книги / Спектральный подход к первичной обработке сигналов аналитических приборов

п ростой , надеж ны й

и л е г к о

управляем ы й

г е н е р а т о р

с е тк и

ч а с т о т ,

тем

б о л е е ,

ч т о

н а

е г о вы х о д е

т р е б у е т с я

напряж ение

прям оуголь­

ной

ф ормы ,

а

т а к ж е

вы п о л н и ть

кан алы а н а л и з а т о р а

н а

больших ин­

тегр ал ьн ы х

с х е м а х .

А н ал и зато р ы , построенны е по

схеме

р и с .3 4 ,

имеют следую щ ие

п р еи м у щ еств а

п е р е д

существующими цифровыми:

п р а к т и ч е с к и

н е о гр а н и ч е н н о е б ы стр о д ей стви е;

в о зм о ж н о с т ь

п е р е с т р о й к и

ан ал и зи р у ем о го д и ап азо н а путем и з ­

м енения

ч а с т о т ы

н ап р яж ен и й , подаваем ы х

н а

м одулятор,

а

также

шага

к в а н т о в а н и я

Д со и

полосы

п р о п у ск ан и я;

в о зм о ж н о с ть

а н а л и з а

с постоянны м относительны м шагом

(о к ­

т а в н а я

ф и л ь т р а ц и я ) , ч т о

р асш и р я ет д и а п азо н

а н а л и за

при

одном

и

том

же

о б ъ ем е о б о р у д о в а н и я .

Ц ифровы е а н а л и за т о р ы

р е ­

а л и зу ю тс я н а б а з е с п е ц и а л и зи ­

рованны х вы ч и сл и тел ьн ы х

у с т ­

р о й с т в и и с п о л ь зу ю т в о с н о в ­

ном

а л го р и тм ы б ы с тр о го

п р е о б ­

р а з о в а н и я

Ф урье

[ 4 ] . Еще б о л ь ­

ш его

у с к о р е н и я вычисления с п е к ­

т р а

можно д о с т и г н у т ь з а

с ч е т ,

н а п р и м е р , а к т и в н о г о и с п о л ь зо ­

в а н и я

п а у з

меж ду^отсчетами [50].

На р и с .3 5 п р и в е д е н а с т р у к т у р ­

н а я с х е м а с п е к т р о а н а л и з а т о р а ,

обладаю щ его еще большим б ы стр о ­

д е й с т в и е м , обесп ечи ваем ы м

н а ­

л и ч и ем б л о к а п о с то я н н о й п ам я­

т и

/ ,

в

ко то р о м

х р ан ятся

в с е ­

Р и с .3 5 .

возм ож ны е п р о и зв е д е н и я вы ход ­

н о г о

с и г н а л а

y ( t )

н а си н усои дальн ую

функцию

и

коэффициент

,

определяю щ ий

п о л о с у .п р о п у с к а н и я ф и л ьтр а

[ 5 1 ] . Кроме

б л о к а

по­

с т о я н н о й

п ам яти

а н а л и з а т о р

содерж и т ариф м етический

б лок

2 , опе­

р ати в н у ю

п а м я т ь

3 ,

б л о к

вы ч и сл ен и я

текущ ей

ф азы

синусоидальной

ф ункции

4 ,

б л о к у п р а в л е н и я

5 % б л о к

задерж ки

у стан о в к и

а д р е с а

в

3 . Системы с

ун и версальн ы м и ЭВМ

У ниверсальны е

ЭВМ при

о б р а б о т к е вы ходны х

с и г н а л о в

а н а л и ­

т и ч е с к и х п р и б о р о в, к а к у к а зы в а л о с ь

в р а з д е л е 4

В в е д е н и я ,

и с ­

п о л ь зу ю т с я в с и с те м а х

с индивидуальны м и ЭВМ или

п р и

ц е н т р а л и ­

зо в а н н о й о б р а б о т к е

данны х

о т р я д а п р и б о р о в [ 5 2 ] .

П рим ером с и ­

с т е м п е р в о го т и п а

я в л я ю тся

систем ы

о б р а б о т к и вы ходны х с и г н а л о в

Я М Р -спектром етров

[5 3 ]

н а

б а з е ЭВМ

СМ-3 ( р и с . 3

6 ) .

Н а

с х е м е :

Р и с .3 6 .

