Устройство записи и считывания информации с электронных устройств контроля

 

(щ ЯЦ (1п (51) 5 О Об F 15

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

1 (.-4

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4938802/24 (22) 2305.91 (4В) 15.12.93 Бюл. hh 45-46 (71) Московский научно-исследовательский институт приборной автоматики (72) Бойкевич АМ„Крысанов АВ.; Литвинов АМ„

Мйронов В.Г, (73) Московский научно-исследовательский институт приборной автоматики (54) УСТРОЙСТВО ЗАПИСИ И СЧИТЫВАНИЯ

ИНФОРМАЦИИ С ЭЛЕКТРОННЫХ УСТ РОЙСТВ КОНТРОЛЯ (57) Изобретение относится к информационнои

Ii технике учета данных Цель изобретения — AOBbl шение быстродействия Устройство содержит блок ввода-вывода, процессор с блоком микрокоманд, ОЗУ, генератор тактовых импульсов, блок оперативной памяти видеоинформации, формирователь опорных частот, формирователь синхросигналов видеоинформации, мультиплексор, регистр видеоинформации, сдвигающий регистр, формирователь полного телесигнала, модулятор, клавиатуру, регистр адреса. дешифратор, первый и второй усилители. и управляющих стабилизаторов напряжения, триггер, элемент ИЛИ, элемент И вЂ” HE, первый и второй элементы НЕ 1 ип.

2004927

Изобретение относится к информационной технике, в частности к устройствам подготовки, редактирования, записи, хранения, считывания, отображения и регистрации индивидуальной учетной информации, включающим в свой состав индивидуальные носители данных.

Известны аналоги устройств для записи и считывания информации. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройство для записи и считывания данных с электронных личных знаков, электронных бирок и электронных

- устройств контроля, разработанное фирмой

ОасаМеу Inc. (Бернсвилл, штат Миннесота, США). Это устройство предназначено для предупреждения несанкционированного доступа к таким объектам, как медицинское оборудование и терминалы ЭВМ, а также в 20 качестве устройств учета дебета в торговых автоматах и копировальных машинах, в армии. В состав устройства входит блок считывания, электронный интерфейс с блоком последовательного ввода-вывода и блоком управления потоками данных. Личные знаки военнослужащих "Data" представляют . собой жесткие пластмассовые бирки длиной 5 см, каждая из которых содержит ЭСППЗУ емкостью 64 Кбит, Кроме того, они 30 содержат 8-разрядный микропроцессор

8048, который обеспечивает более эффективное управление потоками данных, Основными недостатками известного устройства являются следующие. 35

Ограниченность памяти для хранения информации из-за сравнительно небольшой (64Кбит) информационной емкости устройства, малое быстродействие из-за большого времени считывания (до 375 мс), значитель- 40 ной продолжительности записи и обновления данных (до 650 нс), Кроме того, известное устройство имеет недостаточную эксплуатационную надежность, малую долговечность циклов стирания-записи и сравнительно не- 45 большой ресурс работы. Существенным недостатком прототипа является его высокая стоимость, а также ненадежность защиты от несанкционированного доступа и малое время хранения информации. 50

Целью изобретения является повышение быстродействия.

Таким образом, заявляемое устройство записи и считывания информации соответствует критерию изобретения "н о в и з н а", Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что применение "разумных" полупроводниковых карт с использованием ЭСППЗУ с

УФ-стиранием и "быстрых" электрически стираемых ППЗУ с параллельным стиранием широко известны, Однако при их введении в указанной связи с остальными элементами схемы в заявляемое устройство вышеуказанные блоки проявляют новые свойства, что приводит к повышению эксплуатационной надежности записи, редактирования и считывания учетных данных, Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию иэобретения "с у ще ст s e н н ы е отличия".

На чертеже приведена функциональная блок-схема устройства записи и считывания информации.

Устройство записи и считывания информации (фиг.1) содержит электронные личные знаки 1, выполненные в виде энергонезависимых стираемых ППЗУ и соединенные через контактные элементы 2 связи и интерфейс 3 с блоком 4 последовательного ввода-вывода, подключенным через шину 5 данных к центральному процессору 6, соединенному с генератором

7 тактовых импульсов и через шину 5 данных с блоком постоянной памяти 8 микрокоманд и блоком оперативной памяти 9, а с принтером 10, модемом 11, накопителями на жестких 12 и гибких 13 магнитных дисках через соответствующие узлы 14 сопряжения. Кроме того, устройство содержит формирователь опорных частот 15 и формирователь 16 управляющих сигналов, состоящий из первого инвертора 17, вход которого соединен с выходом элемента 18

