Устройство для опроса датчиков

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК НИЯ л т отсчет вреодсчетал,ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССР Мф 860043, кл, С 06 Г 3/00, 1979.Авторское свидетельство СССР В 1128242, кл. С 06 Г 3/04, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРОСА ДАТЧИКОВ (57) Изобретение относится к вычислительной технике, является дополнительным к авт.св, В 1128242 и может быть использовано в системах управления реконфигурацией многомодульных вычислительных систем для сбора статической информации о работе модулей. Цель изобретения - повыщение надежс 50 4 С 06 Г 13/00 3 и за счет селекции сигналов,обющих заданной крутизной переднеронта и заданной амплитудой. Войство дополнительно введены дв пороговых компаратора, генератор,счетчик и ряд логических элементов.Селекция сигналов по амплитуде осуществляется путем сравнения входногосигнала с эталонными величинами(верхняя и нижняя границы), поступающими на входы первого и второго компараторов. Селекция сигналов по крутизне переднего фронта осуществляетсяпутем контроля времени достижениявходным сигналом определенной амплитудыПри этом амплитуда входногосигнала контролиоуется с помощью пооговых компараторовени происходит путеульсов генератора.12380 Изобретение относится квычислительной технике, в частности к системам сбора данных, может быть использовано в системах управления реконфигурацией многомодульных вычислительных систем, например, для определения модулей, подлежащих выводув ремонтную конфигурацию, а такжедля сбора статистических данных оработе модулей в различных режимах, 10и является дополнительным к основному авт.св. й 1128242,Цель изобретения - повьппение надежности устройства за счет селекциисиГналов, обладающих заданной крутизной переднего фронта и амплитудой,что позволит оценить опасность помехи и рероятность появления из-за неесбоев или отказов в работе многомодульной ЭВМ, сделать вывод о типе 20источника возбуждающей помехи и своевременно принять рациональные меры,повьппающие стойкость многопроцессорной вычислительной машины к воздействию помех и восстановлению вычисли тельного процесса.На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для опросадатчиков на фиг. 2 - режимы работыустройства, 30Устройство содержит первый коммутатор 1, второй коммутатор 2, первыйрегистр 3, таймер 4, выход 5, третийрегистр 6, второй регистр 7, второй8 и третий элемент И 9, пятый элементИ 10, четвертый элемент И 11, первыйэлемент И 12, первый счетчик 13,блок14 памяти, блоки 15 элементов И, блок16 элементов ИЛИ, сумматор 17, блок18 сравнения, элемент ИЛИ 19, входы20 группы, первый вход 21, второйвход 22, пятый вход 23, четвертыйвход 24, третий вход 25, шестой. вход26, седьмой вход 27, восьмой вход 28,девятый вход 29, первый триггер 30,восьмой элемент И 31, первый пороговый компаратор 32, второй пороговыйкомпаратор 33, второй триггер 34,второй счетчик 35, шестой элементИ 36, генератор 37, второй элементИЛИ 38, седьмой элемент И 39, третийэлемент ИЛИ 40,Устройство работает следующим образом.По сигналу, поступающему на вход 55 22 устройства, осуществляется обнуление блока 14 памяти (магазинного запоминающего устройства), всех разря 89 2дов счетчика 13, за исключением самого старшего, в который записывается единица, второго триггера 34 ивторого счетчика 35, Под действиемсигнала, поступающего на вход 23устройства, в регистры 6 и 7 заносится соответственно код временного интервала и однопозиционный код порога,Порог определяет количество событий (сбоев, отказов и т.д.), происходящих за фиксированный интервал времени, код которого хранится в регистре 6,Одновременно с записью кодов порога и временного интервала в регистры 7 и 6, в регистр 3 через управляющий вход 21 устройства записывается код адресов коммутации.Устройство может работать в четырех режимах:первый режим - определение коли-,чества импульсов электромагнитныхЧпомех, воздействующих на -ю контрольную точку с учетом их параметров(крутизны переднего фронта и амплитуды) без учета времени, в течениекоторого они произошли;второй режим - определение количества импульсов электромагнитныхпомех, воздействующих на-ю контрольную точку с учетом их параметров(крутизны, переднего фронта и амплитуды) за строго фиксированный промежуток времени;третий режим - определение количества совершившихся событий безучета времени, в течение которогоони произошли;четвертый режим - определение количества совершившихся событий застрбго фиксированный промежуток времени,Для задания режимов работы отведены триггер 30 режима и старший разряд второго регистра 7, состояниекоторых устанавливается соответственно подачей сигналов на входы 26 и 27и на вход 24 устройства.