RU2205445C1 - For data transmission device - Google Patents
For data transmission device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2205445C1 RU2205445C1 RU2001131210/09A RU2001131210A RU2205445C1 RU 2205445 C1 RU2205445 C1 RU 2205445C1 RU 2001131210/09 A RU2001131210/09 A RU 2001131210/09A RU 2001131210 A RU2001131210 A RU 2001131210A RU 2205445 C1 RU2205445 C1 RU 2205445C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- data
- input
- trigger
- synchronization
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для обработки цифровых данных с помощью электрических устройств, в частности к устройствам для передачи данных. The invention relates to devices for processing digital data using electrical devices, in particular to devices for transmitting data.
Известно устройство [1] для передачи данных, содержащее подключенные к противоположным сторонам канала связи блок передачи данных и блок приема данных, блок передачи данных содержит генератор синхросигналов, первый и второй сдвиговые регистры и мультиплексор, выходы первого и второго сдвиговых регистров через мультиплексор подключены к первой линии канала связи, выходы генератора синхросигналов подключены к второй линии канала связи, к управляющим входам первого и второго сдвиговых регистров и мультиплексора и являются первым и вторым выходами синхронизации устройства, параллельные входы первого и второго сдвиговых регистров являются первой и второй группами входов данных устройства, блок приема данных содержит третий и четвертый сдвиговые регистры и формирователь синхросигналов, вход которого соединен с второй линией канала связи, входы последовательных данных третьего и четвертого сдвиговых регистров соединены с первой линией канала связи, выходы формирователя синхросигналов соединены с управляющими входами третьего и четвертого сдвиговых регистров и являются третьим и четвертым выходами синхронизации устройства, параллельные выходы третьего и четвертого сдвиговых регистров являются первой и второй группами выходов данных устройства. A device [1] for transmitting data is known, comprising a data transmission unit and a data receiving unit connected to opposite sides of the communication channel, the data transmission unit comprises a clock signal generator, first and second shift registers and a multiplexer, outputs of the first and second shift registers are connected to the first via the multiplexer communication channel lines, the outputs of the clock generator are connected to the second communication channel line, to the control inputs of the first and second shift registers and the multiplexer, and are the first and second device synchronization outputs, parallel inputs of the first and second shift registers are the first and second groups of device data inputs, the data receiving unit contains the third and fourth shift registers and a clock generator, the input of which is connected to the second line of the communication channel, the serial data inputs of the third and fourth shift registers connected to the first line of the communication channel, the outputs of the shaper of the clock signals are connected to the control inputs of the third and fourth shift registers and are With the third and fourth outputs of the device synchronization, the parallel outputs of the third and fourth shift registers are the first and second groups of device data outputs.
Устройство [1] предназначено для синхронной передачи данных по каналу связи. По первой линии канала связи передается сигнал данных, по второй - сигнал синхронизации. Сигналы в первой и второй линиях канала связи представлены двумя уровнями. Первый уровень соответствует лог. 0, второй - лог. 1. Блок передачи данных формирует поток битов поочередной выдачей последовательных данных из первого и второго сдвиговых регистров. При этом истинность передаваемых в канал связи битов данных подтверждается поочередно положительными и отрицательными фронтами сигнала синхронизации. Блок приема данных поочередно принимает биты в третий и четвертый сдвиговые регистры под управлением положительных и отрицательных фронтов синхросигнала, принятого из канала связи. The device [1] is intended for synchronous data transmission over a communication channel. The data signal is transmitted along the first line of the communication channel, and the synchronization signal is transmitted along the second. The signals in the first and second lines of the communication channel are represented by two levels. The first level corresponds to the log. 0, the second is the log. 1. The data transmission unit generates a bit stream by sequentially issuing serial data from the first and second shift registers. In this case, the truth of the data bits transmitted to the communication channel is confirmed alternately by the positive and negative edges of the synchronization signal. The data receiving unit, in turn, receives bits in the third and fourth shift registers under the control of the positive and negative edges of the clock signal received from the communication channel.
Недостатками устройства [1] являются низкая скорость передачи данных и повышенный уровень генерируемых перекрестных помех. При частоте синхросигнала, равной F (Гц), скорость передачи данных равна 2F (бит/с). Повышенный уровень генерируемых перекрестных помех обусловлен тем, что в энергетическом спектре синхросигнала доминирует составляющая частотой F. Эта составляющая передается на соседние провода кабеля из-за наличия емкостных и индуктивных паразитных связей и приводит к появлению наведенных сигналов помехи. The disadvantages of the device [1] are the low data transfer rate and the increased level of generated crosstalk. With a clock frequency of F (Hz), the data rate is 2F (bit / s). The increased level of generated crosstalk is due to the fact that the frequency component F dominates in the energy spectrum of the clock signal. This component is transmitted to adjacent cable wires due to the presence of capacitive and inductive spurious connections and leads to the appearance of induced interference signals.
