Устройство для адаптивной двухступенчатой коммутации
УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОЙ ДВУХСТУПЕНЧАТОЙ КОММУТАЦИИ, содержащее группы датчиков, выходы которых соединены непосредственно с первыми входами первого коммутатора и через соответствующие блоки определения частоты опроса с первыми входами блока переключателей и первого сумматора , выходы первого сумматора соединены с вторыми входами блока переключателей , выходи которого соединены с первыми входами делителя и второго сумматора, выход второго сумматора соединен с первыми входами первого блока сравнения и переключателя и вторым входом делителя, выходы делителя соединены с первыми входами второго блока сравнения и блока кодирования , первые выходы которого соединены с вторыми входами второг.о блока сравнения, выход его соединен с вторым входом блока кодирования, выходы блока кодирования соединены с первыми входами блока программного управления, выход первого блока сравнения соединен с вторым входом переключателя , выходы которого соединены с вторыми входами блока программного управления, и второй коммутатор , выход которого соединен с -,J выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, первые выходы блока программного управления соединены с вторыми входами первого коммутатора, выходы которого соединены с первыми входами второго коммутатора , вторые выходы блока программного управления соединены с вторыми входами второго коммутатора, третьими входами переключателя, третьи входы делителя подключены к выходам первого сумматора,второй вход первого блска сравнения и третий в.ход второго блока сравнения подключены соответственно к первому и второму входам устройства. 2. Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что блок программного управления выполнен на счетчиках, переключателе, дешифраторе , регистрах сдвига и ключах,первые выходы первого счетчика - соединены с первьт-ги входами первых ключей, вторьте входы которых соединены с выходами регистра сдвига, выходы - с первыми входами переключателя, выходы второго счетчика через дешифратор соединены с вторыми входами переключателя , первые и-вторые выходы которого соединены соответственно -; с первыми и вторыми выходами программного управления, второй Btj ход первого счетчика соединен с первым входом второго ключа, выход которого соединен с первым входом первого счетчика, вторые входы первого счетчика и объединенные входы -регистров сдвига и второго счетчика и второй вход второго |слюча соединены соответственно с п :рвыми и вторыми входами блока программного управления.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) З(51) 08 С 15 06
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
Н ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3474993/18-24 (22) 19.07.82 (46) 30.01.84. Вюл.)) 4 (72) Г.В.Сидоркина, В.М.Сидоркин
H В.А.Виноградов (53) 621.398(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
)) 335711, кл.0 08 С. 15/06, 1972.
2. Авторское свидетельство СССР
)) 926706, кл.0 08 С 15/06, 1980 (прототип). (54 ) (57 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОЙ
ДВУХСТУПЕНЧАТОЙ КОММУТАЦИИ, содержащее группы датчиков, выходы которых соединены непосредственно с первыми входами первого коммутатора и через соответствующие блоки определения частоты опроса с первыми входами блока переключателей и первого сумматора, выходы первого сумматора соединены с вторыми входами блока переключателей, выходы которого соединены с первыми входами делителя и второго сумматора, выход второго сумматора соединен с первыми входами первого блока сравнения и переключателя и вторым входом делителя, выходы делителя соединены с первыми входами второго блока сравнения и блока кодирования, первые выходы которого соединены с вторыми входами второго блока сравнения, выход его соединен с вторым входом блока кодирования, выходы блока кодирования соединены с первыми входами блока программного управления, выход первого блока сравнения соединен с вторым входом переключателя, выходы которого соединены с вторили входами блока программного управления, и второй коммутатор, выход которого соединен с выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыше1 ния быстродействия, первые выходы блока программного управления соединены с вторыми входами первого коммутатора, вь.ходы которого соединены с первыми входами второго коммутатора, вторые выходы блока программного управления соединены с вторыми входами второго коммутатора, третьими входами переключателя, третьи входы делителя подключены к выходам первого сумматора, второй вход первого блска сравнения и третий вход второго блока сравнения подключены соответственно к первому и второму входам устройства.
