Устройство асинхронного ввода-вывода синхронной информации

Устройство асинхронного ввода-вывода синхронной информации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО АСИНХРОННОГО ВВОДА-ВЫВОДА СИНХРОННОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержсццее на передающей стороне последовательно соединенные блок запуска и управления, управляемый распределитель , блок памяти и двоичнодесятичный преобразователь, причем третий выход блока запуска и управления соединен с управлякндим входом двоично-десятичного преобразователя и с управляющим входом блока памяти , а на приемной стороне блок запуска и управления приемной части, а также последовательно соединенные генератор тактовой частоты, управляемый распределитель приемной части и блок памяти приемной части, причем управляющий вход управляемого распределителя приемной части соединен с первым выходом блока запуска и управления приемной части, отличающ . е е с я тем, что, с целью повышения достоверности сопряжения по скорости двух последовательностей циф ровых сигналов,на передающей стороне введены блок определения количества элементов в цикле, блок хранения программы прогноза, блок определения отклонения от прогноза, блок коррекции программы, кодер служебной информации и блок формирования участков псевдослучайных последовательностей, причем первый выход блока запуска и управления соединен с первым управляющим входом блока определения количества элементов в цикле, второй выход блока запуска и управления соединен с первым входом блока формирования участков псевдослучайных последовательностей, с управляющим входом блока хранения программы прогноза, с первым входом блока коррекции nporpaiv и с вторым управляющим входом блока определения количества .элементов в цикле, выходы служебной информации которого через кодер служебной информации соединены с входами служебной информации блока .формирования участков псевдослучайных последовательностей, (О информационный вход которого соединен с выходом двоично-десятично .го преобразователя, первый выход блока; хранения программы прогноза соединен с первым входом блока определения отклонения от прогноза и с вторым входом блока коррекции программы, выходы которого соеди .нены с корректирующими входами блоел ка хранения программы прогноза, информационные выходы которого соесо со динены с программирукицими входами кодера служебной информации, синхронизируквдие входы которого соёдинёны с выходами блока памяти, второй и третий выходы блока хранения программы прогноза соединены соответственно с третьим и четвертым входами блока коррекции программы, пятый вход которого соединен с входом кодера служебной информации и с выходом блока определения отклонения от прогноза, второй вход которого соединен с выходом блока определения количества элементов в цикле, второй и третий входы блока формирования участков псевдослучайных последовательностей соединены, соответственно с третьим к четвертым вы

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(Я) Н 04 3 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

r)O ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И О НРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ4.„, ".

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3456485/18-09 (22) 23.06.82 (46) 07.11.83. Бюл.9 41 (72) А.Н.Глухою, О.С.Когновицкий и N.Ñ.Íîâîäâîðñêèé (71) Ленинградский электротехнический институт связи им. проф.

М.А.Бонч-Бруевича (53) 621.396.41(088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР:

У 510792, кл. Н 04 J 3/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

В 862373, кл. Н 04 1 3/00, 1979 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО АСИНХРОННОГО

ВВОДА-ВЫВОДА СИНХРОННОЙ ИНФОРМАЦИИр содержащее на передающей стороне последовательно соединенные блок запуска и управления, управляемый распределитель, блок памяти и двоичнодесятичный преобразователь, причем третий выход блока запуска и управления соединен с управляющим входом двоично-десятичного преобразователя и с управляющим входом блока памяти, а на приемной стороне блок запуска и управления приемной части, а также последовательно соединенные генератор тактовой частоты, управляемый распределитель. приемной части и блок памяти приемной части, причем управляющий вход управляемого распределителя приемной части соединен с первым выходом блока запуска и управления приемной части, о т л и ч а ющ.е е с я тем, что, с целью повышения достоверности сопряжения по скорости двух последовательностей циф. ровых сигналов,на передающей стороне введены блок определения количества элементов в цикле, блок хранения программы прогноза, блок определения отклонения от прогноза, блок. коррекции программы, кодер служебной информации и блок формирования участков псевдослучайных последовательностей, „„SU„, 1053307 А причем первый вйход блока запуска и управления соединен с первым управляющим входом блока определения количества элементов в цикле, второй выход блока запуска и управления соединен с первым входом блока формирования участков псевдослучайных последовательностей, с управляющим входом блока хранения программы прогноза, с первым входом блока .коррекции програмры и с вторым управляющим входом блока определения ко- личества .элементов в цикле, выходы служебной информации которого через кодер служебной информации соединены с входами служебной информации блока .формирования участков Е

