Преобразователь монотонно-изменяющегося кода

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(51) G 06 F 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3562215/24-24 (22) 01.03.83 (46) 23.02.85. Бюл. У 7 (72) Ю.И.Балонкин и В.Н.Цветков (71) Ленинградский институт авиационного приборостроения (53) 681.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР. .11 468236, кл. G 06 F 5/02, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

В 732854, кл. G 06 F 5/02, 1977 (прототип) . (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МОНОТОННО

ИЗМЕНЯЮЩЕГОСЯ КОДА, содержащий счетчик входного кода, счетчик выходного кода, выходной регистр, формирователь импульсов, первый элемент И, элемент ИЛИ,первый элемент НЕ, генератор импульсов и схему сравнения, первая группа входов которой является информационными входами преобразователя, выходы которого соединены с выходами выходного регистра, информационные входы которого соединены с выходами счетчика выходного кода, управляющий вход которого является управляющим входом, преобразователя, вторая группа входов схемы сравнения соединена с выходами счетчика входного кода, счетный вход которого соединен с выходом первого элемента И, первый вход которого соединен с выходом. генератора импульсов, второй вход — с выходом первого элемента НЕ и с входом формирователя импульсов, выход которого соединен с входом записи выходного регистра, вход первого элемента НЕ соединен с выходом схемы сравнения, отличающий с я тем, что, с

„„SU„„1141397 А целью повышения быстродействия, в него введены контрольный счетчик

» входного кода, контрольный счетчик выходного кода, элемент задержки, второй,третий и четвертый элементы И, элемент И-НЕ, второй элемент НЕ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом re" нератора импульсов, а выход соединен со-счетными входами контрольного счетчика входного кода и контрольного счетчика выходного кода, информационные входы которых соединены соответственно с информационными входами и выходами преобразователя, выход "Ошибка" которого соединен с выходом третьего элемента И и через элемент задержки — с входами сброса

1 счетчика входного кода, счетчика выходного кода и контрольных счетчи-, ков входного и выходного кодов, ус-: тановочные входы которых соединены с выходом четвертого элемента И, пер. вый вход которого соединен с выходом формирователя импульсов и с пер- . вым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента И-НЕ, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами контрольных счетчиков входного и выходного кода и соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ, выход которого соеди-. нен с третьим входом третьего элемен та И, входом второго элемента НЕ и вторым входом четвертого элемента И, .управляющий вход преобразователя соединен с управляющим входом счетчика входного кода.

114139

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для преобразования цифровых кодов из одной системы счисления в друт ую. 5

Известен преобразователь кодов, содержащий первый, второй, третий и четвертый элементы И, элемент ИЛИ, элемент НЕ, генератор импульсов, I счетчик старших разрядов входного и выходного кодов, счетчики младших разрядов входного и выходного йодов, выходы которых соединены с входами первого и второго элемента И соответственно, выход первого элемента И 5 соединен одновременно с управляющими входами второго и третьего элемента И и через элемент НŠ— с входом,четвертого элемента И, выход генератора импульсов соединен с вторыми входами 20 .третьего и четвертого элементов И, а первый вход генератора импульсов подключен к выходу второго элемента И, с выход четвертого элемента И соединен с входами счетчиков младших разрядов ?5 входного и выходного кодов, выход третьего элемента И соединен одновременно с входом счетчика старших разрядов входного кода, установочным входом счетчика младших разрядов, входного кода и первым вхоДом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу счетчика младших разрядов выходного кода, а выход элемента

ИЛИ соединен с входом счетчика младших разрядов выходного кода. Счетчики входного и выходного кодов разделены на части и осуществляется вычитание (сложение) величины веса млад. шего разряда старших частей соответ- 4О ствующих счетчиков $1 ).

Недостатками данного преобразователя являются низкое быстродействие и зависимость времени преобразования от значения входного 45 кода; Так, при преобразовании входно го кода преобразователя, содержащего

:десятиразрядный счетчик, младшей части требуется 24 импульса для просчета каждой тысячи чисел, составляю. щих значение входного кода. При этом остаток,не кратный тысяче, просчитывается без выигрыша в быстродействии.

Наиболее близким к изобретению

55 по технической сущности и схемному построению является преобразователь монотонно изменяющегося кода, со7 1 держащий счетчик входного кода, счетчик выходного кода, выходной регистр, схему сравнения, формирователь импульсов, генератор импульсов, первый элемент И, первый элемент ИЛИ, первый элемент НЕ, выход элемента

И соединен со счетным входом счетчика входного кода и счетчика выходного кода через элемент ИЛИ, входы сброса которых соединены с выходом формирователя импульсов, первая группа входов схемы сравнения соединена с входами преобразователя, вторая группа — с выходами счетчика входного кода, а выходы — с входом элемента И и формирователя импульсов P2 ).

