1803905 - Модульное устройство программного управления и контроля

Модульное устройство программного управления и контроля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Оно может быть использовано в распределенных отказоустойчивых управляющих системах АСУТП, использующих программный принцип управления . Цель - повышение быстродействия и расширение области применения. Она достигается введением в модульное устройство программного Т-триггера 4 управления и контроля, мультиплексора 8 адресного кода управления, регистра-приемника 10 адресного кода управления, регистра 11 синхронизации, шестого, седьмого элемен

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)я G 05 В 19/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ у

О ,(л)

0 ,О

jQl (21) 4887415/24 (22) 29,10,90 (46) 23.03,93, Бюл, ¹ 11 (71) Научно-исследовательский институт микротехники (72) И,Д.Шапоров, А,В,Пименов, В.С,Харченко, Г.Н,Тимонькин, С.Н.Ткаченко, С.А. Соколов и П. Е, Марков (56) авторское свидетельство СССР

M 1476465, кл. G 05 В 19/18, 1989.

Основы построения микроконтроллеров АСКУ. Харченко В,С. и др. вЂ” Харьков:

1989, с. 65-67.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1500994, кл. G 05 В 19/18, 19/08, 1989.

„„ Ы„„1803905 А1 (54) МОДУЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ И КОНТРОЛЯ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Оно может быть использовано в распределенных отказоустойчивых управляющих системах АСУТП, использующих программный принцип управления. Цель вЂ” повышение быстродействия и расширение области применения. Она достигается введением в модульное устройство программного Т-триггера 4 управления и контроля, мультиплексора 8 адресного кода управления, регистра-приемника 10 адресного кода управления, регистра 11 синхронизации, шестого, седьмого элемен1803905 тов И регистра-передатчика адресного кода управления, регистра кода модулей адресатов адресного кода управления, счетчика ожидания передачи, IK-триггера, блока элементов

И, блока элементов ИЛИ. Сущность изобретения заключается в том, что за счет введения новых элементов и их связей, которые позволяют обеспечить асинхронную выдачу модулем управляющих сигналов, обеспечить возможность ожидания и передачи управляюИзобретение относится к области автоматики и вычислительной техники. Оно может быть использовано в распределенных отказоустойчивых управляющих системах

АСУ, ТП, использующих программный принцип управления, с большим числом контролируемых параметров, допускающих наращивание при расширении числа выполняемых функций, Целью изобретения является повышение быстродействия и расширение области применения, На фиг, 1 представлена функциональная схема предлагаемого модульного устройства для программного управления; на фиг. 2 вЂ” функциональная схема блока передачи АКУ; на фиг. 3 вЂ” функциональная схема распределенной управляющей системы на основе предлагаемых модульных устройств; на фиг. 4 и 5 вЂ” блок-схемы алгоритмов выполнения предлагаемых модульным устройством соответственно процедур передачи и приема АКУ от других (другим) модулям управляющей системы; на фиг. 6 вЂ” временные диаграммы работы управляющего модуля.

Модульное устройство управления содержит блок 1 памяти микрокоманд (БМП) с полями 1,1 признака МК, 1.2 кода микроопераций, 1.3 кода ЛУ, 1.4 адреса, регистр 2 адреса, RS-триггер 3, Т-триггер 4, мультиплексоры 5 адреса, 6 логических условий (ЛУ), дешифратор 7, мультиплексор 8 АКУ, блок 9 передачи АКУ, регистр 10 приемник

АКУ, регистр 11 синхронизации, счетчик 12 ожидания АКУ, первый 13, второй 14, третий

15, четвертый 16 элементы ИЛИ, первый 17, второй 18, третий 19, четвертый 20, пятый

21, шестой 22 элементы И, вход сигналов ожидания АКУ, вход 24 ЛУ, вход 25 АКУ, вход

26 сигнала готовности объекта управления (ОУ) к приему очередного микрооперационного кода, выход 27 сигнала готовности нового микрооперационного кода, выход 28 кода микроопераций, выход 29 АКУ, выход

30 сигнала ожидания АКУ, вход 31 пуска, 5

45 щей информации параллельно с реализацией алгоритма управления своим объектом, отказаться от общественных ресурсов и ис- пользовать межмодульные связи типа "каждый с каждым", обеспечить возможность передачи управляющей информации с максимальным быстродействием, обеспечить возможность информационного межмодульного обмена, повышено быстродействие и расширена область применения, 6 ил, вход 32 кода микропрограммы (МП), первый

33 и второй 34 синхровходы модуля, первый

35 синхровход блока 9 передачи АКУ, выход

36 сигнала ЛУ передачи АКУ блока 9, выход

37 сигнала ЛУ состояния блока 9 АКУ, счетный вход 38 блока 9, информационный 39, управляющий 40 и второй синхровход 41 блока 9 передачи АКУ, выход старшего разряда поля 1,4 адреса БПМ1, Блок 9 передачи АКУ (см. фиг, 2) содержит регистр 43 передатчика АКУ, регистр 44 кода модулей адресатов АКУ, счетчик 45 ожидания передачи, IK-триггера 46, седьмой элемент И 47, блок 48 элементов И, блок

