RU2423007C1 - Determined communications system - Google Patents

Determined communications system Download PDF

Info

Publication number
RU2423007C1
RU2423007C1 RU2010103683/09A RU2010103683A RU2423007C1 RU 2423007 C1 RU2423007 C1 RU 2423007C1 RU 2010103683/09 A RU2010103683/09 A RU 2010103683/09A RU 2010103683 A RU2010103683 A RU 2010103683A RU 2423007 C1 RU2423007 C1 RU 2423007C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
data
terminal blocks
specified
bus
central unit
Prior art date
Application number
RU2010103683/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Буркхард ХАЙНКЕ (DE)
Буркхард ХАЙНКЕ
Христиан ВИЗЕ (DE)
Христиан ВИЗЕ
Маркус СМИДТ (DE)
Маркус СМИДТ
Original Assignee
Эирбус Операсьон Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Эирбус Операсьон Гмбх filed Critical Эирбус Операсьон Гмбх
Priority to RU2010103683/09A priority Critical patent/RU2423007C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2423007C1 publication Critical patent/RU2423007C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

FIELD: information technologies. ^ SUBSTANCE: method to control a communications system (1) of audio data transfer between each of large quantity of terminal units, includes inspection of specified terminal units (T; T1, T2, T3) identification by the specified central unit (10) during the initialisation phase, transfer of the specified data frames containing the first synchronising signal (51), a terminal address (52) of the appropriate terminal unit (T; T1, T2, T3), a field (54) of information content and the second synchronising signal (51), by the specified central unit (10) via the specified main bus (14) during the configuration phase and sending of audio data via the specified data bus (12) by one of specified several terminal units (T; T1, T2, T3) within that time interval between sample captures of audio signal, which corresponds to the interval between the specified first synchronising signal and the specified second synchronising signal. ^ EFFECT: development of a communications protocol with ultimate low losses of throughput capacity and a system for its realisation. ^ 13 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к детерминированной коммуникационной системе, а именно, хотя не исключительно, к авиационным радиоэлектронным системам.The invention relates to a deterministic communication system, namely, although not exclusively, to aeronautical electronic systems.

Система согласно изобретению может применяться на летательных аппаратах любого типа, в частности на самолетах. Вообще изобретение может найти применение в системах реального времени, т.е. системах строго ограниченной по времени коммуникации, а также позволяет выделять те функции системы, выполнение которых зависит от своевременного обмена данными.The system according to the invention can be used on any type of aircraft, in particular aircraft. In general, the invention may find application in real-time systems, i.e. systems of strictly time-limited communication, and also allows you to highlight those functions of the system, the implementation of which depends on the timely exchange of data.

Известно обеспечение физического уровня за счет двухточечного соединения промежуточных модулей распределенного доступа к шине в соответствии с технологией Ethernet. Доступ к шине определяется с помощью хорошо известного метода CSMA/CD (множественный доступ с контролем несущей и разрешением коллизий). Однако такая система неприменима в реальном режиме времени, поскольку она может быть самоблокирующейся и не являться детерминированной по времени.It is known to provide a physical layer due to point-to-point connection of intermediate modules for distributed access to the bus in accordance with Ethernet technology. Bus access is determined using the well-known CSMA / CD method (multiple access with carrier control and collision resolution). However, such a system is not applicable in real time, since it can be self-locking and not be time-determined.

Из документов DE 3424866 С2 и DE 3426893 А1 известна система, содержащая только одну общую шину для всех участников с конфигурируемым порядком и рядом тайм-слотов для соединенных станций или терминальных блоков. В этих системах создаются, в первую очередь, фазы инициализации и запроса, во время которых определяется необходимая конфигурация станций. Таким способом могут быть динамически распределены окна времени для передачи данных.From the documents DE 3424866 C2 and DE 3426893 A1, a system is known containing only one common bus for all participants with a configurable order and a number of time slots for connected stations or terminal blocks. In these systems, first of all, initialization and request phases are created, during which the necessary configuration of stations is determined. In this way, time windows for data transmission can be dynamically allocated.

В работе авторов Hammond Joseph, L.О. Reilly Peter «Анализ эффективности локальных компьютерных сетей», Научные чтения, Массачусетс, США, Издательская Компания Аддисон-Уэсли Инк., 1986, стр.193-196; ISBN 0-201-1 1530-1 описана сеть с упорядоченным опросом, содержащая центральный компьютер, с помощью которого осуществляется опрос каждого пункта или станции в сети в заданной последовательности для обеспечения доступа к каналу. Сеть с упорядоченным опросом работает либо в режиме кругового опроса, либо в режиме опроса по типу «готовый передает первым». При круговом опросе центральный компьютер инициирует последовательность опроса путем подачи сообщения об опросе на выбранную станцию. После завершения передачи данных той первой выбранной станцией центральный компьютер продолжает работу со следующей выбранной станцией и так далее. При опросе по типу «готовый передает первым» центральный компьютер отправляет сообщение об опросе на начальную станцию и по завершении передачи данных начальной станцией опрос автоматически переходит к следующей станции без участия центрального компьютера.Authors Hammond Joseph, L.O. Reilly Peter, “Analysis of the effectiveness of local computer networks,” Scientific Readings, Massachusetts, USA, Addison-Wesley Inc. Publishing Company, 1986, pp. 193-196; ISBN 0-201-1 1530-1 describes a network with ordered polling, containing a central computer, with the help of which each station or station in the network is polled in a given sequence to provide access to the channel. A network with ordered polling works either in a circular polling mode or in a polling mode of the “ready to transmit first” type. In a circular polling, the central computer initiates a polling sequence by sending a polling message to the selected station. After the data transfer is completed by that first selected station, the central computer continues to work with the next selected station and so on. In the “ready-to-send first” type of interrogation, the central computer sends an interrogation message to the initial station and, upon completion of data transfer by the initial station, the interrogation automatically proceeds to the next station without the participation of the central computer.

Однако недостатком прототипа является тот факт, что в системе неизбежны периоды времени ожидания, так как необходимо обращаться индивидуально к каждому терминальному блоку, чтобы затем обеспечить передачу данных. Общее время ожидания состоит из времени реакции терминальных блоков, подтверждения передачи адреса терминала и времени задержки самой шины в зависимости от физической длины линии.However, the disadvantage of the prototype is the fact that time-out periods are inevitable in the system, since it is necessary to apply individually to each terminal block in order to then ensure data transfer. The total waiting time consists of the response time of the terminal blocks, confirmation of the transfer of the terminal address and the delay time of the bus itself, depending on the physical length of the line.

Задачей настоящего изобретения является создание коммуникационного протокола с предельно низкими потерями пропускной способности и системы для его выполнения.An object of the present invention is to provide a communication protocol with extremely low bandwidth losses and a system for its implementation.

Эта задача решается за счет коммуникационной системы для передачи звуковых данных между каждым из большого количества терминальных блоков и способа управления вышеупомянутой системой согласно пунктам 1 и 9 формулы изобретения соответственно. Зависимые пункты формулы изобретения представляют собой предпочтительные варианты осуществления изобретения.This problem is solved by a communication system for transmitting audio data between each of a large number of terminal blocks and a control method of the aforementioned system according to claims 1 and 9, respectively. The dependent claims are preferred embodiments of the invention.

В соответствии с изобретением предложена цифровая коммуникационная система, содержащая несколько терминальных блоков и центральный блок. Указанные терминальные блоки соединены с шиной обмена данными. Коммуникационный процесс на шине между терминальными блоками управляется указанным центральным блоком. Вышеописанная коммуникационная система усовершенствована с помощью применения дополнительной шины. Соответственно терминальные блоки соединены с центральным блоком и через главную шину, и через шину данных. По главной шине центральный блок передает исключительно команды на терминальные блоки. Следовательно, центральный блок является только передатчиком на главную шину. Однако по главной шине также могут передаваться данные из центрального блока к терминальным блокам. По шине данных каждый терминальный блок может передавать данные на центральный блок. Следовательно, центральный блок является только приемником на шину данных. Доступ к шине данных терминальных блоков управляется центральным блоком через главную шину. Если данные должны передаваться от одного терминального блока к другому приемному терминальному блоку, то это должно осуществляться с помощью центрального блока. С этой целью в центральном блоке применяется буфер обмена для зеркального отображения и передачи полученных данных.In accordance with the invention, there is provided a digital communication system comprising several terminal blocks and a central unit. These terminal blocks are connected to the data bus. The communication process on the bus between the terminal blocks is controlled by the specified central unit. The communication system described above has been improved with an optional bus. Accordingly, the terminal blocks are connected to the central unit via the main bus and the data bus. On the main bus, the central unit transmits exclusively commands to the terminal blocks. Therefore, the central unit is only a transmitter to the main bus. However, data from the central unit to the terminal units can also be transmitted on the main bus. On the data bus, each terminal block can transmit data to the central block. Therefore, the central unit is only a receiver on the data bus. Access to the data bus of the terminal blocks is controlled by the central unit via the main bus. If data is to be transmitted from one terminal block to another receiving terminal block, this should be done using the central block. For this purpose, the clipboard is used in the central unit to mirror and transmit the received data.