2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок программного управления выполнен на счетчиках, переключателе, деши4раторе, регистрах сдвига и ключах,пер-) вые выходь| первого счетчика соедине- нь. с первыми входами первых ключей, вторые входы которых соединены с вы- )и" ходами регистра сдвига, выходы — с первыми входами переключателя, выходы второго счетчика через дешттт.ратор соединены с вторыми входами переключателя, первые и вторые выходы которого соединены соответствейно р с первыми и вторыми выходами блока
О программного управления, второй выход перт:oro счетчика соединен с первым входом второго ключа, выход которого соединен с первым входом первого счетчика, вторые входь1 первого счетчика и объединенные входы регистров сдвига и второго счетчика и вто рой вход второго (,лртча соединены соответственно с первыми и вторыми входами блока программного управления.
1070587
Изобретение относится к измерительной технике и может использоватьcII для коммутации cHIналов B адапти вных измерительных системах с двумя ступенями коммутации.
Известно устройство для адаптивной коммутации, содержащее датчики, анРлизаторы, сумматор, делитель,блоки сранпения, блок оптимального кодирования, блок программного управления, переключатель и блок комму- 10 тации (1 1.
Нецостаток указанного устройства — ненозможность использования его н адаптивных измерительных системах с двумя ступенями коммутации вследствие отсутствия второго блока коммутации и согласования частот первой и второй ступени коммутации.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устрой"тно для адаптинной днухступенчатой коммутации, содержащее группы датчиков, выходы которых соединены с информационными входами первого коммутатора и через соответствующие блоки определения частоты опроса с первыми информационными входами блока переключателей и соответствующими входами первого сумматора, выходы первого сумматора соединены с в ТОрыми инфОрмациОнными вхОдадли блока переключателей, выходы которого соединены непосредственно с первымн входами делителя частоты и через второй сумматор с вторыми входами делителя частоты II переключа- 35 теля и первым входом второго блока сравнения, выход которого через переключатель сОединен с первым БХОдОм блока программногo управления, выходы делителя частоты соединены с 40 первьми входами блока кодирования и первого блока сравнения, вторые входы которогo соединены с первыми ныходамп блока кодирования, вторые выходы которого соединены с вторыми входами блока программного управлеНИЯ, НЫХОДЬ КотОРОГО СОЕДИНЕНЫ С вхоцами блока памяти, первый, второй, третьи, четвертые и пятые ныходы блока памяти соединены соответственно с третьим входом перво- 50 го блока сравнения, управляющим входом блока переключателей, вторыми входами второго блока сравнения, управляющими входами второго коммутатора, выходы коммутаторов соеди- 55 нены с ныходами устройства (2 ).
Известное устройство характеризуется достаточным быстродействием прн коммутации кусочно-стационарных процессов со значительной длиной 6п участков станионарности. Б этих ус= ловиях оно может обеспечивать малое количество перестроек программы
0rIpocB. Прн сокрашении длиHE-. Учас— ткон стацпонарнОсти уменьшается 65 время на обработку поступающей информации и поиск программы опроса, причем время обработки и поиска сокращается во столько ра, во сколько происходит самое большое уменьшение длины участков стационарности. Для определения допустимой программы опроса устройство осуществляет большой объем операций в блоке кодирования и блоке памяти, которые являются медленнодействующими блоками: блок кодирования — в силу сложности его технической реализации при обработке больших объемов поступающей информации, а блок памяти — в силу работы его в режиме накапливания поступающей информации, вследствие этого известное устройство обладает недостаточным быстродействием при коммутации процессов с небольшой длиной участков стационарности и теряет свойство адаптации к изменениям характеристик коммутируемых процессов.
Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.
