DIY Serial Line Coding Converters: 15 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:38

Сериялык маалымат байланышы көптөгөн өнөр жай колдонмолорунда кеңири жайылган жана ар кандай сериялык маалымат байланыш интерфейсин иштеп чыгуу үчүн бир нече ыкмалар бар. UART, I2C же SPI стандарттык протоколдорунун бирин колдонуу ыңгайлуу. Мындан тышкары, CAN, LIN, Mil-1553, Ethernet же MIPI сыяктуу атайын колдонмолор үчүн дагы бир нече протоколдор бар. Сериялык маалыматтарды иштетүүнүн дагы бир варианты - ыңгайлаштырылган протоколдорду колдонуу. Бул протоколдор көбүнчө линия коддоруна негизделет. Сапты коддоонун эң кеңири таралган түрлөрү NRZ, Манчестер коду, AMI ж.

Атайын сериялык протоколдордун мисалдары имаратты жарыктандырууну көзөмөлдөө үчүн DALIди жана сенсорлорду автомобилдик колдонмолордогу контроллерлерге туташтыруу үчүн колдонулган PSI5ти камтыйт. Бул эки мисал Манчестердин коддоолоруна негизделген. Ошо сыяктуу эле, SENT протоколу автомобилдик сенсор-контроллердин шилтемелери үчүн колдонулат жана CAN шинасы автомобилдик тиркемелердеги микроконтроллерлер менен башка түзмөктөрдүн ортосундагы байланышты иштетүү үчүн колдонулат, NRZ коддоого негизделген. Мындан тышкары, башка көптөгөн татаал жана адистештирилген протоколдор Манчестер жана NRZ схемаларын колдонуу менен иштелип чыккан жана иштелип жатат.

Линия коддорунун ар биринин өзүнүн артыкчылыктары бар. Кабель боюнча бинардык сигналды берүү процессинде, мисалы, AMI кодун колдонуу менен олуттуу түрдө жумшартылышы мүмкүн болгон бурмалоолор пайда болушу мүмкүн [Петрова, Пеша Д., жана Боян Д. Карапенев. "Бинардык кодду алмаштыруучулардын синтези жана симуляциясы." Заманбап спутник, телекөрсөтүү жана телеберүү кызматтарындагы телекоммуникация, 2003. TELSIKS 2003. 6 -эл аралык конференция. Vol. 2. IEEE, 2003]. Мындан тышкары, AMI сигналынын өткөрүү жөндөмү эквиваленттүү RZ форматынан төмөн. Ошо сыяктуу эле, Манчестер кодунда NRZ кодуна мүнөздүү болгон кээ бир кемчиликтер жок. Мисалы, сериялык сызыкта Манчестер кодун колдонуу DC компоненттерин жок кылат, саатты калыбына келтирүүнү камсыз кылат жана ызы-чуу иммунитетинин салыштырмалуу жогорку деңгээлин камсыз кылат [Hd-6409 Renesas Datasheet].

Демек, стандарттык линия коддорунун конверсиясынын пайдалуулугу айдан ачык. Линия коддору түз же кыйыр түрдө колдонулган көптөгөн колдонмолордо бинардык кодду конверсиялоо зарыл.

Бул Нускамада биз SLG46537 CMIC арзан диалогунун жардамы менен бир нече линия коддоочу алмаштыргычтарды кантип ишке ашырууну сунуштайбыз.

Төмөндө GreenPAK чипи сериялык линияны коддоочу конверторлорду түзүү үчүн кантип программаланганын түшүнүү үчүн керектүү кадамдарды сүрөттөдүк. Бирок, эгер сиз программалоонун жыйынтыгын алууну кааласаңыз, GreenPAK программасын жүктөп алыңыз, буга чейин бүткөн GreenPAK Дизайн Файлын көрүңүз. GreenPAK Development Kitти компьютериңизге туташтырыңыз жана сериялык линияны коддоочу конверторлор үчүн атайын IC түзүү үчүн программаны басыңыз.

