Способ исправления ошибок при передаче информации биимпульсным кодом манчестер-ii и устройство его осуществления
Владельцы патента RU 2566336:
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (RU)
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" (RU)
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для обнаружения и исправления ошибок при передаче информации между частями распределенных вычислительных систем. Техническим результатом является повышение надежности передачи данных. Устройство содержит контроллер мультиплексных каналов информационного обмена, внутреннюю интерфейсную магистраль информационного обмена, ОЗУ, ПЗУ, устройство сброса, микропроцессор, преобразователи мультиплексного канала информационного обмена, приемопередатчики мультиплексного канала информационного обмена, трансформаторы гальванической развязки, устройства согласования мультиплексного канала информационного обмена, формирователь адреса оконечного устройства, преобразователь данных, формирователь команд управления, преобразователь вспомогательного мультиплексного канала информационного обмена, буферный формирователь, приемопередатчик вспомогательного мультиплексного канала информационного обмена, устройство программирования. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к области систем обработки, хранения и передачи цифровых данных с возможностью обнаружения и исправления ошибок, также может применяться в вычислительных системах различного назначения для передачи информации между различными частями распределенных вычислительных систем.
Известен способ (патент РФ №2163400 приоритет от 31.07.2000 «Комбинированный универсальный способ исправления одиночных ошибок при передаче информации биимпульсным кодом Манчестер II», МПК: G11В 20/18, Н03М 5/12, авторов Демченко О.Ф., Долженкова Н.Н., Поповича К.Ф., Школина В.П., Кодолы В.Г., опубл. 20.02.2001 бюл. №5), заключающийся в том, что определяют значение составляющих разрядов сигнала, передаваемого указанным кодом. В случае выявления одинаковых значений в каком-либо разряде фиксируют ошибку. Сигнал, передаваемый кодом Манчестер II, снабжен контрольным разрядом, значение которого устанавливают в зависимости от исходных значений информационных разрядов, задавая соответствующие характеристики указанного сигнала. Находят искаженную составляющую разряда, содержащего зафиксированную ошибку, по значениям других разрядов переданного сигнала с учетом указанных заданных характеристик и меняют ее значение.
Недостатками данного способа являются низкая эффективность и надежность при необходимости осуществлении итеративной передачи данных во время обмена информацией.
Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении эффективности и надежности передачи данных во время обмена информацией.
Данные технические результаты достигаются тем, что в способе исправления ошибок при передаче информации биимпульсным кодом Манчестер II, заключающемся в том, что предварительно данные, передаваемые указанным кодом, разбивают на N частей, для каждой из которых формируют код Хэмминга, затем вычисляют контрольную сумму передаваемых данных и контрольную сумму набора полученных кодов Хэмминга, далее формируют кодограмму, включающую передаваемые данные, набор кодов Хэмминга и контрольные суммы передаваемых данных и набора кодов Хэмминга, затем вычисляют контрольную сумму кодограммы и формируют посылку из кодограммы и контрольной суммы кодограммы, при получении посылки вычисляют контрольную сумму выделенной из посылки кодограммы и сравнивают ее с полученной контрольной суммой кодограммы, если данные контрольные суммы кодограммы не совпадают, то из полученной посылки выделяют передаваемые данные и вычисляют их контрольную сумму и сравнивают ее с контрольной суммой передаваемых данных, выделенной из полученной посылки, в случае их несовпадения из посылки выделяют набор кодов Хэмминга, вычисляют его контрольную сумму и сравнивают с выделенной из посылки контрольной суммой набора кодов Хэмминга, при их совпадении выделяют из посылки набор кодов Хэмминга, с помощью которых исправляют ошибки полученных данных.
Формирование посылки указанного вида позволяет осуществлять своевременное выявление недостоверных кодограмм, что приводит к повышению скорости информационного обмена. А разбиение передаваемых данных на N частей и формирование проверочных битов кода Хемминга для каждой из них позволяет исправлять ошибки за одну итерацию передачи данных. Все это в совокупности позволят повысить эффективность и надежность передачи данных во время обмена информацией.