Известно устройство [2] для передачи данных, содержащее подключенные к противоположным сторонам канала связи блок передачи данных и блок приема данных, блок передачи данных содержит генератор синхросигналов, сдвиговый регистр, элемент Исключающее ИЛИ, первый триггер, первый и второй усилители, первый выход генератора синхросигналов является первым выходом синхронизации устройства, второй выход генератора синхросигналов соединен с входами синхронизации сдвигового регистра и первого триггера, вход данных сдвигового регистра является первым входом данных устройства, первый выход сдвигового регистра соединен с первым входом элемента Исключающее ИЛИ и через первый усилитель - с первой линией канала связи, второй выход сдвигового регистра соединен с вторым входом элемента Исключающее ИЛИ, единичный выход первого триггера через второй усилитель соединен с второй линией канала связи, блок приема данных содержит третий и четвертый усилители, первый и второй формирователи импульсов, первый элемент ИЛИ, блок фазовой автоподстройки частоты и второй триггер, входы третьего и четвертого усилителей соединены с первой и второй линиями канала связи, выходы третьего и четвертого усилителей через первый и второй формирователи импульсов соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом блока фазовой автоподстройки частоты, выход которого является вторым выходом синхронизации устройства и соединен с входом синхронизации второго триггера, единичный выход которого является первым выходом данных устройства, вход данных второго триггера соединен с выходом третьего усилителя. A device [2] for data transmission, comprising a data transmission unit and a data receiving unit connected to opposite sides of the communication channel, the data transmission unit comprises a clock generator, a shift register, an exclusive OR element, a first trigger, first and second amplifiers, a first output of a clock generator is the first synchronization output of the device, the second output of the clock generator is connected to the inputs of the synchronization of the shift register and the first trigger, the data input of the shift register is the first input of the device data, the first output of the shift register is connected to the first input of the exclusive-OR element and through the first amplifier to the first line of the communication channel, the second output of the shift register is connected to the second input of the exclusive-OR element, the single output of the first trigger through the second amplifier is connected to the second line the communication channel, the data receiving unit contains the third and fourth amplifiers, the first and second pulse shapers, the first OR element, the phase-locked loop and the second trigger, the inputs of the third and h fourth amplifiers are connected to the first and second lines of the communication channel, the outputs of the third and fourth amplifiers through the first and second pulse shapers are connected to the inputs of the first OR element, the output of which is connected to the input of the phase-locked loop, the output of which is the second synchronization output of the device and connected to the input synchronization of the second trigger, the single output of which is the first data output of the device, the data input of the second trigger is connected to the output of the third amplifier.
Устройство [2] предназначено для синхронной передачи данных по каналу связи. По первой линии канала связи передается сигнал данных, по второй - сигнал синхронизации. Сигналы в первой и второй линиях канала связи представлены двумя уровнями. Первый уровень соответствует лог. 0, второй - лог. 1. Блок передачи данных формирует поток битов выдачей последовательных данных из сдвигового регистра. При этом синхросигнал формируется таким образом, чтобы его фронты определяли границы битовых интервалов при передаче одноименных битов. Блок приема данных восстанавливает исходный синхросигнал по совокупности фронтов сигналов в линиях канала связи. The device [2] is intended for synchronous data transmission over a communication channel. The data signal is transmitted along the first line of the communication channel, and the synchronization signal is transmitted along the second. The signals in the first and second lines of the communication channel are represented by two levels. The first level corresponds to the log. 0, the second is the log. 1. The data transmission unit generates a bit stream by issuing serial data from the shift register. In this case, the clock signal is formed in such a way that its edges determine the boundaries of the bit intervals during the transmission of the same name bits. The data receiving unit restores the original clock signal from the set of signal edges in the lines of the communication channel.
Недостатком устройства [2] является низкая скорость передачи данных. Максимальная частота сигналов в первой или второй линиях канала связи составляет F (Гц), минимальная частота равна нулю. При этом сигналы взаимно дополняют друг друга. Скорость передачи данных постоянна и равна 2F (бит/с). The disadvantage of the device [2] is the low data rate. The maximum frequency of signals in the first or second lines of the communication channel is F (Hz), the minimum frequency is zero. In this case, the signals complement each other. The data rate is constant and equal to 2F (bit / s).
Цель изобретения - повышение скорости передачи данных. The purpose of the invention is to increase the data transfer rate.
