Устройство для сопряжения цифровой и аналоговой вычислительных машин

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕШЯ ЦИФРОВОЙ И АНАЛОГОВОЙ ВЫЧИСЛИ- ТЕЛЫШХ МАШИН, содержащее счетчик адресов, группы элементов И-ИЛИ, onepaTHBHbdi накопитель, регистр данных , информационные входы которого соединены с информационным выходом оперативного накопителя, адресным входом подключенного к выходам элементов И-ИШ группы, первые информационшле входы которых подключены к информационному входу устройства, первые управляющие входы являются входом сигнала Запись устроййтва, втог рые информационные входы соединены с соответствующими выходами счетчика адресов, отличающееся тем, что, с целью расширения класса рещаемых задач, в него введены т$жггер, элемент И, генератор импульсов , генератор опорного напряжения, блок коммутации, аналого-цифровой преобразователь, выполненный на трансформаторе , и группа узлов вывода информации , причем единичный и нулевой входы триггера являются соответственно входами пуска и останова устройства , единичный выход подклкучен к первому входу элемента И, второму управляющему входу элементов И-ИЛИ группы, входу чтения оперативного накопителя, информационным входом соединенного с информационным входом устройства, нулевой выход триггера подключен к стробирующим входам элементов И-ИЛИ группы и входу эашгси оперативного накопителя, второй вход элемента И соединен с выходом генератора импульсов, вход пуска которого подключен к единичному выходу триггера, выход элемента И подключен к счетному входу счетчика адресов и управляющему входу регистра данных, вход начальной установки счетчика г адресов - к единичному входу триггера и управляющему входу оперативного накопителя, выход регистра данных - к управляющему входу блока коммутации , сигнальный вход которого подключен через генератор опорного напряжения к единичному выходу триггера , выход блока коммутации соединен через трансформатор с информационю ными входами узлов вывода информа00 ции группы, управляющие входы кото| д рых соединены с соответствующей группой корректирующих входов устройства 00 а выхода образуют группу аналоговых выходов устройства., 2. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что каждьй узел вывода информации содержит коммутатор и вьпрямитель, выход{ 1 которых образуют выход узла вьшода информации ,причем информационный и управ ляющий входы коммутатора являются соот ветственно информационным и управлянг щ:м входами узла вывода информации, а ; выход соединен с входом выпрямителя .

SU„„1128273

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

З1 22 G 06 J 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2) ) 3638838/24-24 (22) 29.08.83 (46) 07.12.84. Бюл. В 45 (72) В.А.Кривего, Н.Н.Прокопенко, А.И.Кривенков и В.В.Кривего (71) 122ахтинский технологический институт бытового обслуживания . (53) 681 ° 325(088 ° 8) (56) 2. Авторское свидетельство СССР

У 409222, кл. G 06 F 3/04, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР

В 743437, кл. 6 06 F 3/04, 1978 (прототип).. (54)(57) 1; УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕ22ИЯ ЦИФРОВОЙ И АНАЛОГОВОЙ ВЫЧИСЛИ ТЕЛЬНЫХ МАШИН, содержащее счетчик адресов, группы 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, вто; рые информационные входы соединены с соответствующими вьмодами счетчика адресов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, в него введены триггер, элемент И, генератор импульсов, генератор опорного напряжения, блок коммутации, аналого-цифровой преобразователь, выполненный на трансформаторе, и группа узлов вывода информации, причем единичный и нулевой входы триггера являются соответ, ственно входами пуска и останова устройства, единичный выход .подключен к первому входу элемента И, второму управляющему входу элементов И-ИЛИ группы, входу чтения оперативного накопителя, информационным входом соединенного с информационным входом устройства, нулевой вьжад триггера подключен к стробирующим входам элементов И-ИЛИ группы и входу записи оперативного накопителя, второй вход элемента И соединен с выходом генератора импульсов, вход пуска которо-, га подключен к единичному выходу триггера, выход элемента И подключен к счетному входу счетчика адресов и управляющему входу регистра данньм, вход начальной установки счетчика g адресов — к единичному входу триггера и управляющему входу оперативного накопителя, выход регистра данных — к управляющему входу блока ком- С мутации, сигнальный вход которого под. ключен через генератор опорного напряжения к единичному выходу тригге- В, ра, выход блока коммутации соединен > через трансформатор с информационными входами узлов вьвода информации группы, управляющие входы которых соединены с соответствующей груп.. пой корректирующих входов устройства а выходы образуют группу аналоговых выходов устройства., 2. Устройство по п. l, о т л ич а ю щ е е с я тем, что каждый

