DE2805940C2

DE2805940C2 - Elektronisches Steuersystem für Analogschaltungen

Info

Publication number: DE2805940C2
Application number: DE2805940A
Authority: DE
Inventors: Karl Dr. 8000 München Goser
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1978-02-13
Filing date: 1978-02-13
Publication date: 1986-12-11
Also published as: FR2417132B1; GB2016767B; FR2417132A1; GB2016767A; DE2805940A1; JPS54121639A; US4250556A

Description

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Der Schaltungszustand des Koppelfeldes KF ist in hergestellten BBD- beziehungsweise CCD-Anlage als einem Speicher, dem Koppelfeldspeicher KS, festgelegt Verzögerungsleitung geeignet macht Diese Anlagen

Der Speicherinhalt wird von außen in Form des Pro- werden ebenfalls durch den zentralen Taktgeber TA

gramms P_x eingelesen. Damit ist es möglicJi, durch ver- gesteuert Die vorgesehenen CTD-Verzögerungsleitun-

schiedene Speicherinhalte verschiedene Verschaltun- 5 gen / Vsind im Beispielsfalle zwischen je zwei verschie-

gen der Analogschaltungen Si, S₂... untereinander vor- denen Leitungen des Koppelfeldes KF, zum Beispiel

zunehmen. einer zeilenparallelen und einer spaltenparallelen Lei-

Ein zweiter Speicher, der Parameterspeicher PS, tung, gelegt

dient zur Speicherung der im Laufe des Betriebes der Der Analogmikroprozessor kann noch um einen

Anordnung anzuwendenden Schaltungsparameter für io Schritt erweitert werden. Dies ist in Fig.3 dargestellt

die Analogschaltungen Si, S₂ .. - Diese Werte werden Dort ist am Eingang zum Koppelfeld KF bereits eine

wiederum in Form eines Programms Pz von außen in Verzögerungsleitung EVL vorgesehen, die die paralle-

den Speicher PS eingegeben. Solche Parameter können len Eingänge E_x, E₂... E_n aufweist Dadurch können die

zum Beispiel die Verstärkung, die obere und die untere Abtastwerte mehrerer verschiedener Eingangssignale

Frequenzgrenze, Zeitkonstanten usw. sein. Dieser Spei- is hintereinander aufgenommen werden,

eher PS wird zum Beispiel über programmierbare Wi- Die Funktionsweise der Schaltung ist folgende:

derstände oder Kapazitäten an den Analogschaltungen Es wird zunächst der Abtastwert E_x des ersten Ana-

SuS₂... dieselben steuern. logsignals eingegeben. Dieser Wert wird entsprechend

Eine Synchronisierung sorgt dafür, da£ die beiden der im ersten Feld der Speicher KS und PS eingeschrie-

Speicher ACS'und PSdie in ihnen gespeicherten Daten in 20 benen Informationen in den Analogschaltungen SuS₂...

der richtigen Reihenfolge an das Koppelfeld KF und verarbeitet und einer Verzögerungsleitung A VL am

nach dessen Ein- beziehungsweise Umstellung an die Ausgang zugeführt Es wird anschließend der Abtast-

jeweils beabsichtigten Analogschaltungen weitergeben. wert E₂ des zweiten Analogsignals eingegeben. In der

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Analogmikroprozes- Zwischenzeit wurden die Analogschaltungen Si, S₂...

sor ist das Verschalten der Analogschaltungen Si, S₂... 25 entsprechend der im zweiten Feld der Speicher einge-

sowie die Einstellung der Parameter dieser Analog- schriebenen Informationen programmiert Nach der

schaltungen programmierbar. Falls nun beabsichtigt ist, Verarbeitung wird das Signal wiederum der Verzöge-

daß die steuernden Signale mehrmals die Analogschal- rungsleitung am Ausgang zugeführt. Dieser Vorgang

tungen Si, S₂ durchlaufen können, wird man zweckmä- wiederholt sich mit dem dritten, dem vierten und

Big dafür sorgen, daß die Verbindungen zwischen den 30 schließlich mit dem n-ten Analogsignal, wobei jeweils

einzelnen Durchläufen neu programmiert werden, und zwischen den Abtastwerten die Analogschaltungen ent-

daß das Signal in der Zwischenzeit in einer Verzöge- sprechend dem dritten, vierten usw. und schließlich dem

rungsleitung zwischengespeichert wird. Das ist bei der n-ten Speicherfeld der beiden Speicher programmiert

in Fig.2 dargestellten Anordnung eines Analogmikro- werden. Somit ist es möglich, mit derselben Schaltung

Prozessors der Fall. 35 verschiedene Analogsignale zu verarbeiten. Am Aus-

Der in F i g. 2 dargestellte Analogmikroprozessor un- gang werden die verarbeiteten Signale an einer Verzö-

terscheidet sich von einer Vorrichtung gemäß Fig. 1 gerungsleitung über Anzapfungen Ai, A₂... A_n heraus-

durch die Anwendung einer Verzögerungsleitung, ins- geführt

besondere in Form einer CTD-Anordnung, die zum Bei- Bei der Realisierung der in F i g. 2 und 3 dargestellten

spiel bipolar in Form einer BBD-Anlage (Eimerketten- 40 Anordnungen in integrierter Halbleitertechnik emp-

schaltung) oder in MOS-Technik (CCD-Anlagen) darge- fiehlt sich der Aufbau der Verzögerungsleitungen in ei-

stellt werden kann. ner der beiden folgenden Formen:

Dabei ist beabsichtigt, daß im ersten Takt Signale von

den Eingängen E_x, E₂... die Analogschaltungen SuS₂... a) Bei Realisierung in bipolarer IC-Technik sind für durchlaufen, aber dann nicht gleich den Ausgängen A_x, 45 die Verzögerungsleitungen insbesondere Eimer- A₂... zugeführt werden, sondern zunächst in der Verzö- kettenschaltungen (BBDs) in Oxyd-Isolationstechgerungsleitung VL verbleiben. Während dieser Zeit nik geeignet Sie sind zum Beispiel in »Philips Techkönnen die Analogschaltungen Su S₂... neu program- nische Rundschau« 31 (1970/71), Nr. 4, Seiten 97 bis miert werden, indem man zum zweiten Programm- 111 beschrieben.

schritt übergeht Die Analogsignale in der beziehungs- 50 b) Bei Realisierung in MOS-Technik sind für die Verweise den Verzögerungsleitungen werden in den neu zögerungsleitungen sogenannte Ladungsverschieprogrammierten Analogschaltungen weiterverarbeitet. bungsschaltungen (CCDs) und für die Verstärker-Diese Schritte können so oft wiederholt werden, bis das schaltungen sogenannte Floating-Gate-Verstärker Analogsignal den Verarbeitungsgrad erreicht hat, der besonders günstig,
jeweils gefordert wird. Bei dem in F i g. 2 dargestellten 55

Analogmikroprozessor ist ebenso wie bei einer Anord- Aus der Literatur sind zur Zeit CCD-Anlagen be-

nung gemäß F i g. 1 eine Taktsteuerung vorzusehen, die kannt, die mit einer Speicherzeit von 160 t bei 50%

hier zusätzlich die Takte für die Verzögerungsleitung Ladungsverlust und mit einer Gleichmäßigkeit von we-

beziehungsweise Verzögerungsleitungen und außerdem niger als ± 1 % von Element zu Element charakterisiert

wie auch bei einer Anordnung gemäß Fig. 1 die Takte 60 sind, so daß sie sich ohne weiteres für Analog-Speicher

für die Wechsel im Kuppcifciuspciuher KFund im rara- anwenden lassen.

meterspeicher PS zu den Speicherfeldern der einzelnen

Schritte und für die Abtastschaltungen SA_x, SA₂ ... am Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Eingang liefert.

Die Abtastschaltungen an den Eingängen E_x, E₂ ... 65
haben die Aufgabe, die zugeführten Analogsignale abzutasten und in einen Zustand zu bringen, der sie für den
TransDort in einer in monolithischer Halbleitertechnik

Claims

1 2 des Anspruchs 1. Patentansprüche: Ein solches elektronisches Steuersystem ist aus der DE-OS 14 99 305 bekannt Dort ist ein Analogrechner

1. Elektronisches Steuersystem für Analogschal- mit Rechenelementen beschrieben, deren für eine Rechtungen, die Ober ein mit Signalausgängen (Ai, A 2 5 nung wichtigen Anschlüsse auf einem Steckbrett zusaro-...) versehenes Raumvielfach-Koppelfeld (KF) korn- mengefaßt sind. Dieses Steckbrett ist gemäß einer gebinierbar sind und über Mittel zur Einstellung von wünschten Rechnung jeweils neu zu verdrahten. Ferner Betriebsparametern verfügen, dadurch ge- besteht der Analog-Rechner aus Integrator Verstärkennzeichnet, daß kern, deren Steuereingängen eine Gruppierschaltung die Digitalzustände der einzelnen Koppelpunkte des 10 vorgeschaltet ist Damit sind die Verstärker bezüglich Koppelfeldes (KF) über einen gemeinsamen Kop- ihrer Steuereingänge in Gruppen gleicher Betriebszupelfeldspeicher (KS) durch ein erstes Programm (P%) stände einteilbar. Ist die Gruppierschaltung als Schaltprogrammierbar sind, daß die Einstellung der Be- matrix ausgebildet, so kann sie so ausgebildet sein, daß triebsparameter durch die in einem Parameterspei- sie von einem Digitalrechner ansteuerbar ist

eher (PS) nach einem zweiten Programm (P2)festge- 15 Weiterhin ist aus der Technischen Rundschau vom

legten Werte erfolgt, 06.12.1977, S. 33, Bild 4 bekannt, ein Zeitvielfach-Kop-

daß ferner eine Synchronisierung der Steuerung für pelfeld einer Fernsprechvermittlung über einen Mikro-

die Analogschaltungen nach den in den beiden ge- prozessor anzusteuern.

nannten Speichern (KS, PS) vorliegenden Program- In der letztgenannten Literaturstelle, wird der Einsatz men gegeben ist, und daß schließlich wenigstens eine 20 von elektronischen Raum vielfach-Koppelfeldern aus in integrierter Halbleitertechnik ausgeführte, durch technologischen Gründen für nicht praktikabel gehaleinen Taktgeber (TA) gesteuerte Ladungstransport- ten.