4И-НЕ, первый, второй и третий входы которого подключены к прсцессору 6, а четвертый вход соединен с выходом элемента 19

2ИЛИ, первый вход которого подключен к третьему входу элемента 18 4И-НЕ, а второй его вход соединен с первым входом первого триггера 20, первый вход которого подключен к третьему входу элемента 18 4И-НЕ и первому входу элемента 19 2ИЛИ, второй вход первого триггера 20 соединен с процессором 6, а второй выход триггера 20 подключен через второй элемент НЕ 21 к процессору и формирователю 15 опорных частот, регистр адреса 22, первый вход которого соединен непосредственно с процессором 6, второй вход — с шиной 5 данных, третий вход подключен к выходу первого элемента НЕ 17 формирователя 16управляющих сигналов, а выход регистра 22 адреса соединен со входом дешифратора 23, первый выход которого подключен к первому входу блока 24 сканирования клавиатуры

25, второй выход — ко входу блока 4 вводавывода, а третий выход соединен с шиной 5 данных, второй вход блока 24 сканирования

2004927 соединен с первым выходом, клавиатуры 25, третий его вход подключен ко второму выходу клавиатуры 25 и входу блока 26 формирования данных для личных знаков 1, выход которого соединен через контактный элемент 2 связи с личным знаком 1, при этом блок

4 ввода-вывода и блок 24 сканирования подключены к процессору 6 и формирователю

15 опорных частот, а управляющий выход блока 4 ввода-вывода соединен с управляющим стабилизатором 27 напряжения, выход записи которого подключен через контактный элемент 2 связи к личному знаку

1, адресные выходы блока 4 ввода-вывода соединены через элемент 2 с личным знаком 1, выход ошибки блока 4 ввода-вывода подключен через формирователь 28 звукового сигнала ошибки к динамику 29, выход элемента 4И-НЕ соединен с мультиплексором 30 и усилителем 31, выход генератора 7 подключен ко входу формирователя 32 сигнала записи видеоданных, первый выход которого соединен с первым входом сдвигающего регистра 33, второй выход формирователя 32 подключен к формирователю 15 опорных частот, выход которого соединен с мультиплексором 30 адреса, первым усилителем 31 и формирователем

34 синхросигналов видеоинформации, выходы регистра 22 адреса, мультиплексора

30 и усилителя 31 взаимосвязаны и подключены к блоку 9 обрабатываемых данных, блоку 8 микрокоманд и оперативному ЗУ видеопамяти 35, который соединен со вторым усилителем 36 и буферным регистром

37 видеоинформации. выход которого подключен ко второму входу регистра сдвигающего 33 видеоданных, третий вход которого соединен со вторым выходом первого триггера 20, а выход подключен ко входу формирователя 38 полного телевизионного сигнала и выходу формирователя 34 синхроимпульсов видеосигналов, выход формирователя 38 полного телевизионного сигнала соединен со входом модулятора 39, выход которого подключен к антенному входу 40 телевизионного приемника 41, при этом усилитель 36 шины данных соединен с шиной 5 данных, выход элемента 19 2 ИЛИ подключен к усилителю 36, блоку 9 и блоку

35, а выход первого инвертора 17 формирователя 16 управляющих сигналов соединен со входом регистра 37 видеоинформации.

Устройство записи и считывания информации (фиг.1) работает следующим образом.

Минимальный объем информации, хранимой в личном знаке 1, равен 64

Кбайт. Этот массив данных разбит на 9 разделов. В нулевом разделе содержится

5

50 одна страница, а в первом — 3 страницы, в остальных — по 4 страницы. Такое разбиение всего пространства информации позволяет обеспечить, во-первых, возможность произвольнрго и непоследовательного размещения данных, во-вторых, обеспечить выборность доступа пользователя к тем или иным зонам информации. В личном знаке предусмотрено два уровня защиты от несанкционированного доступа: кодирование информации при.записи в личный знак 1, введение пароля, определяющего возможность доступа пользователя к информации в личном знаке 1. Кодирование информации осуществляется по двум независимым направлениям: коду ASCI ставится в соответствие нестандартный код символа; к;:ждому знакоместу экранной области ставится в соответствие адрес ячейки ЭСППЗУ личного знака 1. Использование пароля позволяет закрепить за группами пользователей соответствующие эоны (страницы, разделы) и предполагает наличие ключей на каждую группу страниц разделов, которые разрешены ему ключом. Поэтому при работе с устройством пользователь должен предварительно ввести пароль, определяющий область его доступа к информации в ЭСППЗУ личного знака 1. Пароль содержится в индивидуал нем носителе пароля, конструктивно полностью идентичном личному знаку. С точки зрения принципов размещения информации 64 Кбайта запоминающего элемента личного знака 1 разделены на 32 страницы, которые разбиты на 9 разделов, каждому из которых присвоен двухбайтовый ключ, В странице с номером ноль хранится пароль — позиционный код, состоящий из 9 двухсимвольных последовательностей. Наличие ключа разрешает доступ к данному разделу. Ввод команд управления процессом подготовки, редактирования, записью учетной информации и ввод текста последней в личные знаки 1 осуществляется с помощью клавиатуры 25.