Указанная цель достигается тем, что в устройстве для адаптивной двухступенчатой коммутации, содержащем группы датчиков, выходы которых соединены непосредственно с первыми входами первого коммутатора и через соответствующие блоки определения частоты опроса с первыми входами блока переключателей и первого сумматора, выходы первого сумматора соединены с вторыми входами блока переключателей, выходы которого соединены с перными входами делителя и второго сумматора, выход второго сумматора соединен с первыми входами первого блока сравнения и переключателя и вторым входом делителя, выходы делителя соединены с первыми входами второго блока сравнения и блока кодирования, первые выходы которого соединены с
BTopI=iMH входами второго блока сравнения, выход его соединен с вторым нходом блока кодирования, выходы блока кодиронания соединены с первыми входами блока программного управления, выход первого блока сравнения соединен с вторым входом переключателя, выходы которого соединены с вторыми входами блока программного управления, и второй коммутатор, выход которого соединен с выходом устройства, первые выходы блока программного управления соединены с вторыми входами первого коммутатора, выходы которого соединены с первыми входами второго коммутатора, вторые выходы блока программного управления соединены с вторыми нходами второго коммутатора, третьими входами переключателя, третьи входы делителя подключены к выходам первого сумматора, вторбй вход первого блока
1070587 сравнения и третий вход второго блока сравнения подключены соответственно к первому и второму входам устройства.
Кроме того, блок программного управления выполнен на счетчиках, пе- 5 реключателе, дешифраторе, регистрах сдвига и ключах, первые выходы первого счетчика соединены с первыми входами первых ключей, вторые входы которых соединены с выходами ре- 10 гистра сдвига, выходы — с первыми входами переключателя, выходы второго счетчика через дешифратор соединены с вторыми входами переключателя, первые и .вторые выходы которого соединены соответственно с первыми и вторыми выходами блока программного управления, второй выход первого счетчика соединен с первым входом второго ключа, выход которого соединен с перв. Входом первого счетчика,20 вторые входы первого счетчика и объединенные входы регистров сдвига и: второго счетчика и второй вход второго ключа соединены соответственно с первыми и вторыми входами блока программного управления.
На фиг.1 изображена структурная схема предлагаемого устройств а, на фиг.2 и 3 — примеры реализации бло.ков кодирования и программного управления соответственно.
Устройство содержит группы датчиков 1 информации, блоки 2 определе- 35 ния частоты опроса, первый сумматор
3, блок 4 переключателей, второй сум матор 5, первый блок б сравнения, делитель 7, переключатель 8, второй блок 9 сравнения, блок 10 кодирования, блок 11 программного управления, первый коммутатор 12 и второй коммутатор 13.
Блок 10 кодирования включает элемент 14 памяти, регистры 15-17, элемент 18 сравнения, счетчик 19 и синхронизатор 20.
Блок 11 программного управления содержит счетчик 21, ключ 22, ключи
23, регистры 24, счетчик 25, дешиф. ратор 26 и переключатель 27. 50
Устройство работает следующим образом.
