Устройство для программного управления

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для автоматического управления промышленными объектами . Цель изобретения состоит р повьппении надежности работы устройства . Устройство содержит первый 1 и второй 4 регистры, первый 2 и второй 5 буферные регистры, блок памяти 3, счетчик 11, генератор тактовых импульсов 7, элемент Н 10, элемент ИЛИ 12, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ 9, триггер 6 и мультиплексор 8. Изобретение позволяет повысить надежность работы устройства за счет введения дополнительных элементов и соответствуюшлх связей,осуществляющих контроль введенных команд непосредственно самим устройством и осуществляющих блокировку синхронизации устройства в случае ввода неправильной команды. В аварийных ситуациях устройство посыпает запрос прерывания старшему уровню системы управления и не вьщает управляюс щих воздействий на объект управления до решения старшим уровнем задачи выхода из конфликтной ситуации. 2 шт.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (ll) (50 4 С 05 В 19/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4215861/24-24 (22) 26.03.87 (46) 23.09.88. Бюл. И- 35 (72) Г.В.Колотушкин и Л.Д.Иинутин (53) 621.503.55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1238032, кл. С 05 В 19/18, 1985.

Авторское свидетельство СССР

В 1238035, кл. G 05 В 19/08, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО ПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для автоматического управления промышленными объектами. Цель изобретения состоит в повышении надежности работы устройства. Устройство содержит первый 1 и второй 4 регистры, первый 2 и второй

5 буферные регистры, блок памяти 3, счетчик 11, генератор тактовых импульсов 7, элемент И 10, элемент ИЛИ

12, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ 9, триггер 6 и мультиплексор 8. Изобретение позволяет повысить надежность работы устройства за счет введения дополнительных элементов и соответствующих связей, осуществляющих контроль введенных команд непосредственно самим устройством и осуществляющих блокировку синхронизации устройства в случае ввода неправильной команды. В аварийных ситуациях устройство посыпает запрос прерывания старшему уровню системы управления и не выдает управляющих воздействий на объект управления до решения старшим уровнем задачи выхода из конфликтной ситуации. 2 ил.

1ч? 160?

Изобретение относится к автомати— ке и вычислительной технике и может быть использовано для автоматического управления промьиппенными объектами.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для программногп управления;. на фиг. 2 — формат и 10

Наименование полей микрокоманды устI ройства, Устройство для программного управления содержит первые регистр 1 и буферный регистр 2, блок 3 памяти, вто- 15 алые регистр 4 и буферный регистр 5, триггер 6, генератор 7 тактовых импульсов, мультиплексор 8, элемент

ЙСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ 9, элемент И 10, счетчик 11, элемент ИЛИ 12, входы 20 устройства: первого адреса программы 13, начальной установки 14, записи начального адреса 15, логических условий 16, выходы устройства: управляющий 17, запроса прерывания 18.

ВТорой регистр имеет выходы: адреса перехода 4,, управляющих воздействий

4, адреса мультиплексора 4, обнуления счетчика 4, переключения буФеров 4>. Мультиплексор 8 имеет входьи адреса 8, и информационные (логических условий) Bz Регистр 1 принимает и хранит код начального адреса программы, которая хранится в блоке 3 памяти, Триггер 6 идентифицирует у наличие адреса в первом регистре 1.

С помощью мультиплексора 8 производится выбор логического условия.Элементы 9 и 10 осуществляют блокировку синхронизации при неправильном коде 40 начального адреса или при его отсутствии к,моменту окончания программы.

Счетчик 11 формирует в этом случае запрос прерывания для старшего уровня (СУ),. 45

Устройство работает следующим образом.

