RU2648574C2 - Intermodular exchange device on lvds-m trunk line with channel reservation and direct access to memory - Google Patents
Intermodular exchange device on lvds-m trunk line with channel reservation and direct access to memory Download PDFInfo
- Publication number
- RU2648574C2 RU2648574C2 RU2016126025A RU2016126025A RU2648574C2 RU 2648574 C2 RU2648574 C2 RU 2648574C2 RU 2016126025 A RU2016126025 A RU 2016126025A RU 2016126025 A RU2016126025 A RU 2016126025A RU 2648574 C2 RU2648574 C2 RU 2648574C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channel
- trigger
- synchronizer
- controller
- exchange
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
- G06F13/14—Handling requests for interconnection or transfer
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Communication Control (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для обработки цифровых данных и устройствам передачи дискретной информации по линиям связи. Изобретение может найти применение в бортовой радиоэлектронной аппаратуре.The invention relates to a device for processing digital data and devices for transmitting discrete information over communication lines. The invention may find application in on-board electronic equipment.
Известно устройство [Патент RU №2205445 С1, МПК G06F 13/14], содержащее блок приема данных и блок передачи данных, при этом блок передачи данных содержит генератор синхросигналов, сдвиговый регистр, элемент "Исключающее ИЛИ", триггер, два усилителя, блок приема данных содержит два усилителя, два формирователя импульсов, элемент ИЛИ, блок фазовой автоподстройки частоты, триггер.A device is known [Patent RU No. 2205445 C1, IPC
Описанное устройство предназначено для синхронного приема и передачи данных по каналам связи. Взаимосвязь принимаемых и передаваемых данных осуществляется за счет сопровождения сигналом опорной частоты, по которому идет стробирование данных и восстановление согласно заданному протоколу обмена.The described device is designed for synchronous reception and transmission of data over communication channels. The interconnection of the received and transmitted data is carried out due to the support of the reference frequency signal, according to which the data is gated and restored according to the specified exchange protocol.
Недостатками данного устройства являются низкие помехозащищенность, надежность, а также отсутствие возможности работы на системы с гальванической развязкой и магистральные системы, высокие энергозатраты за счет передачи информации в стандартах типа «RS-485/422/232» или «TTL/CMOS», отсутствие типового контроллера прямого доступа в память «ПДП».The disadvantages of this device are low noise immunity, reliability, as well as the lack of the ability to work on systems with galvanic isolation and backbone systems, high energy costs due to the transmission of information in standards such as "RS-485/422/232" or "TTL / CMOS", the lack of typical controller direct access to the memory "PDP".
Известно устройство [Патент RU №95103054 А1, МПК Н04В 3/00], содержащее на передающей стороне генератор тактовых импульсов, два ключевых элемента, триггер, трансформатор, компаратор, элемент задержки, элемент И, диод, инвертор, а на приемной стороне - трансформатор, три диода, два конденсатора, два компаратора, триггер, ключевой элемент, элемент задержки, элемент И, инвертор. Устройство предназначено для асинхронной передачи данных по каналу связи.A device is known [Patent RU No. 95103054 A1, IPC
Недостатком устройства является низкая надежность и высокие энергозатраты, низкая скорость приема-передачи, а также отсутствие типового контроллера «ПДП».The disadvantage of this device is low reliability and high energy consumption, low speed of reception and transmission, as well as the absence of a typical controller "PDP".
Известна полезная модель [Патент RU №148935 U1, МПК G06F 13/00], содержащая приемопередатчик, управляющий блок и блок гальванической развязки, приемопередатчик выполнен в виде гальваноизолированного драйвера последовательного интерфейса RS-422, управляющий блок - в виде микроконтроллера, а блок гальванической развязки - в виде согласующих импульсных трансформаторов, кроме того, в состав введена программируемая логическая интегральная схема, при этом сигналы с выхода прибора внешней системы сбора данных поступают через согласующие импульсные трансформаторы на входы программируемой логической матрицы, а с ее выходов - на входы микроконтроллера, с выходов последнего согласованные сигналы поступают на вход RS-422.A utility model is known [Patent RU No. 148935 U1, IPC
Устройство предназначено для асинхронной передачи данных по каналу связи, по протоколу RS-422 и организует взаимодействие при помощи контроллера протокола обмена на микросхеме программируемой вентильной матрицы и автомата управления контроллером на основе микроконтроллера.The device is designed for asynchronous data transmission over a communication channel, using the RS-422 protocol, and organizes interaction using the exchange protocol controller on a programmable gate array chip and a controller control unit based on a microcontroller.