° узел вывода информации содержит коммутатор и выпрямитель, выходы которых образуют выход узла вьвода ин- . .формации,причеминформационный и управ.

° лявщий входы коммутатора являются соот ветственноинформационным и управляющим входами узла вывода информации, а

: выход соединен с входом выпрямителя .

1 112827

Изобретение относится к вычислительной технике и может .найти применение для сопряжения вычислительных машин с различным представлением данных.

Известны устройства сопряжения ли5 ний связи двух вычислительных машин с дуплексным . и симплексным режимами работы каналов, содержащее блок управления, соединенный с выходными и входными шинами устройстца, блок синхронизации, к выходу которого подключены соответствующие входные шины устройства, а выходы которого подключены к входам шести элементов И, выкоды второго, 1 5 третьего и пятого элементов И соединены с блоком управления,.а выходы первого, 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, нулевой выход первого триггера связи — к вто. рым входам четвертого и шестого элементов И, единичный выход второго триггера связи — к вторым входам второго и третьего элементов И, а нулевой выход второго триггера связи — к вторым входам первого и четвертого элементов И (1 .

Недостаток этих устройств заключается в ограниченных- функциональных возможностях, обуславливающих невозможность передачи информации на ЦВМ, имеющую аналоговое представление данных.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устрой- 40 ство для сопряжения вычислительных машин, содержащее адресный сумматор, дополнительный регистр, группу триггеров, сдвигающий регистр данных и буферный регистр данных, входы которых 4 являются соответствующими информацион. ными входами устроиства,. а выходы соединены соответственно с первым и вторым информационными входами элементов И-HJ1H первой группы, выходами подключенных к информационному входу

50 оперативного накопителя информации, регистр адреса, подключенный выходом .к первым информационным входам элементов И-ИЛИ второй группы, выходы которых соединены с адресным входом оперативного накопителя информации, выходной регистр данных, входом сое. диненный с выходом оперативного на3 2 копителя информации, первым и вторым выходами — соответственно с первым и вторым входами элемента И-ИЛИ а

1 третьим выходом — с первым выходом устройства, синхронизирующие входы элементов И-ИЛИ первой и второй групп подключены к соответствующим входам группы синхронизирующих входов устрой тва, причем первый вход адресного сумматора соединен с выходом буферного регистра данных, второй вход— с адресным входом оперативного накопителя информации, а выход — с вхо. дами регистра адреса и дополнительного 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 первой группы, первые входы триггеров групйы соединены с выкодами элементов

И-ИЛИ, вторые входы — с соответствую. щими входами группы синхронизирующих входов устройства, а выходы — с вторым информационным вьгкодом устройства f2) .

Недостатком известного устройства является отсутствие. возможности передачи информации на терминальные устройства, имеющие аналоговый вход, что ограничивает класс решаемых задач и 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- 55 ме, ставится в соответствие однозначно связанное с этой совокупностью значение аналоговой величины, представ3 преобразователь, выполненный на трансформаторе, и группа узлов вы,вода информации, прйчем единичный и нулевой входы триггера являются соответственно входами пуска и останова устройства, единичный выход под ключен к первому входу элемента И, второму управляющему входу элементов

