SU1095220A1 - Устройство дл передачи и приема дискретных сообщений - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ДИСКРЕТНЫХ СООБЩЕНИЙ , содержащее на передающей стороне триггеры, счетный вход первого триггера подключен к управл ющему входу устройства , выход второго триггера подключен к информационной шине, на приемной стороне вход усилител  подключен к информационной шине, выходы усилител  подключены к входам соответствующих одновибраторов , первые выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам первого элемента И-НЕ, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, выход которого  вл етс  управл ющим выходом устройства, третий и четвертый одновибраторы , второй и третий элементы И-НЕ, отличающеес  тем, что, с целью упрощени  устройства, в него введены на передающей стороне счетчик и коммутатор, информационные входы которого подключены к информационному входу устройства, выход коммутатора подключен к объединенным первому и второму управл ющим входам второго триггера, счетный вход которого подключен к управл ющему входу устройства, вход счетчика подключен к первому выходу первого триггера, первый и второй выходы счетчика подключены соответственно к первому и второму управл ющим входам коммутатора , третий выход счетчика подключен к третьему управл ющему входу коммутатора и синхронизирующему выходу устройства, второй выход первого триггера подключен к синхронизирующему входу коммутатора, на приемной стороне введены триггер, элемент 2И-ИЛИ, вторые выходы первого и второго одновибраторов подключены соответственно к первому и второму входам элемента 2ИИЛИ , первые выходы третьего и четвертого одновибраторов подключены соответственно (Л к третьему и четвертому входам элемента 2И-ИЛИ, выход которого подключен к входу триггера, первый выход которого подключен к информационному выходу устройства, второй выход триггера подключен к первому входу второго элемента И-НЕ, выход которого подключен к второму входу элемента Р ;о И, первые выходы первого и второго одновибраторов подк.тюченьГ к входам соответел ственно третьего и четвертого одновибраторов , вторые выходы третьего и четвертого одновибраторов подключены соответственно к первому и второму входу третьего элемента И-НЕ, выход которого подключен к второму входу второго элемента И-НЕ.

Description

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в центрах обработки и передачи сообщений от многоканальных источников информации в коллективно используемый ресурс, например при организации дуплексной по волокно-оптическому каналу св зи передаче данных в центральный процессор от группы терминалов и других периферийных устройств.

Известна цифрова  система передачи дискретных сообщений с так называемой модул цией задержки тактовой посылки, основанна  на использовании двухуровневого импульсного кода, характеризуемого об зательной сменой уровн  у передаваемых символов в конце каждого тактового интервала передачи, а также сменой уровн  в центре тактового интервала передачи при каждой посылке сигнала двоичной единицы.

Преобразование и передача двоичной информации в этой цифровой -системе осуществл етс  передатчиком, содержащим приемный сдвиговый регистр, два элемента И, первый из которых одним своим входом соединен с первой входной управл ющей щиной дл  тактовых импульсов частоты F, а второй - с второй управл ющей щиной дл  тактовых импульсов частоты 2F(,, элемент И-НЕ, элемент ИЛИ, счетный триггер и магистральный усилитель-передатчик.

Выделение хронирующего сигнала и дешифраци  данных в такой системе производитс  приемником, содержащим магистральный усилитель-приемник, п ть одновибраторов , два двухразр дных двоичных счетчика, счетный триггер, три элемента НЕ, четыре элемента И, три элемента И-НЕ, элемент задержки, элемент ИЛИ и выходной буферный сдвиговый регистр 1 и 2.

Недостатками указанной системы  вл ютс  сложность реализуемого ею алгоритма функционировани  и больщое количество используемого оборудовани .

