Система программного управления технологическими процессами

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах для программного управления технологическими процессами. Цель изобретения - сокращение . объема памяти констант за счет динамической адаптации данных, описывающих конъюнкции вычисляемой системы улевых функций. Поставленная цель достигается тем, что в известное .устройство, содержащее блок управления , тактовый генератор, контроллер, буфер адреса, дешифратор адреса памяти , блок постоянной памяти, блок оперативной памяти, шинный формирователь оперативной памяти, дешифратор адреса устройств ввода/вывода, группу шинных формирователей устройств ввода/вывода, первый-третий элементы ИЛИ, дешифратор, блок постоянной памяти констант, триггер и элемент И, дополнительно введены блок динамической адаптации данных, четвертый и пятый элементы ИЛИ, группа элементов И и мультиплексор. Введение новых элементов позволяет осуществлять опережающий просмотр констант в блоке постоянной памяти констант без нарушений информации на шине данных, позволяет отключать младшие разряды постоянной памяти констант от младших разрядов шины адреса системы и адресовать ее адаптивно в режиме динамической адаптации данных, 2 з.п. ф-лы, 6 ил. (Л с& оо 00 1C ю со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5g)5 С 05 В 19/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

49k " ТК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ": „;,— „"".,."

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4687254/24 (22) 03,05.89 . (46) 30.10.91, Бюл. В 40 (72) Г.Н.Тимонькин, В,С,Харченко,,В.П,Улитенко, С,Ф.Тюрин, С.Н,Ткаченко и Е.В,Пугач (53) 621.503,55(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1012205, кл, G 05 В 19/18, 1983.

Авторское свидетельство СССР

У 1418653, кл, G 05 В 19/18, 1988, Авторское свидетельство СССР .9 (заявка Р 4417537/24, .кл, G 05 В 19/18, 1988), (54) СИСТЕМА ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах для программного управления технологическими процессами, Цель изобретения — сокращение . объема памяти констант за счет динамической адаптации данных, описывающих конъюнкции вычисляемой системы улевых функций, Поставленная цель

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в автоматизиро-. ванных системах для программного управления технологическими процессами, например в системах числового программного управления производственных комплекс в, роботов-манипуляторов и т.д.

Цель изобретения — сокращение объема памяти констант за счет дина-;.

„,SU„„1688229 А 1

2 ,достигается тем, что в известное

;устройство, содержащее блок управления, тактовый генератор, контроллер, буфер адреса, дешифратор адреса памяти, блок постоянной памяти, блок оперативной памяти, шинный формирователь оперативной памяти, дешифратор адреса устройств ввода/вывода, группу шинных формирователей устройств ввода/вывода, первый-третий элементы ИЛИ, дешифратор, блок постоянной памяти констант, триггер и элемент И, дополнительно введены блок динамической адаптации данных, . четвертый и пятый элементы ИЛИ, группа элементов И и мультиплексор.

Введение новых элементов позволяет осуществлять опережающий просмотр констант в блоке постоянной памяти констант без нарушений информации на шине данных, позволяет отключать младшие разряды постоянной памяти констант от младших разрядов шины адреса системы и адресовать ее адаптивно в режиме динамическоч адаптации данных, 2 з,п, ф-лы, 6 ил. мической адаптации данных, описывающих конъюнкции вычисляемой системы . булевых функций, На фиг, 1 представлена функциональная схема предлагаемой системы программного управления технологически- Ъ .:ми процессами; на фиг, 2 — функцио.нальная схема блока динамической адаптации данных,,на фиг, 3 — функциональная схема блока анализа констант; на фиг, 4 — функциональная схе1688229

ЗО ма блока определения Ортогональности, на фиг, 5 — временная диаграмма отслеживания констант в группе регнстров4, на фиг, 6 — фрагмент временной диаграммы опережающегО просмотра констант с помощью группы регистрсв просмотра, Система программного управления технологическими процессами содержит блок управления 1, имеющий адресные выходы 1.1, входы/выходы данных 1,2„ выходы управления 1,3, тактовые входы первой 1,4 и второй 1,5 фаз, вхсд сброса 1,6, вход готовности 1,7 и вьиод синхронизации 1,8; тактовый генератор 2, имеющий ВхОд синхронизации 2, 1 тактовые выходы первои и

Второй фаз 2.2 и 2,3, выход сброса

2 . Ф, Вьп Од I ОтовнОсти 2 ° 5, Выход 2О синхронизации 2,6„ контроллер 3 с Выходами/Входами данных 3,1у Йв ляющимися 1пинойданных системы, выходами управления 3„2, являющимися пеной управления системы, буфер адреса 4, Выходами 4, 1, являющимися шиной ад-. реса системы; дешифратор 5 адреса памяти, содержащий выход 5.1 подключения блока постоянной памяти, выход

5.2 подключения блока оперативной памяти, выход 5,3 подключения блока постоянной памяти констант,. блок 6 постоянной памяти программ, блок 7

Оперативной памя и, шинный формирователь 8 Оперативнсй памяти„ дешифратор 9 адреса устрОйстВ ввода/вывода, группу 10 шинных формирователей устройств ввода/вывода, первый 11 — пятый 15 элементы K M дешифратор 16 блок 17 постоянной памяти констант, триггер 18 элемент И 19, группу

40 элементов И 20, мультиплексор 21, блох 22 динамической адаптации данных„

Блок 22 содержит (фиг. 1,2) груп45 пу регистров отслеживания 23,1, 23,2„

23„3, группу регистров просмотра 24.1, 24.2, 24,3, первый 25 и второй 26 счетчики, дешифратор 27, первый 28 и второй 29 триггеры, первый 30.—

50 десятый 39 элементы ИЛИ, первый 40 шестой 45 элементы И, первый 46 восьмой 53 элементы задержки, первый

54 и второй 55 одновибрагоры„ генератор 56, блок 57 анализа констант.