1 -

Я М Р -спектром етр; 2 -

у с т р о й с т в о

со п р яж ен и я

с о б ъ е к т о м ; 3 -

ЛЦП;

4 - с и н х р о н и зато р ; 5

- к о р р е к т о р

ф азы ; 6 -

си стем н ы й к о н ­

с ЭВМ;

9

-ЭВМ ;

10 - интерф ейсны е

б л о к и ;

11 -

к о н т р о л л е р

н а ­

к о п и т е л я ;

1 2

-

ан ал о го -ц и ф р о в о е печатаю щ ее

у с т р о й с т в о ;

1 3

-

н а к о п и те л ь н а

м агнитном

д и с к е ;

/ 4

- п е р ф о л ен то ч н о е у с т р о й с т в о

в в о д а - в ы в о д а .

К ак

было

отм ечен о

р а н е е ,

си гн алы

им пульсны х

Я М Р -сп ектр о ­

м е т р о в

явл яю тся

си гн алам и 2 - г о

к л а с с а ,

п о это м у

д л я

и х р а з д е л е ­

н и я о б я з а т е л ь н а

п р е д в а р и т е л ь н а я о б р а б о т к а : в ч а с т н о с т и

с п е к ­

тр ал ьн ы й

а н а л и з

в ком п лексн ом

эксп о н ен ц и ал ьн о м

б а з и с е

ф у р ь е .

грам м но с

и сп о л ьзо в ан и ем а л го р и т м а

б ы стр о го

п р е о б р а з о в а н и я Фу­

р ь е .

С истем а п р о и зв о д и т

н ако п л ен и е

врем енны х о т с ч е т о в

в ы х о д н о ­

г о с и г н а л а

а н а л и з а т о р а ;

о то б р аж ен и е н ак ап л и в аем о й

инф орм ации

н а э к р а н е

у с т р о й с т в

о то б р аж ен и я ; умнож ение

о т с ч е т о в

н а э к с п о ­

н е н ту

и ап од и зац и ю ;

ф у р ь е -п р е о б р а зо в а н и е

по

а л г о р и т м у

БПФ; о б ­

н аруж ен и е

с п ек тр ал ьн ы х

ли н и й

и п е р е с ч е т

и х

п олож ений

в ч а с т о т у ;

вы чи сл ен и е

с п е к т р а

м ощ ности;

о ц ен ку п а р а м е т р о в сп ектральн ы х л и ­

н и й ; о то б р аж ен и е и р е ги с тр а ц и ю р е з у л ь т а т о в о б р а б о т к и .

У с т р о й с тв о

со п р яж ен и я с

объектом

о б есп еч и в ает

прием

д ан ­

ных,

поступаю щ их

о т

с п е к тр о м е т р а в ви де

а н а л о го в о го

с и г н а л а , и

с о г л а с о в а н и е

р а б о ты

п р и б о р а с си стем ой

о б р аб о тк и .

Системный

к о н т р о л л е р

(СК)

я в л я е т с я специализированны м

вычислительным у с т ­

р о й с т в о м .

Он

сод ерж и т

ар и ф м ети ко -л о ги ч еско е

у с т р о й с т в о ,

блоки

б у ф ер н о го

ОЗУ

и

служ ит

д л я у п р авл ен и я

АЦП,

синхронизации, а так­

же

п р е д в а р и т е л ь н о й

о б р а б о тк и

данны х,

например

м асш табирования,

н а к о п л е н и я , о то б р а ж е н и я .

У п р авл ен и е

с и стем о й

о су щ ествл яет

ЭВМ. Она

загр у ж ает

в

СК

н еобходим ы е

программ ы

о б р а б о т к и ,

о п р ед ел яет

режимы

е го

д а л ь ­

нейш ей

р а б о ты

п у тем

у к а з а н и я

о

выполнении

соответствую щ их

под­

п р о гр а м м . К о н тр о л ь

з а

вы полнением

у казан и й

осущ ествляет

про­

гр ам м а

" Д и с п е т ч е р ” ,

к о т о р а я

х р а н и т с я

в

пам яти

СК.

При вы полнении

т о й

или

иной

подпрограммы

СК

об есп еч и вает

у п р а в л е н и е у с т р о й с т в а м и

соцряж ен и я

с

о б ъ екто м , синхронизатором ,

АЦП

и у с т р о й с т в о м

о то б р а ж е н и я ,

например осущ ествляет п уск

или

о с т а н о в к а к о г о - л и б о

у з л а

со п р яж ен и я,

чтен и е данных

АЦП. Основ­

н ой

ф ун кц и ей

СК

я в л я е т с я

н ак о п л ен и е

данных

о т

ЯМ Р-спектрометра

в

б уф ерн ом ОЗУ и

п е р е д а ч а

и х

в

ЭВМ д л я

дальнейш ей

о б р аб о тки .

