Rýchly sériový asynchrónny kanál (Fast serial asynchronous channel). Report

94 Pages·1988·4.996 MB·Czech

by  L. Hluchý, B. Cirlin, B. Gaži, K. Košuk, T. Pažurová

S L O V E KN A S V I E D
USTAV TECHNICKEJ KYBERNETIKBYR ATISLAVA
Uloha SPTR c. : A- 07-561-830
Ciastkcva ulcha: A-07-561-830/03
,,S F'ECI1'.:.\LIZmľANE MODULY vNUTRosvsTEMOlJEJ 1<CJMU!\!Ii<AC"I E
Nazov vv�kumnej spravy :
" ffiCHlY. .�3.E F: IO VY ASVNCl--!F:m.1l1<\AlNYA L "
Zodpovecinvr iesitel= Ing.L adi�lav Hluchy,CSc.
F::i.es1telia: Ing. Ladislav Hluchy,CSc.
Ing. Boris Cirlin,CSc. AV ZSSR Leningrad
Ing. }3r-unoC-3 <.-:tZ i
InS:J l<aor ·1· f·< os;u k
•.
RNDr.Tatiana Pazurcv�
Koord1natcr: Ing. Karol Richter,CSc.
Ins.1. Jv .::1n Vocis ,c �::k: akademik Ivan Plander
.. „
namestnik riaditela prev yskum ri E:\cthE: �l UT!< �-:ll�\J
Bratislava 30.1�.1988
. .
,, .„ .
$ OBSAH
Uv od
1. Ruchlu asunchl"onnu pl" 1 ii mac
1.1 .Za.kl a.dna frJnkcnas.c hema pl" i 1 ima.ca
2. Ruchlu asunchl"onny vusielac
3. 21"uchlen1e prenosu asunchronneho sel"ioveho kanaploam ocou
kodov�. na.ia
3.1.FunKcna schema Kodera
3.2.Funkcna schema dekodera
4. Na.vrh moznostl"ie a.Ii zacie nieKtol"uch blokov na hl"adlovom
DO 1 i -CMOS
4.1 .Reali zacia nieKtoruch blokov na zaKaznickom obvode tupu
LSI
e 5. VtJsledKue lektrickei sim•Jla.cie vubranuch bunio?K
6. Za.ver
7. Pl"il ohu P1.P2.P3
$
$
U V
O D.
V�sKumna sprava " R�chl� seriov� as�nchronnu
kanal " vuchadza z architekturu komunikacneho modulu
uvedeneho vo vusKumnei sprave "Navrh komunikacneho modulu s
o h 1 a. d om na . S NK pr o c es o r " z roku 19 8 7 • C ie 1 om s pr a v u ie n a vr h
looick•Jch schem pre seriovu Kanal (vusielac pri iimac) s
a.
uvedennim dosiahnutuch simulacnuch vusledKov <programy
+
priebehu>. Navrh loqicK�ch schem prebiehal
casove v
spolupraci pracovniKom Bazoveho laboratoria Ing.Borisom
s
Cirl inom. z AV ZSSR Leninara.de. Na.vrh bol sustredenu
CSc. •J
na tri bloK�: blok vusielaca. bloK pri iimaca a blok Kodera a
dekodera. Jednotlive bloK� boli odsimulovane osobitne a
potom navzaiom prepo iene. Bez kodovacieho mechanizmu bola
dosiahnuta prenosova ruchlost okolo 12Mbit/s ohladom na
s
parametre hradloveho pola GAC 1200. resp. na parametre GAC
4000. Pri pauzi ti Kodovania sa dosiahla prenosova ruchlost
okolo 20Mbit/s. Simulacie prebiehal pomocou looicKeho
i to ra TDU < f TEXAS NS TRUMENT)
s mu 1 .:1. •J 1 •
Sprava ie rozdelena do sturoch casti. V 1.casti ie opisanu
ruch asunchronn\,I pri iim ac v 2. cast i ie opis a nu
1 •J
ruchlu as�nchronn� vusielac , v 3.casti ie opisane zruchlenie
prenosu serioveho Kanala pomocou Kodovania. v 4.casti su
