Устройство для сопряжения аналого-цифровых преобразователей с цифровой вычислительной машиной

 

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к средствам ввода измерительной информации в цифровые вычислительные машины. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения обслуживания многопараметрических событий, поступающих от АЦП. Устройство содержит промежуточные регистры 1, регистр данных 2, сумматор 3, вспомогательную память 4, адресные регистры 5, 9, память микрокоманд 8, регистр слова состояний 7, тактовый генератор 10, шинные формирователи 11, 12 и формирователь синхросигналов 13. Устройство позволяет сопрягать несколько аналого-цифровых преобразователей с цифровой вычислительной машиной. 6 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УБ ЛИК

„„SU „„1552166

Р1) С 06 F 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ПСНТ СССР (21) 4459054/24-24 (22) 12.07 ° 88 (46) 23.03.90., Бюл. Г 11 (71) Институт ядерных исследований

AH СССР (72) Ф.И.Березин, В.A.Êèñóðèí и P ° Ã.Îôåíãåíäåí (53) 681.327(088.8) (56) ABTGpcKoe свидетельство СССР

N 1094038, кл. G 06 F 3/00, 1982 °

Авторское свидетельство СССР 1 1179308, кл. G 06 F 3/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯ>ХЕНИЯ АНАЛОГО-ЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕР С ЦИФРОВОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГ1 ИЯБИНОГ1, (7) Изобретение относится к вычисли" тельной технике, в частности к сред2

° ствам ввода измерительной информации в цифровые вычислительные машины.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения обслуживания многопараметрических событий, поступающих от АЦП. Устройство содержит промежуточные регистры 1, регистр данных 2, сумматор 3, вспомогательную память 4, адресные регистры 5, 9, память микрокоманд 8, регистр слова состояния 7, тактовый генератор 10, шинные формирователи 11, 12 и Формирователь синхросигналов 13. Устройство позволяет сопрягать несколько аналого-цифровых преобразователей с цифровой вычислительной машиной. 6 ил., 3

1 табл.

1552166

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к средствам ввода измерительной информации в цифровые вычислительные машины (ЦВН).

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения обслуживания многопараметрических событий, поступающих

6т группы АЦП.

На фиг, 1 представлена блок-схема у!стройства; на Фиг. 2 — схема такто"

aoão генератора; на фиг. 3 - схема формирователя синхросигналов; на фиг. 4 - блок-схема алгоритма (а) и микропрограмма (б), реализуемьie устройством; на Фиг. 5 - схема распределения вспомогательной и буферной памятей; на фиг. 6 - временная диаграмма процедуры обращения к памятям .

Устройство (фиг. 1) содержит К промежуточных регистров I< -1к, регистр

2, данных, сумматор 3, вспомогательНую память 4, первый адресный регистр 2

5, буферную память 6, регистр 7 слова состояния, память 8 микрокоманд, второй адресный регистр 9, тактовый генератор 10, первый шинный формирофатель 11, второй шинный формирова=

ЗО ель 12, формирователь t3 синхросиг-алов, К информационных входов 14, ход 15 сигнала Готовность", выход

6 сигнала "Разрешение", входы-выходы 7 устройства.

Тактовый генератор 10 содержит (Фиг. 2), триггер 18, вход установки в "1" которого служит первым входом генератора и соединен с входом 15

Сигнала loTGBHocTb устройства, а

Ьход установки в "0" служит входом разрешения генератора и соединен с первым выходом регистра 7 слова состояния, элемент И 19, первый вход коtoporo соединен с выходом триггера !

8, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 20, транЭистор 21 типа КТ 315, конденсатор г.2 и резисторы 23 и 24. Причем выход

Элемента И 19 соединен со счетным входом регистра 5, а также с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 20 и через конденсатор 22 и транзистор 21„ коллектор которого соединен с шиной

25 источника питания положительной полярности, с вторым входом элемента

le 19 и через регистор 24 с нулевой шиной 26 источника питания, а через резистор 23 - с выходом элемента

11СКЛЫЧАЮЦЕЕ ИЛИ 20, второй вход элемента ИСКЛЮЧАНЗЦЕЕ ИЛИ 20 служит управляющим входом тактового генератора

10 и соединен с вторым выходом фор-. мирователя 13 синхросигналов.

