Адаптивное устройство для передачи информации

358844временная диаграмма, поясняющая работу устройства.Устройство содержит вход 1 для нподачи отсчетов сигналов от датчиковпреобразованных в цифровую формувнешним АЦП, регистр 2 текущей выборки, выход которого связан с входом блока 3 сравнения,.информационным входом блока 4 оперативной памя-.ти. и информационным входом блока 5 буфернойпамяти.Кром того, кинформационному входу блока 5 подключены выход Т-триггера 6, вход которого свя.15зан с выходом 7 переполнения счетчика 8 адреса, информационный выход 9 .блока 8 и выход 10 блока 11 управле"ния частотой опроса датчиков. Выход блока 4 связан с входом регистра12 памяти, выход которого соединенс вторым входом блока 3, а вход уп"равления - с синхровходом 13 устройства и входом управления блока 2. Через элемент 14 задержки вход 13 соединяется с первыми входами элементовИ 15 и 16, с входом блока 8. Вторыевходы элементов 15 и 16 связаны свходом элемента И 17, первый вход ко"торого соединен с выходом 18 блока11, второй " с выходом элемента ИЛИ ЗО 19. Первый вход последнего соединен 3 17ностью считывания информации в каналсвязи, Недостатком данного устройства является то, что, возможно переполнение буферной памяти при активном изменении входных сигналов и неФормируется информация для восстановления расположения отсчетов во времени. Все это в совокупности приводитк тому, цто достоверность передаваемой информации невысока, восстановитьисходные, сигналы удается весьма приближенно,Целью изобретения является повышение достоверности передаваемой инФормации,Указанная цель достигается тем,что в известное устройство вводятсяблоки и связи, позволяющие в зависимости от уровня заполнения блока буФерной памяти регулировать частотуопроса входных датчиков и формировать временную информацию от отсчетах,исключая переполнение блока буфернойпамяти, а именно: блок управлениячастотой опроса датчиков, на входкоторого подается информация вбуровне заполнения буферной памяти,а на выходах Формируются сигнал управления приемом данных от датчикови код коэффициента увеличения периода опроса датчиков,Т-триггер,изменяющий свое состояние перед каждым циклом опроса датчиков, соединен-ный своим выходом с информационнымвходом блока буферной памяти, чтопозволяет каждое слово буферной памяти однозначно отнести к одному изпоследовательных циклов опроса, счетчик адресов датчиков, Формирующийсигналы начала циклов опроса, а также адресную информацию для блока буФерной памяти, КЯ-триггер, инвертор,элементы задержки, И, ИЛИ соответствующими связями обеспечивают принудительную запись последнего счетчика, если за цикл опроса существенных отсчетов не оказалось, реверсив"ный счетцик, Формирующий данныеоб уровне заполнения буферной памятии сигнал управления считыванием инфор"мации из нее в канал связи,. коммутатор, инвертор, элементы задержки,элеиенты И, обеспечивают необходимуюлогику работы устройства в целом.На Фиг.1 представлена блок-схемапредлагаемого устройства; на Фиг,2 -,блок"схема возможной реализации блока управления частотой; на Фиг.3 с выходом блока 3 и через инвертор 20 с первым входом элемента И 21,второй вход которого соединен с выходом 7 блока 8, третий вход - с инверсным выходом 22 КЗ-триггера 23, авыход - с вторым входом блока 19.Б-вход 24 блока соединен с выходомблока 3, К-вход 25 - с входом 26 считывания устройства. Выход 7 блокащо 8 соединен с входом 27 блока 11, вход 28 которого соединен с информационным выходом реверсивного счетчика 29,инкрементный вход 30 которого под"ключен к выходу элемента 16 и черезэлемент 31 задержки к управляющемувходу блока 5, Декрементный вход 32 блока 29 соединен с входом 26, входом счетчика 33 считывания. Выход 34 переполнения блока 29 является выходом. разрешения считывания устройства.