Ф псевдослучайных последовательностей, информационный вход которого сое1динен с выходом двоично-десятично.го преобразователя, первый выход С блока; хранения программы прогноза соединен с первым входом блока опре- ф деления отклонения от прогноза и с вторым входом блока коррекции ° йййй программы, выходы которого соединены с корректирующими входами блока хранения программы прогноза, ин- Ql формационные выходы которого сое- (ф цинены с программирующими входами кодера служебной информации, син- Ci+ хронизирующие входы которого соедине= .ны с выходами блока памяти, второй и третий выходы блока хранения программы прогноза соединены соответственно с третьим и четвертым вхо1 дами блока коррекции программы, пятый вход которого соединен с входом ф кодера служебной информации и с выходом блока определения отклонения от прогноза, второй вход которого соединен с выходом блока определения количества элементов в цикле, второй и третий входы блока Формирования участков псевдослучайных последовательностейсоединены соответственно с третьим и четвертым вы-

1053307 ти E2;f. ходами блока запуска и управления, а на приемной стороне введены блок приема участков псевдослучайных последовательностей, блок анализа фазы, блок коррекции программы приемноЯ части, блок хранеййя программы прогноза приемной части и декодер служебной информации, "причем первый выход блока запуска и управления приемной части соединен с первым входом блока анализа фазы, первым входом блока приема участков псевдослучайных последовательностей, первым управляющим входом блока коррекции программы приемной части, управляющим входом блока хранения программы прогноза приемной части и с первым управляк>щим входом декодера служебной информации, второй выход блока запуска и управления приемной части соединен с вторым входом блока ана-. лиза фазы, вторым входом блока приема участков псевдослучайных последо« вательностей, вторым управляющим входом блока коррекции программы приемной части и вторым управляющим входом декодера служебной инФормации, вход блока запуска и управления приемной части соединен с первым выходом блока приема участков псевДослучайных последЬвательностей,, 1

Изобретение относится к связи и может быть использовано в аппаратуре асинхронного ввода — вывода син- хронной двоичной инфорг",ации в цифровые тракты систем, основанных на импульсно-кодовой модуляции, дельтамодуляции и других цифровых методах модуляции.

Известно устройство асинхронного ввода-вывода двоичной информации в цифровом канале, содержащее нà передающей стороне управляемый распределитель, блок памяти, фазовый компаратор, кодер фазы, датчик фаэирующей комбинации, а на приемной стороне: коммутатор, блок фазирования по

Иклам, декодер фазы, блок фаэовой автоподстройки частоты, управляемый распределитель и блок памяти (23.

Однако и з вест ное устрой ство не-. достаточно экономично с точки зрения использован>, -. пропускной способности канала связи, и как следствие — не обеспечивает высокой достоверности сопряжения цифровых последовательностей. выходй служебной информации которогб соединены с входами декодера слу. жебной информации, информационный вход которого соединен с информационным выходом блока приема участков псевдослучайных последовательностей и с информационным входом блока анализа фазы, третий вход которого соединен с первым выходом де/кодера служебной информации, второй и третий выходы которого через блок коррекции программы приемной части

1 соединены с входами блока хранения программы прогноза приемной части, первый, второй и третий выходы которого. соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами декодера служебной информации и с первым, вторым и третьим входами блока коррекции программы приемной части, четвертый и пятый вход которого соединены соответственно. с четвертым и пятым выходами блока хранения программы прогноза приемной части, входы генератора тактовой частоты соединены с синхронизирующими выходами декодера служебной информации, четвертый выход которого соединен с управляющим входом блока памяти приемной части, информационный вход которого соединен с выходом блока анализа фазы..