Недостаток известного преобразователя также состоит в низком быстродействии, так как хотя и устранена временная задержка в преобразовании монотонно изменяющегося кода, но в период между сменами входного кода производится просчет импульсов генератора импульсов счетчиком входного кода до момента совпадения значения кода счетчика входного кода с новьи значением монотонно изменяющегося входного кода. Время, необходимое для просчета импульсов счетчика вход-. ного кода, и определяет частоту опроса датчика входного кода преобразователем, т.е., в конечном итоге, быстродействие преобразователя. Кроме того, монотонное изменение входного кода может происходить на число отличное от единицы. В этом случае известный преобразователь будет выдавать, ошибочные значения.

Целью изобретения является увеличение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь монотонно изменяющегося кода, содержащий счетчик входного кода, счетчик выходного кода, выходной регистр, формирователь. импульсов, первый элемент И, элемент

ИЛИ, первый элемент НЕ, генератор импульсов и схему сравнения, первая группа входов которой является информационными входами преобразователя, выходы которого соединены с выходами выходного регистра, информационные входы которого соединены с выходами счетчика выходного кода, управляющий вход которого является управляющим входом преобразователя,- вторая группа входов схемы сравнения соединена . с выходами счетчика входного кода, 3 1141 счетный вход которого соединен с выходом первого элемента И, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, второй вход — с выходом первого элемента НЕ и с вхо- 5 дом формирователя импульсов, выход которого соединен с входом sanucu выходного регистра, вход первого элемента НЕ соединен с выходом схемы сравнения, дополнительно введе- 1О ны контрольный счетчик входного кода, контрольный счетчик выходного кода, элемент задержки, второй, третий и четвертый элементы И, элемент

И-НЕ, второй элемент НЕ, выход кото.рого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов а выход соединен со счетHHMH входами контрольного счетчика входного кода и контрольного счетчика выходного кода, информационные входы которых соединены соответственно с информационными входами и выходами преобразователя, выход "Ошибка" 5 которого соединен с выходом третьего элемента И и через элемент задержки с входами сброса счетчика входного кода, счетчика выходного кода и контрольных счетчиков входного и выходно-30 го кодов, установочные входы которых соединены с выходом четвертого элемента И, первый вход которого соединен с выходом формирователя импульсов и с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента И-НЕ, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами контрольных счетчиков входного и выходного кода 4О и соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ, выход которо го соединен с третьим входом третье-го элемента И, входом второго элемента НЕ и вторым входом четвертого элемента И, управляющий вход преобразователя соединен с управляющйм . входом счетчика входного кода.

На чертеже приведена блок-схема дредлагаемого преобразователя. . у

Преобразователь содержит схему 1 сравнения, контрольный счетчик 2 входного кода, счетчик 3 входного кода, счетчик 4 выходного кода, первый элемент И 5, генератор 6 им- у пульсов, второй элемент И 7, первый элемент НЕ 8, формирователь 9 импульсов, третий и четвертый эле397 менты И 10-11, выходной регистр 12 контрольный счетчик 13 выходного кода, элемент И-НЕ 14, элемент ИЛИ 15, второй элемент НЕ 16, элемент 17 задержки.

Преобразователь работает следующим образом.

В исходном состоянии обнуления находятся счетчики входного 3 и выходного 4 кода, а также контрольные сче гчики входного 2 и выходного 13 кода.

С выхода схемы сравнения через первый элемент НЕ 8 запрещается прохождение импульсов генератора 6 импульсов через первый элемент И 5. С выходов контрольных счетчиков входного 2 и выходного 13 кодов через элемент

ИЛИ 15 и второй элемент НЕ 16 запрещается прохождение импульсов генератора 6 импульсов через второй элемент И 7. Входной код поступает на первую группу входов схемы 1 сравнения и информационные входы контрольного счетчика входного кода 2. На вторую группу входов схемы 1 сравнения поступает значение входного кода

I сохраняющееся от предыдущего цикла преобразования в счетчике входного кода 3. Если значение входного кода отличается от предыдущего значения (увеличивается при работе с монотонно возрастающими или уменьшается при работе с монотонно убывающим кодом), то с выхода схемы 1 сравнения через первый элемент НЕ 8 разрешается прохождение импульсов генератора 6 импульсов через первый элемент

