Многоканальная система сбора данных

(91 (1) 51 АВТО Бюл. В 20кров, А,З,Пл исс кое научнонение "Буре8, 8.) роизводестник" нта,68 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ МУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Приборы и техника экс1968, У 6, с. 8-80.Авторское свидетельство9211156, кл. С 06 Г 3/04,(54) (57). ИНОГ 01 АНАЛ 1 НАЯ СИСТЕМА СБ 0 РА ДАННЫХ, содержащая группу иэ ивходных счетчиков, первую группу изитриггеров переполнения, первую группуиэ и элементов И, таймер, элемент ИЛИ, генератор импульсов, коммутатор, включающий счетчик импульсови.дешифратор, блок оперативной памяти и счетчик данных, информационныйвход и выход которого соединены с входом-выходом данных системы, вход разрешения и счетный вход 1 -го входногосчетчика группы (1 с 1 с.и) подключенысоответственно к выходу таймера н1-му входу данных системы, первыйвход и выход 1-го элемента И первойгруппы соединены соответственно с выходом 1 -го триггера переполненияпервой группы н-м входом элемента ИЛИ, счетчный вход и выход счетчика импульсов подключены соответствен."но к выходу генератора импульсови адресному входу блока оперативнойпамяти, информационный вход которого соединен с входом-выходом .данных системы, вход дешифратора подключен к выходу счетчика импульсов, а 1-й выход дешифратора соединен с вторым входом 1 -го элемента И первой группы6 и входом разрешения 1-го триггера переполнения первой группы, о т л .ич а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения пропускной способности, она содержит вторую группу из п триггеров переполнения, вторую группу из И элемейтов И, группу из и элементов НЕ, первый и второй элементы задержки, причем выход элемента ИДЯ подключен к входу разрешения счетчика импульсов, входу чтения блока . опе ративной памяти, входу записи счетчика данных и входу первого элемента задержки, выход которого соединен со счетным входом счетчика данных и входом второго элемента задержки, выход которого подключен к входу записи блока оперативной памяти вхо ду чтения счетчика данных и синхровходам триггеров переполнения, первойи второй групп, вход установки, вход, разрешения и выход 1 -го.триггера переполнения второй группы соединеныФ соответственно с выходом 1 -го входного счетчика группы, у -м выходом дешифратора и первым входом 1-го элемента И второй группы, второй вход и выход которого подключены соответст" венца к выходу.1 -го .элемента НЕ груп- фЬ пы и входу установки 1-го триггера переполнения первой группы, а вход 1-го элемента НЕ группы соединен с 1-м выходом дешифратора.Изобретение относится к электро- измерительной технике и технике регистрации рентгеновского излучения, когда данные поступают одновременно по большому числу каналов в виде импульсовЦель изобретения - повышение пропускной способности за счет предотвращения искажения информации при повышенных скоростях счета входных сигналов, что позволяет увеличить количество каналов и частоту входных сигналов за счет незначительного 1 О усложнения системы.На Фиг. 1 дана Функциональная 15 схема:предлагаемой многоканальной системы сбора данных; на Фиг. 2 временная диаграмма ее работы.Многоканальная система сбора данных содержит и входных счетчиков 1 20 по числу каналов и, счетные входы которых соединены с входами данных системы, а выходы - с 8-входами триггеров 2 переполнения второй группы каждого канала, Выходы триггеров 2 25 соединены с первыми входамиэлементов И 3 второй группы каждого канала, выходы которых соединены с Я-.входами триггеров 4 переполнения первой группы каждого канала. Выходы триггеров 4 соединены с первыми входами элемен - тов И 5 первой группы каждого канала. Элемент ИЛИ 6 имеет количество входов по числу и каналов, каждый из этихвходов соединен с выходом элемента И 5 каждого канала соответственно. Выход генератора 7 импульсов соединен с управляющим входом коммутатора 8, выполненного, например, в виде счетчика 9 импульсов и дешифратора 100 выходы которого (по числу каналов) соединены с одноименными выходами коммутатора 8. Каждый из выходов коммутатора 8 соединен соответственно с вторым входом элемента И 5 каждогоканала, входами элемента НЕ 11 каждого канала и входами разрешения триггеров 2 и .4 переполнения каждого канала, выход элемента НЕ соединен с вторым входом элемента И 3 -каждогоканала. Адресный вход блока 12 оперативной памяти соединен с выходом счетчика 9 коммутатора 8. Устройство содержит также счетчик 13 данных, входы и выходы которого соединены 55 с входом данных блока 12, и два эле-. мента 14 и 15 задержки, соединенные последовательно, причем вход элемента 14 соединен с выходом элемента 6,с входом разрешения счетчика 9, с входом чтения блока 12 и входом записисчетчика 13, выход элемента 14 соединен со счетным входом счетчика 13и входом элемента 15, выход которогосоединенс входами записи блока 12и чтения счетчика 13 и счетными входами триггеров 4 и 2 каждого канала.