Устройство для опроса датчиков

 

Изобретение относится к вычислительной технике, является дополнительным к авт.св. № 1128242 и может быть использовано в системах управления реконфигурацией многомодульных вычислительных систем для сбора статической информации о работе модулей. Цель изобретения - повышение надежности за счет селекции сигналов,обладающих заданной крутизной переднего фронта и заданной амплитудой. В устройство дополнительно введены два пороговых компаратора, генератор, счетчик и ряд логических элементов. Селекция сигналов по амплитуде осуществляется путём сравнения входного сигнала с эталонными величинами (верхняя и нижняя гранииэО , поступающими на входы первого и второго компараторов . Селекция сигналов по крутизне переднего фронта осуществляется путем контроля времени достижения входным сигналом определенной амплитуды . .При этом амплитуда входного сигнала контролируется с помощью пороговых компараторов, а отсчет времени происходит путем подсчета импульсов генератора. 2 ил. а S W С.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09) 01) д5р 4 С 06 F 13/00 3/00

/, / Д :, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ф " -; //

ВИДЕТЕЛЬСТВУ @ .л/

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1128242 (21) 3809690/24-24 (22) 06.11 84 (46) 15.06.86. Бюл, Ф 22 (72) С.Н. Ази, П.П. Вайткус, А.Х. Ганитулин и А.Д. Чербунин (53) 681.327.11(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 860043, кл. G 06 F 3/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Р 1128242, кл. С 06 Г 3/04, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРОСА ДАТЧИКОВ (57) Изобретение относится к вычислительной технике, является дополнительным к авт.св. N 1128242 и может быть использовано в системах управления реконфигурацией многомодульных вычислительных систем для сбора статической информации о работе модулей.

Цель изобретения — повыщение надежности за счет селекции сигналов,обладающих заданной крутизной переднего фронта и заданной амплитудой. В устройство дополнительно введены два пороговых компаратора, генератор, счетчик и ряд логических элементов.

Селекция сигналов по амплитуде осуществляется путем сравнения входного сигнала с эталонными величинами (верхняя и нижняя границы), поступающими на входы первого и второго компараторов. Селекция сигналов по крутизне переднего фронта осуществляется путем контроля времени достижения входным сигналом определенной амплитуды. При этом амплитуда входного сигнала контролируется с помощью пороговых компараторов, а отсчет времени происходит путем подсчета импульсов генератора. 2 ил.

12380

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к системам сбора данных, может быть использовано в системах управления реконфигурацией многомодульных вычислительных систем, напрймер, для определения модулей, подлежащих выводу в ремонтную конфигурацию, а также для сбора статистических данных о работе модулей в различных режимах, 10 и является дополнительным к основному авт.св. N- 1128242.

Цель изобретения — повьппение надежности устройства за счет селекции сигналов, обладающих заданной кру- 15 тизной переднего фронта и амплитудой, что позволит оценить опасность помехи и вероятность появления из-за нее сбоев или отказов в работе многомодульной ЭВМ, сделать вывод о типе 20 источника возбуждающей помехи и своевременно принять рациональные меры, повьппающие стойкость многопроцессорной вычислительной машины к воздействию помех и восстановлению вычисли- 25 тельного процесса.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для опроса датчиков на фиг. 2 — режимы работы устройства. 30

Устройство содержит первый коммутатор 1, второй коммутатор 2, первый регистр 3, таймер 4, выход 5, третий регистр 6, второй регистр 7, второй

8 и третий элемент И 9, пятый элемент

И 10, четвертый элемент И 11, первый элемент И 12, первый счетчик 13,блок

14 памяти, блоки 15 элементов И, блок

16 элементов ИЛИ, сумматор 17, блок

18 сравнения, элемент ИЛИ l9, входы

20 группы, первый вход 21, второй вход 22, пятый вход 23, четвертый вход 24, третий вход 25, шестой. вход

26, седьмой вход 27, восьмой вход 28, девятый вход 29, первый триггер 30, восьмой элемент И 31, первый пороговый компаратор 32, второй пороговый компаратор 33, второй триггер 34, второй счетчик 35, шестой элемент

И 36, генератор 37, второй элемент

ИЛИ 38, седьмой элемент И 39, третий элемент ИЛИ 40, Устройство работает следующим образом.

