Гибридная вычислительная система

(57) Изобретен тельной техник ие относ к вычисл е и может быть испол аналоговых си палов в системах автоеримента. Цель изобреение функциональных ати эксп вода, 1 ил цйтения ци ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) ГИБРИДНАЯ ВЬГЧИСЛИТЕЛЬНАЯ СИСТЕ 11 А зовано для моделирования в реальноммасштабе времени сложных динамических обьектов, сбора и обработки возможностей системы за счет увеличения числа операций, выполняемыханалоговым процессором. Устройствосодержит интерфейсную магистраль 1,процессор 2, блок 3 памяти, таймер4, устройство 5 вывода, АЦП 6, ком- .мутатор 7, блоки 8 решающих элементов, блоки 9 перестройки структурырешающих элементов, блок 10 аналоговых устройств вывода, ЦАП 11, тактовый генератор 12, счетчик 13, блоки14 задания номера выхода аналоговогопроцессора, схемы 15 совпадения, ключи 16 иблоки 17 восстановления аналоговых сигналов, Гибридная вычислительная система имеет возможностькоммутации 1-го аналогового информационного входа аналогового процессора с -м входом решающих элементов,АЦП, блока аналоговых устройств выПри совпадении кода 1, хранящегося вблоке 14 задания номера выхода аналогового процессора и в счетчике 13,схема 15 совпадения открывает соответствующий ключ 16 и аналоговыйсигнал х (С) с 1-го выхода попадаетчерез блок 17 восстановления аналогового сигнала на заданный вход 10В следующем такте через коммутатор7 проходит выходной сигнал другогоблока (которому принадлежит Ц+1)-йаналоговый вь 1 ход), но ключ 16 вследствие изменения содержимого счетчика 13 закрывается. Таким образом, 15на входе блока 17, восстановленияаяалогового сигнала формируется последовательность импульсов, амплитудакоторых равна текущему значению х .(1)3 20выбранного выходного сигнала 1, ачастота равна Г /Б, где Г- частотагенератора 12. Сигнал на управляющемвходе блока 17 может проходить через элемент задержки для ожидания 25срабатывания ключа 16;, Фильтр восстанавливает сигнал х, с некоторопогрешностью. Если эта погрешностьне удовлетворяет требованиям к точности работы аналоговой части системы, необходимо применять более сложные блоки 17 восстановления аналоговых сигналов или повьшать частоту 0 Изобретение относится к вычислитепьной технике и может быть использовано для моделирования в реальном масштабе времени сложных динамическИх объектов, например летательных аппаратов, сбора и обработки анало-" говых сигналов в системах автоматиз ции эксперимента, а также решения д угих нау,но-технических задач.Целью изобретения является расш ение функциональных возможностей с стемы за счет увеличения числа опер ций, выполняемых аналоговым процессром.На чертеже представлена структурн я схема системы,Гибридная вычислительная система с держит интерфейсную магистраль 1, п оцессор 2, блок 3 памяти, таймер 4 устройства 5 вывода, аналого-цифров й преобразователь б, коммутатор 7, б оки 8 решающих элементов, блоки 9 п рестройки структуры решающих элементов, блок 10 аналоговых устройств ввода, цифроаналоговый преобразоватЫь (ЦАП) 11, генератор 12 тактовых Импульсов, счетчик 13, блоки 14 задания номера выхода аналогового процессора, схемы 15 совпадения, ключи 16 й блоки 17 восстановления аналоговых сигналов.Система работает следующим обра- ОМ,Генератор 12 формирует тактируюе импульсы, которые подсчитываются четчиком 13. После подсчета импульов до Н, где Я - суммарное число налоговых выходов всех блоков систеи информационных входов аналогоВого процессора (внешних аналоговых сигналов), содержимое счетчика 13 (номера выхода) сбрасывается в нуль и подсчет повторяется. Сформированный в счетчике 13 код поступает на упРав ляющие входы коммутатора 7, который подает один из аналоговых сигналов на входы всех ключей 16, Таким образом, на входы ключей 16 в каждом такте работы генератора 12 подан аналоговый сигнал, номер которого хранится в счетчике 13.При необходимости коммутации 1-го аналогового информационного выхода аналогового процессора (с 1-м входомб ха 5 блоков решающих элементов, , блока аналоговых устройств вывода из ЦВМ выдается в -й блок 14 задания номера выхода аналогового процессора код 1. оБлоки 9 перестройки структуры решающего элемента получают из ЦВМ коды, определяющие режим работы соответствующего решающего элемента, его структуру и параметры (для этого в решающий элемент могут быть введены дополнительные ключи, использоваться кодоуправляемые резисторы).Блок 9 передает полученный из ЦВМ код на управляющий вход блока 8 . Кроме того, для запуска работы аналоговой части системы или приведения ее в исходное состояние должна быть предусмотрена возможность вывода кода на управляющие входы одновременно всех блоков 8 .