uvedene moznost i rea iz .:1.ci e nie kt or�ch blokov vzh ladom na.
1
CHOS reali zac iu. V zavere su zhodnot ene dos ia. hnut e v�s 1 edk4.
$
$$$
1.RYCHLY ASYNCHRONNY PRIJIMAC.
Zal<ladnu princip cinnosti pri iimaca i. e uvedenu na obr.1.1
• •
I0 !1 s1J 1.1st1JptJ do pri iima.ca <vstupom I0 sa prenasa looicka
.3.
"1" a vstupom 11 lo9icKa 11011). Al ie potvrdenie pri iateho
informacneho bi tu na inkach 10 a 11. ZaKladnum elementom
1
zretazeneho pri 11maca ie C-Klopn1,,1 obvod. Ktoreho looicKa
schema ie uvedena na obr.1.2. .
Funkcia C-Klopneho obvodu <C-Ko) moze bt,.1t opisana booleovskou
rovnicou:
z' = x1J + z<x + 1,1). (1.1)
Kde z a z� su vustupt,.1 C-Ko v aktualnom a nasleduiucom stave:
u su vstupu. C-Ko ie zaKladnum elementom <navrhnut�m
x .
D.Mullerom v MIT v USA> pre navrh samost,.1nchronn�ch
•
<speedlndependent> schem. Z rovnice <1.1) vidiet. ze v�stup
C-ko nadobuda hodnotu z=1 <z=0). Ked na oboch vstupoch boli
x=�=1 Cx=u=0> a pamata si prislusnu hodnotu pri x�t,.1. Zapis
informacii v zretazenu pri 11mac sa usKutocnu1e nastavenim
iedneho zo vstupov 10 alebo I1 do hodnoty 1. pricom sa
.a.KtivrJie ieden z C-ko prvei bunku pri 11ma.ca do hodnotu 1.
Vystup Ai elementu tupu NOR nadobudne hodnotu 0. Z vussie
uvedeneho ie vidiet. ze oamatanie informacie ie zabezpecene
dvoma dvoi ic a.mi buniek: v iedne i i. e pamatan1:_1 i nformacny bit.
druhe i "pauza"- hodnota 0.
v
1 .1 .ZAKLADNA FUNKCNA SCHEMA PRIJIMACA.
----------------·
E:rJnka pri ii maca v zmus 1 e obr. 1 .1. poz os tava z dvoch paro v
C-Ko ktore umoznuiu zretazeny rezim prijimaca. Okrem toho
•
ie nutnu doplnuiuci element-bunka paralelneho vyrovnavaiuceho
reoistra pri ii m.3.ca-VRP. Pre reali zaciu ie opat navrhnuta
dvoiica C-elementov obr.1.1.1. <C5i. C6i).
Princip cinnosti zal<ladnei brJnk� pri iimaca v1:1chadza z real
i-
z a.ci e tr oc h b oo 1 e o vs K y c h fu n Kc i i : f f a f , Kt o r e
p0i p1i bi
riadia dve dvoiice C-Ko i-tei bunku zretazenia a dvoiicu C-Ko
VRP. Pre tJrceni e tuc ht o fu nKci i s1J ozna cene v1,.1st upt,.1 C-k o
prvei druhei dvoiice bunk•,,t zreta.zenia ako (a . b >. (o .h )
.3,
vt J st u pu C -K o i -te i b nk u VRP a. I< o <c d >
a. tJ • •
i i
Prepis informacie z i-tei bunku zretazenia do i-tei bunky VRP
sa uskutocnuie pri f =1.
bi
Z obr.1.1.1. ie zreime. ze podmienkou zapisu informacie do
i -tei bunk1J V'RP ie zapi s info rmaci e do <i +1 )-ve i bunky VRP.
t.i. pri podmienke:
<c + d :
)
i +1 i +1
Okrem toho v Ci+1>-vei bunke musi byt priznaK "pauzy" medzi
bitmi. t.i. musí byt splnena. podmienl<a.:
$·