Цель достигается тем, что в устройстве для передачи данных, содержащем подключенные к противоположным сторонам канала связи блок передачи данных и блок приема данных, блок передачи данных содержит генератор синхросигналов, сдвиговый регистр, элемент Исключающее ИЛИ, первый триггер, первый и второй усилители, первый выход генератора синхросигналов является первым выходом синхронизации устройства, второй выход генератора синхросигналов соединен с входами синхронизации сдвигового регистра и первого триггера, вход данных сдвигового регистра является первым входом данных устройства, первый выход сдвигового регистра соединен с первым входом элемента Исключающее ИЛИ и через первый усилитель - с первой линией канала связи, второй выход сдвигового регистра соединен с вторым входом элемента Исключающее ИЛИ, единичный выход первого триггера через второй усилитель соединен с второй линией канала связи, блок приема данных содержит третий и четвертый усилители, первый и второй формирователи импульсов, первый элемент ИЛИ, блок фазовой автоподстройки частоты и второй триггер, входы третьего и четвертого усилителей соединены с первой и второй линиями канала связи, выходы третьего и четвертого усилителей через первый и второй формирователи импульсов соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом блока фазовой автоподстройки частоты, выход которого является вторым выходом синхронизации устройства и соединен с входом синхронизации второго триггера, единичный выход которого является первым выходом данных устройства, вход данных второго триггера соединен с выходом третьего усилителя, блок передачи данных дополнительно содержит третий триггер, элемент И и мультиплексор, выход элемента Исключающее ИЛИ соединен с входом данных третьего триггера, выход которого соединен с управляющим входом мультиплексора и с первым входом элемента И, выход которого является третьим выходом синхронизации устройства, первый вход данных мультиплексора является вторым входом данных устройства, второй вход данных мультиплексора соединен с нулевым выходом первого триггера, вход данных которого соединен с выходом мультиплексора, первый выход генератора синхросигналов соединен с вторым входом элемента И, третий выход генератора синхросигналов соединен с входом синхронизации третьего триггера, блок приема данных дополнительно содержит третий формирователь импульсов, четвертый, пятый и шестой триггеры и второй элемент ИЛИ, выход которого является четвертым выходом синхронизации устройства, входы второго элемента ИЛИ соединены с выходами четвертого и пятого триггеров, входы установки нуля которых соединены с выходом третьего формирователя импульсов, а входы синхронизации - с единичным и нулевым выходами второго триггера, входы данных четвертого и пятого триггеров соединены с шиной положительного напряжения, вход третьего формирователя импульсов соединен с выходом блока фазовой автоподстройки частоты и с входом синхронизации шестого триггера, вход данных которого соединен с выходом четвертого усилителя, выход шестого триггера является вторым выходом данных устройства. The goal is achieved in that in a device for transmitting data comprising a data transmission unit and a data receiving unit connected to opposite sides of the communication channel, the data transmission unit comprises a clock signal generator, a shift register, an exclusive OR element, a first trigger, first and second amplifiers, a first output the clock generator is the first synchronization output of the device, the second output of the clock generator is connected to the synchronization inputs of the shift register and the first trigger, the data input of the shift reg the country is the first input of the device data, the first output of the shift register is connected to the first input of the Exclusive OR element and through the first amplifier to the first line of the communication channel, the second output of the shift register is connected to the second input of the Exclusive OR element, the single output of the first trigger through the second amplifier is connected to the second line of the communication channel, the data receiving unit contains the third and fourth amplifiers, the first and second pulse shapers, the first OR element, the phase-locked loop and the second trigger, input The odes of the third and fourth amplifiers are connected to the first and second lines of the communication channel, the outputs of the third and fourth amplifiers are connected through the first and second pulse shapers to the inputs of the first OR element, the output of which is connected to the input of the phase-locked loop, the output of which is the second synchronization output of the device and connected to the synchronization input of the second trigger, a single output of which is the first data output of the device, the data input of the second trigger is connected to the output of the third amplifier, the data transfer unit additionally contains a third trigger, an AND element and a multiplexer, the output of the Exclusive OR element is connected to the data input of the third trigger, the output of which is connected to the control input of the multiplexer and to the first input of the And element, the output of which is the third synchronization output of the device, the first data input of the multiplexer is the second data input of the device, the second data input of the multiplexer is connected to the zero output of the first trigger, the data input of which is connected to the output of the multiplexer, the first you the clock generator path is connected to the second input of the And element, the third output of the clock generator is connected to the synchronization input of the third trigger, the data receiving unit further comprises a third pulse shaper, a fourth, fifth and sixth triggers and a second OR element, the output of which is the fourth synchronization output of the device, inputs of the second OR element are connected to the outputs of the fourth and fifth triggers, the zero-setting inputs of which are connected to the output of the third pulse shaper, and the synchronization inputs and - with the single and zero outputs of the second trigger, the data inputs of the fourth and fifth triggers are connected to the positive voltage bus, the input of the third pulse shaper is connected to the output of the phase locked loop and to the synchronization input of the sixth trigger, the data input of which is connected to the output of the fourth amplifier, the output The sixth trigger is the second data output of the device.
На фиг. 1 представлены временные диаграммы, поясняющие способы передачи данных, применяемые при использовании известных и предлагаемого устройств; на фиг. 2 - пример схемы включения предлагаемого устройства в телекоммуникационную систему; на фиг.3 - структурная схема блока передачи данных; на фиг.4 - структурная схема блока приема данных; на фиг.5 - временная диаграмма сигналов блока передачи данных; на фиг.6 - временная диаграмма сигналов блока приема данных. In FIG. 1 is a timing chart explaining data transmission methods used when using the known and proposed devices; in FIG. 2 is an example of a circuit for incorporating the proposed device into a telecommunication system; figure 3 is a structural diagram of a data transmission unit; figure 4 is a structural diagram of a block for receiving data; figure 5 is a timing diagram of the signals of the data transmission unit; 6 is a timing diagram of the signals of the data receiving unit.