И 5, с выхода которого импульсы генератора 6 поступают на счетные входы счетчиков входного 3 и выходного 4 кода. Счетчики входного 3 и выходного 4 кода осуществляют просчет импульсов. Как только значение счетчика входного. кода 3 будет равным значению входного кода, с выхода схемы сравнения через элемент НЕ 8 запрещается прохождение импульсов генератора 6 импульсов и запускается формирователь 9 импульсов, с выхода которого поступает импульс на установочный вход выходного регистра 12, вход четвертого элемента И 11 и вход третьего элемента И 10. По этому импульсу осуществляется запись в выходной регистр 12 выходного кода;

Преобразованное значение .входного кода появляется на информационных входах преобразователя и информацион1141397 ных входах контрольного счетчика выходного кода 13. Поскольку состояние контрольных счетчиков входного

2 и выходного 13 кода нулевое, то разрешающие потенциалы с их выходов 5 (со старших разрядов) через элемент

ИЛИ 15 разрешают прохождение импульса с выхода формирователя 9 через четвертый элемент И 11 на установочные входы контрольных счетчиков вход- 1Р ного 2 и выходного 13 кода. При этом в контрольный счетчик входного кода

2 запишется значение входного кода, а в контрольный счетчик выходного кода 13 — его преобразованное значе- 45 ние. Потенциалы с выходов заполненных контрольных счетчиков входного

2 и выходного 13 кода через элемент

ИЛИ 15 запрещают прохождение импульсов с выхода формирователя 9 через 20 .четвертый 11 и третий 10 элементы И.

С выхода элемента ИЛИ 15 через элемент НЕ 16 этими же потенциалами раз4 решается прохождение импульсов генератора 6 через второй элемент И 7 на счетные входы контрольных счетчиков входного 2 и выходного 13 кода, включенных по схеме вычитания импульсов. Происходит вычитание значения кодов в обоих контрольных счетчи-3р ках 2 и 13 до тех пор, пока значение кода в одном из них не станет нулевым, что запрещает прохождение импульсов с выхода формирователя 9 импульсов через четвертый элемент И

11 и третий элемент И 10. Поскольку на выходах преобразователя уже появилось преобразованное значение входного кода, то преобразователь готов к приему следующего значения входно- 4р го кода. Если значение входного кода не изменилось по сравнению с его предыдущим значением (т.е, значения счетчика входного кода и самого входного кода - совпадает), то с выхода схе- 45 мы 1 сравнения через элемент НЕ 8 запрещается прохождение импульсов генератора 6 импульсов через первый элемент И 5, а преобразованное значение кода снимается с выходов преобразова- у» теля..

Таким образом, при преобразовании кодов осуществляется просчет счетчиков входного и выходного 4 кодов не на полное значение входного кода.При. этом импульсы с выхода формирователя

9 импульсов, возникающие в конце каждого цикла преобразования, не проходят через четвертый 11 и третий 10 элементы И до тех пор, пока значение какого-либо из контрольных счетчиков входного 2 и выходного 13 кода не станет равным нулю. Если значения контрольных счетчиков входного 2 и выходного 13 кодов эквивалентны (не было сбоев при работе счетчиков входного 3 и выходного 4 кода), то контрольные счетчики (2 и 13) при вычитании устанавливаются в нуль одновременно. При этом через элемент

ИЛИ 15 и элемент НЕ 16 запрещается прохождение импульсов с выхода генератора 6 через второй элемент И 7 на счетные входы контрольных счетчиков (2 и 13), через элемент ИЛИ 15 разрешается прохождение импульсов через четвертый элемент И 11 с выхода формирователя 9, через элемент И-НЕ

14 запрещается прохождение импульсов через третий элемент И 10 с выхода формирователя 9 ° Если значения контрольных счетчиков (2.и 13) не эквивалентны (был сбой при работе счетчиков входного 3 и выходного 4 кода), то один из контрольных счетчиков входного 2 или выходного 13 кода устанавливается в нуль раньше. При этом с. выхода установленного в нуль контрольного счетчика (2 или 13) через элемент ИЛИ 15 и элемент НЕ 16 запрещается прохождение импульсов генератора 6 через элемент И 7 на счетные входы обоих контрольных счетчиков (2 и 13), с выхода элемента

ИЛИ 15 разрешается прохождение импульсов с выхода формирователя 9 через четвертый элемент И 11, с выходов элементов И-НЕ 14 и ИЛИ 15 разрешается про*ождение импульсов с выхода формирователя 9 импульсов через четвертый элемент И 10. Ближайшим импульсом с выхода формирователя 9 импульсов через открытый четвертый элемент И 11 осуществляется установка .кодов в контрольных счетчиках входного 2 и выходного 13 кода. Этим же импульсом с выхода четвертого элемента И 10, задержанным на элементе задержки 17 на время установления переходных процессов в контрольных счетчиках входного 2 и выходного 13 кода, возникших при установке в них кода, осуществляется установка нуля счетчиков входного 3 и выходного 4 кода, а также контрольных счетчиков входного 2 и выход-

% . 13 — 200 раз .