Наиболее близкой к предлагаемой  вл етс  цифрова  система передачи, содержаща  на передающей стороне входную информационную щину дл  подразр дного ввода двоичных сигналов с последовательного выхода приемного сдвигового регистра, два элемента запрета, элемент ИЛИ-НЕ, генератор тактовых импульсов частоты 2 F, выходную управл ющую щину тактовых импульсов частоты FO, два синхронных триггера , счетный вход первого из которых соединен с выходом генератора тактовых импульсов , а нулевой выход второго - с входом магистрального усилител -передатчика, и на приемной стороне - магистральный усилитель-формирователь, соединенный входом с входной информационной щиной, а пр мым и инверсным выходами - с синхровходами первого и соответственно второго одновибраторов, единичные выходы которых

соединены с соответствующими входами первого элемента И-НЕ, соединенного выходом с первым входом элемента И, выход которого  вл етс  выходной управл ющей щиной.

синхронизирующих импульсов, третий и п тый одновибраторы, второй и третий элементы И-НЕ I-K триггер и входную управл ющую шину хронирующих импульсов, выдел емых регенератором, состо щим из последовательно включенных усилител -приемника , парафазного усилител -формировател , резонансного контура частоты 2 FO,..порогового детектора, формировател  тактовых импульсов и синхронного триггера 3. Недостатками известной цифровой системы передачи  вл ютс  сложность реализуемого ею алгоритма синхронного сопр жени  (группообразовани ) входного потока дискретной информации на передающей стороне и ее декодировани  на приемной стороне и необходимость использовани  при

таком двухранговом (двухтактовом) преобразовании данных большого объема оборудовани .

Целью изобретени   вл етс  упрощение устройства.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее на передающей стороне триггеры, счетный вход первого триггера подключен к управл ющему входу устройства, выход второго триггера подключен к информационной щине, на приемной стороне вход усилител  подключен к информационной щине, выходы усилител  подключены к входам соответствующих одновибраторов, первые выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам первого элемента И-НЕ,

выход которого под1:слючен к первому входу первого элемента И, выход которого  вл етс  управл ющим выходом устройства, третий и четвертый одновибраторы, второй и третий элементы И-НЕ, введены на передающей стороне счетчик и коммутатор, информационные входы которого подключены к информационному входу устройства, выход коммутатора подключен к объединенным первому и второму управл ющим входам второго триггера, счетный вход которого подключен к управл ющему входу устройства, вход счетчика подключе к первому выходу первого триггера, первый и второй выходы счетчика подключены соответственно к первому и второму управл ющим входам коммутатора , третий выход счетчика подключен к третьему управл ющему входу коммутатора и к синхронизирующему выходу устройства, второй выход первого триггера подключен к синхронизирующему входу коммутатора, на приемной стороне введены триггер, элемент 2И-ИЛИ, вторые выходы первогои второго одновибраторов подключены соответственно к первому и второму входам элемента 2ИИЛИ , первые выходы третьего и четвертого

одновибраторов подключены соответственно к третьим и четвертому входам элемента 2И-ИЛИ, выход которого подключен к входу триггера, первый выход которого подключен к информационному.выходу устройства , второй выход триггера подключен к первому входу второго элемента И-НЕ, выход которого подключен к второму входу элемента И, первые выходы первого и второго одновибраторов подключены к входам соответственно третьего и четвертого одновибраторов , вторые выходы третьего и четвертого одновибраторов подключены соответственно к первому и второму входу третьего элемента И-НЕ, выход которого подключен к второму входу второго элемента И-НЕ.

I

На фиг. 1 представлена структурна  схема передающей стороны; на фиг. 2 - схема приемной стороны устройства; на фиг. 3 - временные диаграммы, по сн ющие принцип работы передающей стороны; на фиг. 4 - временные диаграммы, по сн ющие принцип работы приемной стороны.

Устройство содержит на передающей стороне коммутатор 1, счетчик 2, триггеры 3 и 4 входную информационную шину 5, управл ющий вход 6, информационные выходы 7 и 8, синхронизирующий выход 9, на приемной стороне - магистральный усилитель 10, одновибраторы 11 -14, элемент 2И-ИЛИ 15, триггер 16, элементы И-НЕ 17-19, элемент И 20, входную информационную щину 21, информационный выход 22, управл ющий выход 23.

