Адаптивное устройство для приема информации с групп рассредоточенных объектов

Адаптивное устройство для приема информации с групп рассредоточенных объектов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ COBLTCVÈÓ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl}z 6 08 С 19/28

ГОСУДАРСТВГННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР

ГОСПАТЕНТ СССР) l(АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ ВУ

21) 4828637/24

22) 22.05.90

46) 30,08.93, Бюл. % 32

72} В.А.Хлобыстав

56) Пшеничников А,M. и др, Телемеханичекие системы на интегральных микрасхелах. М,: Энергия, 1977, с.205 рис.63.

Авторское свидетельство СССР . 1481831, кл. G 08 С 19/28, 1989.

54) АДАПТИ8НОЕ УСТР011СТВО ДЛЯ

РИЕМА ИНФОРМАЦИИ С ГРУПП РАСРЕДОТОЧЕННЫХ ОБЬЕКТОВ

57} Изобретение относится к телемеханике. ель изобретения — повышение помехостойчивости и информационной гибкости. стройство .содержит генератор тактовых мпульсов, распределитель импульсов, комутатор, дешифраторы, группу элементов, элементы отображения, счетчики, блоки равнения, элементы задержки, инфармаI

Изобретение относится к телемеханике

1 может найти применение в автоматизироанных системах управления технологи Ieкими процессами, аппаратуре передачи анных. Цель изобретения является повышение омехоустойчивости и информационной ибкости;

На фиг.1 показана функциональная ñõåa устройства; на фиг.2 — временные диагаммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит генератор 1 тагтоых импульсов, распределитель 2 импульов. Коммутатор 3, первый 4 и второй 5 ешифраторы, первый 8, второй 9 и третий

0 счетчики, первый 11 и второй 12 блоки

„„5U„., 1837346 А1 ционные каналы, содержащие линейный блок, блок приема и контроля, элементы И и блок памя ги, В устройство также входят мажоритарные элементы, элементы И, элементы ИЛИ, блок памяти, регистр сдвига и

1 переключатели. Каналы связи, в которых f1p. редается информация от объектов первой и объектов втсрой группы, подключается через коммута —.ор ".кс.вободным информационным каналам. Частость подключения каналов от и-, объектов может быть выше, чем для nz объектов в jl — 1) раз и задается переключателями, При отсутствии информации от объектов дешифруемые дешифратором кодовые комбинации "покоя" стирают код номера канала связи в соответствующем блоке памяти, после чего информационный канал освобождается для подключения очередного канала СВязи,2 ил, сравнения, третий 13 и четвертый 14 дешифраторы, первый l5 и второй 16 элементы задержки, информационные каналы

171-17п,„каждый из которых содержит линейный блок 18, блок 19 приема и контроля,, первый 20, второй 21 и третий 22 элементы

И и бло„23 памяти. Кроме того, В состав устройства входят первый 24 и второй 25 мажоритарные элементы, первый 26, второй 27 и третий 28 элементы И, первый 29, второй 30, третий 31, четвертый 32 и пятый

33 элементы ИЛИ, группа элементов ИЛИ

34l-34к, блок 35 памяти, регистр 36 сдвига и rpynna переключателей 37>-37l.

Работает устройство следующим образом.

1837346

Из каналов связи на информационные входы коммутатора 3 1-п, и (п +1) — n спорадически поступает информация о состолнии двух групп рассредоточенных объектов, общее количество которых равно и. Первую группу составляют и> наиболее важных объектов, во вторую группу объединены п2=(п — п ) менее важных объектов. При отсутствии информации (изменений состояния объектов) в каждом канале связи от объектов постоянно передается служебная кодовая комбинация "покоя" (фиг.2,а). При наличии изменений состояния обьектов передача комбинации "покоя" прекращается и циклически передаютсл фазирующие и информационные кодовые комбинации(КК) об измененном состол нии объектов (фиг.2, б,в).

