система считывания информации со стримерных камер

Формула изобретения

Система считывания информации со стримерных камер, состоящая из контроллера для съема информации, триггерного блока, шины последовательного чтения данных, состоящей из линии общего триггерного сигнала, линии данных, линии сигнала загрузки и линии тактового сигнала, и узлов считывания, последовательно соединенных по шине последовательного чтения данных с контроллером для съема информации, содержащих усилители-компараторы, входы которых подсоединены непосредственно к стрипам стримерных камер, одни выходы соединены с соответствующими входами сдвиговых регистров, а другие выходы объединены по схеме ИЛИ и через дополнительный формирователь подключены по линии общего триггерного сигнала шины последовательного чтения данных к триггерному блоку, сдвиговые регистры, входы управления которых соединены с линиями тактового сигнала и сигнала загрузки шины последовательного чтения данных, а выход которых соединен с входом сдвигового регистра следующего узла через линию данных шины последовательного чтения данных, отличающаяся тем, что непосредственно в каждый узел считывания введены схемы управления узлами считывания, представляющие собой схему выработки триггера узла, вход которой соединен с выходами усилителей-компараторов, объединенных по схеме ИЛИ, а другие входы которой соединены с линией тактового сигнала и линией сигнала загрузки, и мультиплексор прохождения данных через узел, вход управления которого соединен с выходом схемы выработки триггера узла, один вход данных мультиплексора соединен с последовательным входом сдвигового регистра узла, второй вход данных мультиплексора соединен с последовательным выходом сдвигового регистра узла, а выход мультиплексора соединен с последовательным входом сдвигового регистра следующего узла считывания, кроме того, в шину последовательного чтения данных дополнительно введена линия последовательного считывания триггеров узлов считывания, соединяющая последовательно схемы выработки триггера узлов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области информационно-измерительной и вычислительной техники, а именно к системам сбора данных в исследованиях по ядерной физике и физике элементарных частиц, и может быть использовано для сбора информации со стримерных камер координатных детекторов годоскопического типа большой площади, расположенных на поверхности Земли.

До последнего времени координатные детекторы для регистрации потока космических частиц с помощью стримерных камер использовались главным образом в подземных экспериментах и работали в условиях малой загрузки. Аналогов системы считывания для детекторов-годоскопов на основе стримерных камер, рассчитанной на большой темп счета, характерный при регистрации космического излучения на поверхности Земли, не обнаружено.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является система считывания информации со стримерных камер [1], разработанная для подземного эксперимента, которая принята в качестве прототипа. Эта система состоит из контроллера для съема информации, триггерного блока, шины последовательного чтения данных, состоящей из линии общего триггерного сигнала, линии данных, линии сигнала загрузки и линии тактового сигнала, и узлов считывания, последовательно соединенных по шине последовательного чтения данных с контроллером для съема информации, содержащих усилители-компараторы, входы которых подсоединены непосредственно к стрипам стримерных камер, одни выходы соединены с соответствующими входами сдвиговых регистров, а другие выходы объединены по схеме ИЛИ и через дополнительный формирователь подключены по линии общего триггерного сигнала шины последовательного чтения данных к триггерному блоку, сдвиговые регистры, входы управления которых соединены с линиями тактового сигнала и сигнала загрузки шины последовательного чтения данных, а выход которых соединен с входом сдвигового регистра следующего узла через линию данных шины последовательного чтения данных. В данной системе при считывании информации последовательно опрашиваются все узлы считывания. Недостатком данной системы является низкая скорость сбора и передачи данных в ЭВМ, недостаточная при регистрации потока космического излучения на поверхности Земли.

Технический результат изобретения, состоящий в повышении скорости сбора данных с узлов считывания, достигается за счет того, что в известное устройство считывания информации со стримерных камер, состоящее из контроллера для съема информации, триггерного блока, шины последовательного чтения данных, состоящей из линии общего триггерного сигнала, линии данных, линии сигнала загрузки и линии тактового сигнала, и узлов считывания, последовательно соединенных по шине последовательного чтения данных с контроллером для съема информации, содержащих усилители-компараторы, входы которых подсоединены непосредственно к стрипам стримерных камер, одни выходы соединены с соответствующими входами сдвиговых регистров, а другие выходы объединены по схеме ИЛИ и через дополнительный формирователь подключены по линии общего триггерного сигнала шины последовательного чтения данных к триггерному блоку, сдвиговые регистры, входы управления которых соединены с линиями тактового сигнала и сигнала загрузки шины последовательного чтения данных, а выход которых соединен с входом сдвигового регистра следующего узла через линию данных шины последовательного чтения данных, непосредственно в каждый узел считывания введены схемы управления узлами считывания, представляющие собой схему выработки триггера узла, вход которой соединен с выходами усилителей-компараторов, объединенных по схеме ИЛИ, а другие входы которой соединены с линией тактового сигнала и линией сигнала загрузки, и мультиплексор прохождения данных через узел, вход управления которого соединен с выходом схемы выработки триггера узла, один вход данных мультиплексора соединен с последовательным входом сдвигового регистра узла, второй вход данных мультиплексора соединен с последовательным выходом сдвигового регистра узла, а выход мультиплексора соединен с последовательным входом сдвигового регистра следующего узла считывания, кроме того, в шину последовательного чтения данных дополнительно введена линия последовательного считывания триггеров узлов считывания, соединяющая последовательно схемы выработки триггера узлов.

