Устройство асинхронного ввода-вывода синхронной информации

(19) (1) О 1)1 Н 043 00 ЕНИЯ,ТОРСНОМУ СВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И О НРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЭО(71) Ленинградский электротехнический институт связи им. проф, М,АеБонч-Бруевича(56) 1, Авторское свидетельство С У 510792, кл.Н 04 Ю 3/00, 1974.2. Авторское свидетельство ССС 9 862373, кл, Н 04 1 3/00, 1979 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО АСИНХРОННОГОВВОДА-ВЫВОДА СИНХРОННОЙ ИНФОРМАЦИИ,содержащее на передающей сторонепоследовательно соединенные блок запуска и управления, управляемый распределитель, блок памяти и двоичнодесятичный преобразователь, причемтретий выход блока запуска и управления соединен с управляющим входомдвоично"десятичного преобразователя и с управляющим входом блока памяти, а на приемной стороне блок запуска и управления приемной части,а также последовательно соединенныегенератор тактовой частоты, управляемый распределитель. приемной частии блок памяти приемной части, причемуправляющий вход управляемого распределителя приемной части соединен спервым выходом блока запуска и управления приемной части, о т л и ч а ющ.е е с я тем, что, с целью повышения достоверности сопряжения поскорости двух последовательностей цифровых сигналов,напередающей стороневведены блок определения количестваэлементов в цикле, блок храненияпрограммы прогноза, блок определенияотклонения от прогноза, блок коррекции программы, кодер служебной информации и блок формирования участковпсевдослучайных последовательностей,причем первый вйход блока запуска и управления соединен с первым управляющим входом блока определения количества элементов в цикле, второй выход блока запуска и управления соединен с первым входом блока Формирования участков псевдослучайных последовательностей, с управляющим входом блока хранения программы прогноза, с первым входом блока коррекции програюы и с вторым управляющим входом блока определения ко- личества.элементов в цикле, выходы служебной информации которого через кодер служебной информации соединены с входами служебной информации блока .Формирования участков ЕФ псевдослучайных последовательностей, информационный вход которого сое 1 динен с выходом двоично-десятично,го преобразователя, первый выход С блока; хранения программы прогноза соединен с первым входом блока опре- ф деления отклонения от прогноза и с вторым входом блока коррекцииайй программы, выходы которого соеди. нены с корректирующими входами блока хранения программы прогноза, ин- СЛ Формационные выходы которого сое" (ф цинены с программирующими входами кодера служебной информации, син- М хронизирующие входы которого соедине .ны с выходами блока памяти, второй и третий выходы блока хранения про" 4 граммы прогноза соединены соответственно с третьим и четвертым вхо 1дами блока коррекции программы, пятый вход которого соединен с входом фкодера служебной информации и с выходом блока определения отклонения от прогноза, второй вход которого соединен с выходом блока определения количества элементов в цикле,второй и третий входы блока Формирования участков псевдослучайныхпоследовательностейсоединены соответственно с третьим и четвертым вы1053307 ти2;1. ходами блока запуска и управления, а на приемной стороне введены блок приема участков псевдослучайных последовательностей, блок анализа фазы, блок коррекции программы при- емноЯ части, блок хранеййя программы прогноза приемной части и декодер служебной информации, "причем первый выход блока запуска и управления приемной части соединен с первым входом блока анализа фазы, первым входом блока приема участков псевдослучайных последовательностей, первым управляющим входом блока коррекции про" граммы приемной части, управляющим входом блока хранения программы прогноза приемной части и с первым управляющим входом декодера служебной информации, второй выход блока запуска и управления приемной части Соединен с вторым входом блока ана-. лиза фазы, вторым входом блока приема участков псевдослучайных последо вательностей, вторым управляющим входом блока коррекции программы приемной части и вторым управляющим входом декодера служебной информации, вход блока запуска и управления приемной части соединен с первым Выходом блока приема участков псевдослучайных последЬвательностей Изобретение относится к связи и может быть использовано в аппаратуре асинхронного ввода - вывода син-хронной двоичной информации в цифровые тракты систем, основанных на импульсно-кодовой модуляции, дельта- модуляции и других цифровых методах модуляции. Известно устройство асинхронного ввода-вывода двоичной информации в цифровом канале, содержащее на передающей стороне управляемый распределитель, блок памяти, фазовый компаратор, кодер фазы, датчик фаэирующей комбинации, а на приемной стороне: коммутатор, блок Фазирования по Иклам, декодер фазы, блок фаэовой автоподстройки частоты, управляемый распределитель и блок памяти 123.