П арам етры

н ак о п л ен и я

(ч и с л о

ц и клов

н ако п л ен и я,

темп

съем а

дан ­

ных

с АЦП и

т . д . )

п е р е д а ю тс я

в

СК

о т

ЭВМ по

прерыванию

при

вы­

п о л н ен и и со о тветству ю щ ей

подпрограммы

н ак о п л ен и я .

В п р оц еесе

н а к о п л е н и я

ЭВМ с в о б о д н а

и

о н а может

вы полнять

вывод

р е з у л ь т а ­

т о в о б р а б о т к и

или

п р ед вар и тел ьн ы й

ан ал и з

вн о вь поступающих д ан ­

н ы х . П олучив

о т

СК полный

объем

данных

ЭВМ вы полняет необходи­

мые

о п ер ац и и

и х

о б р а б о т к и , в за и м о д е й с т в у я

при

этом

с

СК

д л я

о т о б р а ж е н и я

р е з у л ь т а т о в

или

в в о д а

о т

корректирующих

п отенцио ­

м е т р о в

ч е р е з

АЦП п а р а м е т р о в ,

необходимых

д л я

обработки

(напри ­

м е р ,

д ан н ы х

д л я

к о р р екц и и

ф азы

н акоп лен н ого

врем енного массива).

В п о с л е д н е е

в р ем я

промыш ленность

н а ч а л а вы п ускать

изм ери­

т е л ь н о -в ы ч и с л и т е л ь н ы е

ком плексы

(ИВК)

[ 5 4 - 5 6 ] , представляю щ ие

с о б о й с и с т е м у

т е х н и ч е с к и х

и программных

с р е д с т в ,

позволяющих

р е ш а ть

осн овн ы е

з а д а ч и и зм ер и тел ь н о й

техн и ки

(р и с .3 7 ) ,

гд е

1 -

п р о ц е с с о р ,

2

-

о п е р а т и в н о е запоминающ ее

у с т р о й с т в о :

3

-

у с т ­

р о й с т в о

в в о д а -в ы в о д а

инф орм ации,

4

-

у с тр о й с тв о

ал ф ави тн о -

ц и ф р о во й п е ч а т и ,

5

-

у с т р о й с т в о внеш ней пам яти

н а

магнитных

д и с к а х ,

6

-

ал ф ав и тн о -ц и ф р о в о й

тер м и н ал ,

7 ,

8

-

крейты

КАМАК,

9

-

у с т р о й с т в о и н ди кац и и

и р е ги с тр а ц и и

информации,

iO

-

а н а ­

л и т и ч е с к и й п ри бор (и л и п р и б о р ы ).

Комплексы б а зи р у ю т с я

н а

малых

ЭВМ (н ап р и м е р ,

с ер и и

СМ ). Полный

н аб о р ап п ар атн ы х с р е д с т в

ком ­

п л е к с а п р и н ято

д е л и т ь

н а следую щ ие основны е

гр у п п ы :

вы ч и сл и ­

тел ьн ы е

и си стем н ы е

п е ­

риф ерийны е

у с т р о й с т в а ;

у с т р о й с т в а с в я з и с о б ъ ­

е к то м

(УСО);

у с т р о й с т в а

с в я з и о п е р а т о р а с а п п а ­

ратны ми

с р е д с т в а м и ; у с т ­

р о й с т в а п е р е д а ч и д ан н ы х ;

м у л ьти си стем н ы е

с р е д ­

с т в а .

К п е р в о й

г р у п п е

у с т р о й с т в о тн о си тся

с о б ­

с т в е н н о п р о ц е с с о р ,

в с е

р ис 37

виды

запоминаю щ их

у с т ­

р о й с т в

(о п е р а т и в н ы е

и

н о го

р о д а

(о п ер а т и в н о -ц и ф р о в ы е , гр а ф и ч е с к и е

и

т . д . ) ,

тай м еры и

т . д .

У стр о й ства

с в я з и с

о б ъ ек то м

объединяю т

а г р е г а т н ы е

м о д у л и ,

обеспечиваю щ ие

с в я з и

к о м п л ек са

с

и зм ерительны м и п р и б о р а

м и .

Р а зл и ч и я

в

н а зн а ч е н и и

ИВК (а в т о м а т и з а ц и я

и зм ер е н и й

в п р о ­

мыш ленности

или

в н аучном

э к с п е р и м е н т е ), а

такж е

в

о б л а с т я х

п р и м ен ен и я

(приборы

а в т о м а т и ч е с к о г о

к о н т р о л я ,с п е к т р а л ь н ы е

п р и ­

боры

и т . д . )

наклады ваю т

о т п е ч а т о к

н а

х а р а к т е р УСО,

которы м и

ко м п л ек ту ю тся

ИВК [ 5 4 ] .

П асси вн о е

УСО

и с п о л ь з у е т с я

в

в ы с о к о ­

п р о и зв о д и тел ьн ы х ИВК, мощ ность

п р о ц е с с о р а ко то р ы х

о б е с п е ч и в а е т

вы п олн ен и е

функций п р е д в а р и т е л ь н о й

о б р а б о т к и

и зм е р и т е л ь н о й

ин ­

ф орм ац и и .

В и е р а р х и ч е с к и х

ИВК

функции

п е р ви ч н о й о б р а б о т к и

и н ­

ф ормации

вы полняю тся

активны м

УСО

(н и з о в о е

з в е н о ) ,

содерж ащ им

п р о ц е с с о р

(СВУ

или микро-Э В М ).

В за в и с и м о с т и о т т и п а вы х о д н о го с и г н а л а п р и б о р а ( а н а л о г о ­

вы й

или д и ск р етн ы й )

УСО

должны

р е а л и з о в ы в а т ь

п о д си стем ы

в в о д а

(в ы в о д а )

ан ал о го в ы х

или

д и скр етн ы х

с и г н а л о в .

П одсистем ы

в в о д а ,

к а к

п р а в и л о , р а с сч и та н ы

н а

прием

(в ы д а ч у ) с и г н а л о в

с т а н д а р т н о ­

г о у р о в н я , п р и н я то го Г о с у д а р с т в е н н о й с и с те м о й п р и б о р о в .

Д л я

у д о б с т в а у д о в л е т в о р е н и я

таки м

р а зн о о б р азн ы м

т р е б о в а ­

ниям

систем ы

УСО 'п р ед п о лагаю т

высокую' с т е п е н ь

а г р е г а т и р о в а н и я ,

ч то п о з в о л я е т с о к р а т и т ь их н о м е н к л а т у р у , о б л е г ч и т ь

ко м п о н о вк у

нужных ко н ф и гу р ац и й ,

а з н а ч и т ,

п овы си ть эф ф е к ти в н о с ть

и с п о л ь ­

т и в о в

приняты х с и г н а л о в и

п о р я д к а о б м ен а

и н ф о р м ац и ей ,

т . е . обес­

п е ч е н и я и н ф орм ационной,

л о г и ч е с к о й , э н е р г е т и ч е с к о й

и к о н с т ­

р у к т и в н о й с о в м е с т и м о с т и ,

ф ункциональны е

м о д у л и , осущ ествляю щ ие

эл ем ен тар н ы е о п ер ац и и при

с в я з и п р и б о р а

с ЭВМ, ко м п о н у ю тся в

бл о ки

(п о д с и с т е м ы ), ко то р ы е оф ормляю тся

обычно к а к с а м о с т о я т е л ь ­

ные (ав то н о м н ы е ),

к о н стр у к ти в н ы е

единицы .

С вязь между

модулями

в б л о к е

о с у щ е с т в л я е т с я

внутриблочны м и

и н терф ей сам и *,

а

блоков

между

с о б о й

и

п р о ц ессо р о м -

межблочными

и н терф ей сам и .

И нтерф ейсы

УСО х а р а к т е р и з у ю т с я

способам и

п ер ед ач и

инфор­

м ац и и , а д р е с а ц и и

и

иден ти ф и кац и и

м одулей и

блоков

внутри

них,

р а зр я д н о с т ь ю

п е р е д а в ае м ы х д ан н ы х ,

а д р е с о в ,

ком ан д,

со сто ян и й и

т . д . Д л я

с о г л а с о в а н и я

п е р е д а ч и

информации между

в н у т р и - и меж­

блочными

и н тер ф ей сам и

в

с и с т е м а х

и сп о л ьзу ю тся

(и

с та н д а р ти зу ­

ю тс я )

к о н т р о л л е р ы .

Р а с п р о с т р а н е н и е

получили

интерф ейсы

в

с т а н ­

д а р т а х

2К { с и с т е м а

АСВТ-М),

’'общ ая

шина"

(СМ ЭВЮ ,

КАМАК и д р .

У с т р о й с т в а

с в я з и

о п е р а т о р а

с

ИВК включают р азл и ч н о го

р о д а

п у л ь т ы ,

д и с п л е и

(у с т р о й с т в а

в и зу а л ь н о г о

п р е д ст а в л е н и я

информа­

ции н а

э к р а н е

э л е к т р о н н о -л у ч е в о й

тр у б к и )

и

служ ат

д л я

о то б р а ­

ж ен и я

о п е р а т и в н о й и

сп р а в о ч н о й

информации д и с п е т ч е р и за ц и и

в в о ­

д а информации

в

с и с т е м у

и к о н т р о л я

е е

р а б о т ы . В современных ИВК

н а м е ч а е т с я

те н д е н ц и я к

с т а н д а р т и за ц и и

процедур и

у с тр о й с тв свя­

з и о п е р а т о р а

с ИВК, т . е .

в в е д е н и е и н тер ф ей са

’’о п ер ато р

-

ИВК” .

У с т р о й с т в а п е р е д а ч и

данны х

обесп еч и ваю т

в основном

с в я з ь

ИВК,с

други м и

уровням и

в и ер ар х и ч еск и х

с и с т е м а х . М ультисистем -

ные с р е д с т в а

п о зво л яю т

с о з д а в а т ь

м ногопроцессорны е

ИВК

разн о й

•сл о ж н о сти .

В п рограм м н ое

о б е сп е ч ен и е

(ПО)

ИВК вх о д и т

совокуп н ость

програм м ны х

с р е д с т в , обеспечиваю щ их

п о л ьзо вател ю

возм ож ность

э к с п л у а т а ц и и

ИВК. В н утрен н ее

ПО вклю чает

операционные

систем ы ,

с и с т е м у

а в т о м а т и за ц и и

п р о грам м и рован и я,

обеспечивающую

возмож­

н о с т ь п о д го т о в к и

и

о тл а д к и програм м

(и н о гд а

при

одновременном

вы п олн ен и и

основны х

р а б о ч и х

програм м

ИВК), а

такж е систему

функ­

ц и о н а л ь н о г о

к о н т р о л я . Внешнее

ПО вклю чает пакеты

прикладных

п р о гр а м м , .п р о ц ед у р н о -о р и ен ти р о ван н ы е

(реали зую т

логи ко -м атем а ­

т и ч е с к и е

и ли

т е х н о л о г и ч е с к и е

процедуры ;

при исп ользован и и

ком­

п о н у ю тся

в

общую

п рогр ам м у )

и

проблем но-ориентированны е, реали ­

зующие

э р го н о м и ч е с к и е

функции

и ,

с л е д о в а т е л ь н о ,

б о л ее

удобные

д л я п о л ь з о в а т е л я

( х о т я

ПО в

это м

сл у ч а е

п о л у ч а е тс я менее гибким).

Б ольш ие

возм ож н ости

т а к и х

си стем

обработки

(большие

объе­

мы п а м я т и ,

з н а ч и т е л ь н о е

б ы с тр о д е й с тв и е ,

возм ож ность программи­

р о в а н и я

с и с п о л ь зо в а н и е м

язы к о в

вы сокого

у р о в н я ,

р а з в и т а я

п е ­

р и ф е р и я )

п о зв о л я ю т

и с п о л ь з о в а т ь

и х

в

л аб о р ато р и я х

НИИ

и

н а

* Под и н тер ф ей со м

з д е с ь п о н и м ается со во ку п н о сть

унифици­

рован н ы х

а п п а р а т н ы х , программ ны х и конструктивны х

с р е д с т в ,

н е­

обходимы х

д л я

р е а л и з а ц и и

ал го р и тм а в заи м о д ей стви я

различны х

ф ункциональны х у с т р о й с т в

в

ав т о м а ти ч е ск и х си стем ах

обработки

инф орм ации р а з н о г о

т и п а

при

у с л о в и я х , предписанны х

стан д ар то м ,

т . е .

т о ,

ч т о

в х о д и т

в

п о н я т и е стан дартн ы й интерф ейс

[ 5 7 ] . Иног­

д а в

п о н я т и е

и н тер ф ей с

вклю чаю т блоки с в я з и ЭВМ с

объектом

и

крупны х

п р е д п р и я т и я х .

В то же

в р е м я в

с и с те м а х у п р а в л е н и я

т е х ­

н о л о ги чески м и

п р о ц ессам и

н а

п о т о к е

и с п о л ь з о в а т ь

такую

с и с т е м у

экон о м и чески

н е ц е л е с о о б р а з н о ,

т а к

к а к

там

тр е б у ю т с я

в

о сн о вн о м

рутинны й

а н а л и з ,

б е з

о с о б о го

в м е ш а те л ь ст в а

о п е р а т о р а , и в ы с о к а я

н ад еж н о сть

р е з у л ь т а т о в

о б р а б о т к и . Д ля

э т и х

ц е л е й необходимо

и с ­

п о л ь зо в а н и е

СВУ

с

б о л ее

ж естк о й

с тр у к т у р о й

и

ЭВМ

с

возм ож но

меньшим

объемом

о б о р у д о в а н и я .

4 . Системы с микро-ЭВМ

О тличительн ой

о со б ен н о стью

микро-ЭВМ

я в л я е т с я и с п о л ь з о в а ­

н и е

эл ем ен тн о й б азы больш ой

и н т е г р а ц и и ,

м и к р о п р о гр ам м н ая

р е а ­

л и за ц и я

вы полнения

к о м ан д , п рограм м н ая

с о в м е с т и м о с ть

с

ЭВМ СМ-3

и СМ -4.

К он стр у кти вн о

п р о ц е с с о р

ЭЕМ, н ап р и м ер

"Э л е к т р о н и к а "

р азм ещ ается

н а одной

п л а т е ,

у с т а н а в л и в а е м о й

в

к а р к а с е ,

г д е

мо­

ж ет

бы ть

разм ещ ено

еще

ч еты р е

т а к и х

же

п л а ты ,

р а з р а б о т а н н ы е ,

п о л ь зо в а т е л е м

или

п о ставл яем ы е

з а в о д о м -и з г о т о в и т е л е м .

Э то

мо­

г у т

быть

ОЗУ,

П З У ,у с тр о й с т в а у п р а в л е н и я

и

с о г л а с о в а н и я с

внеш ­

ними у стр о й ств ам и

(цифропечатаю щ им

м ех ан и зм о м , с ч и т ы в а т е л е м , АЦП

и т . д . ) .

Н аличие п рям ого

д о с т у п а

в

п а м я т ь

и р а з в и т о й

си стем ы

п р еры ван и я

п о з в о л я е т

с о з д а в а т ь

н а

б а з е

э т о й

ЭВМ

вы со ко эф ф ек ­

тивны е вы числительны е

у с т р о й с т в а

д л я р аб оты

с

одним

и б о л е е

а н а л и за т о р ам и ( с м .р и с . 2 ) .

При

о б р аб о тк е

данны х

о т

а н а л и т и ч е с к и х

п р и б о р о в

с

н е б о л ь ­

шим

тем пом

п о с ту п л ен и я

инф орм ации,

т а к и х ,

к а к хр о м ато гр аф ы , ИК-

с п е к тр о м етр ы ,

можно

и с п о л ь з о в а т ь

н аи б о л ее

р а с п р о с т р а н е н н у ю

в

н асто ящ ее

в р ем я

ЭВМ ти п а

" Э л е к т р о н и к а -6 0 " .

В

это м

с л у ч а е

р е а ­

л и з у е т с я

программный

м ето д вы ч и сл ен и я

с п е к т р а

в

СБС» Б л о к - с х е м а

си стем ы

о б р а б о тк и

п р и в е д е н а

н а

р и с .3 8 , а .

Она

со д ер ж и т ц ен тр ал ь ­

ный

п р о ц е с с о р

Z

ЭВМ

" Э л е к т р о н и к а -6 0 " ,

наприм ер

т и п а

М2,

п р о ­

грам м и руем ое

ЗУ

(ПЗУ)

т и п а IÏÏI2

( 3 ) ,

о п е р а ти в н о е

ЗУ (ОЗУ) т и п а ПЗ

( 4 ) ,

а

такж е

соо тветству ю щ и е

у с т р о й с т в а

с о г л а с о в а н и я :

с

с а м о ­

п и сц ем

/ ,

с

цифропечатаю щ им

м еханизм ом

3*, с

дисплейны м

м о дулем

iO . Входные данны е

в

в и д е ан ал о го в ы х

с и г н а л о в

п о сту п аю т

о т

АЦП,

которы й

ч асто -

с н а б ж а е т с я

ко м м у тато р о м .

Темп

съ ем а

информации о б е с п е ч и в а е т с я

п р еры ван и ем

по

шине

п р ер ы в ан и я

по

та й м е р у

9 , к о т о р а я

в х о д и т

в

с о с т а в

к а н а л а

ЭВМ.

С оответствую щ ая

п рограм м а

з а п у с к а е т

АЦП,

п е р е к л ю ч ае т

е г о

к а н а ­

л ы , сн и м ает

данны е

с

е г о

р е г и с т р о в .

Д ал ьн ей ш ая о б р а б о т к а

ин ­

У стр о й с тв о

у п р а в л е н и я

а н а л и т и ч е с к и м

прибором

7

с о д ер ж и т

со о тветству ю щ и е

выходы

н а

и сп о л н и тел ьн ы е

м ех ан и зм ы ,

н ап ри м ер

ш аговы е д в и г а т е л и ,

р е л е и

т . д . Информацию

о с о с т о я н и и

а н а л и т и ­

ч е с к о г о

п р и б о р а

ЭВМ получаю т

ч е р е з у с т р о й с т в о

в в о д а

п а р а м е т р о в

р а з в е р т к и

6 У к о т о р о е

и м еет

со о тветству ю щ и е

входы

д л я

п одклю че­

н и я

к о н т а к т о в р е л е ,

кон ц евы х

п е р е к л ю ч ат ел е й

и

т . д .

К ром е

т о г о ,

э т а

же инф ормация

п о с т у п а е т

о т

АЦП,

ч а с т ь

к а н а л о в

к о т о р о г о под­

клю чена

к

соответствую щ им

д а т ч и к а м .

О тображ ение

р е з у л ь т а т о в

о б р а б о т к и ,

к о н тр о л ь

р аб о ты

ЭВМ,

п у с к

и

о с т а н о в

п р о гр ам м

осущ е­

с т в л я е т с я

с

помощью

д и с п л е й н о го

м о д у л я

1 1 .

Д о к у м ен ти р о в ан и е

р е з у л ь т а т о в

о б р аб о тк и

о с у щ е с т в л я е т с я

н а

самопишущем

п р и б о р е

и

цифропечатаю щ ем

м е х а н и зм е ,

подключаемым

к

к а н а л у

ЭВМ ч е р е з

с о ­

ответствую щ и е у с т р о й с т в а

с о г л а с о в а н и я .

Е сли

вы чи сл и тел ьн о й

мощ ности

одной

ЭВМ н е д о с т а т о ч н о , т о

мо­

ж ет

бы ть

подклю чена

в т о р а я

ЭВМ и

о б р а з о в а н а

так и м

о б р а зо м д в у х ­

п р о ц е с с о р н а я

ЭВМ (р и с . 3 8 , 3 ) .

Ц ентральны й

п р о ц е с с о р

ЭВМ,ПЗУ,ОЗУ

и д р у г и е

у с т р о й с т в а ,

подклю ченны е

к

соответствую щ и м

п ер в о м у

и

вто р о м у

к а н а л а м ,

соединены

у с т р о й с т в о м

п р ям о го

д о с т у п а

в

п а ­

м я ть

1 3 .

В торое

у с т р о й с т в о

13 п о з в о л я е т

с в я з а т ь

р а с с м а т р и в а е ­

мую

двухп р о ц ессо р н у ю

ЭВМ с

ЭВМ б о л е е

вы со к о го

у р о в н я

д л я

с о з ­

д а н и я и е р а р х и ч е с к о й

стр у к ту р ы систем ы

о б р а б о т к и .

В ы ч и сл и тел ь ­

ный

п р о ц е с с

ц е л е с о о б р а зн о

о р г а н и з о в а т ь

таки м о б р а з о м ,

ч тоб ы

п р о ц е с с о р

2^ о б е с п е ч и в а л

вы п олн ен и е

о п е р а ц и й ,

с в я за н н ы х

с в в о ­

д о м -вы во д о м

данны х

и

управляю щ их

в о з д е й с т в и й , а п р о ц е с с о р

2 Z

-

вы п олн ен и е

основны х

о п ер ац и й

п ер ви ч н о й

о б р а б о т к и

в

р е а л ь н о м

в р е м е н и ,

наприм ер

с п ек тр ал ьн ы й

а н а л и з ,

н а к о п л е н и е

д ан н ы х и т д .

Обмен

данными

между

п р о ц ессо р ам и

2 i

и

2% п р о и з в о д и т с я

в

п рограм м ном

режиме

р аб о ты

п р о ц е с с о р а

2^

по

прям ом у

д о с т у п у

в

ОЗУ

( 12% ),

подклю ченному

к

к а н а л у

2 .

Это

о б е с п е ч и в а е т с я

у с т ­

р о й с тв о м

/ 3 , с х е м а к о т о р о г о п р и в е д е н а н а

р и с . 3 9 ,

г д е

1 -

ц ен тр ал ьн ы й

п р о ц е с с о р ;

2

-

деш иф ратор

а д р е с а

и

у с т р о й с т в о

управляю щ их

с и г н а л о в ;

3 1

,

3 Z -

р е г и с т р ы

а д р е с а ;

4

-

м у л ь ти ­

п л е к с о р ; 5 - л о г и к а п р ям о го д о с т у п а

в п а м я т ь ; 6 - в е н т и л и о б ­

м е н а ; 7 -

в т о р о е

ОЗУ. Обмен

с е г о

помощью о р г а н и з о в а н сл ед у ю ­

щим о б р а з о м .

