Автопрокладчик пути судна на карте

 

Изобретение относится к вычислительной и навигационной технике и мо5кет быть использовано для решения задачи непрерывной автоматической прокладки пути судна на карте. Предла- ;гаемое техническое решение позволяет вести прокладку пути судна на карте .с высокой точно стью и эффективностью ;за счет высокого быстродействия авто- .прокладчика. Данные для прокладки вы- iчисляются вычислительным устройством на основе исходных навигационных .параметров (начальные координаты местоположения судна, масштаб и широта карты-главные по параллели), вводимых с помощью устройства ввода навигационных параметров в первое вычислительное устройство, и информации о текущих координатах судна, поступающих в первое вычислительное устройство из блока трансляции. Передача данных , предварительно обработанных первым вычислительным устройством, второму вычислительному устройству осуществляется через специальные обменные порты. Данные для прокладки, вычисленные вторым вычислительным устройством , поступают на графопостроитель , непосредственно ведущий про- v кладку на карте. 8 ил. 5 (Л о СП ел 4

,„SU„;, 1716

COOS СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК щ) (; 06 Г 15/50, С 01 Р 3/64

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

На фиг. 1 представлена структурная схема автопрокладчика; на фиг.2— схема устройства ввода навигационных параметров; на фиг.3 — алгоритм функционирования вычислительного устрой.ства 2; на фиг.4 — временные диаграммы работы блока трансляции; на фиг.5— схема устройства контроля и преобраИзобретение относится к вычислительной и навигационной технике и может быть использовано для решения за —— дачи непрерывной автоматической про- . кладки пути судна на карте.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И QTHPblTHSIM

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4752758/24 (22) 02.08 ° 89 (46) 29.02.92. Бюл. ¹ 8

1 (71) Научно-производственное объединение "НОРД" (72) Э.А.Арутюнян, А.В.Бабаян, M.В.Кочарова, А.Ш.Кули-заде, В.M.Ëàâðåíòüåâ и С.A.Íèêèøèí (53) 681.325 (088.8) (56) Балашков Н.В. Автосчислители и. автопрокладчики. Л.: Судостроение, 1968.

Зверев А.Е. и др ° Преобразователи угловых перемещений в цифровой код.

M. Энергия, 1974, с. 153-159.

Техническое описание изделия АП-M

КЖ2.517 ° 024-01. (54) АВТОПРОКЛАДЧИК ПУТИ СУДНА НА .КАРТЕ (57) Изобретение относится к вычисли,тельной и навигационной технике и мо1кет быть использовано для решения задачи непрерывной автоматической прокладки пути судна на карте. ПредлаЦелью изобретения является повышение точности и быстродействия. е, С гаемое техническое решение позволяет вести прокладку пути судна на карте .с высокой точностью и эффективностью за счет высокого быстродействия авто.прокладчика. Данные для прокладки вы, числяются вычислительным устройством на основе исходных навигационных,параметров (начальные координаты местоположения судна, масштаб и широта карты-главные по параллели), вводимых с помощью устройства ввода навигационных параметров в первое вычислительное устройство, и информации о текущих координатах судна, поступающих в первое вычислительное устройство из блока трансляции. Передача дан- Я ных, предварительно обработанных первым вычислительным устройством, второму вычислительному устройству осуществляется через специальные обменные порты. Данные для прокладки, вычисленные вторым вычислительным устройством, поступают на графопострои- в тель, непосредственно ведущий прокладку на карте. 8 ил. Ьва

1116554 зования координат; на фиг.6 — алгоритм работы второго вычислительного устройства, на фиг.7 — схема устройства коммутации магистралей на. фиг.8 — форматы слов.

Автопрокладчик содержит устройство

1 ввода навигационных параметров (УВНП), первое вычислительное устрой-.10 ство 2 (ВУ 1), магистраль 3, блок 4 трансляции (БТР), устройство 5 контроля и преобразования координат (YKIIK), порты 6 обмена информацией

I группы между УВНП и первой магист- 15. ралью (ПО 1), порты 7 обмена информацией II группы между БТР и первой магистралью (ПО 2), второе вычислительное устройство 8 (ВУ 2), вторую магистраль 9, графопостроитель 10, уст- !О ройство 1.1 преобразования кодов (УПК}, аналого-цифровой преобразователь l2 (АЦП), порты 13 обмена информацией

IV группы между графопостроителем и второй магистралью (ПО 4), порты 14 обмена информацией III группы между графопостроителем и второй магистралью (ПО 3), порты 15 обмена информацией V группы между BY 1 и ВУ 2 (ПО 5), устройство 16 коммутацщт магистралей 30 (УИ1), порт 17 ввода режима работы (ПВР), клавиатуру, 18, регистр 19, элемент ИЛИ 20, формироватепь 21 короткого импульса (ФКИ), элемент ИЛИ

22, элементы И 23 и 24, инвертор 25, регистр 26, дешифратор 27, схему 28 индикации, линии связи 29-32, блоки

33-43 алгоритма работы первого вычис.лительного блока, совокупность линий

-44-48 связи, элементы И 49-51, элемент И 52, элементы ИЛИ 53 и 54, элементы ИЛИ 55-57, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 58 и 59, формирователи 60 и

61 короткого импульса, триггеры 6264, реверсивный счетчик 65„ сдвигаю- 45 щие регистры 66-69, информационные входы 70-.74, адресные входы 75-80, .сигнальный вход 81, информационные выходы 82-106, блоки 107-115 алгорит.ма работы второго вычислительного блока, элементы ИЛИ 116-118, элементы И 119-123, элементы И-HE 124-127, триггеры 128 и 129, формирователи

130 и 131 короткого импульса, схему

132 задержки, дешифратор 133 адреса, - формирователь 134 сигнала выборки, шинные формирователи 135 и 136, регистры 137 и 138, линии 139-142 связи.