Коммутатором 3 осуществляется подключение каналов связи к приемным информационным каналам 17 — 17« устройства, 5

20 количество которых меньше количества каналов связи (е<п). Работа информационных каналов l71 — l7m абеспечиваетсл последовательнастлми тактовых импульсов, сдвинутых по фазе одна относительно другой, которые формируются распределителем 2 импульсов из опорной тактовой последова- тельности генератора 1 тактовых импульсов с периодом то(фиг.2, а-г, количество информационных каналов m=6). 30

Процесс приема информации or объектов в устройстве разбивается на три этапа: поиск канала связи, не подключенного к приемному оборудованию устройства; подключение канала свлзи к свободному ин- 35 формационному каналу 17> — 17«, собственно прием и обработка информации.

Основными блоками, координирующими работу устройства на первом и частично 40 на втором этапах, явллютсл второй 9 и третий 10 счетчики. Емкости М и Mg счетчиков

9 и 10 равны соответственно и < и и. Количество двоичных каскадов счетчиков 9 и 10 К и К определяются соотношениями: 45

К1=(!092п1)+1, К=(!092п)+1, К К1, где (logan ) и (logan) - целые части логарифмов.

Каждое состояние счетчиков 9 и 10 соответствует двоичному коду номера канала связи первой и второй групп, соответственна, причем нумерация каналов связи сквозная — от 1-го до п-го, Пусть счетчик 9 принял состояние, соответствующее номеру i-ro канала связи первой группы (1 i s п ), а 55 состояние счетчика 10 соответствует j-му каналу второй группы (n<+1 j n). С каждым тактом генератора 1 в блоках 11 и 12 сравниваются коды номеров i-ro u j-ro каналов связи с кодовыми значениями номеров каналов, уже подключенных к информационным каналам 171 — 17m, которые хранятся в их блоках 23 памяти и поступают на входы блоков 11 и 12 через элементы И 21, Полный цикл сравнения происходит эа время действия m импульсов генерагора 1, в течение которого апрашиваются блоки 23 всех информационных каналов 17 — 17m. Одновременно с началом цикла сравнения кодов начинается подсчет числа импульсов генератора 1 первым счетчикам 8, имеющем емкость, равную гп.

Если за время m т, блоками 11 и 12 зарегистрировано совпадение кодов номеров l-ro или j-ro каналов связи, то на выходе блока 11 или 12 формируется импульс (фиг.2, е,ж), который через первый 29 или второй 30 элементы ИЛИ и элементы 15 и 16 задержки (фиг.2, э,и) переводит первый 9 или второй 10 счетчик в состояние, соответствующее (i+1) или (j+1)-му каналу связи, соответственно, Кроме того, этот импульс проходит на вход третьего элемента ИЛИ 31 через тот из мажоритарных элементов 24 или 25, на входе которого действует сигнал с выхода элемента ИЛИ 32 или элемента

ИЛИ 33, соответственно (фиг.2, д — верхний уровень соответствует наличию сигнала на выходе элемента 32, нижний — на выходе элемента 33). Элементы 24 и 25 формируют выходные сигналы при наличии не менее двух сигналов на своих входах. Импульс с выхода элемента ИЛИ 31 сбрасывает счетчик 8 в нулевое состояние. Начинается новый цикл сравнения кодов в блоках 11 и 12.

Наличие постоянного сигнала на выходе элемента 32 означает, что в устройстве ведетсл поиск неподключенного канала связи первой группы. Когда сигнал сформирован элементом 33, то происходит поиск непадключеннаго канала связи второй группы, Если ни в один из m импульсов генератора 1 блоком 11 (12) не зафиксировано совпадение кодов номеров каналов, т.е. установлен факт, что i-A(j-й) канал связи не подключен к информационному каналу

171 — 17m, то счетчик 8 формирует сигнал (фиг.2, k — 1 длл j-го, 2 — для j-ro канала связи), который переводит блок 35 памяти в состояние "1" (фиг.2,л). * — номер блока в скобках соответствует случаю поиска каналов связи второй группы. Начинается второй этап— поиск свободного информационного канала