Вход управления коммутатора 35 соединен с выходом элемента 16 и входом счетцика 36 записи, выход которого связан с первым информационным входом коммутатора 35, а выход счетчика 33 - с вторым информационным входом коммута" тора 35. Выход блока 5 является выходом устройства,1+ т + Э 15173588Блок управления частотой на Фиг,2 "содержит кодер 37, вход которого является входом 28 блока 11, и связан с инФормационным входом 38 вычи 5тающего счетчика 39, Управляющий вход40 является выходом элемента И 41,первый вход которого связан с входом 27 блока 11 и через инвертор 42с первым входом элемента И 43, второй вход которого связан с входом27, а выход - со счетным входом .блока 39. Выход 44 заема счетчика 39соединен с входом инвертора 42 и выходом 18 блока 11, Вход 38 через ре"гистр 45 памяти связан с выходом 10блока 11; Управляющий вход блока 45соединен с выходом элемента 43,Устройство работает следующим об разом. ОВ исходном состоянии блоки 2,4,. 51223293336,39 установлены внуль, счетчик 8 содержит единицу,состояние Т-триггера 6 не определено, на выходе блока 3 - нуль; на управляющих входах блоков 4 и 5 - уровни нуля, соответствующие операциичтения. На выходе 18 - единица, навыходе 7 - нуль, на выходе 34 - единица, При подаче первого отсчета,сопровождаемого синхроимпульсом навходе 13 (Фиг.3), он запоминаетсяв регистре 2. Одновременно,в регистр12 записывается содержимое блока 4с адресом "1". Элемент 14 задержкиобеспечивает блокировку разрешения 35записи в блоках 4 и 5, Это наобходимо для правильной работы устройства,в противном случае для промежуточного отсчета могла бы выполниться за"пись по сигналу существенности предыдущего отсчета, Если обозначитьчерез с, задержку -м блоке, то"14 "+ 3+ Е+ й 1 Если отсчет существенный, то на выходе блока З-единица, которая устанавливает КБ-триггер 23 в единицу, и если запись разрешена блоком 11 (на входе 18 единица), Формируются единичные сигналы записи на входах элементов 16 и 15. Если отсчет несущественный, на выходе блока 3 " нуль, но сигнал записи все же может быть сФормулирован по второму входу блока 19. Это имеет место в случае, когда за весь цикл опроса не былол" 46существенных отсчетов (в блоке 23 нуль), последний отсчет не существенен и в блоке 8 адрес послдиего датчика (на выходе 7 - единица), В этом случае несущественный отсчет принудительно записывается в память как существенный, чтобы не потерять инФормацию о времени расположения отсчетов последовательных циклов опроса, Запись существенного отсчета в блок 5 осуществляется увеличением счетчика 36 на единицу, настройкой блока 35 и выдачей сигнала записи с задержкой, определяемой элементом 21, Ее величина По окончании импульса (по заднемуФронту) на входе 13 переключаетсяблок 8. Длительность этого импульса Таким образом подготавливается адрес следующего датчика,Временной интервал иежду импульсами (Дс) должен позволять сформиро"вать, записать результаты, выполнить чтение из блока 4 и изменить вконце цикла состояние Т-триггера 6,Поскольку реально, то По окончании цикла опроса блок 8содержит "1", триггер 6 установленв инверсное состояние относительнопредыдущего цикла.Блок 11 управления частотой ра"ботает следующим образом,Кодер 37 преобразует код из блока 29, равный числу занятых ячеекв блоке 5, в начальное состояниесчетчика 39, Кодер 37 может быть реализован либо в виде схемы из логических элементов, либо в виде ПЗУ, ПЛИ,Код на выходе кодера 37 - число циклов опроса датчиков, в течение которых запрещена запись в блоках 4 и 5,Этот код по выходу 10 записываетсяв блок 5, Сигнал на выходе 44 равенединице при нулевом состоянии счетчика 39 и является разрешающим (выход18). Запись код с входом 38 возможнапри нулевом состоянии счетчика 39 ивыполняется только в конце цикла опроса сигналом с входа 27. Этим жесигналом инициируется вычитание едиХ 5 ф 717ницы в счетчике 39. Крличество "про 1пущенных" циклов заносится в блок 5с каждым существенным отсчетом нового цикла опроса. Запись в блоках 39 и45 выполняется по заднему Фронту сигнала на входе 27.