Однако и з вест ное устрой ство це-. достаточно экономично с точки зре- НИЯ ИСПОЛЬЗОВаы,.п пРопУскной способности канала связи, и как следствие - не обеспечивает высокой достоверности сопряжения цифровых последовательностейВыходй служебной информации которогб соединены с входами декодера слу. жебной информации, информационный вход которого соединен с информационным выходом блока приема участков псевдослучайных последовательностей и с информационным входом блока анализа фазы, третий вход которого соединен с первым выходом де 1 кодеРа служебной информации, второй и третий выходы которого через блок коррекции программы приемной части соединены с входами блока хранения программы прогноза приемной части, первый, второй и третий выходы которого, соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами декодера служебной информации и с первым, вторым и третьим входами блока коррекции программы приемной части, четвертый и пятый вход которого соединены соответственно. с четвертым и пятым выходами блока хранения программы прогноза приемной части, входы генератора тактовой частоты соединены с синхронизирующими выходами декодера служебной информации, четвертый выход которого соединен с управляющим входом блока памяти приемной части, информационный вход которого соединен с выходом блока анализа фазы 2Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство асинхронного ввода-вывода синхронной информации, содержащее на передающей стороне последовательно Соединенные блок запуска иуправления, управляемый распределитель, блок памяти и двоично-десятичный преобразователь, причем третий выход блока запуска и управления соединен а управляющим входомдвоична-десятичного преобразователя и а управляющим входом блока памяти, а на приемной стороне блокзапуска и управления приемной части,а также последовательно соединенныегенератор тактовой частоты, управляемый распределитель приемной части и блок памяти приемной части,причем управляющий вход управляемого распределителя приемной части соединен с первым выходом блока запуска и управления приемной часНедостатком известного устройст 25 ва асинхронного ввода-вывода асинхронной информации является то, чтооно не обеспечивает достаточной10 2 а ЗО О О достоверности сопряжения цифровых1последовательностей.Целью изобретения является повышение достоверности сопряжения по скорости двух последовательностей цифровых сигналов,Г 1 оставленная цель достигается тем, что в устройство асинхронного ввода вывода синхронной информации, содержащее на передающей стороне последовательно соединенные блок запуска и управления, управляемый распределитель, блок памяти и двоичнодесятичный преобразователь, причем третий выход блока запуска и управления соединен с управляющим входом двоично-десятичного преобразователя и с управляющим входом блока памяти, а на приемной стороне блок запуска и управления приемной части, а также последовательно соединенные генератор тактовой частоты, управляемый распределитель приемной части и блок памяти приемной части, причем управляющий вход управляемого распределителя приемной части соединен с первым выходом блока запус ка и управления приемной части, напередающей стороне введены блок определения количества элементов вцикле, блок хранения программыпрогноза, блок определения отклонения от прогноза, блок коррекциипрограммы, кодер служебной информации и блок формирования учаоконпсевдослучайных последовательностей,причем первый выход блока запускаи управления соединен с первым управляющим входом блока определения количества элементов в цикле, второйвыход блока запуска и управлениясоединен с первым входом блока Формирования участков псевдослучайныхпоследовательностей, с управляющимвходом блока хранения программы прогноза, с первым входом блока коррекции программы и со вторым управляющимвходом блока определения количества элементов в цикле, выходы служебной информации которого через кодерслужебной информации соединены свходами служебной информации блока формирования участков псендослучай"ных .