Звоните! 
 (926)274-88-54 
 Бесплатная доставка. 
 Бесплатная сборка. 
Ассортимент тканей

График работы:
Ежедневно. С 8-00 до 20-00.
Почта: soft_hous@mail.ru
Читальный зал -->  Полупроводниковая схемотехнология 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 [ 142 ] 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168

23. Передача

данных

и индикация

23.1. СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ ЛИНИИ

В. предыдущих главах предполагалось, что сигналы от одной интегральной схемы к другим передаются без искажений. Однако при крутом фронте сигнала влиянием соединительных линий пренебречь нельзя. На практике принято считать, что простой провод можно использовать в качестве соединительной линии в случае, если время прохождения сигнала по нему на порядок меньще, чем время нарастания сигнала на выходе схемы. Отсюда получается следующее ограничение: максимальная длина соединения должна составлять 10 см на наносекунду фронта сигнала. Если длина проводника будет большей, возникнут существенные искажения формы импульса, отражения и слабо- или сильнозатухающие колебания. Такие ошибки могут быть исключены введением линий с определенным волновым сопротивлением (коаксиальные кабели, полосковые линии), которые нагружаются на согласованную нагрузку. Их волновое сопротивление обычно лежит в диапазоне 50-300 Ом.

Полосковые линии могут быть реализованы, например, следующим образом: соединительные дорожки выполняются на нижней стороне платы, а сторона, на которой расположены компоненты, полностью металлизируется. Конечно, должны быть предусмотрены небольшие участки для изоляции выводов компонентов. При этом все соединительные дорожки, расположенные на нижней стороне платы, являются полосковыми линиями. Если проводящая плата имеет относительную диэлектрическую постоянную 8, = 5 и толщину d = 1,2 мм, то при ширине проводящей дорожки W = 1 мм волновое сопротивление составляет 75 Ом [23.1].

Для соединения одной платы с другой можно использовать коаксиальную линию. Однако она обладает существенным недостатком: ее сложно подводить к разъемам. Значительно проще передавать сигнал по

двум скрученным простым, изолированным проводам, которые можно подсоединить к двум соседним контактам разъема. Если число витков составляет 100 на метр, то волновое сопротивление равно 110 Ом [23.1].

Простейшая возможность передачи данных по витой линии показана на рис. 23.1. Из-за требуемого низкоомного оконечного сопротивления передающий элемент должен обеспечивать соответственно большой выходной ток. Такие элементы, изготовленные в интегральном виде, известны как формирователи, работающие на линию. В качестве приемника целесообразно применять логические элементы типа триггера Шмитта (элементы


SH74Sm SN74$132

Рис. 23.1. Передача данных по скрученной проводной линии с несимметричным управлением.

с гистерезисом) для восстановления фронтов импульса.

Несимметричная линия передачи сигнала, представленная на рис. 23.1, относительно восприимчива к внешним помехам, например к импульсам напряжения на земляном (общем) проводе. По этой причине в большинстве систем выгоднее использовать симметричные линии передачи сигнала, подобные показанной на рис. 23.2. При этом на обоих проводах витой линии формируется парафазный сигнал, а в качестве приемного устройства служит компаратор. Информация различается не по абсолютному значению уровня напряжения, а по полярности дифференциального напряжения. Импульсная помеха вызывает лишь синфазное отклонение, которое благодаря использованию компаратора не нарушает работы.

При формировании парафазного сигнала необходимо исключить возможность возникновения временного сдвига обоих сигналов относительно друг друга. По этой причине при использовании ТТЛ-схем вместо простых инверторов применяют специальные схемы с парафазным выхо-




AmZSLSSI

Am 2SLS3Z

Рис. 23.2. Передача данных по скрученной проводной линии с симметричным управлением.

дом (например, Am 26LS31 фирмы Advanced Micro Devices).

В ЭСЛ-элементах часто используется парафазный выход. Поэтому их очень удобно использовать для симметричной передачи сигнала. Чтобы в полной мере реализовать их высокое быстродействие, в качестве компаратора применяют простой дифференциальный усилитель, который по входу совместим с ЭСЛ-схема-ми. Его называют приемником линии. Соответствующая схема показана на рис. 23.3.