Автопрокладчик имеет два режима работы: режим ввода исходных навигационных параметров и режим прокладки.

К исходным навигационным параметрам относятся начальные координаты судна: (P(0), ф(0) — масштаб N „ карты главный по йараллели и широта („ главная по параллели. Выбор режима автопрокладчика определяется состоянием сигнала выбора режима, проходящего с

,выхода графопостроителя через ПВР на

I магистраль 1.

В режиме ввода исходных навигаци онных параметров на магистраль 1 поступают последовательные коды, представляющие собой закодированные номера нажатых клавиш наборного поля уст ройства 1. С магистрали эти коды поступают в ВУ 1, где преобразуются из последовательной формы в параллельную, приводятся к определенному в рассматриваемом далее алгоритме формату (фиг.8) и записываются через УКМ в

ПО. Затем ВУ 2 преобразует эти величины из параллельного кода в последовательный и выдает на свою магист1раль, откуда через У (М, магистраль

1, ПО 1 выводит их в УВНП, где они преобразуются из последовательного кода в параллельный и индицируются.

В режиме прокладки ВУ 1 осуществ ляет предварительную подготовку данных, необходимых для работы ВУ 2. Эта подготовка представляет собой обработку кодов, характеризующих введенные исходные навигационные параметры

Ц)(0}, А (О), Чп, Мгд, а также кодов характеризующих текущие координаты с.дна тек А тек и идущих в последовательной форме с выхода БТР на вход

УКПК, ведущего контроль правильности принимаемой информации и преобразование последовательной формы в параллельную, затем с выхода УКПК в параллельном коде через ПО 2 на магистраль

1. Результатом обработки являются выI численные значения sing(0), cosg(0)

sing„z, созЧгд sinCf qy созе)тек

Эти величины, а также величины ((О), ф(0}, Q s, М я Я -ек Q ек выводятся

ВУ 1 в ПО 5 с помощью УКМ, осуществ ляющего .управления BY 1 и BY 2, а также подключение их магистралей к

ПО 5. Данные из ПО 5 в режиме прокладки при необходимости запрашиваются

6554 6

1 щие входы графопостроителя, что вызывает соответствующее изменение положения его отмечающего устройства.

171

Непрерывность, прокладки обеспечивает5

-(ся периодическим повторением описанного процесса с периодом 0,5 с. Метки

1О и УКИ.

БЬЩ = Мгп с1 созЮгп(1 + Оэ 5е х

xsin (: 1п

°, Г1 " + зМ тексозЧ (О)

+ . l5

1 + з пЦ {О) созЦ> ек

Z0

Sgg = Мгп d cosg»(1 + 0 5 е

Kз пЯеп) (AтЕк Q(о)) ° где Й вЂ” большая полуось меридиального сечения эллипсоида Красовско- 25 го, принятого за модель Земли1 е — эксцентриситет земного эллип-:. еоида.,30

Затем ВУ 2 преобразует полученные составляющие плавания Shg, S Ьфв двоичный эквивалент прямоугольных координат поля графопостроителя в соответствии с формулами

35 импульсами с линии. 30. Таким образом, содержащийся в регистре 2 параллельный код нажатой клавиши поразрядно . через линию 32 поступает в ВУ 1. Затем выдает на линию 29 сигнал низкого „ уровня, характеризующий режим записи.

Этот сигнал поступает на вход элемента 23, на вход инвертора 25 и на вход регистра 19 ° При этом регистр 19 переходит в режим .параллельной записи входного кода. С выхода инвертора 25 сигнал поступает на вход элемента 24.

Далее преобразованный в BY 1 код нажатой клавиши в виде позиционного двоично-десятичного кода цифры или двоичного кода буквы поступает с линии 31 на вход регистра 26. Процесс записи B регистр 26 также синхронизируется импульсами с линии 30. С вы7(0) + Say(i), где Х(0), Y(0) — координаты точки по-40 ля графопостроителя, в которой находилось его отмечающее устройство перед включением режима прокладки. Далее ВУ 2 вычисляет величины Ь Х, Д 7 в соответствии с формулами 45

+ Вьем(1) — х(1);

ДУ = Y(i+1) — Y(i) = У(0) + 50

Затем ВУ 2 через ПО 4 выводит величины Х, 57 в параллельном коде s. ° i5

: УНК, осуществляющее преобразование параллельного кода вчислоимпульсный, который затем поступает на управляюBY 2. На основе этих данных, а также данных Х и У о текущем положении отмечающего устройжва графопостроителя, поступающих из графопостроителя в виде аналогового сигнала на ЛЦП, с выхода которого затем в форме параллельного цифрового кода через ПО 3 на магистраль 2, ВУ 2 осуществляет вычисление составляющих Sbg, Shg плавания судна по формулам