Измеряемые сигналы непрерывно подаются с выходов групп датчиков 1 информации на входы блоков 2, каждый .из которых определяет текущие необходимые частоты опроса датчиков
t ), (Г, — необходимая часто1,1 та опроса i-ro датчика,)-й группы . 60 датчиков 1 информации;ш — число датчиков в -й группе). Далее с помощью сумматора 3 вычисляются необходимые частоты опроса каждой группы датчиков информации 65
Ф ° и
1- ,и
= с 5 ..Блок 4 переключателей
1)1 работает таким образом, что входы, соединенные с. выходами сумматора 3, открыты, а входы, соединенные с выходами блоков 2, закрыты до тех пор, пока не поступят сигналы на третьи входы блока 4 переключателей. С по-, мощью сумматора 5 и делителя 7 вычисляются относительные необходимые л частоты опроса )aL f <в соответствии с выражением
7=" С выходов делителя 7 сигналы,пре порциональные величинам (с 1 по1 даются на входы блока 10 кодирования, который находит оптимальные величины относительных допустимых частот опроса и кодированные сигналы адресной системы каждой группы датчиков 1. В данном случае 1 tl «< и где f . - допустимые частоты onpoi са групп датчиков 1 информации, при использовании которых на выходе устройства можно получить последовательность равноотстоящих отсчетов и равномерное следование отсчетов. Процесс кодирования состоит из операций упорядочивания набора относительных необходимых частот в порядке убывания и операции оптимального кодирования. В строках элемента 14 памяти, входящего в состав блока 10 кодирования, записаны кодовые слова. В адресной части кодовых слов записано значение относительной необходимой частоты, остальные разряды предназначены для записи номера канала и вспомогательной промежуточной информации. Работой всего блока управляет синхронизатор 20. Упорядочивание набора относительных необходимых частот в порядке убывания производится путем сравнения адресной части кодовых слов на элементе 18 и размещения их в порядке убывания относительных необходимых частот s элементе 14 памяти. Процесс оптймального кодирования осуществляется в два этапа: прямой и обратный. При прямом ходе выполняются следующие операции. Из элемента 14 памяти выбираются по два кодовых слова с наименьшими значениями относительных не1070587 o(5)(одимых частот. В регистрах 15 и rlIМ ПРИ("ВаиваЮТСЯ ПОРЯДКОВЫЕ НО: >ра а QQoтветствии со значением cчет тика 9. Номера записываются во зспомо атc J)E HE, разрядах кодовых (лов, > регистре 17 формируется но- . 5 Вcic ...Д(?1>О путем суммирования значений ОТI 3 "\FJ j(Са!>;,Ьi Б с)ЦРЕСНОй Части, ДВУХ БЫб1?санHL Х E(QJ1013 l?(CJTOI) и 3BПИCИ ЭТОЙ c,*,jEI1и,! В адресну)0 часть HQJ30FQ кодоВОГс слОВа . НОI)Ому кОДОВОму слОВу с помощь(0 сче тчика 19 присва ив ается 1IOPa3r,I(Q))I НОМЕР, КОтОРЫй ЗаПИСЫВается Бо Бспо(логательную часть. Два ВЫб(?ан:(Ь)Х КОдС?ВЬ>Х СЛОВа ИСКЛЮЧаЮтСЯ из набора. и записываются Б последние яч;= : и>; с>?с;бодной части элемента 14 Памят Л, а HOHOe СЛОБО j))(JI)0>iBC>TCjj В набоР -: зс!Г)ись)1)ается В такУю стРокУ, ..(-тобы у)(орядоченность набора не на) >3 ! т >> Сlr>(>r>B>T)tт> ITCH т г>г?Яю CEI T)Q а.