Известен адаптер мультиплексных каналов информационного обмена (патент РФ №2163728 приоритет от 29.02.2000 «Адаптер мультиплексных каналов информационного обмена», МПК: G06F 15/16, H04L 12/66, авторов Глушкина Е.З., Рубина Г.С., опубл. 27.02.2001 бюл. №6), содержащий первый и второй контроллеры мультиплексных каналов информационного обмена, первый и второй контроллеры внешней интерфейсной магистрали информационного обмена, первый, второй, третий и четвертый приемопередатчики мультиплексных каналов информационного обмена, первый, второй, третий и четвертый трансформаторы гальванической развязки, первый и второй микропроцессоры, первое и второе оперативные запоминающие устройства (ОЗУ), первое и второе постоянные запоминающие устройства (ПЗУ), первый и второй формирователи выходных разовых команд, первый и второй приемники входных разовых команд, формирователь сигнала сброса, формирователь сигнала исправности, буферный формирователь, первую и вторую внутренние интерфейсные магистрали информационного обмена, устройство ввода сигнала ручного сброса, входы-выходы первого, второго, третьего и четвертого мультиплексных каналов информационного обмена, первый и второй входы разовых команд, первый и второй выходы разовых команд, выход сигнала исправности, вход-выход внешней интерфейсной магистрали информационного обмена, устройство ввода сигнала ручного сброса.
Первый вход-выход первого контроллера мультиплексных каналов информационного обмена соединен с первым входом-выходом первого приемопередатчика мультиплексного канала информационного обмена (МКИО), а второй вход-выход соединен с первым входом-выходом второго приемопередатчика МКИО. Вторые входы-выходы первого и второго приемопередатчиков МКИО соединены соответственно с первым и вторым трансформаторами гальванической развязки, выходы которых являются соответственно выходами и первого и второго МКИО адаптера мультиплексных каналов информационного обмена. Интерфейсные входы выходы первого контроллера мультиплексных каналов информационного обмена, первого микропроцессора, первого ОЗУ, первого ПЗУ, а также первый интерфейсный вход-выход первого контроллера внешней интерфейсной магистрали информационного обмена соединены между собой при помощи первой внутренней интерфейсной магистрали информационного обмена. Выход разовых команд первого контроллера мультиплексных каналов информационного обмена соединен с входом первого формирователя выходных разовых команд, выход которого является первым выходом разовых команд адаптера мультиплексных каналов информационного обмена, вход разовых команд первого контроллера мультиплексных каналов информационного обмена соединен с выходом первого приемника входных разовых команд, вход которого является первым входом разовых команд адаптера мультиплексных каналов информационного обмена. Второй интерфейсный вход-выход первого контроллера внешней интерфейсной магистрали информационного обмена соединен с первым входом-выходом буферного формирователя, второй вход-выход которого является входом-выходом внешней интерфейсной магистрали информационного обмена адаптера мультиплексных каналов информационного обмена. Первый вход-выход второго контроллера мультиплексных каналов информационного обмена соединен с первым входом-выходом третьего приемопередатчика МКИО, второй вход-выход второго контроллера мультиплексных каналов информационного обмена соединен с первым входом-выходом четвертого приемопередатчика МКИО, вторые входы-выходы третьего и четвертого приемопередатчиков мультиплексных каналов информационного обмена соединены соответственно с третьим и четвертым трансформаторами гальванической развязки, выходы которых являются соответственно выходами третьего и четвертого МКИО адаптера мультиплексных каналов информационного обмена. Интерфейсные входы-выходы второго контроллера мультиплексных каналов информационного обмена, второго микропроцессора, второго ОЗУ, второго ПЗУ, а также первый интерфейсный вход-выход второго контроллера внешней интерфейсной магистрали информационного обмена соединены между собой при помощи второй внутренней интерфейсной магистрали информационного обмена. Выход разовых команд второго контроллера мультиплексных каналов информационного обмена соединен с входом второго формирователя выходных разовых команд, выход которого является вторым выходом разовых команд адаптера мультиплексных каналов информационного обмена, вход разовых команд второго контроллера мультиплексных каналов информационного обмена соединен с выходом второго приемника входных разовых команд, вход которого является вторым входом разовых команд адаптера мультиплексных каналов информационного обмена. Второй интерфейсный вход-выход второго контроллера внешней интерфейсной магистрали информационного обмена соединен с первым входом-выходом буферного формирователя. Первый выход первого контроллера внешней интерфейсной магистрали информационного обмена соединен с первым входом формирователя сигнала сброса, первый выход второго контроллера внешней интерфейсной магистрали информационного обмена соединен со вторым входом формирователя сигнала сброса, выход устройства ввода сигнала ручного сброса соединен с третьим входом формирователя сигнала сброса, выход формирователя сигнала сброса соединен с первой и второй внутренними интерфейсными магистралями информационного обмена. Второй выход первого контроллера внешней интерфейсной магистрали информационного обмена соединен с первым входом формирователя сигнала исправности, второй выход второго контроллера внешней интерфейсной магистрали информационного обмена соединен со вторым входом формирователя сигнала исправности, выход формирователя сигнала исправности является выходом сигнала исправности адаптера мультиплексных каналов информационного обмена.