Итак, центральный блок работает как управляющее устройство или контроллер или блок управления доступом к шине данных посредством любого из системных модулей. На шине данных используется система временного мультиплексирования с двойной линией связи. Эту систему временного мультиплексирования предпочтительно основывать на стандарте Ethernet для физического уровня двух отдельных шин. Система предназначена для применения в авиационной электронике, а именно в приборах летательных аппаратов.So, the central unit operates as a control device or controller or control unit for access to the data bus through any of the system modules. The data bus uses a time division multiplexing system with a double communication line. This time division multiplexing system is preferably based on the Ethernet standard for the physical layer of two separate buses. The system is intended for use in aviation electronics, namely in aircraft devices.

Согласно одному варианту изобретения предлагается способ управления коммуникационной системой обмена аудиоданными между любыми из терминальных блоков. Указанная коммуникационная система содержит:According to one embodiment of the invention, there is provided a method for controlling a communication system for exchanging audio data between any of the terminal blocks. The specified communication system contains:

большое количество терминальных блоков для буферизации аудиоданных;a large number of terminal blocks for buffering audio data;

главную шину для передачи сигналов управления к указанным терминальным блокам;a main bus for transmitting control signals to said terminal units;

шину данных для передачи аудиоданных из указанных терминальных блоков;a data bus for transmitting audio data from said terminal blocks;

центральный блок, запрашивающий аудиоданные из указанных терминальных блоков с помощью указанной главной шины и принимающий аудиоданные посредством указанной шины данных.a central unit requesting audio data from said terminal blocks via said main bus and receiving audio data from said data bus.

Указанный способ отличается тем, что содержит следующие этапы:The specified method is characterized in that it contains the following steps:

проверку идентификации указанных терминальных блоков с помощью центрального блока в течение фазы идентификации;verification of the identification of these terminal blocks using the Central unit during the identification phase;

передачу заданного кадра данных, включающего в себя первый сигнал синхронизации, адрес соответствующего терминального блока, поле информационного наполнения и второй сигнал синхронизации, с помощью центрального блока через главную шину в течение фазы конфигурирования и передачу аудиоданных через шину данных одним из терминальных блоков в пределах интервала времени между выборками аудиосигнала, который соответствует интервалу между первым сигналом синхронизации и вторым сигналом синхронизации.transmitting a given data frame, including the first synchronization signal, the address of the corresponding terminal block, the content field and the second synchronization signal, using the central unit through the main bus during the configuration phase and transmitting audio data through the data bus by one of the terminal blocks within the time interval between samples of the audio signal, which corresponds to the interval between the first synchronization signal and the second synchronization signal.

В предпочтительном варианте реализации способа согласно изобретению терминальный блок передает кадр данных через шину данных на основании распознавания принадлежащего ему адреса во время указанной фазы конфигурирования. Таким путем унифицируется процедура запроса данных от отдельных терминальных блоков с помощью центрального блока. Не должно быть отличия между начальным запросом центральным блоком и любым из последующих запросов при доставке данных.In a preferred embodiment of the method according to the invention, the terminal unit transmits a data frame via the data bus based on recognition of its address during the specified configuration phase. In this way, the procedure for requesting data from individual terminal blocks using a central unit is unified. There should be no difference between the initial request by the central unit and any of the subsequent requests for data delivery.

В другом предпочтительном варианте реализации способа согласно изобретению каждый из нескольких терминальных блоков передает кадр данных через шину данных за заданный период времени, который устанавливается центральным блоком. Это предоставляет терминальным блокам независимость от любого запроса данных и доставки, выдаваемого центральным блоком, что приводит к автономной подсистеме.In another preferred embodiment of the method according to the invention, each of several terminal blocks transmits a data frame via a data bus for a predetermined period of time, which is set by the central unit. This provides terminal blocks with independence from any data request and delivery issued by the central unit, which leads to an autonomous subsystem.

Предпочтительно, чтобы порядок передачи данных терминальными блоками во время указанной фазы информационного наполнения устанавливался предварительно центральным блоком. Например, порядок передачи данных терминальными блоками можно сохранить в просмотровой таблице (таблице поиска), и, следовательно, пользователь может контролировать и даже редактировать его автономно, т.е. в удалении от физической операционной среды, и заблаговременно. Вообще указанный сигнал синхронизации может генерироваться с помощью отдельного главного генератора синхронизирующих импульсов. Главный генератор синхронизирующих импульсов может быть объединен или не объединен с системой и может располагаться в отдельной среде с целью выполнения требований относительно помехоустойчивости.Preferably, the order in which data is transmitted by the terminal blocks during the indicated content phase is pre-set by the central unit. For example, the order of data transfer by terminal blocks can be saved in a look-up table (search table), and therefore, the user can control and even edit it autonomously, i.e. away from the physical operating environment, and in advance. In general, the specified synchronization signal can be generated using a separate main clock generator. The main clock generator may or may not be integrated with the system and may be located in a separate environment in order to fulfill the requirements regarding noise immunity.

Предпочтительно, чтобы указанный сигнал синхронизации являлся стандартным сигналом, в частности сигналом, который соответствует стандарту IEEE 802.3.Preferably, said synchronization signal is a standard signal, in particular a signal that complies with IEEE 802.3.

Более предпочтительно, чтобы терминальные блоки восстанавливали свои соответствующие синхронизирующие сигналы из указанных сигналов синхронизации. Восстановление синхронизации достигается за счет применения схемы фазовой автоподстройки частоты ФАПЧ.More preferably, the terminal blocks recover their respective clock signals from said clock signals. The restoration of synchronization is achieved through the use of a phase-locked loop of the PLL frequency.

В частности, обмен данными между терминальными блоками выполняется путем зеркального отображения указанных данных на буфер обмена в центральном блоке. Это делает ненужной комплексную адаптацию коммуникационного протокола к передаче данных как в центральный блок, так и в другой терминальный блок.In particular, data exchange between terminal blocks is performed by mirroring the specified data onto the clipboard in the central unit. This makes it unnecessary to comprehensively adapt the communication protocol to data transmission both to the central unit and to another terminal unit.

Согласно другому аспекту изобретения предлагается коммутационная система для передачи аудиоданных между каждым из нескольких терминальных блоков. Указанная коммуникационная система содержит:According to another aspect of the invention, there is provided a switching system for transmitting audio data between each of several terminal blocks. The specified communication system contains:

большое количество терминальных блоков для буферизации аудиоданных;a large number of terminal blocks for buffering audio data;

главную шину для передачи сигналов управления в указанные терминальные блоки;a main bus for transmitting control signals to said terminal blocks;

шину данных для передачи аудиоданных из терминальных блоков иa data bus for transmitting audio data from terminal blocks and

центральный блок, запрашивающий аудиоданные из терминальных блоков через указанную главную шину и принимающий аудиоданные через указанную шину данных.a central unit requesting audio data from terminal blocks via the specified main bus and receiving audio data through the specified data bus.

Коммуникационная система отличается тем, что центральный блок проверяет идентификацию терминальных блоков во время фазы инициализации; центральный блок передает предварительно заданный кадр данных, включающий в себя первый сигнал синхронизации, адрес соответствующего терминального блока, область информационного наполнения и второй сигнал синхронизации, через указанную главную шину во время фазы конфигурирования, и аудиоданные передаются через шину данных посредством одного из нескольких терминальных блоков в пределах интервала времени между выборками аудиосигнала, который соответствует интервалу между первым сигналом синхронизации и вторым сигналом синхронизации.The communication system is characterized in that the central unit checks the identification of the terminal blocks during the initialization phase; the central unit transmits a predetermined data frame including the first synchronization signal, the address of the corresponding terminal block, the content area and the second synchronization signal through the specified main bus during the configuration phase, and audio data is transmitted via the data bus through one of several terminal blocks in within the time interval between samples of the audio signal, which corresponds to the interval between the first synchronization signal and the second synchronization signal and.

В предпочтительном варианте реализации коммуникационной системы согласно изобретению центральный блок содержит блок конфигурации терминальных блоков, заключающий в себе список указанных терминальных блоков. Другими словами, идентификация всех терминальных блоков внесена в список системы, и каждый терминальный блок, который является новым в системе, должен быть зарегистрирован с помощью блока конфигурации терминальных блоков так, чтобы получить к ним санкционированный доступ. Термин «идентификация» в данном случае следует истолковывать как наличие - возможно, среди других элементов - индивидуального номера (адреса) соответствующего терминального блока, а также разрешения на его доступ к общей шине (шинам).In a preferred embodiment of the communication system according to the invention, the central unit comprises a terminal block configuration unit comprising a list of said terminal blocks. In other words, the identification of all terminal blocks is listed in the system, and each terminal block that is new in the system must be registered with the configuration block of the terminal blocks so as to gain authorized access to them. The term "identification" in this case should be interpreted as the presence - perhaps, among other elements - of the individual number (address) of the corresponding terminal unit, as well as permission to access it to the shared bus (s).

