Устройство для многоканальной регистрации временных характеристик процессов

 

Союз Советсккд

Социалнстнческив

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕННАЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 270580 (21) 2930009/18-21 ($3) М. Кл. с присоединением заявки ¹

G 04 F 10/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (33) УДК 621. 317. 361 (088. 8) Опубликовано 2301-82. Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 230182 (72) Авторы изобретения

С. Г. Андросенко, М. В. Дннович, А. A. Морозож -" " и A. В. Тимофеев

4 г

Ордена Ленина институт кибернетики AH K M a CCP

I (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНОГОКАНАЛЬНОЙ РЕГИСТРАЦИИ

ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК IIPOIJECCOB

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического контроля для измерения и регистрации временных характеристик множества непериодических процессов.

Известно устройство, содержащее многоканальный блок ввода, счетчик времени, подключенный входом к выходу генератора импульсов эталонной частоты, запоминающее устройство, выполненное на последовательно соединенных ячейках памяти в количестве, равном числу входных каналов, сдвиговый регистр, подключенный к выходу запоминающего устройства, а также блок обработки и регистрации, соединенный с выходами сдвигового регистра. Каждая из ячеек памяти одним из входов подключена к выходу счетчика времени, а другим - к соответствующему выходу многоканального блока ввода. При наступлении события в одном из входных каналов, полная информация о текущем времени поступает иэ счетчика в соответствующую ячейку памяти, где она хранится до тех пор, пока все ячейки не заполнятся, либо пока не истечет конт. рольное время, причем адрес эапоми- ЗО наемой информации (номер ячейки) соответствует признаку (номеру) канала, в котором произошло событие.

Затем закодированная информация о времени наступления события вместе с кодом признака канала, в котором событие произошло, выводится иэ запоминающего устройства н через сдвиговый регистр поступает в блок обработки и регистрации. На этом цикл работы устройства заканчивается (1).

Однако наличие запоминающего устройства предотвращает потерю информации иэ-за большой плотности следования событий, лишь при условии наступления не более одного события в каждом канале в течение одного цикла работы устройства. В противном случае потери информации неизбежны, т.е. достоверность регистрируемой информации весьма низкая. Это обстоятельство ограничивает область применения устройства.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для многоканальной регистрации времени наступления событий, содержащее блок обработки данных, последовательно соединенные регистр адреса записи и оперативный эапоми900252 нающий узел, последовательно подклю ченные генератор эталонной частоты и счетчик времени, а также шифратор признаков канала и первый элемент

ИЛИ, входы которых соответственно соедииены между собой и со входами устройства. Наличие в этом устройстве оперативного запоминающего узла с регистром адреса записи позволяет, в отличие от ранее описанного устройства, регистрировать без потерь информацию о событиях, приходящих как по разным, так и по одним и тем же каналам, что повышает достоверность регистрируемой информации и расширяет область использования устройства (2).

Недостаток известного устройства заключается в том, что при увеличении числа быстро следующих друг за другом событий и при уменьшении продолжительности пауз между сериями событий, поток вводимой информации может превысить поток выводимой информации, и поскольку емкость памяти ограничена, то может произойти ее переполнение и, как следствие этого, потеря информации.

Для уменьшения вероятности потерь информации из-за переполнения памяти, т.е. для повышения достоверности регистрируемой информации, обычно приходится увеличивать емкость памяти. Однако это приводит к усложнению устройства в целом, к увеличению его габаритов и повышению стоимости.

Цель изобретения — повыаение достоверности регистрируемой информации.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для многоканальной регистрации временных характеристик процессов, содержащее блок обработки данных, последовательно соединенные регистр адреса записи и оперативный запоминающий узел, последовательно подключенные генератор эталонной час тоты и счетчик времени, а также шифратор признаков канала и первый элемент ИЛИ, входа которых соответственно соединены между собой и со вхо дом устройства, введены второй элемент ИЛИ, последовательно соединенные счетчик адреса считывания и блок сравнения и последовательно подключенные блок распознавания данных, регистр времени, блок сравнительного анализа данных, блок формирования данных и блок ЗАПРЕТ, второй вход которого соединен с первым выходом шифратора признаков канала, второй и третий выходы которого подключены соответственно к первому входу второго элемента ИЛИ и ко второму входу блока сравнения, третий вход которого соединен с выходом регистра адреса записи, своим входом соединенного с выходом второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен ко второму выходу блока формирования данных, второй вход которого соединен с выходом счетчика времени, третий вход блока сравнительного анализа данных подключен к выходу первого элемента ИЛИ, третий выход блока формирования данных соединен со вторым входом оперативного запоминающего узла, третий вход которого подключен к выходу блока ЗАПРЕТ, первый выход оперативного запоминающего узла соединен со входом счетчика адреса, четвертый вход оперативного запоминающего узла подключен к выходу блока сравнения, второй выход оперативного запоминающего узла соединен со входом блока распознавания данных, второй выход которого подключен к первому входу блока обработки данных, второй вход кото20 рого соединен с выходом регистра времени.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; íà фиг.2пример функциональной схемы блока

25 сравнительного анализа данных и блока обработки данных; на фиг. 3 пример функциональной схемы блока распознавания данных; на фиг. 4 пример записи информации в память оперативного запоминающего узла (ОЗУ) .