49 элементов ИЛИ, пятый 50 и шестой 51 элементы ИЛИ, причем разряды информационного входа 39 блока 9 соединены соответственно с информационными входами регистра 44, счетчика 45, с младшими разрядами информационного входа регистра 43, счетный вход 38 блока 9 является счетным входом счетчика 45 ожидания передачи, управляющий вход 40 блока 9 соединен с управляющим входом регистра 44 кода модулей адресатов АКУ, с первыми управляющими входами регистра 43 передатчика

АКУ, счетчика 45, с 1-входом IK-триггера 46, с первым входом шестого элемента ИЛИ 51, первый вход 35 синхронизации блока 9 соединен с синхровходами регистра 44 кода модулей адресатов АКУ и счетчика 45 ожидания передачи с первым синхровходом регистра 43 передатчика АКУ, второй вход 41 синхронизации блока 9 передачи АКУ является вторым синхровходом регистра 43 передатчика АКУ, разряды выхода регистра 44 кода модулей адресатов AKY соединены соответственно с первыми входами элементов

ИЛИ блока 49, разряды схода 23 сигналов ожидания АКУ модуля соединены соответственно с вторыми входами элементов ИЛИ блока 49, инверсный вход счетчика 45 соединен с первым входом элемента И 47, выход которого соединен с вторым входом шестого элемента ИЛИ 51, с К-входом IK1803905

55 триггера 46, с обнуляющим R-входом счетчика 45, с вторым управляющим входом и старшим разрядом информационного входа регистра 43 передачи АКУ, прямой выход счетчика 45 ожидания передачи соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ 50 и с выходом 36 сигнала ЛУ передачи АКУ блока

9, выход шестого элемента ИЛИ 51 соединен с входом синхронизации I К-триггера 46, инаерсный выход которого соединен с BTQрым входом пятого элемента ИЛИ 50, выход элемента ИЛИ 50 соединен с вторым инверснь м управляющим входом счетчика 45, с выходом 37 ЛУ состояния блока 9 передачи

АКУ, выходы элементов ИЛИ блока 49 соединены соответственно с разрядами второго входа элемента И 47, прямой выход

IK-триггера 46 соединен с третьим входом элемента И 47, выход регистра 43 передачи

АКУ соединен с прямыми входами элементов И блока 48 разряды выхода регистра 44 кода модулей адресатов АКУ соединены соответственно с инверсными входами элементов И блока 48, выходы которых образуют выход 29 АКУ модуля.

Распределенная управляющая система на основе предлагаемых модульных устройств (модулей) (см. фиг. 3) содержит генератор 53 тактовых импульсов, входы 54 пуска и 55 кода микропрограммы, j типовых модульных устройств программного управления, причем первый и второй выходы генератора 53 соединены соответственно с входами 33 и 34 синхронизации каждого управляющего модуля, входы 54 пуска и.55 кода МП соединены с соответственными входами 31 и 32 управляющих модульных устройств, выход 30 сигнала ожидания АКУ каждого модуля соединен с соответствующими разрядами входов 23 сигналов ожидания АКУ остальных модулей управляющей системы, разряды выхода 29 АКУ каждого модульного устройства соединены с соответственными разрядами входов 25 АКУ остальных модулей управляющей системы, выхбды 27 сигнала готовности нового микрооперационного кода и 28 кода микроопераций каждого управляющего модуля соединены с соответственным объектом управления (ОУ), выходы сигналов ЛУ и готовности к приему очередного микрооперационного кода каждого ОУ соединены с соответственными входами 24, 26 соответственных управляющих мод лей. ассмотрим функциональное назначение элементов предлагаемого модульного устройства управления (фиг, 1).

Блок памяти MK 1 (БМП) предназначен для хранения кодов MK и имеет четыре выхода, С выхода 1,1 поля признака MK считы5

35 вается код признака МК, который декодируется затем дешифратором 7.

С выхода поля 1.2 БПМ считывается код микроопераций, поступающий на объектуправления модуля.

С выхода поля 1.3 БПМ 1 считывается код логических условий (ЛУ), управляющий мультиплексором ЛУ, При реализации модулем специальной

MK типа А с выходов полей 1,2 и 1.3 БПМ 1 в блок 6 передачи АКУ считываются АКУ, код модулей адресатов АКУ, код ожидания передачи АКУ. При работе модуля в режиме ожидания АКУ с выходов полей 1.2, 1.3. БПМ 1 считываются код ожидания АКУ 6 в счетчик

1,2 ожидания АКУ, код модуля, от которого ожидается АКУ для управления мультиплексором 8 АКУ.

