Устройство для тарировки телеметрических данных

 

1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТАРИРОВКИ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКИХ ДАННЫХ, содержащее датчики, выходы которых подключены к первому входу блока ввода данных первый выход которого подключен к первому входу вычитателя, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, выход которого подключен к первому входу блока управления , второй выход блока ввода данных соединен с вторым входом блока управления, блок постоянной памяти, первый коммутатор, от л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены блок запрета, блок оперативной памяти, второй коммутатор, выход которого соединен с первым входом блока постоянной памяти, выход которого соединен с первым входом первого коммутатора, выход которого соединен с первым входом блока оперативной памяти, выход блока оперативной памяти соединен с вторым входом вычитателя и первым входом блока запрета,первый выход и второй вход которого подключены соответственно к входу и выходу устройства,второй и третий вход блока запрета подключены соответственно к третьему входу и первому выходу блока управления, второй выход которого соединен с вторым входом блока постоянной памяти, третий выход - с вторыми входами первого коммутатора и блока сравнения, четвертый и пятый выходы - соответственно с вторым и третьим входами блока оперативной памяти, шестой выход - с третьим входом блока сравне , седьмой и восьмой выходы -. сония ответственно с первым и вторым входами второго коммутатора, девятый, дет сятый выходы и четвертый вход блока управления - соответственно с вторым и третьим входами и третьим выходом блока ввода данных, первый выход которого подключен; к третьим входам первого и второго коммутаторрв. 2. Устройство по п.1,6 т л и ч аю щ е е с я тем, что блок управления содержит генератор тактовой частоты , счетчики импульсов, таймер, ю триггер, коммутатор, дешифраторы, 4ik элемент И, формирователи импульсов, СО первый, второй и третий входы первою го счетчика импульсов объединены 00 соответственно с первым и вторым входами второго счетчика импульсов и с первым входом коммутатора и подключены к первому, четвертому и второму входам блока, .выход генератора тактовой частоты соединен с первыми входами элемента И, третьего счетчика импульсов, через таймер - с первым входом триггера, через четвертый счетчик импульсов - с входом первого дешифратора и непосредственно - с десятым выходом блока, выход тригге

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1024928

gag G 06 F 15/00; G 08 С 19/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИтт1 -;:-:.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Ilo делАм изОБРетений и ОткРытий

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3392708/28-24 (22) 17. 02. 82 (46) 23.06.83 Бюл. М 23 (72) Б.О.Кашин и В.В.Налетов (71) Ленинградский институт авиационного приборостроения (53) 621.398(088.8) (56) 1. Хилбурн Дж., Джулич П. МикроЭВИ и микропроцессоры. М., "Иир", 1979, с.34, рис. 4.2.

2. Авторское свидетельство СССР

Н 714400, кл. G 06 F 15/00, G 08 С 19/28, 1977 (прототип). (54) (57) 1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТАРИРОВКИ

ТЕЛЕИЕТРИЧЕСКИХ ДАННЫХ, содержащее. датчики, выходы которь;х подключены к первому входу блока ввода данных, первый выход которого подключен к первому входу вычитателя, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, выход которого подключен к первому входу блока управления, второй выход блока ввода данных соединен с вторым входом блока управления, блок постоянной памяти, первый коммутатор, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены блок запрета, блок оперативной памяти, второй -коммутатор, выход которого соединен с первым входом блока постоянной памяти, выход которого соединен с первым входом первого коммутатора, выход которого соединен с первым входом блока опе-. ративной памяти, выход блока опера-: тивной памяти соединен с вторым входом вычитателя и первым входом блока запрета, первый выход и второй вход которого подключены соответственно к входу и выходу устройства, второй вы ход и третий вход блока запрета подключены соответственно к третьему входу и первому выходу блока управления, второй выход которого соединен с вторым входом блока постоянной памяти, третий выход - с вторыми входами первого коммутатора и блока сравнения, четвертый и пятый выходы - соответственно с вторым и третьим входами блока оперативной памяти, шестой вы:ход - с третьим входом блока сравнения, седьмой и восьмой выходы -, соответственно с первым и вторым входами второго коммутатора, девятый, де» сятый выходы и четвертый вход блока управления - соответственно с вторым и третьим входами и третьим выходом блока ввода данных, первый выход которого лодклюиеи: к третьим входам С первого и второго коммутаторов.