Недостатками данного устройства является невысокая скорость обработки информационного сигнала, а также возможность получения информационного сигнала в недостоверном виде по причине отсутствия устройства согласования приемо-передающего канала связи.
Технические результаты, на достижение которых направлено изобретение, заключаются в повышении надежности и расширении функциональных возможностей.
Данные технические результаты достигаются тем, что в устройстве передачи информации биимпульсным кодом Манчестер II с исправлением ошибок, содержащем внутреннюю интерфейсную магистраль информационного обмена, с которой соединены контроллер мультиплексных каналов информационного обмена, оперативное запоминающее устройство, постоянное запоминающее устройство, устройство сброса и микропроцессор, первый и второй приемопередатчики мультиплексного канала информационного обмена, входы-выходы которых соединены соответственно с первыми входами-выходами первого и второго трансформаторов гальванической развязки, буферный формирователь, формирователь команд управления, новым является то, что дополнительно введены формирователь адреса оконечного устройства, первый и второй преобразователи мультиплексного канала информационного обмена, первое и второе устройства согласования мультиплексного канала информационного обмена, преобразователь вспомогательного мультиплексного канала информационного обмена, приемопередатчик вспомогательного мультиплексного канала информационного обмена, преобразователь данных и устройство программирования, вход-выход которого соединен с первым входом-выходом микропроцессора, второй вход-выход которого соединен с первым входом-выходом преобразователя вспомогательного мультиплексного канала информационного обмена, второй вход-выход которого соединен с первым входом-выходом приемопередатчика вспомогательного мультиплексного канала информационного обмена, второй вход-выход которого является входом-выходом вспомогательного мультиплексного канала информационного обмена устройства передачи информации биимпульсным кодом Манчестер II с исправлением ошибок, вход формирователя адреса оконечного устройства является входом устройства передачи информации биимпульсным кодом Манчестер II, а выход соединен с первым входом контроллера мультиплексных каналов информационного обмена, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго преобразователей мультиплексного канала информационного обмена, первые входы которых соединены соответственно с первыми выходами первого и второго приемопередатчиков мультиплексного канала информационного обмена, вторые выходы которых соединены соответственно со вторыми входами второго и первого преобразователей мультиплексного канала информационного обмена, а входы соединены соответственно с первым и вторым выходами контроллера мультиплексных каналов информационного обмена, вторые входы-выходы первого и второго трансформаторов гальванической развязки соединены соответственно с первыми входами-выходами первого и второго устройств согласования мультиплексного канала информационного обмена, вторые входы-выходы которых являются соответственно входами-выходами первого и второго мультиплексных каналов информационного обмена устройства передачи информации биимпульсным кодом Манчестер II с исправлением ошибок, при этом буферный формирователь, формирователь команд управления и преобразователь данных соединены с внутренней интерфейсной магистралью информационного обмена.
За счет применения первого и второго устройств согласования мультиплексного канала информационного обмена обеспечивается защита от синфазных помех, что повышает надежность работы самого устройства и передачи данных. Применение микропроцессора в совокупности с дополнительно введенными блоками позволяет производить проверку достоверности и восстановление полученных данных. Применение программатора позволяет производить изменение настроек программного обеспечения микропроцессора. Применение формирователя адреса оконечного устройства позволяет при использовании нескольких устройств реализовывать многозадачную систему обработки информации, тем самым увеличивая скорость информационного обмена. Все это в совокупности расширяет функциональные возможности.
