Интерфейсы / 06-03-2012_18-58-59 / Синхронизация
.pdf
Проблема синхронизации интерфейса при параллельной передаче информации
|
|
|
|
|
|
|
Процессор |
|
|
|
|
|
||||
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Шина |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
данных |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Шина |
||
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
адреса |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Шина |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
управления |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
ОЗУ |
ПЗУ |
УВВ |
|||||||||||
Шины данных, адреса и управления многоразрядные
1
Адрес
Адрес
t
Данные
Данные
t
СА
t
СИА
t |
СИП
t |
Временные диаграммы записи данных процессором в ОЗУ
2
Битовая синхронизации в интерфейсах с последовательной передачей информации
1 1 |
0 0 0 |
1 1 |
0 0 0 |
||
ПЕРЕДАТЧИК |
|
|
|
|
ПРИЕМНИК |
|
|
|
|
||
|
Линия синхронизации |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t3
Передача данных через интерфейс с последовательной передачей информации.
3
Приемник должен ”решить” две проблемы:
- он должен определить, в какой момент времени на его входе появилась двоичная последовательность (значимая информация), т.е. решить проблему кадровой синхронизации; - приемник должен точно выделить интервал времени,
соответствующий каждому биту (проблема битовой синхронизации).
Существует несколько технических приемов для решения последней проблемы:
4
- |
ограничение |
длины |
двоичной последовательности |
кадра |
|
(интерфейс RS-232С); |
|
|
|
||
- |
передача |
синхроимпульса от передатчика к приемнику по |
|||
отдельной дополнительной |
линии при |
передаче каждого |
бита |
||
(интерфейсы I2C/SMbus, Space Wire ); |
|
|
|||
- применение |
самосинхронизирующихся |
кодов (интерфейсы МИК |
|||
и PCI-XP, локальные сети FDDI и Token Ring); |
|
||||
-применение процедуры битстаффинга, т.е. вставки избыточных нулей и единиц в передаваемые двоичные последовательности; (промышленная локальная сеть CAN, интерфейс USB);
-применение процедуры скремблирования (перемешивания) битов двоичной последовательности.
5
Приемник, как правило, по входу представляет собой быстродействующий компаратор напряжения и, при упрощенном рассмотрении, он, во-первых, “умеет” самостоятельно определять моменты времени,
когда уровень напряжения на его входе изменяется с низкого на высокий или наоборот (переход «0»-«1» или «1»-«0») и, во-вторых, в эти моменты он может корректировать уход своих “часов” (сбросить в ноль).
В-третьих, по внутренним командам от своих “часов” приемник может в любой момент времени однозначно “прочитать” текущее значение уровня напряжения (логического «0» или логической «1») сигнала двоичной последовательности на его входе.
6
Битовая синхронизация ограничением |
длины |
двоичной |
последовательности кадра |
|
|
D |
D1 |
D2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D’ |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Передатчик |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
f1 |
|
Линия данных |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F2 |
|||||||||||||||||||
7
D |
0 |
1 |
0 |
Двоичнаяпоследовательность |
t |
|
навходепередатчика |
||||||
|
|
|
f1 |
Задержка сигнала, вносимая |
|
линией связи |
t |
|
|
|
D1 |
|
t |
|
ТБ |
|
|
Появление данных на |
|
D2 |
входе приемника |
t |
f2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
0,5ТБ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ТБ |
|
|
ТБ |
|
|
|
|
|
ТБ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
Двоичнаяпоследовательность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
0 |
|
|
|
|
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
D’ |
навходеприемника |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Временные диаграммы, поясняющие принцип битовой синхронизации ограничением длины двоичной последовательности кадра
8
n T ≤ |
ТБ |
, где |
1 |
|
− |
1 |
= T |
и n – число битовых интервалов в кадре. |
|
2 |
f 1 |
f 2 |
|||||||
|
|
|
|
|
|||||
Битовая синхронизация передачей синхроимпульса по отдельной дополнительной линии.
D |
D1 |
D2 |
D’ |
|
|
||
|
ПЕРЕДАТЧИК C1 |
|
ПРИЕМНИК |
|
l |
|
f1 |
|
f1 |
|
|
Битовая синхронизация передачей синхроимпульса по отдельной дополнительной линии.
9
|
|
|
|
TC −TD = T ≤ |
1 TБ , ТС = |
lC |
, |
ТD = |
lD |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
V 0C |
|
|
V 0D |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
|
|
|
C1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
0 |
1 |
0 |
|
1 |
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ТБ |
|
Тc |
|
|
1 |
2 |
3 |
|
4 |
5 |
C2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D2 |
|
|
ТD |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D’ |
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
10