Недостатком устройства является высокие энергозатраты приема-передачи по протоколу RS-422, низкая скорость приема-передачи, отсутствие типового контроллера «ПДП», отсутствие возможности работать на магистральные системы, а также низкая надежность ввиду отсутствия канального резервирования.The disadvantage of this device is the high energy consumption of the transmit-receive protocol RS-422, the low speed of the transmit-receive, the lack of a typical controller "PDP", the inability to work on trunk systems, as well as low reliability due to the lack of channel redundancy.
Известна полезная модель [Патент RU №140982 U1, МПК G06F 13/00], являющаяся наиболее близким аналогом к заявленному техническому решению и принятая за прототип. Устройство (микросхема) адаптера удаленных устройств, отличающаяся тем, что содержит двухканальный контроллер сети, по меньшей мере один контроллер последовательного периферийного интерфейса и блок конфигурации микросхемы, которые соединены между собой, а также по меньшей мере с одним универсальным периферийным портом и с микропроцессорным портом, при этом двухканальный контроллер выполнен с возможностью обеспечения управления микросхемой по протоколу, в частности с возможностью приема из сети и отправления в сеть меток времени и кодов распределенных прерываний; контроллер последовательного периферийного интерфейса выполнен с возможностью локального управления микросхемой; блок конфигурации микросхемы; микропроцессорный порт выполнен с возможностью подключения периферийных устройств с параллельными портами, поддерживающими адресацию, а также с возможностью эмуляции шин, имеющих различные сигналы управления; универсальный периферийный порт выполнен с возможностью подключения периферийных устройств, скорость обмена данными с которыми можно конфигурировать; четыре приемопередатчика низковольтных дифференциальных сигналов LVDS, соединенных с двухканальным контроллером сети, а универсальный периферийный порт выполнен с возможностью подключения широкого спектра периферийных устройств.A useful model is known [Patent RU No. 140982 U1, IPC G06F 13/00], which is the closest analogue to the claimed technical solution and adopted as a prototype. A device (microcircuit) of a remote device adapter, characterized in that it contains a two-channel network controller, at least one serial peripheral interface controller and a microcircuit configuration unit that are interconnected, as well as at least one universal peripheral port and a microprocessor port, the two-channel controller is configured to control the chip according to the protocol, in particular with the ability to receive time stamps and s distributed interrupt; the controller of the serial peripheral interface is configured to locally control the chip; microcircuit configuration block; the microprocessor port is configured to connect peripheral devices with parallel ports that support addressing, as well as the ability to emulate buses with various control signals; universal peripheral port is configured to connect peripheral devices, the data exchange rate with which you can configure; four LVDS differential voltage transceivers connected to a two-channel network controller, and a universal peripheral port is configured to connect a wide range of peripheral devices.
Вышеописанное устройство предназначено для асинхронного приема передачи данных. Содержит в себе типовой блок «ПДП», драйвер магистрали LVDS и организует обмен согласно заданному протоколу на скоростях от 2 Мбит/с до 100 Мбит/с.The above device is intended for asynchronous reception of data transmission. It contains the typical “PDP” block, the LVDS trunk driver, and organizes the exchange according to the specified protocol at speeds from 2 Mbit / s to 100 Mbit / s.
Устройство имеет четыре ключевых недостатка:The device has four key disadvantages:
1. В составе устройства применен кодер/декодер балансных кодов, который не обеспечивает возможность применения данного устройства в составе систем гальванической развязкой.1. The encoder / decoder of balanced codes is used as part of the device, which does not provide the possibility of using this device as part of galvanic isolation systems.
2. Примененный стандарт физической магистрали LVDS не позволяет использовать устройство в магистральных системах, а только в системах типа «точка - точка».2. The applied LVDS physical trunk standard does not allow the device to be used in trunk systems, but only in point-to-point systems.
3. Среднеинтегральная скорость обмена между абонентами значительно ниже заявленной ввиду того, что в заданном протоколе обмена помехозащищенность основана на применении кодирования сигнала методом замещения (DS код) с дополнительной контрольной суммой (CRC8). Применение DS-кодирования не позволяет выявлять ошибки. Таким образом, количество верных транзакций на частоте свыше 10 Мбит будет снижено в условиях помеховой обстановки.3. The average integral exchange rate between subscribers is much lower than the one declared because in a given exchange protocol, noise immunity is based on the use of signal coding by the replacement method (DS code) with an additional checksum (CRC8). The use of DS encoding does not detect errors. Thus, the number of correct transactions at a frequency of more than 10 Mbit will be reduced in an interference environment.
