Вид РИД
Изобретение
Изобретение относится к информационно-измерительным системам и может быть использовано, в частности, в автоматизированных системах контроля параметров радиоэлектронного оборудования.
Современные тенденции развития систем контроля параметров предполагают построение систем коммутации для них методом агрегатирования на основе типовых модулей коммутаторов. Известен коммутатор (а.с. 1598143, H 03 K 17/00, SU) для подключения измеряемых сигналов к преобразователям тех или иных физических величин в автоматизированных системах контроля параметров. Коммутатор имеет автономное цифровое программное управление по цифровому интерфейсу и содержит регистры приема цифровой информации, дешифраторы и исполнительные реле, контакты которых обеспечивают коммутацию сигналов. При наращивании числа контролируемых сигналов необходимо включать одинаковые модули коммутаторов на общую шину, соединенную с измерительным входом какого-либо преобразователя.
Недостатком этого коммутатора является снижение надежности системы при наращивании числа контролируемых сигналов за счет добавления в систему дополнительных модулей коммутаторов, обусловленное возможностью замыкания входных сигналов, коммутируемых различными модулями коммутации, через общую выходную шину в случае, например, ошибки при составлении программы работы системы в целом.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому устройству является система коммутации, описанная в книге под редакцией Н.Н. Пономарева "Проектирование внешних средств автоматизированного контроля радиоэлектронного оборудования", М. "Радио и связь", 1984 г., стр. 278-279, рис. 9. 11. Это устройство содержит два независимых канала коммутации, управляемых по цифровому интерфейсу, каждый из которых включает регистр приема цифровой информации, дешифратор, усилители логических сигналов (формирователи) и исполнительные реле. При необходимости наращивания числа коммутируемых сигналов следует использовать несколько таких коммутаторов, объединив их сигнальные выходы для подачи на аналого-цифровой преобразователь.
Недостатком этой системы коммутации является низкая надежность, обусловленная возможностью замыкания входных сигналов, коммутируемых различными модулями коммутации, через общую выходную шину в случае, например, ошибки при составлении программы работы системы в целом.
Для повышения надежности предложена система коммутации сигналов, содержащая модули коммутации, объединенные шиной сигнального выхода системы и входами подключенные к шинам данных, адреса модуля коммутации, записи информации и общего сброса, каждый модуль коммутации содержит регистр приема информации, дешифратор адреса модуля коммутации, группу усилителей и исполнительные элементы коммутации, отличающиеся тем, что в нее введены общие для всех модулей коммутации шина запрета записи информации и шина прерывания, а в каждый модуль введены: первая, вторая, третья и четвертая схемы "И", первая, вторая и третья схемы "НЕ", первая и вторая схемы "ИЛИ", триггер, первый и второй магистральные усилители, причем в каждом модуле выход регистра приема информации через дешифратор и группу усилителей соединен с исполнительными элементами коммутации, которые соединены с шиной сигнального выхода системы, первая схема "И" первым и вторым входами подключена соответственно к выходу дешифратора адреса модуля коммутации и шине записи информации, вторая схема "И" первым и вторым входами подключена соответственно к выходу первой схемы "И" и выходу второй схемы "ИЛИ", третья схема "И" первым, вторым и третьим входами подключена соответственно к выходу первой схемы "И", через первую схему "НЕ" к выходу второй схемы "И" и входу разрешения записи регистра приема информации и через вторую схему "НЕ"- к выходу первой схемы "ИЛИ", четвертая схема "И" первым и вторым входами подключена соответственно к выходу первой схемы "ИЛИ" и к шине запрета записи информации, первая схема "ИЛИ" входами подключена к выходам группы усилителей, а выходом - через первый магистральный усилитель к шине запрета записи информации, вторая схема "ИЛИ" первым и вторым входами подключена соответственно к выходу четвертой схемы "И" и через третью схему "НЕ" к шине запрета записи информации, выход триггера через второй магистральный усилитель подключен к шине прерывания, S вход триггера подключен к выходу третьей схемы "И", a R вход - к шине общего сброса, которая подключена к входу сброса регистра приема информации.
На чертеже представлена структурная схема системы.
На чертеже изображены:
1 - модули коммутации;
2 - шина записи информации;
3 - шина адреса модуля коммутации;
4 - шина данных;
5 - шина запрета записи информации;
6 - шина сигнального выхода системы;
7 - шина общего сброса;
8 - шина прерывания;
9 - регистр приема информации;
10 - дешифратор;
11 - группа усилителей;
12 - исполнительные элементы коммутации;
13 - дешифратор адреса модуля коммутации;
14, 15, 16, 17 - соответственно первая, вторая, третья и четвертая схемы "И";
18, 19, 20 - соответственно первая, вторая и третья схемы "НЕ";
21, 22 - соответственно первая и вторая схемы "ИЛИ";
23 - триггер;
24, 25 - соответственно первый и второй магистральные усилители.
Система коммутации содержит: модули 1 коммутации, шины 2 записи информации, шины 3 адреса модуля коммутации, шину 4 данных, шину 5 запрета записи информации, шину 6 сигнального выхода системы, шину 7 общего сброса, шины 8 прерывания, регистр 9 приема информации, дешифратор 10, группу 11 усилителей, исполнительные элементы коммутации 12, дешифратор 13 адреса модуля коммутации, первую - 14, вторую - 15, третью -16 и четвертую - 17 схемы "И"; первую - 18, вторую - 19 и третью - 20 схемы "НЕ"; первую - 21 и вторую - 22 схемы "ИЛИ"; 23 - триггер; первый - 24 и второй - 25 магистральные усилители.