Формирователь 13 синхросигналов содержит (фиг. 3) последовательно соединенные элемент И 27, первый вход которого является первым установочным входом формирователя 13, триггер 28, элемент И-НЕ 29„ элемент И 30, первый вход которого является вторым установочным входом формирователя, а выход — выходом сигнала ИНК первого выхода формирователя 13, элемент

ИЛИ-НЕ 31, элемент ИЛИ 32, первый вход которого является синхровходом формирователя 13, а выход — его вторым выходом, повторите.пь 33, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ 31 и является выходом сигнала Д первого выхода формирователя, повторитель 34, выход которого является выходом сигнала CA первого выхода формирователя 13, повторитель

35, выход которого является выходом сигнала Чт первого вьхода формирователя. Вторые входы элемента 27, триг гера 28, элементов 29 и 30 и входы повторителей 33 - 35 являются соответственно входами для сигналов ПрО, СбО, ЧтО, ЗпИ, СД, СА, ППС управляющего входа Формирователя 13.

Промежуточный регистр 1 служит для приема и буферного хранения данных, поступающих от АЦП, и должен иметь три выходных состояния. Регистр 2 данных служит для буферного запоминания данных, поступающих с выхода сумматора 3 на его второй вход и также должен иметь три выходных состояния.

Сумматор 3 служит для Формирования и модификации адресов и данных.

Разрядность сумматора определяется разрядностью адресной сетки (A) вспомогательной памяти 4 и буферной памяти 6.

Вспомогательная память 4 служит для хранения справочных таблиц, по которым ведется предобработка входящих событий. В качестве вспомогательной памяти должно использоваться запоминающее устройство с двумя портами входов-выходов и возможностью произвольной выборки данных для чтения и записи.Емкость справочнои памяти опреде" ляет возможности предобработки устрой=тва.Целесообразно использование совме5 1552 ценной шины данных и адреса для входов-выходов памятей.

Первый адресный регистр 5 служит для формирования адреса памяти 8 микрокоманд. В качестве этого регистра

5 должен использоваться двоичный счетчик с предустановкой.

Буферная память 6 служит для накопленил гистограмм (спектров распре" 10 деления) значений параметров (совокупностей параметров) регистрируемых событий. К этой памяти предъявляются те же требования, что и к памяти 4, но второй порт входов-выходов должен

-обеспечивать инкрементный режим регистрации данных.

Регистр 7 слова состояния служит длл определения режима работы устройства и общего управления им.

Память 8 микрокоманд служит для хранения микропрограммы обработки входящих событий„ Так как набор программ для конкретного варианта устройства стабилен, в качестве памяти микрокоманд целесообразно использо", вание устройства постоянного типа.

Смена набора программ осуществляется заменой микросхем ЗУ.

Второй адресный регистр 9 служит для буферного запоминания формируемого адреса при обращении к вспомогательной и буферной памятям. Лппаратурно за счет коммутации выхода это\ го регистра и входа сумматора выполняется расширение адреса. на Р =

= Л вЂ” Р + 1 разрядов, где D — разрядность слова ЦВН (она определяет разрядность рабочих регистров 1, 2 и т.п.) .

Тактовый генератор 10 служит для тактирования работы устройства, и при использовании памятей 4 и 6 асинхронного типа должен Фазировать" ся с учетом состояния вспомогатель" ной и буферной памятей.

Первый шинный формирователь 11 служит для организации двустороннего обмена информацией между сумматором и памятями 4 и 6, второй шинный формирователь 12 - для организации передачи разрядов Р расширения адреса из памяти микрокоманд в сумматор.

Формирователь 13 синхросигналов служит для выработки сигналов, синх55 ронизирующих работу памятей It и 6 с другими блоками устройства °

Устройство работает следующим образом.

166 6

Из группы АЦП (не показаны) через входы 14 коды параметров зарегистрированного события поступают в промежуточные регистры 1 (для однозначности дальнейшего объяснения будем считать, что число этих регистров К=3).