функцией кодера является Формирование числа циклов опроса, которыенужно выполнить.без записи в блоки4 и 5 (этим и снижается частота оп-.роса), в зависимости от числа занятых ячеек блока 5 (Фиксируется блоком 28). Заранее можно вычислить,3при каком"числе занятых ячеек блока5 во сколько раз следует снизитьчастоту опроса, чтобы избежать потери отсчетов. По результатам строятся логические Функции,П р и м е р. Пусть емкость блока 5 равна 64, Задано, что при числе данных более 15, но менее 31, необходимо пропускать один цикл опроса, при числе данных более 31 " два цикла.Обозначив через хс, х, хг, х, х 4., .х Разряды входа 28, а через г, г 4 разряды выхода, можно получить, что Например, для числа занятых ячеек 3 (хх = х 4х= О, х = - .х 1) г = г= О, т.е циклы опроса не пропускаются. При числе занятых ячеек 3 О (х = х О, х,х =х х 4=1) г=1, г=О, т,е., пропускается один цикл опроса,Таблицу истинности кода на входе и выходе блока 37 можно изобразить следующей таблицей (в ней приведены деся тичные эквиваленты двоичных кодов). По окончании цикла опроса датчиков осуществляется считывание инФормации во внешние средства передачи данных. Для этого на вход 26 подаются импульсы считывания иэ блока 5 (например, внешним генератором импульсов), который настроен на считывание нулевым уровнем с выхода эле"е мента 31. Считывание возможно при нулевом уроае на выход 34, единичныйуровень указывает на опустошение бло" ка 5. Этот сигнал должен использоваться внешней аппаратурой для согла" сования работы предлагаемым устройстаом. С учетом числа считанных слов,358848 счетчик 29 формирует число занятыхячеек в блоке 5.Повышение достоверности передачиинформации поясняется следующим образом. Путем регулирования частотыОпроса возможно пОлнОстью исключитьпотери существенных отсчетов иэ-эапереполнения блока 5. Действительно"если число отсчетов поступающих всекунду в блок 5, равно числу выводимых в секунду отсчетов в канал связи по его выходу, переполнение невозможно. Первую величину можно оп"1 ределить либо путем эксперимента,либо ориентируясь на число входных,датчиков, умноженное на частоту опроса. Вторая. величина обычно известна.Таким образом, для каждого отсчетаизвестны его временное расположениеи величина амплитуды. Зная амплитудно-частотные характеристики датчиков,легко вычислить погрешность восстановления сигнала. В известном устройстве допускается переполнение блока5 без Фиксации какой-либо информацииположения существенных отсчетов.Это дает возможность весьма приблизительно судить о погрешностях пере"даваемой информации иэ-за РпотерянО ных" отсчетов. В известном устрой"стве не Фиксируется информация о .расположении отсчетов на оси времени,Предлагаемое устройство обеспечиваеттакую информацию. отсчеты соседнихциклов имеют инверсное значение триггера 6. Зная время цикла опроса ицикла считывания, можно. рассчитатьвременные метки отсчетов. Кроме то"го, обеспечивается принудительное41 Формирование существенного отсчетапри отсутствии такового фактически напротяжении. всего цикла опроса датчи- .ков. Это необходимо для последующеговосстановления временных меток, т.е..обеспечивает необходимую достоверность передачи информации,формула изобретения 1. Адаптивное устройство для передачи инФормации, содержащее регистр ;екущей выборки, первый вход . которого является .