Устройство для сопряжения аналоговой и цифровой вычислительных машин

 

пц858622

Союз Советскик

Социалистических

Рестт1тбпкк

ОП ИСАЙИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 05.11.79 (21) 2837325/18-24 с присоединением заявки М— (23) Приоритет— (5I)М. Кл.

Q 06 .1 3/ОО

3Ьоуйврстваны6 каинтвт

СССР оо гаваи кзобрвтвккй в атвраткй

Опубликовано 23.08.81. бюллетень,% 31

Дата опубликования описания 23 08.81 (53) УДК 681.323 (088.8) (72) . Авторы изобретения

И. А. Баранов и Б. Н. Артамонов (ZI ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ

АНАЛОГОВОЙ И ЦИФРОВОЙ

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН

1.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быль использовано преимущественно в аналого-цифровых комплексах (АЦК) и гибридных вычислительных системах.

Известно устройство, содержащее аналоговый процессор, устройство преобразования и сопряжения, в которое входят аналого-цифровые (АЦИ), цифроаналоговые преобраэоватеци (ЦАЩ и коммутаторы (1);

Недостатком его является низкая точность то получаемых результатов моделирования, обусгвэвленная постоянством масштабных коэффициентов.

При решении задач масштабированяе аналого. вых и цифровых переменных осуществляют та!

5 ким образом, чтобы они изменялись в максимально допустимых диапазонах, так как только в этом случае достигается наибольшая точность моделирования, С другой стороны, зада29 ние максимально допустимого диапазона машинных переменных в ряде случаев приводит к переполнению разрядной сетки цифровои вычислительной машины (ЦВМ) при вычисления

2 мгновенных значений промежуточных переменных. В известном устройстве эта комплексная проблема решается выбором соответствующих значений масштабных множителей и заданием неизменных значений коэффициентов лередачн в операционных блоках. Это заведомо приводит к понижению точности моделирования. Дей. ствительио, чем меньше значение аналоговой машинной переменной, тем ниже точность вычислений в ЦВМ, так как ЦВМ будет работать с кодами чисел, значащие цифры которых рас- положены лишь в младших разрядах разрядной сетки. В свою очередь, уменьшение диапазона изменения цифровой машинной переменной нри неизменности масштабных множителей приводит к уменьшетвио точности моделирования. Изложенная трудность может быть преодолена sosможностью автоматического изменения масштабных множителей в ходе вычислительного процесса.

Наиболее близким по технической сущности

К изобретению является система, содержащая аналоговую вычислительную машину (АВМ), 85802

15

35 выход второго триттера соединен с третьим входом регистра сдвига, первый вход регистра сдвига и вход одновибратора блока анализа соединены соответственно с первым и вторым выходами AQH, выход регистра сдвига через 45 .элемент НЕ подключен к первому. входу элемента И, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходом одновибратора. и с вторым выходом генератора импуль..сов, выход элемента И соединен с вторым входом регистра сдвига и с первым входом счетчика, ttaotog которого подключен к входу.

58М, второй вход счетака и третий вход регистра сдвига соединены с выходом схемы сравнения, SS

ЦВМ, устройство нреобразовання и сопряжения и масштабный блок 12}.

Она также обладает невысокой точностью . моделирования иэ-за постоянства масштабных множителей.

Целью изобретения является расширение функщюнальных возможностей за счет автоматического изменения масштабных множителей в ходе вычислений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее АЦП, вход которого подключен к выходу АВМ, первый выход со-. единен с информационным входом. ЦВМ, информационный выход которой через последовательно соединенные ЦАП, коммутаторы и блок резисторов подключен к .входу АВМ, управляющие входы коммутаторов подключены соответственно к выходам регистра, введены вычитающий счетчик, генератор импульсов, схема сравнения, два элемента И, регистр сдвига, группа элементов НЕ, два триггера, элемент задержки, одновибратор и блок анализа, включающий регистр сдвига, элементы И, ИБ, счетчйк и одновибратор, причем первый выход генератора импульсов соединен с первыми входами элементов И, выход первого элемента И соединен с первым входом вычитающего счетчика, второй вход которого соединен с выходом ЦВМ, выхсщ второго элемента И подключен к первому входу регистра сдвига, выход вычитающего счетчика соединен с входом схемы сравнения, выход которой соединен с вторыми. входами первого и второго элементов И, с входами первого и второго триггеров и с управляющим входом ЦВМ, выход первого триггера соединен с входом одновибратора, первый выход которого через элемент задержки соединен с вторым входом регистра сдвига, выходы которого и второй вь|ход одновибратора через группу weментов BE подключены к входам регистра, . На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит схему 1 сравнения, генератор 2 импульсов, элементы И 3 и 4, вы2 4. читающий счетчик 5, регистр 6 сдвига, триггеры 7 и 8, одновибратор 9, АВМ 10, устройство 11 сопряжения, USM.12, блок 13 анализа, группу элементов НЕ 14, регистр 15, элемент 1б задержки, коммутаторы 17, блок 18 лоппси, регистр 19 сдвига, элемент НЕ 20, элемент И

21, счетчик 22, блок 23 резисторов, АЦН 24, ЦАП 25, одновибратор 26.