Если есть сигнал "Разрешение" от регистра 7 слова состояния (первоначально он вырабатывается по команде

ЦВМ), то сигналом нТотовность", поступающим с входа 15 устройства на тактовый генератор 10, запускается цикл исполнения микропрограммы предобработки данного события, записанной в сегменте памяти 8 микрокоманд, заданном содержимым первого адресного регистра 5, куда оно переносится из регистра 7 через вход предустанов.ки сигналом "Разрешение". Для исполнения микропрограммы используются также данные из вспомогательной памяти 4. Для записи данных из ЦВИ в память 4 и регистр 7 служат .входы-выходы 17 устройства.

Цикл предобработки события реализуетсл последовательным иополнением функциональными блоками устройства микрокоманд, генерируемых памятью 8, Возможный вариант организации памяти микрокоманд, формата слова микрокоманд, назначения разрядных выходов и функциональных блоков, куда соответствующие сигналы поступают по ииндивидуальным шинам, приведены в таблице.

Длл однозначности дальнейших пояснений положим, что разрядность адресной сетки вспомогательной 4 и буферной б памятей A-20, разрядность рабочих регистров Д=16, число разрядов расширения адреса.P=A-D+1=5.

Предположим, также, что первый шинный формирователь 11 связан с па мятями 4 и 6 совмещенной шиной адреса и данных, хотя это не обязательно (при этом организацил устройства проще) .

На фиг. 4 в качестве примера реализации предобработки устройством приведены алгоритм и микропрограмма для одной из задач. При регистрации в промежуточных регистрах 1„, 1 . и

1 событий, характеризуемых каждоепараметрами N, А и Т, которые могут принимать значения в диапазонах соответственно И = 1,2 ), А .= (1,2 ) и Т = (1,2 ), формируются гистограммы значений параметров А и Т

1552166 для каждого N (интегральные А- и

7-гистограммы) и гистограммы значеНий Т для каждого значения N, соот 1етствующих значениям параметра A„ г1опадающим в одно из И цифровых окон, 5 указанных в справочных таблицах, заг1исанных во вспомогательной памяти (парциальные Т-гистограммы). Если г1ринять M=5 то всего параллельно в

У 10 результате предобработки должно быть

Накоплено 16 интегральных и 40 парциальных гистограмм. Распределение ячеек памятей 4 и 6 для этой задачи

Г1оказано на фиг. 5.

Рассмотри л последовательно выполнение микропрограммы, причем более г1одробно первые микрооперации, так ак последующие являются их модифиЦированным повторением. Первой микрокомандой опрашивается промежуточный

20 регистр 1» сигналом Чт1„, и его содержимое подается на первый вход с1умматора 3. Содержимое пяти младших разрядов ячейки памяти 8 микрокоманд 25

Р1 - P5 через второй шинный формирователь 12 передается сигналом ЧтР

На второй вход сумматора (смещение на 18). Сумма через первый шинный формирователь 11 (сигналом ПСП) передается на вторые входы-выходы памя тей 4 и б. Отрицательным полупериодом первого тактового импульса от генератора 10 (фиг. 6) в памяти 8 формируется вторая микрокоманда, отличающаяся налим сигНала СА. Этим З5 с1игналом, сформированным повторителем

34 формирователя 13 синхросигналов, сумма воспринимается памятью 4 как

«адрес некоторой ячейки.

Следующей микрокомандой в регистр

9 через первый шинный формирователь

11 (сигналами СА, СД, ППС и Зп 9, с1формированными в формирователе 13) записывается содержимое ячейки памяти 4 с этим адресом. На это время сигналом с управляющего Ьыхода памяти 4, сформированным элементом ИЛИ 32 формирователя 13, блокируется тактовый генератор 10 для фазировки цикла памяти с работой остальных блоков устройства. Содержимое второго адресного регистра 9 является начальным адресом интегральной Т-гистограммы и соответствующей справочной таблицы для значения N, взятого из регистра

1» ° Если предусмотрена регистрация этой гистограммы, то в старшем (16-м) разряде должен быть 8, в противном случае 1. Значение содержимого определяется при составлении справочных таблиц.

