Адаптивный коммутатор

Союз Советских Социалистических Республик, с присоединен Государственный комите СССР но делам изобретений и открытий(23) Приорите Опублико но 230481 Бюллетень Мо 1 кованияописания 230481Дата опубл 2) Авторы изобретен Морозов и. Ю,го(71) Заявитель АДАПТИВНЫЙ КОММУТАТОР ре- твре" этом ель 30 н Изобретение относится к информационно-измерительной технике, предназначено для использования, в первую очередь, в системах телеметрии и может быть также использовано в вычислительной технике, в частности, в качестве устройства сопряжения.Известен адаптивный коммутатор системы телеизмерений, содержащий анализаторы активности, схему памяти моментов появления требований на опрос каналов с генераторами пилообразных напряжений, детектор максимального сигнала, логическую схему выборов каналов, схему статической памяти адресов каналов, схему динамической памяти адресов каналов, диодную матрицу, ключевые элементы и элемент ИЛИ.Коммутатор каналов подобного рода обеспечивает адаптивную коммутацию информационных каналов по принципу "первый заявил - первый обслуженф, а при поступлении групповых требований обслуживанию в первую очередь подлежат информационные каналы с меньшим порядковым номером (11 .Известен также адаптивный коммутатор системы телеизмерений, содержащий анализаторы активности, схемупамяти моментов появления требованийна опрос каналов с генераторами пилообразных напряжений, детектор максимального сигнала, логическую схему выбора каналов, схему статическойпамяти адресов каналов, схему динамической памяти адресов каналов, диодную матрицу, ключи, элемент ИЛИ,схему принудительного опроса каналовв составе счетчика числа требованийна обслуживание, триггера управления, каскада антисовпадения, счетчика калиброванных отрезков времени и5 линии задержки,Такой коммутатор обеспечиваеткоммутацию информационных каналов врежиме адаптивной коммутации или врежиме циклической коммутации. В20 жиме адаптивной коммутации осущесляется коммутация каналов по мерепоступления требований на их опрос,а при наличии групповых требованийпредпочтение отдается каналу с меньшим порядковым номером. В режименизкой активности информационныхканалов коммутатор переводится вжим циклической коммутации, приканалы обслуживаются последовато, начиная с первого канала 12.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является адаптивныйкоммутатор информационных каналов,содержащий блок памяти моментов появления требований, первая группавходов которого соединена с выходамианализаторов активности входных сигналов, детектор максимального сигнала, выходы которого через блок выбора каналов соединены со входами шифра тора, регистр, первый вход которогосоединен с первым выходом шифратора,а разрядные выходы через дешифраторсоединены со входами элемента ИЛИ,блок опроса, первый вход которогосоединен с выходом элемента ИЛИ, авыход - с управляющим входом блокапамяти моментов появления требований,канальные элементы, первые входы которых соединены с соответствующимивыходами дешифратора, причем группавходов устройства соединена с первымивходами анализаторов активности входных сигналов и с первыми входамисхем соединения, вторые входы которыхсоединены с выходами блоков контрольных сигналов, и со вторыми входамиканальных элементов, выходы дешифратора соединены с соответствующимивходами второй группы входов блокапамяти моментов появления требованийи со вторыми входами соответствующиханализаторов активности, блок формирования приоритетов, выходы которого соединены с соответствующими входами третьей группы входов блока памяти моментов появления требований,установочные входы шифратора и блока формирования приоритетов, вторыевходы регистра и блока опроса, управляющий вход детектора максимальногосигнала соединены соответственно спервыми-пятыми входами устройства,первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно со вторымвыходом шифратора, с выходом элемента ИЛИ и с выходами канальныхэлементов,Дисциплина информационного обслуживания реализует адаптивную и циклическую коммутациЮ каналов, приэтом в процессе коммутации учитывается не только время поступления требований на опрос каналов, но и текущее поведение контролируемых параметров и их программные приоритеты.