Organizarea de canale multiplex multiple
In prezent mai răspândite așa-numita structură descentralizată a prelucrării informațiilor sau distribuite sisteme de prelucrare în care îmbunătățirea performanței se realizează prin partiționarea problemelor rezolvate de sistem, un număr de subactivități independente sau slab dependente a căror soluție se bazează pe un calculator rezolvat direct în domeniu percepția și măsurarea informațiilor care urmează a fi procesate. În astfel de sisteme, problema organizării interacțiunii acestor elemente funcționale ale complexului (inclusiv computerele) într-un singur sistem integrat, și mai ales organizarea schimbului de informații între elemente, devine urgentă.
conexiuni de organizare între blocuri în conformitate cu principiul „unul cu celălalt“, în practică, conduce la faptul că o mare cantitate de cablu este necesar pentru a conecta funcționarea complexului. Există dificultăți la redundarea liniilor de cablu "vitale" datorită masei lor mari, în special a obiectelor cu un volum fizic limitat. măsurate frecvent informațiile necesare pentru a transfera punctele de măsurare prin dispozitivele de contact rotative (de exemplu, supraveghere radar), în care numărul de contacte este limitat din motive de construcție, precum și din cauza fiabilității scăzute. Există probleme cu rezervarea contactelor.
Prin urmare, în prezent au fost pe scară largă și au perspective de interfețe de comunicație serială și echipamente externe de calculator bazate pe canale mono mesaje multiplexate, sau ca acestea sunt adesea numite, canale de trafic multiplexate (ICEE). Prin multiplexare se înțelege modul alternativ de transmitere a mesajelor pe același canal de comunicare (diviziunea timpului mesajelor) [22].
Primele principii ale MKIO cu software-ul și de a gestiona fluxurile de informații au fost efectuate în Statele Unite pentru integrarea avionica pentru a crea avioane B-1, F-15, F-16 la începutul anilor '70. experiență de succes în punerea în aplicare a acestor interfețe permis să le generalizeze ca standard MIL-STD-1553, care a fost adoptată în 1973 și apoi de două ori revizuite și actualizate (opereaza acum MKIO standardul MIL-SRD-1553 B).
Organizarea interfeței seriale pe baza acestui standard se aplică nu numai în aviație (Comp aeronave Lex și echipamente de bord elicopter), dar, de asemenea, în afaceri navale, industrie, auto-mobilestroenii, pentru calculator zona de rețele-TION locale. Principiile de organizare a acestui standard sunt utilizate ca bază pentru dezvoltarea de noi interfețe seriale. Atunci când acest lucru se înțelege nenie-păstrează principalele sale atribute pozitive (reducerea masei de conectare fire și cabluri, posibilitatea de a varia numărul de unități și senzori funcționale conectate, capacitatea de a configura și reflecție-Botko blocuri funcționale individuale și a sistemului în ansamblu, capacitatea de a îmbunătăți fiabilitatea de Rezer - formarea liniei, posibilitatea organizării sistemelor ierarhice de calcul etc.). Prin urmare, vom examina în detaliu organizarea unei funii multiplex în cadrul acestui standard.
Linie de comunicație multiplexă
Fig. 1. Structura sistemului cu MKIO
Structura generală a sistemului cu ICGS. Sistemul cu MKIO (Figura 1) include următoarele elemente funcționale:
- Linia de comunicații multiplex (MLPI), care asigură transferul de informații între unitățile funcționale de diverse scopuri;
- dispozitive terminale (OS), care oferă suportul MKKO cu subsisteme funcționale, formarea codurilor necesare și sincronizarea mesajelor;
Linie de comunicație multiplexă.
Liniile de transmisie a informațiilor sunt: a) linii de sârmă sub formă de perechi de conductori răsucite (Fig.2) sau cabluri coaxiale (fig.3); b - liniile cu fibră optică (figura 4); c - linii de ghidaj de undă. Aceste linii de transmisie au caracteristici diferite: debit, imunitate la zgomot, costuri. Tipul de linie de transmisie afectează puterea consumată de sistemele conectate. Șuruburile răsucite sunt utilizate în canale cu o capacitate de până la 10 Mbps, iar cablurile coaxiale în canale cu o lățime de bandă de până la 10 Mbps. Linia de fibră optică permite atingerea lărgimii de bandă ultra-ridicată a canalelor, atingând 10-100 Mbit / s. Ghidurile de ghidare oferă o viteză mare de transfer de date, dar sunt greoaie, scumpe, mai puțin rezistente la influențele mecanice și, prin urmare, sunt folosite mult mai rar decât alte tipuri de linii de transmisie.