роста. Однако из-за малой величины фототока необходимо вводить последовательно с фотоприемником усилитель. Такая оптическая связь с интегральным усилителем позволяет повысить скорость передачи до 20 Мбит/с (например, в модели 5082-4364 фирмы Hewlett-Packard).

23.2. ЗАЩИТА ДАННЫХ

При передаче или хранении данных нельзя полностью исключить возможность появления ошибок. Поэтому часто исполь-

\ 510 ом \

-5.2В V V -5,2В

МС 10101 gg МС10115

Рис. 23.3. Передача данных в ЭСЛ-устройстве по скрученной проводной линии с симметричным управлением.

Функционирование линии парафазной передачи с помощью компаратора на рис. 23.2 и 23.3 возможно только тогда, когда не превышается диапазон изменения синфазного сигнала. Если возникает очень большая разность потенциалов (например, в цифровых вольтметрах с плавающей землей), дифференциальный способ можно реализовать с помощью оптрона (рис. 23.4). Используя фототранзистор в качестве приелшика, можно получить выходной сигнал, совместимый с ТТЛ-ссхема-ми. В этом случае скорость передачи ограничена значением порядка 100 кбит/с. Используя в качестве приемника фотодиод, можно достачь значительно большей ско-

зуют методы передачи, при которых фиксируется возникновение ошибок. Для этой цели к информационным разрядам добавляется один или более контрольных разрядов. Чем больше вводится контрольных разрядов, тем больше ошибок можно определить или даже исправить.

23.2.1. КОНТРОЛЬНЫЙ РАЗРЯД ПРОВЕРКИ НА ЧЕТНОСТЬ

Простейший способ распознавания ошибок заключается в передаче разряда проверки на четность р. При этом из информационных разрядов образуются сло-

+5S.

SN7400

JLQ-74

Рис. 23.4. Передача данных между схемами, находящимися под различными потенциалами. (Пригоден, например, оптрон ILQ-74 фирмы Litronix.)




Рис. 23.5. Передача данных при проверке на четность (для 8-разрядного слова).

ва, KOToiH>ie передаются или параллельно, или последовательно. Сигнал четности можно сформировать двумя способами. При проверке на четность в дополнительный разряд четности записывается нуль, если число единиц в информационном слове четное. Если оно нечетное, то в контрольном разряде записывается единица. При этом общее количество передаваемых единиц в информационном слове, включая контрольный разряд, всегда оказывается четным. При проверке на нечетность картина обратная.

На принимающей стороне контрольный разряд вычисляется тем же способом для информационных разрядов слова и сравнивается с переданным контрольным разрядом. При несовпадении фиксируется ошибка передачи. При таком способе может быть обнаружена каждая единичная ошибка. Однако исправление ее невозможно, так как неправильный бит нельзя локализовать. Если нарушено несколько разрядов, то можно обнаружить лишь нечетное число ошибок.

Блок-схема для защиты данных с помощью проверки на четность представлена на рис. 23.5. Сравнение переданного контрольного разряда с вычисленным на приемной стороне производится с помощью элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Если они различаются, вырабатывается сигнал ошибки / = 1.

Реализация генератора разряда четности при проверке на четность представлена на рис. 23.6. Благодаря использованию элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ требуемый сигнал р = 1 вырабатывается, если число единиц в информационном слове не-

четное. Такие генераторы разряда четности изготовляются в интегральном виде:

8 бит: SN 74180 (ТТЛ),

9 бит: SN 74S280 (ТТЛ),

12 бит:МС 10160 (ЭСЛ), МС 14531 (КМОП).

Так как последовательность соединения элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ произвольная, число входов можно увели-

Рис. 23.6. Генератор разрядов четности при проверке на четность (на восемь входов).

чить, объединив несколько генераторов разряда четности. Переход к проверке на нечетность можно осуществить посредством инвертирования выходных сигналов или совсем просто-подачей логической 1 на дополнительный вход. Внешний вентиль ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, показанный на рис. 23.5, при сравнении переданных разрядов четности р с вычисленными на приемной стороне р может быть введен в генератор разряда четности посредством подачи на дополнительный вход.

Помехоустойчивое кодирование имеет значение не только при передаче данных, но и особенно при их хранении.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 [ 142 ] 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168



ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.


Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы
.