4. Устройство не содержит канального резервирования. Из описания следует, что оба драйвера каналов приема соединяются с контроллером протокола обмена. Выход контроллера приведет к отказу всей системы в целом.4. The device does not contain channel redundancy. From the description it follows that both drivers of the receive channels are connected to the controller of the exchange protocol. The controller output will lead to a failure of the entire system.
Задачами изобретения являются: увеличение скорости обмена, повышение помехоустойчивости, снижение энергозатрат, возможность организации работы на магистральные линии связи с гальванической развязкой.The objectives of the invention are: increasing the exchange rate, increasing noise immunity, reducing energy costs, the possibility of organizing work on the main communication lines with galvanic isolation.
Задачи достигаются тем, что в устройство межмодульного обмена по магистрали LVDS-M с канальным резервированием и прямым доступом в память, содержащее первый и второй каналы обмена данными, состоящие из первого триггера синхронизатора, соединенного со вторым триггером синхронизатором в первом канале, первого триггера синхронизатора и соединенного со вторым триггером синхронизатором во втором канале, фильтра фазовой автоподстройки частоты для каждого канала, соединенного со вторым триггером синхронизатором своего канала и соединенного с контроллером протокола обмена своего канала, преобразователя из последовательного кода в параллельный для каждого канала, соединенного с выходом второго триггера синхронизатора своего канала и фильтром фазовой автоподстройки частоты своего канала, введен декодер балансных кодов, соединенный с преобразователем последовательного кода в параллельный и соединенный с контроллером протокола обмена, вход которого соединен с выходом преобразователя S-P и выход которого соединен со 2 входом автоматом управления, выход 1 и вход 3 автомата управления соединены с кодером балансных кодов, выход 2 автомата управления соединен с преобразователем параллельного кода в последовательный (P-S), выход P-S соединен с драйвером LVDS-M, выход 3 автомата управления первого и второго канала объединяются по схеме логического «ИЛИ» (Шина данных), выход 4 автомата управления первого и второго каналов объединены по схеме «И» (Шина управления), выход 4 автомата управления первого второго канала объединяются по схеме логического «ИЛИ» (Шина адреса), в устройства введена схема «ПДП», на входы которой поступают данные с выходов схем «И», первой схемы «ИЛИ», второй схемы «ИЛИ», выходы схемы «ПДП» связанны с внешними источниками (абонентами).The tasks are achieved in that in the intermodular exchange device on the LVDS-M trunk with channel redundancy and direct memory access, containing the first and second data exchange channels, consisting of a first synchronizer trigger connected to a second synchronizer trigger in the first channel, the first synchronizer trigger and connected to the second trigger by the synchronizer in the second channel, a phase-locked loop filter for each channel connected to the second trigger by the synchronizer of its channel and connected to the controller of the protocol for the exchange of its channel, a converter from serial to parallel for each channel connected to the output of the second trigger of its channel synchronizer and a phase-locked loop filter of its channel, a balanced code decoder is introduced, connected to the serial code converter in parallel and connected to the controller of the exchange protocol the input of which is connected to the output of the SP converter and the output of which is connected to the 2 input by the control unit,
Устройство поясняется схемами и чертежами:The device is illustrated by diagrams and drawings:
- на фиг. 1 представлена функциональная схема устройства межмодульного обмена по магистрали LVDS-M;- in FIG. 1 shows a functional diagram of an intermodular exchange device on the LVDS-M trunk;
- на фиг. 2 - выход DPLL с замкнутой петлей ФАПЧ, стробирующий входной битовый поток;- in FIG. 2 - DPLL output with closed loop PLL, gating the input bit stream;
- на фиг. 3 - выходной битовый поток декодера балансных кодов;- in FIG. 3 - output bit stream of the decoder balance codes;
- на фиг. 4 - выходной битовый поток кодера балансных кодов;- in FIG. 4 - output bit stream of the encoder balance codes;
- на фиг. 5 - работа контроллера «ПДП» в режимах чтения/записи данных.- in FIG. 5 - operation of the controller "PDP" in the read / write data mode.