Временные диаграммы 1 и 2 (фиг.1, а) соответствуют сигналам данных DATA и синхронизации CLK, формируемым в соответствии с общепринятым способом последовательной синхронной передачи данных, см., например, рекомендации ITU-T (МСЭ-Т) V.24, V.28. Временные диаграммы 3 и 4 (фиг.1, б) соответствуют сигналам данных DATA и синхронизации CLK, используемым в устройстве [I]. Временные диаграммы 5 и 6 (фиг.1, в) соответствуют сигналам данных DATA и синхронизации CLK, принятым в устройстве [2]. Временные диаграммы 7 и 8 (фиг. 1, г) соответствуют сигналам данных DATA и синхронизации CLK, принятым в предлагаемом устройстве. (Как будет показано, сигнал CLK, представленный на диаграмме 8, используется не только по прямому назначению). Timing diagrams 1 and 2 (Fig. 1, a) correspond to DATA and CLK synchronization data signals generated in accordance with the generally accepted method of sequential synchronous data transmission, see, for example, ITU-T Recommendations (ITU-T) V.24, V .28. Timing diagrams 3 and 4 (Fig. 1, b) correspond to the DATA and CLK clock signals used in the device [I]. Timing diagrams 5 and 6 (FIG. 1, c) correspond to DATA and CLK synchronization signals received in the device [2]. Timing diagrams 7 and 8 (Fig. 1, g) correspond to the data signals DATA and synchronization CLK, adopted in the proposed device. (As will be shown, the CLK signal shown in diagram 8 is used not only for its intended purpose).
Телекоммуникационная система (фиг.2) содержит предлагаемое устройство 9 для передачи данных и подключенные к нему первое - четвертое 10-13 оконечные устройства DTE1 - DTE4. Устройство 9 содержит подключенные к противоположным сторонам канала связи 14 блок 15 передачи данных (DCE1) и блок 16 приема данных (DCE2). Канал связи 14 содержит первую 17 и вторую 18 линии связи. Выходы 19 и 20 блоков 15 и 16 являются первым и вторым выходами синхронизации устройства 9. Выходы 21 и 22 блоков 15 и 16 являются третьим и четвертым выходами синхронизации устройства 9. Входы 23 и 24 блока 15 являются первым и вторым входами данных устройства 9. Выходы 25 и 26 блока 16 являются первым и вторым выходами данных устройства 9. The telecommunication system (figure 2) contains the proposed
Блок передачи данных (фиг.3) содержит генератор 27 синхросигналов, сдвиговый регистр 28, элемент Исключающее ИЛИ 29, первый триггер 30, первый 31 и второй 32 усилители, первый выход 33 генератора синхросигналов является первым выходом 19 синхронизации устройства, вход 34 данных сдвигового регистра 28 является первым входом 23 данных устройства, первый выход 35 сдвигового регистра 28 соединен с первым входом элемента Исключающее ИЛИ 29 и через первый усилитель 31 - с первой линией 17 канала связи 14, второй выход 36 сдвигового регистра 28 соединен с вторым входом элемента Исключающее ИЛИ 29, единичный выход первого триггера 30 через второй усилитель 32 соединен с второй линией 18 канала связи 14. The data transmission unit (Fig. 3) contains a
Блок передачи данных содержит также третий триггер 37, элемент И 38 и мультиплексор 39, выход элемента Исключающее ИЛИ 29 соединен с входом данных третьего триггера 37, выход которого соединен с управляющим входом мультиплексора 39 и с первым входом элемента И 38, выход которого является третьим выходом 21 синхронизации устройства, первый вход 40 данных мультиплексора 39 является вторым входом 24 данных устройства, второй вход 41 данных мультиплексора 39 соединен с нулевым выходом первого триггера 30, вход данных которого соединен с выходом мультиплексора 39, первый выход 33 генератора 27 синхросигналов соединен с вторым входом элемента И 38, второй выход 42 генератора 27 синхросигналов соединен с входами 43 и 44 синхронизации сдвигового регистра 28 и первого триггера 30, третий выход 45 генератора 27 синхросигналов соединен с входом синхронизации третьего триггера 37. The data transmission unit also contains a
Блок приема данных (фиг.4) содержит третий 46 и четвертый 47 усилители, первый 48 и второй 49 формирователи импульсов, первый элемент ИЛИ 50, блок 51 фазовой автоподстройки частоты и второй триггер 52, входы третьего 46 и четвертого 47 усилителей соединены с первой 17 и второй 18 линиями канала связи 14, выходы третьего 46 и четвертого 47 усилителей через первый 48 и второй 49 формирователи импульсов соединены с входами первого элемента ИЛИ 50, выход которого соединен с входом блока 51 фазовой автоподстройки частоты, выход которого является вторым выходом 20 синхронизации устройства и соединен с входом синхронизации второго триггера 52, единичный выход которого является первым выходом 25 данных устройства, вход данных второго триггера 52 соединен с выходом третьего усилителя 46. The data receiving unit (Fig. 4) contains the third 46 and fourth 47 amplifiers, the first 48 and second 49 pulse shapers, the
Блок приема данных содержит также третий 53 формирователь импульсов, четвертый 54, пятый 55 и шестой 56 триггеры и второй элемент ИЛИ 57, выход которого является четвертым выходом 22 синхронизации устройства, входы второго элемента ИЛИ 57 соединены с выходами четвертого 54 и пятого 55 триггеров, входы установки нуля которых соединены с выходом третьего 53 формирователя импульсов, а входы синхронизации - с единичным и нулевым выходами второго триггера 52, входы данных четвертого 54 и пятого 55 триггеров соединены с шиной 58 положительного напряжения, имитирующего сигнал лог. 1, вход третьего 53 формирователя импульсов соединен с выходом блока 51 фазовой автоподстройки частоты и с входом синхронизации шестого триггера 56, вход данных которого соединен с выходом четвертого усилителя 47, выход шестого триггера 56 является вторым выходом данных устройства. The data receiving unit also contains a third 53 pulse shaper, fourth 54, fifth 55 and sixth 56 triggers and a second OR 57 element, the output of which is the