В частности, указанный блок конфигурации терминальных блоков предпочтительно соединять с блоком обмена для генерирования указанного кадра данных. Посредством разделения генерирования кадра данных от задач контролирования, таких как проверка идентификации, выполняемая блоком конфигурации терминальных блоков, система становится более гибкой и из-за отсутствия модульной архитектуры может легче идентифицироваться, что, в свою очередь, повышает надежность системы.In particular, said terminal block configuration block is preferably connected to an exchange block to generate said data frame. By separating the generation of the data frame from the monitoring tasks, such as the identification verification performed by the configuration unit of the terminal blocks, the system becomes more flexible and due to the lack of a modular architecture can be more easily identified, which in turn increases the reliability of the system.

В частности, каждый из терминальных блоков коммуникационной системы содержит фазовую автоподстройку частоты для восстановления своего синхросигнала из указанного сигнала синхронизации. Таким образом, каждый терминальный блок может при необходимости синхронизировать свои синхроимпульсы без какой-либо задержки, которая могла бы возникнуть в случае, если обычный импульс синхронизации исходил бы из центрального блока.In particular, each of the terminal blocks of the communication system contains phase-locked loop to restore its clock signal from the specified synchronization signal. Thus, each terminal block can, if necessary, synchronize its clock pulses without any delay that could occur if a normal synchronization pulse would come from the central block.

Кроме того, буфер обмена как часть центрального блока предпочтительно применять для обмена данными между терминальными блоками, что дает возможность зеркального отображения полученных данных и пересылки их в блок приемопередатчика указанного центрального блока.In addition, the clipboard as part of the central block is preferably used for exchanging data between terminal blocks, which makes it possible to mirror the received data and send them to the transceiver block of the specified central block.

Изобретение описывает - в числе других - перечисленные преимущества по сравнению с прототипом. Поскольку коммуникационная система согласно изобретению обеспечивает детерминированный доступ к шине, который управляется центральным блоком управления, то достигается высокая надежность коммуникации. Дальнейшее повышение надежности предпочтительно обеспечивать за счет избыточности системы. В этом случае первый центральный блок из двух работает, а другой находится в состоянии «горячего резерва». Если на данный момент времени работающий блок дает сбой, то вступает в работу другой блок. Таким образом, система является особенно полезной в авиационной радиоэлектронике, а именно в устройствах летательных аппаратов с высокоскоростным управлением данными и оцифрованными аналоговыми сигналами, в частности, для быстрого прохождения аудиосигналов. Более того, система согласно изобретению дает возможность создания более эффективной структуры шины данных, так как применяются две отдельные линии шины, которые соединяются с множеством терминальных блоков. Центральный блок использует главную шину только в качестве шины управления при передаче данных из центрального блока в терминальные блоки. Соединенные терминальные блоки могут посылать свои данные на общую шину, а именно на шину данных. Далее, изобретение предлагает простую модульную структуру коммуникационной системы и в целом передача данных не подвергается риску блокирования в случае выхода из строя отдельного терминального блока.The invention describes, among others, the listed advantages compared to the prototype. Since the communication system according to the invention provides deterministic access to a bus that is controlled by a central control unit, a high reliability of communication is achieved. A further increase in reliability is preferably achieved due to the redundancy of the system. In this case, the first central unit of the two works, and the other is in a “hot reserve” state. If at a given moment of time a working unit is failing, then another unit comes into operation. Thus, the system is especially useful in aeronautical electronics, in particular in aircraft devices with high-speed data management and digitized analog signals, in particular, for the fast passage of audio signals. Moreover, the system according to the invention makes it possible to create a more efficient data bus structure, since two separate bus lines are used which are connected to a plurality of terminal blocks. The central unit uses the main bus only as a control bus when transmitting data from the central unit to the terminal units. The connected terminal blocks can send their data to a common bus, namely to the data bus. Further, the invention provides a simple modular structure of a communication system and, in general, data transmission is not at risk of blocking in the event of a failure of a separate terminal unit.

Изобретение будет описано более подробно со ссылкой на варианты реализации, представленные на сопроводительных чертежах, исключительно в качестве примера.The invention will be described in more detail with reference to the embodiments presented in the accompanying drawings, by way of example only.

На фиг.1 представлена схема первого варианта реализации коммуникационной системы согласно изобретению;Figure 1 presents a diagram of a first embodiment of a communication system according to the invention;

на фиг.2 представлена функциональная схема варианта реализации терминальных блоков согласно изобретению в коммуникационной системе на фиг.1;figure 2 presents a functional diagram of a variant of implementation of the terminal blocks according to the invention in the communication system of figure 1;

на фиг.3 представлена функциональная схема варианта реализации центрального блока согласно изобретению в коммуникационной системе на фиг.1;figure 3 presents a functional diagram of a variant of implementation of the Central unit according to the invention in the communication system of figure 1;

на фиг.4А представлен вариант реализации кадра данных при передаче данных из центрального блока в терминальные блоки во время фазы конфигурирования согласно изобретению;on figa presents an embodiment of a data frame when transmitting data from the Central unit to the terminal blocks during the configuration phase according to the invention;

на фиг.4В представлен вариант реализации кадра данных при передаче данных из терминальных блоков в центральный блок во время фазы конфигурирования согласно изобретению;on figv presents an embodiment of a data frame when transmitting data from terminal blocks to the Central unit during the configuration phase according to the invention;

на фиг.5А представлен вариант реализации кадра данных для передачи данных из центрального блока в терминальные блоки во время фазы информационного наполнения согласно изобретению;5A is an embodiment of a data frame for transmitting data from a central unit to terminal units during a content phase according to the invention;

на фиг.5В представлен вариант реализации кадра данных для передачи данных из терминальных блоков в центральный блок во время фазы информационного наполнения согласно изобретению;FIG. 5B shows an embodiment of a data frame for transmitting data from terminal blocks to a central unit during the content phase of the invention;

на фиг.6 представлен вариант реализации изобретения при обмене данными между терминальными блоками.figure 6 presents an embodiment of the invention when exchanging data between terminal blocks.

На фиг.1 представлена блок-схема варианта реализации коммуникационной системы согласно изобретению. Центральный блок 10 соединен, с одной стороны, через шину 12 данных (общую шину) с передающими устройствами ТХ большого количества терминальных блоков Т, каждый из которых обозначен T1, Т2 и Т3 соответственно. С другой стороны, центральный блок 10 соединен через главную шину 14 с приемными устройствами RX указанных терминальных блоков Т. Центральный блок 10 служит только передатчиком на главную шину 14, т.е. терминальные блоки Т только принимают данные из центрального блока 10 как пассивные элементы. Шина 12 данных используется для передачи мультиплексированных данных из терминальных блоков T1, Т2, Т3 в центральный блок. Порядок осуществления доступа терминальных блоков Т к шине 12 управляется центральным блоком 10.Figure 1 presents a block diagram of an embodiment of a communication system according to the invention. The central unit 10 is connected, on the one hand, via a data bus 12 (common bus) with TX transmitting devices of a large number of terminal blocks T, each of which is designated T1, T2 and T3, respectively. On the other hand, the central unit 10 is connected via the main bus 14 to the receivers RX of the indicated terminal blocks T. The central unit 10 serves only as a transmitter to the main bus 14, i.e. terminal blocks T only receive data from the central block 10 as passive elements. A data bus 12 is used to transmit multiplexed data from terminal blocks T1, T2, T3 to a central unit. The procedure for accessing the terminal blocks T to the bus 12 is controlled by the central unit 10.

На фиг.2 представлена блок-схема терминального блока Т, изображенного на фиг.1. Каждый терминальный блок содержит приемное устройство RX и передающее устройство ТХ. Кроме того, он снабжен блоком 21 распознавания адресов, контроллером 22 состояния приема, PLL (ФАПЧ) 23 кадра с главным тактовым генератором, счетчиком 24 циклов, буфером 25 ввода данных, интерфейсом 26 ввода/вывода, буфером 27 вывода данных и контроллером 28 передачи данных.Figure 2 presents a block diagram of a terminal block T, shown in figure 1. Each terminal block contains an RX receiver and a TX transmitter. In addition, it is equipped with an address recognition unit 21, a reception state controller 22, a PLL (PLL) 23 frames with a main clock, a 24-cycle counter, a data input buffer 25, an input / output interface 26, a data output buffer 27 and a data transfer controller 28 .

Приемное устройство RX адаптировано к распознаванию сигналов передачи данных, сигналов времени и сигналов адресации. В модуле 21 распознавания адресов фильтруются адреса: реагирование соответствующего терминального блока Т только запрашивается на получение нужного адреса, иначе полученные данные игнорируются.The RX receiver is adapted to recognize data signals, time signals, and address signals. In the address recognition module 21, the addresses are filtered: the response of the corresponding terminal block T is only requested to obtain the desired address, otherwise the received data is ignored.