Блок 57 содержит (фиг, 2,3) первую

57.1 - четвертую 5?,4 группы sxopos констант, sxop 57.5 записи констант, вход 57,6 начального сброса, выход

57.7, вход 57,8 программного сброса, первый 58 и второй 59 элементы ИЛИ, группу элементов И 60,1-60.п, где

n — максимальное количество взаимно неортогональных конъюнкций в системах булевых функций„ вычисляемых программно, группу регистров 6 1.1-61,п первой константы, группу регистров 62.162,п второй константы, группу блоков

63. 1-63,п определения ортогональности каждый i-й блок определения ортогональности (i = 1,n) содержит четыре группы информацйонных входов 63,i,1—

63.i.4 и выход 63.i° . 5, регистр 64, Каждый блок 63 определения Ортогональности содержит (фиг, 4) первую. группу элементов И 65,1-65,r, где

1 — разрядность BJHHbl данных, вторую группу элементов И 66,1-66.г, группу элементов 67.1-67,г сложения по модулю два и элемент ИЛИ 68, Система такжс содержит вход сброса 69, вход готовности 70, вход захвата 71, вход прерывания 72, выход ожидания 73, выход 74 разрешения прерывания, информациочные выходы 75, информационные входы 76, выход управления 77, группу Выходов управления

78, группу входов управления 79, Система программногс управления технологическими процессами работает следующим образом, Обычный режим работы, В даННОМ РЕжные ТаКТОВЫй ГЕНЕратОр

2 (фиг. 1) формирует две неперекрывающиеся тактовые последовательности, которые с его выходов 2,2 и ?,3 поступают на тактовые входы первой 1,4 и второй 1,5 фаэ блока управления 1, Блок управления 1 генерирует сигналы адреса„ данных и управлечия; — после подачи сигнала сброса на соответс"Вующий его вход 1,6, причем

Внешний сигнал сброса со входа 69 программного управления стробируется в тактовом генераторе 2 и поступает на его выход 2,4; . — после установления уровня логической "1" на входе 70 готовности системы программного управления, причем сигнал готовности стробируется в тактовом генераторе 2 и с его выхода 2,5 поступает на вход готовнос» ти 1,7 блока управления 1, Если же на входе 70 системы установлен сигнал логического "0", то на выходе 73 системы устанавливается сигнал логической " 1", свидетельствующий о

1688229

30 том, что блок управления 1 находится в режиме ожидания готовности, Блок управления 1 выдает слово состояния на шину данных, 1,2 по синхросигналу на соответствующем выходе

1.8, поступающему на вход 2.,1 тактового генератора 2 в первом такте каждого цикла, а стробированный по первой фазе сигнал синхронизации (системный строб) с выхода 2,6 тактового генератора 2 поступает на вход синхронизации контроллера 3, в который записывается слово состояния блока управления 1 с входовгвыходов данных

1,2, Контроллер по слову состояния и сигналам с выходов управления 1,3 блока управления 1 формирует шину управления 3.2, а также формирует шину данных 3.1, обеспечивая ее 2п требуемую нагрузочную способность и двунаправленность передачи данных на входах/выходах данных 1,2 блока управления 1.

Буфер адреса 4 формирует по адрес- 25 ным сигналам на соответствующих 1.1 выходах блока управления 1 шину адреса 4,1, обеспечивая ее требуемую нагрузочную способность, Блок управления 1 считывает и выполняет программу, записанную в блоке 6 .постоянной памяти либо в блоке 7 оперативной памяти, При этом дешифратор 5 адреса памяти дешифрирует адрес, выставленный на шине адреса

4,1, если на шине управления 3.2 выс35 тавлен один из сигналов "Чтение памяти", "Запись в память", при этом активируется выход первого элемента

ИЛИ 11 и вход управления дешифратора 40

5. Если на шине адреса 4 ° 1 системы выставлен адрес блока 6 постоянной памяти, то активизируется выход 5.1 дешифратора 5 и первый вход управления блока 6 постоянной памяти.

Если на шине адреса 4.1 системы выставлен адрес блока 7 оперативной памяти, то активизируется выход 5,2 дешифратора 5, вход управления блока

7 оперативной памяти и первый вход управления шинного формирователя оперативной памяти 8.

Выходы блока постоянной памяти 6 подключаются к шине данных 3.2 сис темы, если активирован второй вход управления сигналом "Прием" с соответствующего разряда выходов управления 1,3 блока управления 1. Данные считываются из блока 6 постоянной

6 памяти в блок управления 1 по шине данных 3,2 системы, через входы-выходы данных контроллера 3 на входы/ выходы данных 1,2 блока управления 1 в соответствйи с адресами, поступающими на ее адресные входы с шины адреса 4.1, Для считывания данных из блока оперативной памяти 7, кроме активнрования входа управления, на вход записи подается сигнал логического "О" с соответствующего разряда шины управления 3,2 системы "Запись в память", а второй вход управления шинного формирователя 8 оперативной памяти активизируется разрядом выходов управления 1,3 блока управления 1 "Прием", Это переводит шинный формирователь памяти 8 в режим приема, т,е ° организуется передача данных с выходов блока 7 оперативной памяти на шину данных 3,1 системы, Данные считываются из блока 7 оперативной памяти по шине данных 1.3 системы в соответствии с адресами, поступающими на ее адресные входы с шины адреса 4.1 системы, Блок управления 1 может записывать данные в блок 7 оперативной памяти, при этом шинный формирователь 8 оперативной памяти по второму входу управления, с которого снимается активный уровень сигнала соответствующим разрядом выходов управления 1,3 блока управления 1, переводится в режим ввода данных с шины данных 3,1 системы, Блок 7 оперативной памяти, который активизируется по входу записи соответствующим разрядом Запись в память" шины управления 3,2 системы, переводится в режим записи. Данные с .шины данных 3.1 системы записываются в блок 7 оперативной памяти в соответствии с адресом, поступающим на его адресные входы с шины адреса

4,1 системы, При отсутствии активных уровней управляющих сигналов выходы блока 6 постоянной памяти и выходы/ входы шинного формирователя 8 оперативной памяти находятся в высокоимпедансном состоянии и отключены от шины данных 3,1 системы.