На схемах двойными линиями обозначены шины передачи данных о времени и о признаках каналов, одинарными — шины передачи управляющих и логических сигналов.

Устройство для многоканальной регистрации времени наступления событий содержит шифратор 1 признаков канала, первый элемент ИЛИ 2, гене40 ратор 3 эталонной частоты, счетчик 4 времени, регистр 5 времени, блок 6 сравнительного анализа данных, блок

7 формирования данных, блок 8 Запрет, второй элемент HJIH 9, регистр

45 10 адреса записи, оперативный запоминающий узел 11 (ОЗУ), блок 12 сравнения, счетчик 13 адреса считывания, блок 14 распознавания данных и блок

15 обработки данных.

Для осуществления возможности передачи данных в последовательной форме по группам и в параллельной форме в пределах группы, разряды счетчика 4 времени и регистра 5 времени могут быть разбиты на группы, например, по восемь разрядов, из которых семь - информационные и один - маркерный (для распознавания данных).

При этом шифратор 1 признаков канала имеет такую же структуру: семь ин60 формационных разрядов и один маркерный.

Введенные в устройство блок б сравнительного анализа данных, блок 7 формирования данных и блок 14 распоз65 навания данных могут быть реалиэо900252

55 бО ваны различными путями с использованием различных логических элементов.

Блок 6 сравнительного анализа данных содержит (фиг. 2) группу блоков 16 сравнения по числу групп разрядов (например четырех) счетчика 4 времени и регистра 5 времени, группу элементов И 17 в таком же количестве и группу элементов ИЛИ 18 числом на единицу меньше. Входы блоков 16 сравнения, являющиеся информационными входами блока 6, подключены к выходам соответствующих групп разрядов счетчика 4 времени и регистра

5 времени. Выходы блоков 16 сравнения соединены с первыми входами со) ответствующих элементов И 17, вторые входы которых объединены с управляющим входом блока 6, подключенного к выходу первого элемента ИЛИ 2.

Выходы элементов И 17 подключены ко входам элементов ИЛИ 18. Выходы всех элементов ИЛИ и одного элемента И, соединенного с блоком 16 сравнения старших групп разрядов счетчика 4 и регистра 5, являются выходом блока 6 сравнительного анализа данных.

Блок 7 формирования данных содержит (фиг. 2) сдвиговый регистр 19, генератор 20 тактовых импульсов(ГТИ), включенный между выходом и управляющим входом сдвигового регистра 19, счетчик-дешифратор 21, подключенный счетным входом к выходу ГТИ 20, а входом Сброс — к выходу сдвигового регистра 19, группу вентилей 22 и схему объединения 23. Цифровые входы сдвигового регистра.19 являются первым входом блока 7, подключенным к выходу блока 6.

Выходы счетчика-дешифратора 21 соединены с управляющими входами соответствующих вентилей 22, информационные входы которых, являющиеся первым входом блока 7, соединены с выходами соответствующих групп раз-. рядов счетчика 4, а выходы — со входами схемы объединения 23. о

Выход сдвигового регистра является первым выходом блока 7, подключенным к управляющему входу блока 8 Запрет, выход ГТИ 20 является вторым выходом блока 7, подключенным при помощи второго элемента ИЛИ 9 ко входу регистра 10 адреса записи, и выход схемы объединения 23 является третьим выходом блока 7, подключенным ко второму входу оперативного запоминающего узла 11.

Блок 14 распознавания данных содержит (фиг. 3) счетчик-дешифратор

24, элемент HE 25, группу вентилей

26 и вентиль 27.

Информационные входы вентилей 26 и 27 подключены к многоканальному входу 28 блока 14, соединенного со вторым выходом оперативного запоминающего узла 11. Маркерный канал многоканального входа 28 соединен со входом счетчика-дешифратора 24 и при помощи элемента HE 25 — с управляющим входом вентиля 27. Управляс ющие входы вентилей 26 подключены к соответствующим выходам счетчикадешифратора, а выходы, являющиеся первым выходом блока 14 — к соответствующим группам разрядов регистра

5 времени. Выход вентиля 27, являющийся вторым выходом блока 14, подключен к первому входу блока 15 обработки данных.

Устройство работает следующим образом.