В щ,лодном состоянии сигнал с выхода схевы 1 сравнения равен нулю, поэтому импульсы с генератора 2 импульсов через элементы И

3 и 4 не поступают на вход вычитающего счетчщса 5 и регистра 6 сдвига. В регистре 6 сдвига в среднем paapage записана единица. Tpsrrep 7 и триггер 8 находятся в единичном состоянии. Сигналом с выхода триггера. 7 сдвигающий регистр .6 подготовлен для сдвига единицы вправо. Сигнал на выходе одновибратора

9 равен нулю. Сйгнал готовности с выхода схемы 1 равен нулю, что говорит о готовности к работе блока 18 логики. В блоке 13 анализа сигнал йа выходе одиовибратора 26 равен нулю. Импульсы с генератора 2 не поступают, на вход счетчика 22.

Аналоговые сигщлы с АВМ 10 поступают на АЦП 24,.а с aего цифровой код подается в ЦВМ 12 и блок 13 анализа. Выходной код

АЦЯ записывается в регистр 19 сдвига, Бсли в первом разряде после знакового в сдвигающем Регистре 19 записан нуль, то на выходе элемента 20 будет единичный сигнал. По сигналу "Конец. преобразования" АЦИ жпускается одновибратор 26 и импульсы с генератора 2 начинают оступать иа регистр 19 и счетчик

22 до тех пор, пока в первом. разряде после знакового не будет единица. В этом случае на выходе элемента ЯЕ 20 будет нулевой сигнал. и импульсы с генератора 2 не будут поступать

О на счетчик 22.и регистр 19. Сдвиг кода s регистре 19 происходит влево. Количество импульсов в счетчике. 22 бутют равно количеству сдвнros. Код, записанный в счетчике, является вь1ходной величиной блоке 13 анализа. Время работы одновибратора выбирается таким, чтобы можно было осуществить количество сдвигов, равное разрядности АЦП. По сигналу с ЦВМ 12 происходит опрос АЦП 24 и одновременно блока 13 анализа, с выхода которого считывается код,: равный количеству нулей до первой значащей цифры в старпжх разрядах кода. считанного с АЦИ. Этот код запоминается в фикси.рованной ячейке памяти ЦВИ 12. Крове этого, в ЦВМ 12 происходит сдвиг сяитзнисяо с АЦП кода влево до тех пор, пока первая значащая цифра не появится в c%àðøeì разряде; та. происходит сдвиг кода влево иа колиюство:разрядов, равное коду, считанному с блока 13 анализа. Ясли при обработке информапЖи с АЮ

858022 б

5 возникает переполнение разрядной сетки ЦВМ 12, то по сигналу переполнения результат вычисления сдвигается вправо на один разряд, а колиюство сдвигов запоминается в другой фиксированной ячейке. памяти. После отработки алгоритма ЦБМ 12 выдает сигнал в виде цифрового кода на ЦАП 25.

Затем из фиксированной ячейки памяти ЦВМ

12 выдает код, равный количеству запомненных сдвигов вправо, на вычитающий счетчик 5 бло- ig ка 18 логики. Сигнал на выходе схемы 1 сравнения становится равным единице и подается иа входы элементов И 3 и 4, а также на счетчик 22 и регистр 19, тем самым сбрасывая их в нуль. Импульсы с генератора 2 через элемен- 1ю ты. И 3 и 4, начинают поступать на вычнтающий. счетчик 5 и регистр 6. Единица в регистре 6 сдвигается вправо на столько разрядов, сколько единиц записано в вычктающий счетчик 5.

По обпулению счетчика 5 сигнал на выходе 2о схемы 1 сравнения становится равным нулю.

Иъптульсы с генератора 2 прекращают поступать в счетчик 5 и регистр 6.

