200397. lajstromszámú szabadalom • Interfész rendszer számítógéppel programozható mérő-vezérlő készülékhez
1 HU 200397 A 2 kedtünk, valamint egy, az EEC 625 busznál lényegesen egyszerűbb felépítésre. Felismertük, hogy valamely mikroprocesszor buszának alkalmazása a készülékben lévő mérési-vezérlési részfeladatokat ellátó egység felépítése szempontjából azzal az elónnyel jár, hogy a készüléket egyszerű, olcsó, szokásos mikroprocesszor kompatibilis áramköri elemekből lehet felépíteni. Ugyanakkor azt is felismertük, hogy egy kialakítandó interfész rendszerhez mikroszámítógép saját busz kivezetésnél közvetettebb módszert kell alkalmazni. A találmány célja összefoglalva olyan interfész rendszer kialakítása, amely hardverként egyszerű módon biztosítja számítógéppel vagy programozásra képes vezérlővel működő mérési, adatgyűjtési, vezérlési, szabályozási feladatokat ellátó rendszerek belső vezérlését és adatforgalmát, különös tekintettel olyan esetekre, amikor valamely meglévő, felépítését, perifériáit, memóriáját, operációs rendszerét tekintve megfelelően kiépített számítógép közvetlenül végzi hozzá kábellel kapcsolódó különálló készülék vagy készülékek vezérlését Ezzel a számítógép a mérés és adatgyűjtés elemi lépéseit előírva, az adatokat beolvasva, a döntéseket elvégezve, valamint a megfelelő vezérlési szabályozási parancsokat ugyancsak elemi lépéseken át szoftver úton végrehajtva, közvetlenül irányíthatja a készülék vagy készülékek teljes működését Az ilyen felépítésre alapozott mérési-szabályozási stratégiák teljes vertikuma a számítógép szoftverében változtatható, rugalmas lehet. Ugyanakkor cél az is, hogy a készülék felépítése egyszerű lehessen, ne legyen szükség autonóm működőképességére. Szükséges továbbá, hogy az interfész rendszer és a busz azonos legyen különböző típusú számítógépek alkalmazása esetén is. A kialakítandó interfész rendszernek így egyszerűbbnek kell lennie az univerzális céloknak is megfelelő, a készülék autonóm működésére támaszkodó IEC625 interfész rendszernél. Felismertük, hogy a készülék vagy készülékek ilyen közvetlen vezérlésére alkalmas egy valamelyik mikroprocesszor buszához hasonló, annál egyszerűbb és korlátozottabb, kizárólag írás és olvasás műveletekkel működő busz, amely így digitális, kézfogás nélküli és számos kétirányú adatbusz vezetéket, valamint számos egyirányú, kizárólag a számítógép felől meghajtott készülékcímbusz és írás/olvasás vezetéket tartalmaz. Amennyiben e korlátozott busz vezetékei adott számítógép vagy mikroprocesszor esetében annak saját buszához közvetlenül, azaz csak szokásos buszillesztők, kapuk, dekódolók felhasználásával csatlakoznak, az elrendezés nem elégítené ki az általános célt, valamint számos, fentebb részletezett hátrányokkal járna. Felismertük azonban, hogy ha a készülékek vezérlésére alkalmas ezen korlátozott busz és a számítógép saját busza közé regisztert iktatunk, a hátrányok kiküszöbölhetők. Regiszter az, ami számítógép felől írható tárolókat és számítógép felől kiolvasható bemeneteket tartalmaz. A tárolókba beírt állapotok kimeneti vezetékek jeleit állítják be, a bemenetekre csatlakozó vezetékek jelei pedig, mint állapotok, kiolvashatók. A regiszter a találmány szerinti interfész rendszerben hasonló funkciójú, mint az IEC 625 busz esetén példaként említett NEC uPD 7210 integrált áramkör. Az IEC 625 busz esetén azonban a kapcsolódó busz, azaz egy adott számítógép vagy mikroprocesszor saját busza, és az IEC 625 busz egymástól olyan jelentősen különböznek, hogy az kizárólag egy közvetettséget biztosító elem közbeiktatásával hidalható át. Felismerésünk azonban abban áll, hogy ilyen közvetett kapcsolódást jelentő elemet, regisztert alkalmazunk olyan két busz vezetékeinek összekapcsolására is, amelyek esetében, azaz egy adott számítógép, vagy mikroprocesszor és egy adott funkciójú készülék speciális összekapcsolásakor ez nem feltétlenül szükséges és nem szokásos. A közvetettséget biztosító elem, a regiszter alkalmazásával azonban lehetővé vált egy általánosabb célú interfész rendszerrel szemben támasztható és fent megfogalmazott követelmények kielégítése. Ezzel tehát a találmány szerinti interfész rendszer számítógépet vagy mikroprocesszoros egységet, programozható logikai vezérlőt, mikroszámítógépet, miniszámítógépet, számítógépterminált párhuzamos buszvonalakkal kapcsol össze számítógép szoftvere által működtethető, elsősorban analóg vagy digitális jelek mérését, adatgyűjtést, analóg vagy digitális vezérlést, szabályozást végző készülékkel. A számítógépet készülékkel vagy készülékekkel összekapcsoló busz digitális, kézfogás nélküli, számos kétirányú adatbusz vezetéket és számos egyirányú, számítógép felől meghajtott készülékcímbusz, címbusz és írás/olvasás vezetéket tartalmaz. A buszillesztőben pedig e busz és a számítógép vezetékei közé a számítógép felől beállított mindegyik buszvezeték jelállapotát eltároló regiszter van közbeiktatva, egyirányú és kétirányú buszmeghajtókon kívül. Regiszter szokásos elektronikai elemekből szokásos módon felépíthető, de regiszternek előnyösen választható valamely típusú írható-olvasható, esetleg összetettebb működést biztosító úgynevezett PORT integrált áramkör. Ez gyűjtőneve a mikroprocesszorokat kiegészítő olyan interfész áramköröknek, amelyek több byte-nyi, programozhatóan írható kimeneti, vagy olvasható bemeneti vonalak együttesét, portot tartalmaznak. A portra írt információ általában megmarad és a porthoz csatlakozó jelvezetékeken hozzáférhető. Olvasható portra csatlakozó vezetékek pillanatnyi jelértékeit a mikroprocesszor kiolvashatja. Fejlettebb PORT áramkörök ennél összetettebb működést is megvalósítanak. Ilyen például a MOTOROLA 6821, a MOS Technology 6522, 6526, a Zilog Z80PIO vagy az INTEL 8255 integrált áramkör. Adott mikroszámítógép saját buszához nem csupán a vele egy családban levő PORT áramköríHc illeszthetőek. Például INTEL 8255 illeszthető MOS Technology 6502 vagy 6510 mikroprocesszor buszára is (Brückmann: A Commodore 64-es csatlakozási lehetőségei, Data Becker-Novotrade, Budapest, 1988.). Nem kellően ismert belső felépítésű számítógép esetében annak valamely meglévő és dokumentált eleme - például Hewlett Packard cég 85F típusú mérésvezédő mikroszámítógépének General Purpose Input Output opciója - is felhasználható regiszternek, amennyiben a szükséges funkciókat képes ellátni és a számítógép felől a szoftveres elérése, mint üzemmód beállítás, írás, olvasás, ismert A számítógép az adatíráshoz vagy adatolvasáshoz szükséges cím és adatinformációt a regiszterbe több 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