2. Устройство по п.1,о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок управления содержит генератор тактовой час- О тоты, счетчики импульсов, таймер, фф триггер, коммутатор, дешифраторы,,ф элемент И, формирователи импульсов, первый, второй и третий входы первого счетчика импульсов объединены О, соответственно с первым и вторым входами второго счетчика импульсов и с первым входом коммутатора и подключены к первому, четвертому и второму входам блока,,выход генератора тактовой частоты соедйнен с первыми,)Эл входами элемента И,. третьего счетчика импульсов, через таймер - с первым входом триггера, через четвертый счетчик импульсов - с входом первого дешифратора и непосредственно — с десятым выходом блока, выход тригге102 ра соединен с вторыми входами элемента И и третьего счетчика импульсов, выход последнего подключен к второму входу триггера, выход элемента И соединен с девятым выходом блока, второй вход коммутатора подключен к третьему входу блока, выход - к третьему входу .второго счетчика, вы" ход которого соединен через второй дешифратор с третьим входом коммутатора и первым выходом блока, через третий дешифратор - с третьим выходом блока и непосредственно " с пятым выходом блока, выход первого счетчика соединен с седьмым выходом блока, первый выход первого дешифратора - с шестым выходом блока,вто- . рой выход через первый формирователь

4 23 импульсов - с четвертым выходом блока третий выход - с входом второго фор.". мирователя импульсов, первый и второй выходы которого подключены соответственно к второму и восьмому выхо" дам блока.

3. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок сравнения содержит элемент И,,Ь, -триггер,элемент сравнения, вход которого подключен к первому входу блока, выходк первому входу Д -триггера, первый вход элемента И соединен с вторым входом блока, выход - с вторым входом Д-триггера, выход которого соединен с выходом блока, второй вход элемента

И и третий вход Д -триггера объединены иподключены ктретьемч «входублока.1

Изобретение относится к вычисли.тельной технике и может быть применено в системах предварительной обработки телеметрической информации с целью разгрузки центрального процессора от решения задачи тарировки телеметрических данных, поступающих от многозначных быстродействующих линейных и нелинейных датчиков телеметрической информации.

Известно вычислительное устройство, содержащее процессор, выход которого . соединен с первыми входами запоминающего блока, устройства вывода и устройства ввода, выход устройства ввода подключен к вторым входам устройства вывода, запоминающего блока и к входу процессора. Это устройство может быть использовано для тарирования телеметрических данных Я.

Недостатком данного устройства является то, что для тарирования те" леметрических данных здесь используют ся дорогостоящие вычислительные ресурсы процессора, а быстродействие невелико, к тому же устройство не позволяет тарировать данные от многозначных быстродействующих телеметрических датчиков, поскольку оно не может определить к какой .ветви характеристики относится поступившее сообщение.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст,ройство для обработки телеметрических данных, содержащее датчики, вы5 ходы которых соединены с входом бло ка ввода данных, первый выход блока ввода данных подключен к первым вхо-, дам вычитающего блока, блока регистров и блока тарировки, выход которого соединен с первым входом коммутатора тарированных данных, второй вход которого подключен к первому выходу распределителя констант, вы-ход - к входу процессора. Вход и пер15 вый выход блока памяти соединены соответственно с первыми выходом и входом блока управления, второй выход блока памяти - с первым входом распределителя констант, второй вы2О ход которого подключен к второму входу блока тарировки, второй выход блока управления соединен с вторым входом блока тарировки, четвертый выход - с вторым входом блока регист25 рое и через блок формирования порога - с первым входом блока сравнения, выход блока регистров - с вторым входом вычитающего блока, выход которого соединен с вторым вхоЗО дом блока сравнения, выход которого

:соединен с вторым входом блока управ ления, второй выход блока ввода данных - с третьим входом блока управ3 102492 ления. Это устройство позволяет тарировать данные от многозначных датчиков $2).

Недостатком известного устройства является его низкое быстродействие, поскольку наряду с табличным способом тарирования здесь для линейных датчиков используется способ решения линейного уравнения вида

У АХ + В, где Х - входная телеметрическая величинаа:

А, В - константы;

У - тарированная величина.

К тому же каждое тарированное значение немедленно передается в процессор. При этом процессор работает в режиме с прерываниями, что отнимает время процессора от решения основной задачи.

Целью изобретения является повышение быстродействия процесса тарировки телеметрической информации.

Эта цель достигается тем, что в устройство для тарировки телеметрических данных, содержащее датчики, выходы которых подключены к первому входу блока .ввода данных, первый выход которого подключен к первому входу вычитателя, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, выход которого подключен к первому входу блока управления, второй выход блока ввода данных соединен с вторым

35 входом блока управления, блок постоянной памяти, первый коммутатор, введены блок запрета, блок оперативной памяти, второй коммутатор, выход ко: торого соединен с первым входом блока постоянной памяти, выход которого соединен с первым входом первого коммутатора, выход которого соединен с первым входом блока оперативной памя45 ти,выход блокаоперативнои памятисоединен с вторым входом вычитателя и первым входом блока запрета, первый выход и второй вход которого подключены соответственно к входу и выходу устройства, второй выход и третий вход блока запрета подключены соответственно к третьему входу и первому выходу блока управления, второй выход которого соединен с вторым входом блока постоянной памяти, третий. вы-. ход - с вторыми входами первого коммутатора и блока сравнения, четвертый и пятый выходы - соответственно

8 ф с вторым и третьим входами блока оперативной памяти, шестой выход - с третьим входом блока сравнения, седьмой и восьмой выходы - соответствен-. но с первым и вторым входами второго коммутатора, девятый, десятый выходы и четвертый вход блока управлениясоответственно с вторым и т ретьим входами и третьим выходом блока вво" да данных, первый выход которого подключен к третьим входам первого и второго коммутаторов.