Ввод команд управления процессом считывания информации с личных знаков 1 и ее отображение на экране телевизора 41, ввод команд управления процессом считывания информации с личных знаков 1 и ее вывод на принтер 10 и модем 11 или на магнитные накопители 12, 13 осуществляется с помощью функциональной клавиатуры 25. Для этого снимается защитный колпачок и личный знак 1 вставляется в контактный злемент 2 связи. Когда обращение процессора

6 к блоку 9 обрабатываемых данных отсутствует, формирователь 32 записи видеоданных считает информацию из ОЗУ 9 и записывает ее в регистр 33, Информация, 2004927

50

55 записанная в регистр 33 сдвига, выводится через последовательный выход и смешивается с импульсами кадровой и строчной синхронизации, из суммы этих сигналов формируется полный телевизионный сигнал ПТС. Информация, отображаемая на экране телевизионного приемника 41, формируется процессором 6,Каждой точке на экране приемника 41 соответствует вполне определенный бит в адресном пространстве блока 9, отведенном под экранную область, Такое построение формирователя

32 позволяет формировать на экране приемника 41 не только знаковую информацию, но и графическую. При обьеме памяти, отводимой под экранную область, равной 16

Кбайт, на экране приемника 41 формируется изображение, состоящее из 512х256 точек. Для преобразования ПТС s область радиочастот (для подключения устройства считывания к антенному входу приемника

41) используется модулятор 39. формирующий из ПТС телевизионный сигнал, который можно принимать по одному из каналов приемника 41 типа "Юность". Модулятор 39 представляет собой автогенератор, выполненный на транзисторе по схеме емкостной . точки. Частота настройки автогенератора регулируется изменением переменной емкости, ПТС подается в цепи эмиттера транзистора модулятора 39, чем достигается амплитудная модуляция высокочастотного си нала. Промодулированный высокочастотный сигнал снимается с конденсатора и согласующего сопротивления, находящихся в цепи коллектора транзистора модулятора 39, Устройство записи и считывания информации обеспечивает через модем 11 взаимодействие с персональной ЭВМ типа

ЕС 1845 и миниЭВМ типа ЕС 1045, которые облада1от возможностью работы по стыку

С2, причем ЕС 1845 имеет непосредственный выход на С2, а ЕС 1045 — через процессор телеобработки (ЕС 8375 — 256 выходов на С2, ЕС 8378 — 64 выхода на С2). Все необходимые сигналы стыка С2 формируются програмным способом. Устройство записи и считывания функционируют с принтером типа "Роботрон", имеющим параллельный интерфейс (типа ИРПР-М), Поэтому для связи с ним используется байтовый обмен информацией. Под управлением процессора 6 информация, выводимая на пе чать, записывается в регистр данных элемента 14 сопряжения, выход которого через разъемное соединение подключен к принтеру 10, Сигнал Тотовность" с занесением соответствующей информации в регистр управления подключается ко входу

"Готовность" (READ) процессора 6. Этим

5.

40 обеспечивается передача информации на принтер 10 только в том случае, если он готов принять выводимую процессором 6 информацию.

Программируемый блок 4 ввода/вывода (ИС типа 1821 РУ55) формирует адреса, по которым считывается информация и сигналы управления. Адрес устанавливается выводом через порты А и В. Порт С формирует сигналы управления, Выбранные данные поступают на шину 5 данных процессора 6.

Запись информации в личные знаки 1 осуществляется следующим образом. Импульс записи формируется с помощью управляемого стабилизатора 27 напряжения.

Длительность и количество импульсов устанавливается программным способом выдачей соответствующих сигналов через порт с

БИС блока 4 ввода/ вывода типа 1821РУ55.

На экране телевизора 41 формируется верхняя строка сообщений, в которой оператору выдается вспомогательная информация о состоянии системы и возможных режимах работы оператора с подсказкой о действиях по осуществлению режимов работы. Кроме того, на экране телевизора 41 индицируется вводимая информация для контроля оператором правильности подготовки данных для записи в личный знак 1.