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство асинхронного ввода-вывода синхронной информации, содержащее на передающей стороне последовательно соединенные блок запуска и управления, управляемый распределитель, блок памяти и двоично-десятичный преобразователь, причем третий выход блока запуска и управления соединен с управляющим входом двоично-десятичного преобразователя и с управляющим входом блока памяти, а на приемной стороне блок запуска и управления приемной части, а также последовательно соединенные генератор тактовой частоты, управляемый распределитель приемной части и блок памяти приемной части, причем управляющий вход управляемого распределителя приемной части соединен с первым выходом блока запуска и управления приемной часНедостатком известного устройства асинхронного ввода-вывода асин хронной информации является то, что оно не обеспечивает достаточной

1053307 достоверности сопряжения цифровых

I последовательностей.

Целью изобретения является повышение достоверности сопряжения по скорости двух последовательностей цифровых сигналов, 40

Г1оставленная цель достигается тем, что в устройство асинхронного ввода» вывода синхронной информации, содержащее на передающей стороне по- 10 следовательно соединенные блок запуска и управления, управляемый распределитель, блок памяти и двоичнодесятичный преобразователь, причем третий выход блока запуска и уп- 5 равления соединен с управляющим входом двоично-десятичного преобразователя и с управляющим входом блока памяти, а на приемной стороне блок запуска и управления приемной части, а также последовательно соединенные генератор тактовой частоты, управляемый распределитель приемной части и блок памяти приемной части, причем управляющий вход управляемого распределителя приемной части

2 соединен с первым выходом блока запус ка и управления приемной части, на передающей стороне введены блок определения количества элементов в цикле, блок хранения программы

30 прогноза, блок определения отклонения от прогноза, блок коррекции программы, кодер служебной информации и блок формирования участков псевдослучайных последовательностей, Ç5 причем первый выход блока запуска и управления соединен с первым управ« ляющим входом блока определения количества элементов в цикле, второй выход блока запуска и управления соединен с первым входом блока формирования участков псевдослучайных последовательностей, с управляющим входом блока хранения программы прогноза, с первым входом блока коррекции программы и со вторым управляющим входом блока определения количества элементов в цикле, выходы служебной информации которого через кодер служебной информации соединены с входами служебной информации блока формирования участков псевдослучайных последовательностей, информационный вход которого:соединен с выходом двоично-десятичного преобразователя, первый выход блока хранения программы прогноза соединен с первым входом блока определения отклонения от прогноза и с вторым входом блока коррекции программы, выходы которого соединены с коррек- 60 тирующими входами блока хранения программы прогноза, информационные выходы которого соединены с программирующими входами кодера служебной информации, синхронизирующие входы которого соединены с выходами блока памяти, второй и третий выходы блока хранения программы прогноза соединены соответственно с третьим и четвертым входами блока коррекции программы, пятый вход которого соединен с входом кодера служебной информации и с выходом блока определения отклонения от прогноза, второй вход которого соединен с выходом блока определения количества элементов в цикле, второй и третий входы блока форьирования участков псевдослучайных последовательностей соединены соответственно с третьим и четвертым выходами блока запуска и упра.-ления, а на приемной стороне введены блок приема участков псевдослучайн х последова тельностей, блок анализа фазы, блок коррекции программы приемной части, блок хранения программ прогноза приемной части и декодер служебной информации, причем первый выход. блока запуска и управления приемной части соединен с первым входом блока анализа фазы, первым входом лока приема участков псевдослучайых последовательностей, первым упавляющим входом блока коррекции прораммы приемной части, управляющим входом блока хранения программы прогноза приемной части и с первым управляющим входом декодера служебной информации, второй выход блока запуска и управления приемной части соединен с вторым входом блока анализа фазы, вторым входом блока приема участков в псевдослучайных последовательностей, вторым управляющим входом блока коррекции программы приемной части и вторым управляющим входом декодера служебной информации, вход блока запуска и yrtравления приемной части соединен с первым выходом блока приема участков псевдослучайных последовательностей, выходы служебной информации которого соедчнены с входами декодера служебной информации, информационный вход которого соединен с информационным выходом блока приема участков псевдослучайных последовательностей и с информационным входом блока анализа фазы, третий вход которого соединен с первым выходом декодера служебной информации, второй и третий выходы которого через блок коррекции программы приемной части соединены с входами блока хранения программы прогноза приемной части, первый, втОрой и третий выходы которого соедине ны соответственно с первым, вторым и третьим входами декодера служебной информации и с первым, вторым и третьим входами блока коррекции грограммы приемной части, четвертый и пятый входы которого соединены Ьо1053307 ответственно с четвертым, пятым выходами блока хранения программы прогноза приемной части, входы генератора тактовой частоты соединены с синхронизирующими выходами декодера служебной информации, чет! вертый выход которого соединен с управляющим входом блока памяти приемной части, информационный вход которого соединен с выходом блока анализа фазы.