С выхода поля 1.4 адреса БПМ 1 считывается код адреса очередной МК. Младший разряд этого кода может в дальнейшем модифицироваться мультиплексором 6 ЛУ.

БПМ 1 представляет собой запоминающее устройство статического типа, информация на выходах которого присутствует в течение всего времени наличия адресного кода на его входе, Регистр 2 адреса предназначен для хранения адреса очередной MK во время считывания ее из БПМ 1. Запись в регистр 2 осуществляется по переднему фронту сигнала с выхода элемента ИЛИ 14, который формируется как конъюнкция сигналов с выходов элементов И 17, 20, 21. Регистр 2 обнуляется по сигналу конца работы модуля, который формируется элементов И 18 и поступает на P-вход регистра 2 адреса.

RS-триггер 3 предназначен для хранения единичного значения сигнала готовности объекта управления принять новый микрооперационный код от модуля. Этот сигнал в виде короткого импульса поступает на единичный S-вход RS-триггера 3 с входа

26 модуля, Сигнал с выхода RS-триггера 3 поступает на первый прямей вход элемента

И 19, который формирует сигнал управления Т-триггером 4. Этот же сигнал, равный по длительности тактовому импульсу, поступает на нулевой R-вход RS-триггера 3 и rieреводит его в исходное нулевое состояние.

Элемент И 19 формирует единичный сигнал управления Т-триггером 4 и RS-триггером 3 в случае, когда на его прямых входах присутствуют единичный сигнал с выхода RS-триггера 3, тактовый импульс г1 с первого входа синхронизации модуля, а на инверсном входе отсутствует сигнал . знака специальных МК с выхода стЯ ш го азряда поля 1.1 признака МК БПМ 1.

1803905

T-триггер 4 предназначен для управления работой регистра 11 синхронизации, По заднему фронту сигнала с выхода третьего элемента ИЛИ 15 Т-триггер 4 переходит в и ротивоположное предыдущему состояние, Мультиплексор 5 адреса осуществляет передачу на информационный вход регистра 2 адреса со своего первого, второго, третьего информационных входов соответственно либо кода операции (Д1) с входа 32 модуля, либо адресного кода очередной МК (Д2) с выходов мультиплексора 6 ЛУ и поля

1,4 адреса БПМ 1, либо АКУ (ДЗ) с выхода младших разрядов регистра 10 приемника

АКУ, На первый и второй адресные входы мультиплексора 5 поступают соответственно сигнал конца команды (А ) с первого выхода дешифратора 7 признака и сигнал метки АКУ (Az) с выхода старшего разряда регистра 10 приемника АКУ. Функция реализуется мультиплексором 5 адреса и описывается выражением;

Двцх = A1A2A1+ А1А2Д2 + А1А2ДЗ, Мультиплексор 6 ЛУ осуществляет передачу на свой выход со своего информационного входа либо значения младшего разряда поля 1.4 адреса БПМ 1 и (в случае считывания линейной MK), либо значения одного из ЛУ с входа 24 ЛУ модуля, либо значения ЛУ передачи AKY с выхода 36 блока 9 передачи АКУ, либо значения ЛУ состояния блока 9 передачи АКУ с его выхода 37 (в случае считывания MK ветвления). Требуемое значение ЛУ, передаваемое на выход мультиплексора 6, определяется кодом на адресном входе мультиплексора ЛУ 6 с выхода поля 1,3 кода ЛУ БПМ 1. Мультиплексор 6 ЛУ функционирует при отсутствии на его инверсном управляющем входе единичного сигнала с выхода старшего разряда 1.1 признака МК БПМ 1, В противном случае, т,е, при считывания из БПМ 1 специальных

МК, на выходе мультиплексора 6 ЛУ будет всегда нулевым.

Дешифратор 7 предназначен для преобразования двухразрядного кода с выхода поля 1.1 признак БПМ 1 в унитарный код управления, С первого выхода дешифратора 7 считывается сигнал конца команды, управляющий работой мультиплексора 5 адреса. С второго выхода дешифратора 7 считывается сигнал перевода модуля в режим ожидания АКУ, управляющий мультиплексором 8 АКУ, счетчиком 12 ожидания

AKY и поступающий на выход 30 сигнала ожидания AKY модуля. С третьего выхода дешифратора 7 считывается сигнал перевода модуля в режим подготовки передачи АКУ.

Мультиплексор 8 предназначен для передачи АКУ с одного из своих информационных входов на информационный вход регистра 10 приемника АКУ. Требуемый для соединения разряд информационного входа мультиплексора 8 адреса определяется кодов на его адресном входе с соответствующих разрядов выхода полей 1.2, 1,3 БПМ 1, Мультиплексор 8 адреса функционирует только при наличии на его управляющем входе единичного сигнала с второго выхода дешифратора 7, Блок 9 передачи АКУ предназначен для реализации модулем автономной процедуры передачи АКУ другим модулем системы.

Указанная процедура, благодаря блоку 9, может осуществлять независимо от основного алгоритма управления, который реализуется данным модулем.