•
"'
o
�
1 �
1
-
.:!
1
v
(\J
.
_,
_,
..
u 11
.
1
�
1
11
X .l 1
1
e
1
1 1
1
1
1
1
1
11
1 1
1 1
1- 1
1
1 1
1 1
1
11
1
1
$
-·-· ------ --
<a. + b
)
i +1 i +1
Teda oodmienKo•J prepis•J inform.:i.ci do i-te i b•JnKy V'RP.t. i.
podmienkou pri Ktorei funkcia. f ie rovna 1 ie:
bi
(a + b ) (c + d
)�
i+1 i+1 i+1 i+1
Nastavenie bunieK pri limaca do ppciatocneho stavu sa prevadza
dopr.:1.va. t.i. v opacnom smere ako ie sírenie zapisu vo
zJ.3.va.
VRP.Preto ie nutne naiprv nastavit do pociatocneho stavu bun­
•
ky zretazenia a potom bunku VRP. Funkcia f moze nadobudnut
bi
hodnotu 0 iba potom. co bude v�nulovana informacia v i-tei
bunke zretazenia. t.i. uvedena funkcia musí zodpoveda.t
podmienke: + h ):
< o
i+1. i+1
Teda konecne funkcia f bude mat tvar:
bi
f = <a + b ><c + d )(o + h ):
bi i+1 i+1. i+1 i+1 i+1. i+1
Pre urcenie funkci a f riadenie prvei a druhej
f •
p0 i p1 i
dvoiice C-l<o i-tei bunku zretazenia. ie nutne urcit dva
rezimu: pri iem informacie zo serioveho Ka.na.la. nastavenie
pociatocneho stavu. V prvom rezime zodpoveda f funkci
p1i
zret azeneho pri ii maca zmus e obr. 1. 1 t. zodpoveda
• v 1 . • i.
podmienke:
+ b
a.
i+ i + 1.
1.
Po zapise bitov pri iimaneho Kodu do zodpovedaiucich buniek
<bunku. Ktore zodpovedaiu poziciam bitov) a zap1su "pauz�"
medzi susedne bity. funkcie f nadobudaiu hodnotu 1 a ich
p1 i
hodnota. sa nemeni pri dalse.i praci pri 1maca. az Kum sa
J
pri iimac nenastaví do pociatocneho stavu.Funkcia f naaobuda
p1. i
hodnotu 0 <uvedenie bunku zretazenia do pociatocneho stavu).
al< ie vynulovana informacia v Ci-1.)-vei bunke zretazenia a je
pa.ma tana v < i -ve i bunke VR'P. t.i . mus i b�t sp ne na
-1.) 1
podmi enK.:i.
<c + d + h ):
><o
i-1. i-1. i-1 i-1
Funkcia f teda ma tvar:
p1.
i
$
f = .... + b ( c + d ><o + h ) :
p1i i+1 i+1 i-1 i -1 i- 1 i -1
AnalooicKu funKcia f suvisi so zodpovedajucou funKciou
p0i
zre tazeni a obr. 1. 1 t.i . v tomto pri pade zodpoveda
. • • .
podmienKe:
- --··-·--
+ h
(9
Je evidentne. ze v oKamih prepisania. informacie do i-tei
• .
bunku VRP. funkcia nadobuda hodnotu 0 a tuto hodnotu si drzí.
pokum -tei bunke VRP sa nachadza inf orma.c ia.. Pret o
v i
konecna rovnica funkcie ie nasledovna:
f + d + 9 + h
= c
p0 i
Získane booleovske funkcie mozno upravit z hladiska ich
reali zacie vzhladom na pocet vstupov pouzitych looickych
elementov. Pokum f moze but priamo real izovana na iednom
p0i
stvorvstupovom elemente NOR. funkcia f moze mat pre
p1i
r·ea iz .3.ci u tv-3.r:
1
--··· .. -··-·---------------------
f = a + b + c + d + h
+ o
p1.i i+1 i+1 i-1 i-1 i-1 i-1
•
To vedie na iei rea.lizaciu pomocou dvoch tro.ivstupovuch a
iedneho dvoivstupoveho elementu NOR. TaKtiez funkcia f moze
bi
b�t upravena ako:
f a + b + + d + c + d + o + h
= c
bi i +1 i+1 i+1 i+1 i+ 1 i +1 i+ 1 i +1
tJmoznuie ie i reali zacíu na iednom stvorvstupovom. iednom
1:0
tro i•Jstupovom a iednom duo ivstupovom elemente tupu NOR. Na
obr.1.1.2. ie troibitovu pri 11ma.c. pricom v zmysle
obr.1.1.1.. si navzaiom zodpovedaiu sionalu:
STPA a pre i=0 .1 .2:
/'V
i i
STPB b pre i=0.1.2:
"""'
FPD f pre i=1 .2:
"J
i p0i
ALFA0 f
tV
p00
$
AN0
A0 0
Pl.

r __.
.
�
TPA0 TF'B0
! O
A
ALF S S ACK0
A2 A0
ALF ALF
• ......... c 11 �1 Ll
- " P

1 - 1 :
Ki - l-<0
A0 -

ALF ľ

1
irnic
i
J
i
Pr
TPA1 TPe1 l 2
AO< .
1
S S S0ROS l l 1.
Af
f':Lf"RD. .:
c 2 2 l<.2 c
......... "1 � AC Obr.
-
2 - 2
e 1 Kl - 1-<0
P0 -
f"
TPAC: �
S s
F"P02 H0
C
l l �
A A 1 1
� U (:LF" 'r P0 �
l At- RD
A F"
• : � • .
A2
e (:LF 2 W2 P02
2 M C
A A R F" � o
•
_
C
il
c;i im
: J
l
r
l 1 A0 AN0 P
l l 2
�' 1.
kl
.
� 1
:
r .
c

1 1 ()br,
lri kl
1

w Laa_J bJ lza_I
e
r l
l l
t t

> > : >
l 2 L1 02 l 1 PL0 0 1
K P K K K