Для установки устройства в исходное состояние на вход 14 устройства подается импульс, который обнуляет содержимое второго регистра 4 и сбрасывает триггер 6 в нулевое состояние. Логический нуль с выхода 4 второго регистра 4 включает второй бу- ферный регистр 5 и отключает первый буферный регистр 2 от адресных разрядов блока 3 памяти. Логический нуль с выхода 44. второго регистра 4 обнуляет счетчик 11. На управляющие выходы устройства поступают логические нули с вьгхода 4., второго регистра 4. Так как второй буферный регистр 5 находится во включенном состоянии, а первый буферный регистр 2 — в отключенном, то на первый адресный вход блока

3 памяти (младшие адресные разряды) поступают логические нули с выхода 4, второго регистра

Вследствие того, что на адресные входы 3, мультиплексора 8 подаются логические нули с выхода 4 второго регистра 4, то на старший адресный разряд (второй адресный вход) блока 3 памяти поступает состояние информационного входа мультиплексора 8, выбираемого по нулевому адресу.На этот информационный вход постоянно подается нулевой логический уровень. Следовательно, на старший адресный разряд блока 3 памяти поступает логический нуль, В соответствии с этим из блока 3 памяти выбирается информация, расположенная по нулевому адресу. ИнФормация, записанная в блоке 3 памяти, представляет собой микрокоманду, формат которой показан на фиг, 2, В поле "Адрес перехода" микрокоманды, расположенной по нулевому адресу, записана единица в двоичном виде. В поле "Адрес мультиплексора" этой микрокоманды записан адрес, соответствующий выбору информационного входа мультиплексора 8, соединенного с выходом триггера 6. Во всех остальных разрядах этой микрокоманды записаны логические нули. Так как с выхода 4 второго регистра 4 на первый вход элемента ИСКЛЮЧАО1ЕГ ИЛИHE 9 поступает логический нуль, а на второй вход этого элемента с второго выхода блока 3 памяти, соответствующего разряду "Признак начала программы" микрокоманды, также поступает логический нуль, то на первый вход элемента И 10 с выхода элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-HE 9 подается ло1 гическая единица, разрешающая прохождение тактовых импульсов с выхода генератора 7 через элемент И 10 на вход записи второго регистра 4. Первый тактовый импульс записывает инФормацию, выбранную из блока 3 памяти, во второй регистр 4. Следовательно, на первый адресный вход блока 3 памяти устанавливаются единица в двоичном виде, а на второй адресный вход блока 3 памяти через мультиплек3

14256 сор 8 передается состояние выхода триггера 6. Так как триггер 6 сброшен установкой устройства в исходное состояние, то на второй адресный вход

5 блока 3 памяти поступает логический нуль. Таким образом, из блока 3 памяти выбирается микрокоманда, записанная по первому адресу. Эта микрокоманда полностью повторяет записанную по нулевому адресу, и, следовательно, тактовые импульсы, поступающие на вход записи второго регистра 4, не изменяют состояние устройства.

Данное состояние является исходным. 15

Как только в первый регистр 1 произведена запись первого адреса, сопровождающаяся подачей строб-импульса на вход записи первого регистра 1 и на вход установки триггера 6, выход 20 триггера 6 и, соответственно, старший адресный разряд блока 3 памяти установится в "1" и иэ блока 3 памяти выберется новая информация, записанная по тому же, но с единицей в стар- 25 шем разряде, адресу. Новая микрокоманда отличается от предыдущей следующим: в поле "Адрес перехода" записана двойка в двоичном виРе, в разрядах "Обнуление счетчика" и "Пере- 30 ключение буферных регистров" записаны логические единицы. Во всех остальных разрядах микрокоманды записаны логические нули. Так как на оба входа элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-HF. 9 поданы логические нули, то тактовый импульс беспрепятственно проходит на вход записи второго регистра 4 и происходит запись новой микрокоманды во второй регистр 4.

Вследствие того, что на выходе 45 второго регистра 4 появилась логическая единица, происходит переключение буферов и, следовательно, на первый адресный вход блока 3 памяти посту- 45 пает информация, записанная в первом регистре 1. Триггер 6 сбрасывается в

"0". Так как на адресные входы 8, мультиплексора 8 подаются логические нули тО на старшем адресном разряде 50 блока 3 памяти устанавливается логический нуль.