17>-17«. Сигнал с выхода блока 35 действует на один из входов элемента И 26, на другой вход которого поступают импульсы с выхода второго дешифратора 5 при дешиф1837346

55

Р111Ровании нУлевых кодовых комбинаций бг1оков 23 памяти информационных каналов

1 1-17m. При появлении первого же сигнала н выходе дешифратора 5 (фиг.2, м) элемент

2 формирует импульс, который: сдвигает "1" в следующую ячейку в I.orüц.вом регистре 36 сдвига; селектируется в соответствующем элем нта И 20 информационных каналов путем с впадения с действующим в этот момент и 1пульсом с распределителя 2; через глажоритарный элемент 24(25) и э емент ИЛИ 31 устанавливает счетчик 8 и б ок памяти 35 в нулевое состояние.

Регистр 36 сдвига имеет! выходов, кот рые коммутируются позиционными перек ючателями 371-371 к четвертому 32 ипи и тому 33 элементам ИЛИ, Значение i выбир ется, исходя из статических характерис ик потоков сообщений от обьектов обеих г упп и выполнения требований по обеспеч нию максимально допустимого предпочт ния на подкл1очение каналов связи первой группы к информационным канал м. Соотношение I1/(I — 11) выходов регистра

3, подключенных соответственно к элеме11т м 32 и 33, определяет степень этого предочтения, С другой стороны, выбор соотношения11/(1 — 11) зависит от критическог|з временного интервала Ткр, в течение котЬрого объекты второй группы могут быть лишены-права на подключение к информаионным каналам 171-17п. Такой алгоРитм одключения каналов связи от обеих групп терминах теории массового обслуживания о>кно квалифицировать как одну из разноидностей дисциплины обслу>кивания с ди . амическим приоритетом.

Импульсом с выхода элемента И 20 в

l нформационном канапе 171 17m разрешатся запись кода номера канала связи перой (второй) группы в блок 23 памяти, Код амера канала связи с выходов счетчика (f0) постоянно поступает на входы группы лемента И 27 (28). На вход элемента И 27

{ 8) действует сигнал с выхода элемента 32 (3), благодаря чему К1(К)-разрядный код ноера канала связи проходит через элемены ИЛИ 341 — 34к на входах группы блоков 23 амяти информационных каналов 171-17п. мпульс с выхода элеглента 20, помимо этоО, поступает на соответствующий управлящий вход второй группы коммутатора 3. а другом управляющем входе первой (ретьей) группы коммутатора 3, соответстующем номеру выбранного канапэ связи, в то время действует сигнал с выхода деифратора 13 (14), который формируется в езультаге дешифрирования показания четчика 9(10). Работа дешифратора 13(14) 5>

I0

45 разрешается сигналом с выхода эпемен

32(33). Одновременное действие сигналов

1-Ia двух управляющих входах коммутатора 3 обеспе«. влет подкп1о1ение 1-го (1-г1>) канала связи к вы 6 Оа1;11а му с в о боди оглу информационному каналу, Импульс с выхода мажоритарного элемен га 24 (25), кроме того, поступает на вход элемента 15 (16) задержк11. Через время задержки тз (тр элемент 15(16) форглирует импульс, который переводит счетчик 9(10) в состоя11ие, соответствующее (1+1)-мy (1+1) каналу связи. Начинается новый цикл опредепсния того, подкл1очен пи этот канал связи к информационному каналу устройства ипи lloT. При этогл, в зависимости от наличия сигнала либо на выходе элемента 32, либо нг выходе элемента 33, будет происходить поиск и подключение канала связи от первой ипи второй группы обьектов, соответствен но.

В случае занятости всех информационных каналов 17; — 17111 под прием и обработку информации от обьектов состояния счетчика 9(10) и блока памяти 35 остается неизменным. Иначе говоря, запоминается номер i(1)-го канала связи, который следует подключить к информационному кана Iv 171 — 17m, что и происходит при освобождении первого >ке информационного канала, Третий этап, собственно прием и обработка информации от обьекта, начинается сразу >ке после подключения канала связи к информационному каналу 171 — 17m. Каждый линейный блок 18 сопрягает информационный каг1ал с дуплексным каналом связи и выполняет преобразование сигналов: демодуляцию (прием) и модуляцию (передача).