И-ИЛИ группы, входу чтения оперативного накопителя, информационным входом соединенного с. информационным входом устройства, нулевой выход триггера подключен к стробирующим входам элементов И-ИЛИ группы и входу записи оперативного, накопителя, второй вход элемента И соединен с выходом генератора импульсов, вход

0 пуска которого подключен к единичному выходу триггера, выход элемента И подключен к счетному входу счетчика адресов и управляющему входу регистра данных, вход начальной установки счетчика адресов — к единичному входу триггера и управляющему входу оперативного накопителя, выход регистра. данных — к управ— ляющему входу блока коммутации, сигнальный вход которого подключен через генератор опорного напряжения к единичному выходу триггера,,выход

30 блока коммутации соединен через трансформатор с информационными входами узлов вывода информации группы, управляющие входы которых соединены с соответствующей группой корректирующих входов устройства, а выходы образуют группу аналоговых выходов устройства. ленное постоянным и переменным напряжениями.

При этом из-за отсутствия переменного согласования передачи данных скорость передачи может быть максимальной и ограничиваться работой оперативного накопителя.

В пбдавляющем большинстве случаев сообщения, подаваемые на вход согласующих устройств, несут числовую информацию, представленную или закодированную определенным образом.

Способы представления цифровых данных могут быть различными, но они должны обеспечивать возможность представления в выбранной, системе любого числа иэ заданного диапазона и единственность такого представления.

Устройство может быть выполнено в нескольких вариантах, в том числе в варианте с двоичным и с десятичным представлением входной и выходной величин данных. Может быть также реализован смешанный вариант, использующий десятичное или двоичное представление входных величин и соответ- ственно двоичное или десятичное представление выходных данных, причем часть данных может представляться в десятичном, а часть — в двоичном исполнении.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 †. пример реализации первого блока коммутации; на фиг. 3 — пример реализации второго блока коммутации; на фиг. 4 — пример реализации генератора опорного напряжения; на фиг.5— пример формирования результирующего (выходно го) сиг нала.

Устройство (фиг. 1) содержит триггер 1, элемент И 2, счетчик 3 адресов, генератор 4 импульсов, шины 5 информационного входа устройства, группу элементов И-ИЛИ 6, оперативный накопитель 7, регистр 8 данных, блок 9 коммутации, генератор 10 опорного напряжения, кодирующий трансформатор 11, узлы 12 вывода информации, включающие коммутатор 13, выпрямитель 14, выходы 15 постоянного аналогового сигнала, шины 16 коррек-, тирующего входа устройства.

Блок 9 коммутации и коммутатор 13 (фиг. 2 и 3) могут содержать в качестве коммутирующих элементов, например, реле 17-20. Генератор 10 опорного напряжения (фиг.4) содержит элементы И 21-23.

1128273

Устройство 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 c его нулевого выхода поступает на вход записи оперативного накопителя 7.

Информация на шинах 5 содержит адреа ячейки оперативного накопителя 7, в которой фиксируется чисдовое значение сообщения, поступающего на первый информационный вход группы элементов И-ИПИ 6, которые стробируются сигналом с нулевого выll II хода 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 счетчиком 3, который сбрасывается в задан" !

1 II ное состояние сигнапом Пуск

При установке триггера 1 в единич. ное состяние запускается генератор 4 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 7 1 ресчета 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.

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 триг— гера 1, поступают на адресный вход оперативного 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 выполняется в. 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 реле

17 — 20.

Двоичный код в системе "1-"2"-"4""8" подается с, регистра 8 на реле

17-20 (количество реле обусловлено разрядностью двоичного кода),которые коммутируют первичные обмотки

40 трансформатора 11 в соответствии с заданным кодом, включая соответствую щие секции первичной обмотки трансформатора 11 в электрическую цепь входного опорного напряжения.

В генераторе 10 (фиг.4) при появлении высокого напряжения на единичном выходе триггера 1 возбужцаются элементы И 21 и 22, коммутируя на выход элемента И 23 мощный импульсный сигнал.

