194632. lajstromszámú szabadalom • Gyors digitális jelfeldolgozó és vezérlő berendezés
1 194 632 2 A találmány tárgya gyors digitális jelfeldolgozó és vezérlő berendezés, amely nagy működési sebességgel végzi el a felhasználói program valamennyi műveletét. Előnyösen folyamatirányító és vezérlő, pl. Programmable Logic Controller (PLC) jellegű berendezéseknél használható. Az ismert, technikai szintet képviselő berendezések három csoportba oszthatók:- az első csoport csak bitorientált feldolgozó egységet,- a második csoport csak szóorientált feldolgozó egységet,- a harmadik csoport'bitorientált és szóorientált feldolgozó egység valamilyen kombinációját tartalmazza. Az ilyen célra szolgáló ismert gyártmányok „Speicherprogramierbare Steuerung” és „Programable Logic Controller” néven kerülnek forgalomba. Az első csoportra jellemző készülékként utalunk az EBERLE vállalat PLS 511 típusú készülékre. Ezen csoporthoz tartozó készülékek feldolgozó egysége kizárólag néhány logikai művelet (bitművelet) végzésére képes kb. 1-10 psec végrehajtási >dővel. A számlálási és időzítési funkciók ellátása korlátozott, mivel ezeket a funkciókat a készülékbe épített meghatározott számú és funkciójú külön áramkörök látják el. Más, vagy összetettebb műveletek végzésére, pl. byte operandusú műveletek, aritmetika, ugrás, szubrutin feladatok ellátására nem képesek. Általában nem, vagy csak igen korlátozottan képesek öndiagnosztizálásra más készülékekkel, pl. fölérendelt számítógéppel kommunikálásra. Programozásuk vagy nehézkes (pl. kódok alapján történik), vagy drága speciális pogramozó készüléket igényelnek. A második csoportra jellemző készülékként utalunk a SA1A vállalat PCA-1 típusú berendezésére. Ebben a berendezésben a feldolgozó egység legtöbbször mikroprocesszor, amely interpreter program, software segítségével látja el a felhasználói utasítások elvégzését. Az ilyen feldolgozó egység logikai műveleten kívül más egyéb műveletek elvégzésére is képes, pl.: ugrás, szubrutin, számlálás, időzítés külön áramkörök nélkül, fejlett öndiagnosztikát valósíthat meg. Felhasználóval vagy más berendezéssel intelligens módon kommunikálni tud. Programozásuk legtöbbször nem igényel speciális berendezést, mert a mikroprocesszor ezt a funkciót is képes ellátni. Az interpreter-program útján történő felhasználói program végrehajtás azonban bármilyen utasítás esetén igen időigényes. Ennél a berendezésnél egy felhasználói utasítás végrehajtási ideje 140 psec. Az interpreter-program bővítésével elvileg lehetőség lenne akár byte-operandusú, pl. aritmetikai műveletek végzésére is, ennek megvalósítása azonban nem szokás a 140 psecnál is feltehetően hoszszabbra adódó végrehajtási idő miatt. A harmadik csoportba tartozó berendezések egyik részénél a szóorientált egység, rendszerint mikroprocesszor feladata csupán a berendezés felügyelete, a programozás, a kommunikáció támoga2 tása. Ezért a harmadik csoporthoz tartozó készülékek hiányosságai jórészt azonosak az első csoportnál már ismertetett készülékek hiányosságaival. A harmadik csoporthoz tartozó berendezések másik részénél a felhasználói program végrehajtásában ténylegesen résztvesz a bitorientált és a szóorientált feldolgozó egység is. Hátrányaik az első és második csoport készülékeinek kombinációját mutatják. így pl. az Elektronikus Mérőkészülékek Gy ára által gyártott PLC-8862 típusú készülékénél a bitutasítások végrehajtási ideje 2-4 psec, egyéb utasításoknál pedig - mivel ezeket mikroprocesszor hajtja végre interpreter-program segítségével - 150 — 200 psec. A találmány célul tűzte ki az ismert megoldások hiányosságainak megszüntetését és olyan gyors digitális jelfeldolgozó és vezérlő berendezés létrehozását, amely nagy hatékonysággal és sebességgel, 1-10 psec alatt képes a felhasználói programban szereplő bármely műveletet: bit- és byte-operandusú logikai és aritmetikai, ugrás, szubrutin, időzítés, számlálás, stb. elvégezni. Továbbá előnyösen használható folyamatirányító és vezérlő pl. PLC-jellegű berendezéseknél. A találmány szerinti megoldás azon a felismerésen alapul, hogy ha az ismert megoldásoknál alkalmazott lassú software jellegű interpreter programot elhagyjuk, s helyette olyan hardware interpreter egységet alkalmazunk, amely a meglévő, ismert egységek célszerű, struktúrába rendezésével résztvesz a felhasználói program feldolgozásában is, akkor a mikroprocesszor lassú funkciói, mint pl. a művelet operandusának kiválasztása, bitművelet végzése kiválthatók, s a felhasználói program valamennyi művelete gyorsan, nagy sebességgel hajthatc végre. A találmány tárgya tehát gyors digitális jelfeldolgozó és vezérlő berendezés, amely ismert módon tartalmaz paraméter-memóriát, mikroprocesszort, rendszer-memóriát, kommunikációs illesztőt, háttértárat, bemenő-kimenő egységet. A berendezésre jellemző, hogy tartalmaz továbbá interpreter egységet, amelynek paraméter adat bemenő-kimenő pontcsoportja paraméter adatbusszal, paraméter kontroll kimenő pontcsoportja paraméter kontrolibusszal, paraméter cím kimenő pontcsoportja paraméter címbusszal a paraméter-memória adat benenő-kimenő pontcsoportjára, paraméter kontroll bemenő pontcsoportjára, paraméter cím bemenő pontcsoportjára, processzor adat bemenő-kimenő pontcsoportja processzor adat-busszal a mikroprocesszor processzor adat bemenő-kimenő pontcsoportjára, processzor cím bemenő-kimenő pontcsoportja a processzor címbusszal, rendszer kontroll bemenő-kimenő pontcsoportja a rendszer kontrolibusszal a mikroprocesszor, a rendszer-memória, a kommunikációs illesztő, szekunder felhasználói memória, primer felhasználói memória, a háttértár és a bemenő-kimenő processzor cím bemenő-kimenő pontcsoportjára és rendszer kontroll bemenőkimenő pontcsoportjára, primer adat bemenőkimenő pontcsoportja primer adatbusszal a rendszer-memória, a kommunikációs illesztő, a primer felhasználói memória, a háttértár és a bemenő5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
