Организация на серийни мултиплекс канали

Днес все повече и по-широко т.нар децентрализирана структура на обработка на информация, или разпределени обработка системи, в които подобряват ефективността се постига чрез разделяне проблеми решени от системата, броят на независимите или слабо зависими подзадачи чието решение се основава на компютър решен директно в поле възприятие и информация измерване, за да се обработи. В такива системи, тя се превърна в неотложен проблем на взаимодействието на тези функционални елементи на комплекса (включително компютри) в единна интегрирана система и по-специално организирането на обмен на информация между елементите.

Организация връзки между блокове, съгласно принципа "един с друг", на практика води до факта, че не се изисква голямо количество кабел за свързване на експлоатацията на комплекса. Има трудности с резервация е "жизнено важни" кабелни линии поради тяхната голяма маса, особено в хората с увреждания обем медийни сайтове. Често измерени данни, необходими за прехвърляне на точките на измерване чрез въртящи се контактни устройства (например, радарна система), в който броят на контактите е ограничен за конструктивни причини и поради ниската надеждност. Това води до проблеми с излишни контакти.

Ето защо, в настоящия момент те са били широко и има перспективи за серийни комуникационни интерфейси и компютър външно оборудване на базата на моно канала мултиплексирани съобщения или, тъй като те често се наричат, мултиплексираните канали за трафик (ICEE). Чрез мултиплексиране реализира алтернативен метод за предаване на съобщения към същия комуникационен канал (време на съобщения разделяне) [22].

Първите принципи на MKIO със софтуер и управление на информационните потоци са извършени в Съединените щати, за интегрирането на авионика за създаване на самолет Б-1, F-15, F-16 в началото на 70-те години. Успешен опит в прилагането на тези интерфейси право да ги обобщи като стандарт MIL-STD-1553, която беше приета през 1973 г. и след това два пъти преразглеждат и актуализират (сега работи MKIO стандарт MIL-SRD-1553 B).

Организация на серийния интерфейс на базата на този стандарт се прилага не само в авиацията (Comp Lex самолет и бордово оборудване хеликоптер), но също така и в морски бизнес, индустрия, авто-mobilestroenii, за локални компютърни мрежи-ТА. Принципите на организацията на този стандарт в Nima като основа за разработването на нови интерфейси последователност-Ing. Когато това се разбира nenie-запазва своите основни положителни качества (намаляване на масата на свързване на проводници и кабели, възможност за вариране на броя на свързани функционални единици и сензори, способността да се конфигурира и отражението Botko отделните функционални блокове и цялостната система, способността да се подобри надеждността на Rezer -virovaniya линия; възможност за организиране на йерархично-ващи компютърните системи и т.н.) .. Ето защо, ние смятаме по-подробно организацията на мултиплекс въжето в рамките на този стандарт.

Мултиплекс информация далекопровод

Фиг. 1. Структура на системата с MKIO

Цялостната структура на системата с MKIO. (. Фигура 1) с MKIO система включва следните функционални елементи:

- преносна линия мултиплекс информация (MLPI) може да предава информация между функционални единици на различни цели;

- крайни единици (DU), осигуряващи Con-тингите MKIO функционални подсистеми, предния мация кодове необходимо синхронизиране и информира-нето;

Мултиплекс предаване на информацията линия.

Тъй като информацията се използват предавателни линии: а - тел линия във формата на екранирани усукани двойки проводници (Фигура 2) Kwak огън коаксиални кабели (Фигура 3).. б - оптични линии (Фигура 4). в - линия вълновод. Тези електропроводи имат различни характеристики: капацитет, шум стойност имунитет. скоростна кутия тип линия засяга консумацията на свързаните системи. Баня екраниран усукана двойка проводници, използвани в канали с широчина на честотната лента до 10 Mbit / сек, и Kwak - аксиални кабели - в канали с широчина на честотната лента до 10 Mbit / сек. Оптични оптични линии може да се постигне изключително висок капацитет канал, достигайки 10 - 100 Mbit / сек. Отводи осигуряват висока скорост на пренос на данни, но те са тромави, скъпи, ниско съпротивление на механично напрежение и затова се използват много по-рядко в сравнение с други видове електропроводи.

Фиг. 2. Системата с предаването линия, оформена като екраниран усукана двойка проводници: R - ограничаващ резистор

Фиг. 3. Система за линията за предаване на базата на коаксиален кабел:

R - ограничаващ резистор

Фиг. 4. Системата на базата на предаване линия оптична

Капацитетът на преносни линии, като телена ЛИЗАЦИЯ и оптични влакна намалява приблизително пропорционално на дължината му, т.е.. E. С увеличаване на дължина линия от порядъка на около един порядък и намалява производителността. Към краищата на кабелни линии данни свързан съвпадение на устои-тура, както е показано на фиг. 2 и 3.

В съответствие с този стандарт дължина багажника линия е разположен не повече от 100 м, дължината на съединителя не е повече от 6 м. С гръбнак mozh-свързване, но не повече от 32 цикли.