Выход таймера 16 соединен с входамиразрешения счетчиков. 1 каждого канала.Цепи установки в исходное (нулевое) состояние счетчиков 1, триггеров 2 и 4 и цепь запуска таймера 16на фиг, 1 не показаны,1На фиг. 2 дана временная диаграмма работы, где представлены сигналы 17 на выходе генератора 7, сигналы 18 опроса 1-го канала на выходекоммутатора 8, сигналы 19 опроса(1+1)-го канала на выходе коммутатора 8, сигналы 20 опроса (1+2)-го канала на выходе коммутатора 8, произвольный цикл 21 опроса, в которомпереполнения в счетчиках 1 1-го,.(+1)-го и (+2)-го каналов не произошло, сигнал 22 на выходе треггера 2 -го канала, сигнал 23 на выходе триггера 4 1-го канала, сигнал 24 на выходе элемента ИЛИ 6, сигнал 25на выходе элемента 14, сигнал 26 навыходе элемента 15, сигнал 27 навыходе элемента НЕ 11 -го канала,произвольный цикл 28 опроса, в котором в момент прихода сигнала 18 опроса 1-го канала на выходе триггера .4установлен единичный потенциал, т.е.персполнение счетчика 1 1-го каналапроизошло до прихода опроса данногоканала, произвольный цикл 29 опроса,в котором во время действия сигнала 18опроса 1-го канала появляется сигналпереполнения счетчика 1 х-го, канала,цикл 30 опроса, следующий за циклом 29 опроса,Система работает следующим образом,В исходном состоянии все счетчики 1, все триггеры 2 и 4 и всеячейки блока 12 установлены в йачальное (нулевое) состояние. На выходах всех элементов 5 и, следовательно, на выходе элемента 6 также фиксируется нулевое состояние, которое разрешает счет импульсов счетчиком 9 коммутатора 8, В схеме непрерывно происходят два независимых и несинхрони028 ется. з 1159зированных процесса: счет импульсов1генератора 7 счетчиком 9 коммутатора 8 и счет входных импульсов системы, поданных на счетные входы счетчиков 1 после подачи разрешающего сигнала от таймера 16 на их управлющиевходы.Интенсивность сигналов на входе1-го счетчика 1 системы Х, можетбыть различной и колеблется от очень 10, низкой (0,1 с " ) до очень высокой;определяемой быстродействием входных каскадов счетчиков 1 (10ь -д(1)едд(где Гд - частота сигналов на входе 201- го счетчика 1;1 - число разрядов счетчиков 1,па выходе счетчика 1 1-ро канала появляется сигнал переноса, которыйустанавливает триггер 2 в единичное 25состояние. Сигнал логической единицыпоступает на первый вход элемента 3.Независимо от процесса счета входныхсигналов в счетчиках 1 происходитсчет импульсов генератора 7 счетчи- З 0ком 9. Счет происходит циклическиот произвольного состояния до максимального, далее возвращается в нулевое состояние н т.д. Сигналы с разрядных выходов счетчика 9 поступают35на вход дешифратора 10 и адресныйвход блока 12, В дсшифраторе 10, имеющем п выходов по числу каналов системы, периодически на каждом .выходе появляется сигнал опроса данного канала, длительность которого определяется периодом следования сигналов 17(фиг. 2) генератора 7 Тд-, а периодследования этих импульсов Т на кажкдом выходе дешифратора 10 равняется(при отсутствии переполнения во всехканалах)Т =Т, ,(2)где Т- период следования сигналовгенератора 7;р - разрядность счетчика 9. Обычнор=1 одп, (3)где и - число каналов многокандльнойсистемы сбора данных. 55Эти сигналы 18, 19 и 20 опросапоступают на вторые входы элементов 5и входы элементов 11 1-го, (1+1)-го,(1+2)-го каналов соответствен;до, Если в произвольном цикле 21 на первых входах всех элементов 3 присутствует нулевой потенциал, то, следо - вательно, и на их выходах будет нулевой потенциал. Триггеры 4 также находятся в нулевом состоянии и, следовательно, на первом входе элементов 5 и на выходах этих элементов, соединен.- ных со входами элемента б, формируется нулевой потенциал. Следовательно, на выходе элемента 6 присутствует нулевой потенциал, который разрешает счет импульсов генератора 7 счетчиком 9.Если в -м канале сигнал опроса имеет нулевой уровень (те, канал не опрашивается), то на выходе элемента 11 д-га канала Ф этом время присутствует единичный потенциал, кото- . рый поступает на второй вход элемента 3, открывая его, и если.в этот момент на выходе триггера 2 появляется единичный потенциал 22, то он проходит на выход элемента 3, устанавливая триггер 4 также в единичное состояние 23. Если же в момент опроса данного канала триггер 2 устанав 1ливается в единичное состояние, то установка триггера 4 в единичное состояние происходит только тогда,когда опрос данного канала заканчиваЕсли к моменту опроса 1-го канала коммутатором 8, т.