первым входом уст" ройства, выход соединен с первым входом блока сравнения, блок оперативной памяти, счетчик записи, вход которого объединен с входом первого элемента задержки, блок буферной памяти, управляющий вход которого9 173 соединен с выходом первого элемента эадержки, счетчик считывания, второй элемент эадержки, первый элемент И, выход которого соединен с управляющии " входом блока оперативной памяти, вто" рой, третий и четвертый элементы И, выход третьего элемента И подключен к первому входу элемента ИЛИ, о т,а и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности передаваемой информации, в него введены счетчик адреса, регистр памяти, инвертор, Т- и КБ-триггеры, коммутатор, реверсивный счетчик и блок уп" равления частотой опроса датчиков, объединенные второй вход регистра текущей выборки, вход второго элемента эадержки и первый вход регистра памяти являются вторым входом устройства, выход второго элемента задерж. ки подключен к входу счетчика адреса .и первым входам первого и второго элементов И, первый выход счетчика адреса соединен с адресным входом блока оперативной памяти и первым информационным входом блока буферной памяти, второй выход пОдключен к первым входам третьего элемента И и блока управления частотой опроса датчиков и входу Т-триггера, информационный вход блока оперативной памяти и второй информационный вход, блока бу" ферной памяти подключены к выходу ре- гистра текущей. выборки, выход Т"триггера соединен с третьим информационнным входом блока буферной памяти, адресный вход которого соединен с выходом коммутатора, первый и второй входы которого подключены к выходамсчетчика эаписи и счетчика считыва" ния соответственно, третий вход коммутатора подключен к выходу второго элемента И, вторые входы первого и второго элементов И подключены к выходу четвертого элемента И, выход блока оперативной памяти соединен с вторым входом регистра памяти, вы ход которого подключен к второму вхо" ду блока сравнения, выход которого5881 10 подключен к второму входу элемента ИЛИ, Б-входу КБ-триггера и через инвертор к второму входу третьего элемента И, третий вход которого соединен с инверсным выходом КБ-триггера, объединенные К-вход КБ-триггера, вход счетчика считывания и первый вход реверсивного счетчика являются третьим входом устройства, выход блока буферной памяти является первым выходом устройства, второй вход реверсивного счетчика соединен с выходом второго элемента И, первый вы ходреверсивного счетчика подключенк второму выходу блока управления частотой опроса датчиков, второй выход реверсивного счетчика является вторым выходом устройства, первый и 20 второй выходы блока управления частотой опроса датчиков соединены соот-еф ветственно с первым входом четвертого элемента И и четвертым информационным входом блока буферной памяти, 2 выход элемента ИЛИ подключен к второму входу четвертого элемента И,2. Устройство по п.1, о т л и ча"ю щ е е с я тем. что блок управления частотой опроса датчиков содержит кодер, регистр памяти, первый и второй элементы И, счетчик и инвертор, вход кодера является первым входом блока УпРавления частотой опроса датчиков, выход которого подклю" чен к первым входам регистра памяти 35 и счетчика, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, третий вход счетчика и второй вход регистра памяти подключены к выходу. второго элемента И, первые входы 40. первого и второго элементов,И являются вторым входом блока управления частотой опроса датчиков, второй вход второго элемента И соединен с выходом инвертора, вход которого ивторой вход первого элемента И подключены к выходу счетчика, выход счетчика и выход регистра памяти являются соответственно первым и вторым выходами блока управления часто" той опроса датчиков.1735884 12 Вход Выход Вход Выход Вход Выход Вход Выход 910 13 14 15 1 6 1 3,2 2 1 7 1 3 3 2 19 1 35 2 20 1 36 2 21 1 37 2 2 1 38 2 23 1 39 2 24 1 40 2 25 1 41 2 26 1 42 2 27 1 43 2 2 Е 1 44 2 29 1 45 2 30 1 46 2 31 1 47 2 48 2 49 2 50 2 51 2 52 2 53 2 54 2 55 2 56 2 57 2 58 2 59 2 60 2 61 2 62 2 63 2