+ е* (в(п((0) — взпЧт к 1

X(i+1) = X(0) + Sgq(i:); Y(i+1) Дх = х(+1) — х() = x(o) + этого временного интервала формируются в ВУ 2 и поступают на входы начальной установки BY 1, BY 2, УКПК

При нажатии клавиши на соответствующем выходе клавиатуры 18 появляется сигнал высокого уровня, который поступает на вход регистра 19 и через элемент ИЛИ 20 — на вход формирователя 21 короткого импульса. С выхода ФКИ 21 сформированный по переднему фронту сигнала высокого уровня импульс через элемент 22 поступает на синхровход регистра 19.,Импульсом записи в регистр 19 записывается параллельный код нажатой клавиши и в старший разряд 23 записывается сигнал высокого уровня, характеризующий нажа-. тие. Этот сигнал с выхода. регистра 19 через линию 32 и ПО 1 поступает в

ВУ 1.

После этого ВУ 1 выдает на линию

29 сигнал высокого уровня, характеризующий режим считывания. Этот сигнал поступает на вход инвертора 25 и, на вход регистра. 19. При этом регистр

19 переходит из режима параллельной записи в режим последовательного считывания. Считывание синхронизируется ходов регистра 26 последовательно записанный позиционный код знака в-виде параллельного кода поступает на де7 1716554 шифратор 27 и затем поступает на схему 28 индикации. Дешифратор 27 состоит из преобразования двоично-десятичного кода в семисегментный и алфавит5 но-цифрового знакогенератора. Схема индикации содержит семисегментные и буквенно-цифровые одноразрядные индикаторы, количество которых зависит от разрядности индуцируемой информации.

Первое и второе вычислительное устройство являются абсолютно идентичными с точки зрения аппаратных средств и различаются лишь програм1мным. обеспечением.

l5

BY 1 и BY 2 содержат центральный

I процессорный элемент, буфер шины адреса, двунаправленный буфер шины данных, системный контроллер, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), опера-. тивное запоминающее устройство (ОЗУ), дешифратор номеров портов ввода-вывода и блок меток времени, представляющий собой делитель тактовой частоты Ф2 с переменным коэффициентом де- 25 ления.

Прежде чем описать алгоритм функционирования ВУ 1 необходимо пояснить процесс обмена информацией между УВНН и BY 1. Обмен этот осуществляется посредством передачи информационных слов в последовательном коде. Передача информации из ВУ 1 в УВНП осуществляется посредством слова выдачи длиной в 48 двоичных разрядов. Передача информации из УВНП в BY 1 произ- 35 . водится с помощью слова приема длиной в 24 двоичных разряда (фиг.8). Слово .приема вводится в ВУ 2 в последова тельном коде, начиная с 24 разряда, через. ПО 1. 24 разряду слова приема соответствует признак нажатия, а каждому из оставшихся 23 разрядов слова приема соответствует единственная клавиша на наборной панели УВНН. При

1t !! нажатии на любую клавишу единица записывается в двух разрядах слова приема: в разряде признака нажатия (т.е. в 24 разряде) и в разряде, номер которого соответствует номеру нажатой клавиши. Слово выдачи, содержа«50 щее информацию для .передачи иэ ВУ 1 в BY 2, формируется в программе BY 1 в соответствии с форматом, приведенном на фиг.8 и размещается в ОЗУ ВУ 1 в 6 восьмиразрядных ячейках.

Программное обеспечение BY 1.(фиг.3) работает следующим образов.

Блок 33 выполняет настройку указателя стека и осуществляет контроль шин BY 1. Далее блок 34 осуществляет вызов подпрограммы ввода начальных данных, поэволяеющей вводить исходные навигационные параметры (g(0), (0), +,„, NrA в ВУ 1 из УВНП и индицировать их на индикационном табло УВНП при отсутствии признака работы автопрокладчика в режиме прокладки, а при его наличии — осуществлять индикацию значений хранимых в ОЗУ ВУ 1 параметров с последующим возвратом в основную программу. Подпрограмма ввода начальных данных работает следующим образом.

Блок 35 сравнения проверяет наличие признака нажатия на клавишу наборного поля УВНП. Если признака нажатия нет,то осуществляется выход в управляющую программу. Если признак нажатия есть, то блок 36 определяет номер нажатой клавиши, модифицирует слова в соответствии с форматом (фиг.8) и записывает его в ОЗУ ВУ 1.

Далее блок 37 сравнения анализирует информацию, находящуюся в ПВР. При наличии признака работы автопрокладчика в режиме прокладки блок 38 индицирует на-индикационном табло УВНП значение одного из параметров EP(0), %(0) (г„, И „. При отсутствии признака работы автопрокладчика в режиме прокладки блок 39 осуществляет запись в УВНП слова выдачи, хранящегося в

ОЗУ ВУ 1. Далее ВУ 1 возвращается в точку вызова подпрограммы ввода исходных навигационных параметров. Блок

40 путем анализа информации из ПВР определяет режим работы ВУ 1. При работе в режиме индикации исходных навигационных параметров BY 1 переходит в конец программы и останавливается.