На фиг.1 приведена блок-схема передающей части устройства асинхрон= ного ввода-вывода синхронной информации; на фиг.2 - то же, приемной ча -ти устройств" асинхронного ввода-вывода синхронной информации, Устройство (фиг.1) содержит блок

1 памяти, управляемый распределитель 2, блок 3 запуска и управления, двоично-десятичный преобразователь Я

4, блок 5 формирования (участков псевдослучайных последовательностей, блок б определения отклонения от прогноза, блок 7 определения количества элемен-;îâ в цикле, блок 8 хранения программы прогноза, блок 9 коррекции программы, кодер 10 служебной информации.

Устройство (фиг.2) содержит блок 11 приема участков псевдослучайных последовательностей, блок 12 запуска и управления приемной части, блок 13 анализа фазы, блок 14 памяти приемной части, блок 15 <ор-. рекции программы приемной части, блок 16 хранения программы прогноза приемной части, управляемый распределитель 17 приемной части, декодер

18 служебной информации, генератор

19 тактовой частоты.

Устройство асинхронного ввода-вывода синхронной информации работает следующим образом.

Синхронный двоичный сигнал (СДС), следующий с тактовой частотой с по= следовательно, по информационным цик- 45 лам, вводится в цифровой канал связи,.характеризуемый частотой н несущей последовательнос-и. Информаци онные циклы организуются на передаче с помощью опорных импульсов. Опор- 50 ные импульсы следуют с частотой „/И, где М - число элементов в организуемом в канале цикле передачи.

Начало работы устройства фиксируется на передаче моментом совпадения опорногс и тактового импульсов в блоке 3. Это совпадение достигается в результате предварительного фаэирования приемной и передающей частей устройства в начале сеанса ввяэи, При заданном соотношении заданных частот g< и fн количество и периодичность изменения числа элемен-" тов в информационном цикле, включающем в себя определенное количество тактовых импульсов между двумя смеж- 65 ными опорными импульсами и равное и -1 или р +1 импульсов, программируется в блоке 8. Отклонение на единицу числа элементов в информационном цикле от программируемой величины, происходящее вследствие относительной девиации частот и или вследствие постоянного фазового сдвига фактической и количественно прогнозируемой последовательностей, фиксируется блоком 6, Для работы этого блока используется двоичная информация, поступающая из блока 7 и из блока 8, В предлагаемом устройстве предусмотрена коррекция программы в случае постоянного фазового сдвига фактической и количественно прогнозируемой последовательнос;."и.

Фнкции коррекции выполняет блок

9 коррекции программы. .Цифровые сигналы с выхода блока 7, сигналы с выхода блока 8 и сигналы с выхода блока б, поступающие на соответствующие входы кодера 10, обрабатываются последними. Задача ко;цера 10 заключается в том,, чтобы (реализовать алгоритм рабо-..ы пере(дающей части устройства, для чего им, кроме указанных сигналов, дополнительно использущтся сигналы из о-й и (и+1)-й ячеек блока =. На выходах кодера 10 имеют место управляю.(ие сигналы, которые задают номер используемой для передачи ПСП и определяют наличие или отсутствие фазового сдвига в фазовом окне .

Эти сигналы используются блоком 5.