Система программного управления вводит данные со своих информационных входов 76 или выводит данные на свои информационные выходы 75, Дешифратор адреса 9 устройств ввода/вывода дешифрирует адрес, выставленный

1688229 на шине адреса 4,1 системы, если ак-; тивирован его вход управления выходом второго элемента ИЛИ 12 при активировании его входов одним иэ сигналов ввода из устройства ввода Вы-5 вод в устройстве вывода" на соответствующих разрядах шины управления

3,2 системы, Выходы дешифратора 9 адреса уст10 ройства ввода/вывода активируют ,первый вход разрешения одного из шинных формирователей ввода/вывода

10, соответствующего адресу, поступающему на адресные входы дешифратора адреса 9 устройства ввода/вывода, Режим работы (ввод или вывод) шинных формирователей ввода-вывода 10 определяется сигналом на вторых входах разрешения, т,е. соответствующим разрядом "Ввод из устройства ввода шины управления 3,2 системы, В режиме ввода данные с информационных входов

76 системы поступают на входы соответствующего шинного Формирователя 25

10 ввода/вывода, а с его входов/выходов — на шину данных 3,1 системы через контроллер Э в блок управления

1 Но его входам/выходам данных 1„2.

В режиме вывода данные иэ блока управления 1 по входам/выходам данных

1,2 через контроллер Э по шине данных 3, 1 системы поступают на. входы/ выходы соответствующего шинного формирователя ввода/вывода 10 а с его

35 выходов — на информационные выходы 75 системы программного управления, При отсутствии активных уровней сигналов управления шинные формирователи 10 ввода/вывода отключены от шины данных 3„1 (находятся в высокоимпедансном сос гоянии), Режим вычисления булевых функций °

Б этом режиме предлагаемая система программного управления реализует алгоритм моделирования программируем и логической матрицы, пРогРамма которого записана ii) блоке 6 постоянной памяти, вьгчисляя значения булевых

Функций от аргумвн гов входов 76 кото5О рые несут дискретную информацию состояния датчиков технологического оборудования и выводя г значения управляющих дискретных сигналов на выходы

75, Система программного управления может вычислять не одну систему буле- 55 вых функций, а несколько — от различных аргументов с различных входов 76 (входов 76 несколько — по числу шинных формирователей устройств ввода/ вывода 10), При вычислении одной системы булевых функций на управляющих входах

79 системы должен быть постоянно установлен код старших адресов таблицы констант для вычисления булевых функций (одной системы). При необходимости вычисления нескольких систем старшие адреса, соответствующие каждой таблице констант (одна таблица для одной системы Функций), и неизменяемые на протяжении всей таблицы должны быть записаны с выходов управления 78 во внешний регистр по сигналу на выходе управления 77 (либо по первому, либо по каждому— информация на выходах 78 одна при вычислении одной системы функции) и поданы с его выходов на входы управления 79 системы, Рассмотрим вычисления одной системы функции, Старшие адреса соответствующей таблицы констант установлены на входах управления 79, Ипадшими адресами адресуются константы внутри таблицы, Вычисляя систему булевых Функций, блок управления 1 обращается к блоку

17 постоянной памяти констант, в котором с начальных адресов, огределяемых старшими разрядами шины адреса

4,1, записаны таблицы констант для вычисления систем булевых Функций, В исходном состоянии триггер 18 (фиг, 1) обнуляется через элемент

ИЛИ 13, так же как и все остальные блоки, системным сбросом, с выхода

2,4 тактового генератора 2 (блок 22 обнуляется по входу 22,9).

Поэтому через мультиплексор 21 блок 17 адресуется всеми разрядами шины адреса 4, 1, При чтении констант из блока 17 аналогично описанному возбуждается выход 5,3 дешнфратора 5, выход шины управления 1,Э блока управления 1 "Прием" и через элементы

ИЛИ 14,15 активизируются входы разрЪшения блока 17, информация с выходов которого поступает на вход 22.1 блока 22, а через групгу элементов

И. с тремя состояними на выходе 20— на шину данных 3.1 системы. Через элемент И 19, выход которого активируется при чтении информации из блока 17, активируется вход 22,6 блока 22, Так как триггер 18 обнулен„ вход 22.5 блока 22 н вход адреса

1688229

l0 мультиплексора 21 не актнвирсваны.

При чтении данных из блока 17 элементы И группы 20 подключаются кс входу разрешения выходом элемента И 19, При реализации грограммы вычисления

5 булевых функций дешифратор 16 отслеживает адреса ее команд, дешифрируя информацию на шине адреса 4,1 по разрешающему сигналу чтения с соот10 ветствующего выхода дешифратора 5, Выходы дешифратора 16 возбуждают соответствующие входы блока 22 динамической адаптации данных: 22,7, 22,8, 22,10, 22,11, При этом в блоке 22 ди- 15 намической адаптации данных происходит следующее, В группу регистров отслеживания 23.1-23,3 постоянно записываются константы, считываемые блоком управления 1 из блока 17 постоянной памяти констант, Зтс происходит при поступлении первого импульса чтения сс входа 2?,6 блока 22, формируемого элементом И 19 при возбуждении выхода 5,3 дешифратора 5,3 25

1 и линии "Прием" выходов 1,3 управления блока управления 1, Он через элемент И 40, ИЛИ 30, задержки 46 записывает в первый регистр 23. 1 с шины данных 3,1 (входов 22,2 блока 30

22) константу ХО „, считываемую блоком управления 1 для производства вычислений. При этом во второй регистр 23,2 из первого 23,1, а в третий 23,3 из второго 23.2 переписывается некоторая исходная информация, которая не используется — по этому же первому импульсу чтения, Задним фронтом первого импульса изменяется состояние счетчика 25 и счетчика 26 через эле- 40 мент ИЛИ 3 1. По второму лмпульсу в первый регистр 23 ° 1 запиаывается вторая константа XD;, а во второй регистр 23,2 переписывается первая константа ХО;, Изменяется состояние счет-45 чиков 25,26, При поступлении третьего импульса чтения в первый регистр

23,1 записывается константа Z; во второй регистр 23,2 из первого переписывается вторая константа XD „ а в третий регистр 23,3 из второго 23,2 переписывается первая ХО;, Вновь изменяется состояние счетчиков 25,26 и выход дешифратора 27 активируется, при этом блокируются элементы И 40, 41, В дальнейшем при работе програм55 мы поступает импульс с выхода 16,3 дешифратора 16 на вход 22.7 блока 22, . ио, так как элемент И 40 блокирован, это нн к чему не приведет, сnc .òñ ÿние счетчиков 25 26 не изменится.