Блок управления содержит генератор тактовой частоты, счетчики импульсов, таймер, триггер, коммутатор, дешифраторы, элемент И, Формировате.ли импульсов, первый, второй и третий входы первого счетчика импульсов объединены соответственно с первым и вторым входами второго счет-. чика импульсов и с первым входом коммутатора и подключены к первому, четвертому и второму входам блока, выход генератора тактовой частоты соединен с первыми входами элемента И, третьего счетчикд импульсов, через таймер — с первым входом триггера, через четвертый счетчик импульсов - с входом первого дешифратора и непосредственно - с десятым выходом блока, выход триггера соединен с вторыми входами элемента

И и третьего счетчика импульсов,выход последнего подключен к второму входу триггера, выход элемента И соединен с девятым выходом блока, второй вход коммутатора .подключен к третьему входу блока, выходк третьему входу второго счетчика, выход которого соединен через второй дешифратор с третьим входом коммутатора и первым выходом блока, через третий дешифратор - с третьим, выходом блока и непосредственнос пятым выходом блока, выход первого счетчика соединен с седьмым выходом блока, первый выход первого дешифратора - с шестым выходом блока, второй выход через первый Формирователь импульсов - с четвертым выходом блока, третий выход - с входом второго формирователя импульсов, первый и второй выходы которого подключены соответственно к второму и восьмому выходам блока.

Блок сравнения содержит элемент И, А-триггер, элемент сравнения, вход которого подключен к первому входу блока, Bblxops к первому входуД-триг

10249

5 гера, первый вход элемента И соединен с вторым входом блока, выход - с вторыю входом

Д-триггера, выход которого соединен с выходом блока, второй вход элемента И и третий вход Д -триггера объединены и подключены к третьему .входу блока.

Повышение быстродействия устройства здесь достигается применением таблич- i0 ного способа тарирования данных, а также уменьшением числа прерываний процессора за счет накопления тарированных данных от группы датчиков в блоке оперативной памяти и передачи 1 этих данных в процессор по окончании тарировки последнего датчика.

На фиг.1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - структурная схема блока управления; на фиг.3 — структурная.. схема блока сравнения.

Устройство для тарировки телеметрических данных содержит блок 1 постоянной памяти, второй коммутатор у

2 (адреса), блок 3 ввода данных, датчики 4, блок 5 запрета, первый коммутатор б {тарированных данных), блок 7 управления, блок 8 оперативной памяти, вычитатель 9, блок 10 сравнения, и процессор 11.

Блок 7 управления содержит генератор 12 тактовой частоты, первый счетчик 13 (строчных) импульсов, таймер 14 (регенерации динамической

35 памяти), четвертый счетчик 15 (тактовых ) импульсов, триггер 16, коммутатор 17, третий дешифратор 18 (двузначного датчика), второй дешифратор 19 (обмена с процессором), 40 первый дешифратор 20 (тактовых импульсов), элемент И 21, третий счетчик 22 импульсов (регенерации динамической памяти), второй счетчик

23 импульсов (адреса блока оперативной памяти), формирователь 24 импуль= сов (блока постоянной памяти),формирователь 25 импульсов (блока оперативной памяти) .

Блок 10 сравнения содержит эле50 мент 26 сравнения, элемент И 27 и

А-триггер 28.

Процесс тарировки телеметрической информации от однозначного датчика осуществляется следующим образом.

С датчиков 4 телеметрическая информация поступает в виде восьмиразРядного кода, синхронизируемая строчными (ССИ) и кадровыми (КСИ) синхро28 6 импульсами, на первый вход блока 3 ввода данных. Здесь осуществляется запись пришедшего восьмиразрядного кода и хранение его до прихода сле- дующего ССИ, что необходимо для формирования адреса блока 1 постоянной памяти и передачи ССИ и КСИ в блок

7 управления, ССИ поступают на второй вход блока 7 управления и обсчитываются счетчиком 13 этого блока. Таким образом, осуществляется перебор датчиков по их текущим адресам.