По сигналу, поступающему на вход

22 устройства, осуществляется обнуление блока 14 памяти (магазинного запоминающего устройства), всех разря89 2 дов счетчика 13, за исключением самого старшего, в который записывается единица, второго триггера 34 и второго счетчика 35. Под действием сигнала, поступающего на вход 23 устройства, в регистры 6 и 7 заносится соответственно код временного интервала и однопозиционный код порога.

Порог определяет количество событий (сбоев, отказов и т.д.), происходящих за фиксированный интервал времени, код которого хранится в регистре 6.

Одновременно с записью кодов порога и временного интервала в регистры 7 и 6 в регистр 3 через управляющий вход 21 устройства записывается код адресов коммутации.

Устройство может работать в четырех режимах: первый режим — определение коли-, чества импульсов электромагнитных

° помех, воздействующих на f-ю контрольную точку с учетом их параметров (крутизны переднего фронта и амплитуды) без учета времени, в течение которого они произошли; второй режим — определение количества импульсов электромагнитных помех, воздействующих на 1 -ю контрольную точку с учетом их параметров (крутизны, переднего фронта и амплитуды) за строго фиксированный промежуток времени; третий режим — определение количества совершившихся событий без учета времени, в течение которого они произошли; четвертый режим — определение количества совершившихся событий за стрбго фиксированный промежуток времени.

Для задания режимов работы отведены триггер 30 режима и старший разряд второго регистра 7, состояние которых устанавливается соответственно подачей сигналов на входы 26 и 27 и на вход 24 устройства.

Режимы работы задает оператор с пульта управления ЭВМ.

На фиг. 2 описаны режимы работы устройства в зависимости от состояний триггера 30 режима и старшего разряда второго регистра 7.

В первом режиме с второго и первого выходов триггера 30 режимов на первый вход восьмого элемента И 31, на третий вход седьмого элемента з 1238089 4

39

9 И действуют соответственко нуле- то с выхода второго порогового компавой и единичный сигналы с 4 -го и ратора 33 выдается сигнал на первый ф-1-го выходов регистра 7 (с прямого вход седьмого элемента И 39. и инверсного выходов разряда режима). Если фронт сигнала с выхода второна вторые входы элементов И 9 и 8 го коммутатора 2 превысил величину действуют соответственно нулевой и второго опорного напряжения за заданединичный сигналы. Регистр 3 через ное время (пока не переполнился втокоммутаторы 1 и 2 коммутируют К-ый рой счетчик 35), то с выхода открыинформационный вход из входов 20 уст- того по первому и второму входам роиства (К=1,..., И, где ll — количе- f0 e bblo o eMeHT H 39 сигнал подаство информационных входов устройст- ется на первый вход третьего элеменва), к которому подключена опрашива- та HJIH 40. емая контрольная точка на второй С выхода переполнения второго счетвход восьмого элемента 31 И и перво- чика 35 единичный сигнал поступает го и второго пороговых компараторов 15 ка первый вход второго триггера И 34 ф °

32 33. и триггер 34 устанавливается в нулеВосьмой элемент И 31 закрыт нуле- вое состояние. Элемент И 36 запираетвым сигналом с триггера 30 режимов. ся нулевым сигналом с выхода триггеН а первый вход первого порогового ра 34 и счет импульсов прекращается. компаратора 32 (который является — . 20 Таким образом, второй пороговый восьмым входом 28 устройства) посту- компаратор 33 осуществляет селекцию пает первое опорное капряжение Ull«, сигналов по амплитуде,а второй счетслужащее для определения начала фрон- чик 35, триггер 34, шестой элемент та импульса помехи. Сигнал с выхода И 36, генератор 37, второй элемент первого порогового компаратора 32 ИЛИ 38 — по времени, т.е. по крутизустанавливает второй триггер 34 в не переднего фронта (достижение сигединичное состояние. Единичный сиг-. налом заданной амплитуды за заданное нал с выхода второго триггера 34 время). поступает на второй вход шестого элемента H. 36. В результате с гене30