Причем программные приоритеты задаются наклоном пилообразного напряжения, а динамические - величиной"подпора" этих напряжений, причемуровень "подпора" определяется величиной отклонения параметров от ихконтрольных значений 13) .Однако раздельное и независимоеформирование программных и динамических приоритетов в соответствующихфункциональных узлах с последующимих суммированием усложняет известное устройство. Кроме того, фиксация внакопителях напряжений о величинеотклонений контролируемых параметровот их программных значений на продолжительное время может привести к тому,что обслуживание канала выполняетсяв момент времени, когда параметр указанного канала "вернулся" в зону нормального поведения.Цель изобретения - упрощение адаптивного коммутатора и повышение егобыстродействия.Поставленная цель достигается тем,что в адаптивном коммутаторе, содержащем блок памяти моментов появлениятребований, первые входы которого 15 соединены с выходами анализаторовактивности входных сигналов, детектор максимального сигнала, выходы которого через блок выбора каналов соединены со входами шифратора, первые Я) выходы которого соединены с входамирегистра, разрядные выходы которогочерез дешифратор соединены со входами элемента ИЛИ с первыми входамисоответствующих анализаторов активности входных сигналов и канальныхэлементов и со вторыми входами блокапамяти моментов появления требований,выход элемента ИЛИ соединен с первымвходом блока опроса каналов, выходкоторого соединен с управляющим входом блока памяти моментов появлениятребований, третьи входы которогосоединены с выходами блока формирования приоритетов, блоки контрольныхсигналов, выходы которых соединеныс первыми входами соответствующихблоков сравнения, вторые входы которых объединены со вторыми входамисоответствующих анализаторов активности входных сигналов и канальных 40 элементов и подключены к первым входам адаптивного коммутатора, первыевыходы которого соединены с выходамиканальных элементов, установочныевходы шифратора и блока формированияприоритетов, вторые входы регистра иблока опроса, управляющий вход детектора максимального сигнала соеди.нены соответственно со вторыми - шести входами адаптивного коммутатора,второй выход которого соединен совторым выходом шифратора, выходы блока памяти моментов появления требований соединены с соответствующимивходами детектора максимального сигнала, а выходы блоков сравнения сое динены с соответствующими входамиблока формирования приоритетов,На фиг, 1 приведена структурнаяэлектрическая схема устройства; нафиг. 2 - выполнение блока опроса 60 каналов; на фиг. 3 - выполнение блока памяти; на фиг. 4 - временныедиаграммы работы адаптивного коммутатора.Устройство содержит (фиг. 1) ана лизаторы 1 активности входных сигналов, блок 2 памяти моментов появления требований, детектор 3 максимального сигнала, блок 4 выбора кайалов шифратор 5, регистр 6, дешифратор 7, канальные элементы 8, элемент 9 ИЛИ, блок 10 опроса каналов,блок 11 Формирования приоритетов,блоки 12 контрольных сигналов, блоки13 сравнения. Устройство также содержит первые входы 14 адаптивногокоммутатора, первые 15, вторые 16 итретьи 17 входы блока 2 памяти моментов появления требований, управляющийвход 18 блока 2 памяти моментов появления требований, установочныевходы 19 и 20 шифратора 5 и блока 11формирования приоритетов, вторые 15входы 21 и 22 регистра 6 и блока 10опроса каналов, управляющий вход 23детектора 3 максимального сигнала,второй выход 24 шифратора 5, выходы25 канальных элементов 8, входы 26блока 2 памяти моментов появлениятребований и входы 27 блока 11 формирования приоритетов.Блок 10 опроса каналов выполнен(фиг. 2) на счетчиках 28 и 29,25триггере 30, элементе 31 запрета иэлементе 32 з адержки,Блок 2 памяти (фиг, 3) выполненна генераторах 33 пилообразного напряжения.