>1 тс;(†.:-р, пока В .упорядоченном наборС=:! (-:>СТИНЕТСЯ Ojir!IO СЛОВО . ПО OKOH>TBE1ИИ:-;тB)?B Г>РЯМОГО ХОДа НаЧИНаЕтСЯ ф >!.> Иl.оj) .>! ИЕ B j p>BC(IÎé> СИС 1 ЕМЫ 01!pО Сз ..: -11>а.>(ОБ . СОДЕр)КИМОЕ BT(OBCНОй Чао- 23 т!I BC . Х r(0> ОНЫХ СЛОВ С 1)ИРс!СЯТСЯ И ИС>>П(?Л)> 3 >ГЕТСГ! ?т?ття ЗаПИСИ ВДРЕ -НЬ)Х KO-,>rQ>.tj>i, "31 t . Н.=: э.!(еме)! т а I - ::> г!с!мЯти Выби(а;: -.и T!(. три с?к?ва с наиболь1>И(с(1- П:?Рс>3>К>3)) >!>Г«>И I((?Г4TBРаМИ. СЛОIЗО ЗО со с. ар»!>Гл помер(?м г)ереводи TOJT в 1;Е - И> » -., 7 .,-»,,.;,:> П! >ттт- )лх c» »(?HB 13 «>01(.. (. тP:.i 1 > 11 б, (.(?F>OPÁIJ»IQ(3 BJEPB C Ней > а С . Т >«3 i)Q)?B СО Стар!т!р>М (!0>)т>ЕрОГИ П(? р; — )!Иr..Ь)1> «>C) > -j >, >г(t?(>r j)r.",r- т>«>« ТИ Д .т >?Х (?с». B it т>с» "» 1>»>(3 Z?Cf jr >IH>J(>3 > с Б * В с> > (а(л Б СЛСДУ С> 1)л> Р !.-;РЯД с1,>3>?О)С;:(>(?1 > Части ОЦног(? Нз> !> I Ilх с т)ОВ 3 апис >Бесится 0 ,ЦPë/ГОГО 1, ВО ВcпомОГ лте3)ьEIОм Раз >?с!Дсп 1(с К>(о "0 СJJQHB> 11)?!Лб>с В,fjt>>«ÇТСЯ ЕДИНИЦа РИ 1(Г!?КДО!т! За>-ОЛ(>Е!>!(1! РаЭРЯда адрес>!ой Tipñòè. Слова из регистPOT. ) t(РЕ>1 ..-Сr>!r> «)0Т СЯ > -:ЭЛС Гтт(.JIB .">. 4 Псл— Мс1 J .1 „(IQ 01(ОН >та rj Игт Пт >О>3(> (r - В К (>жДОМ CЛО!3;=. . б /3 1 : I 3 с!1! И а.>10 ЧИС 10 k 1, pBi3 НОС. .ИСЛ >и 3 \13 О)! ЧГ)Ь>Х Ра3PJI?TÎB Б КОДО БОМ СЛO!(BJiPOC>> JJВE TIC?T (? Ка(!с!3)а И с>3 (т?с>((.Н:;(3 >(С >,;(>т)т . (."..>(О!к т! 1?СЕ ,«т(а Нс)ЛОВ . ,i!> l l!>,,"» (.1) lT3 J! t1 =>3)РС - НОЙ >, > tf C т >3! rj> r l I ) ))((Т > г11<310Т Jt 3 Т> ХО«>IL>1 Г?>)О— ка 1.1. ; ..", . Гл:",(?FQ;;п!?-?33!Снис., при» Ч(.М II «i t >B3PJIJ.(EIQCJT т-. j KJ >) С ВЯЗ аНа С ! т fl Г,, В!3 I;>)т.т»3>E>t> . b ) СОСТ>!! >>ICHI>(»I 6 -2 Тактов!>с> импульс:-1 „соот )3етc TE)ójoi>j> -Iå Д,>. !! "-?",.! КОДОВ BДР -г-НО("-, C H« "»" Г,!Ь) И j (r «> Е!? а lт! (i 3 М 03 р И Т Е 3 > Ь и )=1Х К а— Нс>т>ОВ т НОСT УГ> BIOT HB ВХОДЫ P(31" ИС ТР013 24 и счет -.-икСБ 25. Сигналь) с Выходов t>)Q с Гетчиков 25 дешифруются Дешифрато1>с?МИ 2 8» . =I БЬ)Х(?3.(аХ КOT«0 ?I>1)(()>ОрмируlOT СЯ.,-:; —.r Л ут->1, В(» бт«трашор Е >тятНЬ) ПЕРЕ— ;(?иоча) ел т, ВQ ;=.кттю->ас. . o=.,т!1)с?„(HÎI т ) 1 j )?> It » > Н (.. "> Т r! (» ГС. Г)):! «i (: E- .О?! (?а! Ej и змерительных каналов. Выходы сдви- га регистров 24 управляют работой и групп ключей 23, подключая к входам счетчиков 21 К число ключей в каждой из Г) групп. Адресные коды (Г) „, ПОСтупаЮщИе с выходов счетчиков 21 на входы и групп ключей 23, открывают К число ключей в каждой группе и переключают диоды в переключаемой диодной матрице 27 в соответствии с адресными кодами. Сигнал с выхода счетчиков 21 поступает на вход ключа 22 и пропускает на вход счетчика импульсы с частотой Г . Ha О выходах переключаемой диодной матрицы 27 получаем последовательность о импульсов с частотами К . Рас(2 пределение последовательности импульсов опроса, поступающих с вь.хода Г> сумматора 5, с частотой f = f, на 0 и последовательностей с частотами )() tt В соответствии с полученной ) 1 адресной системой осуществляется для того или иного участка стационарности измеряемых сигналов. УчасТ-oj(стационарности измеряемого сигнала — это такой участок, на котором погрешность приближения набора (Л. >и г )( набором Х в смысле выбранного критерия не 1) ?