В исходном состоянии модуля все элементы памяти блока 9 находятся в нулевом состоянии, На инверсном выходе триггера

46 состояния блока передачи АКУ формируется единичный сигнал. Этот сигнал через элемент ИЛИ 50 присутствует на выходе 37 состояния блока 9 передачи АКУ, а также, поступая на инверсный второй управляющий вход счетчика 45, запрещает его работу в счетном режиме. Алгоритм процедуры передачи АКУ показан на рис. 4, При необходимости выполнения модулем этой процедуры из БПМ 1 считывается специальная МК типа А, Единичный сигнал с третьего выхода дешифратора 7, поступая на V-входы регистра 43 передатчика АКУ, регистра 44 кода модулей адресатов АКУ, первый управляющий вход счетчика 45 ожидания передачи, разрешает в них запись соответствующих кодов.

Код модулей адресатов АКУ, код ожидания передачи, АКУ который вход в состав кода передачи, записывается в полях 1.2, 1.3 формата соответствующей MK типа А. Эти коды поступают с выхода полей 1,2, 1,3 БПМ

1 соответственно на информационные входы регистратора 44, счетчика 45 ожидания передачи, на младшие разряды информационного входа регистра 43 передатчика АКУ.

На старший разряд информационного входа регистра 43 в момент записи всегда поступает нулевой сигнал с выхода элемента

И 47, На предпоследний старший разряд информационного входа регистра 43 в момент записи всегда поступает единичный сигнал с третьего выхода дешифратора 7.

Запись в счетчик 45, в регистр 43, в регистр

44 происходит по переднему фронту импульса с выхода элемента И 21. По переднему фронту этого же импульса в БПМ 1 меняется считываемая М К и сигнал на треть1803905

10 ем выходе дешифратора 7 становится нулевым. Этот сигнал, поступая в блоке 9 также на I-вход и через элемент ИЛИ 51 на вход синхронизации триггера 46 состояния. По заднему фронту этого сигнала., таким образом, триггер 46 переходит в противоположное исходному, т.е. в единичное состояние.

Сигнал на инверсном выходе триггера 46 становится нулевым, Сигнал ЛУ состояния блока 9 на выходе 37 становится нулевым, что говорит о его занятости непереданным

АКУ. Код модулей адресатов АКУ с выхода регистра 44 поступает поразрядно на первые входы соответствующих элементов

ИЛИ блока 49. Число разрядов этого кода (число элементов ИЛИ в блоке 49) равно количеству модулей адресатов рассматриваемого модуля, т.е. модулей с которыми для рассматриваемого модуля системы предусмотрена процедура передачи АКУ, Обозначаем это количество Р, Значение разряда кода модулей адресатов АКУ единично, если соответствующему модулю адресату данный АКУ не передается и, наоборот, вЂ” нулевое, если этому модулю данный АКУ может поНадобиться, На вторые входы P-элементов

ИЛИ блока 49 поступают сигналы состояния от соответствующих P-модулей адресатов.

Сигнал состояния единичен только тогда, когда соответствующий модуль-адресат ожйдает АКУ.

Сигналы с инверсного выхода счетчика

45, с прямого выхода триггера 46, с выходов блока 49 элементов ИЛИ поступают на входы Элемента И 47. Элемент И 47 формирует сигнал управления передачей АКУ. Он будет единичным, если будут выполняться условия:

1) счетчик 45 ожидания передачи не переполнен;

2) в блоке 9 хранится еще не переданный АКУ(т,е. триггер 46 в единичном состояниии);

3) все модули адресата данногоАКУ (модули отмеченные "нолями" в коде модулей адресатов) формируют на своих выходах

30 единичные сигналы ЛУ ожидания АКУ, Заметим, что в младших разрядах регистра 43 сдвига записан АКУ (его разрядность равна разрядности регистра 2 адреса), в предпоследнем старшем разряде записана "единица" вЂ” метка АКУ, в самом старшемм разряде вЂ” "нуль". Этот "нуль" позволяет избежать появление единичной метки АКУ на выходе 29 блока 9 до формирования элементов И 47 сигнала управления передачей АКУ.

Если на первом управляющем входе регистра 43 единичный сигнал уже исчез, то тактовые импульсы с входа 34 модуля, по5

55 ступая на второй синхровход регистра 43, своим задним фронтом начинают сдвигать код передачи, записанный в регистре 43 сдвига АКУ. Таким образом, с выхода регистра 43 последовательно считывается на первые прямые входы элементов И блока 48 метка АКУ и сам АКУ. На вторые инверсные входы P элементов И блока 48 поступает код с выхода регистра 44 кода модулей адресатов АКУ. Это позволяет передавать код передачи далее, из блока 9 только модулям-адресатам данного АКУ. Сдвиг кода в регистре 43 продолжается до полной его передачи и далее в регистре сдвигается просто нулевой код. Это происходит до тех пор, пока на выходе 30 хотя бы одного модуля-адресата переданного АКУ перестает формироваться сигнал ожидания АКУ. В этом случае сигнал управления передачей

АКУ формируемый элементов И 47, становится нулевым, сдвиг в регистре запрещается, Триггер 46 по заднему фронту сигнала управления передачей АКУ переходит в нулевое состояние. На его инверсном выходе, а следовательно, и на выходе 37 блока 9 формируется единичный сигнал. Этот сигнал информирует модуль о том, что блок 9 свободен для следующей процедуры передачи АКУ, а также блокирует увеличение содержимого счетчика 45 ожидания передачи.