Представленным на фиг. 3 и 4 эпюрам напр жений на выходах соответствующих элементов устройства присвоены обозначени  24-41.

На временной диаграмме дл  передающей стороны (фиг. 3) тактовым импульсам на входной управл ющей й1ине 6 присвоено обозначение 24, сигналам на нулевом и единичном выходах триггера 3 - соответственно 25 и 26, сигналам на выходе младщего разр да двоичного счетчика - 27, сигналам на информационном входе и выходе коммутатора 1 (мультиплексора) соответственно - 28 и 29, сигналам на выходных информационных щинах 7 и 8 - соответственно 30 и 31.

На временных диаграммах дл  приемной стороны (фиг. 4) сигналам на выходе блока 10 присвоеио обозначение 32, сигналам на выходе первого 11-ого и второго 12-огО одновибраторов - соответственно 33 и 34. сигналам на выходе 17-ого элемента - 35, сигналам на выходе третьего 13-ого и четвертого 14-ого одновибраторов - соответственно 36 и 37, сигнал-ам на выходе 15-ого элемента - 38, сигналам на выходной 22-ой информационной шине - 39, сигналам на выходе 18-ого элемента - 40 и сигналам на выходной 23-ей управл ющей шине - 41.

Устройство работает следующим образом .

По информационным шинам-входам 5 (i 1, 2, ..., N) на передающей стороне 5 (фиг. 1) поступает сообщение от первичных источников информации (не показаны), подлежащее передаче к коллективно используемому приемнику. После поступлени  первого тактового импульса с входной управл ющей щины 6 по его переднему фронту (см. временные диаграммы 24-26 и 30-31 на фиг. 3) триггер 3 взводитс  в единичное состо ние. Одновременно с этим в единичное состо ние,взводитс  также синхронный триггер 4, обеспечива  синфазное с передним

5 фронтом тактового импульса формирование в выходной информационной щине 7 смены исходного уровн  «Лог. О на уровень «Лог. 1 независимо от двоичного значени  символа, подлежащего кодированию и передаче в текущем тактовом интервале. Послед0 нее обеспечиваетс  за счет того, что оба. триггера 3 и 4 - первый типа Т и второй типа T-V, так же как и двоичный счетчик 2, изначально находились в нулевом состо нии. В этом случае сигнал «Лог. 1 с Q-выхода

5 триггера 3, блокиру  коммутатор 1 по его синхровходу С-1, обеспечивает фиксацию уровн  «Лог. 1 (положительна  логика) на информационном выходе коммутатора 1 и соответственно на управл ющем V-входе второго синхронного триггера 4. Вследствие

0 этого в подобных ситуаци х., когда С-1 и соответственно V I К 1, отвечающих моменту начала как первого, так и моменту начала всех последующих (j -f 1)-X тактовых интервалов передачи, второй синхронный триггер 4 устанавливаетс  в счетный

5 режим и по поступлении соответствующего тактового импульса с входной управл ющей щины 6 измен ет свое состо ние на противоположное независимо от двоичного значени  символа, подлежащего передаче в те- кущем (j + 1)-ом тактовом интервале.

В то же врем  после переключени  в единичное состо ние первого триггера 3, выступающего фактически в роли делител  частоты входных тактовых импульсов, сигнал

5 «Лог. О с его Q-выхода поступает на синхровход (строб-вход) С коммутатора 1 и, снима  с него блокировку, обуславливает подачу на управл ющий V-вход триггера 4 уже информационного значени  символа, передаваемого в текущем тактовом интервале

0 передачи. Так, в случае передачи нулевого символа, т.е. когда от i-oro первичного источника информации (не показан) на одноименный информационный вход 5i (i I, 2, ..., М) коммутатора подаетс  сигнал «Лог. О в инверсной логике (см. временные диаграм-