Изобретение может быть использовано в измерительных системах с предварительной обработкой измерительной информации аналоговыми решающими блоками. При работе ЭВМ в режиме реального времени аналоговые блоки могут выполнять трудоемкие, но не требующие высокой точности вычисления. Например, в летных транежерах аналоговая часть системы может моделиро 1571628вать динамику летательного аппарата.Для этого перед началом тренировкиЦВМ задает структуру аналоговой модели коммутируя входы и выходы решаю-.Р5щих элементов при помощи кодов, выводимых в блоки 14,Далее для 1-го решающего элементапроизводятся следующие действия, ЦВИвыводит через блок 9 код, которыйзадает структуру и параметры решающихэлементов, устанавливает режим задания начальных условий. Выводом кодав соответствующий блок 14; ЦВМ коммутирует выход ЦАП 11 с установочнымвходом блока 8 и выводит через ЦАП 11сигнал начального условияПосле задания начальных условий путем изменениякода в блоке 9 перестройки структурыустанавливается режим хранения начальных условий.После задания начальных условийво всех блоках 8 , которые этого требуют (например, для сумматора не нужны начальные условия, у него нет различных режимов работы), ЦВМ выдаетодновременно на все блоки 9 код, переводящий блоки 8 в рабочий режим.В процессе моделирования по сигналам таймера 4 ЦВМ выдает в модельчерез ЦАП 11 управляющие сигналы (положение ручки управления)., задает вблок 14 соответствующий аналогоцифровому преобразователю, номераподлежащих контролю выходных сигналов модели и вводит значения этих З 5сигналов.Кроме того, предлагаемая систематакже может быть использована толькодля коммутации внешних аналоговых 40сигналов нескольким потребителям.Например, в системах автоматизациимедико-биологических экспериментовтребуется коммутация большого (до 50)числа электрофизиологических сигналов 45с входами нескольких устройств аналогового вывода (осциллоскопа, самописца, магнитографа), а также с входами АЦП, При этом набор сигналов,подаваемых на входы, должен оперативно изменяться в ходе экспериментапо командам ЦВМ. формула из обретения55Гибридная вычислительная система,содержащая цифровую вычислительнуюмашину, аналоговый процессор, и (гдеп=1,2) блоков перестройки структуры решающих элементов и аналого"цифровой преобразователь, аналоговымипроцессор включает в .себя счетчик,коммутатор и и блоков решающих элЬ"ментов, входы задания структуры которых соединены с выходами соответствуюших блоков перестройки структурырешающих элементов, а выходы и блоковрешающих элементов подключены к соответствующим первым и входам первойгруппы из и+ 1 информационного входакоммутатора, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет увеличения числа операций, выполняемыханалоговым процессором, в системувведены интерфейсная магистраль, блоканалоговых устройств вывода, цифроаналоговый преобразователь,ш (гдеш=1,2) блоков задания номера выхода аналогового процессора и ш схемсовпадения, а в аналоговый процессорвведены генератор тактовых импульсов, ш ключей и ш блоков восстанов-,ления аналоговых сигналов, причемвыход генератора тактовых импульсовподключен к счетному входу счетчика,выход которого соединен с первымивходами схем совпадения, вторые вхо"ды которых соединены с выходами соответствующих блоков задания номеравыхода аналогового процессора, авыходы схем совпадения соединены суправляющими входами соответствующихключей и с управляющими входами соответствующих блоков восстановленияаналоговых сигналов, информационныевходы которых подключены к выходамсоответствующих ключей, а выход х-го(где 1.=1,2,..,т) блока восстановления аналоговых сигналов соединенс -ми информационными входами и блоков решающих элементов, с -и входоманалого-цифрового преобразователяи с 1-м входом блока аналоговых устройств вывода, вторая группа информационных входов коммутатора являетсявходами системы, управляющий вход коммутатора подключен к выходу счетчика,а выход коммутатора соединен с информационными входами ключей, выходцифроаналогового преобразователя соединен с (и+1)-м входом первой группыиз (и+ 1)-го информационного входакоммутатора, входы-выходы обменацифровой вычислительной машины соедииены через интерфейсную магистральс входами-выходами обмена блоков перестройки структуры решающих элемен1571628 тов, цифроаналогового и аналого-цифро- номера выходаЭого преобразователей, блоков задания цессора1 аналогового про Составитель Н.ЗайцевТехред М,Ходанич Корректор З.Лончакова Редактор Е.Копча Заказ 1515 Тираж 558 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101