При работе в режиме прокладки ВУ 1 переходит к выполнению блоков 41-43, осуществляющих подготовку данных для

ВУ 2. Блок 41 обеспечивает прием из

ПО 2, преобразование принятых с БТР . значений в двоичном коде и запись их в HO 5. Блок 42 реализует преобразо-. вание исходных -навигационных парамет-, роа EP(0)у % (0)у Я„„ М„„ иэ дйоич но-десятичного кода в двоичный и запись вычисленных значений в ПО 5. В блоке 43 реализовано вычисление

s ing(0), со sg(0), s in > со в(sing q, сов(т к и запись вычисленных значений.в ПО 5. По окончании подго1716554

10 товки данных программа переходит в,, режим остановки и находится в нем до последующего запуска.

Программа занимает в ПЗУ ВУ 1

1 Кбайт. Время ее выполнения не превьпнает 0,4 с.

Алгоритм функционирования ВУ 2 решает задачу автоматической прокладки.

Задача решается преобразованием reor- 0 рафических координат Ц, 9, в прямоугольные координаты рабочего поля графопостроителя У и Y . B качестве модели Земли принят эллипсоид Красовского ° Составляющие плавания по 15 широте и долготе с учетом главной па.раллели карты и величины рассогласования по вертикали и горизонтали приведены при описании структуры автопрокладчика. 20

Программное обеспечение ВУ 2 работает следующим образом (фиг.б). Блок

107 выполняет настройку указателя стека и осуществляет контроль шин ВУ

2. Далее блок 108 вычисляет величину составляющей по широте. Результат вычислений получается в виде числа с плавающей запятой. Блок 109 сравнения определяет режим работы автопрокладчика. В режиме ввода. исходных навига-30 ционных параметров в ОЗУ ВУ 2 блоком

110 записывается значение.

В режиме прокладки .блоком 111 вычисляется величина рассогласования и производится выдача ее в УПК. Блок

112 вычисляет величину отшествия. Далее блок 113 сравнения определяет режим работы автопрокладчика, блоки 114 и 115 реализуют действия, аналогичные производимым блоками 110 и 111. Затем 0

BY 2 останавливается. Для вычисления ь величины составляющей плавания по широте используется подпрограмма вычисления, где Х = (1 + Р), где Р— навигационный параметр.

Программа занимает в ПЗУ ВУ 2

1 Кбайт. Время ее выполнения не пре-, . вышает 0,4 с.

Иагистраль 3 первого вычислительного устройства и магистраль 9 второ го вычислительного устройства являют= ся полностью идентичными и состоят из: восьмиразрядной двунаправленной шины данных (ИД); шины адресации пор- тов ввода и вывода автопрокладчика, представляющей собой совокупность ли-:

55 ний с выходов дешифратора номеров портов и восьмиразрядной шины адреса (ША); шины управления (ШУ), включаюl щей сигналы ввода из портов, вывода в порты, сигналы, представляющие собой разряды слова состояния центрального процессорного элемента вычислительного устройства, соответствующие режимам ввода и вывода, сигнал с выхода, блока меток времени.

Блок 4 трансляции представляет собой совокупность линий 44-48.(фиг.4), поступающих в автопрокладчик извне и несущих информацию о текущих координатах судна. Эта информация приходит по линии 44 в последовательном коде у1

"младшими разрядами вперед в виде двух информационных слов по 33 бита в каждом. Старшие три разряда являются контрольными, остальные 30 несут информацию. Число "единиц" в каждом слове всегда нечетно. Первое слово характеризует текущую широту, второе текущую долготу. Каждому из слов соответствует сигнал разрешения приема, соответствующий по длительности вре-. менному интервалу между началом и концом передачи слова. Первому. слову ,соответствует сигнал разрешения прие-. ма, передаваемый по линии 47, а второму — сигнал, передаваемый по линии

48. Считывание инфбрмации из слов разрешается лишь в моменты, определяемые синхроимпульсами, поступающими по линии 46 в виде двух пачек по

33 импульса в каждой. Границы пачек, как и границы слов, также совпадают ,с границами слов разрешения. По ли нии 45 параллельно с информационными слонами, несущими информацию о текущих координатах судна, передаются ин» версные значения этих координат. Пе,риод обновления информации в блоке трансляции равен 1 мс.

Коммутатор входных величин построен на элементах 49, 50, 53 и 54 и предназначен для выбора принимаемого параметра, если на одной из линий 75, 76 или 77, характеризующих обращение

ÂÓ 1 на ввод из блока трансляции параметра С ) ец, появится высокий уровень, то на выходе элемента 53 также будет высокий уровень, который откро-. ет элемент 49 и разрешит прохождение через него сигнала разрешения приема

<фее с линии 73, если же высокий уровень появится на одной из линий 78, 79 или 80, характеризующих обращение

BY 1 на ввод блока трансляции параметра %негр у то теперь уже высокий уровень появится на выходе элемента с

1716554

54. Этот высокий уровень откроет элемент 50 и разрешит прохождение через него сигнала разрешения приема с линии 74.