Временные диаграммы 59, 60 и 61 (фиг.5) соответствуют сигналам на выходах 33, 42 и 45 генератора 27 блока 15. Временные диаграммы 62, 63 и 64 отображают сигналы в точках 34, 36 и 35 блока 15. Временные диаграммы 65, 66 и 67 соответствуют сигналам на входе данных триггера 37, на выходе этого триггера и на выходе элемента И 38. Временные диаграммы 68 и 69 соответствуют сигналам на входе 24 и выходе 18 блока 15. Timing diagrams 59, 60 and 61 (Fig. 5) correspond to the signals at the
Временные диаграммы 70 и 71 (фиг.6) отображают сигналы на входах 17 и 18 блока 16. Временные диаграммы 72 - 76 соответствуют сигналам на выходах формирователей импульсов 48, 49, на входе и выходе блока 51 и на выходе формирователя импульсов 53. Временные диаграммы 77-81 отображают сигналы на выходе 25, на входах элемента ИЛИ 57 и на выходах 22 и 26 блока 16. Timing diagrams 70 and 71 (Fig.6) display the signals at the
Далее рассмотрены способы передачи данных, применяемые при использовании известных (фиг.1, а - в) и предлагаемого (фиг.1, г) устройств. The following describes the data transfer methods used when using known (Fig. 1, a - c) and the proposed (Fig. 1, d) devices.
Как показано на фиг. 1, а-г, из устройства-передатчика в устройство-приемник передаются два сигнала: DATA (диаграммы 1, 3, 5, 7) и CLK (диаграммы 2, 4, 6, 8). Сигнал DATA предназначен для передачи последовательного потока битов данных. В примере, приведенном на фиг.1, каждому биту из последовательности 01011100110 выделен так называемый битовый интервал. Границы между битовыми интервалами показаны на диаграммах штриховыми линиями. Сигналам лог. 1 и лог. 0 в данном примере соответствуют напряжения высокого и низкого уровня. As shown in FIG. 1a-d, two signals are transmitted from the transmitter to the receiver: DATA (diagrams 1, 3, 5, 7) and CLK (diagrams 2, 4, 6, 8). The DATA signal is designed to transmit a serial stream of data bits. In the example shown in FIG. 1, each bit from the sequence 01011100110 is allocated a so-called bit interval. The boundaries between bit intervals are shown by dashed lines in the diagrams. Signals log. 1 and the log. 0 in this example corresponds to high and low voltage.
Сигнал синхронизации CLK в известных устройствах формируется по-разному, но во всех рассматриваемых вариантах он используется только по прямому назначению - для разграничения битовых интервалов. В предлагаемом устройстве сигнал CLK используется как по прямому назначению, так и (одновременно с этим) для передачи дополнительного потока данных. The synchronization signal CLK in known devices is formed in different ways, but in all the considered cases it is used only for its intended purpose - to delimit bit intervals. In the proposed device, the CLK signal is used both for its intended purpose and (at the same time) to transmit an additional data stream.
При передаче данных согласно временным диаграммам 1 и 2, приведенным на фиг. 1, а, по положительному фронту синхросигнала CLK устройство-передатчик начинает выдачу очередного бита данных. По отрицательному фронту этого синхросигнала устройство-приемник фиксирует полученный бит. Источник синхросигналов может конструктивно размещаться в передатчике, приемнике или вне того и другого. When transmitting data according to timing diagrams 1 and 2 of FIG. 1a, on the positive edge of the CLK clock signal, the transmitter starts issuing the next data bit. On the negative edge of this clock signal, the receiver device fixes the received bit. The clock source can be structurally located in the transmitter, receiver, or outside of both.
При передаче данных согласно временным диаграммам 3 и 4, приведенным на фиг. 1, б, истинность передаваемых битов данных DATA подтверждается поочередно положительными и отрицательными фронтами сигнала CLK. Иными словами, положительные и отрицательные фронты сигнала CLK соответствуют установившимся значениям сигнала данных используются приемником для фиксации битов (например, в одном или двух сдвиговых регистрах). Границы битовых интервалов смещены относительно фронтов сигнала CLK на четверть периода этого сигнала. По сравнению с предыдущим способом передачи данных частота сигнала CLK снижена в два раза при сохранении той же скорости передачи данных. When transmitting data according to time charts 3 and 4 of FIG. 1b, the truth of the transmitted DATA data bits is confirmed alternately by the positive and negative edges of the CLK signal. In other words, the positive and negative edges of the CLK signal correspond to the steady-state values of the data signal used by the receiver to fix the bits (for example, in one or two shift registers). The boundaries of the bit intervals are offset from the edges of the CLK signal by a quarter of the period of this signal. Compared with the previous data transmission method, the frequency of the CLK signal is halved while maintaining the same data rate.