Частота и скважность, а также мощность сигнала, подаваемого на . блок 9, зависит от параметров трансформатора 11 и нагрузки, подключаемой на выход устройства.

Количество витков кажцой секции первичной обмотки трансформатора 11 выбирается таким образом, чтобы в

7 I 128 цепь вторичной обмотки трансформировалось напряжение генератора 10, поделенное в соответствии в отношении "1"-"2"-"4"-"8"

Таким образом, на вторичной обмотке трансформатора 11 (фиг.2) сформи-. ровано переменное напряжение, пропорциональное величине входного кода с учетом коэффициента трансформации трансформатора il.

Коэффициент трансформации трансформатора 11 оперативно можно менять, изменяя количество витков вторичной обмотки и коэффициент передачи.

Коммутатор 13 (фиг.3} 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 (l-2-4-8) или (1-2-3-...). Секции этой обмотки подключаются на выпрямитель 14, коммутатор 13 (фиг.3).

Подачей корректирующего двоичного 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 коэффициентом передачи. 35

Следовательно, устройство обеспечивает формирование аналогового сигнала, соответствующего цифровому коду (цифровьг1 кодам), занесенным в оперативный накопитель 7. Устройст-40 во. за счет организации обмоток (первичной и вторичной) трансформатора 11 и количества витков в каждой из них позволяет получи ь идентификацию аналогового сигнала в виде 45 постоянного или пе1.емеиного напря-. жения для различных ц -.фровых кодов

273 8 (двоичного, двоично,-десятичного и т.д.).

Возможны различные сочетания

У например двоичной индентификации и десятичной коррекции.

Пример реализации передачи сложных нелинейных периодических функциональных зависимостей приведен на фиг.5. Программа, реализующая эти функции с ограничением (для сокращения объема таблиц) по количест— ву "точек (кодов), представляющих функцию, приведена в таблице.

В таблицу последовательно (в информационных словах 1-16) занесены константы (К1 — К ) .. Последовательное считывание этих констант с дискретностью 4 и одновременным их преобразованием,на выпрямителе 14 позволяет формировать на выходе сину. соидальное напряжение.П „ с периодом Т (фиг.5).

Значение констант: К1=0, К2=3, К =О, K10 =-3; К1 =-6, К(=-9, К1 =-12, К14 -9, К < =-6, К,1ь =-3

{pàíû в относительных единицах) позволяет с соответствующим допуском воспроизвести заданную амплитуду функции во всех заданных точках.

Синусоидальное напряжение на выходе устройства формируется до тех пор, пока в оперативном накопителе 7 не будет занесено новое значение кон станты.

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 в аналоговой форме как в постоянном, так и в переменном направлениях независимо от представления данных в цйфровой машине (двоичном, десятичном и т.д.) .

3328273 ч «!» «1»

30! одержание микропрограммных слов текущий адрес

8 4 2

2 3

4 5 6

Десят, О О О

О 1 3

0 О О О О О О

О О О 1 О О О

О

О О О О

1 О

0 О 1

0 О l

1 О

О

О . 1

О 1 О

О

1 I О

О 3

3 . О

1 О

О

О О

1 О l 3 О 1

О

3 I О О О 1 1

14

l l О I О I 3

I 1 1 О О 1 О

О

1 1 1 1 О 1 О

Ацрес микропрограммного слова

О 1 О О О

0 3 1 О О

1 О О О О

1 О 0 1 О

0 I

О .

О 1

О О

О О

О 0

1 О

О О 1

О О.

О О l

1 1 О

О 1 1

О О 0

О О 1

1 О О

О О 1

3 О

О 1 1 г

Микро- Номер ин- . команда формационного слова

1! 28273

Фиг.1

Йад папа ае ьнайо ио3а ремис ав данках

Фиг2

ll2S273

1128273.

Составитель В.Вертлиб

Техред T.Ôàíòà Корректор А.Обручар

Редактор И.Николайчук

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Закаэ 9064/38 Тираж 698 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

rio делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раузская наб., д. 4/5