Устройство межмодульного обмена по магистрали LVDS-M (фиг. 1) с канальным резервированием содержит в каждом канале драйверы приемопередатчиков LVDS-M 1, 2, первый триггер синхронизатора 3, 4, второй триггер синхронизатора 5, 6, преобразователь последовательного кода в параллельный «S-P» 7, 8, цифровой фильтр фазовой автоподстройки частоты «DPLL» 9, декодер балансных кодов 10, 11, контроллер протокола обмена «Автомат управления» 12, 13, кодер балансных кодов 14, 15, преобразователь из параллельного кода в последовательный «P-S» 16, 17; общие для обоих каналов: первый логический элемент «И» 19, первый логический элемент «ИЛИ» 18, второй логический элемент «ИЛИ» 20, контроллер «ПДП» 21.The intermodular exchange device on the LVDS-M trunk (Fig. 1) with channel redundancy contains in each channel the LVDS-
Устройство (фиг. 1) работает следующим образом (описывается работа одного канала): на вход драйвера магистрали LVDS-M 1 поступает закодированный балансными кодами поток данных согласно заданному протоколу обмена. Дифференциальный приемник драйвера LVDS-M 1 производит перевод сигнала из дифференциальной формы в уровни стандарта «LVTTL/CMOS». Далее преобразованный сигнал поступает на два триггера синхронизатора 3, 5, которые служат для синхронизации входного сигнала с опорной частотой работы устройства. С последнего триггера синхронизатора 5 сигнал поступает на фильтр фазовой автоподстройки частоты «DPLL» 9 и преобразователь последовательного кода в параллельный «S-P» 7. «DPLL» 9 вырабатывает опорную частоту стробирования входного сигнала (фиг. 2). Частота стробирования с «DPLL» 9 поступает на преобразователь «S-Р» 7, где производится выборка слов на основе входного битового потока. Закодированное балансным кодом слово от «S-P» 7 поступает на декодер 10. Декодер 10 преобразует закодированное слово в байт данных (фиг. 3, и выявляет ошибки во время приема (верный баланс кода, отсутствие запрещенных кодов). Байт данных поступает на контроллер протокола обмена «Автомат управления» 12. Частота стробирования с «DPLL» 9 поступает на «Автомат управления» 12. На основе полученных данных от «DPLL» 9 и декодера 10 «Автомат управления» 12 восстанавливает принятые данные согласно заданному протоколу обмена и определяет ошибки приема на основе контрольной суммы «CRC8».The device (Fig. 1) works as follows (the operation of one channel is described): an LVDS-
Во время отсутствия данных на любом из каналов или их недостоверности, а также любой неисправности канала шины с «Автомата управления» 12, 13 (DATA_OUT, ADR) находятся в состоянии логического "0", шина (CE,WE,RD) - в состоянии логической "1".During the absence of data on any of the channels or their inaccuracy, as well as any malfunction of the bus channel from the “Automatic Control” 12, 13 (DATA_OUT, ADR) are in the logical “0” state, the bus (CE, WE, RD) is in the state logical "1".
Сигналы «Автомата управления» 12, 13 первого и второго канала объединяются в логических схемах: первой схеме «ИЛИ» 18, схеме «И» 19, второй схеме «ИЛИ» 20. После объединения шины: «DATA_OUT» с выхода первой логической схемы «ИЛИ» 18; «CE, WR, RD» с выхода логической схемы «И» 19; «ADR» второй логической схемы «ИЛИ» 20 поступают на входы контроллера «ПДП» 21. Контроллер «ПДП» по внешним выводам устройства организует обмен с устройствами типа: "Микропроцессор", "ОЗУ", "ПЗУ", "Микроконтроллер", "Конечные Автоматы управления", "Регистры" (фиг. 5).The signals of the “Automatic control unit” 12, 13 of the first and second channels are combined in logical circuits: the
Данные из «Автомата управления» 12 поступают на вход кодера 14. Данные, закодированные балансным кодом с кодера 14, поступают на вход «Автомата управления» 12 (фиг. 4). Параллельные данные в балансном коде согласно определенному протоколу обмена с выхода «Автомата управления» 12 поступают на преобразователь данных из параллельных в последовательные «P-S» 16. С выхода «P-S» 16 закодированный битовый поток поступает на вход передатчика драйвера магистрали LVDS-M 1. Дифференциальные данные с выхода передатчика драйвера магистрали LVDS-M 1 в балансном коде поступают на внешнюю межмодульную магистраль.The data from the “Automatic control unit” 12 is received at the input of the
Данное устройство используется в аппаратуре управления космических аппаратов в качестве контроллера внутриприборной магистрали.This device is used in the control apparatus of spacecraft as a controller of the instrument panel.