Под действием единичного сигнала ратора .37 через BppBbIH вход lIIecTGIFo c о выхоДа (4 KGIIH Î Д Дов элемента 36 И на вход второго счетчи-, Регистра 7) Регистра 7 открывается ка 35 поступает нослед0вательность второй 8 и пятый 10 элементы И. Посимпульсов. тупивший с третьего элемента ИЛИ 40

С этого момента начинается отсчет сигнал пРоходит чеРез открытый втойст З5 poA aaeMeHT H 8, деиствуя HR вт вующего импульса помехи, C икформа (счетный) вход пеРвого счетчика 13, ционных выходов второго счетчика 35 котоРый осУществлЯет их сУммиРование. сигнапы поступают на второй элемент ПРи переполнении, первого счетчика 13

ИПИ 38 с выхода которого единичный сигнал череs открытый элемент И. 1 О, сигна. подается ка второй вход седь- элемент ИЛИ 19 и выход Ь устройства мого элемента И 39. поступает в блок прерывания управТаким образом, седьмой элемент ляющего процессора, по.которому осуИ 39 по второму входу открыт все ществляется прерывание и передача время, пока второй счетчик. 35 произ- УпРавлекиЯ прогРамме Учета статистиводит подсчет опорных импульсов ге45 ческои информации. При поступлении нератора 37. По третьему входу эле- сигнала на втоРой (счетнь й) вход мент И 39 открыт единичным сигналом первого счетчика 13 Работа Устройстпервого выхода триггера 30 режима. ва аналогична описанной.

Во втором режиме работы триггер

Сигнал с выхода второго ком та- 50

Р коммута- 5 30 режима находится в нулевом состоятора 2 поступает на второй вход вто- нии, а разряд режима регистра 7 рого порогового компарато а 33 на

Р Ра 33> ка . в единичном. Поэтому на k -ом выходе первый вход которого (являющийся регистра .7 действует нулевой, а на девятым входом 29 ст ойств ) у ройства) подает- (g — 1)-ом — единичный сигналы. Реся второе опорное напряжение 1р„, 55 гистр 3 через коммутаторы 1 и 2, причем!О | Ö,. Ес ! afl2l - „„ . ли амплитуда сиг- так и в первом режиме, коммутирует нала с выхо а вто ого ала с выхода второго коммутатора 2 K-й информационный вход иэ входов 20 превышает второе опорное напряжение, устройства, к которому подключена

1238О89 опрашиваемая контрольная точка, на вторые входы первого 32 и второго

33 пороговых компараторов и восьмо- го элемента 31 И.

Восьмой элемент И 31 закрыт нулевым сигналом с триггера 30 режимов.

На первый вход первого порогового компаратора 32 (который является восьмым входом 28 устройства) поступает первое опорное напряжение 0щ, служащее для определения начала фронта сигнала помехи, поступившего с контрольной точки. Во время равенства напряжений сигнала помехи и 0<+ с выхода первого порогового компаратора 32 выдается сигнал, устанавливающий второй триггер 34 в единичное состояние. Единичный сигнал с выхода второго триггера 34 поступает на вто- 2л рой вход шестого элемента И 36 и открывает его. В результате с генератора 37 через первый вход шестого элемента И 36 на вход второго счетчика

35 поступает последовательность опор- 25 ных импульсов. Начинается отсчет времени нарастания фронта сигнала помехи, пришедшего с контрольной точки.

