19. Способы борьбы с помехами в каналах передачи цифровых сигналов
Все микропроцессорные
устройства работают с цифровым
эквивалентом входного сигнала,
преобразование которого происходит в
АЦП. При передачи такого сигнала по
линиям связи под действием импульсных
помех может произойти инверсия отдельных
бит цифровой информации (
).
Применение фильтров бессмысленно, так
как меняется само представление числа.
Одним из основных способов определения
наличия помехи является способ с
использованием биточетности. В этом
способе кn-информационным
битам добавляется 1 бит, причем его
значение подбирается таким образом,
чтобы количество единиц расширенного
слова было бы обязательно четным. Такой
способ позволяет обнаружить возникновение
одной ошибки при передачи цифровых
сигналов. Если исчезнут 2 единицы, то
четность не нарушится и ошибка не
обнаружится.
Недостаток: при обнаружении ошибки, место ошибки не известно. Был предложен способ в котором к n-информационным битам добавляется несколькоk-битов четности, которые соответствующим образом располагаются среди информационных бит и контролируют строго информационные разряды.
Можно определить место и исправить ошибку. Применение таких расширенных кодов было предложено в 1948 году Хеммингом и с тех пор данный метод называется кодом Хемминга.
В кодах Хемминга все биты передаваемого слова нумеруются слева на право и начиная с первого. Биты, номера которых совпадают со степенью числа 2 называются битами четности, остальные биты используются в качестве информационных. Так например к 16 битам передаваемого слова добавляется 5 битов четности (1,2,3,8.16). Остальные биты до 21 используются в качестве информационных.
Каждый бит четности характеризует строго определенные разряды расширенного слова, номера контролируемых разрядов приведены в таблице.
В число контролируемых разрядов включены и сами биты четности. Значение бита четности подбирается таким образом, чтобы значение его было четным числом.
Пример:
Допустим имеется информационное слово следующего содержания:
Проанализируем принятое слово по разделам:
Проконтролируем бит четности №1. 6 единиц –– правильно
№2 –– 4 ед.
№4 –– 6 ед.
№8 –– 4 ед.
№16 –– 4 ед.
Допустим, что
Проанализируем принятое слово по разделам:
№1 –– 5 ед
№2 –– 4 ед
№4 –– 5 ед
№8 –– 4 ед
№16 –– 4 ед
Так как 8, 16 – верны, то числа с 8 по 15 – верны и с 16 по 21 – верны. При контроле под подозрение попали 1,4,5 биты информационного слова, так как 4 контролирует 4 и 5 разряды, то бит №1 из подозрения исключается. Так как 5 бит контролируется и первым и четвертым битами четности, то там ошибка.
Если инвертировать содержимое этого бита, то все биты четности будут правильными.
Код Хемминга позволяет определить только 1 ошибку, при двух или более код не работает. Также существует алгоритм быстрого определения ошибки для этого надо сложить биты четности 1и 4, и их сумма даст не верный бит.
20. Способы передачи отдельных слов цифровой информации
Обмен информацией между источником и приемником может вестись по одному из следующих принципов
1 синхронный
2 асинхронный
3 по прерыванию
При синхронном обмене требуется известное время выполнения одной операции обмена и единичный генератор синхроимпульсов, импульсы от генератора переключают режим прием-передача между связанными устройствами.
“+” – высокая скорость
“-“ – требует генератор и доп. провод
Асинхронный обмен. В этом случае сигнал формирует передатчик
Приемник имеет спец регистр который определяет начало передачи данных. Приемник слушает линию связи.
“-“ – Медленная скорость передачи
“-” – Необходимость постоянного прослушивания линии
Обмен по прерыванию..
В этом случае готовность передатчика к обмену проверяется аппаратным способом с помощью контролера прерываний. Контролер прерываний управляется процессором.
При отсутствии передачи данных процессор может выполнять программу. Как только устройство готово к обмену оно посылает сигнал готовности к процессору. Этот сигнал воспринимает контролер прерываний, который прерывает текущую программу и предает управление подпрограмме обмена данными. По завершении передачи происходит возвращение к основной программе.
“+” – возможно применение в условиях неравномерности передачи информации. При простоях выполняется расчетная задача.