Очередная микрокоманда служит для приформирования к начальному адресу содержимого промежуточного регистра

1 (сигналы Чт9, Чт1 ) и инкрементирования ячейки памяти 6 с этим адресом, если предусмотрена регистрация данной интегральной Т-гистограммы (сигналы ПСП и ЗпИ), сформированной элементом И 30 при наличии разрешения от формирователя 11. На время цикла памяти блокируется тактовый генератор 10.

Следующие две микрокоманды используются для извлечения содержимого ячейки памяти 4 с тем же адресом (справочной таблицы, соответствующей интегральному Т-спектру) и его записи для временного хранения в регистр

2 данных (сигналом Зп2). Эта процедура используется устройством для модификации спектров в соответствии с определенным критерием,,:апример для сжатия или сглаживания гистограмм, изменения системы координат, получения значений, являющихся некоторой функцией от измеренных значений параметра, выделения цифровых окон и т.п. При"íàêîì того, что значение параметра (в данном случае Т) удовлетворяет критерию, является "9" в старшем (16-м) разряде слова, извле" ченного из справочной таблицы (как и. в случае регистрации интегральных гистограмм). Наличие "1" в этом разряде приводит к установлению (сигналом ПрО) триггера 28 формирователя

13 в состояние, блокирующее инкрементирование памяти 6 последней микрокомандой цикла предобработки собы" тия.

Очередные три микрокоманды, аналогично первым, используются для записи в регистр 9 начального адреса интегральной А-гистограммы для данного

N, а следующая формирует адрес ячейки буферной памяти с,учетом зна" чений параметра А и, если задана процедура накопления инте,гральной

А-гистограммы, выполняет инкрементирование. Далее содержимое ячейки справочной памяти с тем же адрессм переносится во второй адресный регистр и, если в его старшем разряде

1 I 1 I

1, то триггер 28 устанавливается в состояние блокировки инкрементирова9 1552 ния при исполнении последней команды (либо подтверждает это состояние, если оно было установлено ранее).

Последняя микрокоманда выполняет

5 суммирование содержимого регистров

2 и 9 для определения адреса ячейки буферной памяти б, соответствующей значениям всех трех параметров события, и, если нет запрета от триггера

28, выполняет инкрементирование.

Триггер 28 при этом сбрасывается.

Первый адресный регистр 5 возвращается в исходное для данной микропрограм мы состояние сигналом "Разрешение", генерируемым регистром 7 слова состояния по сигналу КП.

Процедура выполнения микропрограммы занимает порядка !0 мкс, что не превышает среднее время, затрачиваемое обычно АЦП на измерение события, т.е . не увеличивает общее время обслуживания.

25

Формула изобретения

Устройство для сопряжения аналогоцифровых преобразователей с цифровой вычислительной машиной, содержащее первый и второй адресные регистры, память микрокоманд, тактовый генера" тор, регистр слова состояния, буфер" ную память, промежуточный регистр, вспомогательную память, сумматор, .причем информационный вход промежу35 точного регистра является одним информационным входом устройства, входом готовности которого является пер" вый вход тактового генератора, второй вход которого соединен с первым вы.ходом регистра слова состояния и первым входом первого адресного регистра, выход которого соединен с адрес" ным входом памяти микрокоманд, синхро45 вход которой подключен к выходу тактового генератора, второй вход первого адресного регистра подключен к второму выходу регистра слова состоя" ния, входы-выходы которого соединены с первыми входами-выходами буферной