последовательностей, информационный вход которого:соединен с выходом двоично-десятичного преобразователя, первый выход блокахране"ния программы прогноза соединен спервым входом блока определения отклонения от прогноза и с вторымвходом блока коррекции программы,выходы которого соединены с корректирующими входами блока храненияпрограммы прогноза, информационныевыходы которого соединены с програм"мирующими входами кодера служебнойинформации, синхронизирующие входы которого соединены с выходами блока памяти, второй и третий выходы блока хранения программы прогноза соединены соответственно с третьим и четвертым входами блока коррекции программы, пятый вход которого соединен с входом кодера служебной информации и с выходом блока определения отклонения от прогноза, второй вход которого соединен с выходом блока определения количества элементон в цикле, второй и третий входы блока формирования участкон псевдослучайных последовательностей соединены соответственно с третьим и четвертым выходами блока запуска и упра.-ления, а на приемной стороне введены блок приема участков псевдослучайнх последова тельностей, блок анализа фазы, блок коррекции программы приемной части, блок хранения программ прогноза приемной части и декодер служебной информации, причем первый выход блока запуска и управления приемной части соединен с первым нходом блока анализа Фазы, первым входомлока приема участков псевдослучайных последовательностей, первым упанляющим входом блока коррекции программы приемной части, управляющим входом блока хранения программы прогноза приемной части и с первым управляющим входом декодера служебной информации, второй выход блока запуска и управления приемной части соединен с вторым входом блока анализа фазы, вторым входом блока приема участков в псевдослучайных последовательностей, вторым управляющим входом блока коррекции программы приемной части и вторым управляющим входом декодера служебной информации, вход блока запуска и управления приемной части соединен с первым выходом блока приема участков псевдослучайных последовательностей, выходы служебной информации которого соедчнены с входами декодера служеб" ной информации, информационный вход которого соединен с информационным выходом блока приема участков псевдослучайных последовательностей и с инфсрмационным входом блока анализа фазы, третий нход которого соединен с первым выходом декодера служебной информации, второй и третий вы" ходы которого через блок коррекции программы приемной части соединены с входами блока хранения программы прогноза приемной части, первый, втО- рой и третий выходы которого соедине ны соответственно с первым, вторым и третьим входами декодера служебной информации и с первым, вторым и третьим входами блока коррекции программы приемной части, четвертый и пятый входы которого соединены со 1053307ответственно с четвертым, пятымвыходами блока хранения программы прогноза приемной части, входы генератора тактовой частоты соединены с синхронизирующими выходамидекодера служебной информации, чет вертый выход которого соединен с управляющим входом блока памяти приемной части, информационный вход которого соединен с выходом блокаанализа фазы,На Фиг.1 приведена блок-схемапередающей части устройства асинхронного ввода-вывода синхронной инфор"мации; на Фиг.2 - то же, приемнойчати устройства асинхронного ввода-вывода синхронной информации,Устройство (фиг.1) содержит блок1 памяти, управляемый распределитель2, блок 3 запуска и управления,двоично-десятичный преобразователь 204, блок 5 Формирования ( участковпсевдослучайных последовательностей, блок б определения отклоненияот прогноза, блок 7 определения количества элементов в цикле, блок 8 25хранения программы прогноза, блок 9коррекции программы, кодер 10 служеб"ной информации.Устройство (фиг.2) содержитблок 11 приема участков псевдослу- щочайных последовательностей, блок 12запуска и управления приемной части, блок 13 анализа Фазы, блок 14памяти приемной части, блок 15 коррекции программы приемной части,блок 16 хранения программы прогнозаприемной части, управляемый распределитель 17 приемной части, декодер18 служебной информации, генератор19 тактовой частоты,Устройство асинхронного ввода-вы Овода синхронной информации работаетследующим образом.Синхронный двоичный сигнал (СДС),следующий с тактовой частотой с последовательно, по информационным цик. 45лам, вводится в цифровой канал связи,характеризуемый частотой н несущей последовательности. Информационные циклы организуются на передаче с помощью опорных импульсов. Опорные импульсы следуют с частотой/И, где М - число элементов в организуемом в канале цикле передачи.