Четвертый импульс чтения формируемый

) программой, не пройдет на сннхрсвхс— ды рсгнстрсв 23.1-23,3, не изменится состояние счетчиков 25,26. Зтс есбхсднмс для тоro чтобы не нарушить адрес„цию массива констант, так как по алгоритму работы блока управления

1 B этом случае четвертый импульс и следую,ций за ним пятый формируются при обращении к одной и той же ячейке r.ÿìÿòè, Далее формируется импульс на выходе 16,4 дешифратсра 16, поступающий на вход 22,8 блока 22, сбнуляющий счетчик 25 через элемент ИЛИ 33,.

Счетчпк 26 остается в том же состоянни и адресует очередную константу

ХО4 + 1 °

Такой вариант следования импульсов при работе программы соответствует вычисленной единичной конъюнкции °

Второй вариант следования импульсов при работе программы на другой ветви соответствует вычисленной нулевой кснъюнкц|ли, Н этом случае после второго импульса чтения (так как блок управления 1 отрабатывает другую ветвь ал".îðèòìà) поступает импульс на вход

22.7 блока 22, Поэтому, так как выход дешнфратора 27 не активирован, то через элемент И 41 поступает cHTixpo импульс 22,7 на регистры 23,1-23.3 и счетчики 25.26, В первый регистр

23,1 записывается некоторая случайная информация с шины данных, а вс втором 23„2 и третьем 23,3 счетчиках окажутся соответственно константы

XD, ХО, Изменение состояния с летчика 25 приведет к возбуждению выхода дешифратсра 27 и блокировке элемента И 41, Поэтому очередной (в этом случае — третий) импульс чтения так же не изменит состояния счетчика 26, который будет продолжать адресоватЬ очередную константу ХО; +

Поступивший затем импульс на вход

22,8 блока 22 обнулит счетчик 25, подготавливая систему к отслеживанию процесса вычисления очередной конъюнкции °

Если ни одна вычисляемая программно конъюнкция не равна единице, то система программного управления в дальнейшем работает так, как описано для второго случая следования импульсов чтения.

1688229

Обнаружив окончание массива констант (нулевой байт), она закончит реализацию алгоритма, поэтому дешифратор 16 сформирует импульс 16,2, по которому обнулится счетчик 26

:и подтвердится нулевое состояние т»риг геров 28,29 по входу 22. 11 блока 22, через элементы ИЛИ 32,38, Затем блок управления 1 выведет выходное

:воздействие (в данном случае нуле,вое) на выходы 75 системы, Если же ,:какая-то конъюнкция равна 1, то в, дальнейшем система программного управления работает следующим образом, Устанавливается триггер 18 возбужденным выходом 16, 1 дешифратора 16, который дешифрирует соответствующую ветвь программы и пе|реключает мультиплексор 21 (см, фиг, 2„6), В даль нейшем постоянная память констант

17 будет адресоваться только счетчиком 26, который в режиме,отслеживания установлен на очередную константу (старшие адреса блока 17, соответ- 25 ствующие отрабатываемой таблице констант, устанавливаются микропроцессором„ для адресации констант достаточно емкости счетчика 26), Теперь необходимо заранее просмот- 30 реть оставшиеся константы, соответ1 ствующие еще не вычисленным конъюнкциям, которые надо вычислять только в том случае, если они не ортогональны вычисленной единичной. Константы, описывающие вычисленную единичную

35 конъюнкцию, записаны к этому моменту в группе регистров отслеживания 23,123,3, Поэтому по сигналу 16,1 дешифратора 16 константы ХО>, ХР., со вто- 40 рого 23,2 и третьего 23,3 регистров записываются в блок анализа констант

57 понходам 57.2, 57,1 соответственнов регистры 61, 1, 62, 1 стробом 5? .5.

По сигналу триггера 18 через вход

22,5 блока 22 возбуждается одновибратор 55 и его импульс через элемент

ИЛИ 37 устанавливает триггер 29, Ге.— нератор 56 формирует первый импульс, который через элемент ИЛИ 39 через выход 27.,4 блока 22 и элементы ИЛИ

14, 15 обеспечивает чтение ячейки блока памяти 17, адресуемой счетчиком 26, причем выходы блока 17 отключены через блок 20 от шины данных

3.1, и запись информации ХО,+» чере.з

55 элемент задержки 5 1 в первый регистр

24.1 группы регистров просмотра, При этом во второй регистр 24,2 пенреписывается некоторая исходная информация иэ первого 24,1, а в третий

24,3 — из второго регистра 24.2. В первом регистре 24.1 оказывается очередная константа ХО ++.. Затем с задержкой, формируемой элементом задержки . 52, на вь»ходе элемента

ИЛИ 39 появляется очередной импульс чтения, который обеспечивает чтение изапись в первый регистр 24,1 второй константы ХП»»;+,, причем во второй ре .истр 24,2 перемещается константа

ХО +» . Затем с выхода элемента задержки 52 через элемент .задержки 53 и элемент ИЛИ 39 формируется третий импульс чтения и записи так, что в группе регистров просмотра 24.1-24.3 оказывается записанными константы

Z ++»„ ХЭ „ ХО +,соответственно, а счетчик 26 адресует очередную конста ту ХО, так как эти три импульса задним фронтом через элемент ИЛИ 31 обеспечивают соответствующее изменение состояния счетчика 26, необходимое для просмотра постоянной памяти 17 "Вперед", С задержкой, формируемой элементом задержки 49, импульс с его выхода проверяет на элементе