Из 4 0 9 6

а д р е с о в

внеш них

у с т р о й с т в п р о ц е с с о р а

1 ,

н а п р и м е р ,

п е р в а я

п о л о в и н а о т в о д и т с я

д л я вы п олн ен и я операций

о б ­

м ен а м еж ду

1

и

7 ,

а в т о р а я

- д л я

внешних; у с т р о й с т в .

А д р ес

ОЗУ ( 7 ) ,

к к о то р о м у

1 о б р а щ а е т с я -з а информацией, об­

р а з у е т с я и з

содерж и м ого

д в у х р е г и с т р о в : 4 -р а зр я д н о г о

Д, и 1 2 -

р а з р а д н о г о

3 ^ .

Р е г и с т р у

а д р е с а

3^

п р и сво ен

а д р е с

внеш него уст­

р о й с т в а , п о это м у

1

в ц и к л е ВЫВОД

зап и сы в ает

в

н е го

четы ре

Р и с .3 9 .

старш их

р а з р я д а

а д р е с а с

помощью

команды

пересы лки .

Следующей

к о м а н д о й ,

а д р е с н а я ч а с т ь

к о то р о й

содерж ит

ад р ес

из

зоны

внеш­

них

у с т р о й с т в ,

о тв е д е н н о й

д л я

обмена по

к ан ал у

прямого

д о с т у п а ,

i

о б р а щ а е т с я

з а

оп еран дом

или

зап и сы вает

р е з у л ь т а т

операции в

7 .

При

это м

12

младших р а з р я д о в

ад р есн о й

ч асти

команды

зап и ­

сы ваю тся

в

З г ,

и

канальны м и сигналам и

1 (СИА,

ВВОД,ВЫВОД) во з­

б у ж д а е т с я

л о г и к а

п рям ого

д о с т у п а

в пам ять

$ ,

вырабатывающая

необходим ы е кан ал ьн ы е

сигналы д л я

обращ ения к

7 . Второй цен ­

тр ал ьн ы й

п р о ц е с с о р

2%

(с м « р и с .3 8 ) п ереходи т

в

режим

работы

п р ям о го д о с т у п а

в

п а м я т ь ,

и освобож дает

кан ал

Я

д л я у с т р о й с т -

в а

у п р а в л е н и я

прямым

д о с ту п о м

i d ,

которы й я в л я е т с я

а к ти в н ы м .

В то р о е

ОЗУ ( 1Z^) п ри н и м ает

а д р е с

о т р е г и с т р о в

3 ^ ^

( р и с .3 9 )

ч е р е з м у л ь ти п л ек со р

4

и деш иф рует

е г о . Данны е

в ОЗУ ( ? )

о т

п р о ц е с с о р а

п оступ аю т

ч е р е з

3%

и

4

; данны е

о т

ОЗУ

( 7 )

в

п р о ­

ц е с с о р

/

п оступаю т

ч е р е з

в е н т и л и

6 .

Р а с с м о т р е н н а я сх ем а о б м ен а п о з в о л я е т п р о ц е с с о р у о б р а щ ат ь ­

с я

к зо н ам

ОЗУ

объемом

Z k

с л о в

б е з

и зм ен е н и я со д ерж и м ого

р е ­

г и с т р а

а д р е с а

3^ , з а т е м ,

и зм ен и в

содерж им ое

р е г и с т р а

а д р е с а

Д р

можно

о б р а т и т ь с я

к

следую щ ей

зо н е и з

Z k

с л о в и

т . д .

Таким

о б р а зо м ,

с п е к т р а л ь н о е

п р е о б р а зо в а н и е

в

а в т о м а т и з а ­

ции

а н а л и т и ч е с к и х си стем может

в ы п о л н я ть с я к а к

с и с п о л ь з о в а н и ­

ем

сп ец и альн ы х

вы чи сли тельн ы х у с т р о й с т в ,

т а к

и

н а б а з е

у н и в е р ­

с а л ь н о й

ЭВМ. При это м

п ри м ен ен и е

ЭВМ н е

и ск л ю ч ает

и с п о л ь з о в а ­

ни е

СВУ:

з д е с ь

п о я в л я е т с я

во зм о ж н о сть р а з г р у з к и

о с н о в н о г о

п р о ­

ц е с с о р а .

В

п о с л е д н е е

в р е м я

т а к о е

р а з д е л е н и е

ф ункций

ш ироко

и с ­

п о л ь з у е т с я , причем н аб л ю д ается

ч е т к о вы раж ен н ая

т е н д е н ц и я

п о ­

с т р о е н и я

СВУ с

прим енением

м и к р о п р о ц ессо р о в

или

микро-ЭВМ .