Входные импульсы, свидетельствую15. щие о наступлении события в одном или нескольких каналах, поступают на соответствующие входы шифратора 1 признаков канала и первого элемента

ИЛИ 2. Эти импульсы объединяются элементом HJIH 2 o T c. его

20 выхода на управляющий (третий) вход блока б сравнительного анализа данных.

В это время шифратор 1 признаков канала формирует на своем выходе код

25 номера канала, в котором событие наступило.

Счетчик 4 времени, начиная с любого заданного момента, непрерывно отсчитывает текущее время, задаваемое генератором эталонной частоты 3.

Регистр 5 времени хранит информацию о времени последнего зарегистрированного события, в начальный момент работы устройства все его разряды содержат нули.

Данные о текущем времени и о времени последнего зарегистрированного события поступают на информационные входы блока 6 сравнительного анализа данных. Блоки 16 непрерывно сравнивают данные соответствующих групп разрядов счетчика 4 времени и регистра 5 времени и в момент наступления очередного события срабатывают элементы И 17, на выходах которых появляется информация о совпадении (логический ноль) и несовпадении (логическая единица) данных сравниваемых групп разрядов.

Эта информация обрабатывается группой элементов ИЛИ 18, после чего на выходе блока б сравнительного анализа данных появляется группа сигналов (логических единиц), указывающих какие группы разрядов подлежат переписыванию из счетчика 4 времени в оперативный запоминающий узел 11, Такими группами являются старшая несовпадающая (изменившаяся со вреМени последнего зарегистрированного события) и все младшие, следующие эа ней.

Укаэанные сигналы поступают на второй вход блока 7 формирования данных, который определяет порядок зачесения данных иэ счетчика 4 време900252

35

60 ни в ОЗУ 11. Происходит это следующим образом.

Единичные сигналы поступают с выхода блока 6 на цифровые входы соответствующих разрядов сдвигового регистра 19, так что заполненными оказываются выходной разряд (соответствующий младшей группе разрядов счетчика 4 времени) и следующие за ним — всего атолько, сколько информационных групп подлежит переписыванию иэ счетчика 4 времени в ОЗУ 11.

Появившийся на выходе сдвигового регистра 19 сигнал 1 включает

ГТИ 20, тактовые импульсы которого сдвигают содержимое регистра 19 и отсчитываются счетчиком-дешифратором 21, на выходах которого поочередно, начиная с младшего разряда, появляется сигнал 1, который и откры вает вентили 22 для пропускания соответствующих информационных групп, начиная с младшей группы разрядов, с выхода счетчика 4 времени через схему объединения 23 в ОЗУ 11. Причем ГТИ 20 выдает столько импульсов, сколько групп разрядов из счетчика 4 времени должно быть переписано, после чего сдвиговый регистр 19 освобождается и на его выходе появляется сигнал 0, который гасит счетчикдешифратор 19, выключает ГТИ 20 и открывает блок 8 ЗАПРЕТ. Таким образом, в ОЗУ 11 после сокращеннои информации о времени наступления события записывается информация о признаках (номере) канала, в котором событие наступило. Если в одно и то же время события зафиксированы в нескольких каналах, то данные обо всех этих каналах в порядке установленного приоритета записываются в

ОЗУ 11 после информации о времени.

Адреса ячеек, в которые заносится информация, указываются регистром 10 адреса записи, ведущим счет импульсам, поступающим на его вход через второй элемент ИЛИ 9 ro второго выхода блока 7 формирования данных (с выхода ГТИ 20) и ro второго выхода шифратора 1 признаков канала.

Каждый такои импульс соответствует очередной информационной группе, заносимои в ячейку памяти ОЗУ 11.

На фиг. 4 представлен пример записи информации в память ОЗУ 11. где N — код номера канала;

Т вЂ” группа раэрядон времени;

Т, — старшая группа разрядов;

Т вЂ” м ладшая группа Разрядов; 1 — маркерный знак группы разрядов времени; 0 - маркерный знак группы разрядов номера канала.

В первой (верхней) строке записаны четыре группы разрядов времени от младшей к старшей. В первых двух группах второй строки записаны номера каналов, и которых были зафи«си5

55 рованы события в момент времени, записанный в первой строке. Запись в третьей и четвертой группах второй строки обозначает, что в пятом канале (Ng) появилось событие, и с момента появления предшествующего зарегистрированного события изменилась четвертая группа разрядов времени (Т ) и т.д.

Когда наступит пауза после очередного события или серии событий, с третьего выхода шифратора 1 признаков канала поступает разрешающий сигнал на управляющий вход блока 12 сравнения, на информационные входы которого поступает содержимое регистра 10 адреса записи и счетчика 13 адреса считывания. В счетчике 13 зафиксирован двоичный код номера (очередного импульса, поступившего с выхода ОЗУ 11 и являющегося адресом, по которому произошло последнее считывание из ОЗУ 11.