Реализация следующей процедуры передачи АКУ блоком 9 аналогична описанной.

Отличие состоит лишь в том, что счетчик 45, регистры 43, 44 в момент записи в них соответствующих кодов могут быть в нулевом состоянии. В этом случае новые коды просто заменят старые, АКУ блоком 9 может быть не передан, если выйдет время ожидания готовности модулей адресатов данного АКУ к его приему.

Контроль за временем ожидания готовности модулей-адресатов принять АКУ, т,е. контроль за временем появления от этих модулей на входе 23 данного модуля единичных сигналов состояния, в блоке 9 осуществляется с помощью счетчика 45.

Записываемый в него при выполнении модулем МК типа А код ожидания передачи

АКУ представляет собой запись в двоичной системе считывания числа k

kol = kcT вЂ” kcTI где kcr вЂ” коэффициент пересчета счетчика 42: ki.ri вЂ” количество МК, за время выполнения которых данным модулем допускается ожидание готовности модулей-адресатов принять i-й АКУ. (Заметим, что условием выбора коэффициента пересчета счетчика 45 должно быть неравенство:

k<> > k от макс.).

Счетчик 45 увеличивает свое содержимое на единицу при нулевом сигнале на

1803905

12 своем втором инверсном управляющем входе по переднему фронту тактового сигнала с второго выхода регистра 11 синхронизации, которой поступает на счетный вход счетчика 45. Таким образом, счетчик 45 работает в счетном режиме только при; 1) единичном состоянии триггера 46 состояния блока 9 (т,е. при ожидании блоком 9 готовности модулей-адресатов принять АКУ); 2) отсутствии сигнала переполнения счетчика

45 (т.е, при допустимости величины времени ожидания готовности модулей-адресатов).

Иными словами, счетчик 45 подсчитывает каждую МК, считываемую из своего модуля после выполнения им МК типа А. Записанный в счетчик 45 код ожидания фактически определяет максимально допустимое количество таких МК, общее время выполнения которых равно максимально допустимому времени ожидания блоком 9 готовности модулей-адресатов получить АКУ, Если передача i-го АКУ из блока 9 так и не началась, то по переднему фронту очередного тактового сигнала с второго выхода регистра 11 счетчика 45 переполняется. Ha его выходе появляется единичный сигнал, блокирующий через элемент ИЛИ 50 дальнейшую работу счетчика 45 в счетном режиме, Этот же единичный сигнал присутствует на выходах

37 и 36 блока 9 соответственно как ЛУ "блок

9 не занят" и "АКУ передан не был", С инверсного выхода счетчика 45 нулевой сигнал, поступая на первый вход элемента И

47, исключает возможность формирования этим элементом сигнала управления передачей АКУ после истечения максимального времени ожидания готовности модулей-адресатов данного АКУ, заданного в счетчике 45, В таком состоянии блок 9 может находиться вплоть до выполнения модулем очередной

МК типа А, т.е, до очередной процедуры передачи АКУ.

Регистр 10 приемник АКУ предназначен для приема кодов передачи управления от других модулей управляющей системы и перевода из последовательного кода в параллельный. Регистр 10 представляет собой регистр сдвига. Код передачи управления поступает на информационный вход регистра 10 с выхода мультиплексора 8 адреса.

Поразрядная запись и сдвиг кода передачи управления в регистре 10 производятся по заднему фронту тактовых импульсов tz, поступающих на вход синхронизации регистра 10 с второго выхода 34 синхронизации модуля.

При этом на инверсном управляющем входе регистра 10 должен отсутствовать

55 единичный сигнал с выхода старшего разряда регистра 10 приемника АКУ. С появление этого сигнала (сигнала метки АКУ) сдвиг и запись в регистре 10 прекращаются, АКУ в параллельном коде с выходов младших разрядов регистра 10 поступает на третий информационный вход мультиплексора 5 адреса, Регистр 10 переходит в исходное нулевое состояние с исчезновением на своем инверсном обнуляющем R-входе единичного сигнала перевода модуля в режим ожидания АКУ с второго выхода дешифратора7, Регистр 11 синхронизации предназначен для синхронизации работы элементов модуля, Регистр 11 является двухразрядным регистром сдвига. Запись и сдвиг информации слева направо осуществляется при единичном сигнале на управляющем входе регистра 11 с выхода Т-триггера 4 по заднему фронту тактового импульса r>, поступающего на синхровход регистра 11 с первого входа 33 синхронизации модуля. На первом выходе регистра 11 формируется тактовый сигнал Т1, поступающий на прямой вход элемента И 17. При отсутствии на инверсном входе элемента И 17 "единицы" тактовый сигнал 12 с его выхода синхронизирует своим передним фронтом работу регистра 2 адреса в рабочем режиме модуля.