В соответствии с установленным адресом на выходах блока 3 памяти устанавливается пеРвая микрокоманда про-граммы. В раэряде "Признак начала программы" первой микрокоманды программы записана логическая единица в отличие от последующих микрокоманд

07

4 программы, где в разряде Л„записан. логический нуль, В поле "Адрес перехода" записан адрес следующей микрокоманды программы, в полях "Управляющие воздействия" и "Адрес мультиплексора" записана информация, соответствующая алгоритму программы. В разрядах "Обнуление счетчика" и "Переключение буферных регистров" записаны логические нули.

На первый вход элемента ИСКЛ10ЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ 9 подается логическая единица с выхода 4 второго регистра 4, на второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ пъдается также логическая единица с управляющего выхода блока 3 памяти.

Следовательно, на первый вход элемента И 10 поступает логическая единица, разрешающая прохождение тактовых импульсов на вход записи второго регистра 4. Первый тактовый импульс записывает выбранную из блока 3 памяти информацию во второй регистр 4. Буферные рerистры 2 и 5 переключаются в исходное состояние — на адресные входы блока 3 памяти поступает информация с выхода 4< второго регистра 4, на старший адресный разряд блока Зпамяти передается состояние информационного входа мультиплексора 8, выбранного в соответствии с установленным на входе 8 „ адресом. Управляющие воздействия с выхода 4 второго регистра 4 поступают на выход 17 устройства. Счетчик 11 сбрасывается в "0".

В блоке 3 памяти выбирается следующая микрокоманда программы,в разряде "Признак начала программы" которой записан уже логический нуль, подаваемый на второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮ!11ЕЕ ИЛИ-НЕ 9. На первый ВХОД этого элемента подается также логический н,ль с выхода 4 второго регистра 4, Таким образом, начинает выполняться программа, начавшаяся с адреса, поступившего от внешних устройств на вход 13. В конце этой программы устройство выполняет действия, аналогичные тем, которые выполнялись при установке начального состояния: анализируется состояние триггера 6 °

При этом в поле 4< адреса перехода последней микрокоманды записывается ее собственный адрес (для организации перехода "на себя", если триггер

6 находится в состоянии логического нуля), в поле 44 записывается логи14256 ческая единица, разрешающая счет счетчику 11.

Если триггер 6 находится к этому моменту В единичном состОянии (т.e., поступил очередной начальный адрес с входа 13), та устройство начинает функционировать, как описано. Если очередного начального адреса не поступило, то устройство переходит в ре-1р жим ожидания ° Переходы осуществляются "на себя" в последней микрокоманде программы. Одновременно йачинается ийкремент счетчика 11. Время ожиданйя определяется временем заполнения счетчика 11. Если за время ожидания на устройство не поступит очередной нач аль н и адрес, то ус тр ойс тв о сформирует запрос прерывания для системы управления верхнего уровня с выхода 20 переноса счетчика 11 на выход 18.

Этот сигнал побуждает старший уровень системы управления выдать адрес первой микрокоманды программы, если зто не произошло ранее. 25

Однако возможен случай,.когда на устройство поступил начальный адрес, но при передаче в его коде произошел сбой. В этом случае последоватеяьноСть действий устройства такова. gp

Устройство в исходном состоянии постоянно анализирует состояние выхода триггера 6. Если это состояние— единичный логический уровень, то происходит переключение буферных регист- 3 ров, а следовательно, на первый вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ 9 поступает логическая единица. Для дальнейшего функционирования устройства необходимо, чтобы и на второй вход эле- 40 мента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ 9 также hoc- тупЬла логическая единица. Однако, как указано, в разряде "Признак начала программы" микрокоманды логическая единица записана лишь в первой микрокоманде программы. Так как рассматривается случай ошибочного ввода адреса в первый регистр. 1, то на второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ

9 подается логический нуль. Вследствие этого прохождение тактовых импульсов от генератора 7 к входу записи второго регистра 4 невозможно и устройство прекращает. дальнейшую смену состояний.

