181230. lajstromszámú szabadalom • Berenezés mikroszámítógépek adatbuszának illesztésére nagyobb bitszámú adatbuszokhoz
3 181230 4 tikus, hanem sztochasztikus jelenségekkel foglalkoznak. Az ilyen jelenségeket oly módon tanulmányozzák, hogy többször lejátsszák a kísérletet, megfigyelik a folyamatot és közben mérik a vizsgálandó jellemzőt. A vizsgált folyamatot általánosságban eseménynek nevezik, az esemény valamilyen jellemzőjét az ún. sokcsatornás analizátorokban tárolják. Sztochasztikus a folyamat, ha az események lefolyása kisebb-nagyobb mértékben módosul a környezet figyelembe nem vett, vagy nem vehető tényezői által. Nagyszámú minta esetén ezek a hatások kiegyenlítik egymást - amennyiben minden mintára hatnak - és csak a nem statisztikusan változtatott paraméter hatására bekövetkező változások lesznek megfigyelhetők az eseményeken. A fizikai kutatásoknak van olyan területe is, ahol a vizsgált jelenség bekövetkezésének valószínűsége csak néhány százalék, és így igen sok minta szükséges ahhoz, hogy a jelenség más paraméterektől való függését vizsgálhassák. A sokcsatornás analizátorokban a statisztikai jelenségek vizsgálatakor nagyszámú eseményt kell tárolni, feldolgozni ahhoz, hogy a szórás megfelelően alacsony legyen. Az események megtörténtét, a mért jellemző értékét valamilyen elv szerint (időrendben vagy nagyság szerint) egymás után csatornákban tároljuk. A csatornák száma és a legnagyobb tárolható érték a legfontosabb jellemzői az említett sztochasztikus folyamatok vizsgálatára tervezett berendezéseknek, a sokcsatornás analizátoroknak. A csatornákban kettes számrendszerben tároljuk a számokat, a szükséges maximális értéküket az események statisztikus jellemzői (szórás, stb.) és a mérési pontosság szabják meg, a gyakorlatban a vizsgálatokhoz legalább 16 bit, de általában 24 bit szóhosszúság szükséges. Ez azt jelenti, hogy egy csatorna minális információ tartalma 216-1, illetve 224-l. A csatornák információ tartalmai egymás mellé rendelve adják a spektrumot. Ezért a tárolók azon részét, amely a csatornákat valósítja meg, spektrumtárnak nevezzük. A sokcsatornás analizátorok azonban nem csak gyűjtik és tárolják a spektrumot, hanem — a mikroszámítógépek segítségével — ki is értékelhetik azt. A technológia fejlődése lehetővé tette, hogy a sokcsatornás analizátorokba mikroszámítógépet építsenek, amely az adatgyűjtést vezérli, a spektrumot vagy spektrumokat tárolja, majd beprogramozott műveletek szerint feldolgozza. A leggyakrabban alkalmazott mikroprocesszorok szóhossza 8 bit, míg a spektrumot tároló memória legalább 16, de inkább 24, vagy 32 bit szóhosszal rendelkezik. Ismert megoldásként vegyünk egy mikroprocesszor-vezérelt sokcsatornás analizátort, amelynek spektrumtára az operatív memória része, és az eseményekkel közvetlenül összekapcsolt átalakító a mikroprocesszor ki- bemeneti, vagy memória buszán keresztül érintkezik a spektrumtárral. Az esemény bekövetkezése után egy olyan műveletsort kell elvégezni, amelynek eredményeképpen a spektrumtár egy csatornájában az átalakító által megszabott helyen a tartalom módosul. Pl. amplitúdó analízis üzemmódban a vizsgált jel amplitúdójának megfelelő helyen a csatornatartalmat eggyel növelni kell. A legtöbb mikroszámítógép busza — mint említettük - 8 bites szervezésű, így egyszerre csak 8 bit érhető el a memóriában is. Ebből következik, hogy az operatív memória egy kijelölt részében valamilyen rendszer szerint kettesével, hármasával (16-24 bit) elrendezett spektrumtár csak 2 illetve 3 művelettel, ciklussal olvasható ki, írható be. Tekintve, hogy az átalakító az esetenként szabványosított buszra csatlakozik, viszonylag egyszerű felépítésű, valamint külön spektrummemóriát nem igényel. Ezek az előnyök azonban gyors rendszerekben nem használhatók ki. Gyors rendszereken olyan kialakításokat értünk, amikor viszonylag gyakran történik esemény, sokszor kell a buszt lefoglalni a spektrumtárból való kiolvasással, beírással. Manapság az elterjedt mikroprocesszorokkal és memóriaelemekkel 8 bit átvitelét 0,5—2 ps ciklusidővel lehet megoldani. Könnyen kiszámítható az eseményeknek az a gyakorisága, amelynél a mikroszámítógép busza csak a spektrumtár kiolvasásával és beírásával lesz lefoglalva és a program futásához már nem marad idő. Ha az átalakító nem a mikroprocesszoron keresztül vagy annak segítségével kommunikál a spektrumtárral - ez a körülményesebb mód —, akkor is egy csatorna módosításához 2—3 kiolvasási és 2—3 beírási ciklus szükséges, ezek között hajtja végre a módosítást a spektrumtár szavakból összeállított csatornájának tartalmán is. Ez utóbbi megoldás az ún. közvetlen memória hozzáférés segítségével történik, a mikroprocesszortól függetlenül — nyilvánvalóan a leggyorsabban - folyik az adatátvitel. A gyakoriság sok esetben döntő, ugyanis az események általában igen gyakran következnek, és az átalakító kiszolgálása, vagyis, hogy minden esemény megfelelően módosítsa a spektrumtárat - nagymértékben lefoglalja a mikroszámítógép buszát, nem marad elegendő idő a szimultán spektrum-kiértékelésre, megjelenítésre, stb. A találmánnyal célunk a fentiekben vázolt valamennyi nehézség egyidejű kiküszöbölése és olyan berendezés készítése, amely mikroszámítógépek adatbuszát nagyobb bitszámú adatbuszhoz illeszti, ezáltal lehetővé téve nagyobb szóhosszúságú tárak nagysebességű kiolvasását és beírását. A találmánnyal megoldandó feladatot ennek megfelelően úgy jelölhetjük meg, hogy a berendezés alkalmas legyen a mikroszámítógép szóhosszánál nagyobb szóhosszúságú tár két helyről való kiolvasására és beírására. A berendezés az információt egyrészt a mikroszámítógép buszáról, másrészt a mérőátalakító digitális kimenetéiről kapja. A nagyobb szóhosszúságú tár szóhossza célszerűen a mikroszámítógép szóhosszának egész számú többszöröse. A találmány alapja az a felismerés, hogy a kitűzött feladat egyszerűen megoldódik, ha kialakítható a mikroszámítógép központi adatbuszán kívül egy belső nagyobb bitszámú adatbusz, amelyre csatlakozik a spektrumtár, valamint az eseményt rögzítő mérőátalakító. A spektrumtár oly módon épülhet fel, hogy egy kiolvasási illetve beírási ciklus legyen szükséges egy-egy csatornatartalom összes bitjének kiolvasásához illetve beírásához. A találmány szerinti berendezés egy olyan ismert mikroszámítógép továbbfejlesztése, amelynek mikroprocesszora, operatív tára, spektrumtára, mérőát5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