Fig. 2. Sistem cu o linie de transmisie realizată sub forma unei perechi de cabluri răsucite ecranate: R - rezistor de terminare
Fig. 3.Sistem cu linie de transmisie bazat pe cablu coaxial:
R - rezistor de potrivire
Fig. 4. Sistem cu linie de transmisie cu fibră optică
Capacitatea liniilor de transport, cum ar fi sârmă TION și fibră optică scade aproximativ proporțional cu lungimea acestora, respectiv. E. Odată cu creșterea lungimii liniei de pe ordinea de aproximativ un ordin de mărime și scade debitul. Rezistențele terminale sunt conectate la capetele liniilor de date cu cablu, așa cum se arată în Fig. 2 și 3.
În conformitate cu acest standard, lungimea liniei principale este setată la nu mai mult de 100 m, lungimea conectorilor nu este mai mare de 6 m. Nu mai mult de 32 de bucle pot fi conectate la linia de trunchi.
Linile de transmisie a informațiilor diferă de asemenea în modul de operare și sunt împărțite în simplex, duplex și semi-duplex. În simplex. sau linii unidirecționale, informațiile sunt transmise numai într-o singură direcție. Modul simplu de operare în interfețe seriale este utilizat extrem de rar, deoarece necesită un număr mare de linii de comunicație. În liniile de comunicare duplex, informațiile sunt transmise în două direcții simultan; în jumătate-duplex-în ambele direcții, dar cu divizare în timp (alternativ). În modul duplex, liniile de comunicare separate sunt de obicei utilizate pentru transmiterea datelor și a semnalelor de control. Din punctul de vedere al salvării liniilor de comunicare, este preferabil modul semi-duplex.
Linile de comunicații multiple pentru organizația de management sunt împărțite în mod unic și multi-nivel. În liniile de transmisie la un nivel, toate terminalele sunt conectate între ele cu un singur canal. Liniile pe mai multe niveluri unesc grupuri de terminale pe liniile de comunicare separate. Mai mult, aceste grupuri pot fi controlate independent unul de altul, fiecare în linia sa, sau un sistem de linii formează o structură ierarhică în care liniile inferioare sunt subordonate gestionării liniilor de nivel superior.
Pentru a spori fiabilitatea și toleranța la defecțiuni a liniilor de transmisie MKIO, precum și controlorii și terminalele pot fi rezervate (de două sau chiar de patru ori).
Terminale conectate la o linie de transmisie de date multiplexată. Cele mai comune metode sunt două moduri de a conecta dispozitivele finale la o linie de transmisie a informațiilor multiplex: direct și transformator. Când dl O metodă de conectare directă (fig. 4.2 și 4.3), sunt furnizarea de imunitate ridicat de zgomot, ușurința în cer electrice dispozitive de potrivire, dar pentru izolarea electrică între dispozitive este necesar să se utilizeze elemente cu trei stări stabile. Se utilizează o metodă de conectare a transformatorului, care asigură o izolare galvanică, dar determină necesitatea transmiterii semnalelor care nu au o componentă constantă. În plus, în ambele sensuri trebuie rezolvată problema sincronizării semnalelor recepționate de MLPI. Schemele MLPI cu mod trans-formatornym de conectare a dispozitivelor terminale sunt prezentate în Fig. 5.
Codurile utilizate pentru a transmite informații despre MLPI. Codurile utilizate pentru a transmite semnale pe MLPI se numesc coduri liniare succesive. Aceste coduri sunt necesare pentru a asigura performanțe ridicate, imunitate la zgomot, ușurință în sincronizare. Unele coduri liniare consecutive sunt prezentate în Fig. 6.
