- •Система дл* иьиРа, обработки и регистрации информации на кассетной мл
- •Двухмашинный отладочный комплекс для разработки устройств на базе бис серии
- •Эффективные программы умножения для микропроцессора кр580ик80а
- •-. Подпрограмма умножение s-ряч-рядмого числа без знака на l(I-разридное.
- •3. Подпрограмма умножения двух 12-разрядных чисел без знака.
удк til <:e
А. П. Иванов, А. Н. Осьмаков, В. В. Лысенко
Система дл* иьиРа, обработки и регистрации информации на кассетной мл
При исследовании естественного электромагнитного поля Земли 'в целях прогноза землетрясений для работы в жестких условиях полевых экспериментов необходимо накопление больших объемов информации и их длительная непрерывная регистрация.
В настоящей работе представлена многоканальная система для 'сбора, обработки потока информации и хранения результатов на долговременном носителе, построенная на базе широко известного микропроцессорного набора БИС серии КР580 (рис. I).
Блок преобразования кодирует входной аналоговый сигнал в формате с плавающей запятой. Под каждое число отводится 12 двоичных разрядов (восемь соответствуют мантиссе числи, четыре — порядку). Такой формат обеспечивает широкий динамический диапазон устройства при малой разрядности.
Информация регистрируется с помощью трехдвигатель-ного лентопротяжного механизма каесетного типа. При записи последовательности двоичных чисел в виде двух-частотнпй манипуляции сигнал кодируется в регистраторе: единица одним колебанием частоты в 5 кГц, нуль — двумя колебаниями частоты 10 кГц. Информация на магнитную ленту записывается последовательным кодом одновременно по четырем дорожкам. Для увеличения амплитуды сигнала при воспроизведении частотно-модулированной информационной последовательности режим записи каждой из частот оптимизируется по отдаче,' т. е. каждой частоте соответствует свой ток записи [1, 2]. На МЛ также записывается стробирующий сигнал, содержащий меандр 1,25 кГц, период которого соответствует восьми битам или одному байту информации, причем его срез совпадает с первым битом (число периодов стробирующего сигнала равно числу байтов информации). Кодовая последовательность и стробирующий сигнал разделяются при считывании с помощью простых аналоговых фильтров, не вносящих
фазовые искажения. Наиболее распространенные дефекты магнитного носителя, такие как «выпадения» и паразитная
Рис. 1. Блок-схема системы для сбора и регистрации информации
С помощью оптимизации режима записи по отдаче усилитель на линейном участке АЧХ (0,5...20 кГц) воспроизводит частоты 1,25; 5; 10 кГц с одинаковой амплитудой, которая при считывании 5 и 10 кГц позволяет построить дешифратор кодовой последовательности, не чувствительный к паразитной амплитудной модуляции в пределах ±50 % и детонации ±20 %. При такой низкой чувствительности к помехам плотность записи порядка 120 бит/мм получается даже на лентопротяжном механизме IV класса. Практическая работа с накопителем показала, что при считывании после записи на новую предварительно размагниченную кассету, потери информации нет. Исключение составляют кассеты с механическими дефектами.
Передача данных в блок регистрации организуется пачками по четыре байта, которые пересылаются в регистры интерфейса, соответствующие четырем каналам записи. В режиме записи и считывания магнитофон имеет наивысший приоритет.
Данный способ кодирования, применение многоканальной магнитной головки и системы дискретного формирования тока записи повышают плотность информации на магнитной ленте; объем хранимой информации на стандартной компакт-кассете С-90 увеличивается до 9 Мбайт неформатной емкости при непрерывной работе устройства. В условиях полевых экспериментов важно уменьшить энергопотребление, поэтому часть устройства собрана на КМОП-элементах серии К561.
Работой руководит блок системы управления обработкой, который представляет собой микроЭВМ с ограниченной архитектурой. Машина собрана по классической схеме с 8-разряднон шиной данных и 16-разрядной адресной магистралью, которые совместно с линиями управления составляют системную магистраль комплекса. Функции согласования и обслуживания блоков АЦП и магнитофона выполняет контроллер ПДП. Информация из блока преобразования в оперативную память передается по инициативе АЦП по сигналу готовности данных, который поступает на вход требования ACT; ответный сигнал ДАСТ открывает шину данных АЦП.
Рис. 2. Алгоритм программы управления комплексом в режиме длительного накопления информации
Технические
параметры системы:
9
8
4
9
4,75
126
10~в
96
12
6
1.5
0.5
16
По
4 ка-
Улучшение
параметров конкретной задачи возможно
программными
средствами. На рис. 2 представлена
блок-схема
программы,
преобразующей
поступающие двухбайтные
коды оцифровки входного сигнала в
более компактный
вид
и
позволяющей без потери точности входной
информации
увеличить время непрерывной записи
на одну кассету
в 2—5 раз.
Программа
иллюстрирует перераспределение
функций между аппаратными и программными
средствами
системы.
Работа
программы. Оперативная память системы
разбита
на четыре области; две временно хранят
данные, третья
— информацию, подготовленную для
вывода на магнитную
ленту,
оставшаяся часть используется для
работы программы.
Временные входные буферы поочередно
заполняются
данными,
информация
из
которых поступает на обработку.
По каналу y(i),
где
i=l,I6,
выбираются
i!*
ОЗУ, ...........
РПЗУ ..........
Объем ннфс-vau;r,: на кассете, Мбайт . Скорость движения МЛ, см/с ....
Плотность за-исн информации на МЛ, бит Надежность записи, бит ......
Динамический диапазон. дБ ....
Число разрядов АЦП. бит ......
Потребляемая мощность, Вт:
при заполнении буфера ....
при работе магнитофона .... Время записи буфера, с .....
Число входных каналов, ке более . Последовательная одновременная запись
16 последовательных отсчетов и оценивается разность каждой соседней пары. Ряд считается гладким и может быть аппроксимирован степенным полиномом, если ни одна разность не превышает некоторого числа £. Практика показывает, что достаточно квадратичного полинома, чтобы вносимая .ошибка не превышала 1 % (число фиксируемых 'параметров резко сокращается). При быстрых изменениях входных сигналов целесообразно записывать вычисленные разности Д|=у(| + 1)—y(i), где i=l,15 с начальной привязкой абсолютного значения интервала. Так как для восстановления формы сигнала шаг квантования по времени должен быть много меньше периода сигнала, поэтому порядки величин двух соседних отсчетов одинаковы и разность двух 16-разрядных чисел удается записать в один байт, т. е. для полного восстановления входного сигнала необходимо зафиксировать вдвое меньшее число байтов информации.
УДК 681.326—181.4
Е. И. Альперович, В. Г. Белый, С.-И. Большинский