При передаче данных согласно временным диаграммам 5 и 6, приведенным на фиг. 1, в, сигнал синхронизации CLK изменяется только в тех случаях, когда сигнал DATA остается неизменным. Таким образом, на любой границе битового интервала изменяется либо сигнал DATA, либо сигнал CLK. Приемник отслеживает изменения этих сигналов и всегда располагает информацией о местоположении битовых границ. По сравнению с предыдущим способом передачи данных данный способ "разравнивает" энергетический спектр сигнала CLK. Теперь он не содержит выраженной спектральной линии, что способствует снижению уровня генерируемых перекрестных помех, воздействующих на соседние провода кабеля. When transmitting data according to time charts 5 and 6 of FIG. 1c, the CLK synchronization signal changes only in those cases when the DATA signal remains unchanged. Thus, at any boundary of the bit interval, either the DATA signal or the CLK signal changes. The receiver monitors changes in these signals and always has information about the location of the bit boundaries. Compared to the previous data transmission method, this method “equalizes” the energy spectrum of the CLK signal. Now it does not contain a pronounced spectral line, which helps to reduce the level of generated crosstalk affecting adjacent cable wires.
Способ передачи данных, примененный в предлагаемом устройстве (см. фиг. 1, г), близок только что описанному (см. фиг.1, в). Точно так же "недостающие" фронты сигнала DATA восполняются гарантированными фронтами сигнала CLK. Но в данном случае сигнал CLK не "простаивает без информационной нагрузки" и по возможности используется для передачи дополнительного потока данных. The data transfer method used in the proposed device (see Fig. 1, d) is close to just described (see Fig. 1, c). Similarly, the "missing" edges of the DATA signal are supplemented by guaranteed edges of the CLK signal. But in this case, the CLK signal is not “idle without information load” and, if possible, is used to transmit an additional data stream.
Сравнивая временные диаграммы 6 и 8, можно отметить, что в течение первых четырех битовых интервалов сигнал CLK можно использовать как "транспортное средство" для передачи четырех дополнительных битов D1-D4. Эти биты, конечно, могут иметь произвольные значения. В частности, все они могут быть нулевыми или единичными. Такая "свобода выбора" возможна благодаря тому, что сигнал DATA в этот период изменяется в каждом битовом интервале и используется приемником для распознавания межбитовых границ. Comparing timing diagrams 6 and 8, it can be noted that during the first four bit intervals, the CLK signal can be used as a “vehicle” to transmit four additional bits D1-D4. These bits, of course, can have arbitrary values. In particular, they can all be zero or one. This "freedom of choice" is possible due to the fact that the DATA signal during this period varies in each bit interval and is used by the receiver to recognize the inter-bit boundaries.
После передачи битов D1-D4 создается гарантированный перепад уровней сигнала CLK, так как сигнал DATA остается неизменным. Это достигается инвертированием бита D4. Далее бит повторно инвертируется, так как сигнал DATA по-прежнему неизменен, затем передается бит D5, и т. д. Гарантированные изменения состояния сигнала CLK соответствуют вертикальным стрелкам на рисунке. Таким образом, в данном примере сигнал CLK дополнительно "переносит" данные D1-D7 одновремено с передачей "основных" данных сигналом DATA. After the D1-D4 bits are transmitted, a guaranteed difference in CLK signal levels is created, since the DATA signal remains unchanged. This is achieved by inverting the D4 bit. Further, the bit is inverted again, since the DATA signal is still unchanged, then the D5 bit is transmitted, etc. Guaranteed changes in the state of the CLK signal correspond to the vertical arrows in the figure. Thus, in this example, the CLK signal additionally “transfers” D1-D7 data simultaneously with the transmission of the “main” data by the DATA signal.
При равновероятном появлении сигналов лог. 0 и лог. 1 в потоке данных DATA (что можт быть достигнуто его предварительным скремблированием) пропускная способность дополнительного канала передачи данных составляет 50% пропускной способности основного канала. Действительно, вероятность перепада уровней сигнала DATA на границе битовых интервалов i и j равна 0,5 и не зависит от предыстории. Но именно эта вероятность определяет событие "вставки" очередного бита D в поток сигналов CLK. Таким образом, в среднем каждый второй битовый интервал пригоден для передачи дополнительного бита данных. В результате общая пропускная способность (или скорость передачи данных) предлагаемого устройства по сравнению с прототипом увеличена в 1,5 раза. With the equally probable occurrence of signals log. 0 and log. 1 in the DATA data stream (which can be achieved by its preliminary scrambling), the throughput of the additional data channel is 50% of the throughput of the main channel. Indeed, the probability of a difference in the levels of the DATA signal at the boundary of bit intervals i and j is 0.5 and does not depend on the history. But it is precisely this probability that determines the event of the “insertion” of the next bit D into the CLK signal stream. Thus, on average, every second bit interval is suitable for transmitting an additional data bit. As a result, the total throughput (or data transfer rate) of the proposed device compared to the prototype increased by 1.5 times.
Далее рассмотрен пример схемы включения предлагаемого устройства в телекоммуникационную систему. The following is an example of a circuit for incorporating the proposed device into a telecommunication system.