Дег1одупированные кодовые посылки поступают с блока 18 на блок 19 приема и контроля, а также на внутренний модулятор своего же линейного блока 18, с которого они посылаются по обратному каналу связи на объект дпя образования информационной обратной связи, В блоке 19 осуществляется тактовое и цикповое фазирование (фиг.2, 6) и проверяется cooTBBTcTBUIB кодовых комбинаций (фиг.2, в) помехоустойчивому коду (структура кодовых сообщений от всех объектов одинакова). При каждом правильном приеме кодовые комбинации первичного кода считываются в параллельном коде с рабочи1ли тактагли информационного канд ла на входы дешифратора 4. Поскольку рабочие такты Всех информационных каналов разнесены по фазе. то выходы блоков 19 всех информационных каналов обьединены в обгцуго шину.

1837346

15

25

35

50

Если из канала связи принимается кодовая комбинация "покоя", то результат ее дешифрирования немедленно поступает на вход элемента И 22 информационного канала, где он селектируется "своим" тактом от распределителя 2 и производит стирание кода номера канала связи в блоке 23 памяти. Это означает. что данный информационный канал свободен и готов для подключения другого канала связи.

При приеме кодовых комбинаций, содержащих информацию о состоянии объекта. дешифратор 4 выдает результаты дешифрирования через соответствующий элемент И 6 — 6„на элемент 71 — 7п отображения за счет подачи сигнала разрешения на вход элемента И 61 — 6п с одного из выходов второго дешифратора 5. Это обеспечиваетя тем, что входы дешифратора 5 в данный момент времени подключены через элемент

И 21 к выходам соответствующего блока 23 памяти, в котором хранится код номера канала связи (обьекта), и результат дешифрирования с дешифратора 5 поступает на нужный элемент 6 — 6,.

По окончании приема и обработки всех информационных кодовых комбинаций от объекта вновь поступает служебная комбинация "покоя". С выхода дешифратора 4 результат ее дешифрирования после селекции в соответствующем элементе И 22 стирает код номера подключенного канала связи в блоке 23 памяти, что означает готовность соответствующего информационного канала 17> — 17п, к приему информации от других объектов.

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство имеет более высокую помехоустойчивость и информационную гибкость. Первое достигается тем, что анализ наличия информации в канале связи проводится по информационным (вторичным) признакам кодовых комбинаций, а не по количеству фронтов кодовых посылок за контрольный отрезок времени Та, как это принято в известном устройстве. При приеме первой же комбинации "покоя" в подключенном канале связи информационный канал освобождается для подключения следующего канала связи. В прототипе же возможны случаи ложной фиксации наличия информации в подключенном канале связи в периоды действия в нем интенсивных помех, что может привести в дальнейшем к ложному и непроизвольному использованию информационного канала. Кроме того, при исправных каналах связи в 1-.Та/гкк раз, где tKK — длительность кодовой комбинации, может быть сокращено время до оп. ределения отсутствия информации в канале.

Второе преимущество предлагаемого устройства заключается в органиэации дисциплины приема и обработки информации от первой и второй групп объектов с динамическим приоритетом. Это позволяет в (l — 1) раз по сравнению с прототипом повысить частость подключения к информационным каналам связи от наиболее важных объектов. В зависимости от ситуации на объектах с помощью блока переключателей

371-37 предоставляется возможность гибкого маневра подключением каналов связи обеих групп, т.е. повышается информационная гибкость устройства.