Из полученных сигналов времени восстанавливаются главные тактовые импульсы в PLL 23 кадра, причем главные тактовые импульсы подаются из центрального блока 10. Сигнал времени из генератора 23 главных тактовых импульсов распределяется по всем компонентам терминального блока Т. Восстановленный синхроимпульс подается на счетчик 24 циклов, который определяет время для следующего доступа к шине соответствующего терминального блока Т. Сведения о доступе к шине сохраняются в контроллере 22 состояния приема. Также на буфер 25 ввода данных подается синхроимпульс из генератора 23 и разделенная частота синхроимпульсов из счетчика 24 циклов.From the received time signals, the main clock pulses are restored in the PLL 23 of the frame, and the main clock pulses are supplied from the central unit 10. The time signal from the generator 23 of the main clock pulses is distributed to all components of the terminal block T. The reconstructed clock is supplied to the counter 24 cycles, which determines the time for the next access to the bus of the corresponding terminal block T. Information about access to the bus is stored in the reception state controller 22. Also, a clock pulse from a generator 23 and a divided clock frequency from a counter of 24 cycles are supplied to the data input buffer 25.

Кадры данных, которые получены приемным устройством RX терминального блока Т с главной шины 14, обрабатываются в зависимости от информационного содержимого, переданного с данными. Контроллер 22 состояния приема контролирует поток данных, принимаемых через приемное устройство RX. Он соединяется с контроллером 28 передачи данных и с интерфейсом 26 ввода/вывода и счетчиком 24 циклов. Данные, которые получены в каждом кадре приемным устройством RX, буферизируются для каждого кадра шины в буфере 25 ввода данных, если они подходят для коммутации с другими системами и системными модулями. Буфер 25 ввода данных управляется интерфейсом 26 ввода/вывода. Интерфейс 26 ввода/вывода может содержать цифроаналоговый преобразователь, акустические системы и другие блоки управления.The data frames that are received by the receiver RX of the terminal block T from the main bus 14 are processed depending on the information content transmitted with the data. The receive state controller 22 controls the flow of data received through the RX receiver. It is connected to a data transfer controller 28 and to an input / output interface 26 and a counter 24 cycles. The data that is received in each frame by the RX receiver is buffered for each bus frame in the data input buffer 25, if they are suitable for switching with other systems and system modules. The input buffer 25 is controlled by an input / output interface 26. The input / output interface 26 may comprise a digital-to-analog converter, speakers, and other control units.

Если данные должны передаваться из одного терминального блока Т в другой терминальный блок Т или в центральный блок 10, то эти данные буферизируются в буфере 27 вывода данных, из которого они затем перемещаются в передающее устройство ТХ. Данные буферизуются для каждого кадра шины в буфере 27 вывода данных в том порядке, в котором они передаются в кадре данных. Доставка таких данных в передающее устройство ТХ обрабатывается на соответствующих этапах обработки с помощью контроллера 28 передачи данных в самом терминальном блоке Т.If data is to be transmitted from one terminal block T to another terminal block T or to the central block 10, then this data is buffered in the data output buffer 27, from which it is then transferred to the TX transmitting device. Data is buffered for each bus frame in the data output buffer 27 in the order in which they are transmitted in the data frame. The delivery of such data to the TX transmitting device is processed at the appropriate processing steps using the data transfer controller 28 in the terminal block T.

Вообще терминальные блоки Т предназначены для выполнения определенных функций. Однако можно использовать несколько терминальных блоков Т с аналогичными функциями.In general, terminal blocks T are designed to perform certain functions. However, you can use several terminal blocks T with similar functions.

Если шины 12, 14 являются соединениями в соответствии с Ethernet, то приемное устройство RX может быть разработано в соответствии со стандартом IEEE 802.3.If the buses 12, 14 are Ethernet compliant, then the RX receiver can be designed in accordance with IEEE 802.3.

На фиг.3 представлена блок-схема центрального блока 10, изображенного на фиг.1. Центральный блок 10 содержит контроллер 31 конфигурации терминального блока, память 32 данных передающего устройства, передающее устройство 33, системный тактовый генератор 34, приемное устройство 35, память 36 данных приемного устройства, буфер 37 обмена, управляющую матрицу 38 переключателя данных, модуль 39 конфигурации приемного устройства данных и фазовый контроллер 40 главной шины. Управляющий блок 31 конфигурации терминального блока содержит список терминальных блоков Т, которые соединены с центральным блоком 10. Этот список может легко изменяться при вводе новых данных, например, из соответствующего хост-контроллера или может быть скорректирован при выполнении измененных условий работы. Управляющий блок 31 конфигурации соединяется с памятью 32 данных передающего устройства, и память 32 в свою очередь соединена с передающим устройством 33. Кроме того, управляющий блок 31 конфигурации определяет, какие данные из памяти 32 данных передающего устройства в данный момент должны быть перенесены в передающее устройство 33.In Fig.3 presents a block diagram of a Central unit 10 shown in Fig.1. The central unit 10 comprises a terminal unit configuration controller 31, a transmitter data device memory 32, a transmitter 33, a system clock 34, a receiver 35, a receiver data memory 36, a clipboard 37, a data switch control matrix 38, a receiver configuration module 39 data and phase controller 40 of the main bus. The control unit 31 of the configuration of the terminal block contains a list of terminal blocks T, which are connected to the central block 10. This list can be easily changed when entering new data, for example, from the corresponding host controller or can be adjusted when changing operating conditions are met. The control unit 31 of the configuration is connected to the memory 32 of the data of the transmitting device, and the memory 32 is in turn connected to the transmitting device 33. In addition, the control unit 31 of the configuration determines which data from the memory 32 of the data of the transmitting device is currently to be transferred to the transmitting device 33.

Передающее устройство 33 формирует полный кадр данных на главную шину 14, включая в себя сигнал синхронизации, который является допустимым для всех терминальных блоков Т. Сигнал синхронизации как таковой может быть управляемым или может быть определен системным тактовым генератором 34, который соединяется с передающим устройством 33.The transmitting device 33 generates a complete data frame on the main bus 14, including a synchronization signal, which is valid for all terminal blocks T. As such, the synchronization signal can be controlled or can be determined by a system clock 34, which is connected to the transmitting device 33.

Приемный модуль 35 считывает и контролирует данные, которые получены из терминальных блоков Т. Данные посылаются в память 36 данных приемного устройства, действующую как буферное запоминающее устройство. Блок 39 конфигурации приемного устройства относится к устройству памяти 36 приема данных. В случае установления линии связи между отдельными терминальными блоками Т данные могут напрямую передаваться в память 32 для данных передающего устройства через буфер обмена 37. Буфер обмена 37 управляется и контролируется управляющей матрицей 38 переключателя данных.The receiving module 35 reads and monitors data that is received from the terminal blocks T. The data is sent to the data memory 36 of the receiving device, which acts as a buffer memory. The receiving device configuration unit 39 relates to a data receiving memory device 36. In the case of establishing a communication link between the individual terminal blocks T, data can be directly transferred to the memory 32 for data of the transmitting device via the clipboard 37. The clipboard 37 is controlled and controlled by the control matrix 38 of the data switch.

Можно выделить следующие три фазы коммуникации на шинах 12 и 14:The following three phases of communication can be distinguished on buses 12 and 14:

1. Фаза инициализации;1. The initialization phase;

2. Фаза конфигурирования;2. The configuration phase;

3. Фаза информационного наполнения.3. The content phase.

Эти фазы управляются блоком управления 40 главной шины. Благодаря такой структуре емкость данных терминальных блоков Т, которые в указанном порядке соединены с шиной, может быть адаптирована и оптимизирована. Во время фазы инициализации центральный блок 10 осуществляет мониторинг того, какой из терминальных блоков Т имеет доступ к шине 12 в данный момент времени или в заданное время. Далее определяется, какие данные требуются на шине 12. В частности, если присутствуют многоразовые запросы соединенных терминальных блоков Т одновременно, то они могут быть собраны и расположены в соответствии с приоритетом с помощью центрального блока 10.These phases are controlled by the main bus control unit 40. Due to this structure, the data capacity of the terminal blocks T, which are connected to the bus in this order, can be adapted and optimized. During the initialization phase, the central unit 10 monitors which of the terminal units T has access to the bus 12 at a given time or at a given time. Next, it is determined what data is required on the bus 12. In particular, if there are multiple requests from the connected terminal blocks T at the same time, they can be collected and arranged according to priority using the central unit 10.