мы сигналов 28 и 29 на фнг. 3), на V-входе триггера 4 выставл етс  сигнал «Лог. О в положительной логике. Соответственно в этом случае при поступлении с входной управл ющей шины 6 второго (следующего) тактового импульса состо ние триггера 4 останетс  неизменным (I К 0) вплоть до окончани  текущего тактового интервала передачи. В случае же передачи единичного (значащего) символа, т.е. когда от i-oro первичного источника информации (не показан) на одноименный информационный вход 5 коммутатора 1 подаетс , сигнал «Лог. 1 в инверсной логике, уровень напр жени  на информационном выходе коммутатора 1 остаетс  таким же, что и до сн ти  с него блокировки , и будет соответствовать уровню «Лог. 1 в положительной логике. Вследствие этого в указанной ситуации (V I К 1) при поступлении на входную управл ющую шину 6 второго (следующего) тактового импульса по его переднему фронту, соответствующему центру текущего j-oro тактового интервала передачи, синхронный триггер 4 изменит свое состо ние на противоположное и в соответствии с содержанием реализуемого способа кодировани  обусловит в этом случае модул цию тактовой посылки . со своих информационных выходов 7 и 8, как это Показано на временных диаграммах сигналов 30 и 31 (фиг. 3) на примере передачи символов «Лог. 1 в кодовой комбинации вида 101100... .

При этом в процессе посимвольной передачи каждой М-разр дной (М 8) группы символов дискретного сообщени  по сигналу с Q-выхода триггера 3 п-разр дный двоичный код (п logj М) на выходах адресного счетчика 2, последовательно.измен  сь в каждой второй половине тактового интервала передачи на единицу (по mod 2), примет к началу М-оГо тактового интервала передачи максимальное свое значение. В результате этого под воздействием еще двух последующих тактовых импульсов с входной управл ющей шины 6 в центре М-ого тактового интервала передачи произойдет обнуление показаний двоичного счетчика 2. Соответственно , сигнал переполнени  с выхода старшего разр да счетчика 2, поступа  на синхронизирующий выход 9 первичных источников информации (не показаны), в момент своего перехода из состо ни  «Лог. 1 в «О обусловит подачу на информационные входы 5 очередной М-разр дной группы двоичных символов, процесс установлени  которых на информационных входах 5 в отличии от известных аналогов может уже продолжатьс  с центра М-ого тактового интервала передачи до конца первой четверти (М-1-1)ого тактового интервала передачи, благодар  чему процесс группообразовани  (сопр жени ) в устройстве может происходить практически в 3 раза дольше, чем при использовании известных устройств.

Принимаема  на приемной стороне (фиг. 2) из канала св зи двухуровнева  кодова  последовательность, например, вида

101000..., как это показано на временной диаграмме сигналов 32 фиг. 4, с входной информационной шины 21 поступает на вход усилител  10. С помощью подключенных к пр мому и инверсному выходам блока 10 двух одновибраторов «коротких импульсов на приемной стороне производитс  селекци  числа переходов у поступающих сигналов - первый одновибратор 11 выдает «короткий импульс (см. временную диаграмму 33 на

фиг. 4) при переходе входного сигнала из состо ни  «Лог. О в «1, а второй одновибратор 12 - при переходе (см. диаграмму 34 на фиг. 4) сигнала на входе блока 10 из состо ни  «Лог. 1 в «О. Таким образом, в соответствии с содержанием принимаемой кодовой последовательности, при котором сигнал «Лог. О отображаетс  одним изменением уровн  сигнала в каждой тактовой посылке, а сигнал «Лог. 1 - двум  изме- нени ми уровн  сигнала в каждой тактовой посылке, на приемной стороне с помощью рассмотренной выше селекции числа переходов у поступающих сигналов одновременно с выделением хронирующих импульсов на выходе элемента 17 образуетс  базова  последовательность импульсов, в которой (см. временную диаграмму 35 на фиг. 4) сигнал «Лог. 1 в каждом тактовом интервале отображаетс  двум  «короткими импульсами, а сигнал «Лог. О - одним «коротким импульсом .