7 1141 ного 13 кода. Преобразователь прихо- дит в исходное состояние.

Таким образом, при преобразовании кодов осуществляется просчет счетчиков входного 3 и выходного 4 кода не на полное значение входного кода,. а только на величину изменения кода.

При этом не только исключается временная задержка преобразования, возникающая за счет времени просчета им. ip пульсов счетчика входного кода 3 от нуля до предыдущего значения кода, но и повышается быстродействие преобразователя, так как в момент выдачи выходного кода преобразователь уже готов к новому циклу преобразования. Просчет же полного значения вход ного кода осуществляется только при наличии сбоев в преобразователе и поскольку вероятность сбоя достаточ- Zp но мала, то это практически не влияет на быстродействие преобразователя.

Управление счетчиками входного 3 и выходного 4 кода (их реверсивностью) для работы с монотонно возрастающим или монотонно убывающим кодами осуществляется внешним сигналом, поступающим на вход сравнения счетчиков. Импульс с выхода второго элемента И 11 используется для сигнализации о сбое в работе преобразователя (" ошибка" )

Предлагаемая схема преобразователя по сравнению с известными позволяет повысить быстродействие преобразбвателя. В известных устройствах быстродействие преобразователя, т.е. максимальная частота, с которой преобразователь может опрашивать датчик ВходнОГО кода Определяется вре 40 менем счета импульсов счетчиками входного и выходного кодов от состояния сброса до нового значения, кода.

Например, для двоичного десятиразряд. ного входного кода при максимальном его значении и периоде следования импульсов генератора О, 1 мкс это время составит 10 мкм, т.е. максимальная частота опроса датчика составляет

10 кГц. В предлагаемом преобразователе эта задержка уменьшается на вре. мя просчета значения кода в предыдущем цикле измерения и для случая изменения кода на единицу младшего разряда (как предполагается в работе известного устройства), Это время, необходимое для просчета одного импчльса счетчиками входного и выходио-.

397 8 го кодов и формирования импульса onроса выходного регистра, составит менее 1 мкс, т.е. частота опроса дат.чика составит 1 ИГц. Реализация преобразователя на современных элементах обеспечивает низкую вероятность сбоя. Поэтому нет необходимости устранять ошибочность преобразования на каждом цикле преобразования, как это производится в известном устройстве. При выдаче сигналов установки контрольных счетчиков входного 2 и выходного 13 кода через интервалы времени, равные времени преобразования в известном устройстве, помехо- устойчивость предлагаемого преобразователя по сравнению с известным устройством не ухудшится, а быстродействие будет значительно выше. Таким образом, происходит использование избыточной помехоустойчивости известного устройства с целью увеличения его быстродействия.

Выигрыш в быстродействии предлагаемого преобразователя монотонно изменяющегося кода растет с увеличением разрядности преобразуемого кода. Выигрыш в быстродействии равен т д п1 где Т вЂ” время просчета всего значения кода счетчиком входного кода;

Qt — время просчета приращения (по отношению к предыдущему значению) входного кода, M — численное значение входного кода;

Дm — приращение значения входного кода.

Пусть генератором входного монотонного кода является тринадцатиразрядный датчик времени. Отсчет времени датчиком производится каждую мил-+ лисекунду, а опрашивается датчик каж. дый телеметрический кадр. Длительность телеметрического кадра составляет 40 мс, т.е. при каждом onросе приращение входного кода составляет в среднем 40 младших разрядов. Тогда при прохождении датчика всего диапазона входного кода (от

1 мс до 8 с) выигрыш в.быстродействии преобразователя согласно формулы (1) изменяется от единицы до

41397

Щ.ОДНО КОО

ВЫХ08НОЙ i

Составитель M. Аршавский

Редактор В.Иванова Техред M.Kóçüìà Корректор Г. Решетник

Заказ 496/36, Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

9 lj

В среднем по всему диапазону изме нений входного кода выигрыш в быст-. родействии составит 200:2= 100 раз.

Таким образом, для обслуживания та1О

1 кого датчика потребуется r.то преобра. зователей, выполненных по схеме базового объекта, работающих в режиме разделения времени.