е. к моменту подачи разрешающего потенциала на второй вход элемента 5, на выходе триггера 4 и, следовательно, на первом входе элемента 5 был единичный потенциал, свидетельствующий о наличии переполнения в данном канале, на выходе это-: го элемента, а следовательно, на соответствующем входе элемента 6 и на его выходе появляется единичный потенциал. Этот сигнал поступает на вход разрешения счетчика 9, запрещая счет сигналов генератора 7. Этот же сигнал 24 поступает на вход чтения блока 12 при этом на адресном входе блока 12 от счетчика 9 устанавливается код адреса 1-канала, т.е, канала, в котором происходит персполнение. По этому сигналу на информационный выход блока. 12 считывается содержимое соответствующей ячейки памяти. Сигнал 24 с выхода элемента 6 поступает также иа вход записи счетчика 13, и содержимое шины данных5 115902 записывается в этот счетчик. Сигнал 241 с выхода элемента б запускает элемент. 14, Через время задержки , определяемое процессом чтения блока 12 и запвсью информации в счет чик 13, появляется сигнал 25 на выходе элемента 14 и поступает на счетный вход счетчика 13, который добавляет единицу к своему содержимому. Одновременно запускается элемент 15, 16 время задержкикоторого определягется быстродействием переписи информации из счетчика 13 в блок 12. Сигнал 26 с выхода элемента 15 поступа.ет на вход чтения счетчика 13, обес печивая считывание содержимого этогорегистра на шину данных и на вход записи блока 12 и запись по тому же адресу новой информации. Таким образом, блок 12 и счетчик 13 пред О ставляют собой инкрементный канал многоканальной системы сбора данных, Этот же сигнал 26 с выхода элемента 15 подается на счетные входы триггеров 2 и 4. Однако по входам разре- ф 5 щения открыты только триггер 4 и триггер 2 х-го канала, т.е. того капала, в котором произошло переполнение, Таким образом, триггеры 2 и 4 -го канала устанавливаются в нуле- ЗО вое состояние. Остальные триггеры 2 .и 4 остаются в прежнем состоянии. Сброс триггера 4 и триггера 2 -го канала устанавливает на выходе элемента И 5 -го канала нулевой потенциал и, следовательно, на соответствующем входе элемента б и на его выходе также будет нулевой потенциал, который разрешает счет импульсов генератора 7 счетчиком 9, Аналогичный щ процесс происходит при опросе любогоканала. Временные диаграммы работыпоказаны на фиг. 2 в произвольномцикле 28. На Фиг. 2 в циклах 29и 30 показаны временные диаграммы ра боты системы в случае совпаденияпо времени опроса т-го канала и момента установки триггера 2 в единичное состояние. В этом случае в цикле 29 перепись информации из тригге ф ра 2 х-го канала в триггер 4 запрещена сигналом, поступающим с выходаэлемента 11 на второй вход элемента 3. Перепись происходит после опроса -го канала. Извлечение информации по этому адресу из блока 12, прибавление к ней единицы и запись новой информации в блок 12, происходят в следующемцикле 30 опроса.В счетчике 9 код канала, в котором произошло переполнение, установлен не в течение времени Т, а в течение времени Трр, определяемогосоотношениемТоор = + Тг(4)где ; - время задержки элемента 14;- время задержки элемента 15,Газрядность счетчиков 1 в каждомканале выбрана из условия2 Т 1 сТ ор и, (5)Чтобы за максимальное время опросавссх остальных каналов (т.с. если даже во вссх каналах в данном циклеопроса произошло переполнение) счетчик 1 1-го канала не смог перепол"ниться дважды.Информация, накопленная в блоке 12,о распределении числа переполненийпо каждому каналу (каждый бит информации блока 12 соответствует количеству импульсов, равному 2 , гдеК-.разрядность счетчика 1, поступаю-щих ча вход данного качала за время экспозиции таймера 16) можетбыть использована внешним потребителем как в процессе накопления импульсов так и после накопления импульЭсов, за исключением моментов чтенияи записи информации в блок 12,Введение в каждом канале дополнительного триггера, дополнительногоэлемента И и элемента НЕ полностьюисключает вероятность записи в блок 12информации по двум соседним каналамодновременно, если переполнение происходит в момент смены кода на счетчике 9. Для этой же цели введен запрет счета импульсов генератора 7счетчиком 9 на то время, в течениекоторого в каком-либо канале имеетсяпереполнение. Запрет длится в течение времени Т р , определяемогоформулой (4), за счет введения элементов 14 и 15 задержки. В течениеэтого времени информация в соответствующей ячейке блока 12 увеличивается на единицу. Отсутствие этихэлементов вызывает просачивание информации в (+1)-й канал, что особеннооказывается при больших скоростяхследования входных сигналов многоканальной системы сбора данных (1-10 МГц)и большой частоте опроса (1 МГц), таккак вероятность совпадения при этомувеличивается.ИИПИ Заказ 3590/49 Тираж Подписное вал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектна 7 1590288 В известной системе ощибка считы- зафиксированного в канале) уже при вания информации превышает допусти- частоте следования входных импульсов мую (0,5 Ж от максимального числа, 1-5 кГц и частоте опроса 500 кГц.