На фиг. 1 представлена функциональная блок-схема устройства передачи информации биимпульсным кодом Манчестер II с исправлением ошибок. На фиг. 2 представлен алгоритм обработки и анализа полученной посылки, где CRC - контрольная сумма.
Устройство передачи информации биимпульсным кодом Манчестер II с исправлением ошибок (фиг. 1) содержит контроллер 1 мультиплексных каналов информационного обмена, внутреннюю интерфейсную магистраль 2 информационного обмена, ОЗУ 3, ПЗУ 4, устройство 5 сброса, микропроцессор 6, первый 7 и второй 8 преобразователи МКИО, первый 9 и второй 10 приемопередатчики МКИО, первый 11 и второй 12 трансформаторы гальванической развязки, первое 13 и второе 14 устройства согласования МКИО, формирователь 15 адреса оконечного устройства, преобразователь 16 данных, формирователь 17 команд управления, преобразователь 18 вспомогательного МКИО, буферный формирователь 19, приемопередатчик 20 вспомогательного МКИО, устройство 21 программирования.
Контроллер 1 мультиплексных каналов информационного обмена, ОЗУ 3, ПЗУ 4, устройство 5 сброса, микропроцессор 6, буферный формирователь 19, преобразователь 16 данных и формирователь 17 команд управления соединены с внутренней интерфейсной магистралью 2 информационного обмена. Вход 22 формирователя 15 адреса оконечного устройства является входом устройства передачи информации биимпульсным кодом Манчестер II с исправлением ошибок, а выход соединен с первым входом контроллера 1 мультиплексных каналов информационного обмена. Второй и третий входы контроллера 1 мультиплексных каналов информационного обмена соединены соответственно с выходами первого 7 и второго 8 преобразователей МКИО, первые входы которых соединены соответственно с первыми выходами первого 9 и второго 10 приемопередатчиков МКИО, вторые выходы которых соединены соответственно со вторыми входами второго 8 и первого 7 преобразователей МКИО, а входы соединены соответственно с первым и вторым выходами контроллера 1 мультиплексных каналов информационного обмена. Входы-выходы первого 9 и второго 10 приемопередатчиков МКИО соединены соответственно с первыми входами-выходами первого 11 и второго 12 трансформаторов гальванической развязки, вторые входы-выходы которых соединены соответственно с первыми входами-выходами первого 13 и второго 14 устройств согласования МКИО, вторые 23 и 24 входы-выходы которых являются соответственно входами-выходами первого и второго мультиплексных каналов информационного обмена устройства передачи информации биимпульсным кодом Манчестер II с исправлением ошибок. Вход-выход устройства 21 программирования соединен с первым входом-выходом микропроцессора 6, второй вход-выход которого соединен с первым входом-выходом преобразователя 18 вспомогательного МКИО. Второй вход-выход преобразователя 18 вспомогательного МКИО связи соединен с первым входом-выходом приемопередатчика 20 вспомогательного МКИО. Второй вход-выход приемопередатчика 20 вспомогательного МКИО является входом-выходом 25 вспомогательного МКИО устройства передачи информации биимпульсным кодом Манчестер II с исправлением ошибок.
Контроллер 1 мультиплексных каналов информационного обмена обеспечивает информационный обмен в формате, соответствующем ГОСТ 26765.52-87. Контроллер 1 мультиплексных каналов информационного обмена может быть построен посредством модуля мультиплексного канала.
Внутренняя интерфейсная магистраль 2 информационного обмена может быть реализована на трех многоразрядных шинах: шине данных, шине адреса и шине управления.
ОЗУ 3 предназначено для хранения переменной информации и промежуточных результатов обработки данных. ОЗУ 3 может быть построено посредством микросхемы памяти, обеспечивающей временное хранение определенного объема информации.
ПЗУ 4 предназначено для хранения служебной информации, необходимой для работы микропроцессора 6. ПЗУ 4 может быть построено посредством микросхемы памяти, обеспечивающей долгосрочное хранение определенного объема информации.
Устройство 5 сброса обеспечивает подачу сигнала, близкого к потенциалу земли, длительностью не менее 50 мс, и обеспечивает перевод микропроцессора 6 в начальное состояние, что в целом защищает устройство от сбоев при кратковременном падении напряжения. Устройство 5 сброса может быть построено посредством D-триггера, транзистора, стабилитрона, диода, конденсатора и пяти резисторов.