На фиг.4А представлен кадр данных при передаче данных от центрального блока 10 на терминальные блоки Т по главной шине 14, в то время как на фиг.4В представлен кадр данных при передаче данных из терминальных блоков Т в центральный блок 10 по шине данных 12 во время фазы конфигурирования. На этих чертежах длина периода обозначена двойной стрелкой.On figa presents a data frame when transmitting data from the Central unit 10 to the terminal blocks T via the main bus 14, while on figv presents a data frame when transmitting data from the terminal blocks T to the central unit 10 via the data bus 12 configuration phase time. In these figures, the length of the period is indicated by a double arrow.

Каждый кадр данных 50 на шине 14 начинается с сигнала 51 синхронизации (Sync). Предпочтительно, чтобы этот сигнал был получен из или соответствовал протоколу, имеющему отношение к высокоуровневой синхронизации согласно стандарту IEEE 802.3.Each data frame 50 on bus 14 begins with a synchronization signal 51 (Sync). Preferably, this signal is derived from or conforms to a protocol related to high level synchronization according to the IEEE 802.3 standard.

Синхросигнал 51 и синхронизирующая последовательность соответственно состоит из «преамбулы» длиной 7 байт и «начальной последовательности кадра данных» длиной 1 байт. Биты заднего конца «начальной последовательности кадра данных» («11» согласно IEEE 802.3) будут использоваться для точного полного вхождения в синхронизм. Это определяет период кадра для частоты выборок аудиосигнала пользователей системы, что станет ясно в последующем описании на основании фиг.4А. Чтобы обеспечить простой способ передачи аудиоданных, расстояние между двумя синхросигналами должно соответствовать периоду получения выборки аудиосистемы. Это означает, что частота выборки А/Ц или Ц/А преобразователей, соединенных с терминальными блоками, является допустимой для системы в целом. Другими словами, все терминальные блоки Т в системе управляются одним и тем же генератором тактовых импульсов.The clock signal 51 and the synchronization sequence respectively consists of a “preamble” of 7 bytes in length and an “initial sequence of data frame” of 1 byte in length. The rear end bits of the “initial data frame sequence” (“11” according to IEEE 802.3) will be used for accurate full synchronization. This determines the frame period for the sampling frequency of the audio signal of users of the system, which will become clear in the following description based on figa. In order to provide a simple way of transmitting audio data, the distance between the two clocks should correspond to the sampling period of the audio system. This means that the sampling frequency of A / D or D / A converters connected to the terminal blocks is acceptable for the system as a whole. In other words, all the terminal blocks T in the system are controlled by the same clock generator.

На фазе конфигурации центральный блок 10 передает установленный кадр данных, начиная с синхросигнала 51, как упоминалось выше. Этот синхросигнал 51 используется как управляющий синхронизирующий сигнал для всей системы. Дополнительная система ФАПЧ используется для восстановления синхронизации процесса квантования аудиоданных и обеспечения точной информацией о синхронизации всех терминальных блоков без помощи дополнительной линии передачи синхросигнала или аналогичных средств. (Следует отметить, что в отличие от этого стандарт IEEE 802.3 обеспечивает только одноразрядную синхронизацию.) Следовательно, синхросигнал 51 может быть без труда изменен, т.е. частота или выделенный интервал времени для всей системы может динамически изменяться на основании метода неустойчивой синхронизации. В результате улучшаются параметры помехозащищенности всей магистральной системы 1.In the configuration phase, the central unit 10 transmits the set data frame, starting with the clock 51, as mentioned above. This clock signal 51 is used as a control clock signal for the entire system. An additional PLL system is used to restore synchronization of the quantization process of audio data and provide accurate information about the synchronization of all terminal blocks without the help of an additional sync signal transmission line or similar means. (It should be noted that, in contrast, the IEEE 802.3 standard provides only single-bit synchronization.) Therefore, the clock signal 51 can be easily changed, i.e. the frequency or the allocated time interval for the entire system can be dynamically changed based on the method of unstable synchronization. As a result, the noise immunity parameters of the entire trunk system 1 are improved.

Синхросигнал 51 следует по адресу 52 того определенного терминального блока, для которого предназначается соответствующий кадр данных. В системе 1 зарезервированы отдельные адреса, которые не закреплены за реальными физическими терминальными блоками Т. Эти адресные слова используются в качестве широковещательных адресов, и последующие данные 53 конфигурации определяют поведение всех терминальных блоков Т, которые к тому же соединены.Clock 51 follows address 52 of that specific terminal block for which the corresponding data frame is intended. In system 1, separate addresses are reserved that are not assigned to real physical terminal blocks T. These address words are used as broadcast addresses, and the subsequent configuration data 53 determines the behavior of all terminal blocks T, which are also connected.

Следовательно, определенный объем данных информационного наполнения может быть зарезервирован в виде, например, аудиоданных, которые постоянно передаются дальше в виде многоканальной пересылки из центрального блока 10 в терминальные блоки Т. В случае когда заданный адрес принадлежит определенному терминальному блоку в системе, характеристики этого терминального блока Т будут изменяться за счет данных 53 конфигурации. Последующие данные 54 информационного наполнения могут содержать, например, коммутационные данные для соответствующего блока.Therefore, a certain amount of content data can be reserved in the form of, for example, audio data that is constantly transmitted further in the form of multi-channel transfer from the central unit 10 to the terminal blocks T. In the case when the specified address belongs to a specific terminal block in the system, the characteristics of this terminal block T will vary due to configuration data 53. Subsequent payload data 54 may comprise, for example, switching data for a corresponding block.

Каждый кадр данных 50 будет завершаться последовательностью 55 проверки достоверности данных. Последовательность проверки может быть, например, простой проверкой контрольной циклической суммы. Описанный кадр 50 данных далее повторяется снова, начиная с последовательности 51 синхронизации. Система в соответствии с настоящим изобретением имеет преимущество, состоящее в том, что на главной шине 14 отсутствуют паузы по времени в процессе разгрузки при наличии трафика на одной и той же физической линии из различных передающих устройств Т. Между полем 55 и полем 51 может быть создан промежуток 56 так, чтобы адаптировать общую длину кадра 50 к конкретным системным требованиям.Each data frame 50 will end with a data validation sequence 55. The check sequence may be, for example, a simple check of a cyclic checksum. The described data frame 50 is then repeated again, starting with the synchronization sequence 51. The system in accordance with the present invention has the advantage that there are no time pauses on the main bus 14 during unloading when there is traffic on the same physical line from different transmitting devices T. Between field 55 and field 51 can be created gap 56 so as to adapt the overall frame length 50 to specific system requirements.

После того как определено время выборки аудиоданных кадром на фиг.4А, рассматривается со ссылкой на фиг.4В кадр данных при передаче из одного из терминальных блоков Т в центральный блок 10. Во время фазы конфигурации терминальный блок Т будет реагировать на прием его собственного адреса посредством отправления одного кадра данных 60 на общую шину. Эта реакция выдается схемой распознавания адреса. Кадр данных 60 также начинается с синхронизирующей последовательности 61, предпочтительно в соответствии со стандартом IEEE 802.3, однако она не используется для системы синхронизации. Структура синхронизирующей последовательности согласно стандарту IEEE 802.3 имеет преимущество, состоящее в том, что могут применяться модули и передающие устройства на основе технологии Ethernet.After the sampling time of the audio data by the frame in Fig. 4A is determined, a data frame is examined with reference to Fig. 4B during transmission from one of the terminal blocks T to the central block 10. During the configuration phase, the terminal block T will respond to receiving its own address by sending one data frame 60 to a common bus. This reaction is generated by an address recognition circuit. The data frame 60 also begins with a synchronization sequence 61, preferably in accordance with the IEEE 802.3 standard, however, it is not used for the synchronization system. The synchronization sequence structure according to the IEEE 802.3 standard has the advantage that modules and transmitters based on Ethernet technology can be used.

Синхронизирующая последовательность 61 отслеживается полем 62 идентификации из терминального блока Т. Поле 62 идентификации содержит индивидуальный адрес терминального блока Т и затребованный объем данных информационного наполнения. Поле 63 данных информационного наполнения порции данных терминального блока, в свою очередь, отслеживается контрольной последовательностью 64 для проверки правильности данных. Подобно порции данных 50 из центрального блока 10 к терминальным блокам Т, порция данных из терминальных блоков Т в центральном блоке 10 завершается вторым синхронизирующим полем 61 с промежутком 65 между синхронизирующим полем 61 и контрольной последовательностью 64, если необходимо. Период кадра зависит от фактической конфигурации системы.The synchronization sequence 61 is monitored by an identification field 62 from the terminal block T. The identification field 62 contains the individual address of the terminal block T and the requested amount of data content. The data field 63 of the data portion of the data unit of the terminal block, in turn, is monitored by a control sequence 64 to verify the correctness of the data. Similar to the data portion 50 from the central unit 10 to the terminal units T, the data portion from the terminal units T in the central unit 10 ends with a second synchronization field 61 with a gap of 65 between the synchronization field 61 and the control sequence 64, if necessary. The frame period depends on the actual system configuration.