евосходит заранее заданной величины 2 (например, ;цопустиму!о величину по-решности приближения набора lf.(набором Cf i ! )л 1 Вводимой в блок 9 сравнения. При превышении погрешностью приближения этой Величины необходимо изменить набор Е, т.е. перестроить адрес ) ну>о систему и передать ее на приемный кo::je!>. Набор допустимых частот 3()М Еок) 1, поступающих от внешнего тактового генератора на входы блока б сравнения, соответствует нескольким скоростям записи данных на регистраторе, нескольким несущим частотам в канале связи или тактовым частотам ЦВИ. В процессе работы устройства в блоке б сравнения выбирается ближайшее к значение о„ .Необходимое в М. этом случае распределение между кана% лами разностной частоты дГ = f ()y —
CTOTaми -."о или f 0 устанавливается с помощью перекгпочателя 8. Сдновременно при поступлении импульсов оп1070587 »1П. роса с частотами (Е ), иа пеРвый блок 12 коммутации ймпульсы опроса поступают на входы переключателя 8 и третьи входы блока 4 переключателей; При этом входы блока 4 переключателей, соединенные с выходами суммирования 3, закрываются и открываются входы блока 4 переключателей, соединенные с выходами блоков 2. Дальнейшая обработка информации ведется аналогично описанному выше. С помощью сумматора 5 и делителя 7 находятся относительные, необходимые m Г2 частоты опроса датчиков ((Й..t 11 1 в соответствии с выражением 1;. С выхода блока 9 кодиров йнин набор относительных допустимых частот f,. опроса датчиков и — 1 и кодиро25 1= л 1 ванные сигналы адресной системы ( К;1 ) поступают на входы блока 1 )л 11 программного управления. Переход от относительных допустимых частот опроса датчиков 1Ь 1 ) к допусти1, „}, мым частотам опроса датчиковЙ Ь .1 1,., в блоке 11 осуществляется .распределением последовательности импульсов опроса, поступающих с выхода переклю»й h h чателя 8 с частотами j f»} на Е.нг1 1 1 1 последовательностей с частотами } ) в соответствии с получен-. 1ц} ) ной адресной системой. Импульсы опГ w 1m> роса с частотами (1 - управляют 1 работой второго лока оммутации, подключающего датчики к входам пер-, вого блока коммутации, работой которого управляют импульсы опроса с частотами 1 „ . С выхода первого блока коммутапии инфОрмационные сигналы передаются в канал связи. Таким образом, быстродействие предлагаемого устройства по срав- нению с известными повышается благодаря введению дополнительных связей от блока программного управления к блоку переключателей, переключателю и двум коммутаторам. При этом время обработки информации сокращается на время задержки в блоке памяти, что составляет приблизительно 3-5 с, т.е. скорость обработки информации увеличивается на 20-30Ъ. 1070587 10 70587 фйг. 3 Составитель Н.Бочарова Редактор A.Ëåæíèíà Техред О.Неце Корректор И.Муска Заказ 11686/48 Тираж 569 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва,Ж-35, Раушская наб., д,4/5 Филиал ППП "Патент", r.Óærîðoä, ул.Проектная,4