Триггеры 7 и 8 устанавливаются в нулевое состояние, при этом сигнал с выхода триггера .7 подготавливает регистр 6 для сдвига влево.

kpoMe того, нулевой сигнал на выходе схемы

1 сравнения является сигналом готовности, по которому ЦВМ 12 выдает в счетчик 5 код, равнъй количеству сдвигов влево. Сигнал на выходе схемы 1 сравнения снова становится равным единице и поступает на элементы И

3 и 4; Импульсы с генератора 2 поступают в счетчик 5 и регистр 6. Единица в регистре

6 начинает сдвигаться влево. При обнуленни счетчика 5 сигнал на выходе схемы 1 сравнения вновь становится равным нулю. Импульсы с генератора 2 прекращают поступать в счетчик

5 и регистр 6. Триггерь1 7 и 8 устанавливают- 4о ся в единичное состояние. Сигналом е выхода . триггера 7 регистр 6 подготавливается для . сдвига единицы вправо, а передний фронт импульса триггера 8 запускает одновибратор 9.

Сигнал с одновибратора 9 открывает элементы

НЕ 14 и происходит перезапись единицы с регистра 6 в регистр 15. Кроме того, сигнал с одновибратора 9, пройдя элемент 16 задержки, устанавливает регистр 6 в исходное состояние, . те. единиву в среднем разряде. Сигнал с:регистра 1.5 поступает на коммутаторы 37; В зависимости от того, в каком разряде окажется единица в регйстре 15, будет открыт соответствующий коммутатор 17. Сигнал с выхода

HAH через открытый коммутатор 17 ностуцает на вход АВМ 10; Резисторы в блоке 23 нодобраны.таким образом, что коэффициент передачи будет изменяться при открытии соответству-. ницего коммутатора 17 пропорционально разности количества сдвигов в ЦВМ 12 вправо и влево, т.е. будет осуществляться автоматическое масштабирование.

Устройство работает с кодами, находящимися во всех разрядах разрядной сетки ЦВМ.

Лаже при малых значениях машинных переменных в АВМ им будут соответствовать коды, находящиеся в старших разрядах разрядной сетки ЦВМ. При этом, если в ЦВМ количество сдвигов влево больше, чем количество сдвигов вправо, zo коэффициент передачи операционного блока, входящего в АВМ, уменьшается, и наоборот.

Формула изобретения

Устройство для сопряжения аналоговой и цифровой вычислительных машин, содержащее аналого-цифровой преобразователь, вход которого подключен к выходу аналоговой вычислительной машины, первый выход соединен с информационным входом цифровой вычислительной машины, информационный выход которой через последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь, коммутаторы и блок резисторов подключен к входу аналоговой вычислительной .машины, управляющие входы ком мутаторов подключены соответственно к выходам регистра, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения -функциональных возможностей за счет автоматического изменения масштабных множителей, s него введены вычитающий счетчик,. генератор импульсов, схема сравнения, два, элемента И, регистр сдвига, группа элементов НЕ, два триггера, элемент задержки, одновнбратор, блок анализа, включающий регистр сдвига, элементы И, НЕ, счетчик и одновнбратор, причем первый выход генератора импульсов соединен с первыми входами элементов И, выход первого элемента И соединен е первым входом выччтающего счетчика, второй вход которого соединен с выходом цифровой вычислительной машины, выход второго weмента И подключеи к первому входу регистра сдвига, выход вычитающего счетчика соединен с входом схемы сравнения, выход которой соединен с вторымп входами. первого и второго элементов И, с входамн первого и второго триггеров н с управляющим:входом цифровой вычислителъной машины, выход первого трипера соединен с входом одновибратора, первый въиод которого черег элемент задержки соединен с Вторым входом регистра сдвига, выходы которого и второй выход одповнбратора через группу элементов HB подключены к входам регистра, выход второго триггера соединен с третьим входом регистра сдвига, первый вход регйстра сдвига и вход одновибратора блока

Составитель А. Жеренов

Техред А. Ач Юрректор В Синицкая.

Редактор О. Половка

Заказ 7247/81

Тираж 745 Подписное

ВНИИПИ. Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4

7 858022 8 анализа соединены соответственно с первым н лнтельной машины, второй вход счетчика и вторым выходами аналого-цифрового преобра- третий вход регистра сдвига соединены с вызователя, выход регистра сдвига через элемент ходом схемы сравнения.

НЕ подключен к первому входу элемента И, Источники информации, второй s третий входы которого соединены со- g принятые во внимание при экспертизе ответственно с выходом одновнбратора и с вта 1. Вопросы радиоэлектроники. Серия ЗВТ, рым выходом генератора импульсов, выход 1976, вып. 2, с. 3-11. элемента И соединен с вторым входом регист- 2. Авторское свидетельство СССР по заявке; ра сдвига и с первым входом счетчика, выход, У 2650134/18-24, кл. 6 06 .1 1/00, 1978 (прокоторого подключен к входу цифровой вычнс- тотип).