На втором выходе регистра 11 формируется тактовый сигнал Tg. Сигнал Тг, пройдя через элемент ИЛИ 15 и 16, поступает соответственно на Т-вход T-триггера 4 и информационный вход регистра 11. В этот момент

Т-триггера 4 всегда в единичном состоянии сдвиг в регистре 11 разрешен.

По очередному тактовому импульсу т1 сигнал Tz с второго выхода регистра 11 переписывается в первый разряд регистра 11 и в результате сдвига исчезает. Своим задним фронтом он переводит Т-триггер 4 в нулевое состояние, сигнал на управляющем входе регистра 11 исчезает, С первого выхода регистра 11 постоянно считывается тактовый сигнал Т1 до поступления на второй вход элемента ИЛИ 15 единичного сигнала с выхода элемента И 19, Элемент ИЛИ 16 предназначен для обеспечения возможности в исходном нулевом состоянии регистра

11 записи в него исходного единичного сигнала вЂ” сигнала пуска с входа пуска 31 модуля, Этот сигнал поступает на второй вход элемента ИЛИ 16 в виде короткого импульса. Далее "единица", записанная в регистр

11, постоянно в нем циркулирует, благодаря связи второго выхода регистра 11 с первым входом элемента ИЛИ 16. Циркуляция "единицы" в регистре 11 происходит в течение

14 всего времени работы модуля до формироваНия в нем управляющего сигнала конца работы. Этот сигнал формируется элементоМ И 18 и, поступая íà R-вход регистра 11 сиНхронизации, переводит его в исходное, 5 т,е, нулевое состояние. Сигнал конца работы модуля формируется элементом И 18 как койъюнкция сигнала конца команды, с первого выхода дешифратора 7, тактового сигнала

Т2 $ второго выхода регистра 11 единичного 10 сигнала, с выхода 42 старшего разряда поля

1,4 адреса БПМ 1, тактового импульса с перsore входа 33 синхронизации модуля., Счетчик 12 ожидания АКУ предназначен для определения модулем максимального 15 времени ожидания АКУ от других модулей систем в соответствии с микропрограммно зад ваемым кодом ожидания АКУ, Этот код зад ет начальное значение счетчика 12 в режиме ожидания модулем АКУ и поступает 20 на информационный вход счетчика 12 с соответствующих разрядов выхода полей 1.2, 1.3 БllM 1. Запись кода ожидания АКУ осущесгвляется по заднему фронту тактового сигнала Тг на синхровходе счетчика 12 при 25 единичном сигнале на его управляющем V-! входе, С этого момента счетчик 12 переходит ; в счетный режим, По заднему фронту каждого тактового импульса т на своем счетном входе счетчик 12 увеличивает свое 30 содвржимое на единицу. При этом на управляющем входе счетчика 12 должна сохраняться "единица". По получении модулем

АКУ ли после выхода из режима его ожидания диничный сигнал на управляющем вхо- 35 де и чезает, а на инверсном R-входе счетчика

12 появится "единица", которая обнуляет его содержимое, запрещая дальнейшую работу в счетйом режиме, Записываемый в счетчик 12 при ыполнении модулем МК типа иВн пред- 40 став яет собой запись в двоичной форме счисСения числа t „, причем

Koi = Кст Кот!, 45 где ет вЂ” коэффициент пересчета счетчика 12; он вЂ” количество тактовых импульсов т1, поступающих на вход 33 синхронизации модуля,. время выполнения которых равно мак- 50 симаЛьному времени ожидания i-го АКУ от другого модуля симстемы. (Замостим, что условием выбора коэффициента 6ересчета счетчика 12 должно быть неравенство: KcT Ko м с). 55

При переполнении счетчик 12 формирует едйничный сигнал на своем выходе, исчезающий только по очередному тактовому импульсу на счетном входе счетчика 12.

Элементы ИЛИ 13, И 20 предназначены для формирования тактового импульса, синхронизирующего работу регистра 2 адреса при работе модуля в режиме ожидания АКУ.

Элемент И 21 предназначен для формирования тактового импульса, синхронизирующего регистр 2 адреса при возврате модуля из режима подготовки передачи АКУ в рабочий режим, т.е, после выполнения модулем специальной МК записи АКУ в блок 9 передачи АКУ, Элемент И 22 предназначен для формирования сигнала готовности очередного микрооперационного кода, посылаемого объекту управления с выхода 27 модуля. Этот сигнал формируется по тактовому сигналу Т2 с второго выхода регистра 11 синхронизации при отсутствии "единицы" на втором разряде выхода поля 1,1 признака MK БПМ 1.