Блок 12 сравнения сравнивает данные регистра 10 адреса записи и счетчика 13 адреса считывания и в случаях их несовпадения по сигналу, поступающему с выхода шифратора 1 признаков канала, посылает команду в ОЗУ 11, по которой начинается считывание информации из ОЗУ 11 в блок 14 распознавания данных. При освобождении очередной ячейки памяти, ОЗУ 11 посылает импульс на вход счетчика 13 и как только содержимое счетчика 13 сравняется с содержимым регистра 10, то блок 12 сравнения дает команду в

ОЗУ 11 на прекращение считывания и на готовность к записи. Такая же команда подается и в том случае, когда на третьем выходе шифратора 1 признаков канала исчезает упомянутый разрешающий сигнал, что свидетельствует о появлении очередного события или серии событий на одном или нескольких входах устройства и о готовности блока 7 формирования данных выдавать информацию о времени наступления этих событий.

Блок 14 распознавания данных при помощи элементов НЕ 25, используя маркерные метки (1 — время, 0 код номера канала), отделяет данные о времени от данных о коде номера канала.

Данные о времени содержат лишь

1 часть информации о времени, а именно — группы разрядов, включающие старшую изменившуюся группу и все последующие младшие группы. Эти информационные группы, начиная с младшей с помощью счетчика-дешифратора 24 и группы вентилей 26, записываются в соответствующие разряды регистра 5 времени, который фиксирует полную информацию о времени наступления очередного события. Эта полная информация поступает на второй вход блока 15 обработки даиных, на первый

900252

10 вход которого со второго выхода блока 14 распознавания данных подаются данные о номере канала, в котором событие наступило или о номерах нескольких каналов, в которых события наступили одновременно.

Таким образом, устройство для многоканальнои регистрации временных характеристик процессов, благодаря новой совокупности элементов и связей, позволяет экономно использовать память ОЗУ, записывая в нем не полную информацию о времени наступления событий, а лишь часть этой инфомации, благодаря чему при меньшей емкости памяти можно снизить вероятность ее переполнения, а, значит, 35 и вероятность потерь информации, т.е. повысить достоверность регистрируемой информации.

Наибольший эффект можно получить при регистрации больших серий плот- Щ но следующих событий, когда в ОЗУ поступает информация лишь из младших

)разрядов счетчика времени. В этих случаях экономия памяти может достигать 60%. Следует отметить, что па- д мять является самым дорогим узлом устройства, так что если ее емкость уменьшить на 30-50-, что является весьма актуальной задачей, то экономический эффект составит более

10 тыс. руб. только при изготовлении устройства. Благодаря остальной части (10-30%) сэкономленной, но не сокращенной, памяти, повышается достоверность регистрируемой информации (на 5-17Ъ), что, в свою очередь, даст экономический эффект при эксплуатации устройства.

Формула изобретения

Устройство для многоканальной регистрации временных характеристик процессов, содержащее блок обработки данных, последовательно соединен- 4 о ные регистр адреса записи и оперативный запоминающий узел, последователь- но подключенные генератор эталонной частоты и счетчик времени, а также шифратор признаков канала и первый элемент ИЛИ, входы которых соответственно соединены между собой и со входами устройства, о т л и ч а ющ е е с я 1ем, что, с целью повышения достоверности регистрируемой информации, в устройство введены второй элемент ИЛИ, последовательно соединенные счетчик адреса считывания и блок сравнения и последовательно подключенные блок распознавания данных, регистр времени, блок сравнительного анализа данных, блок формирования данных и блок Запрет, второй вход которого соединен с первым выходом шифратора признаков канала, второй и третий выходы которого подключены соответственно к первому входу второго элемента ИЛИ и ко второму входу блока сравнения, третий вход которого соединен с выходом регистра адреса записи, своим входом соединенного с выходом второго eMeHT HJlH, второй вход которого подключен ко второму выходу блока формирования данных, второй вход которого соединен с выходом счетчика времени, третий вход блока сравнитель. ного анализа данных подключен к выходу первого элемента ИЛИ, третий выход блока формирования данных соединен со вторым входом оперативного запоминающего узла, третий вход которого подключен к выходу блока Запрет, первый выход оперативного запоминающего узла соединен со входом счетчика адреса считывания, четвертый вход оперативного запоминающего узла подключен к выходу блока сравнения, второй выход оперативного запоминающего узла соединен со входом блока распознавания данных, второй выход которого подключен к (первому входу блока обработки данных, второй вход которого соединен с выходом регистра времени.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3781529, кл. G 04 F 9/00, опублик. 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 519680, кл. G 04 F 10/04,02.07.74 (прототип).

900252

Составитель М. Пластинин

Техред С. Мигунова корректор С.Шекмар

Редактор Л. Филиппова

Тираж 428 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 12180/65

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4