Схема контроля принимаемой информации построена на элементах 51, 52, 57-59, 62-66 и предназначена для оцен. ки достоверности принимаемой информа ции. Достоверность оценивается nope- O зультатам трех следующих проверок: проверка на равенство тридцати трем количества символов в принимаемом информационном слове; проверка на пара фаэность сигналов по линиям 70 и 71; . 15

I проверка на нечетность количества "единиц в принимаемом слове.

II

Принятая информация считается достоверной, если не было обнаружено ни одного сбоя при всех трех проверках.

В этом случае после завершения приема слова на линии 106 выдается высокий уровень, поступающий в УКИ и разре-, шающий ввод принятой из трансляции информации в BY 1. Если же при какой- 25 ! то из проверок был обнаружен хотя бы один сбой, то после завершения приема слова на линйи 106 так и остается низкий уровень, поступающий в УКИ и запрещающий ввод в ВУ 1 недостоверной 30 информации. Состояние сигнала на линии 106 определяется состоянием триггера 64, с прямым выходом которого соединена линия 106. Этот триггер устанавливается в "куль" по переднему фронту сигнала с выхода элемента 56, образующемуся при возникновении высокого уровня на хотя-бы одной из ли1 ний 75-80, характеризующих обращение

ВУ 1 на ввод информации из трансля- 40 ции. Затем в процессе приема, контроля и преобразования кодов этот триггер удерживается в "нулевом" состоя- нии до окончания сигнала с линий 73 или 74. ПО. Заднему фрОнту этОГО сиГнала, проходящего на выход элемента

55, формирователь 61 формирует короткий положительный импульс. Если при этом на первом входе элемента 52,, соединенном с прямым выходом триггера.

63, являющимся внходом схемы проверки

i0

Н 1I на нечеткость числа . единиц в слове, и на третьем входе элемента 52, соединенном с выходом переноса счетчика

65, являкицимся выходом схемы контроля количества символов в слове, присутст- 5 вуют высокие уровни, говорящие Об Отсутствии сбоев при проверках, то ко- ,роткий импульс с выхода формирователя

61 через элемент 57 устанавливает. триггер 64 в "единицу". Если же хотябы на одном из входов элемента 52 будет "нуль", характеризующий сбой при соответствующей проверке, то триггер

64 будет оставаться в "нуле" и в

"единицу" его установит лишь сигнал с линии 81, проходящий через элемент

57 и характеризующий начало нового цикла работы автопрокладчика.

Схема контроля приводится в исходное состояние коротким положительным импульсом с выхода формирователя 60, запускаемого передним фронтом сигнала с линий 73 или 74, проходящего на выход элемента 55 с выхода соответственно элемента 49 или 50. Этот им- .. пульс устанавливает триггер 62 в "единицу", триггер 63 — в "нуль", в счетчик 65 записывает двоичное число

100001„ соответствующее десятичному числу 33.

Проверка на количество символов в слове осуществляется вычитанием из счетчика 65 импульсов с линии 72. Если количество импульсов в пределах длительности сигнала с линий 73 или

74 равно 33, то к концу этого сигнала на выходе переполнения счетчика 65 появится "единица". В противном случае, т.е. при "потере" хотя-бы одного синхроимпульса, либо при наличии по линии 72 импульсной помехи в виде

"ложных" импульсов, к концу сигнала с линии 73 или 74 содержимое счетчика 65 будет отлично от нуля и íà его . выходе переполнения будет "нуль", что будет свидетельствовать о сбое.

Проверка на парафазность линий 70 . и 71 осуществляется с помощью тригге,ра 62 и элементов 51 и 58. В исходном состоянии триггер 62 находится в

"единице", которая поступает с его прямого выхода на первый вход элемента 51, делая его открытым для прохождения через него синхроимпульсов с

1линии 72, поступающих на второй вход

,элемента 51. С выхода элемента 51 эти синхроимпульсы поступают на счетный вход триггера 62. Информационный вход триггера 62 соединен с выходом

1элемента 58 ° Если линии 70 и 71 все время парафазны, то на выходе элемента 58 все время будет "единица", которая с каждым синхроимпульсом будет переписываться в триггер 62, подтверждая тем самым его исходное "единичное" состояние. Таким образом, если

17 i 6554 за время приема информации ни по одной из линий 70 или 71 не будет ни одного сбоя (т.е. ни одного нарушения парайазности), то к концу сигнала с линии 73 или 74 на прямом выходе триггера 62 будет "единица". В противном случае на выходе элемента 58 появится "нуль", который перепишется в триггер 62 и заблокирует элемент 51 10 что запретит прохождение через него, синхроимульсов и сделает невозможным дальнейшее изменение состояния триггера вплоть до момента следующей начальной установки. Таким образом, к 15 концу сигнала с линии 73 или 74 на прямом выходе триггера 62 будет "нуль", свидетельствующий о сбое.