И 45 наличие маркера окончания массива констант (нулевая информация

ХО =. 6 ) в третьем регистре 24,3 групп регистров просмотра 24.1-24.3, т,е, если на выходе элемента ИЛИ 36 имеется к этому моменту (не показано на фиг. 6) логический "0", то активируется выход элемента И 45, обнуляющий в этом случае триггер 29 через элемент ИЛИ 38. Генератор 56 останавливается и не формирует импульсы, В этом случае импульс с выхода элемента И 45 через элемент ИЛИ 34 и эле мент ИЛИ 35 поступит первь-й импульс, на вычитающий вход счетчика 26 затем с задержкой, определяемой элементом задержки 47, поступит через элемент

ИЛИ 35 второй импульс, затем с задерж кой, определяемой элементом задержки 48, через элемент ИЛИ 35 — треAN импульс,.Следовательно, счетчик

26 возвращается в состояние, адресующее последнюю считанную константу

ХО +» . Импульс с выхода элемента задержки 48 подтверждает сброс триггера 29, В этом случае (при обнаружении маркера окончания данных) нулевые состояния выхода элемента

ИЛИ 36 блокирует элемент И 42 и импульс проверки ортогональности с

1688229

14 выхода элемента задержки 50 не пройдет на вход элемента ИЛИ 34 (если константа ХО равна нулю, это приведет к выработке сигналя неортогональности и возбуждению входа элемента HJIH 35, т,е, к ложному формированию еще трех вычитающих импульсов на вход реверса счетчика 26, что недопустимо), На фиг, 6 показан другой случай — когда выработался сигнал ортогональности на выходе 57,7 блока 57, Поэтому по импульсу на выходе элемента задержки

50 не активируется выход элемента

И 42. Затем формируется второй импульс 5 генератора 56, причем период следования импульсов больше времени, необходимого для формирования трех вычи- тающих импульсов в случае необходимости и обнуления триггера 29 для прекращения счета и остановки генератора 56, Далее устройство работает аналогично, осуществляет просмотр констант, которые "в будущем" будет обрабатывать микропроцессор. 25

При обнаружении констант ХО, XD, соответствующих конъюнкции, неортогональной вычисленной единичной, по импульсу с выхода элемента задержки

50 активируется выход элементов И 42, 30

ИЛИ 34,35 и из содержимого счетчика .

26 вычтется единица, затем с задержкой, определяемой элементом задержки

47 на выходе элемента ИЛИ 35 сфор-мируется второй импульс реверса, а с задержкой, определяемой элементом задержки 48, — третий импульс реверса, Счетчик, адресовавший следующую константу ХО1,+, возвратится в

I состояние, адресующее константу ХО . 40

По импульсу с выхода элемента задержки 48 через элемент ИЛИ 38 обнулится триггер 29 и генератор 56 остановится,. не успев сформировать очередной импульс, 45

Просмотр памяти констант заканчи-. вается (так выбирается частота синхронизации — во время выполнения микропроцессором команд без обраще.ния к памяти) до выполнения команды программы, по адресу, возбуждающему выход 16,3 дешифратора 16, активируется вход 22,7 блока 22, Аналогично описанному сигнал со входа 22.7 не проходит через элемент И 41, так как выход дешифратора 27 в случае вычисления единичной конъюнкции активирован., Так как вход 22,5 активирован выходом триггера 18 (фиг, 1), то при активировании входа 22 ° 8 через элемент И 43 установится триггер 28, выход которого возбуждает вход элемента И 44, Это необходимо для того, чтобы в дальнейшем триггер 29 устанавливался одновибратором 54 через элемент ИЛИ 37 сигналом 22,7 (выход

16,6 дешифратора 16, как в случае, если конъюнкция ранна 1, так и в случае, если конъюнкция равна О), Это необходимо для того, чтобы после того, как система определит, что хотя бы одна конъюнкция равня " 1", просмотры осуществлять в любом случае и находить константу, соответствующую конъюнкции, неортогональной вычислительной среди оставшихся конъюнкций..

В дальнейшем, аналогично описанному, на вход 22.6 поступает четвертый импульс чтения, который, так как выход дешифратора 27 активирован и элемент

И 40 блокирован, не изменяет состояния счетчиков 26,25, Счетчик 26 адресует требуемую ячейку памяти с константой ХО первой конъюнкции, неортогональной вычисленной единичной. Это константу выбирает из памяти микропроцессор, определяет, что маркера окончания данных нет, и начинает новый цикл вычислений. При формировании сигнала 22,8 дешифратором 16 на выходе 16.4 аналогично описанному обнуляется счетчик 25 через элемент

ИЛИ 33, Далее микропроцессор работает по программе, осуществляя новый цикл вычислений, При этом система работает аналогично описанному; формируется очередной импульс чтения на входе

22,6 и т.д °

Если блок управления 1 обнаруживает маркер окончания данных (адрес этой ячейки может "подставить" и счетчик 26, не обнаружив констант конъюнкций, неортогональных уже вычисленным), то процесс вычислений заканчивается, при этом формируется импулвс на входе 22,11 выходом 16,2 дешифратора 16 (фиг, 1), При этом обнуляются счетчик 26 через элемент И 32 (фиг, 2), блок 57 анализа констант по входу 57,8,.через элемент ИЛИ 38 подтверждается нулевое состояние триггера 29, обнуляется триггер 28, В дальнейшем система программного управления работает аналогично описанному.