По окончании передачи данных одним из терминальных блоков Т центральный блок 10 может обращаться к тому же самому или другому терминальному блоку Т. Во время этого процесса на шине данных отсутствует коммуникация до тех пор, пока следующий адрес не будет передан и распознан соответственно.At the end of the data transfer by one of the terminal blocks T, the central block 10 can access the same or another terminal block T. During this process, there is no communication on the data bus until the next address is transmitted and recognized accordingly.

Во время фазы конфигурации центральный блок 10 определяет порядок адресов терминальных блоков Т. Этот порядок не обязательно должен быть последовательным. Поэтому каждый терминальный блок Т должен хранить индивидуальное значение счетчика, которое выбирается из поля 53 данных конфигурации терминальным блоком Т.During the configuration phase, the central unit 10 determines the order of the addresses of the terminal blocks T. This order does not have to be sequential. Therefore, each terminal block T must store an individual counter value, which is selected from the configuration data field 53 by the terminal block T.

После этого центральный блок 10 может начать фазу информационного наполнения с заданным адресом терминального блока (который, однако, далее не передается через шину) и определенным полем данных конфигурации. Это означает, что на основании следующей синхронизирующей последовательности внутренние счетчики циклов 24 всех терминальных блоков Т приводятся в действие. Благодаря индивидуальному значению счетчика, которое хранится в каждом терминальном блоке Т, каждый терминальный блок Т будет отсылать свой собственный кадр данных на общую шину 12 в заданное время. Порядок доступа к шине устанавливается центральным блоком 10 посредством различных значений счетчика, которые хранятся в каждом из терминальных блоков Т.After that, the central unit 10 can start the content phase with a given address of the terminal unit (which, however, is not transmitted further via the bus) and a specific configuration data field. This means that, based on the following synchronization sequence, the internal cycle counters 24 of all terminal blocks T are activated. Due to the individual counter value that is stored in each terminal block T, each terminal block T will send its own data frame to a common bus 12 at a given time. The access order to the bus is set by the central unit 10 by means of different counter values that are stored in each of the terminal blocks T.

За вышеуказанной фазой конфигурации следует фаза информационного наполнения. На фазе информационного наполнения кадры данных на шинах 12 и 14 соответственно отличаются от соответствующих кадров данных на фазе конфигурации тем, что они больше не загружаются при адресном переполнении. Соответствующие кадры данных на шинах 12 и 14 показаны на фиг.5А и фиг.5В. Кадр данных 70 из центрального блока 109 в любой из терминальных блоков Т на фиг.5А содержит только синхронизирующие последовательности и последовательности информационного наполнения. Она завершается контрольной последовательностью и битом синхронизации с промежуточным интервалом, если необходимо. Период между двумя следующими последовательностями бит синхронизации определяет период получения выборки аудиоданных. Соответственно кадр 80 данных из терминального блока Т в центральный блок 10 на фиг.5В также содержит только синхронизирующие последовательности и последовательности информационного наполнения, будучи завершенным контрольной последовательностью и битом синхронизации с промежуточным интервалом, если необходимо. Период между двумя следующими последовательностями бит синхронизации определяет период кадра в зависимости от конфигурации системы.The above configuration phase is followed by the content phase. In the content phase, the data frames on the buses 12 and 14 respectively differ from the corresponding data frames in the configuration phase in that they no longer load upon address overflow. Corresponding data frames on buses 12 and 14 are shown in FIGS. 5A and 5B. The data frame 70 from the central unit 109 in any of the terminal blocks T in FIG. 5A contains only synchronization sequences and payload sequences. It ends with a check sequence and a synchronization bit with an intermediate interval, if necessary. The period between the next two sequences of synchronization bits determines the period of obtaining a sample of audio data. Accordingly, the data frame 80 from the terminal block T to the central block 10 in FIG. 5B also contains only synchronization sequences and payload sequences, being completed with a control sequence and a synchronization bit with an intermediate interval, if necessary. The period between the next two sequences of synchronization bits determines the frame period depending on the system configuration.

Следовательно, благодаря различной компоновке на фазе конфигурации и на фазе информационного наполнения кадры данных 70, 80 отличаются от подобных кадров 50 и 60 соответственно на главной шине 14 и общей шине 12. При установленном порядке доступа к шине только число синхронизирующих сигналов из центрального блока определяет доступ к общей шине. Это означает, что не существует больше протокольных издержек в кадрах данных и фактически используется полное время доступа к шине для данных информационного наполнения.Therefore, due to the different layout in the configuration phase and in the content phase, the data frames 70, 80 differ from similar frames 50 and 60 on the main bus 14 and the common bus 12, respectively. With the established procedure for accessing the bus, only the number of clock signals from the central unit determines access to the common bus. This means that there are no longer protocol overheads in the data frames, and in fact, the full bus access time is used for the payload data.

Для реализации изобретения применяются компоненты в соответствии со стандартом IEEE 802.3 (физический уровень IEEE 802.3).To implement the invention, components are used in accordance with the IEEE 802.3 standard (IEEE 802.3 physical layer).

Для устройств, относящихся к системе безопасности, могут применяться несколько главных шин 14 вместо одной.For devices related to the security system, several main buses 14 can be used instead of one.

Для быстрой передачи аудиоданных главный генератор синхроимпульсов может реализовываться с помощью аудио ФАПЧ, которая синхронизирована по отношению к битам конечной последовательности синхросигнала. Информация о тактовой синхронизации синхросигнала может быть получена из объединенных стандартных систем ФАПЧ согласно IEEE 802.3 (физический уровень IEEE 802.3).For fast transmission of audio data, the main clock generator can be implemented using PLL audio, which is synchronized with the bits of the final sequence of the clock signal. Information about the clock synchronization of the clock signal can be obtained from the integrated standard PLL systems according to IEEE 802.3 (physical layer IEEE 802.3).

Обмен данными между терминальными блоками Т, которые соединены с системой 1, может быть достигнут посредством масштабирования объема данных.Data exchange between the terminal blocks T, which are connected to the system 1, can be achieved by scaling the amount of data.

Обмен данными между терминальными блоками Т легко выполняет посредством зеркального отображения соответствующих данных в буфер 37 обмена в соответствии с детерминированно инициируемым протоколом.The exchange of data between the terminal blocks T is easily accomplished by mirroring the corresponding data to the exchange buffer 37 in accordance with a deterministically initiated protocol.

Итак, коммуникационная система, а именно: радиоэлектронная система в соответствии с изобретением имеет модульную структуру, в которой передача данных более не блокируется отдельным терминальным блоком в случае неисправности. Благодаря структуре с разделенными шинами компоненты согласно стандарту Ethernet могут применяться на физическом уровне, например в соответствии с 10BASE-T IEEE 802.3 со спецификацией физического уровня для 10 Мбит/с локальной сети с методом доступа CSMA/CD, IEEE 802.3 пункт 14; 100BASE-T: IEEE 802.3 для локальной сети со скоростью передачи 100 Мбит/с и с методом доступа CSMA/CD, IEEE 802.3 пункт 22 и 28 без обнаружения автоколлизий, что необходимо для одношинных систем.So, the communication system, namely: the electronic system in accordance with the invention has a modular structure in which data transmission is no longer blocked by a separate terminal unit in the event of a malfunction. Due to the shared bus structure, Ethernet components can be used at the physical layer, for example in accordance with 10BASE-T IEEE 802.3 with a physical layer specification for 10 Mbps LAN with CSMA / CD access method, IEEE 802.3 clause 14; 100BASE-T: IEEE 802.3 for a local area network with a transmission speed of 100 Mbps and with the CSMA / CD access method, IEEE 802.3 clause 22 and 28 without the detection of autocollisions, which is necessary for single-bus systems.

Более того, структура двойной шины позволяет обеспечить постоянную пересылку данных из центрального блока в отдельные терминальные блоки, а также предлагаются простые средства для синхронных коммутационных систем, которые легко можно адаптировать к передаче аудиоданных.Moreover, the double bus structure allows for the continuous transfer of data from the central unit to separate terminal blocks, and simple tools for synchronous switching systems that can easily be adapted to transmit audio data are also offered.