При этом тактовые импульсы подаются на инкрементирующий вход счетчика

11, а так как иа вход обнуления счетчика 11 с выхода 4 второго регистра

О7 6

4 поступает логическая единица (счет разрешен), то происходит последовательное заполнение счетчика 11, Как только произойдет его переполнение, сигнал с выхода 18 устройства поступает к старшему уровню системы управления, сигнализируя о том, что введен неправильный адрес микрокоманды.

Дальнейшая работа устройства зависит от алгоритма действий всей системы управления в целом. Может быть либо осуществлен повторный ввод адреса микрокоманды в первый регистр 1, либо подачей на вход 14 устройства устройство может быть установлено в исходное состояние.

Таким образом, устройство позволяет повысить надежность работы нижнего уровня-и, следовательно, всей системы управления в целом. Благодаря введению новых элементов и соответствующих связей между ними устройство для программного управления самостоятельно осуществляет непосредственный контроль вводимого адреса микрокоманды, и в случае ввода неправильного адреса прекращает работу, выдав старшему уровню (СУ) запрос на повторный ввод адреса. Кроме того, устройство может осуществлять аналогичным образом контроль за работой исполнительного устройства. Например, если в процессе выполнения программы анализируется то или иное логическое условие и при этом разрешена работа счетчика, то по истечении времени, необходимого для заполнения счетчика, на старший уровень с выхода счетчика также поступает запрос прерывания, сигнализирующий о том, что за отведенное время не произошла необходимая смена состояния сигнализируемого логического условия. В этом случае сложившаяся ситуация может быть проанализирована старшими уровнями, и нижнему уровню выдается соответствующая команда.

Формула изобр етения

Устройство для программного управления, содержащее генератор тактовых импульсов, счетчик, первый и второй регистры, триггер, элемент И, второй вход которого соединен с выходом генератора, мультиплексор, элемент ИЛИ, блок памяти, первый выход которого соединен с информационным входом второго регистра, выход которого яв14 25607

plM01CF " ать у)Ра

»а

pccuc wpnl

Составитель А.Федоров

Редактор Н.Тупица Техред А.Кравчук Корректор С.Шекмар

Заказ 4767/44 Тираж 866 Подписное

ВНИКЛИ 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 ляется управляющим выходом устройства,отличающееся тем, что, с целью повышения надежности ðàботы устройства, в него введе»»ы t»ервый и второй буферные регистры, соединенные информационными входами с информационными выходами соответственно первого и второго регистров, причем первый адресный вход блока па- 10 мяти подключен к выходам первого и второго буферных регистров, элемент

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-HF,, первый вход которого подключен к пятому выходу второго регистра, второй вход — к вто- 15 рому выходу блока памяти, а выход соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с входом записи второго регистра, при этом пятый выход второго регистра соединен с 20 первым входом элемента ИЛИ, с входом разрешения работы первого буферного регистра и с входом запрещения работы второго буферного регистра, адресный вход мультиплексора соединен с третьим25 входом вчорого регистра, первый информационный вход мультиплексора соединен с выходом триггера, с второго по (n-1}-й информационные входы мультиплексора являются входами логических условий устройства, при этом выход мультиплексора соединен с вторым адресным входом блока памяти, информационный вход первого регистра является входом первого адреса программы устройства, вход записи первого регистра, соединенный с входом установки триггера, является входом записи в устройство первого адреса программй, обнуляющий вход второго регистра, соединенный с вторым входом элемента ИЛИ, является входом установки устройства в исходное состояние, при этом выход элемента ИЛИ подключен к входу сброса триггера, а выход переполнения счетчика является выходом запроса прерывания устройства, четвертый выход второго регистра соединен с входом обнуления счетчика.