При очередном вычислении системы булевых функций все начинается сначала, если обнаруживается единичная

1с; 16882 конъюнкция, то начинается просмотр памяти констант "вперед" и поиск констант, соответствующих первой конъюнкции, неортогональной вычисленной единичной. При этом, как было описано, адресация блока памяти констант

17 осуществляется счетчиком 26. Константы, соответствующие вычисленной единичной конъюнкции„ записываются в блок 57 анализа констант по входам 10

57,1, 57,2 с выходов регистров 23,2, 23,3 стробом по входу 57,5 (см, фиг, 2), Анализ ортогонапьности последующих констант осуществляется бпоком 57 па входам 57,.3, 57,4 с выхо- 15 дов регистров 24,2, 24„3, Причем, если в дальнейшем среди оставшихся конъюнкций обнаружатся единичные, то они запишутся в блок 57 анализа констант соответствующим сигналом по 20 входу 22,10, Формируемым в этом случае, Поэтому буде проводиться ана-лиз оротогональности последующих конъюнкций IIo отношению к всем вычисленным единичным.

Просматриваемые константы размещаются в регистрах 24,1-24,3, причем для анализа ортогонапьности исследуется информация на выходах регистров

24,2, 24,3, Если эта информация соот- 30 ветствует неортогональной конъюнкции по отношению к уже вычисленным, то при контроле этого признака сформируются три вычитжощи< импульса на

:вход рев рса начетчика 26 и пРосмотР 35 закончится, Просмотр заканчивается также, если выбран маркер окончания массива данных, при этом также формируются три вычитанкцих импульса на вход Реверса счетчика 26, Таким 40 образом, в дальнейшем предлагаемая система программного управления работая-. аналогично описанному.

П:: †.и вычислении другой системы булевых функЦий блок управления 1 45 работает по той же программе вычисления булевых функций, причем начальный адрес таблицы констант для другой системы булевых функций задается программно перед обращением к про- 50 грамме, при обращенип к блоку памяти, констант 1/ это приводит к "смещению" на старших адресах блока памяти констант 17 и к соответствующему изменению информации на входах 79.

Таким абрахом, и при вычислении другой системы булевых функций предлагаемая система программного управления работает аналогично описанно29 16 му, ведь адреса комчнп программь| возбуждающие выходы дешифратора 16, остались неизменными (программа та же), а сигналы чтения блока 17 формируются в прежнем порядке, Блок управления 1 вводит входной вектор со входом 76, вычисляет значение системы булевых функций и выводит его на выходы 75, Блок анализа констант 57 (фиг, 3) работает следующим образом. При поступлении сигнала записи констант на его входе 57,5 константы со входов 57,1, 57,2 записываются в группы регистров 61,1

61.п и 62,1-62.п соответственно, причем при каждом очередном импульсе информация из одного регистра групп

61,1-61.п, 62.1-62,п переписывается в другой, последующий, Таким образом, в группу регистров

61.1-61,п эаписываютая первые константы вычисленных единичнык конъюнкций, а s группу регистров 61 ° 1-62,n— .вторые константы этих конъюнкций, Исходная информация, имеющаяся в регистрах после включения питания, не используется и не нарушает работу устройств,„ так как количество апи сей констант подсчитывается сдвигающим регистром 64, формирующим "столбик" единиц,. количество которых равно количеству .записанных в блок 57 кокстант одного вида, Причем регистр

64 обнуляется сигналом начального сброса по входу 57,6 или программного сброса 57,8 через элемент ЮП4 59.

Информационный вход регистра 64 подключен через ограничительный резистор к положительной шине источника питания, в связи с чем по заднему фронту импульса сдвига на первом его выходе появится логическая единица, по. следующему импульсу — две единицы на первом и втором выходах и т.д, Разрядность выходов Регистра 64 = n.

Единицы на разрядах выходов Регистра 64 подключают соответствукццие элементы И группы элементов И 60.1-60.п.

Информация с выходо@ i-х регистров групп 61,62 поступает на входы 63,i.1, 63.i,2 соответствующих блоков определения ортогональности 63.i,. Hà входы 63.i.3, 63.i.4 которых со входов 57.4, 57.3 блока 57 поступают первая и вторая константы анализируемой конъюнкции, Блоки 63, 1-63.п формируют иа выходах 63 .i 5 сигналы ортогональности, поступающие .на входй соответствующих элементов И группы!

1688229

5

25 за

40

6D,1-б0,п, Если сигналиэируемая конъюнкция ортогональна некоторым из тех констант, которых записаны в группах регистров 61,1-61,п, 62,162.п, то на выходах соответствующих им блоков 63, определения ортогональности будут сформированы логические единиць|, Поэтому и на выходах соответствующих элементов И групп элементов И 60,1-60.п будут установлены единицы и активируется выход элемента ИЛИ 58, возбуждающий выход 57,7 блока 57, По окончании программы вычисления функций активируется вход 57,8 блока и через элемент ИЛИ 59 регистр

64 обнуляется, При очередном программном вычислении булевых функций вновь будет осуществлена запись констант, соответствующих единичным конъюнкциям, в группы регистров 61,1-61,п 62. 162.ll и в дальнейшем блок анализа констант будет работать аналогично описанному.

Каждый из блоков 63„ 1-63.п определения ортогональности (фиг, 4) работает следующим образом. На первые входы первой группы элементов И 66, 166,r поступает информация. разрядов первой константы со входов 63„i,1.

Первая константа — это константа существенных переменных, имеющая едини-. цы в разрядах, соответствующим переменным из входного вектора, входящим в данную конъюнкцию, Поэтому для оп.ределения ортогональности надо сравнивать только существенные разряды двух констант: на вторые входы эле- . ментов И группы 65,1-66.,r поступает, информация первой константы со входов 63,i.3 (константы анализируемой конъюнкции, а входы 63.i.1 соответствуют одной иэ единичных конъюнкций).

Следовательно, если эти первые константы имеют единицы. в одинаковых разрядах, то возбуждаются соответствующие выходы элементов И 66. 1-66,r, активирующие первые входы соответст-вующих элементов И группы элементов

И 65, 1-65.r, Разряды вторых констант . вычисленной единичной конъюнкции и анализируемой конъюнкции со входов

63,i,2 и 63.i.4 соответственно поступают на соответствующие элементы сложения по модулю 2 группы 67, 1—

67,r, выходы которых возбуждаются, если разряды вторых констант двух конъюнкций не совпадают, что. соответствует ортогональности конъюнкций по этим разрядам, Поэтому их возбужденные выходы, если соответствующий элемент И группы 65,1-65,г активирован по первому входу, возбуждают выходы элементов И группы

65. 1-65, r. Таким образом, выход элемента ИЛИ 68, активирующий выход

63, i.5 блока 63.i возбуждается при ортогональности конъюнкций хотя бы н одном разряде, что соответствует определению ортогональности, Если по всем существенным разрядам разряды вторых констант совпадают, то выход элемента ИЛИ 68 (выход 63.i.5) не возбуждается, т.е. конъюнкции неортогональны по всем взаимно сущест20 венным разрядам.