Fig. 5. Schema MKIO cu metoda transformatorului de conectare a dispozitivelor terminale:
a - fără rezerve; b - cu rezervare; R0 - 75 Ohm ± 5%; R1 - 56 ohmi ± 5%
Fig. 6. Unele coduri liniare utilizate pentru transmiterea informațiilor
a este numărul de biți al informațiilor; b - valorile logice ale biților de informații; c - cod binar liniar unipolar NRZ; r - semnale de ceas; d - codul liniar bipolar fără a reveni la zero; cod binar e - bipolar liniar de sincronizare cu revenire la zero; g - cod linear liniar binar cu auto-sincronizare bipolară fără a reveni la zero - Manchester-2
Shemotehnicheskogo mai simplu a realizat unipo-polar cod de secvență binară (a se vedea figura 6.), Unisens la zero (NRZ - Non revenire la zero), în care valoarea transmisă logicii 1, respectiv, există un nivel de tensiune înaltă, iar valoarea log-agenția 0 - tensiune aproape de zero. Cu toate acestea, atunci când este utilizat, este necesară o picurare suplimentară pentru transmiterea semnalelor de sincronizare (Figura 6.d), care reduce imunitatea la zgomot și reduce rata de transfer a datelor. Immunity acest cod, unu-la, poate fi oarecum îmbunătățită dacă logica de transmisie valori 1 și 0 nivele de tensiune de polarități diferite (fig. 6 d) și îndepărtați canal suplimentar de sincronizare utilizând principiile revenirea la zero (Fig. 6, e). Dar în aceste variante de coduri există o componentă constantă, care limitează posibilitatea utilizării unei conexiuni convenabile a transformatorului de linie cu echipamentul terminal.
Codul liniar auto-sincronizator bipolar blocat fără fază de revenire la zero este eliminat - MANCHESTER-2, prezentat în Fig. 6, f. Nivelul logic 1 este codificat în acest cod cu o scădere a semnalului negativ în mijlocul intervalului de biți, nivelul 0 logic fiind o margine pozitivă. Se formează pur și simplu. Rezultă din Fig. 6, un semnal de cod Manchester 2 este format prin adăugarea de semnale NRZ mod 2 si sincronizarea semnalelor (SS), m. E. Un semnal de cod Manchester 2 acceptă valoarea unică pentru intervalele de timp la care semnalele NRZ și SS au valori opuse . Frecvența de transmisie a valorilor logice ale semnalelor din MIL-STD-1553 B este de 1 MHz.
Gestionarea procesului de schimb de informații pe linia multiplex. Gestionarea procesului de transmitere a mesajelor pe linia multi-linie este efectuată de un controler separat (în general rezervat) sau de un grup de controlori. În cel de-al doilea caz, fiecare controler este controlat pentru această linie multiplexă numai la anumite intervale de timp fixe. Fiecare subsistem conectat la linia multiplex poate include blocuri destinate să execute funcțiile controlerului, precum și dispozitive terminale (UU). În acest sens, în conformitate cu situația externă de control forehand etsya controlorului unul dintre subsisteme, care este împărțit-determinat intervalul de timp devine sub-sistem activ, în timp ce alte subsisteme conectate la acest MLPI îndeplini rolul terminalelor pasive.
Transferul controlului către subsistemul activ este efectuat ciclic sau în conformitate cu prioritățile atribuite în prealabil. În absența informațiilor necesare pentru transfer, sistemul de operare este interogat pentru a identifica între ele un dispozitiv terminal, care este gata să preia conducerea MLPI.
Tipuri de mesaje la organizarea schimbului de informații despre MLPI. Sunt standardizate trei tipuri de transmitere a mesajelor:
1) de la controler la dispozitivul terminal;
2) de la terminal la controler,
3) de la terminal la dispozitivul terminal.