Декодирование такой импульсной послеовательности в устройстве осуществл етс  прежде всего путем селективной выборки из нее по одному в каждом тактовом интервале хронирующему импульсу и пропускании его в выходную управл ющую шину 23 в качестве синхросигнала, характеризующего конец данного тактового интервала (см. временную диаграмму 41 на фиг. 4). В то е врем  из этой базовой последовательности импульсов с помощью элемента 15 существл ют отбор следующих один за ругим с временным сдвигом в полтактовых ериода парных хронирующих импульсов и ропускание их на счетньГй вход триггера 16. обственно отбор парных хронирующих импульсов здесь осуществл етс  путем анализа на совпадение сигналов с выхода первого одновибратора «коротких импульсов 11 с сигналами четвертого одновибратора «длинных импульсов 14 и соответственно сигналов с выхода второго одновибратора «коротких импульсов 12 на совпадение с сигналами третьего одновибратора «длинных импульсов 13 (см. временные Диаграммы 33 и 37 и соответственно 34 и 36 на фиг. 4). При этом длительность i. сигналов первого 11 и второго 12 одновибраторов по отнощению к Длительности 1д сигналов третьего 13 и четвертого 14 одновибраторов подбирают из услови  (Wtfl) (1/3), при котором

..0,05-To,..rfle 0,5 TO - длительность полупериода тактовой посылки. Так при задании , например, аналогично прототипу частоты тактовых импульсов на входной управл ющей шине 6 передающей стороны равной 2Fo 1,680 МГц, при которой 0,5-Т,, . 0,595 МКС,, на приемной стороне длительности импульсов одновибраторов задают, например, равными tg 0,250 и 1д 0,750 МКС.

В указанных услови х после первого же срабатывани  одновибратора 11 по заднему фронту выработанного им «короткого импульса срабатывает св занный с ним одновибратор 13. Соответственно в силу задержки импульса одновибратора 13 на величину ifi 0,250 МКС по отнощению к импульсу одновибратора 11, последний с выхода элемента, 17 поступает на первый вход элемента 20 и в качестве хронирующего (маркерного ) сигнала проходит в выходную управл ющую щину 23. В то же врем  «длинный импульс с единичного выхода одновибратора 13 через элемент 19 поступает на вход элемента 18, который в этом случае выдает сигнал запрета на второй вход элемента 20 (см. временную диаграмму 40 на фиг. 4). Тем самым сразу после пропускани  хронирующего импульса блокируетс  на врем  1д 0,750 мкс возможность прохождени  в выходную управл ющую щину 23 сигнала с выхода элемента 17 в случае декодировани  в текущем тактовом интервале символа «Лог. 1. В этом случае в момент перехода принимаемого символа «Лог. 1 в центре тактового интервала одновибрато ром 11 вырабатываетс  «короткий хронирующий импульс, который дает совпадение в первом «плече элемента 15 со все еще действующим на другом входе этого элемента «длинным импульсом с нулевого выхода одновибратора 13. Сигнал совпадени  с выхода элемента 15 поступает на счетный вход триггера 16 и по своему отрицательному (заднему) фронту (см. временные диаграммы 38 и 39 на фиг. 4) взводит его в единичное состо ние. При этом одновременно с выставлением на информационном выходе 22 уровн  . 1 сигнал «Лог. О с единичного выхода триггера 16 обуславливает установку на выходе элемента 18 уровн  «Лог. 1. Благодар  этому выключаетс  блокирующее.действие «длинного импульса с единичного выхода одновибратора 14, и при срабатывании в конце данного тактового интервала одновибратора 11 «короткий хронирующий ии пульс с его единичного выхода уже в качестве синхроимпульса пропускаетс  в вь1ходную управл ющую щину 23. Одновременно этот же «короткий хронирующий импульс, но уже с нулевого выхода одновибратора 11, дава  совпадение во втором «плече элемента 15 с еще действующим

на другом его входе «длинным импульсом с нулевого выхода одновибратора 14, пропускаетс  на счетный вход триггера 16. В результате сбрасываетс  в «О кратковременно 5 выставленный с информационного выхода 22 на информационный вход блока первичной обработки данных (не показан) уровень «Лог. характеризу  окончание декодировани  символа «Лог. Ь, как это по1 азано на фиг. 4 на примере декодировани  кодовой комбинации вида 101000... .