Кроме того, возможен обмен данными между отдельными терминальными блоками. Это объясняется далее со ссылкой на фиг.6, где изображена мультиплексированная коммуникационная система с двойной петлей. Ее основным компонентом является вышеупомянутая управляющая матрица 38 переключателя данных, содержащая масштабируемый буфер 37 обмена на стороне ее входа и масштабируемый буфер 37 обмена на стороне ее выхода. Указанная управляющая матрица 38 переключателя данных применяется для непосредственной коммуникации между терминальными блоками Т. Полоса частот данных является масштабируемой и зависит от числа кадров данных, относящихся к соединенным попарно терминальным блокам Т. Количество доступных кадров данных является установленным и применяется для всех соединенных попарно терминальных блоков Т, которые предполагается использовать при передаче данных. Количество данных информационного наполнения, подлежащих обмену между терминальными блоками Т, устанавливается хост-процессором CPU (не показанным) центрального блока 10. Благодаря установленному периоду обновления магистральной системы открыт канал связи с гарантированной скоростью передачи данных. Фактические данные вывода в терминальном блоке могут затем подаваться на другие каналы передачи данных с меньшим периодом обновления согласно стандартам «CAN», «RS485», «RS232» и т.д., которые представлены в качестве примера на фиг.6 как интерфейс 91 терминального блока. Управляющую матрицу 38 переключателя данных предпочтительно реализовывать аппаратными средствами, т.е. без включения каких-либо программных компонентов. Таким образом, реализуется скоростная передача данных; обмен данными с определенной структурой кадра позволяет обеспечить полное аппаратное конструктивное решение управляющей матрицы 38 переключателя данных с буферами ввода и вывода. Время передачи данных между двумя терминальными блоками Т можно сократить до длительности нескольких кадров.In addition, data exchange between the individual terminal blocks is possible. This is explained below with reference to FIG. 6, where a multiplexed communication system with a double loop is shown. Its main component is the aforementioned data switch control matrix 38, comprising a scalable clipboard 37 on its input side and a scalable clipboard 37 on its output side. The specified control matrix 38 of the data switch is used for direct communication between terminal blocks T. The frequency band of the data is scalable and depends on the number of data frames related to the paired terminal blocks T. The number of available data frames is set and is applied to all paired terminal blocks T , which are supposed to be used when transmitting data. The amount of payload data to be exchanged between the terminal blocks T is set by the host processor CPU (not shown) of the central unit 10. Due to the set update period of the trunk system, a communication channel is opened with a guaranteed data transfer rate. Actual output data in the terminal block can then be fed to other data channels with a shorter update period according to the CAN, RS485, RS232, etc. standards, which are presented as an example in FIG. 6 as the terminal interface 91 block. The data switch control matrix 38 is preferably implemented in hardware, i.e. without the inclusion of any software components. Thus, high-speed data transmission is implemented; data exchange with a specific frame structure allows you to provide a complete hardware constructive solution to the control matrix 38 of the data switch with input and output buffers. The data transmission time between two terminal blocks T can be reduced to a duration of several frames.

При желании можно использовать центральный блок 10 в качестве точки доступа имеющейся сети терминальных блоков Т. В этом случае интерфейс центрального блока 10 может быть обусловлен конкретным протоколом, применяемым в авиации, таким как AFDX (дуплексная коммутируемая сеть Ethernet для авиационного радиоэлектронного оборудования), также известным как стандарт №664 ARINC (Aeronautical Radio Incorporated - корпорация аэронавигационной радиосети) и относящимся к многоканальной сети и протоколу для коммуникации между бортовыми блоками. Это основывается на Ethernet с дополнительным «качеством сервиса» (QoS) и детерминированным определением маршрута. Этот интерфейс представлен в качестве примера на фиг.6 как интерфейс 92 центрального блока.If desired, the central unit 10 can be used as an access point for the existing network of terminal blocks T. In this case, the interface of the central unit 10 can be determined by the specific protocol used in aviation, such as AFDX (Ethernet duplex switched network for aircraft electronic equipment), also known as standard No. 664 ARINC (Aeronautical Radio Incorporated - aeronautical radio network corporation) and related to a multi-channel network and protocol for communication between airborne units. This is based on Ethernet with optional “quality of service” (QoS) and deterministic route determination. This interface is presented as an example in FIG. 6 as an interface 92 of the central unit.

Ссылочные обозначенияReference designations

10 - центральный блок10 - central unit

12 - шина данных (общая шина)12 - data bus (common bus)

14 - главная шина14 - main tire

21 - модуль распознавания адресов21 - address recognition module

22 - блок управления состоянием приема22 - reception state control unit

23 - генератор синхроимпульсов23 - clock generator

24 - счетчик циклов24 - cycle counter

25 - буфер ввода данных25 - data entry buffer

26 - ввод/вывод данных26 - data input / output

27 - буферы вывода данных27 - data output buffers

31 - блок управления конфигурацией терминального блока31 - terminal block configuration control unit

32 - память для хранения данных передающего устройства32 - memory for storing data of the transmitting device

33 - передающее устройство33 - transmitting device

34 - системный тактовый генератор34 - system clock

35 - приемный модуль35 - receiving module

36 - память для хранения данных приемного устройства36 - memory for storing data of the receiving device

37 - буфер обмена37 - clipboard

38 - управляющая матрица переключателя данных38 - control matrix of the data switch

39 - блок конфигурации приемного устройства39 - receiver configuration block

40 - блок управления главной шиной40 - main bus control unit

50 - кадр данных на фазе конфигурации50 - data frame in the configuration phase

51 - синхронизирующий сигнал (синхросигнал)51 - clock signal (clock signal)

52 - адрес52 - address

53 - данные конфигурации53 - configuration data

54 - данные информационного наполнения54 - content data

55 - последовательность проверки55 - check sequence

56 - промежуток56 - gap

60 - кадр данных на фазе конфигурации60 - data frame in the configuration phase

61 - поле конфигурации61 - configuration field

62 - поле идентификации62 - identification field

63 - поле данных информационного наполнения63 - content data field

64 - последовательность проверки64 - check sequence

65 - промежуток65 - gap

70 - кадры данных на фазе информационного наполнения70 - data frames in the content phase

80 - кадры данных на фазе информационного наполнения80 - data frames in the content phase

91 - интерфейс терминального блока91 - terminal block interface

92 - интерфейс RX приемного устройства центрального блока92 - RX interface of the receiving unit of the Central unit

Т, T1, Т2, Т3 - терминальные блокиT, T1, T2, T3 - terminal blocks

Claims (13)