Режимы работы задает оператор спульта управления ЭВМ. На фиг. 2 описаны режимы работы устройства в зависимости от состояний триггера 30 режима и старшего разряда второго регистра 7.В первом режиме с второго и первого выходов триггера 30 режимов на первый вход восьмого элемента И 31, на третий вход седьмого элемента.з 1238089 4399 И действуют соответственко нуле- то с выхода второго порогового компавой и единичный сигналы с-го и ратора 33 выдается сигнал на первый-1-го выходов регистра 7 (с прямого вход седьмого элемента И 39.и инверсного выходов разряда режима) Если фронт сигнала с выхода второна вторые входы элементов И 9 и 8го коммутатора 2 превысил величинудействуют соответственно нулевой и второго опорного напряжения за заданединичный сигналы, Регистр 3 через ное время (пока не переполнился втокоммутаторы 1 и 2 коммутируют К-ый рой счетчик 35), то с выхода открыинформационный вход из входов 20 уст- того по первому и второму входамроиства (К=1, , В, где 1 - количе седьмого элемента И 39 сигнал подаство информационных входов устройст- ется на первый вход третьего элеменва), к которому подключена опрашива- та ИЛИ 40.емая контрольная точка на второй С выхода переполнения второго счетвход восьмого элемента 31 И и перво- чика 35 единичный сигнал поступаетго и второго пороговых компараторов 15 ка первый вход второго триггера И 3432 33. и триггер 34 устанавливается в нулеВосьмой элемент И 31 закрыт нуле- вое состояние. Элемент И 36 запираетвым сигналом с триггера 30 режимов, ся нулевым сигналом с выхода триггеН а первый вход первого порогового ра 34 и счет импульсов прекращается,компаратора 32 (который является - . 20 Таким образом, второй пороговыйвосьмым входом 28 устройства) посту- компаратор 33 осуществляет селекциюпает первое опорное капряжение Цр, сигналов по амплитуде,а второй счетслужащее для определения начала Фрон- чик 35, триггер 34, шестой элементта импульса помехи. Сигнал с выхода И 36, генератор 37, второй элементпервого порогового компаратора 32 д ИЛИ 38 - по времени, т.е, по крутизустанавливает второй триггер 34 в не переднего Фронта (достижение сигединичное состояние. Единичный сиг-. налом заданной амплитуды за заданноенал с выхода второго триггера 34 время).поступает на второй вход шестогоэлемента И. 36. В результате с гене 30Под действием единичного сигналаратора 37 через первый вход шестого с 1 -го выхода (1 - количество Выходовэлемента 36 И на вход второго счетчи-, Регистра 7) РегистРа 7 откРывается ка 35 поступает последовательность второй 8 и пятый 10 элементы И. Посимпульсов.тупивший с третьего элемента ИЛИ 40С этого момента начинается отсчет сигнал проходит через открытый втовремени нарастания фронта воздейст З 5 Рой элемент И 8, действуя на второй вующего импульса помехи. С икформа- (счетный) вход первого счетчика 13, ционных выходов второго счетчика 35 который осуществляет их суммирование, сигналы поступают на второй элемент При переполнении, первого счетчика 13ИЛИ 38,свыхода которого единичный сигнал через открытый элемент И. 10, сигнал подается ка второй вход седь- элемент ИЛИ 19 и выход Ь устройствамого элемента И 39. поступает в блок прерывания управТаким образом, седьмой элемент ляющего процессора, по которому осуИ 39 по второму входу открыт все ществляется прерывание и передача время, пока второй счетчик. 35 произ- управления программе учета статистиводит подсчет опорных импульсов ге 45 ческои информации. При поступлениинератора 37, По третьему входу эле- сигнала на втоРой (счетньй) вход мент И 39 открыт единичным сигналом первого счетчика 13 работа устройст-первого выхода триггера 30 режима, ва аналогична описанной.Во втором режиме работы триггерСигнал с выхода второго ком тар коммута 30 режима находится в нулевом состоятора 2 поступает на второй вход вто- кии, а разряд режима регистра 7рого порогового компарато а 33 нар ра 33, на в единичном, Поэтому на 1 -ом выходепервый вход которого (являющийся регистра .7 действует нулевой, а надевятым входом 29 ст ойств )у ройства) подает- (- 1)-ом - единичный сигналы. Реся второе опорное напряжение 1 р, 55 гистр 3 через коммутаторы 1 и 2,причемО 1 Ц . ЕсррЦ . ли амплитуда сиг- так и в первом режиме, коммутируетнала с выхо а вто огоала с выхода второго коммутатора 2 К-й информационный вход из входов 20превышает второе опорное напряжение, устройства, к которому подключенаопрашиваемая контрольная точка, на вторые входы первого 32 и второго 33 пороговых компараторов и восьмо- го элемента 31 И.Восьмой элемент И 31 закрыт нулевым сигналом с триггера 30 режимов.На первый вход первого порогового компаратора 32 (который является восьмым входом 28 устройства) поступает первое опорное напряжение Мщ, служащее для определения начала Фронта сигнала помехи, поступившего с контрольной точки, Во время равенства напряжений сигнала помехи и 00, с выхода первого порогового компаратора 32 выдается сигнал, устанавливающий второйтриггер 34 в единичное состояние. Единичный сигнал с выхода второго триггера 34 поступает на вто О рой вход шестого элемента И 36 и открывает его, В результате с генератора 37 через первый вход шестого элемента И 36 на вход второго счетчика 35 поступает последовательность опор ных импульсов. Начинается отсчет времени нарастания Фронта сигнала помехи, пришедшего с контрольной точки. Отсчет времени производится путем подсчета количества импульсов с заданным периодом. С информационных выходов второго счетчика 35 единичные сигналы поступают на второй элемент ИЛИ 38, с выхода которого единичный сигнал подается на второй вход седь 35 мого элемента И 39, Таким образом, седьмой элемент И 39 по второму входу открыт все время, пока хотя бы в одном разряде счетчика 35 есть единица. .По третьему входу элемент И 39 открыт 10 единичным сигналом с выхода триггера 30 режима. Сигнал с помехи с контрольной точки через коммутаторы 1 и 2 поступает на второй вход порогового компаратора 33, на первый вход которого (являющийся девятым входом 29 устройства) подается второе опорное напряжение ,Оо(причем ЦОП )10,1), служащее для селекции сигналов электромагнитных помех по амплитуде.Учитываются только сигналы с амплитудой, которая достаточна для того, чтобы мог произойти сбой, отказ, Если интервал времени между моментами срабатывания первого 32 и второго 33 компараторов меньше интервала времени между началом счета и переполнением второго счетчика 35,то с выхода открытого элемента И 39 сигнал поступит на первый вход третьего элемента ИЛИ 40.С выхода переполнения второго счетчика 35 единичный сигнал поступает на первый вход второго триггера 34 и устанавливает его в нулевое состояние.Элемент И 36 запирается нулевым сигналом с выхода триггера 35 и счет им" пульсовпрекращается,Все разряды находятся в нулевом состоянии и через второй элемент ИЛИ 38 выдается запрещающий сигнал на второй вход седьмого элемента И 39,После этого сигнал с контрольной точки не пройдет на выход седьмого элемента И 39, если даже превысит второе пороговое напряжение и срабатывает второй пороговый компаратор 33.Отселектированный по крутизне Фронта и амплитуде сигнал с контрольной точки через третий элемент ИЛИ 40 поступает на входы элементов И 8-10.Во втором режиме работы устройства возможны три случая:однопозицианный код порога 5 ,хранящийся в регистре 7, не равен единице и с контрольной точки поступил на-й (отселектированный по крутизне Фронта и амплитуде) сигнал, номер которого меньше порога (Ь );однопозиционный код порогане равен единице и с контрольной точки поступил сигнал, номер которого равен или больше порога5);однопозиционный код порога, хранящийся в регистре 7, равен единице (= 1).6 первом случае второго режима единицы находятся в двух разрядах регистра 7: в разряде режима и в разряде, номер которого определяется заданным однопозиционным кодом порога (= 2.-2), поэтому единичным сигналом, действующим с 1-1-го выхода регистра 7, открывается третий 9 и четвертый 11 элементы И, Кроме того, единичным сигналом, действующим с 8-го ( Я = Ь) выхода того же регистра, открываются элементы И 1 -го (= В - 1) блока 15. Элементы И остальных блоков 15 остаются закрытыми, так как на вторых их входах присутствуют нулевые сигналы с соответствующих выходов регистра 7.