После включения питания или нажатия клавиша НУ происходит тестирование устройства и выдача в служебной строке необходимых сообщений. При этом остальная часть экрана остается чистой, Любое другое сообщение в командной строке или на экране является признаком неисправности устройства. После сообщения об успешном прохождении тестов оператор может приступить к работе на устройстве. Перед нажатием клавиша СКЛ-чтение пароля из индивидуального носителя пароля ИНП, необходимо вставить ИНП в контактный элемент 2 связи, зафиксировать его, нажать клавиш СКЛ. В случае успешного чтения пароля в служебной строке высветится сообщение с признаком пароля и пробелом или номером раздела, разрешенного паролем к доступу. В случае неуспешного чтения пароля высветится сообщение о неисправности какой-либо части оборудования, связанной с чтением информации ИНП. B случае успешного чтения пароля из ИНП его можно вынуть иэ контактного элемента 2, при этом доступ к информации личного знака. вставленного в контактный элемент 2 связи, будет разрешен оператору только в те разделы, которые указаны во введенном пароле. Сброс питания или нажатие клавиша

НУ уничтожает пароль, запомненный и уст2004927 осуществляется: во-первых. если ячейка пустая (соответствует пробелу на экране}; вовторых, если приписываемый код равен

5 коду, хранящемуся в ячейке; в-третьих, если символ "Забой" либо тот, который хранится

10 в личном знаке 1, и повторно произвести

"Роботрон" нажимается клавиша 3. Для выдачи в ПЭВМ ЕС 1845 страниц текста нажи15 мается клавиша 4, в ЭВМ ЕС1045 — клавиша

5. Нажатие клавиша 6 — включения редактора страниц, разрешает ввод информации с алфавитно-цифровых кнопок во весь экран.

Кроме того, в устройстве имеются клавиши

20 сдвига курсора вверх, вниз, влево, вправо, сдвига текста вверх, вниз, сдвига строки влево, вправо и др. Нажатие алфавитноцифровых клавиш приводит к их отображению на экране телевизора 41 только после

25 выполнения команд- считать страницу или включить редактор страницы, или когда они используются в качестве командных в случаях, описанных выше. (56) Бернард К. Коул. "Лидерство США на

30 стратегических направлениях развития технологии электронезависимых запоминающих устройств". Электроника, ¹ 5, Мир, 1989, стр. 38-46.

Мэрилин А. Харрис "Испытания элект35 ронных личных знаков военнослужащих в ходе военных маневров". Электроника, №

10, М и р, 1983 „стр. 5-8 (п р ото ти и). ра, отличающееся тем, что, с целью повы40 шения быстродействия, в него введены блок оперативной памяти видеоинформации, формирователь опорных частот, формирователь синх роси гналов видеоинформации, мультиплексор, регистр

45 видеоинформации, сдвигающий регистр, формирователь полного телевизионного сигнала, модулятор, клавиатура, регистр адреса, дешифратор, первый и второй усилители, и управляющих стабилизаторов на50 пряжения (где n - число личных знаков), триггер, элемент ИЛИ, элемент И - НЕ, первый и второй элементы НЕ, при этом первый выход формирователя опорных ча55 стот соединен с первым входом первого усилителя, с входом формирователя синх росигналов видеоинформации и с первым информационным входом мультиплексора, выход которого объединен с выходами первого усилителя и регистра адреса по — схеме МОНТАЖНОЕ ИЛИ и соединен с адвыход генератора тактовых импульсов соединен с входом синхронизации процессо-— ройстве. Нажатие командного клавиша 1чтение из личного знака 1, вызывает в служебной строке сообщение о номере первой разрешенной паролем страницы. После выдачи этого сообщения оператор путем нажатия цифровых клавиш О, 1, 2,..., 8 имеет возможность изменить номер страницы.

Первое нажатие меняет первую цифру, второе — вторую, третье — опять первую и т.д.

Нажатие клавиша К вызывает отмену команды предыдущего управляющего клавиша (в данном случае клавиша 1), после чего в информационной строке высвечивается сообщение, предшествующее нажатию управляющего клавиша. Нажатие клавиша

Е вызывает чтение указанной страницы из личного знака 1 и отображение на экране телевизора 41. В служебной строке появляется сообщение с признаком пароля и либо пробелом, либо номером раздела, разрешенного паролем к доступу. В случае, если пароль не дает право на чтение указанной страницы, выдается звуковой сигнал и происходит сброс устройства, аналогичный действию клавиша НУ, Нажатию командного клавиша 2- запись текста с экрана телевизора 41 в личный знак 1, вызывает в служебной строке сообщение: /ПХХХХХХХХХ, Номер стр. ХХ, Выход К, запись/выход Е, запись M/, где