Проверка на нечетность количества

"единиц" в информационном слове осу- 0 ществляется с помощью триггера 63 и элемента 59. B исходном состоянии иа прямом, выходе триггера 63 присутствует "нуль", который происходит на первый вход элемента 59. На второй вход элемента 59 поступает сигнал с линии

70. Выход элемента 59 соединен с ин- „ формационным входом триггера 63 . На счетный вход триггера 63 поступают синхроимпульсы с линии 72. Пока на 30 линии 70 будут "нули", на входе элемента 59 также будет "нуль", который с каждым синхроимпульсом будет переписываться в триггер 63, подтверждая его исходное "нулевое" состояние. Как только на линии 70 появится первая

"единица", то на выходе элемента 59 также появится "единица", которая перепишется в триггер 63 и с его прямого выхода поступит на первый вход 40 элемента 59. Теперь пока на линии 70. будут "нули" на выходе элемента 59 будет "единица" и единичное состояние триггера 63 будет с каждым синхроимпульсом подтверждаться ° Как толька на 45 линии 70 появится вторая по счету

"единица", на выходе элемента 59 появится "нуль", который перепишется в триггер 63. Рассуждая по аналогии, несложно придти к выводу, что каждая 50. нечетная по порядку "единица" инфор-мационного слова будет устанавливать, триггер 63 в "единицу" и напротив каждая четная "единица" будет устанавливать триггер 63 в "нуль". Таким образом, если принять вероятность двукратного сбоя достаточно малой, то сбой информации на линии 70 даст четное число "единиц" и как следствие — "нуль" на прямом выходе триггера 63, свидетельствующий об этом сбое.

В противном случае, т.е. при отсу гствии сбоя, на прямом выходе триггера

63 будет "единица".

Преобразователь последовательного кода в параллельный предназначен для адаптации протокола передачи информации из блока трансляции к магистрали

1 и построен на регистрах 66-,69, соединенных по схеме составного 27 разрядного сдвигающего регистра. При этом информация в этот составной регистр поступает через информационный вход регистра 66, соединенный с линией 70. Информация записывается в регистр синхронно с помощью синхроимпульсов с линии 72. Процесс преобразования кодов осуществляется независимо от результатов контроля достоверности информации параллельно с этим контролем. После завершения процесса приема и преобразования информационного слова, в регистре 66 оказываются старшие три разряда слова (контрольные .разряды), в регистрах

67-69 оказываются 24 старших информационных разряда, причем в регистре

67 — старший байг, в регистре 68— средний и в-регистре 69 — младший байт. Несть младших информационных разрядов слова при этом теряются од-. нако это не влечет за собой существенного ухудшения точностных характеристик автопрокладчика поэтому ими можно пренебречь. Выходы регистров через линии 82-105 поступают в ПО 2.

Порты 6 обмена информацией (ПО 1) между УВНП и магистралью 1 включают в себя порт ввода и порт вывода. Порт, ввода отличается от порта вывода наличием третьего состояния, при котором выходы порта вывода, соединенные, с линиями шины данных магистрали 1 обладают высоким выходным импедансом, т.е. обеспечивается полное электрическое отключение порта от магистра-, ли. Активизация порта ввода, т.е. перевод его выходов в низкоимпедансное состояние и подключение его к маги,страли 1 осуществляется на его вход выборки сигнала, представляющего собой логическую конъюнкцию номера порта, и сигнала вывода, поступающих с магистрали 1.

Порты 7 обмена информацией II, III и IV групп (7, 14 и 13) и порт 17

16, 15

1716554 ввода режима схематически абсолютно идентичны порту- 6 обмена информацией

I группы (6) ввода. Условия активизации их также аналогичны условиям активизации порта 6 ввода.

Графопостроитель 10 предназначен, для отображения и регистрации автома! тической прокладки пути на морской навигационной карте. Он содержит ка- 10 нал прямого преобразования, отмечающее устройство и канал обратного преобразования.

Канал прямого преобразования представляет.собой двухкоординатный следящий шаговый электропривод, ведущий преобразование данных прокладки с выхода УПК в пропорциональное.перемещение отмечающего устройства. Данные прокладки поступают в графопостроитель в унитарном, т.е. числоимпульсном коде.

Отмечающее устройство в результате своего перемещения вычерчивает карандашом линию пройденного пути по кар- 25 те, установленной на нижнем nosie гра- фопостроителя, а оптический проектор ,отмечающего устройства проектирует световое перекрестие на карту, закрепленную на верхнем рабочем поле графопостроителя, причем центр перекрестия соответствует местонахождению судна.

Канай обратного преобразования служит для передачи информации о координатах отмечающего устройства на магистраль 2 и содержиу вращающиеся трансформаторы, роторы которых связаны кинематическими цепями с отмечающим устройством. Обмотки вращающИхся 40 трансформаторов соединены с соответствующими линиями АЦП.

Устройство 11 преобразования ко— дов предназначено для преобразования данных прокладки, поступающих в- параллельном коде с магистрали 2 через

П0,4 в унитарный код, необходимый для работы графопостроителя. УПК содержит два (no числу координат отмечающего .устройства) абсолютно идентичных ка,нала преобразования. Каждый из кана50 лов построен на основе так называемого двоичного умножителя частоты, осуществляющего преобразование опорной частоты по формуле

М

Евых - -2% Еоп гне Е л - опорная частота, и = const — число параллельных разрядов информационного слова, 1

N — - численное значение содержимого информационного слова.

При записи информации в ПО 4 разрешается прохождение импульсов Е ц на выход двоичного умножителя. его информационные входы соединены с выходами ПО 4. После того, как на вход опорной частоты поступит импульс Еоя, порядковый номер которого равен 2п, запрещается прохождение импульсов

Е „,„ на выход двоичного умножителя.