Предлагаемое устройство 9 для передачи данных (фиг.2) подключено к четырем оконечным устройствам DTE1 (10) - DTE4 (13), например к четырем компьютерам. В процессе работы системы данные передаются из устройства 10 в устройство 12 по основному каналу передачи данных. Одновременно с этим по дополнительному каналу данные передаются из устройства 11 в устройство 13. (Для передачи данных в обратном направлении необходимо второе устройство 9, включенное встречно). The proposed
Пара сигналов ТxС1-TxDl (TxC2-TxD2) обеспечивает синхронную передачу данных из устройства 10 (11) в блок 15. Положительные фронты сигнала ТxС1 (TxC2) задают границы битовых интервалов. По отрицательным фронтам сигнала ТxС1 (TxC2) соответствующий бит данных TxD1 (TxD2) временно запоминается в блоке 15. A pair of TxC1-TxDl signals (TxC2-TxD2) provides synchronous data transmission from device 10 (11) to block 15. The positive edges of the TxC1 (TxC2) signal define the boundaries of bit intervals. On the negative edges of the signal TxC1 (TxC2), the corresponding data bit TxD1 (TxD2) is temporarily stored in
Пара сигналов RxC1-RxD1 (RxC2-RxD2) обеспечивает синхронную передачу данных из блока 16 в устройство 12 (13). Положительные фронты сигнала RxC1 (RxC2) задают моменты начала битовых интервалов. По отрицательным фронтам сигнала RxC1 (RxC2) соответствующие биты данных RxD1 (RxD2) запоминаются в устройстве 12(13). A pair of signals RxC1-RxD1 (RxC2-RxD2) provides synchronous data transfer from
По линиям 17 и 18 канала связи 14 передаются сигналы DL1 и DL2 - аналоги сигналов DATA и CLK, показанных на диаграммах 7 и 8, фиг.1, г. Канал связи 14 может быть выполнен в виде двух витых пар проводов, двух оптоволоконных линий или иных средств передачи сигналов, в том числе содержащих ретрансляторы. On the
Далее рассмотрена работа блока 15 передачи данных (см. фиг.3, 5). The following describes the operation of the data transfer unit 15 (see Figs. 3, 5).
Все процессы, протекающие в устройстве, синхронизированы сигналами от генератора 27. Сигнал CL1 (ТхС1) с выхода 33 генератора 27 поступает на выход 19 устройства и далее передается в устройство DTE1 (10). В ответ на этот сигнал из устройства DTE1 (10) выдаются данные TxD1. Они поступают на вход 23 устройства и далее на вход 34 двухразрядного сдвигового регистра 28. Под действием положительных фронтов сигнала CL2 данные продвигаются в этом регистре, выдаются через усилитель 31 в линию 17 и одновременно с этим анализируются элементом Исключающее ИЛИ 29. До тех пор, пока биты в регистре 28 чередуются (...010101...), формируется сигнал V=1, который разрешает работу элемента И 38. На его выходе 21 формируется синхросигнал ТхС2, в ответ на который на вход 24 из устройства DTE2 (11) поступают биты данных TxD2 дополнительного канала передачи. Эти биты проходят через мультиплексор 39, триггер 30, усилитель 32 и поступают в линию 18. All processes occurring in the device are synchronized by signals from the
Обнаружение элементом Исключающее ИЛИ 29 одинаковых битов в регистре 28 означает невозможность передачи очередного "полезного" бита по дополнительному каналу (из-за отсутствия перепада уровней сигнала в основном канале). Поэтому работа с устройством DTE2 (11) приостанавливается сигналом V=0. Этот сигнал запирает элемент И 38 по нижнему входу и переключает мультиплексор 39 в состояние, при котором триггер 30 работает в счетном режиме, т. е. в каждом такте инвертирует хранящийся в нем бит. Таким образом, как уже было показано, восполняются "отсутствующие" фронты сигнала DL 1. Detection by an Exclusive OR element of 29 identical bits in
Далее рассмотрена работа блока 16 приема данных (см. фиг.4, 6). The following describes the operation of the data receiving unit 16 (see Figs. 4, 6).
Сигналы DL1 и DL2 (диаграммы 70 и 71) поступают в блок 16 из линий 17 и 18, проходят через усилители 46, 47 и формирователи импульсов 48 и 49. Signals DL1 and DL2 (diagrams 70 and 71) enter
Сигнал G (диаграмма 72) на выходе формирователя импульсов 48 сопровождает любое изменение сигнала DL1. В данном примере в сигнале G отсутствуют импульсы на позициях, соответствующих вертикальным стрелкам между диаграммами 71 и 70. Сигнал Н (диаграмма 73) на выходе формирователя импульсов 49 сопровождает любое изменение сигнала DL2. Так как в данном примере сигнал DL2 показан условно, без указания конкретного кода, то заранее не известно, будут ли сформированы импульсы, помеченные на диаграмме 73 крестиками. Но зато можно утверждать, что остальные импульсы на этой диаграмме будут обязательно сформированы, так как они соответствуют гарантированным изменениям сигнала DL2 при его инвертировании. Таким образом, с помощью элемента ИЛИ 50 "недостающие" импульсы восполняются, и сигнал К представляет собой периодическую последовательность импульсов без "пробелов". Этот сигнал поступает на вход синхронизации блока 51 фазовой автоподстройки частоты. The signal G (diagram 72) at the output of the pulse former 48 accompanies any change in signal DL1. In this example, the signal G contains no pulses at positions corresponding to the vertical arrows between diagrams 71 and 70. The signal H (diagram 73) at the output of the pulse former 49 accompanies any change in signal DL2. Since in this example, the DL2 signal is shown conditionally, without specifying a specific code, it is not known in advance whether the pulses marked with crosses in the diagram 73 will be generated. But on the other hand, it can be argued that the remaining pulses in this diagram will be necessarily formed, since they correspond to guaranteed changes in the DL2 signal when it is inverted. Thus, using the
Блок 51 может быть выполнен по одной из известных схем (см., например, пат. США 6215835 В1). Он предназначен для формирования высокостабильного синхросигнала S (RxC1) на основе непрерывного слежения за входным сигналом К. В данном примере отрицательный фронт сигнала S "привязан" к положительному фронту сигнала К. Благодаря достаточной "инерционности" блока 51 сигнал S практически нечувствителен к "дрожанию фазы" сигнала К и иным его кратковременным искажениям, вызванным помехами в канале связи. (Такое использование стандартного блока фазовой автоподстройки частоты в телекоммуникационных системах является общепринятым и далее не детализируется.)