Микропроцессор 6 обеспечивает обработку цифровой информации и управление процессом этой обработки. Выбор конкретного микроконтроллера обусловлен требуемым объемом обработки и объемом информации.
Первый 7 и второй 8 преобразователи МКИО обеспечивают коммуникацию приемо-передающих интерфейсов с целью оптимизации схемотехнического построения. Первый 7 и второй 8 преобразователи МКИО могут быть построены посредством логических элементов "Исключающее ИЛИ".
Первый 9 и второй 10 приемопередатчики МКИО обеспечивают преобразование кодов парафазного сигнала, полученных из первого 11 и второго 12 трансформатора гальванической развязки, в сигналы интерфейса UART. Первый 9 и второй 10 приемопередатчики МКИО могут быть построены посредством приемопередатчика кода Манчестер II.
Первый 11 и второй 12 трансформаторы гальванической развязки обеспечивают защиту от воздействия синфазных помех и предотвращения появления паразитных токов в шине информационной земли. Первый 11 и второй 12 трансформаторы гальванической развязки могут быть построены (сформированы) посредством импульсного трансформатора.
Первое 13 и второе 14 устройство согласования МКИО обеспечивают согласование параметров длинной линии связи. Первое 13 и второе 14 устройство согласования МКИО могут быть построены посредством резисторов.
Формирователь 15 адреса оконечного устройства обеспечивает формирование аппаратным способом значение адреса и подадреса соответствующего оконечного устройства, участвующего в информационном обмене. Формирователь 15 адреса оконечного устройства может быть построен посредством четырехканальных формирователей.
Преобразователь 16 данных обеспечивает согласование контроллера 1 мультиплексных каналов информационного обмена и микропроцессора 6. Преобразователь 16 данных может быть построен посредством регистров и четырехканальных формирователей.
Формирователь 17 команд управления обеспечивает формирование ответной команды на запрос состояния. Формирователь 17 команд управления может быть построен посредством четырехканальных формирователей.
Преобразователь 18 вспомогательного МКИО обеспечивает преобразование выходных сигналов, принимаемых от микропроцессора 6, из сигналов интерфейса UART в коды вспомогательных интерфейсов. Преобразователь 18 вспомогательного МКИО может быть построен посредством интерфейсных преобразователей.
Буферный формирователь 19 обеспечивает формирование управляющих команд для преобразователя 16 данных. Буферный формирователь 19 может быть построен посредством D-триггера.
Приемопередатчик 20 вспомогательного МКИО обеспечивает прием и передачу информации в канале вспомогательного устройства. Приемопередатчик 20 вспомогательного МКИО может быть построен посредством триггеров Шмитта-инверторов, логических элементов "2ИЛИ-НЕ" и резисторов.
Устройство 21 программирования обеспечивает настройку и изменение программного обеспечения микропроцессора 6. Устройство 21 программирования может быть построено посредством интерфейсных преобразователей.
Способ исправления ошибок при передаче информации биимпульсным кодом Манчестер II осуществляется при работе устройства передачи информации биимпульсным кодом Манчестер II с исправлением ошибок следующим образом.
Работа устройства основывается на совокупности программных и аппаратных средств микропроцессорной системы.
С источника питания (на фигуре не показан) поступает напряжение, равное +5 B, которое необходимо для функционирования устройства передачи информации биимпульсным кодом Манчестер II с исправлением ошибок.
Запуск микропроцессора 6 и контроллера 1 мультиплексных каналов информационного обмена осуществляется подачей на вход сигнала общего сброса импульса, сформированного устройством 5 сброса.
1. Передача информации по мультиплексному каналу.
На вход приемопередатчика 20 вспомогательного МКИО по входу-выходу 25 вспомогательного МКИО поступает информационная посылка, включающая команду о начале обмена данными и передаваемые данные по входам-выходам 23 и 24 первого и второго мультиплексных каналов информационного обмена.
Приемопередатчик 20 вспомогательного МКИО передает полученную информационную посылку преобразователю 18 вспомогательного МКИО.
Преобразователь 18 вспомогательного МКИО преобразует полученную информационную посылку из вспомогательного интерфейса в интерфейс UART.