Начало работы устройства Фиксируется на передаче моментом совпаденияопорногс и тактового импульсов вблоке 3, Это совпадение достигаетсяв результате предварительного фаэирования приемной и передающей частей устройства в начале сеанса ввяэи,При заданном соотношении заданных частот Е и Фн количество и периодичность изменения числа элементов в информационном цикле, включающем в себя определенное количествотактовых импульсов между двумя смеж ными опорными импульсами и равноеи, о -1 или р +1 импульсов, программируется в блоке 8, Отклонение на единицу числа элементов в информационном цикле от программируемой величины, происходящее вследствие Относительной девиации частотиили вследствие постоянного фазовогосдвига фактической и количественнопрогнозируемой последовательностей,фиксируется блоком б, Для работыэтого блока используется двоичнаяинформация, поступающая из блока 7и из блока 8,В предлагаемом устройстве предусмотрена коррекция программы вслучае постоянного фазового сдвигафактической и количественно прогнозируемой последовательности,Фнкции коррекции выполняет блок9 коррекции программы..Цифровые сигналы с выхода блока 7,сигналы с выхода блока 8 и сигналыС ВЫХОДа блока б, поступающие на соответствующие входы кодера 10, обрабатываются последними, Задача ко-дера 10 заключается в том чтобы1 реализовать алгоритм работы пере(дающей части устройства, для чегоим, кроме указанных сигналов, дополНИТЕЛЬНО ИСПОЛЬЗУЮТСЯ СИГНаЛЫ Изо"й и (и+1)-й ячеек блока 1. На выходах кодера 10 имеют место управляющие сигналы, которые задают номер используемой для передачи ПСПи определяют наличие или отсутствиефазового сдвига в Фазовом окне.Эти сигналы используются блоком 5.В результате сравнения сигналов вблоке б на выходе последнего Формируется соответствующий сигнал, который направляется на. вход кодера 10и на вход блока 9. Для Осуществления Операции коррекции программы прогноза используется блок 9, В остальных случаях никаких сигналов коррекции не формируется.Сигналы коррекции программы из блока 9 поступают в блок 8.Опорными импульсами с третьего выхода блока 3 запускается управляемый распределитель 2, который представляет собой регистр сдвига с (и+1) вхо" дом, После запуска управляемый распределитель 2 тактируется импульсами тактовой частоты, поступающими с первого выхода блока 3, Тактовые импульсы на выходах управляемого распределителя 2 служат импульсами записи СДС в блок 1,Синхронные двоичные сигналы, записанные в блок 1 на тактовой частоте Е, считываются оттуда быстрыми тактовыми импульсами (БТИ), поступающими с третьего выхода блока 3 и обраба.тываются в двоично-десятичном преобразователе 4, Частота сле 1053 307дования БТИ в двоична-десятичномпреобразователе 4 превышает канальную частотуне менее, чем в Ч раз.Двоично-десятичный преобразователь 4осуществляет перевод информационного цикла длиной п элементов из двоичного кода в десятичный. Полученноечисло, выраженное в количестве БТИ, свыхода двоично-десятичного преобразователя 4 направляется на информационный вход блока 51 ОТаким образом, под действием ВТИи в соответствии с сигналами с выхода двоично-десятичного преобразователя 4 в блоке 5 осуществляетсясоответствующий сдвиг той ПСП, которая используется для организации цикла передачи.Считывание ПСП из блока 5 производится на несущей частотекаЭнала связи. Импульсы частоты н направляются в блок 5 со второго выхода блока 3. Длинапередаваемогов канал связи участка ПСП можетвыбираться с учетом необходимостизащиты информации от однократных 25ошибок, если позволяет соотношениесопрягаемых частот Е и Ен цифровыхсигналов. Минимальная длина участка ПСП, исходя из условий распознавания ПСП на приеме, должна бытьустановлена равной (и+2) элементамдля рассматриваемого устройства иравной (и+3) элементам-для прототипа. В то же время в канале связиимеет место непрерывная последовательность элементов. Поэтому остальные 1 Х- (и+2 или Н - (и+3)3 элементов, направляемые в канал связиза время между двумя смежными опорными импульсами, в общем случае могут быть как соответствующими элементам ПСП, так и служебными сигналами, по своей структуре и сути несвязанными с ПСП. Для повышения достоверности сопряжения цифровых последовательностей указанные оставшиеся элементы целесообразно рассматривать в качестве элементов, являющихся продолжением соответствующего участка ПСП длиной (о+2). Тогдаразность Ч"(и+2 или 1( -(п+3 50элементов представляет собой избыточность, используемую на приемепри распознавании участков ПСП,На приемной стороне ПСП поступает на первый вход блока 11. Сигнал,свидетельствующий о номере принятойПСП, поступает в декодер 18.При принятому и распознанномув начале сеанса связи участку ПСП,с помощью которого закодирована специальная служебная кодовая комбинация,осуществляется однократное начальноефазнрование опорныхимпульсов приемнойи передающей сторон устройстваПосле этого начинает работу блок 12.