166 10 и вспомогательной памятей и являются входами-аыходами устройства, управляющие входы второго адресного регистра и регистра слова состояния соединены с соответствующими выходами памяти микрокоманд, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет обеспечения обслуживания многопараметрических событий, поступающих от группы аналого-цифровых преобразователей, в него введены регистр данных, первый и второй шинные формирователи, формирователь синхросигналов, дополнительные промежуточные регистры, информационные входы которых являются другиии информационными входами устройства, выхо" ды промежуточных регистров и регистра данных соединены с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходами второго адресного регистра и шинных формирователей, выход сумматора подключен к информационным входам второго адресного регистра, регистра данных и первого шинного формирователя, вход-выход которого соединен с вторыми входамивыходами буферной и вспомогательной памятей, управляющие входы которых соединены с первым выходом формирователя синхросигналов, синхровход ко" торого подключен к управляющим выходам буферной и вспомогательной памятей, второй выход формирователя синхросигналов соединен с третьим входом тактового генератора, выход которого соединен с. синхровходом первого адресного регистра, установочные входы формирователя синхросигналов соединены соответственно со старшими разрядами второго входа сумматора и выхода второго адресного регистра, соответствующие выходы па" мяти микрокоманд соединены с информационным входом второго шинного формирователя и управляющими входами промежуточных регистров, регистра дан" ных, шинных формирователей, формирователя синхросигналов.

1552166

Разряд Мнемоника выхода памяти

Функция шины

2

4

6

8

11

12

13

14

16

17

18

19

21

Р!

Р2

Р3

Р4

Р5

Зп2

Чт2

Чт1

Чт1а

Чт 1З

Зп9

Чт9

ПСП

ППС

ЧтР

СД

СА

ЗпИ

ПрО

ЧтО

СбО

КП

12

12

12

12

12

2 !

12

13

9

11

11,4

12

13 (31)

13 (34)

13 (30)

13 (27)

13 (29)

13 (28)

1-й разряд расширения адреса

2-й разряд расширения адреса

3-й разряд расширения адреса

4-й разряд расширения адреса

5-й разряд расширения адреса

Запись в регистр 2

Чтение из регистра 2

Чтение из 1-го регистра 1

Чтение из 2-ro регистра 1

Чтение из 3-го регистра 1

Запись в регистр 9

Чтение из регистра 9

Передача из сумматора 9 в памяти 4 и 6

Передача из памяти 4 в сумматор 3

Передача разрядов Р через 12

Строб данных

Строб адреса

Разрешение записи интегрального спектра

Прием признака окна

Чтение признака окна

Сброс признака окна

Конец микропрограммы

1552166

1б40

/отобрать о

1б =,ф

1б =„

re 28= У

10 =Ф

° 1

По нонанде ЦВИ ыполнить негодные устинова

По Hопргделитв а рес интггаьвной r- гистограмны и спрабочнои Т- спаблицы

Ilo H, Т определить adpec событии б T- гистоврамнв и

Т- гпа&и е

По доннону адресу до ть

1. д r- еистограние ону адресу иобмоь гонов т-таолвцы бре бз если приггер 2б

По опрг елиль адрес интегральной А- гистогранми и слрабочнов1 А-таблицы

По Ц А определить адрес события б А- гистограние и

А- табли е

По daннону адресу доба и

1 б А-гистогранне

Но даннону адресу uJ ечь содерминое А-таблица б регистр Я бВ если триггер 2б о сойржинону рееистроб 2 гноили adpec coArmace Р парциальнои Т- гистограине ро аннану адресу о ть 1 б ларциальнос Т-гистоеронне

000502IO

002502IO

002I4400

0I32 0040

000I 0200

004I5000

9RI5000

I64I4I00

I6I 7778

Парциальнпе

Т-гистограмм,ц

22®о

2I7778

Справочные

Т-таблицу

Интегральные

Т-гистограмму

120008

Справочные

А-таблицу

Интегральные

А..гистограммы

2ИФ8 запас

Эвпас

Т

А

И8

Таблицц

1и ча л ь|пл адресов пеиспольвуемая область памяти

Память 4 Память 6 ст мнкрпкпнанби (/+! l <2

Чт Ху фп 2т

Чщ 9

3п 2

3п9 пса пср рр0

CA сл со

П (Sxoosi

Ьавй) Ирес Ыгржииае,Иргс

9.пя 4 ч аля 4.6

Фиа б

Codeðæoèàå ф

Составитель А.Видякин

Техред JI.Oëèéíüè

Редактор В.Петраш

Корректор О.Кравцова

Тираж 569

Заказ 330 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета llo изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101