Mesajul transmis de MLPI constă în parcele care conțin trei tipuri de cuvinte: comanda (K); informații (AND) și răspuns (O). Tipurile de mesaje posibile sunt prezentate în Fig. 7.
controler OC; b - controler op-amp; în op-amp OS; d - răspunsul echipei; d - controler OC (mod comun); e-op-amp OU (mod comun);
t1 - pauză între ultimul cuvânt de informare și răspuns (2 us t2 - pauză între cuvântul de comandă și răspuns (2 us t3 - pauză între ultima informație sau răspuns și cuvântul de comandă al următoarei trimiteri (t3> 2 us); Când transmiteți informații de la controler către dispozitivul terminal (Figura 7, a), controlerul transmite mai întâi cuvântul de comandă pentru a primi informații. Apare apoi un anumit număr (de la unu la 32 de cuvinte) de cuvinte de informare. Dispozitivul terminal după primirea informațiilor transmite un cuvânt de răspuns, care este primit de către controler. La transmiterea informațiilor de la terminal la controlerul (Fig. 7b), acesta din urmă transmite un cuvânt de control pentru transmiterea informațiilor, luând că dispozitivul terminal transmite cuvântul de răspuns și un anumit număr de cuvinte informație-TION. Transmisia prezentată în Fig. 7, d, este utilizat în scopuri oficiale, de exemplu, pentru detectarea cererilor de întreținere a sistemelor de operare, monitorizarea stării canalelor etc., precum și transmisiile prezentate în Fig. 7, d, e, sunt de natură de grup și sunt utilizate pentru inițializarea inițială a op-amp, diagnosticarea stării lor, propagarea datelor pe mai multe op amperi, Când pauză transmiterea mesajelor între ultimul cuvânt informație de matrice și cuvântul de răspuns (T1) ar trebui să fie în intervalul 2 £ t1 £ 10 microsecunde, precum și de pauză (t2) între comandă și cuvântul de răspuns. Și pauza dintre ultimul cuvânt de informare sau răspuns și cuvântul de comandă al mesajului următor (t3) ar trebui să fie cel puțin 2 noi. Mesajele de la controler la op-amp sunt transmise fără întreruperi între comandă și primul cuvânt de informație al matricei și, de asemenea, între cuvintele de informare ale matricei sau între cuvântul de răspuns al op-ampului de transmisie și primul cuvânt de informație al matricei. Este, de asemenea, posibil să se utilizeze diferite combinații ale tipurilor de mesaje considerate de bază. Formatele cuvintelor în organizarea schimbului de informații. Fiecare cuvânt transmis prin linie constă dintr-un semnal de ceas cuvânt, 16 cifre de informație și un bit de verificare a parității (Figura 8), primul bit după ce semnalul de sincronizare este cea mai veche cifră (cea mai mare în greutate). Fig. 8. Formatele cuvintelor pentru organizarea transferului de mesaje: K este semnul recepției / transmiterii; P - verificarea parității; a - biți ai cuvântului; b - cuvântul de comandă (K); c - cuvânt de informații (AND); г - cuvânt de răspuns Cod, Poziția 10 - 14 Semnul înregistrării comenzii în biții 15-19 din cuvântul de comandă. Pentru alte valori ale cuvintelor de comandă de la 10 la 14, numărul de cuvinte din matricele transmise de la unul (00001) la 32 (00000) este scris în câmpul său cu numărul de cuvinte de informare. Notă. O linie indică faptul că codurile sunt în rezervă Ar trebui să se țină seama de faptul că MIL-STD-1553 B utilizează doar 15 comenzi posibile de control, restul de 15 sunt rezervate pentru aplicațiile ulterioare. Structura logică generalizată a dispozitivului terminal. Principiile de organizare MLPI, tipuri și formate de mesaje, comenzi și moduri complexe definite fisionabil (atât logic și cu punctul skhemotehni-cal de vedere), structura OC (fig. 4.9). În general, acesta include: coordonatori de nivel TTL cu niveluri de semnal MLPI și înapoi; Encoder, convertirea unui cod binar serial într-un cod manipulat în fază Manchester-2; decodor, care execută funcțiile, invers la codificator; registre-convertoare de cod binar paralel la serial și invers; generator de ceas. Căsuțele de transmitere a ieșirilor furnizează o amplitudine de semnal de până la 15 V la un curent de sarcină de până la 150 mA, fronturile de semnal care nu depășesc 100 - 150 ns. În decodorul codului Manchester, frecvența ceasului este de 12 MHz, iar în encoder - 2 MHz.
Trimiteți-le prietenilor: