Устройство для сопряжения цифровой и аналоговой вычислительных машин

80 1128273 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН за) С 06 Я 3/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИиЕ ИЗОБРЕТСВИДЕТЕЛЬСТВУ ИС(21) 3638838/24-24 первому входу элемента И, второму (22) 29.08.83 управляющему входу элементов И-ИЛИ (46) 07.12.84. Бюл. В 45 группы, входу чтения оперативного (72) В.А,Кривего, Н.Н.Прокопенко, накопителя, информационным входом А.И.Кривенков и В.В.Кривегосоединенного с информационным входом (71) йахтинский технологический ин-устройства, нулевой выход триггера ститут бытового обслуживания . подключен к стробирующим входам эле- (53) 681.325(088,8) ментов И-ИЛИ группы и входу записи (56) 1. Авторское свидетельство СССР оперативного накопителя, второй вход У 409222, кл. 6 06 Р 3/04, 1970. элемента И соединен с выходом гене 3. Авторское свидетельство СССР ратора импульсов, вход пуска которо-, В 743437, кл. 6 06 Р 3/04, 1978 го подключен к единичному выходу триг(прототип) гера, выход элемента И подключен (54)(57) 1; УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕ- к счетному входу счетчика адресов НИЯ ЦИФРОВОЙ И АНАЛОГОВОЙ ВЫЧИСЛИ- и управляющему входу регистра данньж, ТЕЛЬНЫХ МАШИН, содержащее счетчик вход начальной установки счетчика р адресов, группы элементов И-ИЛИ, адресов - к единичному входу триггеоперативный накопитель, регистр дан- ра и управляющему входу оперативных, информационные входы которого . ного накопителя, выход регистра дансоединены с информационным выходом ных - к управляющему входу блока комоперативного накопителя, адресныммутации, сигнальный вход которого под. входом подключенного к выходам эле- ключен через генератор опорного на- Е ментов И-ИЛИ группы, первые инфор- пряжения к единичному выходу тригге- В, мационще входы которых подключены ра, выход блока коммутации соединенк информационному входу устройства, через трансформатор с информационпервые управляющие входы являются вхо- ными входами узлов вывода информадом сигнала "Запись" устройства, вто- ции группы, управляющие входы которые информационные входы соединены с рых соединены с соответствующей груп соответствующими выходами счетчика пой корректирующих входов устройства адресов, о т л и ч а ю щ е е с я а выходы образуют группу аналоговыхтем, что, с целью расширения класса выходов устройства., решаемых задач, в него введены 2. Устройсво по и. 1, о т л и- триггер, элемент И, генератор импуль- ч а ю щ е е с я тем, что каждый сов, генератор опорного напряжения,узел вывода информации содержит комблок коммутации, аналого-цифровой мутатор и выпрямитель, выходы котопреобраэователь, выполненный на транс- рых образуют выход узла вывода ин- . форматоре, и группа узлов вывода ин- .формации,причемииформационный и управ формации, причем единичный и нулевойляющий входы коммутатора являются соот входы триггера являются соответ" ветствениоинформационным и управляю. ственно входами пуска и останова уст- щимвходами узлавывода информации,аройства, единичный выход .подключен к .выход соединен с входом выпрямителя .30 1 112827Изобретение относится к вычислительной технике и может .найти применение для сопряжения вычислительныхмашин с различным представлением дан.ных.Известны устройства сопряжения ли 5ний связи двух вычислительных машинс дуплексным . и симплекснымрежимами работы каналов, содержащее блок управления, соединенный с выходными и входными шинамиустройстца, блок синхронизации,к выходу которого подключены соответствующие входные шины устройства, авыходы которого подключены к входамшести элементов И, выкоды второго,15третьего и пятого элементов И соединены с блоком управленияа выходыпервого, четвертого и шесгого элементов И подключены через два элемента ИЛИ к выходным шинам устройства, два триггера связи, причем единичный выход первого триггера связи подключен к вторым входам третьего и пятого элементов И, нулевойвыход первого триггера связи - к вторым входам четвертого и шестого элементов И, единичный выход второготриггера связи - к вторым входамвторого и третьего элементов И, анулевой выход второго триггерасвязи - к вторым входам первого ичетвертого элементов И Я .Недостаток этих устройств заключается в ограниченных. функциональныхвозможностях, обуславливающих невозможность передачи информации на ЦВМ,имеющую аналоговое представлениеданных.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является устройство для сопряжения вычислительныхмашин, содержащее адресный сумматор,дополнительный регистр, группу тригге.ров, сдвигающий регистр данных и буферный регистр данных, входы которых 4являются соответствующими информацион, ными входами устроиства,. а выходысоединены соответственно с первым ивторым информационными входами элементов И-ИЛИ первой группы, выходамиподключенных к информационному входу50оперативного накопителя информации,регистр адреса,подключенный выходомк первым информационным входам элементов И-ИЛИ второй группы, выходыкоторых соединены с адресным входомоперативного накопителя информациивыходной регистр данных, входом соединенный с выходом оперативного на 3 2копителя информации, первым и вторымвыходами - соответственно с первыми вторым входами элемента И-ИЛИ атретьим выходом - с первым выходомустройства, синхронизирующие входыэлементов И-ИЛИ первой и второй группподключены к соответствующим входамгруппы синхронизирующих входов устрой .тва, причем первый вход адресногосумматора соединен с выходом буферного регистра данных, второй вход -с адресным входом оперативного накопителя информации, а выход - с входами регистра адреса и дополнительно.го регистра адреса, выходом подключенного к вторым информационным входам элементов И-ИЛИ второй группы,третий выход выкодного регистра данных подключен к третьему и четвертому входам элементов И-ИЛИ первойгруппы, первые входы триггеров групйы соединены с выкодами элементовИ-ИЛИ, вторые входы - с соответствую.щими входами группы синхронизирующихвходов устройства, а выходы - с вторым информационным вьгкодом устройства 2 .Недостатком известного устройства является отсутствие. возможностипередачи информации на терминальныеустройства, имеющие аналоговый вход,что ограничивает класс решаемых задачи снижает быстродействие,Цель изобретения - расширение класса решаемых задач за счет преобразования информации в аналоговый сигнал с постоянным и переменным по напряжению представлением данных при передаче на внешний абонент, а также увеличение быстродействия.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее счетчик. адресов, группу элементов И-ИЛИ, оперативный накопитель, регистр данных, информационные входы которого соединены с информационным выходом оперативного накопителя, адресным входом подключенного к выходам элементов И-ИЛИ группы, первые информационные входы которых подключены к информационному входу устройства, первые управляющие входы являются входом сигнала "Запись".Устройства, а вторые информационные входы соединены с соответствующими выходами счетчика адресов, введены триггер, элемент И, генератор импульсов, генератор опорного напряжения, блок коммутации, аналого-цифровой.11282 При этом каждый узел вывода информации содержит коммутатор и выпрямитель, выходы которых образуют выход узла вывода информации, причем ин. Формационный и управляющий входы коммутатора являются соответственно информационным и управляющим входами узла вывода. информации, а выход соединен с входом выпрямителя.Устройство производит передачу данных как в цифровой форме, так и в аналоговой независимо от цифровой системы представления данных) в виде постоянного и переменного напряжения, причем совокупности сигналов, подаваемых на вход устройства, представляющих собой сообщение в цифровой фор ме, ставится в соответствие однозначно связанное с этой совокупностью значение аналоговой величины, представ 3преобразователь, выполненный натрансформаторе, и группа узлов вы,вода информации, прйчем единичный инулевой входы триггера являются соответственно входами пуска и останова устройства, единичный выход под.ключен к первому входу элемента И,второму управляющему входу элементовИ-ИЛИ группы, входу чтения оперативного накопителя, информационнымвходом соединенного с информационнымвходом устройства, нулевой выходтриггера подключен к стробирующимвходам элементов И-ИЛИ группы и входу записи оперативного, накопителя,второй вход элемента И соединен свыходом генератора импульсов, входФпуска которого подключен к единичному выходу триггера, выход элемента И подключен к счетному входусчетчика адресов и управляющемувходу регистра данных, вход начальной установки счетчика адресов - кединичному входу триггера и управляющему входу оперативного накопителя, выход регистра данных - к управ -ляющему входу блока коммутации,сигнальный вход которого подключенчерез генератор опорного напряженияк единичному выходу триггеравыход30блока коммутации соединен черезтрансформатор с информационными входами узлов вывода информации группы,управляющие входы которых соединеныс соответствующей группой корректирующих входов устройства, а выходы образуют группу аналоговых выходовустройства. ленное постоянным и переменным напряжениями,При этом из-за отсутствия переменного согласования передачи данныхскорость передачи может быть максимальной и ограничиваться работойоперативного накопителя,В пбдавляющем большинстве случаевсообщения, подаваемые на вход согласующих устройств, несут числовуюинформацию, представленную или закодированную определенным образом.Способы представления цифровых данных могут быть различными, но онидолжны обеспечивать возможность представления в выбранной, системе любогочисла иэ заданного диапазона и единственность такого представления.Устройство может быть выполненов нескольких вариантах, в том числев варианте с двоичным и с десятичным представлением входной и выходной величин данных. Может быть такжереализован смешанный вариант, использующий десятичное или двоичное представление входных величин и соответ-ственно двоичное или десятичноепредставление выходных данных, причем часть данных может представляться в десятичном, а часть - в двоичномисполнении.На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства;на фиг. 2 в . пример реализации первогоблока коммутации; на фиг. 3 - примерреализации второго блока коммутации;на Фиг. 4 - пример реализации генератора опорного напряжения; на фиг.5 -пример формирования результирующего1 выходного) сигнала.Устройство (Фиг.1) содержит триггер 1, элемент И 2, счетчик 3 адресов, генератор 4 импульсов, шины 5информационного входа устройства,группу элементов И-ИЛИ 6, оперативный накопитель 7, регистр 8 данных,блок 9 коммутации, генератор 1 О опор.ного напряжения, кодирующий трансформатор 11, узлы 12 вывода информации, включающие коммутатор 13, выпрямитель 14, выходы 15 постоянногоаналогового сигнала, шины 16 коррек-,тирующего входа устройства.Блок 9 коммутации и коммутатор 13Устройство работает следующим образом.При передаче информации между двумя абонентами, первым из которых является допустим, ЦВМ с параллельным, а вторым специализированная ЦВМ с, аналоговым представлением данных, информационные сообщения послов но поступают через адресно-числовую магистраль на шины 5. Триггер 1 находится в нулевом состоянии и высокий потенциал с его нулевого выхода поступает на вход записи оперативного накопителя 7.Информация на шинах 5 содержит адреа ячейки оперативного накопителя 7, в которой фиксируется числовое значение сообщения, поступающего на первый информационный вход группы элементов И-ИПИ 6, которые стробируются сигналом с нулевого вы 11хода триггера 1 и сигналом Запись обозначающего появление информации на шинах 5.После того, как заполнен (полностью или частично) оперативный накопитель. 7, на триггер 1 поступает команд "Пуск". При этом триггер 1 устанавливается в единичное состоя" ние, снимая с оперативного накопителя 7 сигнал "Запись" и подавая на оперативный накопитель 7 сигнал "Чтение". Считывание информации из оперативного накопителя 7 производится по адресаи, формируемым счетчи. кои 3, который сбрасывается в задан"1 11 ное состояние сигнапом ПускПри установке триггерав единич. ное состяние запускается генератор 41 который формирует серию импульсов всегда с фиксированной начальной фазой.Счетчик 3 представляет собой дво" ичный счетчик с весами разрядов "1 "2" "4" "8". Коэффициент пеЭ Уресчета счетчика 3 может задаваться жестко, тогда цифровое описание передаваемых функций должно располагаться в оперативном накопителе 7 строго между начальным и конечным ад ресами.Возможен вариант, когда счетчик 3 сбрасывается от отдельного управляющего разряда оперативного накопителя 7, причем этот разряд программируется по шинам 5. В этом случае пользователь определяет длину зоны оперативной памяти, используемую для передачи требуемой функции.5 10 15 Сигнал "Пуск" и соответствующий разряд оперативного накопителя 7 при этом фиг.1) соединяются по схеме монтажного ИЛИ.формирование последовательности адресных кодов производится по перед-. нему фронту импульсов генератора 4 через элемент И .2, управляемый сигналом с единичного выхода триггера 1. Эта последовательность импульсов поступает на счетный вход счетчика 3, а адресные параллельные коды через второй информационный вход группы элементов И-ИЛИ 6, открываемый сигналом с единичного выхода триггера 1, поступают на адресный входоперативного накопителя 7.Информация, зафиксированная г соответствующих адресах, поступает из оперативного накопителя 7 на информационный вход регистра 8, где фиксируется по заднему фронту сигнала, поступающего с выхода элемента И 2.Код информации поступает на блок 9 коммутации, который в зависимости от принятой системы представления (счисления) входных данных выполняетсяв. различных вариантах. Для варианта, когда входные данные представлены двоичным параллельным кодом, блок 9 может быть реализован, как показано на фиг. 2,Для упрощения описания пример реализации блока 9 выполнен на реле17 - 20.Двоичный код в системе "1-"2"-"4"- "8" подается с регистра 8 на реле17-20 (количество реле обусловленоразрядностью двоичного кода которые коммутируют первичные обмотки 40трансформатора 1 в соответствии сзаданным кодом, включая соответствующие секции первичной обмотки трансформатора 11 в электрическую цепьвходного опорного напряжения.В генераторе 10 (фиг.4) при появлении высокого напряжения на единичном выходе триггера 1 возбужцаются элементы И 21 и 22, коммутируя навыход элемента И 23 мощный импульсный сигнал.Частота и скважность а такжемощность сигнала, подаваемого наблок 9, зависит от параметров трансформатора 11 и нагрузки, подключаемойна выход устройства,Количество витков кажцой секциипервичной обмотки трансформатора 1выбирается таким образом, чтобы в7 1128 цепь вторичной обмотки трансформировалось напряжение генератора 10, поделенное в соответствии в отношении "1"-"2"-"4"-"8"Таким образом, на вторичной обмот. ке трансформатора 11 (фиг.2) сформировано переменное напряжение, пропорциональное величине входного кода с учетом коэффициента трансформации трансформатора 1.10Коэффициент трансформации трансформатора 11 оперативно можно менять, изменяя количество витков вторичной обмотки и коэффициент передачи.Коммутатор 13 (фиг,З) может быть выполнен аналогично блоку 9 в нескольких вариантах: с применением включения двоичного кода или с включением по десятичной системе счисления. Для этого вторичная обмотка трансформатора также выполнена секциониро.20 ванной при соотношении витков (1-2-4-8) или (1-2-3-). Секции этой обмотки подключаются на выпрямитель 14, коммутатор 13 (фиг.З).Подачей корректирующего двопчного кода на шины 16 включаются соответствующие реле 17- 20, изменяя коэффициент трансформации трансформатора 11 и соответственно коэффициент передачи аналогового сигнала на выходах 15, причем раздельное подключение шин 16 к управляющим входам 12 позволяет осуществлять индивидуальное управление коэф 4 ициеитом передачи. 35Следовательно, устройство обеспечивает формирование аналогового сигнала, соответствующего цифровому коду (цифровьг 1 кодам), занесенным в оперативный накопитель 7. Устройство за счет организации обмоток (первичной и вторичной) трансформатора 11 и количества витков в каждой из них позволяет получиь идентификацию аналогового сигнала в виде 45 постоянного или пе 1.емеиного напря-. жения для различных цифровых кодов 273 8(двоичного, двоично,-десятичного ит.д.).Возможны различные сочетанияУнапример двоичной индентификациии десятичной коррекции.Пример реализации передачи сложных нелинейных периодических функциональных зависимостей приведенна фиг.5. Программа, реализующаяэти функции с ограничением (длясокращения объема таблиц) по количест -ву точек (кодов), представляющихфункцию, приведена в таблице.В таблицу последовательно ( в информационных словах 1-16) занесеныконстанты (К 1 - К) ., Последовательное считывание этих констант с дискретностью 1 и одновременным ихпреобразованием,на выпрямителе 14позволяет формировать на выходе синусоидальное напряжение.бзь, с периодом Т (фиг.5).Значение констант: К 1=0, К 2=3,К=О, К 1 О =-3; кн =-6, Кц =-9,К 1 =-12, К 1 -9, К=-6, К 1 ь=-3(даны в относительных единицах) позволяет с соответствующим допускомвоспроизвести заданную амплитудуфункции во всех заданных точках.Синусоидальное напряжение на выходе устройства формируется до техпор, пока в оперативном накопителе 7не будет занесено новое значение константы.Таким образом, в предлагаемом уст.,ройстве по сравнению с известным расширен класс решаемых задач и функциональные возможности. Известное устройство работает только в параллельном и последовательном кодах в предложенном устройстве, кроме того имеется возможность передачи данных ваналоговой форме как в постоянном,так и в переменном направлениях независимо от представления данных вцйфровой машине двоичном, десятичном и т.д.)текущий адрес 2 3 4 5 6 8 4 2 3 Десят,О О О О О О О,О О О 3 О О О О О О О 1 3 О О О О ОО 3 О О О О 1 О О 3 3 О О О О .1 0 О 1 О О О 0 1О 0 10 ОО. О 1 О О О О О 1 О 33 О 3 1 12 О 3 3 О О О 1 1 О 14 3 3 О 3 О 3 1 31 1 О О 3 О 0 15 О 1 3 1 1 О 3 О Ацрес микропрограммного слова О 1 О О О О 3 1 О О 3 О О О О 3 О 0 3 О О 1 О,О 1 О О О О О О 1 О О О 1 3 О О. О О 3 1 1 О О 1 1 О О О О О 1 1 О О О О 1 3 3 О О 1 1 Микро- Номер ин- . команда формационного слова128273ф Фиг 1 . аеьнсго исаа ецсарав данкахФиг1128273,орректор А.Обручар едактор И. Николайчук Тираж 698 Подписноедарственного комитета СССРиэобретений и открытийква, Ж, Раузская наб д. 4/5 акаэ 9064 лиал ППП "Патент" ВНИИПИ Г по дел 113035, оставитель В. Вертлиехред Т.фанта г.ужгород, ул.Проектная