В результ-те сравнения сигналов в блоке б на выходе последнего формируется соответствующий сигнал, который направляется на. вход кодера 10 и на вход блока 9.

Для осуществления операции коррекции программы прогноза используется блок 9. В остальных случаях никаких сигналов коррекции не формируется.

Сигналы коррекции программы из блока 9 поступают в блок 8.

Опорными импульсами с третьего выхода блока 3 запускается управляемый распределитель 2, который представляет собой регистр сдвига с (и+1) входом,: После запуска управляемый распределитель 2 тактируется импульсами тактовой частоты, поступающими с первого выхода блока 3. Тактовые импульсы на выходах управляемого распределителя 2 служат импульсами записи СДС в блок 1.

Синхронные двоичные сигналы, записанные в блок 1 на тактовой частоте, считываются оттуда быстрыми тактовыми импульсами (БТИ), поступающими с третьего выхода блока 3 и обрабатываются в двоично-десятичном преобразователе 4. Частота сле1053 30! дованкя БТИ в двоична-десятичном преобразователе 4 превышает канальную частоту f„ не менее, чем в N раз.

Двоично-десятичный преобразователь 4 осуществляет перевод икформацконного цикла длиной и элементов из двоич- 5 ного кода в десятичный. Полученное число, выраженное в количестве БТИ, с выхода двоично-десятичного преобразователя 4 направляется на информационный вход блока 5 ° IQ

Таким образом, под действием 8TH и в соответствии с сигналами с выхода двоично-десятичного преобразователя 4 в блоке 5 осуществляется соответствующий сдвиг той ПСП, котоРая используется для организации цик ла передачи.

Считывание ПСП из блока 5 производится на несущей частоте „< каЭ нала связи. Импульсы частоты Ен ка- N правляются в блок 5 со второго выхода блока 3. Длина N передаваемого в канал связи участка ПСП может выбираться с учетом необходимости защиты информации от однократных 25 ошибок, если позволяет соотношение сопрягаемых частот Е и Ек цифровых сигналов. Минимальная длина участка ПСП, исходя из условий распознавания ПСП на приеме, должна быть установлена равной (n+2) элементам для рассматриваемого устройства и равной (п+3) элементам-для прототипа. В то же время в канале связи имеет место непрерывная последова- 35 тельность элементов. Поэтому остальные 1Х - (и+2)) или % H — (n+3) j элементов, направляемые в канал связи за время между двумя смежными опорными импульсами, в общем случае могут быть как соответствующими элементам ПСП, так и служебными сигналами, по своей структуре и сути не связанными с ПСП. Для повышения достоверности сопряжения цифровых последовательностей указанные оставшие- 45 ся элементы целесообразно рассматривать в качестве элементов, являющихся продолжением соответствующего участка ПСП длиной (и+2). Тогда разность (N- (n+2)) или f й< - (и+3) 5О элементов представляет собой избыточность, используемую на приеме при распознавании участков ПСП.

На приемной стороне ПСП поступает на первый вход блока 11. Сигнал, свидетельствующий о номере принятой

ПСП, поступает в декодер 18.

При принятому и распознанному в начале сеанса связи участку ПСП, с помощью которого закодирована специальная служебная кодовая комбинация, осуществляется однократное начальное фазирование огорных импульсов приемной. и передающей сторон устройства ° После этого начинает работу блок 12.

Последний вырабатывает опорные импульсы к быстрые тактовые импульсы, используемые в дальнейшем в работе приемной части устройства. С приходом участка ПСП,несущего полезную информацию, блок li распознает и устанавливает номер ПСП, использованной для передачи. Информация об абсолютном значении. фазы принятого участка ПСП со второго выхода блока 11 поступает на первый вход блока 13. Блок 13 переводит абсолютный фазовый сдвиг в двоичную кодовую комбинацию, устраняя при этом фазовое окно . Полученная на вы" ходе блока 13 анализа фазы двоичная кодовая комбинация имеет длину и и повторяет характер и информационных элементов на передаче. Полученный в

<двоичном коде информационный иккл, длина которого равна п с выхода блока 13 переписывается на частоте

ВТИ в блок 14, поступая на его первый вход.