Номер стр. ХХ и реакция на клавиш К аналогичны сообщению: П/ХХХХХХХХХ, Номер стр. ХХ, Выход К, чтение/вывод Е, чтение

М/, Нажатие клавиша Е вызывает запись отображенного на экране текста в указанную страницу личного знака 1. Каждой позиции экрана соответствует определенная

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ЗАПИСИ И СЧИТЫВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ С ЭЛЕКТРОННЫХ

УСТРОЙСТВ КОНТРОЛЯ, содержащее блок ввода-вывода, процессор, генератор тактовых импульсов. блок постоянной памяти микрокоманд, блок оперативной памяти, причем информационные входы-выходы первой группы блока вводавывода. выходы блока постоянной памяти микрокоманд и информационные входывыходы блока оперативной памяти через магистраль данных общей шины соединены с информационными входами-выходами процессора, управляющие входы-выходы которого через магистраль управления общей шины соединены с управляющими входами-выходами блока ввода-вывода и с входом записи-считывания блока постоянной памяти микрокоманд, ячейка личного знака 1. Запись в ячейку происходит запись символа "Забой". Для продолжения записи необходимо после нажатия клавиша 1 или 6 набрать в этом месте запись.

Для печати страницы на принтере типа

2004927

Ресными входами блока постоянной памяТи микрокоманд, блока оперативной памяти видеоинформации, блока оперативной памяти и дешифратора, первый и второй выходы которого соединены соответственно с управляющими входами блока ввода-вывода и клавиатуры, второй выход формирователя опорных частот и выход генератора тактовых импульсов соединены соответственно с первым и вторым входами записи формирователя синхросигналов видеоинформации, выход которого соединен с входом записи-считывания сд вигающего регистра, выход которого объединен с выходом формирователя синхросигналов видеоинформации по схеме

МОНТАЖНОЕ ИЛИ и соединен с входом формирователя полного телевизионного сигнала. выход которого соединен с входом модулятора, выход которого соединен с выходом устройства, используемым для подключения антенного телевизионного приемника, информационный выход и первый управляющий выход процессора соединены соответственно с вторым информационным входом мультиплексора и с входом режима регистра адреса, информационный вход-выход регистра адреса, первый информационный выход клавиатуры, третий выход дешифратора, первый, второй и третий информационные входы-выходы устройства, используемые для подключения внешних устройств, и первый вход второго усилителя через магистраль данных общей шины соединены с информационным входом-выходом процес-

1 сора, второй управляющий выход которого соединен с входом установки в "1" триггера, прямой выход которого соединен с входом первого элемента НЕ и с входом синхронизации сдвигающего регистра, третий управляющий выход процессора соединен с входом установки в "0" триггера и с первыми входами элементов ИЛИ и И - HE, 510

45 инверсный выход триггера соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом элемента ИНЕ, со входами записи-считывания блока оперативной памяти, блока оперативной памяти видеоинформации и с вторым входом вт01юго усилителя, выход которого объединен с выходом блока оперативной памяти видеоинформации по схеме МОНТАЖНОЕ ИЛИ и соединен с информационным входом регистра видеоинформации, выход которого соединен с информационным входом сдвигающего регистра, четвертый и пятый управляющие выходы процессора соединены соответственно с вторым и с третьим входами элемента ИНЕ, выход которого соединен с управляющим входом мультиплексора, с вторым входом первого усилителя и с входом второго элемента НЕ, первый информационный выход блока ввода-вывода и второй информационный выход клавиатуры объединены по схеме МОНТАЖНОЕ ИЛИ и со- . единены с входом формирователя опорных частот, второй информационный выход блока ввода-вывода соединен с выходом признака ошибки устройства, i-й информа- ционный выход первой группы (где i 1, ...,

n) блока ввода-вывода соединен с i-м информационным выходом первой группы устройства, используемым для подключения элемента личного знака, i-й информационный выход второй группы блока ввода-вывода соединен с i-м информационным выходом второй группы устройства, используемым для подключения элемента личного знака, i-й информационный выход группы клавиатуры соединен с 1-м информационным выходом третьей группы устройства, используемым для подключения элемента личного знака, 1-й информационный вход группы которого соединен с 1-м информационным входом блока ввода-вывода.

2004927

Составитель А. Литвинов

Техред М.Моргентал Корректор М, Петрова

Редактор В. Трубченко

Заказ 3396

Тираж Подписное

НПО "Лоиск" Роспатента

113035 МоСква, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101