1. Способ управления коммуникационной системой (1) передачи аудиоданных между каждым из большого количества терминальных блоков, в котором указанная коммутационная система (1) содержит:
несколько терминальных блоков (Т; T1, T2, Т3) для буферизации аудиоданных;
главную шину (14) для передачи управляющих сигналов в указанные терминальные блоки (Т; T1, T2, Т3);
шину данных (12) для передачи аудиоданных из указанных терминальных блоков (Т; Т1, Т2, Т3); и
центральный блок (10), осуществляющий запрос из терминальных блоков (Т; T1, T2, Т3) через указанную главную шину (14) и получение аудиоданных через указанную шину данных (12);
отличающийся тем, что содержит следующие этапы:
проверку идентификации указанных терминальных блоков (Т; T1, T2, Т3) указанным центральным блоком (10) во время фазы инициализации;
передачу заданных кадров данных, содержащих в себе первый синхронизирующий сигнал (51), терминальный адрес (52) соответствующего терминального блока (Т; T1, T2, Т3), поле (54) информационного наполнения и второй синхронизирующий сигнал (51), указанным центральным блоком (10) через указанную главную шину (14) во время фазы конфигурации; и
передачу аудиоданных через указанную шину данных (12) одним из указанных нескольких терминальных блоков (Т; T1, T2, Т3) в пределах того интервала времени между выборками аудиосигнала, который соответствует интервалу между указанным первым синхронизирующим сигналом и указанным вторым синхронизирующим сигналом.
1. A method for controlling a communication system (1) for transmitting audio data between each of a large number of terminal blocks, wherein said switching system (1) comprises:
several terminal blocks (T; T1, T2, T3) for buffering audio data;
the main bus (14) for transmitting control signals to the indicated terminal blocks (T; T1, T2, T3);
a data bus (12) for transmitting audio data from said terminal blocks (T; T1, T2, T3); and
a central unit (10) making a request from terminal blocks (T; T1, T2, T3) through the specified main bus (14) and receiving audio data through the specified data bus (12);
characterized in that it contains the following steps:
verification of the identification of the indicated terminal blocks (T; T1, T2, T3) by the indicated central unit (10) during the initialization phase;
the transmission of predetermined data frames containing the first clock signal (51), the terminal address (52) of the corresponding terminal block (T; T1, T2, T3), the content field (54) and the second clock signal (51) by the indicated central unit (10) through said main bus (14) during the configuration phase; and
transmission of audio data via the indicated data bus (12) by one of the indicated several terminal blocks (T; T1, T2, T3) within the time interval between the audio signal samples, which corresponds to the interval between the specified first synchronizing signal and the specified second synchronizing signal.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный терминальный блок (Т; T1, T2, Т3) передает кадр (60) данных через указанную шину (12) данных на основании распознавания своего собственного адреса во время указанной фазы конфигурации.2. The method according to claim 1, characterized in that said terminal unit (T; T1, T2, T3) transmits a data frame (60) through said data bus (12) based on recognition of its own address during said configuration phase. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что каждый из указанных нескольких терминальных блоков (Т; T1, Т, Т3) передает кадр данных в течение заданного времени, которое устанавливается указанным центральным блоком (10), через указанную шину (12) данных.3. The method according to claim 1, characterized in that each of these several terminal blocks (T; T1, T, T3) transmits a data frame for a predetermined time, which is set by the specified central unit (10), via the specified bus (12) data. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что очередность передач указанными несколькими терминальными блоками (Т; T1, T2, Т3) во время фазы информационного наполнения устанавливается предварительно указанным центральным блоком (10).4. The method according to claim 1, characterized in that the sequence of transmissions by the indicated several terminal blocks (T; T1, T2, T3) during the content phase is set by the previously indicated central unit (10). 5. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанный синхронизирующий сигнал (51) формируется главным генератором (34) синхронизирующих импульсов.5. The method according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that said synchronizing signal (51) is generated by the main synchronization pulse generator (34). 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что синхронизирующий сигнал (51) является сигналом в соответствии со стандартом IEEE 802.3.6. The method according to claim 1, characterized in that the clock signal (51) is a signal in accordance with IEEE 802.3. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанные терминальные блоки (Т; T1, T2, Т3) выполняют восстановление синхронизации из указанного синхронизирующего сигнала (51) посредством применения фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ).7. The method according to claim 1, characterized in that said terminal blocks (T; T1, T2, T3) perform synchronization restoration from the specified synchronization signal (51) by applying phase-locked loop (PLL). 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что обмен данными между терминальными блоками (Т; T1, T2, Т3) осуществляется посредством зеркального отображения указанных данных в буфере (37) обмена в центральном блоке (10).8. The method according to claim 1, characterized in that the data exchange between the terminal blocks (T; T1, T2, T3) is carried out by mirroring the specified data in the exchange buffer (37) in the central block (10). 9. Коммуникационная система (1) передачи аудиоданных между каждым из нескольких терминальных блоков, содержащая:
несколько терминальных блоков (Т; T1, T2, Т3) для буферизации аудиоданных;
главную шину (14) для передачи управляющих сигналов в указанные терминальные блоки (Т; T1, T2, Т3);
шину (12) данных для передачи аудиоданных из указанных терминальных блоков (Т; Т1, Т2, Т3); и
центральный блок (10), осуществляющий запрос аудиоданных из указанных нескольких терминальных блоков (Т; T1, T2, Т3) через указанную главную шину (14) и прием аудиоданных через указанную шину (12) данных;
отличающаяся тем, что
центральный блок (10) осуществляет проверку идентификации указанных терминальных блоков (Т; T1, T2, Т3) во время фазы инициализации;
центральный блок (10) передает заданный кадр данных, содержащий первый синхронизирующий сигнал (51), терминальный адрес (52) соответствующего терминального блока (Т; T1, T2, Т3), поле (54) информационного наполнения и второй синхронизирующий сигнал (51), через указанную главную шину (14) во время фазы конфигурации; и
аудиоданные передаются через указанную шину (12) данных одним из указанных нескольких терминальных блоков (Т; T1, T2, Т3) в пределах того интервала времени между выборками аудиосигнала, который соответствует интервалу между указанным первым синхронизирующим сигналом и указанным вторым синхронизирующим сигналом.
9. A communication system (1) for transmitting audio data between each of several terminal blocks, comprising:
several terminal blocks (T; T1, T2, T3) for buffering audio data;
the main bus (14) for transmitting control signals to the indicated terminal blocks (T; T1, T2, T3);
a data bus (12) for transmitting audio data from said terminal blocks (T; T1, T2, T3); and
a central unit (10) requesting audio data from said several terminal blocks (T; T1, T2, T3) through said main bus (14) and receiving audio data through said data bus (12);
characterized in that
the central unit (10) checks the identification of these terminal blocks (T; T1, T2, T3) during the initialization phase;
the central unit (10) transmits a predetermined data frame containing the first clock signal (51), the terminal address (52) of the corresponding terminal block (T; T1, T2, T3), the content field (54) and the second clock signal (51), through the specified main bus (14) during the configuration phase; and
audio data is transmitted through the indicated data bus (12) by one of the indicated several terminal blocks (T; T1, T2, T3) within the time interval between the audio signal samples, which corresponds to the interval between the specified first synchronizing signal and the specified second synchronizing signal.
10. Коммуникационная система по п.9, отличающаяся тем, что центральный блок (10) содержит блок управления (31) конфигурацией терминального блока, заключающий в себе список указанных нескольких терминальных блоков (Т; T1, T2, Т3).10. The communication system according to claim 9, characterized in that the central unit (10) comprises a control unit (31) for the configuration of the terminal unit, comprising a list of these several terminal units (T; T1, T2, T3). 11. Коммуникационная система по п.10, отличающаяся тем, что указанный блок (31) управления конфигурацией терминального блока соединен с блоком (33) передачи для формирования указанного кадра данных.11. A communication system according to claim 10, characterized in that said terminal block configuration control unit (31) is connected to a transmission unit (33) to form said data frame. 12. Коммуникационная система по любому из пп.9-11, отличающаяся тем, что каждый из указанных нескольких терминальных блоков (Т; T1, T2, Т3) содержит фазовую автоподстройку частоты для восстановления синхронизации из указанного синхронизирующего сигнала (51).12. A communication system according to any one of claims 9 to 11, characterized in that each of these several terminal blocks (T; T1, T2, T3) contains phase-locked loop to restore synchronization from the specified clock signal (51). 13. Коммуникационная система по п.9, отличающаяся тем, что содержащийся в указанном центральном блоке (10) буфер (37) обмена предназначен для обмена данными между терминальными блоками, которые обеспечивают возможность зеркального отображения полученных данных и пересылки их в приемопередатчик указанного центрального блока (10). 13. The communication system according to claim 9, characterized in that the exchange buffer (37) contained in the indicated central unit (10) is intended for exchanging data between terminal blocks, which provide the ability to mirror the received data and send them to the transceiver of the specified central unit ( 10).
RU2010103683/09A 2007-07-04 2007-07-04 Determined communications system RU2423007C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010103683/09A RU2423007C1 (en) 2007-07-04 2007-07-04 Determined communications system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010103683/09A RU2423007C1 (en) 2007-07-04 2007-07-04 Determined communications system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2423007C1 true RU2423007C1 (en) 2011-06-27

Family

ID=44739451

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010103683/09A RU2423007C1 (en) 2007-07-04 2007-07-04 Determined communications system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2423007C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2616587C2 (en) * 2012-10-22 2017-04-18 Эадс Конструксионес Аэронаутикас, С.А. Aircraft digital audio system
CN114024844A (en) * 2021-11-19 2022-02-08 北京润科通用技术有限公司 Data scheduling method, data scheduling device and electronic equipment

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2616587C2 (en) * 2012-10-22 2017-04-18 Эадс Конструксионес Аэронаутикас, С.А. Aircraft digital audio system
CN114024844A (en) * 2021-11-19 2022-02-08 北京润科通用技术有限公司 Data scheduling method, data scheduling device and electronic equipment
CN114024844B (en) * 2021-11-19 2023-09-15 北京润科通用技术有限公司 Data scheduling method, data scheduling device and electronic equipment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2160871B1 (en) Deterministic communication system
US6539011B1 (en) Method for initializing and allocating bandwidth in a permanent virtual connection for the transmission and control of audio, video, and computer data over a single network fabric
US6674750B1 (en) Apparatus and method for communicating time-division multiplexed data and packet data on a shared bus
EP0925670B1 (en) A method and system for reducing the pin count required for the interconnections of controller devices and physical devices in a network
CN1668020B (en) Method, apparatus and system for guaranteed packet delivery times in asynchronous networks
US8311054B2 (en) Transmitting/receiving system, node and communication method
US8315274B2 (en) System and method for supporting synchronous system communications and operations
US7075898B2 (en) Method and device for the exchange of data between at least two users connected to a bus system
WO2015196685A1 (en) Clock synchronization method and apparatus
CN106453148A (en) Operation method of communication node in network
CN112075063A (en) Gateway for data communication in a vehicle
EP1971038A1 (en) Method and device for transmission service using backplane service buses
WO2002001785A1 (en) Media access control for isochronous data packets in carrier sensing multiple access systems
EP2036232B1 (en) Method and apparatus for transmitting data in a flexray node
US20100296519A1 (en) Ethernet Physical Layer Repeater
RU2423007C1 (en) Determined communications system
CN110069430B (en) Data acquisition system of chrysanthemum chain structure and self-adaptive transmission method
CN110809069B (en) Method for realizing high determinacy in shared Ethernet
US6339598B1 (en) Method of operating a digital transmission link time-shared by a plurality of units and unit for implementing the method
US11258633B2 (en) Timestamp unit and communication control unit for a user station of a communication network
CN116418445A (en) Synchronous control of sensors in Ethernet networks
KR20200125448A (en) Method and apparatus for transmitting and receiving data stream performed in vehicle network
Lyster et al. Generic Ethernet passive optical network platform for advanced protocol development
KR19980043919A (en) Internal Process Transmitter using BTL Logic
KR20050070659A (en) Apparatus and method for executing uart communication by the multiplex using mpc8260 mcc

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170705