Единичный сигнал с выхода декодера 18 служебной информации поступает на вход блока 14 только в том случае, когда характер (nial)-го элемента информационного цикла на передаче был единичным. Если же характер (и+1)-ro элемента информационного цккла на передаче был нулевымс то единичный сигнал с выхода декодера 18 служебной информации

«а вход блока 14 не поступает, т.е. оН остается в исходном нулевом состоянии.

Считывание кнформации информацион» ного цикла потребителю из блока 14 памя тп осуществляется на регенерированной тактовой частоте . В обоих случаях благодаря перестройке генератора 19 в пределах между двумя соседними опорными импульсами, он выдаст (n+1) тактовых импульсов частоты Ес и все (и+1) элементов, записанных в ячейках регистра блока 14, будут считаны потребителю на частоте f . В случае, если в информационном цикле на передаче было и .элементов, то из ячеек регистра. будут считаны только и элементов (со второй ячейки по (и+1)-ую), так как с генератора 19 поступит только и тактов частоты

При спиллинговых информационных циклах генератор 19 выдаст (и -1) тактов частоты f и потребителю поступит (и-1) элементов информационного цикла, которые будут считаны из ячеек регистра (с третьей ячейки по (и+1) -ую) .

Для получения тактовой частоты в устройстве используется управляемый распределитель 17, генератор

19, декодер 18 и блок 16.При регенерации тактовой частоты r" используется программа прогнозируемого числа элементов в информационном цикле, 1053307

10 заложенная в блок 1б. Влок 16 представляет собой программный узел, в котором хранится программа изменения числа элементов от одного информационного цикла к другому. Обращение к этой программе производится после однократного фазирования устройства в начале сеанса связи. Например для некоторого соотношения сопрягаемых частот Ы и Е„ такая программа может иметь вид: n„n,n,n,n,n+I,n, (O

n,n n+I nð,пр .и т Д

В декодере 18 производятся следующие операции: дешифрация служебной информации и выработки пространственно разделенных сигналов кода 15 отклонения от прогноза; выработка сигналов, управляющих подстройкой t àêòoâoé частоты в генераторе 19; выработка сигнала ликвидации дополнительного фазового сдвига в "фа- () зовом окне ; выделение иэ служебной .информации (n+I)-го элемента и анализ его логического характера.

Б результате анализа, выполненного декодером8: служебной информации, соответствующий сигнал поступает на входы генератора 19, Если отклонение от прогноза при переходе от одного информационного цикла к другому носит случайный характер, то сигнал с первого или второго выходов декодера 18 поступает на первый и второй входы генератора 19, который подстраивает тактовую частоту в пределах информационного цикла таким образом, что число элементов в цикле на приемной стороне устройства в точности равняется их числу на передающей стороне. Регенирированная тактовая частота f ис- . пользуется,цля тактирования управля емого распределителя 17, который запускается опорными импульсами со второго выхода блока 12. С помощью управляемого распределителя 17 блок 14 выдает на частоте f восстановленный синхронный двоичный сигнал, который поступает потребителю информации °

Если отклонение от прогноза в пределах сверхцикла носит постоянный характер относительно стаффинговых (спиллинговых) циклов то в устройстве осуществляется постоянный сдвиг по фазе прогнозируемой числовой поСледовательности, и в дальнейшем работа приемной части происходит с помощью скорректированной по фазе прогнозируемой числовой последовательности. Сдвиг производится блоком 15.Аналогичная коррекция в этом случае осуществляется на передающей стороне устройства блоком 9.

Предлагаемое устройство асинхронного ввода-вывода синхронной информации обеспечивает за счетоптимально- го кодирования выигрыш в использовании пропускной способности канала связи в один бит на каждый цикл передачи, что в свою очередь, повышает достоверность сопряжения по скорос1 ти,двух цифровых последовательностей

1053307

Составитель В.Шевцов

Редактор С.Патруыева Техред B,Äàëåêîðåÿ Корректор А.Ильин

Заказ 8902/57 Тираж б77 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент,г. ужгород, ул. Проектная, 4