Адаптивный коммутатор работаетследующим образом,Сигналы с первых 14 входов отизмерительных преобразователей (датчиков) контролируемых параметров(на фиг. 1 не показанных) непрерывно анализируются анализаторами 1активности и блоками 13 сравнения,Анализаторы 1 в соответствии с текущими характеристиками измерительных сигналов осуществляют их неравномерную дискретизацию по выбранному алгоритму и Формируют импульсы (требования) на опросы информационных каналов. Фронтом сформированного импульса в блоке 2 памяти моментов появления требований допускается генератор 33 пилообразного напряжения соответствующего информационного канала. Если требования от нескольких анализаторов 1 поступают одновременно (групповое требование) то генераторы 33 блока 2 запускаются в один и тот же момент времени,Каждый генератор 33 блока 2 вырабатывает линейно нарастающее (линейно падающее) напряжение. Величина наклона этого напряжения определяет текущее значение приоритета контролируемых параметров в каждом информационном канале и задается блоком 11 60 Формирования приоритетов, который в структурном отношении представляетсобой набор элементов, определякнцих постоянную времени генераторов 33 пилообразных напряжений. 65 Текущий приоритет каждого параметра определяется суммой программного приоритета и динамического приоритета. ПрОграммные приоритеты задаются заранее, исходя из важности контролируемых параметров и фиксируются в виде исходных значений постоянных времени цепей генераторов 33Динамические приоритеты Формируются по результатам контроля за текущим поведением измерительных сигналов при их сравнении в блоке 13 сравнения с контрольными сигналами, задаваемыми в блоках 12 контрольных сигналов. Значения этих сигналов определяют зоны нормального поведения контролируемых параметров, а близость параметров к этим зонам или величина ухода параметров за их пределы определяет, по существу, динамические приоритеты параметров. По величине отклонений сигналов при их сравнении с контрольными сигналами в схемах 13 сравнения осуществляется изменение параметров цепей, определяющих постоянную времени генераторов 33 пилообразных напряжений в блоке 2 памяти моментов появления требований, что приводит к изменению "наклона" пилообразного напряжения соответствующего канала пропорционально величине текущего отклонения сигналов,Длительность сигнала пилообразного напряжения, вырабатываемого генератором 33, зависит от количества требований, поступающих от анализаторов 1. Длительность обслуживания каждого требования выбрана постоянной и равной длительности информационных слов, состоящих из информационных и адресных частей передаваемыхкодовых групп.Напряжения с выходов генераторов 33 пилообразного напряжения поступают на вход детектора 3 максимального сигнала, представлякщего собой элемент сравнения с несколькими входами. В момент сравнения пилообразных напряжений, который соответствует началу передаваемого информационного слова, на управляющий вход 23 детектора 3 от хронизатора системы (на фиг. 1 не показан) поступает синхросигнал При этом на выходе детектора 4 появляется сигнал на том выходе, который соответствует входному сигналу максимальной величины, По существу детектор 4 выполняет роль диспетчера организующего дисциплину обслуживания информационных каналов с учетом времени появления требований и текущих приоритетов, определяемых суммой программных и динамических приоритетов.Сигналы с выходов детектора 3 поступают на входы блока 4 выбора каналовВ случае, если с выхода детектора 3 сигнал поступает только на один вход блока 4, блок 4 пропус15 кает этот сигнал на выход, не оказывая на него никакого воздействия.Если в момент сравнения на входе блока 4 действуют несколько одинаковыхпо величине напряжений (групповоетребование), то на выходе блока 4действует сигнал с того выхода, который соответствует наименьшему номеру информационного канала.Напряжение с одного из выходовблока 4 поступает на шифратор 5,где Формируется адрес соответствующего информационного канала. Значения кода адреса можно изменять .впроцессе работы системы по внешнимкомандам, подаваемым на установочный вход 19 шифратора 5. Адрес номера канала, содержащий в коде нулевыесймволы, запрещен, Он используетсяв адаптивном коммутаторе для передачи фхолостых" слов в момент времени,когда требования на опрос каналовотсутствуют.Код адреса информационного канала, подлежащего обслуживанию, переписывается в регистр б и возбуждаетсоответствующий выход дешифратора 7и канальный элемент 8 данного информационного канала, открывается. Существенная выборка с выхода указанного канала через канальный элемент8 выдается для дальнейшего преобразования и передачи по каналу связи.