Формула изобретения

1. Система программного управления технологическими процессами, содержащая блок управления," тактовый гене ратор, контроллер, буфер адреса, дешифратор адреса памяти, блок постоянной памяти программы, блок оперативной памяти, шинный формирователь оперативной памяти, дешифратор адреса устройств ввода/вывода, группу шинных формирователей устройств ввода/вывода, первый, второй и третий элементы ИЛИ, дешифратор, блок постоянной памяти констант, триггер и элемент И, причем первый и второй управляющие входы тактового, генератора являются соответственно входами сброса и готовности системы, тактовые выходы первой и второй фаз тактового генератора соединены соответственно с тактовыми входами первой и второй фаз блока управления, выход синхронизации которого соединен с входом синхронизации тактового-генератора, выходы готовности и синхронизации которого соединены соответственно с входом готовности блока управления и с входом синхронизации контроллера, информационные входы/выходы которого соединены с информационньыи выходами/ входами блока управления, входы захвата и прерывания и выходы ожидания и разрешения прерывания которого являются соответственно входами захвата и прерывания и выходами ожидания и разрешения прерывания системы, выход сброса тактового генератора соединен со входом сброса, блока управления и

1688229

2О с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом сброса триггера, адресные выходы блока управления соединены с информационными входами буфера адреса, выходы которого являются адресной шиной системы и соединены с адресными входами блоков постоянной памяти программы и онератнвной памяти и с информацнон- о ными входами дешифратора адреса памяти, дешифратора адреса устройства ввода/вывода и дешифра гора, группа управляющих выходов блока управления соединена с группой управляющих входов контроллера, выходы/входы которого :являются шиной данных системы и соединены с выходами блока постоянной па.мят." . программ, входами/выходами шин ого формирователя оперативной памяти и шинных формирователей устройсгв ввода/вывода„, выход подтверждения захвата блока управления соединен с первым и вторым входами разрешения буфера адреса, выход приема 25 блока тпраэления соединен со вторыми нходамн разрешения блока постоянной памяти программы и шинного формирователя оперативной памяти„ управляющие выходы контроллера образуют управляк чую нину системы",разряды записи в память и чтения памяти которой соединены с сорт-!e ствующиьи входами первого элемента ИЛИ„ выход которого соединен с входом разрешения дешиф35 ратара адреса. гьзмяти„первый выход которого соединен с первым входом

: ра.эрешения блока постоянной памяти программы и входом разрешения дешифратора, второй выход дешифратора соединен с входом разрешения блока оперативной памяти и первым входом разре,нeния шинного формирователя оперативной памяти, вьгкоды которого сседннены с информа!JOoHHbIMH входами блока оперативной памяти, выходы .которого соединены с входами шинного формирователя оперативной памяти, разряд записи в память шины управления соединен с входом записи блока оперативной памяти, разряд вывода в устройство вывода шины управления соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, вьгход которого соединен с входом раэрешения дешифратора адреса устройств ввода/вывода, вы55 ходы которого соединены с первыми входами разрешения соответствующих шиннь х формщ)она теней 5 cTpoHcTB ВВо да/вывода, выходы которых являются информационныМи выходами системы, разряд ввода из устройства ввода шины управления соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ и со вторыми входами разрешения шйнных формирователей устройств ввода/вывода, входы которых являются информационными входами системы, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью сокращения объема памяти констант в системе, в нее дополнительно введены четвертый и пятый элементы ИЛИ групи э па элементов И и мультиплексор, а также блок динамической адаптации данных, содержащий группу регистров отслеживания, группу регистров просмотра, первый и второй счетчики, дешифратор, первый и второй триггеры, первый — десятый элементы ИЛИ, первый — шестой элементы И, первый— восьмой элементы задержки, перныйи второй одновибраторы", генератор и блок анализа констант, причем первая группа информационных входов которого является входами первого регистра просмотра группы, выходы которого соеди нены с информационными входами второго регистра просмотра группы, выходы которого соединены с информационными входами третьего регистра просмотра группы и с третьей группой входов констант блока анализа констант, управлякиций выход которого соединен с инверсным входом третьего элемента И, выход которого соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ, выход .которого соединен с входом второго элемента задержки и с первым входом шестого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом обратного счета второго счетчика, выходы которого являются адресными входами блока, вторая группа информационньж входов блока является входами первого регистра отслеживания группы, выходы которого соединены с информационными входами второго регистра отслеживания Ч>уппы, выходы которого соединены с информационными входами третьего регистра отслеживания группы и с первой группой входов констант блока анализа констант,.выходы третьего регистра отслеживания группц соединены со второй группой входов констант блока анализа констант, .выходы третьего регистра просмотра группы соединены с четвертой группой входов констант