По положительному фронту сигнала S принимаемые из линий 17 и 18 данные записываются в триггеры 52 и 56. Сигналы с выходов этих триггеров поступают на выходы 25 и 26 блока 16 и далее в устройства DTE3 (12) и DTE4 (13). Как отмечалось, сигнал RxD2 содержит не только "полезные", но и "служебные" биты, полученные инвертированием предыдущих.
On the positive edge of signal S, the data received from
Служебные биты сигнала RxD2 (помеченные крестиками на диаграмме 81), в отличие от полезных не сопровождаются отрицательными фронтами сигнала RxC2 и поэтому не воспринимаются устройством DTE4 (13). Для такого "прореживания" импульсов используются триггеры 54, 55 и элемент ИЛИ 57. Триггер 54 устанавливается в единичное состояние по положительному фронту сигнала RxD1, а триггер 55 - по отрицательному фронту этого сигнала. Возврат этих триггеров в нулевое состояние происходит под действием импульсов J, которые поступают с формирователя импульсов 53 и соответствуют отрицательным фронтам сигнала S. Сигналы Р и Q с выходов триггеров 54 и 55 суммируются элементом ИЛИ 57. Поэтому в периоды стабильности сигнала RxD1 синхросигнал RxC2 не вырабатывается, что и требуется для фильтрации служебных битов. The service bits of the RxD2 signal (marked with crosses in diagram 81), unlike the useful ones, are not accompanied by negative edges of the RxC2 signal and therefore are not perceived by the DTE4 device (13). For such “thinning out” of pulses, triggers 54, 55 and an
Источники информации
1. Патент США 6269414 BL.Sources of information
1. US patent 6269414 BL.
2. Патент США 6044421 (прототип). 2. US patent 6044421 (prototype).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001131210/09A RU2205445C1 (en) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | For data transmission device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001131210/09A RU2205445C1 (en) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | For data transmission device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2205445C1 true RU2205445C1 (en) | 2003-05-27 |
Family
ID=20254366
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001131210/09A RU2205445C1 (en) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | For data transmission device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2205445C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2648574C2 (en) * | 2016-06-28 | 2018-03-26 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" | Intermodular exchange device on lvds-m trunk line with channel reservation and direct access to memory |
-
2001
- 2001-11-21 RU RU2001131210/09A patent/RU2205445C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2648574C2 (en) * | 2016-06-28 | 2018-03-26 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" | Intermodular exchange device on lvds-m trunk line with channel reservation and direct access to memory |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4495617A (en) | Signal generation and synchronizing circuit for a decentralized ring network | |
JP2534788B2 (en) | Synchronous multiplexer reframing circuit. | |
EP0227378A2 (en) | Method for receiving and converting high speed serial data pattern input signals to parallel data pattern output | |
JPS5810038B2 (en) | Communication exchange method | |
RU2205445C1 (en) | For data transmission device | |
CA2120697C (en) | Pair division multiplexer for digital communications | |
EP0130998A1 (en) | Ternary encoding and decoding of digital data | |
JP2003134098A (en) | Serial receiver | |
RU2214061C2 (en) | Data transfer device | |
US5222102A (en) | Digital phased locked loop apparatus for bipolar transmission systems | |
JPS63108828A (en) | Monitoring method for digital line | |
JPS596647A (en) | Method for synchronizing transmission of serial data | |
JP2000332741A (en) | Communication apparatus | |
RU2206181C1 (en) | Data coding/decoding device | |
JPH0653955A (en) | Parallel bit synchronization system | |
JP2693831B2 (en) | Auxiliary signal transmission method | |
RU2214044C1 (en) | Data coding/decoding device | |
RU2271612C1 (en) | Data transfer device | |
JPH03258132A (en) | Communication terminal equipment | |
SU1596475A1 (en) | Cyclic synchronization device | |
SU987830A1 (en) | Information transmitting and receiving device | |
JPS60235548A (en) | Transmission system of signal frame | |
RU2262205C1 (en) | Device for transferring data | |
RU2214046C1 (en) | Data coding/decoding device | |
FI111577B (en) | Procedure and arrangement for the transmission of digital data |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20031122 |