Рассмотрим работу предлагаемого модульного устройства в составе управляющей системы (фиг. 3).

В исходном состоянии все элементы памяти модуля установлены в "нуль". (Цепи установки исходного условно не показаны).

С выхода БПМ 1 считывается МК с нулевым адресом, В ее поле 1.1 записан код м1,0", по которому дешифратор 7 формирует единичный сигнал на своем первом выходе. Этот сигнал поступает на второй адресный вход мультиплексора 4, который по этому сигналу пропускает на информационный вход регистра 2 адресный код МП с входа 32 модуля, На входы 33, 34 модуля с выхода генератора

53 постоянно поступают последовательности сдвинутых друг относительно друга тактовых импульсов г и г2 соответственно, которые в исходном состоянии модуля ни на какие элементы модуля не влияют, Для перехода модуля s рабочее состояние необходимо, чтобы на его вход 26 поступил от соответствующего ОУ сигнал готовности к приему управляющего микрооперационного кода. Этот сигнал в виде короткого импульса поступает на S вход RS-триггера 3 и устанавливает его в единичное состояние.

На инверсном входе элемента И 19 нулевой сигнал, следовательно, очередной тактовый импульс т, с входа 33 модуля проходит через элемент И 19, обнуляет RS-триггер 3, пройдя через элемент ИЛИ 15, своим задним фронтом переводит Т-триггер 4 нулевого в единичное состояние. Регистр 11 сдвига по единичному управляющему сигналу с выхода Т-триггера 4 начинает сдвигать по заднему фронту тактовых импульсов нулевой код. В таком состоянии модуль находится до поступления на вход 31 модуля сигнала "Пуск", 16

Сигнал "Пуск" формируется синфазно с тактовым импульсом т1. Таким образом, сигнал "Пуск" поступает через элемент ИЛИ

16 на информационный вход регистра 11 сдвига одновременно со сдвигом в нем информации и записывается в его первый разряд. Модуль переходит в рабочее состояние.

На первом выходе регистра 11 формируется единичный сигнал Т1, поступающий на синхровход регистра 2 адреса. По переднему фронту сигнала в регистр 2 с входа 32 модуля записывается код операции, т.е. адресный код первой МК, требуемой операции (команд).

B соответствии с этим адресом с выходом БПМ 1 начинает считываться первая MK операции. Пусть это будет обычная линейная MK. Формат такой МК следующий;

Поле 1,1 вЂ” "0;0" (ни один из обозначенных входов дешифратора 7 не возбуждается).

Поле 1.2 вЂ” микрооперационный код.

Поле 1,3 вЂ” нулевой код, После 1,4 вЂ” адресный код очередной MK операции, Единичный сигнал на первом выходе дешифратора 7 исчезает, По заднему фронту очередного тактового импульса т с входа 33 модуля регистра

11 сдвигает "единицу" из своего первого разряда во второй, На втором выходе регистра 11 формируется сигнал Tz, Пройдя через элемент И 17 (на инверсном входе которого "нуль"), этот сигнал поступает на объект управления, информируя его о сформированном считывании нового микропроцессорного кода с выхода 28 модуля, Сигнал

Т2 через элемент ИЛИ 16 поступает на информационный D-вход регистра 11, а через элемент ИЛИ 15 вЂ” на Т-вход Т-триггера 4.

При считывании обычных линейных МК и МК ветвления на инверсном управляющем входе мультиплексора 6 сигнал всегда нулевой, т.е, разрешающий его функционирование.

Мультиплексор 6 ЛУ по нулевому коду на своем адресном входе пропускает на свой выход значение младшего разряда адресного кода с выхода поля 1.4 БПМ 1. Таким образом, при считывании из БПМ 1 обычной линейной

МК на третий информационный вход мультиплексора 5 адреса поступает с выходов поля

1,4 БПМ 1 и мультиплексора 6 ЛУ адресный код очередной МК операции, полностью совпадающий с кодом, записанным в поле 1,4 формата считываемой MK. Так как на адресных входах мультиплексора 5 адреса единичные сигналы отсутствуют, от мультиплексор 5 пропускает на информационный вход регистра 2 адрес очередной MK со своего третьего информационного входа.

По заднему фронту очередного тактового импульса т на синхровходе регистра 11

"единица" на его информационном D-входе записывается в первый разряд регистра 11.

"Единица" во втором (последнем) разряде регистра 11 в результате сдвига исчезает.

На втором выходе регистра 11 исчезает

T8KToBblA сигнал Т2, своим задним фронтом переводя Т-триггер 4 в противоположное, т.е. нулевое состояние. На управляющий вход регистра 11 сдвига с выхода Т-триггера

4 поступает нулевой, запрещающий запись и сдвиг, сигнал. Однако, в результате уже произведенной записи "единицы" в первый разряд регистра 11, на его первом выходе формируется тактовый сигнал Т, который поступает на синхровход регистра 2 адреса.