Из известных автору патентных материалов и дополнительных источников информации не известен набор признаков, сходных с признаками заявляемого объекта.From the patent materials known to the author and additional sources of information, a set of features similar to those of the claimed object is not known.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016126025A RU2648574C2 (en) | 2016-06-28 | 2016-06-28 | Intermodular exchange device on lvds-m trunk line with channel reservation and direct access to memory |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016126025A RU2648574C2 (en) | 2016-06-28 | 2016-06-28 | Intermodular exchange device on lvds-m trunk line with channel reservation and direct access to memory |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016126025A RU2016126025A (en) | 2018-01-10 |
RU2648574C2 true RU2648574C2 (en) | 2018-03-26 |
Family
ID=60965187
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016126025A RU2648574C2 (en) | 2016-06-28 | 2016-06-28 | Intermodular exchange device on lvds-m trunk line with channel reservation and direct access to memory |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2648574C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU225527U1 (en) * | 2024-01-11 | 2024-04-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Уралэнергосервис" | DEVICE FOR INTERPROCESSOR DATA EXCHANGE USING COMMON RAM |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2205445C1 (en) * | 2001-11-21 | 2003-05-27 | Степанов Владислав Андреевич | For data transmission device |
US7499500B2 (en) * | 2003-03-21 | 2009-03-03 | Sony United Kingdom Limited | Data communication system, method and apparatus for communicating a data signal formed of successive data elements |
RU140982U1 (en) * | 2012-10-09 | 2014-05-20 | Открытое акционерное общество Научно-производственный центр "Электронные вычислительно-информационные системы" (ОАО НПЦ "ЭЛВИС") | REMOTE DEVICE ADAPTER CHIP |
RU148935U1 (en) * | 2014-09-17 | 2014-12-20 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственный центр "Аквамарин" | AGREEMENT AND DATA EXCHANGE MODULE OF A SHIP AUTOMATED CONTROL SYSTEM |
-
2016
- 2016-06-28 RU RU2016126025A patent/RU2648574C2/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2205445C1 (en) * | 2001-11-21 | 2003-05-27 | Степанов Владислав Андреевич | For data transmission device |
US7499500B2 (en) * | 2003-03-21 | 2009-03-03 | Sony United Kingdom Limited | Data communication system, method and apparatus for communicating a data signal formed of successive data elements |
RU140982U1 (en) * | 2012-10-09 | 2014-05-20 | Открытое акционерное общество Научно-производственный центр "Электронные вычислительно-информационные системы" (ОАО НПЦ "ЭЛВИС") | REMOTE DEVICE ADAPTER CHIP |
RU148935U1 (en) * | 2014-09-17 | 2014-12-20 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственный центр "Аквамарин" | AGREEMENT AND DATA EXCHANGE MODULE OF A SHIP AUTOMATED CONTROL SYSTEM |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU225527U1 (en) * | 2024-01-11 | 2024-04-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Уралэнергосервис" | DEVICE FOR INTERPROCESSOR DATA EXCHANGE USING COMMON RAM |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2016126025A (en) | 2018-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU591645B2 (en) | Queueing protocol | |
US7746883B2 (en) | Multi-drop ethernet | |
EP1825382B1 (en) | Low protocol, high speed serial transfer for intra-board or inter-board data communication | |
Frenzel | Handbook of serial communications interfaces: a comprehensive compendium of serial digital input/output (I/O) standards | |
US8006008B2 (en) | Apparatus and method for data processing having an on-chip or off-chip interconnect between two or more devices | |
US20150103845A1 (en) | Synchronization time-division multiplexing bus communication method adopting serial communication interface | |
JP2009525625A (en) | Equipment and deskew for multiple lanes of serial interconnect | |
EP3136652A1 (en) | Emulating bi-directional bus communication using separate unidirectional channels | |
US10127176B2 (en) | Receiver architecture | |
RU2648574C2 (en) | Intermodular exchange device on lvds-m trunk line with channel reservation and direct access to memory | |
JPS6160049A (en) | Fiber optical interface | |
CN105306421A (en) | PCI-E interface based signal processing method and PCI-E interface based signal processing device | |
CN111614533B (en) | POWERLINK slave station module capacity expansion system and interaction method of slave station and bus master node | |
WO2016078357A1 (en) | Master device, and method and system for managing slave devices by master device | |
Shin et al. | CAN FD controller for in-vehicle system | |
US6023476A (en) | Signal delays in a logical repeater set | |
US7937516B2 (en) | Integrated circuit with LIN-protocol transmission | |
CN104009823A (en) | Malposition detection and error correction circuit in SerDes technology | |
CN112492404A (en) | Multiplexing interface device and MAC system | |
Nayani et al. | Design and Implementation of Uart Protocol for Avionics Applications | |
KR101928942B1 (en) | Apparatus and method for processing digital video data having verification module | |
Kim et al. | High speed ring-based distributed networked control system for real-time multivariable applications | |
CN219496953U (en) | Redundant programmable logic controller system | |
Zhou et al. | Research on wireless MIL-STD-1553B bus based on infrared technology | |
KR100493009B1 (en) | High Speed Serial Bus Interface System Using Multiple Signal Lines |