Наличие схемы управление узлами считывания и линии последовательного считывания триггеров узлов считывания позволяет считывать данные только со сработавших узлов считывания и при срабатывании одного или соседних каналов (стрипов) детектора требуется только n тактов чтения, что позволяет увеличить скорость сбора данных на порядок по сравнению с системой-прототипом, где в аналогичной конфигурации считывание любого события происходит за n×n тактов.

На фиг.1 представлена общая схема считывания информации со стримерных камер: m блоков стрипов S ₁...S_m стримерных трубок детектора 1 по n стрипов в блоке параллельно подсоединяются к m узлам считывания 2, данные с которых отбираются триггерной логикой 3 и поступают на контроллер 4 через шину последовательного чтения данных, состоящей из линии 5 последовательного считывания триггеров узлов считывания, линии данных 6, линии сигнала загрузки 7, линии тактового сигнала 8, линии общего триггерного сигнала 9. Линии сигнала загрузки 7, тактового сигнала 8 и общего триггерного сигнала 9 являются сквозными.

На фиг.2 представлена структурная схема узла считывания, который включает в себя n-битный сдвиговый регистр 10 с параллельной загрузкой, мультиплексор 11, схему выработки триггера узла 12, компаратор-формирователь 13, формирователь 14 общего триггерного сигнала шины последовательного чтения данных, входы 15 усилителя компаратора 13 подключены непосредственно к n-стрипам N₁...N_n стимерных трубок, выходы 16 усилителя компаратора 13 по схеме ИЛИ подключен ко входу 17 схемы 12 выработки триггера узла, а выходы 18 усилителей-компараторов 13 подключены к соответствующим входам 19 параллельной загрузки сдвигового регистра 10, последовательный вход 20 сдвигового регистра 10 и вход данных 21 мультиплексора 11 подключены к линии данных 6 (фиг.1), вход управления 22 сдвигового регистра 10 и вход 23 схемы 12 выработки триггера узла подсоединены к линии тактового сигнала 8 (фиг.1), вход управления 24 сдвигового регистра 10 и вход 25 схемы 12 выработки триггера узла подсоединены к линии сигнала загрузки 7 (фиг.1), последовательный выход 26 сдвигового регистра 10 соединен с входом 27 данных мультиплексора 11, вход управления 28 мультиплексора 11 соединен с выходом 29 схемы 12 выработки триггера узла, выход мультиплексора 30 соединен с последовательным входом 20 сдвигового регистра 10 следующего узла и входу данных 21 мультиплексора 11 следующего узла считывания по линии данных 6 (фиг.1), выход 31 схемы 12 выработки триггера узла соединен со входом 32 схемы 12 выработки триггера следующего узла через линию 5 (фиг.1) последовательного считывания триггеров узлов считывания. Временные диаграммы работы узла считывания изображены на фиг.3.

Устройство работает следующим образом.

Наведенные на стрипах 1 (фиг.1) сигналы поступают на входы 15 усилителей-компараторов 13 (фиг.2) узлов считывания 2 (фиг.1), где усиливаются и формируются в 1 мкс импульсы ТТЛ уровня. С выходов 18 усилителей-компараторов 13 (фиг.2) импульсы поступают на соответствующие входы 19 параллельной загрузки сдвигового регистра 10 (фиг.2). Все выходы 16 усилителей-компараторов 13 (фиг.2) объединяются по схеме ИЛИ для формирования триггерного сигнала узла (сигнал OR на фиг.3), поступающего на вход 17 схемы 12 выработки триггера (фиг.2) узла считывания и на вход формирователя 14 (фиг.2). На выходе формирователя 14 выставляется общий триггерный сигнал шины, который по линии 9 (фиг.1) шины последовательного чтения данных поступает на центральный триггерный блок 3 (фиг.1).

При выполнении триггерных условий центральный триггерный блок 3 (фиг.1) выставляет сигнал загрузки (сигнал LD на фиг.3), поступающий по линии 7 (фиг.1) на контроллер 4 (фиг.1), на входы 24 сдвиговых регистров 10 (фиг.2) и входы 25 схем 12 выработки триггера (фиг.2) узлов считывания. По переднему фронту сигнала загрузки в сдвиговые регистры 1 (фиг.2) записываются состояния на их входах 19. По переднему фронту сигнала загрузки и при наличии триггерного сигнала узла на входе 17 схем 12 выработки триггеров (фиг.2) узлов считывания выставляется триггер узла и на выходе 29 схемы 12 выработки триггеров (фиг.2) узлов считывания и выставляется логический уровень (сигнал ST на фиг.3), поступающий на вход 28 управления мультиплексором 11 (фиг.2). Мультиплексор включает выход 26 сдвигового регистра 10 (фиг.2) узла считывания в линию данных 6 (фиг.1) шины.

Считывание производится контроллером 4 (фиг.1), одновременно по двум линиям данных 5 и 6 (фиг.1) шины последовательного чтения данных, посредством синхронного сдвига данных (сигналы OUT и OUT1 на фиг.3) по тактовому сигналу (сигнал CLK на фиг.3), формируемому контроллером 4 (фиг.1).

Наличие схемы управление узлами считывания и линии последовательного считывания триггеров узлов считывания позволяет считывать данные только со сработавших узлов считывания и при срабатывании одного или соседних каналов (стрипов) детектора требуется только n тактов чтения, что позволяет увеличить скорость сбора данных на порядок по сравнению с системой-прототипом, где в аналогичной конфигурации считывание любого события происходит за n×n тактов.

Источник информации

1. G.Battistoni et al., Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A245 (1986), p.277-290.