Последний вырабатывает опорные им пульсы н быстрые тактовые импульсы,используемые в дальнейшем в работеприемной части устройства. С приходом участка ПСПнесущего полезнуюинформацию, блок 1 распознает иустанавливает номер ПСП, использованной для передачи. Информация обабсолютном значении фазы принятогоучастка ПСП со второго выхода блока 11 поступает на первый вход блока 13. Блок 13 переводит абсолютный фазовый сдвиг в двоичную кодовую комбинацию, устраняя при этомфазовое окно. Полученная на вы"ходе блока 13 анализа фазы двоичнаякодовая комбинация имеет длину л иповторяе характер и информационныхэлементов на передаче. Полученный вдвоичном коде информационный цикл,длина которого равна о, с выходаблока 13 переписывается на частотеВТИ в блок 14, поступая на его первый вход. Единичный сигнал с выхода декодера 18 служебной информации поступает на вход блока 14 только в том случае, когда характер (оФ 1)-го элемента информационного цикла. на передаче был единичным. Если же характер (+1)-го элемента информационного цикла на передаче был нулевым то единичный сигнал с выхода декодера 18 служебной информации а вход блока 14 не поступает, т.е. он остается в исходном нулевом состО- янии.Считывание информации информацион ного цикла потребителю из блока 14 памяти осуществляется на регенерированной тактовой частоте . В обоих случаях благодаря перестройке генератора 19 в пределах между двумя соседними опорными импульсами, он выдаст (и+1) тактовых импульсов частоты ЕС и Все (и+1) элементов, записанных в ячейках регистра блока 14, будут считаны потребителю на частоте Е. В случае, если в информационном цикле на передаче было и ,элементов, то из ячеек регистра. будут считаны толь. ко о элементов (со второй ячейки по (о+1)-ую) так как с генератора 19 поступит только о тактов частоты Е При спиллинговых информационных цик" лах генератор 19 выдаст (о -1) тактов частоты Е и потребителю поступит (и) элементов информационного цикла, которые будут считаны из ячеек регистра (с третьей ячейки по(о+1) -ую) .Для получения тактовой частотыв устройстве используется управляемый распределитель 17, генератор 19, декодер 18 и блок 16.При регенерации тактовой частоты т" используется программа прогнозируемого числа элементов в информационном цикле, 1053307 10заложенная в блок 1 б, Блок 16 представляет собой программный узел, в котором хранится программа изменения числа элементов от одного информационного цикла к другому. Обращение к этой программе производится после однократного Фазирования устройства в начале сеанса связи. Например для некоторого соотношения сопрягаемых частот Ы и Е такая программа может иметь вид: пп,п,п,п,п+1,п, 10 п,и,п+1,п,п. . .и т.д.В декодере 18 производятся следующие операции: дешифрация служебной информации и выработки пространственно разделенных сигналов кода 15 отклонения от прогноза; выработка сигналов, управляющих подстройкой тактовой частоты в генераторе 19;выработка сигнала ликвидации дополнительного Фазового сдвига в "фаО зовом окне; выделение иэ служебной информации Ь+1)-го элемента и анализ его логического характера,В результате анализа, выполненного декодером 8 служебной информации, соответствующий сигнал поступает на входы генератора 19, Если отклонение от прогноза при переходе от одного информационного цикла к другому носит случайный характер, то сигнал с первого или второго выходов декодера 18 поступает на первый и второй входы генератора 19, который подстраивает тактовую частоту в пределах информационного цикла таким образом, что число элементов в цикле на приемной стороне устройства в точности равняется их числу на передающей стороне. Регенирированная тактовая частота 1 ис- . пользуется,цля тактирования управляемого распределителя 17, который запускается опорными импульсами со второго выхода блока 12. С помощью управляемого распределителя 17 блок 14 выдает на частоте Хс восстановленный синхронный двоичный сигнал, который поступает потребителю информации.Если отклонение от прогноза в пределах сверхцикла носит постоянныйхарактер относительно стаффинговых (спиллинговых) циклов то в устройст" ве осуществляется постоянный сдвиг по фазе прогнозируемой числовой поСледовательности, и в дальнейшем работа приемной части происходит с помощью скорректированной по фазе прогнозируемой числовой последовательности. Сдвиг производится блоком 15.Аналогичная коррекция в этом случае осуществляется на передающей стороне устройства блоком 9.Предлагаемое устройство асинхронного ввода-вывода синхронной информации обеспечивает за счетоптимально- го кодирования выигрыш в использовании пропускной способности канала связи в один бит на каждый цикл передачи, что в свою очередь, повышает достоверность сопряжения по скорос 1 ти,двух цифровых последовательностей02/57 Тираж б 77 Подписи ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5зка илиал ППП Патентф,г. Ужгород, ул. Проекты 1Составитель В.ШевцовРедактор С,Патруыева Техред,В,Далекорей Корре