Информация за далекопроводи и различни режими на работа и са разделени в Nye симплекс, дуплекс и полу-дуплекс. В симплекс. еднопосочно, линии покриви-информация се предава на една посока. Симплекс режим серийни интерфейси се използват много рядко, тъй като изисква голям брой връзки. В пълен дуплекс комуникация свързва информационните преди etsya в две посоки едновременно; половин дуплекс-ТА - и в двете посоки, но с VRE разделяне Meni (последователно). В дуплекс режим за предаване на данни и управляващи сигнали образуват връзка ispol'uet-обикновено отделно. От гледна точка на икономия на комуникационни линии за предпочитане са etsya режим половин дуплекс.

организация за управление на преносни мултиплексираните данни линии са разпределени в единични и мулти-ниво. На сестра линии отново вили всички терминали, свързани помежду си само с един канал. Многостепенното линия съюз група nyayut терминални устройства над отделни връзки. Освен това, тези групи могат да бъдат контролирани независимо един от друг, всеки по своя линия или система от линии образува йерархична структура, в която по-ниско ниво подчинен на линия линии управление на по-високо ниво.

За да се подобри надеждността и отказоустойчивост предаване MKIO линия, както и контролери и терминали могат да бъдат подкрепени (дори четирикратно и два пъти).

Устройствата за терминални свързани с мултиплексно предаване на данни линия. Най-често срещани полу-чили два начина за свързване на терминални устройства към мултиплекс информацията за далекопровод: Nepo-sredstvenno и трансформатора. Когато метод н А директна връзка (фиг. 4.2 и 4.3), се осигурява висок шум имунитет, лекота небе електрически съвпадение устройства, но за електрическа изолация между устройствата е необходимо да се използват елементи с три стабилни състояния. Urn метод връзка приложимо трансформатор осигурява галванично отделяне, но необходимостта за обаждания проводим предаване на сигнали, които нямат DC компонент. Освен това, в двете методи за решаване на проблема за синхронизация на prini май MLPI сигнали. Схеми MLPI formatornym свързващи клеми транс-начин, показани на фиг. 5.

Кодовете, използвани за предаване на MLPI информация. Кодовете, използвани за предаване на сигнали MLPI се наричат ​​последователност възпалително линейни кодове. Тези кодове изисквания predyav-lyayutsya гарантират високо качество, шум имунитет, синхронизация на простота. Някои серийни линейни кодове са показани на фиг. 6.

Фиг. 5.Shema MKIO като начин за свързване трансформаторни терминали:

и - без ограничения; б - с излишък; R0 - 75 ома ± 5%; R1 - 56Om ± 5%

Фиг. 6.Nekotorye линейни кодове, използвани за предаване на информация

и - броя на битовете на информацията; б - логическите стойности на битове информация; в - еднополюсен прав двоичен NRZ; R - тактови сигнали; г - биполярно ред код без да се връща на нула; д - биполярно линеен бинарен код самостоятелно синхронизиращия с връщане към нула; Е - биполярно фаза смени купето самостоятелно синхронизиране на линеен код без да се връща на нула - "Манчестър-2"

Shemotehnicheskogo най-просто реализира unipo-полярен код двоична последователност (виж фигура шест инча), не-връщане на нула (NRZ - без връщане на нула), в която предава стойността на логиката 1 съответно, съществува висока степен на напрежение, и стойността на логаритмичната агенция 0 - нивото на напрежение в близост до нула. Един до време на употребата му изисква допълнително накапва за предаване на тактови сигнали (фиг. 6 г), което намалява шума имунитет и намалява скоростта на данните. Immunity този код, един към, може да бъде донякъде подобри, ако логиката на предаване стойности 1 и 0 напрежение нива на различни полярности (фиг. 6 г), и се отстранява допълнително канал за синхронизация, като се използват принципите на връщане на нула (фиг. 6, д). Но в тези варианти, има постоянна код компонент, което ограничава възможността за приложение nost удобен трансформатор свързваща система към крайните устройства.

Лишени от тези недостатъци биполярно фаза смяна шпонков самостоятелно синхронизиране на линейна код без връщане на нула - MANCHESTER-2, предварително посочени на фиг. 6 грама. логическо ниво 1 Коди-ruetsya този код отрицателен делта сигнал в средата на интервала на малко, логиката 0 - положителна разлика. Той просто се формира. Както се вижда от фиг. 6, сигнал в Manchester код 2 се образува чрез добавяне на не Mod 2 NRZ сигнали и синхронизиране сигнали (SS), т. Е. сигнал в Manchester код два приема на единична стойност за интервалите от време, в който NRZ и SS сигнали имат противоположни стойности , Честотата на предаване на логическите стойности на сигнала в MIL-STD-1553 B-nyata при 1 MHz.