Микропроцессор 6 считывает с преобразователя 18 вспомогательного МКИО преобразованную информационную посылку и посредством ОЗУ 3 формирует передаваемую посылку.
Формирование передаваемой посылки заключается в следующем.
Данные, передаваемые биимпульсным кодом Манчестер II, разбивают на N частей. Количество частей зависит от длины передаваемых данных и предъявляемой к ним надежности. Для каждой из N частей передаваемых данных формируют набор проверочных битов кода Хемминга. Формирование проверочных битов кода Хэмминга осуществляют алгоритмическим преобразованием, (см., например, Питерсон У., Уэлдон Э «Коды, исправляющие ошибки»: Пер. с англ.М.: Мир, 1976, 600 с.).
При необходимости передачи 8 бит информации формируется код Хэмминга b1b2a1b3a2a3a4b4a5a6a7a8, где а1а2а3а4а5а6а7а8 - информационные биты, b1b2b3b4 - проверочные биты. Проверочные биты рассчитываются по формулам:
При приеме информации без ошибки приведенные уравнения верны.
При отрицательном результате проверки по ниже приведенным формулам рассчитывается синдром ошибки Si:
По результатам расчета формируется вектор ошибки S4, S3, S2, S1, однозначно указывающий на номер бита, принятого с ошибкой. Необходимо изменить значение бита с номером S4, S3, S2, S1 на противоположное.
После формирования всех наборов проверочных битов кода Хемминга вычисляют контрольные суммы передаваемых данных и сформированного набора проверочных битов кода Хемминга, например (см. Генри С. Уоррен, мл. Глава 5. Подсчет битов // Алгоритмические трюки для программистов = Hacker′s Delight. - M.: Вильямс, 2007. - 288 с.). (Далее данные контрольные суммы называются эталонными).
Далее формируют кодограмму из передаваемых данных, сформированного набора проверочных битов кода Хемминга, контрольной суммы передаваемых данных, контрольной суммы сформированного набора проверочных битов кода Хемминга. После формирования кодограммы вычисляют контрольную сумму кодограммы.
Формируют посылку, включающую в себя кодограмму и контрольную сумму кодограммы.
Затем микропроцессор 6 передает преобразователю 16 данных сформированную передаваемую посылку, а формирователю 17 команд управления кодограмму на формирование данных для контроллера 1 мультиплексных каналов информационного обмена.
Формирователь 17 команд управления формирует данные, содержащие разрешение на обмен информаций по мультиплексным каналам информационного обмена.
Формирователь 15 адреса оконечного устройства формирует данные, содержащие адрес и подадрес данного оконечного устройства.
Сформированные формирователем 17 команд управления и формирователем 15 адреса оконечного устройства данные передаются контроллеру 1 мультиплексных каналов информационного обмена.
Контроллер 1 мультиплексных каналов информационного обмена, получив данные, сформированные формирователем 17 команд управления и формирователем 15 адреса оконечного устройства, и команду на разрешение обмена посылкой по мультиплексным каналам информационного обмена, считывает с преобразователя 16 данных передаваемую посылку.
Далее контроллер 1 мультиплексных каналов информационного обмена формирует посылку в соответствии с ГОСТ Ρ 52070-2003 и передает ее на первый 9 и второй 10 приемопередатчики МКИО.
Первый 9 и второй 10 приемопередатчики МКИО, преобразовав посылку в вид парафазного сигнала, передают его на первый 11 и второй 12 трансформаторы гальванической развязки.
Первый 11 и второй 12 трансформаторы гальванической развязки передают посылку в виде парафазного сигнала через первое 13 и второе 14 устройства согласования МКИО на входы-выходы 23 и 24 первого и второго мультиплексных каналов информационного обмена.
2. Прием информации по мультиплексному каналу.
На вход приемопередатчика 20 вспомогательного МКИО по входу-выходу 25 вспомогательного канала связи поступает команда о начале обмена данными по входам-выходам 23 и 24 первого и второго мультиплексных каналов информационного обмена устройства передачи информации биимпульсным кодом Манчестер II с исправлением ошибок.
Приемопередатчик 20 вспомогательного МКИО передает полученную команду преобразователю 18 вспомогательного МКИО.
Преобразователь 18 вспомогательного МКИО преобразует полученную команду из вспомогательного интерфейса в интерфейс UART.