Таким образом, за период преобразова2п ния, равный —, на выход двоичного

Еоп умножителя успеет пройти N импульсов

Е ьи Аналого-цифровой преобразователь

12 предназначен для преобразования аналогового сигнала, идущего с выхода канала обратной связи графопостроителя и несущего информацию. о местонахождении отмечающего устройства, в цифровой параллельный код, совместимый с магистралью 2. Оба канала преобразователя 12 полностью идентичны.

Информационным признаком для преобразователяявляется величина фазового сдвига между синусоидальным напряжением запитки статорной обмотки вращающегося трансформатора, содержащегося в канапе обратного преобразования графопостроителя, и напряжением с роторной обмотки этого трансформа-: тора. Очевидно, что фазовый сдвиг.. между этими напряжениями пропорционален углу поворота вала трансформатора, в конечном итоге характеризующему местоположение отмечающего устройства. Затем величина фазового сдвига преобразуется во временной интервал и далее — в цифровой код, который затем через ПО 3 поступает на магистраль 2.

Порты .обмена информацией V группы (15) между ВУ 1 и ВУ 2 представляет собой запоминающее устройство матричного типа с организацией 256 8 бит с непосредственной адресацией ячеек и служит для передачи из BY 1 и ВУ 2 величин q (0), ф(0)» q«» Игр q òåê»

s>n$(0)» cosQ(0)» s>nCp«» соЩ и» эха(тех, cosgygg, В режиме записи информации шика данных ПО 5, представляющая собой совокупность информационных вход-выхо17

18

1716554

25 дов запоминающего устройства, с помощью УКИ подсоединяется к шине данных магистрали 1,- а шина адреса ПЬ 5 ° представляющая собой совокупность ад5. ресных входов запоминающего устройства — к восьмиразрядной шине адреса магистрали 1. В режиме чтения шина данных ПО 5 с помощью УКИ подсоединяется к шине данных магистрали 2, а шина адреса ПО S — к восьмиразрядной шине адреса магистрали 2. Режим чтения или записи определяется состояни» ем сигнала на линии 141 (фиг.7) УКМ и соединенный с входом управления ре- 1

5 жимом запоминающего устройства. Акти- визация портов, т.е. выведение на ин формационный вход — выходов из состояния,с высоким выходным импедансом при подключении их к шинам данных осуществляется при наличии разрещающего сигнала на линии 142 (фиг.7)

УКИ, соединенной с входом выборки запоминающего устройства. ПО 5 имеет защиту от сбоев и кратковременных пропаданий питающего напряжения.

Арбитраж магистралей 1 и 2 состоит в том, чтобы исключить одновременное подключение этих магистралей к ПО 5.

Это, достигается с помощью сигналов, -вырабатываемых элементами 126 и 127, выходы которых соединены с входами готовности данных соответственно BY 1 и BY 2.

При обращении ВУ 1 на вывод информации в ПО 5, на выходе элемента 126 высокий уровень, разрешающий вывод в

1 эти норты, появляется в случае, если в момент, когда обратилось BY 1 и ВУ .

2 не работало с ПО 5>в противном случае высокий уровень появится. лишь

40 после того,как BY 2. закончит ввод из

ПО 5; на линии 139, поступающей из.

УКПК (фиг.5, линия 106), имеется высокий уровень сигнала, свидетельст- вующий о правильности принятых из трансляции величин, в противном случае неверные данные записи в IIO 5 не подлежат.

Аналогично формируется сигнал го.товности для BY 2.

Следует отметить, что УКМ осуществляет арбитраж лишь при обращении

ВУ 1 и ВУ 2 именно к ПО 5. При обращении ВУ 1 и ВУ 2 к любым другим портам дешифратор 133:, анализирующий c: помопью элемента 117 состояния адрес- . ных шин магистралей 1 и 2, выдает низкий уровень, поступающий на йервые входы элементов 126 и 127, формируя таким образом на их выходах высокие уровни, дающие возможность для независимой работы BY 1 и ВУ 2.

Рассмотрим подробнее процесс артибража. Предположим, что ВУ 1 обратилось на вывод в один из ПО 5. Такое обращение характеризуется появлением высокого уровня на линии соответствующего разряда регистра слова состояния BY 1, поступающей с магистрали

1 и соединенной с вторым входом элемента 126. На третьем входе элемента

126 также будет высокий уровень, поступающий с выхода элемента 124, поскольку на прямом выходе триггера 128 будет "нуль", в который этот триггер установлен через элемент 118» либо в начале цикла работы автопрокладчика сигналом с линии 140, поступающим от:

BY 2, либо после предыдущего обращения -к ПО 5 — импульсом с выхода формирователя 131. Ясно, что и на первом входе элемента 126, соединенном с выходом дешифратора 133, будет высокий уровень. Тогда на выходе элемента 126 появится "нуль", переводящий ВУ 1 в режим ожидания. При этом поскольку на втором входе элемента 127, соединен-. ном через магистраль 2 с выходом соответствующего;разряда регистра слова состояния BY 2, будет "нуль", на вы-. ходе элемента 127 будет высокий уро-, вень, разрешающий работу BY 2. Перевод ВУ 1 в режим ожидания необходим для исключения искажения информации г переходными процессами, имеющими место на шинах адреса и данных. Затем появляется высокий уровень сигнала вывода в порты, поступающего с магистрали 1 через элемент 120 на вход элемента 116 и информационный вход триггера 129. По переднему фронту сигнала с выхода элемента 116.формирователь 130 переводит триггер 129 в