Отсчет времени производится путем подсчета количества импульсов с заданным периодом. С информационных выходов второго счетчика 35 единичные сигналы поступают на второй элемент

ИЛИ 38, с выхода которого единичный сигнал подается на второй вход седь35 мого элемента И 39. Таким образом, седьмой элемент И 39 по второму входу открыт все время, пока хотя бы в одном разряде счетчика 35 есть единица. .По третьему входу элемент И 39 открыт О единичным сигналом с выхода триггера

30 режима.

Сигнал с помехи с контрольной точки через коммутаторы 1 и 2 поступает на второй вход порогового компаратора

33, на первый вход которого (являющийся девятым входом 29 устройства) подается второе опорное напряжение ,0 „(причем 10м,! Ч ц„ь1), служащее для селекции сигналов электромагнитных помех по амплитуде.

Учитываются только сигналы с амплитудой, которая достаточна для того, чтобы мог произойти сбой, отказ. Если интервал времени между моментами сра-5 батывания первого 32 и второго 33 компараторов меньше интервала времени между началом счета и переполнением второго счетчика 35,то с выхода открытого элемента И 39 сигнал поступит на первый вход третьего элемента

ИЛИ 40.

С выхода переполнения второго счетчика 35 единичный сигнал поступает на первый вход второго триггера 34 и устанавливает его в нулевое состояние.

Элемент И 36 запирается нулевым сигналом с выхода триггера 35 и счет импульсов прекращается. Все разряды находятся в нулевом состоянии и через второй элемент ИЛИ 38 выдается запрещающий сигнал на второй вход седьмого элемента И 39.

После этого сигнал с контрольной точки не пройдет на выход седьмого элемента И 39, если даже превысит второе пороговое напряжение и срабатывает второй пороговый компаратор 33.

Отселектированный по крутизне фронта и амплитуде сигнал с контрольной точки через третий элемент ИЛИ 40 поступает на входы элементов И 8-10.

Во втором режиме работы устройства возможны три случая: однопозицианный код порога b,,хранящийся в регистре 7, не равен единице и с контрольной точки поступил на

1-й (отселектированный по крутизне фронта и амплитуде) сигнал, номер которого меньше порога (j Ъ ); однопозиционный код порога не равен единице и с контрольной точки поступил сигнал, номер которого равен или больше порога (j > ); однопозиционный код порога, хранящийся в регистре 7, равен единице (= 1).

6 первом случае второго режима единицы находятся в двух разрядах регистра 7: в разряде режима и в разряде, номер которого определяется заданным однопозиционным кодом порога (= 2,..., -2), поэтому единичным сигналом, действующим с

t-1-го выхода регистра 7, открывается третий 9 и четвертый 11 элементы

И, Кроме того, единичным сигналом, действующим с 0 -го (0 = Q ) выхода того же регистра, открываются элементы И 1 -го (= b — 1) блока 15.

Элементы И остальных блоков 15 остаются закрытыми, так как на вторых их входах присутствуют нулевые сигналы с соответствующих выходов регистра 7. t238089

Следовательно, в сумматоре 17 при поступлении j --го .{ с Ь ) сигнала с контрольной точки определяется раз- 40 ность межцу кодом времени, находящимся в счетчике 13, и кодом времени, равным нулю (так как на выходах. элементов ИЛИ блока 16 нулевые сигналы).

С сумматора 17 код разностного вре- 45 мени (при 1 i b — это собственно код времени поступления 1 -го сигнала с контрольной точки) поступает на первую rpyrmy входов блока 18 сравнения.

Блок 18 сравнения в общем случае осуществляет сравнение кода заданного интервала времени, поступающего с регистра 6 на входы второй его группы с разностным кодом времени . поступления j --ro сигнала с контроль-55 ной точки, В случае, если код разностного времени 1 --го сигнала равен или меньше кода заданного интервала

Поступивший с контрольной точки сигнал (во втором режиме под ним понимается отселектированный по амплитуде и крутизне фронта и нормированный во втором пороговом устройстве сигнал) проходит открытый элемент

И 9 и действует на третий (стробирующий) вход первого счетчика 13, который в этом режиме работает как ре- 10 гистр.. При наличии сигнала на третьем входе код текущего времени таймера

4 записывается в счетчик 13. Таким образом, в счетчике 13 зафиксирован момент прихода j -го (j c b ) сигнала с контрольной точки. Кроме того,1 --Й сигнал с контрольной точки осуществляет перепись кода времени поступления j -1-ro сигнала со счетчика 13 в первую ячейку блока 14 памяти. Но до 20 поступления j -го (= 1 ) сигнала с контрольной точки в е -й (г = Ъ- 1) ячейке блока 14 памяти информации нет (хранится код нуля), поэтому и на выходах элементов И г -го блока 15 действуют нулевые сигналы несмотря иа то, что на.их вторых входах действуют единичные сигналы с 1 -го выхода регистра 7.

На сумматоре 17 осуществляется определение разности между находящимся в счетчике 13 кодом времени поступления 1 -го сигнала с контрольной точки и кодом времени, хранящимся в одной из ячеек блока 14 памяти (эту разность называют разностным временем). времени, то на выходе блоке 18 сравнения действует единичный сигнал.

В первом случае второго режима единичный сигнал на выходе блока 18 сравнения может возникнуть и при поступлении j --го (1 < ) сигнала с контрольной точки. Это произойдет тогда, когда разность между кодом времени поступления j --го (j< L ) сигнала с контрольной точки и кодом времени, хранящимся в г -й (r = Ъ- 1) ячейке блока 14 памяти (в Г -й ячейке которого до поступления 1 = b сигнала хранятся нули), меньше или равно коду заданного интервала времени. Но этот сигнал ложный, поскольку в действительности поступил только 1 -й (j b ) сигнал с контрольной точки, ( т.е. условие, что поступил 1 -й сигнал с номером, равным b еще не выпол- нялось. Для исключения этой ситуации в дополнительный разряд счетчика 13 записывается единица. В этом случае код разностного времени всегда больше кода заданного интервала времени (так как в старшем разряде регистра

6 всегда находится ноль) и на выходе блока t8 сравнения, а следовательно, и на выходе 5 устройства ложного единичного сигнала не будет.

Во втором случае второго режима при поступлении J -го (1 > 1) сигнала с контрольной точки в г -й (г b — 1) ячейке блока 14 памяти окажется код времени поступления (1 в 0 + 1)-го сигнала. Этот код времени через открытые элементы И r-ro блока 15 (так как на вторых входах этих элементов действует единичный сигнал с

f-ro выхода регистра 7) и элементы

ИЛИ блока 16 поступает на входы второй группы сумматора 17. В сумматоре, t7 определяется разностное время -го (1 > b ) сигнала с контрольной точки, код времени поступления которого хранится в счетчике 13:и (j -Ь+

+1)-го сигнала, код времени поступ ления которого хранится в (t = 3 -1) ячейке блока 14 памяти. При определении раэностного времени 1 -ro (j>h ) к (j - + 1)-го сигналов с контрольных точек единицы, добавленные к коду времени их поступления за счет записи единицы в старший разряд счетчика 13 вычитаются. Таким образом, на выходе сумматора 17 в этом случае получено действительное разностное!

238089

10 время j -го и (j- b +i)-го сигналов с контрольной точки. Блок 18 сравнения, как и в предыдущем случае, осуществляет сравнение разностного кода времени j -го (j > Ъ ) и (j — Ь + 1)-го сигналов с кодом заданного интервала времени. Если разностный код времени 1-го (> Ъ.) и (j — b + 1)-ro сигналов равен или меньше кода заданного интервала времени, то на выходе блока

18 сравнения, а следовательно, и на выходе 5 устройства действует единичный сигнал, свидетельствующий о поступлении. ) -ro (j- =b ) сигнала в заданном интервале времени.

В третьем случае второго режима единичный сигнал на выходе 5 должен появиться каждый раз, как только пришел сигнал с контрольной точки (без 2!! . учета временного интервала).

Поэтому в регистр 6 одновременно с записью в регистр 7 порога, равного единице (= 1), заносится код временного интервала, равный нулю. 25

При коде порога, равном единице (4 = 1), единичный сигнал действует только на первом выходе регистра 7,а соответственно, и на втором входе элемента И 12. Поступивший при этом сигнал с контрольной точки действует на первый вход элемента И 12, что приводит к появлению на выходе устройства единичного сигнала.

В третьем режиме работы с t --го и 35

%-1-ro выходов регистра 7 (с прямого и инверсного выходов разряда режима) на вторые входы элементов И 8 и 9 действуют соответственно нулевой и единичный сигналы.

Регистр 3 через коммутаторы 1 н 2 при этом коммутирует К-й информационный вход из входов 20 устройства, к коммутатору подключена опрашиваемая контрольная точка. 45

С триггера 30 режима (который находится в единичном состоянии) едиричный сигнал, поступает на первый вход элемента И 31, открывая его. С инверсного выхода триггера 30 режима нулевой сигнал поступает на третий вход седьмого элемента И 39, закрывая его по третьему входу.

Сигнал с контрольной точки с выхода второго коммутатора 2 поступает на второй вход элемента И 31 и с его выхода поступает на второй вход третьего элемента 40 ИЛИ. С выхода элемента ИЛИ 40 сигнал с опрашиваемой контрольной точки поступает на первые входы элементов И 8 и 9.Дальнейшая работа устройства в этом режиме аналогична первому режиму.

В четвертом режиме работы в старшем разряде регистра 7 находится код единицы, триггер режима также находится в единичном состоянии. Поэтому на т, -ом выходе регистра 7 действует нулевой, а на 4 --1-ом выходе — единичный сигнал, Регистр 3 через коммутатор 1 и 2, как и во всех остальных режимах, коммутирует К-й информационный вход из входов 20 устройства, к которому подключена опрашиваемая контрольная точка на вторые входы первого 32, второго 33 порогового комкаратора и элемента И 31, Элемент И 39 закрыт по третьему входу нулевым сигналом с триггера

30 режима, поэтому через седьмой элемент И 39 сигнал не пройдет.

Восьмой элемент И 31 открыт единичным сигналом с триггера 30 режима.

Сигнал с контрольной точки через коммутаторы 1 и 2, через открытый элемент И 31 и через элемент 40 ИЛИ проходит на входы элементов И 8, 9 и 12.

В четвертом режиме возможны три случая, дальнейшая работа которых аналогична работе во втором режиме. ч ормула изобретения

Устройство для опроса датчикав по авт.св. 9 1128242, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства за счет селекции сигналов с заданной крутизной переднего фронта и амплитудой, устройство содержит два триггера,два пороговых компаратора, шестой, седьмой и восьмой элементы И, второй и третий элементы ИЛИ, генератор и второй счетчик, информационные выходы которого соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом седьмого элемента И, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами первого, второго и третьего элементов И, вторые входы восьмого элемента И и первого и второго пороговых компараторов подключены к выходу вто- рого коммутатора, второй и первый

1238089

Фиг.1 входы первого триггера являются соответственно шестым и седьмым входами устройства, первые входы первого и второго пороговых компараторов являются соответственно восьмым и девятью входами устройства, второй выход первого триггера соединен с первым входом восьмого элемента И, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента HJIH, первый выход первого триггера соединен с третьим входом седьмого элемента И, первый вход которого подключен к выходу второго порогового компаратора, выход первого порогового компаратора соединен с вторым входом второго триггера, первый вход которого подключен к выходу переполнения второго счетчика, выход второго триггера соединен с вторым входом шестого элемента И, выход которого соединен с входом второго счетчика, первый вход шестого элемента И подключен к выходу генератора.

1238089

Составитель В. Файзрахманов

Редактор И. Недолуженко Техред Л.Сердюкова Корректор Е. Рошко

Заказ 3293/50 Тираж б71 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4