Система коммутации подключается с помощью шин 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 к контроллеру интерфейса (на фигуре условно не показан) и работает следующим образом. После подачи питания на систему контроллер интерфейса подает на шину 7 сигнал общего сброса, устанавливающий регистр 9 и триггер 23 в исходное положение, при этом на шине 5 запрета записи информации устанавливается низкий уровень сигнала.
Для выбора коммутируемой цепи контроллер интерфейса подает на систему коммутации по шине 3 адрес модуля коммутации в системе, по шине 4 данные о номере цепи выбранного модуля коммутации и по шине 2 сигнал записи данных, указывающий на готовность информации на шинах 3 и 4. Дешифратор 13 формирует на одном из входов схемы 14 "И" местный сигнал адреса модуля коммутации (АДРЕС М.)
Информация в регистр 9 с шины 4 данных будет записана по сигналу разрешения (РАЗРЕШ), сформированному схемой 15 "И" и поступающему на вход разрешения записи регистра 9 приема информации.
Логические схемы 14, 15, 17, 20, 21, 22 реализуют логическую функцию:
РАЗРЕШ = ЗАПИСЬ•АДРЕС М • (ЗАПРЕТ+ЗАПРЕТ•КОМ. ВКЛ),
где КОМ. ВКЛ - сигнал, формируемый схемой 21 "ИЛИ" и свидетельствующий о выдаче управляющих сигналов на исполнительные элементы коммутации и включении одной из цепей данного модуля;
ЗАПИСЬ - сигнал на шине записи информации;
ЗАПРЕТ - сигнал на шине запрета записи информации.
Таким образом, информация в регистр 9 с шины 4 данных будет записана, если имеет место обращение к выбранному посредством указания адреса модулю коммутации, а сигнал ЗАПРЕТ либо отсутствует, либо сформирован выбранным модулем.
Код цепи, подлежащей соединению с выходом системы, записанный в регистр 9, дешифрируется дешифратором 10 (в некоторых вариантах построения модулей коммутации дешифратор 10 может отсутствовать) и через группу усилителей 11 поступает на исполнительные элементы коммутации 12, которые непосредственно производят соединение выбранной цепи с выходом системы.
Схема 21 "ИЛИ" формирует сигнал КОМ. ВКЛ на логические схемы 19 и 17, а также на магистральный усилитель 24, который и формирует на шине 5 запрета записи информации высокий уровень (сигнал ЗАПРЕТ) в случае соединения той или иной цепи с выходом системы коммутации.
Схемы 14, 18, 19, 16 формируют сигнал прерывания КПР, свидетельствующий о попытке одновременного подключения более чем одной цепи на выход системы несколькими модулями коммутации. При этом реализуется следующая логическая функция:
КПР = ЗАПИСЬ•АДРЕС М • КОМ. ВКЛ•РАЗРЕШ
Сигнал КПР запоминается триггером 23 и через магистральный усилитель 25 поступает на шину 8 прерывания, показывая контроллеру интерфейса, что возникла нештатная ситуация, например, в результате ошибки программиста или каких-либо других причин.
Контроллер интерфейса по сигналу прерывания прекращает дальнейшую передачу информации в подсистему коммутации до устранения причин возникновения нештатной ситуации, а при возобновлении передач информации в систему коммутации начинает их с подачи сигнала сброса на шину 7, устанавливающего триггер 23 в исходное положение, снимая таким образом сигнал прерывания с шины 8.
Таким образом, введение новых элементов и связей в систему исключает одновременное подключение двух цепей на общий выход при наращивании объема коммутируемых цепей системы за счет включения в нее дополнительных модулей, а следовательно, обеспечивает повышение надежности системы при ее эксплуатации.
Системакоммутациисигналов,содержащаямодуликоммутации,объединенныешинойсигнальноговыходасистемыивходамиподключенныекшинамданных,адресамодулякоммутации,записиинформациииобщегосброса,каждыймодулькоммутациисодержитрегистрприемаинформации,дешифраторадресамодулякоммутации,группуусилителейиисполнительныеэлементыкоммутации,отличающаясятем,чтовсистемувведеныобщиедлявсехмодулейкоммутациишиназапретазаписиинформацииишинапрерывания,авкаждыймодульвведеныпервая,вторая,третьяичетвертаясхемыИпервая,втораяитретьясхемыНЕ,перваяивтораясхемыИЛИтриггер,первыйивтороймагистральныеусилители,причем,выходрегистраприемаинформациичерездешифраторигруппуусилителейсоединенсисполнительнымиэлементамикоммутации,которыесоединенысшинойсигнальноговыходасистемы,перваясхемаИпервымивторымвходамиподключенасоответственноквыходудешифратораадресамодулякоммутацииикшинезаписиинформации,втораясхемаИпервымивторымвходамиподключенасоответственноквыходупервойсхемыИивыходувторойсхемыИЛИсоответственно,третьясхемаИпервым,вторымитретьимвходамиподключенасоответственноквыходупервойсхемыИ,черезпервуюсхемуНEквыходувторойсхемыИивходуразрешениязаписирегистраприемаинформацииичерезвторуюсхемуНЕ-квыходупервойсхемыИЛИ,четвертаясхемаИпервымивторымвходамиподключенасоответственноквыходупервойсхемыИЛИикшинезапретазаписиинформации,перваясхемаИЛИвходамиподключенаквыходамгруппыусилителей,авыходом-черезпервыймагистральныйусилителькшинезапретазаписиинформации,втораясхемаИЛИпервымивторымвходамиподключенасоответственноквыходамчетвертойсхемыИичерезтретьюсхемуНЕкшинезапретазаписиинформации,выходтриггерачерезвтороймагистральныйусилительподключенкшинепрерывания,SвходтриггераподключенквыходутретьейсхемыИaRвход-кшинеобщегосброса,котораяподключенаквходусбросарегистраприемаинформации.