1688229

2? блока анализа констант и с входами седьмого элемента ИЛИ; выход которо"

ro соединен с первым входом третьего элемента И и с инверсным входом шес5 того элемента И, выход которого соединен со вторым входом пятого элемента ИЛИ и с первым входом девятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом сброса второго триггера, 1О выход которого соединен с входом уп-. равления. генератора, выход которого ооединен с входом седьмого элемента задержки и с первым входом десятого элемента ИЛИ, выход. которого объединен с входом шестого элемента "-apepmки и является выходом чтения блока, вход разрешения блока соединен с первым входом четвертого элемента И и входом второго одновибратора, выход которого соединен с первым входом восьмого элемента ИЛИ, выход которого соединен с установочным входом второго триггера, вход чтения блока соединен с первым входом первого элемен- 25 та И, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом прямого счета первого счетчика и с входом . первого элемента задержки, выход ко- ЗО торого соединен с входами синхронизации регистров отслеживания группы и с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом прямого счета второго счетчике, вход 35 достижения адреса первой точки программы блока соединен с прямым входом второго элемента И и с входом первого одновибратора, выход которого соединен с первым входом пятого элемента И, выход которого соединен со вторым входом восьмого элемента ИЛИ, вход достижения адреса второй точки программы блока соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ и со 45 вторым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с входом установки первого триггера, выход ко- . торого соединен со вторым входом пятого элемента И, вход начального сброса блока соединен со вторым входом четвертого элемента ИЛИ и с пер-. вым входом третьего элемента ИЛИ; выход которого соединен с входами сброса второго счетчика и rtepsoro триггера, со вторым входом девятого элемента ИЛИ и с входом начального сброса блока анализа констант, вход ь достижения адреса третьей точки программы блока соединен с входом чалиси констант блока анализа констант, вход достижения адреса четвертой точки программы блока соединен со вторым входом третьего элемента ИЛИ и с входом программного сброса блока анализа констант, выход четвертого элемента ИЛИ соединен с входом сброса первого счетчика, информационные выходы которого соединены с входами дешифратора, выход которого соединен с инверсными входами первого и второго элементов И, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход второго элемента задержки соединен с третьим входом шестого элемента ИЛИ и с входом третьего элемента задержки, выход которого соединен со вторыми входами шестого и девятого элементов ИЛИ, выход шестого элемента задержки соединен с входами записи регистров просмотра группы и со вторым входом второго элемента ИЛИ, выход седьмого элемента задержки соединен со вторым входом десятого элемента ИЛИ и с входом восьмого элемента задержки, выход которого соединен с третьим входом десятого элемента ИЛИ и с входом четвертого элемента задержки, выход которого соединен с прямым входом шестого элемента И и с входом пятого элемента задержки, выход которого соединен со вторым прямым входом третьего элемента И, третий выход дешифратора адреса памяти соединен с первыми входами элемента И и четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом разрешения блока постоянной памяти констант, выходы которого соединены с первыми входами соответствующих элементов И группы и с первой группой информационных входов блока динамической ацаптации данных, выход чтения которого соединен со вторым входом четвертого и первым входом пятого элементов ИЛИ, выход которого соединен со вторым входом разрешения блока постоянной памяти констант, управляющий выход прием блока управления соединен со вторыми входами пятого элемента ИЛИ и элемента И, выход которого соединен со вторыми входами элементов И группы, является выходом управления системы и соединен с входом чтения блока динамической адаптации данных, адресные выходы которого соеди1688229

24 нены с первой группой адресных входон мультиплексора„ вторая группа адресных нходон которого является группой входов управления системы„ выходы соединены с адресными входами блока постоянной памяти констант,, перный выход дешифратора соединен с входом устанонки триггера, выход которого соединен с, входами разрешения блока динамичес;.кой адаптации данных и мультиплексора, второй выход дешифратора соединен со вторым входом третьего элемен" à ИЛИ, первый— четвертый выходи дешифратора соедиi5 иены соответственно с входами достижения первой — четвертой точек програю ь блока динамической адаптации данных, выход сброса тактового генератора соединен с входом сброса бло20 ка динамической адаптации данных, выходы группы элементов И соединены с шиной данных системы и второй группой информационных входов блока динамической адаптации данных, .25

2, Система по п, 3 о т л и ч аю щ а я с я тем, что блок анализа констант содержит первый и второй элементы ИЛИ,. группу элементов И, группу регистров первой константы, группу регистров второй константы, группу блоков определения ортогональ-. ности и сдвигаюш и регистр, причем лерная группа нхсдсн констант блока является информационными входами первого регистра группы регистров второй кон танты р Быходы каждого из регистрон группы регистров второй константы.и регистров группы регистров перно константы, кроме последнего, подключены к информационным входам последующего по номеру регистра.

r-, . Tøò:, а нходы синхронизации регистров группы объединены н являются. входом запису констант блока анализа констант, который также является входом сдвига сднигающего регистра, выходы регистров группы, регистров первой константы подключены к первым группам информационных входов соответствующих блоков определения орто50 гональности группы, выходы регистров группы регистров второй константы подключены ко вторым группам информа- . ционных нходон соответствующих блоков определения ортогональности группь1, 55 тр":::. ья и четвертая .группы информационных входов которой являются четвертой и третьей группами входов констант блока соответственно, информационные входы первого регистра группы регистров первой константы являются второй группой входов констант блока, выходы блоков определения ортогональности групды соединены со вторыми входами соответствующих элементон И группы, первые входы которых подключены к соответствующим разрядам выходов сдвигающего регистра, выходы элементов И группы соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого является управляющим выходом блока, входы начального сброса и программного сброса блока соединены соответственно со вторым и первым sxoдами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом сброса сднигающего регистра, информационный вход сдвига вправо которого через ограничительный резистор подключен к положительной шине источника питания.

3, Система по пп, 1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что каждый блок определения ортогональности содержит первую и вторую группы элементов И, группу элементов сложения по модулю два, элемент ИЛИ, причем первые входы элементов И второй группы подклю< чены к соответствующим разрядам первой группы информационных входов блока, а вторые входы элементов И второй группы подключены к соответствующим разрядам третьей группы информационных входов блока, выходы элементов И второй группы подключены к первым входам соответствующих элемвнтов И первой группы, вторые входы которых подключены к выходам соответствующих элементов сложения по модулю два группы, первые входы элементов сложения по модулю два группы подключены к соответствующим разрядам второй группы .информационных входов блока, а вторые входы элементов сложения по модулю два группы подключены к соответствующим разрядам четвертой группы информационных входов блока, выходы элементов И первой группы подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, выход которого является информационным выходом блока.

2.2

t9

22.

22.6

22Л

22,10

2И

7

22.5 й3

1688229

1688229

1688229