и передачу этой информации под воздействием управляющих сигналов блока 4 в соответствующие блоки устройства. Следует отметить, что блок 14 y iaCTByeT в обработке только в том случае, когда входные потоки информации имеют различный масштаб. В противном случае единый информационный поток с выхода блока 13 подается в блок б минуя блок 14. Таким образом, в отличие от известного предлагаемое устройство поз воляет обработать несколько входных потоков телеметрической информации (измерений функциональных и служебных параметров, синхронизирующих сигналов, временных сигналов), выбирать достоверную по сформулированным критериям информацию из всех , входных потоков и формировать в едином масштабе единый информационный поток, передаваемый на дальнейшую обработку в вычислительную машину. Формула изобретения 1. Устройство для приема, обработки и ввода информации в вычислительную машину, содержащее блок согласования, вход которого соединен с первым входом устройства, выход - с входом блока выравнивания информационных потоков по времени, блок формирования адресаинформационного канала, программно-временной блок, первый выход которого соединен с первым входом блока сопряжения с вычислительной машиной, первый.выход которого соединен с первым входом программно-временного блока, второй вход с выходом устройства, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения достов.ерности информации, ,в устройство введены блок фор1 1ирова;ния динамического приоритета, блок приведения информационных потоков к единому масштабу, блок управления .считыванием, блок буферной памяти, блок ассоциативной памяти, блок мажоритарного сравнения временных сигналов и блок мажоритарного сравнения синхросигналов, первый, второй и третий выходы блока выравнивания информационных потоков по времени соединены соответственно с входом блока мажоритарного сравнения синхросигналов, объединенными первыми входами блока формирования динамического приоритета.и блока буферной памяти и входом блока мажоритарного сравнения временных сигналов, выход которого соединен с вторым входом блока буферной памяти, выход блока мажоритарного сравнения синхросигналов соединен непосредственно с вторым входом программно-временного блока и через блок формирования адреса информационного канала с первым входом блока ассоциативной памяти, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с вторым и третьим входами блока форми15ования динамического приоритета и третьим входом программно-временного блока, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы прог- раммно-временного блока соединены соответственно с первым входом блока приведения информационных потоков к единому масштабу, с вторым входом блока ассоциативной памяти, третьим входом, блока буферной памяти, четвертым и пятым входами блока формиройания динамического приоритета, выход которого соединен с первым входом блока управления считыванием, первый и бторой выходы блока буферной памяти соединены соответственно с вторым входом блока управления считыванием и вторым входом блока сопряжения с вычислительной машиной, третий, четвертый ипятый выходы которого соединены соответственно с третьим входе блока ассоциативной памяти, вторым входом блока приведения информационных потоков к единому масштабу и третьим входом блока управления считыванием, первый и второй выходы блока управления считыванием соединены соответственно с объединенными третьими входами блока, приведения информационных потоков к данному масштабу и блока сопряжения с вычислительной машиной и четвертым входом блока приведения информационных потоков к единому масштабу, выход которого соединен с четвертым входом блока сопряжения с вычислительной машиной, пятый вход которого соединен с вторым входом устройства.

2, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок формирования динамических приоритетов содержит пороговые элементы, элемент мажоритарного сравнения, элементы равнозначности, сумматоры и элемент выбора максимального значения, выходы пороговых элементов соедаснены с первыми входами соответствуявдйх элементов равнозначности и соответствующими входами элемента мажоритарного сравнения, выход которого соединен с объединенными вторыми входами элементов равнозначности, выходы элементов равнозначности ч соединены с первыми входами соответствующих сумматоров, выходы которых соединены с соответствукицими первыми входами элемента выбора максимального значения, выход которого соединен с выходом блока формирования .динамического приоритета, первые и г вторые входы пороговых элементов вторые и третьи входы сумматоров и второй вход элемента выбора максимального значения соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым и пятым входами блока формирования динамического приоритета.

3.Устройство ПОП.1, ОТЛИ чающееся тем, что .блок управления считыванием выполнен на регистре приоритета, элементах И и элементе ИЛИ, выходы регистра приоритета соединены с первыми входами соответствующих элементов И, выхо ды которых соединены с входами элеO мента ИЛИ, выход которого соедо нен с первым выходом блока управления считыванием, первые входы и выходы регистра приоритета соединены соответственно с первым входом и вторым

5 выходом блока управления считыванием, вторые входы элементов И и вторые входы регистре приоритета соединены соответственно с вторьил и третьим входами блока управления считы0 ванием.

4.Устройство по П.1, о т я и чающееся тем, что блок приведения информационных потоков к масштабу выполнен на регист-

5 рах масштабных коэффициентов, элементах И, элементе ИШ, регистре единого информационного потока и умножителя, выходы регистров масштабных коэффициентов соединены с перка- ми входами соответствующих элементов И, выходы которых соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход эле1«юнта ИЛИ соединен с первым входом умножителя, второй

вход которого соединен с выходом регистра единого информационного потока, выход умножителя соединен с выходом блока приведения информационных потоковк единому масштабу, третий вход умножителя, входы регистров масштабных коэф яшиентов, вход регистра единого информациониого потока и вторые входщ элементов И со.еданены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входа5 ми блока приведения информационных потоков к единому масштабу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 0 690532, кл. G 08 С 19/28, 1977.

2.Авторское свидетельство СССР 541162, кл. 6 ОбF 3/04, 1975 (прототип).

ft