Поступивший с контрольной точки сигнал (во втором режиме под ним понимается отселектированный по амплитуде и крутизне фронта и нормированный во втором пороговом устройстве сигнал) проходит открытый элемент И 9 и действует на третий (стробирующий) вход первого счетчика 13, который в этом режиме работает как ре гистр При наличии сигнала на третьем входе код текущего времени таймера 4 записывается в счетчик 13, Таким образом, в счетчике 13 зафиксирован момент прихода-го ( 1 с Ь ) сигнала 15 с контрольной точки. Кроме того,1 -Й сигнал с контрольной точки осуществляет перепись кода времени поступления-1-го сигнала со счетчика 13 в первую ячейку блока 14 памяти. Но до 20 поступления ) -го (= 1 ) сигнала с контрольной точки в е -й (г = Ь) ячейке блока 14 памяти-информации нет (хранится код нуля), поэтому и на выходах элементов И г -го блока 15 действуют нулевые сигналы несмотря иа то, что на.их вторых входах действуют единичные сигналы с 1 -го выхода регистра 7.На сумматоре 17 осуществляется 30 определение разности между находящимся в счетчике 13 кодом времени поступления 1 -го сигнала с контрольной точки и кодом времени, хранящимся в одной из ячеек блока 14 памяти (эту разность называют разностнымвременем).Следовательно, в сумматоре 17 при поступлении 1 -го .( с Ь ) сигнала с контрольной точки определяется раз ность межцу кодом времени, находящимся в счетчике 13, и кодом времени, равным нулю (так как на выходах эле" ментов ИЛИ блока 16 нулевые сигналы). С сумматора 17 код разностного вре мени (прис- это собственно код времени поступления 1 -го сигнала с контрольной точки) поступает на первую группу входов блока 18 сравнения. Блок 18 сравнения в общем случае осуществляет сравнение кода заданного интервала времени, поступающего с регистра 6 на входы второй его группы с разностным кодом времени . поступления 1 -го сигнала с контрольной точки. В случае, если код разностного времени 1 -го сигнала равен или меньше кода заданного интервала времени, то на выходе блоке 18 сравнения действует единичный сигнал, В первом случае второго режима единичный сигнал на выходе блока 18 сравнения может возникнуть и при поступлении 1 -го (15 ) сигнала с контрольной точки, Это произойдет тогда, когда разность между кодом времени поступления-го (1 ) сигнала с контрольной точки и кодом времени, хранящимся в г -й (г = Ь) ячейке блока 14 памяти (в г -й ячейке которого до поступления 1 = Ь сигнала хранятся нули), меньше или равно коду заданного интервала времени, Но этот сигнал ложный, поскольку в действительности поступил только-й ( с 1 ) сигнал с контрольной точки, т.е. условие, что поступил 1 -й сигнал с номером, равным ь еще не выпол-нялось. Для исключения этой ситуации в дополнительный разряд счетчика 13 записывается единица. В этом случае код разностного времени всегда больше кода заданного интервала времени (так как в старшем разряде регистра 6 всегда находится ноль) и на выходе блока 18 сравнения, а следовательно, и на выходе 5 устройства ложного единичного сигнала не будет.Во втором случаевторого режима нри поступлении 1 -го (11) сигнала с контрольной точки в г -й (го - 1) ячейке блока 14 памяти окажется код времени поступления (1 в о + 1)-го сигнала. Этот код времени через открытые элементы И г-го блока 15 (так как на вторых входах этих элементов действует единичный сигнал с -го выхода регистра 7) и элементы ИЛИ блока 16 поступает на входы второй группы сумматора 17. В сумматоре, 17 определяется разностное время 1-го (1 Ь) сигнала с контрольной точки, код времени поступления. которого хранится в счетчике 13 и-+ +1)-го сигнала, код времени поступ- ления которого хранится в (Г = Ь -1) ячейке блока 14 памяти, При определении раэностного времени 1-го Я Ь ) к (1 - + 1)-го сигналов с контрольных точек единицы, добавленные к коду времени их поступления за счет записи единицы в старший разряд счетчика 13 вычитаются. Таким образом, на выходе сумматора 17 в этом случае получено действительное разностноевремя-го и (1- 1 +1)-го сигналов сконтрольной точки. Блок 18 сравнения,как и в предыдущем случае, осуществляет сравнение разностного кода времени-го (Ъ ) и ( - Ь + 1)-госигналов с кодом заданного интервалавремени, Если разностный код времени-го ( Э Ъ.) и (-Ь + 1)-го сигналовравен или меньше кода заданного ин- Отервала времени то на выходе блока18 сравнения, а следовательно, и навыходе 5 устройства действует единичный сигнал, свидетельствующий опоступлении.