Лекции по "Технические средства САПР"

Технические средства САПР   Лекция10              Доцент, к.т.н., Алексеев Анатолий Васильевич

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЕ ИНТЕРФЕЙСЫ

Коды передачи информации

 Наибольшее распространение  в последовательных интерфейсах  получили линейные последовательные коды.

Простейшим из последовательных кодов является униполярный двоичный код (рис.а). В униполярном двоичном коде передаваемому значению логической единице «1» соответствует высокий уровень напряжения, а значению логического «0» низкий.

С целью повышения помехоустойчивости используется передача логических «0» и «1» разно-полярными напряжениями (рис.б).

Значительно лучшую помехоустойчивость имеет фазоманипулированный код МАНЧЕСТЕР – 2 (рис.в). В этом коде уровень логической «1» кодируется отрицательным перепадом сигнала в середине битового интервала, а уровень логического «0» – положительным. Сигнал кода МАНЧЕСТЕР – 2 получается сложением по модулю 2 синхросигнала и униполярного кода.

             

                                                    

Интерфейс для радиального подключения устройств с последовательной передачей информации (ИРПС)

Интерфейс ИРПС используется для подключения  удаленных терминалов и организации межмашинной связи в вычислительных системах.

ИРПС позволяет осуществлять асинхронную передачу постоянным током в дуплексном или полудуплексном режимах в случае линии из медного провода со скоростью 19200 бот на расстояние до километра. Уровню сигнала логической «1» соответствует протекание в линии связи тока силой i=(10 – 25) мА = Uп/(R+Rлинии). Тип провода линии, разъемы и назначение контактов стандарта ИРПС не регламентированы. Должны соблюдаться лишь требования к быстродействию.

                             

Формат передаваемой информации в ИРПС:

- стартовый бит;

- от 5 до 8 битов информации;

- контрольный бит на чётность  или нечётность;

- от 1 до 2 стоповых бита.

 

                    

 

 

 

            

 

Стартовый бит всегда имеет низкий уровень, стоповый – высокий. Преобразование параллельного кода в последовательный и выдача его в линию связи, а так же приём асинхронных  последовательных сигналов и преобразование их в параллельный код осуществляется специальными приемо-передающими устройствами, построенными на основе специализированных БИС типа КР580ИК51 и К1801ВП1-035. Синхронизация приёмника и передатчика информации обеспечивается на время передачи одного слова выявлением перехода от стопового бита к стартовому биту, по которому запускается генератор – синхронизатор приёмника.

 

Мультиплексный канал  последовательной передачи данных

В децентрализованных структурах обработки  информации, к которым относятся, например, комплексы бортового оборудования летательных аппаратов, вычислительные системы (ВС) размещаются непосредственно в местах восприятия информации. В таких случаях, возникает необходимость в организации надежного и быстрого обмена информацией между вычислительными системами. Для этих целей широко применяется последовательный интерфейс на  основе моноканала с мультиплексированием сообщений или, как его называют - мультиплексный канал информационного обмена (МКИО).

Под мультиплексированием понимают поочередную передачу сообщений по одному каналу связи (временное разделение сообщений).

Реализация интерфейса на основе МКИО закреплена в стандарте США MIL-STD 1553B и в РФ – ГОСТ 26.765.52.

Структура технической системы с МКИО

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где: МП – микропроцессор, Д – декодер, К – кодер, ГТР – гальваническая трансформаторная развязка, ОУ – оконечное устройство, МЛПИ – мультиплексная линия передачи информации, ВхК – входной каскад, ВыхК – выходной каскад.

В качестве МЛПИ могут использоваться:

- витые пары, обеспечивающие скорость обмена 1Мбит/сек.;

- коаксиальный кабель – 10Мбит/сек;

- оптоволокно – 100Мбит/сек.

Пропускная способность линии  уменьшается пропорционально длине. В соответствии со стандартом MIL – STD 1553B допустимая длина магистрали 100м, а количество подключаемых оконечных устройств – 32шт.

ОУ обеспечивает сопряжение МКИО с  вычислительными системами, а также формирование необходимых при обмене по МЛПИ кодов и синхронизацию сообщений. При передаче сообщений в МКИО по стандарту MIL-STD 1553B используется код МАНЧЕСТЕР-2.

Контроллер обеспечивает управление передачей информации между  ВС по заданной программе, а также контролирует правильность её передачи. Управление передачей может выполняться группой контроллеров, каждый из которых получает управление на фиксированный промежуток времени циклически или по заранее установленным приоритетам.

Организация обмена информацией по МКИО согласно стандарта MIL – STD 1553B

Информационное сообщение по МКИО передаётся посылками, содержащими 3 типа слов:

- командное слово (К) – определяет адреса устройств, участвующих в обмене, режим работы устройств и количество слов в посылке;

- информационное слово (И) – содержит передаваемую информацию;

- ответное слово (О) – содержит адрес ОУ и информацию о его состоянии.

Все слова 20-ти разрядные, из которых 3-и старших разряда используются для пословной синхронизации, 16 информационных разрядов и 1 разряд контроля на чётность.

Унифицировано 3 вида передачи сообщений:

1. От контроллера к ОУ

Контроллер передает командное слово и от 1 до 32 информационных слов. Приняв информацию, ОУ выдает контроллеру ответное слово.

 

 

                              

2. От ОУ к контроллеру

Контроллер выдает командное слово  на передачу информации. Приняв его, ОУ передает ответное слово и от 1 до 32  информационных слов .

               

 

3. От ОУ к ОУ

Контроллер формирует 2-а командных слова – первому ОУ1 на прием, второму ОУ2 на передачу. Приняв командное слово, ОУ2 выдает контроллеру ответное слово и ОУ1 от 1 до 32 информационных слов. Получив информационные слова, ОУ1 выдает свое ответное слово.

 

                  

 

                  

 

 

                

 

Временные ограничения на передачу сообщений:

         а) паузы между посылками около 2 мкс;

         б) паузы  на получение ответного слова от 2 до 10 мкс;

         в) информационные  слова передаются без пауз.