"единицу", которая с прямого выхода этого триггера поступает на первый вход элемента 124. Тот же короткий импульс с выхода формирователя 130 задерживается с помощью схемы .132 задержки на время,. достаточное для завершения упомянутых переходных про цессов, после чего устанавливает триггер 128 в "единицу", поступающую с прямого выхода этого триггера на второй вход элемента 124. Если при этом принятая УКИ информация из канала трансляции является достоверной, тогE

1716554

20 да и на третьем входе элемента 124 будет "единица". Тогда на выходе элемента 124 будет "нуль", а на выходе элемента 126 — "единица", разрешающая вывод из ВУ 1 информации через

5 свою магистраль, далее через шинный формирователь 135 — в один из ПО 5, адресуемый восьмиразрядной шиной адреса магистрали 1, проходящей через буферный регистр 137 на соответствующие адресные входы ПО 5. Шинный формирователь 135 и регистр 137 выводятся из состояния высокого выходного импеданса при появлении на их входах выборки "единицы", поступающей с вы-. хода элемента 120, а второй — с прямым выходом триггера 129. После того, как ВУ I получит сигнал готовности и ° выведет данные в один из ПО 5, на ли20 нии сигнала вывода в порты появится низкий уровень.. По заднему фронту сигнала с выхода элемента 116 формирователь 131 сформирует короткий импульс, который через элемент 118 установит триггер 128 в "нуль", что подготовит УКИ к следующему обращению

ВУ 1 или БУ2 к ПО 5.

Итак мы рассмотрели обращение ВУ 1 к ПО 5. Совершенно аналогично можно

30 рассмотреть обращение к этим портам и ВУ 2.

В обоих случаях сигнал управления режимами чтения-записи в ПО 5 поступает на линию 141 с инверсного выхода триггера 129. Сигнал активизации ПО 5 поступает на линию 142 с выхода. элемента 119, первый вход которого соединен с выходом дешифратора 133, а второй вход соединен с выходом формирователя 134 сигнала выборки, осуществляющего в зависимости от режима ввода или вывода формирование импуль.сных сигналов различной длительности, удовлетворяющих временным характеристикам ПО 5. 45

Формула изобретения

Автопрокладчик пути судна на кар- те, содержащий первое вычислительное 50 устройство, соединенное двустороними связями с шинами данных, адреса и управления первой магистрали, устройство ввода навигационных параметров, соединенное двусторонними связями с 5 портами обмена первой группы, информационные входы и выходы которых соединены с шиной данных первой магистрали, а адресные и управляющие входы подключены к шине адреса и шине управления первой магистрали соответственно, устройство контроля и преобразования координат, первый информационный вход которого соединен с выходом блока трансляции,ацресный вход подключен к шине адреса первой магистрали, а выход подключен к информа-. ционным входам портов обмена второй группы, адресные и управляющие входы которых соединены с шиной адреса и шиной управления первой магистрали соответственно, а выходы подключены к шине данных первой магистрали, графопостроитель, первый информационный выход которого через аналого-цифровой преобразователь соединен с информационными входами портов обмена третьей группы, второй информационный выход графопостроителя через порт ввода режима соединен с шиной данных первой магистрали, выходы портов обмена четвертой группы через устройство преобразования кодов подключены к входу графопостроителя, о т л и ч а ющ и й,с я. тем, что, с целью повьппения точности и быстродействия, в него введены устройство коммутации магистралей, пятая группа портов обмена и второе вычислительное устройство, с соединенное двустороними связями с шинами данных, адреса и управления второй магистрали, устройство коммутации магистралей соединено двусторонними связями с шинами данных, адреса и управления первой и второй магистралей и с портами обмена пятой группы, синхронизирующий вход устройства коммутации магистралей соединен с управляюцим выходом устройства контроля и преобразования координат, первый и второй управляющие выходы устройства коммутации магистралей соединены с управлякнцими входами первого и второго вычислительных устройств соответственно, тактовый выход второго вычислительного устройства подключен к установочным входам первого вычислительного устройства, устройства коммутации магистралей и устройства контроля и преобразования координат, информационные, адресные и управляющие входы портов обмена четвертой группы соединены с шинами данных„ адреса и управления второй магистрали соответственно, выходы портов обмена третьей группы соединены с

1716554

Эиа2 шиной данных второй магистрали, шины .адреса и управления второй магистрали

;подключены к -адресным и управляющим входам портов обмена третьей группы соответственно.

171 б554 !

1 ! ! !

1 !!

9Ъг. 3

Юг. 4

171б554

1 716554

1716554,. у Ъ<» сд.

С1э

4 с сх

1 716") 54

Корректор A.ÎáðÓ÷àð

Составитель Э .Арутюнян

Техред И.Дидык

Редактор D.Середа

Заказ б15 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Ми< ква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5!

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