200397. lajstromszámú szabadalom • Interfész rendszer számítógéppel programozható mérő-vezérlő készülékhez
1 HU 200397 A 2 A találmány tárgya interfész rendszer, amely számítógépet vagy hasonló, programozásra képes egységet készülékkel köt össze. A különféle mérési, adatgyűjtési, vezérlési, szabályozási részfeladatokat megoldó készülék vagy készülékek az interfész rendszer buszán keresztül programozott működésűek. A világon széleskörűen alkalmazott és elteijedt a programozható mérőkészülékek byte-soros bit-párhuzamos interfész rendszere, amely készüléket egymással és vezérlő egységgel vagy akár több vezérlő egységgel köt össze. Ezen IEC 625-1 és IEC 625-2 publikációk szerinti rendszer, amely az MI 12049 számú Műszaki Irányelveknek is tárgya, igen univerzális. Lehetőséget ad egyrészt arra, hogy a mérőkészülékeket valamely vezérlő készülék programozhassa, több, vezérlésre is képes készülék esetén ezek a vezérlési szerepet egymásnak átadhassák, egyik közülük pedig rendszervezérlőként bármikor magához ragadhassa a vezérlést. Lehetővé teszi továbbá azt is, hogy két vagy több nem vezérlő készülék között az aktuális vezérlő által előírt módon, esetleg vezérlő hiányában, üzenetek folyhassanak úgy, hogy egyikük beszélőként, a többi pedig hallgatóként működjön. A rendszerre csatlakozó készülékek egy közös buszra csatlakoznak, amelyen a byte-nyi adatok kézfogással továbbítódnak. Ez az IEC625 interfész rendszer vagy busz ilyen módon támaszkodik a kapcsolódó minden készülék autonóm működésére, a készülékek programozása pedig többnyire a készülékbe hardver vagy szoftver úton beépített működési módok közötti választásra, a működési paraméterek beállítására korlátozódik. Bár a beszélőként és a hallgatóként működő készülékek interfész funkcióinak nagyrészét képes ellátni a kereskedelemben kapható integrált áramkör, ilyen például a HEF 4738, a mérőkészülékek egyedi feladatainak megfelelő kapcsolódás azonban mindig további egyedi tervezést kíván. Sőt az IEC625—2 szerinti kódformátum ajánlás az esetek nagy részében a beszélő oldalán az adatok konvertálását, majd a hallgató oldalán az adatok visszakonvertálását igényli. Ez történik például egy binárisan működő impulzuszszámlálóból vagy egy A/D konverterből nyerhető adat átvitelekor az IS07 karaktereket használva. Ez egyébként terjengősebb számábrázolás is. Egy kialakítandó buszrendszer számítógéphez illesztésének példája a fenti IEC 625 busz esetén megvalósítható következő elrendezés. Egy szokásos mikroprocesszor felől a vezérlő, beszélő, hallgató funkciókat egyaránt ellátni képes interfész kulcseleme a Nippon Electric Company NEC uPD7210 integrált áramköre, amely eleget tesz az IEC-625 szabványban előírt összes funkcionális követelménynek (Bartha Tamás: Az IEC-Busz és alkalmazása. LSI Alkalmazástechnikai Tanácsadó Szolgálat, Budapest, 1985). A kapcsolódó mikroszámítógép az IEC 625 busz összes vezetékére ennek az áramkörnek a regiszterein keresztül kapcsolódik, ez pedig buszmeghajtókon keresztül csatlakozik a buszra. A mikroszámítógépek tömeges elterjedésével és kapacitásuk nagymértékű megnövekedésével együtt azonban a vezérlők olcsóbbá, gyorsabbakká és nagyobb kapacitásúnkká váltak, egy további, új, egyszerűbb és olcsóbb lehetőséget teremtve a programozható mérőkészülékek kialakításában. Eszerint a készülék minden lényeges funkciója csupán mikroszámítógépen keresztül, annak szoftvere által működtethető, ezzel például a készülék gombjaiként a számítógép billentyűi, kijelzőjeként pedig a számítógép képernyője használhatóak. Ilyen működésű készülékek esetében nincs szükség az autonóm működésre, a kapcsolódás megvalósításánál a cél a közvetlen programozást végző számítógép saját buszához úgy csatolni a készüléket vagy készülékeket, hogy a közöttük folyó üzeneteket minimálisan kelljen kódolni, dekódolni. Ugyanakkor értelem szerint nincs szükség a közvetlenül programozott készülékek közötti kommunikációra sem, mivel minden lényeges információ csak a számítógép közbeiktatásával terjedhet. A speciális megoldásokon túl mikroszámítógép és készülék ilyen célú összekapcsolására szokásos megoldási mód az, ha a készülék a mikroszámítógép saját buszához kapcsolódik és ehhez szokásos buszmeghajtókat alkalmaznak. Ez az adott mikroszámítógépben lévő mikroprocesszor köré épített buszhoz való igazodást jelenti, mind az adott mikroprocesszorra jellemző buszkiosztás, mind a mikroszámítógép belső memóriafelosztásának részletes ismeretével és felhasználásával. E megoldásnak azonban jelentős korlátái vannak. A készülék felépítése ilyenkor nagymértékben függ az adott mikroprocesszortól, amennyiben mindig pontosan ugyanazokat a buszvezetékeket tartalmazza. Ezzel a készülékek felépítése erősen függ a számítógép fajtájától, ami előnytelen. Már a különböző 8 bites processzorok buszfelépítése is jelentősen eltérő, például a MOS Technology 65XX processzorai vagy a MOTOROLA 68XX processzorai csak memória írás/olvasás közös vonalat és ehhez külön érvényesítő jelet használnak, míg az INTEL 808X vagy a Zilog Z80 processzorai külön memória olvasás és írás valamint B/K olvasás és írás jelet kezelnek buszaikon, (Vancsó Gyula: Mikroszámítógép elemek a tervezéshez. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1981). Egyes mikroszámítógépek memória és címtérképén a kapcsolódási célra felhasználható címtartomány igen szűk. Amennyiben a mikroprocesszoruk ráadásul nem tud külön B/K címzést megvalósítani, az méginkább korlátozhatja a készülék csatlakozási felületét. Jellegzetesen ilyen példa a Commodore 64 mikroszámítógép. Egyes számítógépek esetében a belső felépítés nem szokásosan ismert, a gyártó a benne lévő mikroprocesszor saját buszára csatlakozást nem támogatja, ugyanakkor biztosít általános célú csatlakozó felületet. Ilyen például a Hewlett-Packard 85F típusú mérésvezérlő orientációjú mikroszámítógép a General Purpose Input Output opcióval. A mikroszámítógépek belső órafrekvenciájának növekedésével a saját buszuk kivezetése még meghajtók és késleltetett B/K címzési művelet alkalmazásával is zavarérzékeny, több készülékre csatlakozásnál az ésszerű kábelhossz korlátozott. Ilyen például az IBM PC AT, IBM PS2 és velük kompatibilis számítógépek. A közvetlen csatlakozás a belső buszra gátja lehet egy kialakítandó alap-buszrendszer továbbfejlesztésének is, például több mikroszámítógéppel való készülékprogramozás esetére. A találmány tárgya szerinti interfész rendszer megalkotásával e fenti hátrányok kiküszöbölésére töre5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