обмен Контрол на процесите информация чрез мултиплекс линия. съобщения за контрол на процеса трансфер обсъждат tipleksnoy линия с отделен контрол темперната пещ (обикновено съкратени) или група с контролери. Във втория случай, контрол се осъществява от всеки от контролерите за даден мултиплекс солна линия само в определен фиксиран време PROM-страховито. Всяка свързан към подсистема мултиплекс линии може да се състои от възли, предназначени да изпълняват функциите контролер, както и крайните устройства (DU). В тази връзка, съгласно външен контрол ситуация форхенд etsya контролера една от подсистемите, която е разделена определен интервал от време се активира под-система, докато други подсистеми, свързани с тази MLPI изпълняват ролята на пасивни терминали.

Прехвърляне на активното подсистемата за изпълнение на контрола-желаят да се създаде циклично или в съответствие с приоритетите на предварително Desig chennymi. В случай на липса на необходимост DU анкета се извършва за предаване на информация за идентифициране сред тях okonech-ТА на устройството, която е готова да поеме-Leniye MLPI съвети.

Видове съобщения в организацията на обмена на информация за MLPI-ТА. Стандартизирани три типа съобщения:

1) от контролера към терминала;

2) от терминала към контролера,

3) от терминала към терминала.

По този начин на колети, които съдържат три вида думи Съобщението предава по MLPI е: командата (C); Информация (I) и отговори (О). Форми на СЗО възможно съобщения са показани на фиг. 7.

и - контролер OS; б - DU контролер; в OU OU; г - отговор команда; г - ОС контролер (общ режим); д - ОУ DU (общ режим);

t1 - интервалът между най-новата информация и отговорът, (2 микросекунди

T2 - пауза между команда и отговор, (2 микросекунди

t3 - пауза между последната информация или отговор и изпращането на следващата команда думата (t3> 2 микросекунди);

При предаване на информация от администратора на крайно устройство (фиг. 7а), контролерът изпраща първия контролен дума за информация на рецепцията. Следван Noe определен брой (от един до 32 думи) на думите на данни. Терминалното устройство, получаващ информацията предава думата за отговор получи контрол-пещ.

При предаване на информация от терминала към контролера (фиг. 7б), последният предава контролна дума за предаване на информация, като че терминалното устройство предава думата за отговор и на определен брой информационно-ционни думи.

Кутия, показан на фиг. 7г се използва за стопански цели, като например да се идентифицират на исканията на OS услуги и Ал на мониторинг на състоянието на канала., А трансмисията е показано на фиг. 7, D, Е, и характер група се използват за инициализация на операционната система, диагностициране на техните страни, тъй възпроизвеждане-TION на няколко DU и сътр.

Когато предаване съобщение пауза между последната информация думата на масива и думата за отговор (t1), трябва да бъде в диапазона 2 £ T1 £ 10 микросекунди, както и пауза (Т2) между командата и думата за отговор. Пауза между последната информация или отговор, командния дума и следващото съобщение (t3), следва да бъде не по-малко от 2 микросекунди.

Съобщенията от контролера се предават на операционната система, без паузи между командата и първата информация думата на масива, както и информация масив между думите или между предаване на отговора, операционната система и първата информация словото на масива. Можете да използвате различни комбинации и обсъдени основните видове съобщения.

Формати думи при споделяне на информация. Всяка дума се предава по линия се състои от Signa ла дума синхронизация, 16-информационни битови редове и паритета контролира изпълнението (фиг. 8), първият часовник сигнал след малко на думата е стар-PWM малко (повечето от теглото).

Фиг. 8.Formaty думи, за да подредите съобщенията:

K - знак за предаване / приемане; P - паритет; и - цифри дума; б - команда дума (K); в - данни дума (И); г - отговора

Код Bits 10-14

влизане знак на отбора в редиците на 15 - 19 контрол думата. За други стойности на битовете 10-14 инструкция дума в областта на информационните думи се записва в броя на думи, предадени от едно масив (00 001) 32 (00 000)

Забележка. Тире означава, че кодовете са в готовност

Трябва да се има предвид, че в стандарта MIL-STD-1553 в от 32-те възможни команди използва само 15, а останалите са запазени за бъдещи приложения.

Обобщеният структурата на логическите свойства крайна точка на устройството. Принципите на организация MLPI, видове и формати на съобщения, команди и режими на фиксиран размер на делящ се комплекс (и двете логически и с skhemotehni кал гледна точка) на структурата на ОС (фиг. 4.9). Като цяло, той се състои от: нива Aligner TTL с нива MLPI сигнали и обратно; енкодер, трансформация, лепене на сериен двоичен фаза смени набра кода MANCHESTER-2; декодер, изпълнява-проводими функции обратен кодер; регистри-трансформират-тели успоредна сериен двоичен код, и обратно; часовник генератор. Изходни пропуск-ING каскади дават сигнал амплитуда от 15 V при натоварване ток от 150 mA, на пиковете на сигналите са не повече от 100-150 НЧ. Декодерът използва Manchester код тактова честота от 12 MHz и кодер - 2 MHz.