Восьмиразрядный код входной телемерии и состояние счетчика 23 составляют текущий четырнадцатиразрядный адрес блока 1 постоянной памяти, который формируется коммутатором 2, на третий вход которого подается восьмиразрядный код из блока 3 ввода данных, на второй вход коммутатора 2 подается шестиразрядный код счетчика адреса с восьмого выхода блока 7 управления. Работой данного коммутатора управляет блок 7 управления, подачей управляющего сигнала синхронно с с седьмого выхода блока 7 на первый ° вход коммутатора 2, что дает возможность осуществить мультиплексный режим подачи адреса, необходимого для работы блока 1 постоянной памяти, на второй вход блока 1 подаются управляющие сигналы RAS, CAS, WE в виде отрицательных импульсов, что дает возможность произвести считывание информации в блоке 1 постоянной памяти. Данная информация из блока

1 поступает на первый вход коммутатора 6, который открыт для прохождения этой информации по первому входу сигналом, поступающим с третьего выхода блока 7. Этим же сигналом коммутатор 6 закрыт для прохождения входной телеметрии по входу три, поступающей с первого выхода блока 3.

Таким образом, выходная телемет-. рическая информация блока 1 без задержки поступает на первый вход блока 8 оперативной памяти, где осуществляется ее запись, в соответствии с адресом, поступающим с пято"

ro выхода блока 7 управления на третий вход блока 8, по команде WE, поступающей в виде отрицательного импульса с четвертого выхода блока

7 на второй вход блока 8. По окончании процесса записи телеметрической информации в блоке 8 устройство t-o35

7 10249 тово к приему следующей телеметрической информации от. датчиков 4. Процесс тарировки данных от многозначного датчика телеметрической информации протекает следующим образом.

С датчиков 4 телеметрическая информация поступает в виде восьмираэрядного кода, синхронизируемая ССИ и КСИ, на первый вход блока 3. Форми- 10 рование адреса и управление блоком 2 осуществляется аналогично описанному случаю. Аналогично, как и при тарировке однозначного датчика, ССИ и КСИ подаются в блок управления и обсчи- 1s тываются счетчиком 23, выходной код которого подается на дешифратор 18,, по команде которого переключается коммутатор 6, разрешая прохождение входного кода телеметрии для записи в zo блок 8 оперативной памяти. Этот код

L поступает на второй вход вычитателя на первый вход которого подается значение входного кода телеметрии из предыдущего кадра X „ no адресу, гз поступающему с пятого выхода блока

7 управления на третий вход блока 8 оперативной памяти. В вычитателе 9 происходит вычитание двух восьмиразрядных кодов X - Х.,. Результат ) поступает на первый вход блока срав нения, где происходит сравнение с порогом. Работа блока разрешена по команде, поступающей с третьего выхода блока 7 управления на второй вход блока 10 сравнения. Результат сравнения подается в блок 7 управления, на вход один, по команде, формируемой блоком управления и поступающей с выхода шесть на третий вход блока 10.

Блок сравнения работает в соответствии с выражением

1 k <0,5- нет перехода, 1 К >0,5-есть переход, 45

Таким образом, если перехода не было, то происходит считывание тарированного значения так же, как и у однозначного датчика, если блок

28 8

10 сравнения зафиксировал переход, то по команде блока 7- управления к состоянию счетчика 13 строчных импуль. сов добавляется единица и считывание,тарированного значения происходит со следующей таблицы, соответствующей другой ветви многозначного датчика. Далее происходит запись этого значения в блок 8, аналогично рассмотренному. После записи тариро ванного значения в" блок 8 происходит переключение коммутатора 6 сигналом с блока 7, управления, поступающим с третьего выхода этого блока на вто.рой вход коммутатора 6 и через данный коммутатор на первый вход блока 8 опеоперативной памяти поступает значение

Х - текущее значение кода входной телеметрии, необходимое для последующего вычисления в соответствии с выражением (2). Ло окончании этой операции устройство готово к тарировке следующего значения телеметрии от датчиков 4. Устройство работает до накопления тарированной информации от 60 датчиков, после чего переходит в режим выдачи, т.е. передачи этих значений в процессор 11.

Передача тарированной информации в процессор 11 осуществляется по команде блока 7 управления, поступающей с его первого выхода на третий вход блока 5 запрета, разрешая прохождение информации с выхода блока 8 оперативной памяти через блок 5 запрета в процессор 11. После приема каждого слова процессор 11 выдает положительный импульс, который поступает на второйвход блока5 запретаи далее с второго выхода натретий входблока 7, где происходит смена состояниясчетчика,по которому происходит считывание .с блока 8 оперативной памяти следующего слова. Эта операция повторяется, пока в процессор 11 не передадут все 60 слов, после чего об мен автоматически прекращается и устройство готово к новому циклу тарировки телеметрической информации.

1024928

1024928

Rue. 5

ВНИИПИ Заказ 4397/46 Тираж 706 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4..