Таким образом, реализуемый в устройстве алгоритм функционировани  приемной стороны не предусматривает необходимости использовани  при декодировании принимп

5 емого кода регенерированных с помощью iiiiiсокодобротного кварцевого резонатора хро пирующих импульсов. Это позвол ет не только значительно уменьшить аппаратурные затраты и улучшить технологичность приемной стороны, но и существенно упростить эк0 сплуатацию устройства в целом за счет более высокой надежности декодировани  принимаемых символов при реализуемом режиме их самосинхронизации и значителы.ок ослаблени  требований к девиации часто;

5 тактовых посылок и соответственно ве.шчине джиттера хронировани , в частности при наличии Ю /о-ного временного или температурного изменени  длительностей у выходных импульсов используемых одновибраторов 11 -14 приемна  часть устройства обес0 печивает при тактовой частоте прототкпа 2Fe 1,680 мГц достоверное декодирон.чние принимаемых символов при велимипо ее девиации в ± 100 кГц.

В то же врем , например, введение на приемной стороне еще одного (не показан)

одновибратора «коротких импульсов, соединенного синхровходом с выходом элемента 20, а выходом - с R-входом триггера 16, позвол ет обеспечить также дополнительную «самоустановку этого триггера в нуле .вое состо ние после декодировани  каждого символа и тем самым уменьшить веро тность возникновени  сбоев в работе.

Указанные преимущества приемной стороны в совокупности с рассмотренным выше упрощением алгоритма группообразовани  (сопр жени ) на приемной стороне устройства , сокращение аппаратурных затрат на организацию синфазного звода (подачи ) данных от первичных источников информации и практически 3-кратный выигрыш во времени на выполнение этой операции по отношению к прототипу и известным аналогам обеспечивают надлежащую гибкость такой цифровой системы и расщир ют область ее применени  дл  помехоустойчивой передачи больщих массивов дискретной информации

7 -

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ДИСКРЕТНЫХ СООБЩЕНИЙ, содержащее на передающей стороне триггеры, счетный вход первого триггера подключен к управляющему входу устройства, выход второго триггера подключен к информационной шине, на приемной стороне вход усилителя подключен к информационной шине, выходы усилителя подключены к входам соответствующих одновибраторов, первые выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам первого элемента И-НЕ, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, выход которого является управляющим выходом устройства, третий и четвертый одновибраторы, второй и третий элементы И-НЕ, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены на передающей стороне счетчик и коммутатор, информационные входы которого подключены к информационному входу устройства, выход ком- мутатора подключен к объединенным первому и второму управляющим входам второго триггера, счетный вход которого подключен к управляющему входу устройства, вход счетчика подключен к первому выходу первого триггера, первый и второй выходы счетчика подключены соответственно к первому и второму управляющим входам коммутатора, третий выход счетчика подключен к третьему управляющему входу коммутатора и синхронизирующему выходу устройства, второй выход первого триггера подключен к синхронизирующему входу коммутатора, на приемной стороне введены триггер, элемент 2И-ИЛИ, вторые выходы первого и второго одновибраторов подключены соответственно к первому и второму входам элемента 2ИИЛИ, первые выходы третьего и четвертого одновибраторов подключены соответственно к третьему и четвертому входам элемента 2И-ИЛИ, выход которого подключен к входу триггера, первый выход которого подключен к информационному выходу устройства, второй выход триггера подключен к первому входу второго элемента И-НЕ, выход которого подключен к второму входу элемента И, первые выходы первого и второго одновибраторов подключены' к входам соответственно третьего и четвертого одновибраторов, вторые выходы третьего и четвертого одновибраторов подключены соответственно к первому и второму входу третьего элемента И-НЕ, выход которого подключен к второму входу второго элемента И-НЕ.