Микропроцессор 6 считывает преобразованную команду, после чего передает формирователю 17 команд управления кодограмму на формирование данных для контроллера 1 мультиплексных каналов информационного обмена, содержащих разрешение на обмен информации по первому и второму мультиплексным каналам информационного обмена.
Формирователь 17 команд управления формирует данные содержащие разрешение на обмен информацией по первому и второму мультиплексным каналам информационного обмена.
Формирователь 15 адреса оконечного устройства формирует данные содержащие адрес и подадрес данного оконечного устройства.
Сформированные формирователем 17 команд управления и формирователем 15 адреса оконечного устройства данные передаются контроллеру 1 мультиплексных каналов информационного обмена.
Микропроцессор 6 передает контроллеру 1 мультиплексных каналов информационного обмена команду на разрешение на обмен данными по первому и второму мультиплексным каналам информационного обмена.
Контроллер 1 мультиплексных каналов информационного обмена, получив данные, сформированные формирователем 17 команд управления и формирователем 15 адреса оконечного устройства, и команду на разрешение обмена посылкой по первому и второму мультиплексным каналам информационного обмена, формирует посылку в соответствии с ГОСТ Ρ 52070-2003 из данных, полученных от формирователя 17 команд управления, и передает их на первый 9 и второй 10 приемопередатчики первого и второго мультиплексных каналов информационного обмена.
Первый 9 и второй 10 приемопередатчики, преобразовав посылку в вид парафазного сигнала, передают его на первый 11 и второй 12 трансформаторы гальванической развязки.
Первый 11 и второй 12 трансформаторы гальванической развязки передают посылку в виде парафазного сигнала через первое 13 и второе 14 устройства согласования МКИО на входы-выходы 23 и 24.
После этого с входов-выходов 23 и 24 на первый 11 и второй 12 трансформаторы гальванической развязки через первое 13 и второе 14 устройства согласования МКИО поступает посылка от внешних устройств, содержащая кодограмму и ее контрольную сумму, сформированную указанным выше способом.
С первого 11 и второго 12 трансформаторов гальванической развязки данная посылка поступает в первый 9 и второй 10 приемопередатчики МКИО.
Первый 9 и второй 10 приемопередатчики МКИО, преобразовав посылку из парафазного сигнала в сигнал интерфейса UART, передают ее в контроллер 1 мультиплексных каналов информационного обмена.
Контроллер 1 мультиплексных каналов информационного обмена обрабатывает данную посылку и передает ее преобразователю 16 данных, выставляя буферному формирователю 19 сигнал о приеме информации по первому и второму мультиплексным каналам информационного обмена.
Буферный формирователь 19 сообщает микропроцессору 6 о том, что контроллер 1 мультиплексных каналов информационного обмена обработал и передал посылку, полученную по перовому и второму мультиплексным каналам информационного обмена, и передает (выставляет флаг) разрешение преобразователю 16 данных на обмен полученной от контроллера 1 мультиплексных каналов информационного обмена посылкой.
Микропроцессор 6 посредством ОЗУ 3 обрабатывает и анализирует полученную посылку.
Обработка и анализ полученной посылки (фиг. 2) заключается в следующем.
Выделяют из полученной посылки кодограмму и вычисляют ее контрольную сумму, которую затем сравнивают с полученной (эталонной) контрольной суммой кодограммы. При совпадении контрольных сумм кодограммы передаваемые данные выделяют из посылки и передают по вспомогательному МКИО.
В случае несовпадения контрольных сумм кодограммы из посылки выделяют переданные данные и вычисляют контрольную сумму переданных данных, которую сравнивают с эталонной контрольной суммой переданных данных, выделенной из полученной посылки. При совпадении контрольных сумм передаваемых данных, передаваемые данные (далее - данные) выделяют из посылки и передают по вспомогательному МКИО.
В случае несовпадения контрольных сумм данных выделяют набор проверочных битов кода Хемминга и вычисляют контрольную сумму набора проверочных битов кода Хемминга. Данную контрольную сумму набора проверочных битов кода Хемминга сравнивают с эталонной контрольной суммой набора проверочных битов кода Хемминга, выделенной из полученной посылки. При совпадении контрольных сумм набора проверочных битов кода Хемминга обратным алгоритмическим преобразованием восстанавливают данные и передают по вспомогательному МКИО.
