184537. lajstromszámú szabadalom • Multiprocesszoros gyors fourier-analizátor
1 184 537 2 Az A/D átalakító kimenetén a mintavételi frekvencia ütemében jelennek meg az adatok. Ezek sorban feltöltik az 5 RAM-ot, amelynek kapacitása például 1K szó. Amint az 5 RAM megtelt, a 3 mikroprocesszor ad egy vezérlő jelzést a 4 memóriacserélő egységnek, amely az 5 5 és 6 RAM-okat felcseréli; azaz az 5 RAM-ot a 8 mikroprocesszor buszára, a 6 RAM-ot pedig a 3 mikroproceszszor buszára kapcsolja. Az átkapcsolás ideje alatt az 5 és 6 RAM-ok tápfeszültsége nem szakad meg és mindkét 5 és 6 RAM nem aktivált állapotban van, így adat- 10 vezetés vagy felülírás nem fordul elő. A memóriacsere a két mintavétel közötti időnél rövidebb idő alatt történik, így a bemeneti adatgyűjtés folyamatos. A 8 mikroprocesszor az 5 RAM-ban lévő adatokat bemeneti adattömbként kezeli és az FFT algoritmus szerint elvégzi a 15 diszkrét Fourier-transzformált kiszámítását, az eredményt a 10 RAM-ban képezi. A számítások befejezése után a 8 mikroprocesszor jelzést ad a 9 memóriacserélő egységnek, amely a 10 és 11 RAM-okat felcseréli; azaz a 10 RAM-ot a 13 mikroprocesszor buszára, all RAM-ot 20 a 8 mikroprocesszor buszára kapcsolja. A 13 mikroprocesszor a 10 RAM-ban lévő komplex frekvenciaspektrumot abszolútérték-képzés és -formálás után a 15 katódsugárcsöves kijelzőre viszi. Míg a diszkrét Fouriertranszformált kiszámítása folyik, addig a 6 RAM fel- 25 töltése megtörténik újabb bemeneti adatokkal. Ha az FFT kiszámítása rövidebb ideig tart, mint a 6 RAM feltöltése, akkor a berendezés azonos idejű elemzőként működik, vagyis a bemeneti jel feldolgozása folyamatos, nincsenek kihagyott időintervallumok. Ha az FFT ki- 30 számítása hosszabb ideig tart, mint a 6 RAM feltöltése, akkor az 5 és 6 RAM felcserélése mindaddig nem történik meg, amíg a 8 mikroprocesszor nem végzett a számításokkal. Ebben az esetben a jelfeldolgozás a bemeneti jel egyes szakaszait nem veszi figyelembe. Periodikus 35 jelek és tranziensek vizsgálatánál ez nem jelent hátrányt. A 14 alfanumerikus billentyűzet a 13 mikroprocesszor buszára kapcsolódik. A kezelő utasításait nagyrészt ez a processzor hajtja végre. Azokat az utasításokat, amelyek a 8, illetve a 3 mikroprocesszornak szólnak, a 10 és 11, 40 illetve a 6 és 5 RAM memóriacserék során küldi tovább. Az utasításáramlás ellentétes irányú a jeláramlással. Az ismert programnyelvek fordítóprogramjait a 12 memóriaegység ROM része tárolja. Megvalósított kísérleti berendezésünkben 8085 és 8086 mikroprocesszorokat alkalmaztunk. Az FFT kiszámítását végző processzor belső szorzó utasítást nem használtuk, ezt külön szorzó áramkörrel valósítottuk meg. Az A/D átalakító 12 bites felbontású, a bemeneti adattömb 1K 16 bites szóból áll. Az FFT kiszámítása kb. 1 s-ig tart, így 400 Hz-ig azonos idejű elemzés folytatható. A berendezés legnagyobb sávszélessége 20 kHz. A frekvenciaspektrum felbontása 400 pontos. Mint látható, a találmány szerinti multiprocesszoros gyors Fourier-analizátor valóban olcsó, MOS technológiával készült mikroprocesszorokkal épül fel. Ez azzal az előnnyel is jár, hogy az ezekhez kifejlesztett áramkörök és software kevés fejlesztői munkával alkalmazható és olcsóbb berendezés készíthető. Előnyös a berendezés teljes programozhatósága; a felhasználó ismert programnyelven megírt programjával az analizátort mintegy hozzáigazítja feladatához. Szabadalmi igénypontok 1. Mikroprocesszoros gyors Fourier-analizátor, íróolvasó memóriákkal, azokhoz csatlakozó háromállapotú digitális kapcsoló áramkörökkel, és ez utóbbiakat vezérlő jelforrással ellátva, azzal jellemezve, hogy mindegyik mikroprocesszor (3, 8, 13) memóriaegysége (2, 7, 12) olyan író—olvasó RAM-mal (5, 6, 10, II) rendelkezik, amelyek az egyik mikroprocesszorról (3, 8, 13) a következő mikroprocesszorra (3, 8, 13) átkapcsoló memóriacserélő egységekkel (4, 9) vannak kiegészítve; és hogy a memóriacserélő egységek (4, 9) egy közös vezérlőforrás kimenetéhez — célszerűen az egyik mikroprocesszorhoz (3, illetve 8, illetve 11) — vannak kötve. 2. Az 1. igénypont szerinti gyors Fourier-analizátor kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a mikroprocesszorok (3, 8, 13) közötti adat- és utasításáramlás vezérlőszervét az író-olvasó RAM-ok (5, 6, 10, 11) memóriacserélő egységei (4, 9) alkotják. 1 db ábra Kiadja az Országos Találmányi Hivatal A kiadásért felel: Himer Zoltán osztályvezető Megjelent: a Műszaki Könyvkiadó gondozásában COPYLUX Nyomdaipari és Sokszorosító Kisszövetkezet 3