Формула изобретения

Адаптивное устройство для приема информации с групп рассредоточенных объектов, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом распределителя импульсов и первым входом первого счетчика, первый и второй дешифраторы, первые выходы которых соединены соответственно с соответствующими первыми и вторыми входами соответствующих элементов И группы, выходы которых соединены с входами одноименных элементов отображения, второй счетчик, выходы которого соединены с одноименными первыми входами третьего дешифратора и первого блока сравнения, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которосо соединен с входом первого элемента задержки, выходы третьего дешифратора соединены с первыми управляющими входами коммутатора, первые и вторые информационные входы которого являются одноименными информационными входами устройства, второй выход второго дешифратора соединен с первым входом первого элемента И, второй элемент ИЛИ и в каждом информационном канале — блок приема и контроля, элементы И, блок памяти, линейный.блок, выход которого соединен с первым входом блока приема и контроля, первый элемент И, выход которого соединен с соответствующим вторым управляющим входом коммутатора и с первым входом блока памяти, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами второго элемента И, третий элемент И, выходы распределителя импульсов соединены с первым входом первого и третьего элементов И и вторыми входами второго элемента

И и блока приема и контроля соответствующих информационных каналов, одноименные выходы которых соединены соответственно с соответствующими вторы1837346

10 и входами первого блока сравнения и вхоом второго дешифратора и с соответствущими входами первого дешифратора, торой выход которого соединен с вторыми ходами третьих элементов И информацинных каналов, выход первого элемента И оединен с вторыми входами первых элеентов И информационных каналов, выхоы коммутатора соединены с входами инейных блоков соответствующих инфорационных каналов, отл и ч а ю щ ее с я ем, что, с целью повышения помехоустойивости и информационной гибкости устойства, в него введены четвертый ешифратор, третий счетчик, второй элеент задержки, третий — пятый элементы

ЛИ, второй и третий элементы И, группа лементов ИЛИ, второй блок сравнения, маоритарные элементы, блок памяти, группа ереключателей и регистр сдвига, каждый

ыход которого через одноименный перел ючатель группы соединен с соответствуюими входами четвертого или пятого лемента ИЛИ, выход четвертого элемента

ЛИ соединен с вторым входом третьего ешифратора, первым входом второго элеента И и первым входом первого мажориарного элемента, выход которого соединен вторым входом первого элемента ИЛИ и ервым входом третьего элемента ИЛИ, вы. од которого соединен с первым входом лока памяти и вторым входом первого счетика,. выход первого счетчика соединен с торым входом блока памяти, выход котороо соединен с вторым входом первого элеента И, выход пятого элемента,ИЛИ оединен с первыми входами третьего элемента И и четвертого дешифратора и D, вым входом второго мажоритарного .:лемента, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ и первым

5 входом второго элемента ИЛИ выход второ. го элемента ИЛИ через второй элемент задержки соединен с входом третьего счетчика, выходы которого соединены с соответствующими вторыми входами четвер10 того дешич ратора и третьего элемента И и с соответствующими первыми входами второго блока сравнения, вторые входы второго блока сравнения подключены к соответствующим выходам вторых элемен15 тов И информационных каналов, выход соединен с вторыми входами второго элемента

ИЛИ и второго мажоритарного элемента, второй вход первого мажоритарного элемента подключен к выходу первого блока

20 сравнения, третьи входы первого и второго мажоритарных элементов и вход регистра сдвига подключен к выходу первого элемента И, выход первого элемента задержки и вторые входы второго элемента И подклю25 чены соответственно к входу и выходам второго счетчика, выходы четвертого дешифратора соединены с соответствующими третьими управляющими входами коммутатора, выходы второго и третьего

30 элементов И соединены соответственно с первыми и вторыми входами одноименнь1х элементов ИЛИ группы, выходы которых соединены с соответствующими вторь ми входами блоков памяти информационных

35 каналов в каждом информационном канале, а вход третьего элемента И соединен с третьим входом блока памяти.

l83T346

1837346

1 I е

m o

l ! Ж! Я

hfdf

2в(Патрушева ям при ГКНТ СССР

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

П ! б

1 2 ЭФ 86 7 891 2 3 Ф56 7 8912 5 956 78.У

@LID. Z

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5