-го (=) сигнала в 5заданном интервале времени.В третьем случае второго режимаединичный сигнал на выходе 5 долженпоявиться каждый раз, как только пришел сигнал с контрольной точки (без 20учета временного интервала).Поэтому в регистр 6 одновременнос записью в регистр 7 порога, равно"го единице ( = 1), заносится кодвременного интервала, равный нулю. 25При коде порога, равном единице( 5 = 1), единичный сигнал действуеттолько на первом выходе регистра 7,асоответственно, и на втором входеэлемента И 12. Поступивший при этомсигнал с контрольной точки действуетна первый вход элемента И 12, чтоприводит к появлению на выходе устройства единичного сигнала,В третьем режиме работы с 1 -Го и 35%-1-го выходов регистра 7 с прямогои инверсного выходов разряда режима)на вторые входы элементов И 8 и 9действуют соответственно нулевой иединичный сигналы.40Регистр 3 через коммутаторы 1 н 2при этом коммутирует К-й информационный вход из входов 20 устройства, ккоммутатору подключена опрашиваемаяконтрольная точка. 45С триггера 30 режима (который находится в единичном состоянии) едиричный сигнал, поступает на первый вход элемента И 31, открывая его, С инверсного выхода триггера 30 режима нулевой сигнал поступает на третий вход седьмого элемента И 39, закрывая его по третьему входу.Сигнал с контрольной точки с выхода второго коммутатора 2 поступает на второй вход элемента И 31 и с его выхода поступает на второй вход третьего элемента 40 ИЛИ, С выхода элемента ИЛИ 40 сигнал с опрашиваемой контрольной точки поступает на первые входы элементов И 8 и 9,Дальнейшая работа устройства в этом режиме аналогична первому режиму.В четвертом режиме работы в старшем разряде регистра 7 находится код единицы, триггер режима также находится в единичном состоянии. Поэтому на т,-ом выходе регистра 7 действует нулевой, а на Ф -1-ом выходе - единичный сигнал, Регистр 3 через коммутатор 1 и 2, как и во всех остальных режимах, коммутирует К-й информационный вход из входов 20 устройства, к которому подключена опрашиваемая контрольная точка на вторые входы первого 32, второго 33 порогового комкаратора и элемента И 31,Элемент И 39 закрыт по третьему входу нулевым сигналом с триггера 30 режима, поэтому через седьмой элемент И 39 сигнал не пройдет.Восьмой элемент И 31 открыт единичным сигналом с триггера 30 режима. Сигнал с контрольной точки через коммутаторы 1 и 2, через открытый элемент И 31 и через элемент 40 ИЛИ проходит на входы элементов И 8, 9 и 12.В четвертом режиме возможны три случая, дальнейшая работа которых аналогична работе во втором режиме.формула изобретения Устройство для опроса датчикав по авт,св. У 1128242, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства за счет селекции сигналов с заданной крутизной переднего фронта и амплитудой, устройство содержит два триггера,два пороговых компаратора, шестой, седьмой и восьмой элементы И, второй и третий элементы ИЛИ, генератор и второй счетчик, информационные выходы которого соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом седьмого элемента И, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами первого, второго и третьего элементов И, вторые входы восьмого элемента И и первого и второго пороговых компараторов подключены к выходу вто-рого коммутатора, второй и первый12 12 ЭЯ 089 фиг входы первого триггера являютсясоответственно шестым и седьмым входами устройства, первые входы первого и второго пороговых компараторовявляются соответственно восьмым идевятьЬ входами устройства, второйвыход первого триггера соединен спервым входом восьмого элемента И,выход которого соединен с вторымвходом третьего элемента ИЛИ, первый выход первого триггера соединенс третьим входом седьмого элемента И,первый вход которого подключен к выходу второго порогового компаратора, выход первого порогового компаратора соединен с вторым входом второго триггера, первый вход которого подключен к выходу переполнения второго счетчика, выход второго триггера соединен с вторым входом шестого элемента И, 1 О выход которого соединен с входомвторого счетчика, первый вход шестого элемента И подключен к выходу генератора.1238089 Составитель В. Файзрахмановедактор М. Недолуженко Техред Л,Сердюкова Корректор Е. Рошко одписно та ССС тииаб., д, 4/5 оизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная аказ 3293/50 ВНИИПИ Госуд по делам и 113035, Москва