Verzögerungsleitung (VL) zur mechanischen Benut- Aufgabe der Erfindung ist es, ein elektronisches Steu-

zung der Analogschaltungen innerhalb der Verar- ersystem für Analogschaltungen der eingangs genann-

beitung der Eingangssignale zu Ausgangssignalen, 2s ten Art derart zu verbessern, daß es ähnlich den Mikro-

mit einer Eingangsleitung und einer Ausgangslei- Prozessoren in der Digitaltechnik, weitgehend monoli-

tung des Koppelfeldes verbunden ist, und daß thisch integrierbar ist, um auch in der Analogtechnik zu

schließlich der für die Taktversorgung der Ladungs- großintegrierten Standardschaltungen übergehen zu

transport-Verzögerungsleitung (VL) vorgesehene können.

Taktgeber zugleich für die Taktversorgung der bei- 30 Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden

den genannten Speicher (KS, PS) zuständig ist Merkmale des Anspruchs 1 gelöst

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet Die wesentlichen Funktionseinheiten eines Analogdurch mehrere parallele Signaleingänge (E\, Ei..) in mikroprozessors bestehen somit aus einem Koppelfeld, eine gemeinsame, in integrierter Halbleitertechnik also einer Matrix von elektronischen Koppelpunkten, ausgeführten, taktgesteuerten Eingangs-Verzöge- 35 mit der die verschiedenen Analogschaltungen miteinanrungsleitung (EVL) mit einem Ausgang ins Innere der verbunden werden können. Der Schaltzustand des des Koppelfeldes (KF) und zwar derart daß die Ein- Koppelfeldes wird über den Inhalt des Koppelfeldspeigangssignale zeitlich hintereinander dem Koppelfeld chers festgelegt Der Speicherinhalt kann schrittweise zugeführt werden, durch mehrere parallele Signal- verändert werden und somit die Gesamt-Analogschalausgänge (A\, A₂...) aus einer gemeinsamen, in inte- 40 tung den jeweiligen Erfordernissen der Anwendung angrierter Halbleitertechnik ausgeführten, taktgesteu- gepaßt werden. Neben dem Speicher für das Koppelfeld erten Ausgangsverzögerungsleitung (A VL), deren ist der Parameterspeicher vorgesehen, in welchem die Eingang an eine aus dem Inneren des Koppelfeldes Werte für die Parameter der einzelnen Analogschaltun- (KF) kommenden und nicht mit der Eingangs-Verzö- gen gespeichert werden.

gerungsleitung (EVL) in Verbindung stehenden Lei- 45 Die Einstellparameter bestimmen beispielsweise die

tung angeschlossen ist und durch einen gemeinsa- Verstärkung, die obere Frequenzgrenze, die Zeitkon-

men Taktgeber, der für die Taktsteuerung der bei- stanten, die Einstellung von Kapazitäten usw.

den Verzögerungsleitungen (EVL, AVL), des Kop- Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in

pelfeldspeichers (KS) und des Parameterspeichers den Unteransprüchen gekennzeichnet

(PS) zuständig ist 50 Die Erfindung wird nun an Hand der Fig. 1 bis 3

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder näher beschrieben.

2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signaleingänge Zunächst wird auf F i g. 1 Bezug genommen. Der dort (E\, £2 · ■ ■) mit je einer Abtastvorrichtung für das an dargestellte Analogmikroprozessor besteht aus einem den betreffenden Signaleingang anzulegende Ana- Koppelfeld KF, einem Koppelfeldspeicher KS, aus Analogsignal versehen sind. 55 logschaltungen Si, S₂ ..-, deren Betriebszustand über

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, da- entsprechende Parameter festgelegt werden kann und durch gekennzeichnet, daß der zur Steuerung der aus einem Parameterspeicher FS. Über das Koppelfeld Ladungstransport-Verz3gerungsleitung(en) zustän- KF werden Eingangssignale von den Eingängen E\, £2 dige Taktgeber (TA) zur Steuerung eines Digitalzäh- ... zu den entsprechenden Analogschaltungen SuSi... lers (Z) und letzterer zur Steuerung des Koppelfeld- 60 geführt die verschiedenen Analogschaltungen Si. &... Speichers (KS) und des Parameterspeichers (PS) vor- miteinander verbunden und die Ausgangssignale an die gesehen ist. Ausgänge A\, A2... herangeführt. Ein solches Koppelfeld kann mit bekannten elektronischen Koppelpunk-

ten, zum Beispiel Thyristoren, in integrierter Halbleiter-

65 technik aufgebaut werden. Wichtig dabei ist, daß die Kopplung zwischen den einzelnen Schaltungswegen

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Steuersy- hinreichend niedrig, zum Beispiel 10OdB, eingestellt stern für Analogschaltungen gemäß dem Oberbegriff wird.