Одйовременно сформированной выборкеиз шифратора 5 (выход 24) приписывается код ее адреса и осуществляется сброс анализатора 1 и генератора33 пилообразного напряжения в блоке2 данного канала в исходное состояние (по цепи входов 16),На этом заканчивается цикл обслуживания одного требования. При низкой активности входных сигналов требования на опрос информационных каНалов Формируются принудительно блоком 10 опроса каналов одновременнойподачей импульса на генераторы 33блока 2 для их запуска (по входу 18),Коммутатор приступает к выполнениютребований на обслуживание, начинаяс канала с высшиМ приоритетом. Счетчик 28 блока 10 подсчитывает количество выполненных требований наФиксированном интервале, задаваемомсчетчиком 29 внешними синхросигналами (вход 22). Поскольку принудительно обслуживаются все информационныеканады и требований эа Фиксированныйинтервал много, то триггер 30 блока10 устанавливается в рабочее положение и размыкает цепь подачи импуль"са принудительного опроса через элемент 31 запрета. Коммутатор переходит в режим адаптивной коммутации.Если сохраняется низкая активностьизмерительных сигналов, то цикл принудительного опроса повторяется.Временные диаграьвы (Фиг. 4) поясняют процедуру обслуживания инфор 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 60 65 мационных каналов, учитывающую времяпоступления требований и величинупрограммных и динамических приоритетов. Таким образом, предлагаемое изобретение при сохранении возможностей известного устройства на основе нового принципа формирования текущих приоритетов повышает эффективность обслуживания информационных каналов с активным поведением контролируемых параметров. При этом устройство упрощается, а быстродействие его повышается. Формула изобретения Адаптивный коммутатор содержащий блок памяти моментов появления требований, первые входы которого соединены с выходами анализаторов активности входных сигналов, детектор максимального сигнала, выходы которого через блок выбора каналов соединены со входами шифратора, первые входы которого соединены с первыми входами регистра, разрядные выходы которого через дешифратор соединены со входами элемента ИЛИ с первыми входами соответствующих анализаторов активности входных сигналов и канальных элементов и со вторыми входами блока памяти моментов появления требований, выход элемента ИЛИ соединен с первым входом блока опроса каналов, выход которого соединен с управляющим входом блока памяти моментов появления требований, третьи выходы которого соединены с выходами блока формирования приоритетов, блоки контрольных сигналов, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих блоков сравнения, вторые входы которых объединены со вторыми входами соответстВующих анализаторов активности входных сигналов и канальных элементов и подключены к первым входам адаптивного коммутатора, первые выходы которого соединены с выходами канальных элементов, установочные входы шифратора и блока формирования приоритетов, вторые входы регистра и блока опроса, управляющийвход детектора максимального сигнала соединены соответственно с вторыми шестыми входами адаптивного коммутатора второй выход которого соединен со вторым выходом шифратора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения адаптивного коммутатора и повышения его быстродействия входы блока памяти моментов появления требований соединены с соответствующими входами детектора максимального сигнала, а выходы блоков сравнения соединены.с соответствующими входами блока формирования приоритетов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССРР 225036, кл, С 08 С 19/28, 19682, Авторское свидетельство СССРР 407376, кл, 0 08 С 19/28, 1974.3. Авторское свидетельство СССРР 642702, кл. 6 06 Р 3/04, 1976824264 Составитель Н.Бочароваедактор Т.Киселева Техред М.Говинка Корректор О.Бил е ППП "Патентф, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 ил Закаэ 2130/74 Тираж 6 ВНИИПИ Государствен по делам иэобрет 113035, Москва, Жого коми ний и отРаушск Подпистета СССРкрытийая наб., д. 4/