По переднему фронту сигнала Т в регистр 2 записывается адресный код очередной операции МК, По этому коду БПМ 1 начинает формировать на своих выходах соответствующую очередную MK, B таком состоянии модуль будет находиться до тех пор, пока на выход 26 модуля от объекта управления не поступит сигнал готовности к приему микрооперационного кода. Исключением из этого является случай, когда очередная MK передачи AKY другим модулем системы, Пусть очередная МК операции будет МК ветвления. Отличие от ее формата линейной MK в следующем:

Поле 1,3 вЂ” код ЛУ, Поле 1,4 вЂ” четный адрес одной из двух альтернативных МК. (т,е. в младшем разряде этого кода "0").

По считываемому из поля 1,3 БПМ 1 коду ЛУ мультиплексор 6 ЛУ выделяет на свой выход значение требуемого для анализа ЛУ с соответствующего разряда своего информационного входа. Таким образом, младший разряд адресного кода МК следующей за МК ветвления будет определяться значением проверяемого ЛУ. Как только на вход 26 модуля поступит сигнал готовности объекта управления к приему следующего микрооперационного кода, Т-триггер 4 по его заднему фронту переходит в единичное состояние, Единичный сигнал на его выходе разрешает сдвиг в регистре 11. По очередному тактовому импульсу tz единица из первого разряда регистра 11 сдвигается во второй разряд. Сигнал Т1 на первом выходе регистра 11 сдвига исчезает, а на втором выходе формируется тактовый сигнал Tz.

Дальнейшая процедура считывания микрооперационного кода в ОУ, записи "единицы" в первый разряд регистра 11 сдвига, обнуления Т-триггера 4, записи адресного кода очередной MK операции в регистр 2

1803905 адреса аналогична той же процедуре при выполнении модулем линейной MK.

Возможны также следующие специальные типа MK. Рассмотрим их форматы, МК типа "А" вЂ” МК передачи АКУ;

1,1 вЂ” "1; 1" (возбуждается 3-й выход дешифратора 7);

1,2 вЂ” 1.3 вЂ” а) код ожидания готовности приемного модуля (модулей) системы к приему АКУ от данного модуля (от ожидания передачи AKYj; б) АКУ; в) код модулей адресатов АКУ;

1.4 вЂ” адрес следующей MK (обязательно четный, т.е, младший разряд адресного кода нулевой), МК типа "В" вЂ” МК перевода модуля в режим ожидания АКУ;

1.1 вЂ” "0; 1" (возбуждается 2-й выход дешифратора 7);

1.2-1.3 вЂ” а) код модуля, от которого ожидается АКУ; б) код ожидания АКУ;

1,4 вЂ” адрес МК реализации на отсутствие требуемого АКУ (младший разряд адресного кода нулевой, т.е. адрес четный).

МК типа "С" вЂ” последняя МК в непоследней операции программы работы система.

1,1 вЂ” "1; 0" (возбуждается 1 выход дешифратора 7);

1.2 вЂ” микрооперационный код;

1.3 вЂ” нулевой код;

1.4 вЂ” нулевой код, МК типа " "вЂ” последняя МК в последней операции программа работы модуля.

1,1 вЂ” "1; 0";

1,2 вЂ” микрооперационный код;

1.3 вЂ” нулевой код;

1.4 вЂ” "1; 0; 0; ...0".

МК типов "С" и "D" по сути является частными случаями обычной линейной МК.

ПуСть по очередному тактовому сигналу Т> в регистр 2 запишутся адрес последней MK не последней МП (адрес MK типа "С"). На первом выходе дешифратора 7 начинает формироваться единичный сигнал микрооперации конца команды. Как и в исходном состоянии модуля, по этому сигналу мультиплексор 5 адреса код очередной команды с входа 32 модуля, Сигнал микрооперации койца работы элементом И 18 не формируется, так как в поле 1.4 MK типа "С" код нулевой и на входе 42 БПМ 1 "единица" отсутствует. По очередному тактовому сигналу Т с второго выхода регистра 11 сдвига элемент И 17 начинает формировать на выходе 27 модуля сигнал готовности нового миКрооперационного кода для объекта управления. Последний микрооперационный

55 код выполняемой МП считывается в объект управления с выхода 28 модуля, По переднему фронту очередного тактового сигнала Т на синхровходе регистра 2 адреса в него запишется с входа 32 модуля либо код новой МП, либо нулевой код, если код новой МП еще не сформирован, В последнем случае из БПМ 1 будетсчитываться

МК с нулевым адресом, Дешифратор 7 по управляющему коду "1; 0" по-прежнему будет формировать единичный сигнал на своем первом выходе, По этому сигналу мультиплексор 5 по-прежнему будет пропускать на и

Модульное устройство программного управления и контроля

Патент 1803905