После обработки и анализа полученной посылки микропроцессор 6 передает полученные данные посредством преобразователя 18 вспомогательного МКИО и приемопередатчика 20 вспомогательного МКИО на вход-выход 25 вспомогательного МКИО.
В случае несовпадения контрольных сумм набора проверочных битов кода Хемминга производят повторный информационный обмен сформированной посылки.
1. Способ исправления ошибок при передаче информации биимпульсным кодом Манчестер II, заключающийся в том, что предварительно данные, передаваемые указанным кодом, разбивают на N частей, для каждой из которых формируют код Хэмминга, затем вычисляют контрольную сумму передаваемых данных и контрольную сумму набора полученных кодов Хэмминга, далее формируют кодограмму, включающую передаваемые данные, набор кодов Хэмминга, контрольную сумму передаваемых данных и контрольную сумму набора кодов Хэмминга, затем вычисляют контрольную сумму кодограммы и формируют посылку из кодограммы и контрольной суммы кодограммы, при получении посылки вычисляют контрольную сумму выделенной из посылки кодограммы и сравнивают ее с полученной контрольной суммой кодограммы, если данные контрольные суммы кодограммы не совпадают, то из полученной посылки выделяют передаваемые данные и вычисляют их контрольную сумму и сравнивают ее с контрольной суммой передаваемых, выделенной из полученной посылки, в случае их несовпадения из посылки выделяют набор кодов Хэмминга, вычисляют его контрольную сумму и сравнивают с выделенной из посылки контрольной суммой набора кодов Хэмминга, при их совпадении выделяют из посылки набор кодов Хэмминга, с помощью которых восстанавливают полученные данные.
2. Устройство передачи информации биимпульсным кодом Манчестер II с исправлением ошибок, содержащее внутреннюю интерфейсную магистраль информационного обмена, с которой соединены контроллер мультиплексных каналов информационного обмена, оперативное запоминающее устройство, постоянное запоминающее устройство, устройство сброса и микропроцессор, первый и второй приемопередатчики мультиплексного канала информационного обмена, входы-выходы которых соединены соответственно с первыми входами-выходами первого и второго трансформаторов гальванической развязки, буферный формирователь, формирователь команд управления, отличающееся тем, что дополнительно введены формирователь адреса оконечного устройства, первый и второй преобразователи мультиплексного канала информационного обмена, первое и второе устройства согласования мультиплексного канала информационного обмена, преобразователь вспомогательного мультиплексного канала информационного обмена, приемопередатчик вспомогательного мультиплексного канала информационного обмена, преобразователь данных и устройство программирования, вход-выход которого соединен с первым входом-выходом микропроцессора, второй вход-выход которого соединен с первым входом-выходом преобразователя вспомогательного мультиплексного канала информационного обмена, второй вход-выход которого соединен с первым входом-выходом приемопередатчика вспомогательного мультиплексного канала информационного обмена, второй вход-выход которого является входом-выходом вспомогательного мультиплексного канала информационного обмена устройства передачи информации биимпульсным кодом Манчестер II с исправлением ошибок, вход формирователя адреса оконечного устройства является входом устройства передачи информации биимпульсным кодом Манчестер II, а выход соединен с первым входом контроллера мультиплексных каналов информационного обмена, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго преобразователей мультиплексного канала информационного обмена, первые входы которых соединены соответственно с первыми выходами первого и второго приемопередатчиков мультиплексного канала информационного обмена, вторые выходы которых соединены соответственно со вторыми входами второго и первого преобразователей мультиплексного канала информационного обмена, а входы соединены соответственно с первым и вторым выходами контроллера мультиплексных каналов информационного обмена, вторые входы-выходы первого и второго трансформаторов гальванической развязки соединены соответственно с первыми входами-выходами первого и второго устройств согласования мультиплексного канала информационного обмена, вторые входы-выходы которых являются соответственно выходами-выходами первого и второго мультиплексных каналов информационного обмена устройства передачи информации биимпульсным кодом Манчестер II с исправлением ошибок, при этом буферный формирователь, формирователь команд управления и преобразователь данных соединены с внутренней интерфейсной магистралью информационного обмена.