1 -кадам: Конверсия дизайндары

Төмөнкү линия кодунун конвертерлеринин дизайны ушул Нускамада берилген:

● NRZ (L) - RZ

NRZден (L) RZге которуу жөнөкөй жана бир ЖАНА дарбазанын жардамы менен ишке ашат. Figure 1 бул өзгөртүү үчүн долбоорду көрсөтөт.

● NRZ (L) - RB

NRZди (L) RBге айландыруу үчүн биз үч логикалык деңгээлге жетишибиз керек (-1, 0, +1). Бул максатта биз 4066 (төрт тараптуу аналогдук которгучту) 5 В, 0 В жана -5 В.дан биполярдык которуштурууну камсыз кылуу үчүн колдонобуз. Санариптик логика 4066 мүмкүнчүлүгүн киргизүү жолу менен үч логикалык деңгээлдин которулушун көзөмөлдөө үчүн колдонулат. 1Е, 2Е жана 3Е [Петрова, Пеша Д. жана Боян Д. Карапенев. "Бинардык кодду алмаштыруучулардын синтези жана симуляциясы." Заманбап спутник, телекөрсөтүү жана телеберүү кызматындагы телекоммуникация, 2003. TELSIKS 2003. 6 -эл аралык конференция. Vol. 2. IEEE, 2003].

Логикалык көзөмөл төмөнкүчө ишке ашырылат:

Q1 = Signal & Clk

Q2 = Clk '

Q3 = Clk & Signal '

Жалпы конверсия схемасы Figure 2де көрсөтүлгөн.

● NRZ (L) AMIге

NRZ (L) AMI конверсиясында 4066 IC колдонулат, анткени AMI коду 3 логикалык деңгээлге ээ. Логиканы башкаруу схемасы 3 -сүрөттө көрсөтүлгөн жалпы конверсия схемасына туура келген 1 -таблицада жалпыланган.

Логикалык схема төмөнкүчө жазылышы мүмкүн:

Q1 = (Signal & Clk) & Q

Q2 = (Signal & Clk) '

Q3 = (Signal & Clk) & Q '

Бул жерде Q-төмөнкү өтмө байланыш менен D-Flip флоптун чыгышы:

Qnext = Signal & Qprev ' + Signal' & Qprev

● AMIден RZге чейин

AMIден RZге айландыруу үчүн эки диод кирүү сигналын оң жана терс бөлүктөргө бөлүү үчүн колдонулат. Сигналдын бөлүнгөн терс бөлүгүн тескери буруш үчүн инверттик оп-ампти (же транзисторго негизделген логикалык схеманы) колдонууга болот. Акыр -аягы, бул тескери сигнал 4 -сүрөттө көрсөтүлгөндөй RZ форматында каалаган чыгуу сигналын алуу үчүн оң сигнал менен бирге ЖЕ дарбазасына өткөрүлүп берилет.

● NRZ (L) Сплит-фаза Манчестерге

NRZден (L) Split-фаза Манчестерге айландыруу 5-сүрөттө көрсөтүлгөндөй жөнөкөй. Киргизүү сигналы саат сигналы менен бирге NXOR дарбазасына чыгарылат (Г. Э. Томастын конвенциясына ылайык). XOR дарбазасы Манчестер кодун алуу үчүн да колдонулушу мүмкүн (IEEE 802.3 конвенциясына ылайык) [https://en.wikipedia.org/wiki/Manchester_code].

● Бөлүү фазалуу Манчестерден Бөлүнүү фазасына Марк коду

Манчестерден Сплит-фазадан Маркстын кодуна айландыруу 6-сүрөттө көрсөтүлгөн. Киргизүү жана сааттык сигнал AND-дарбазасы аркылуу D-flip флопту саатка өткөрүп беришет.

D-flip төмөнкү теңдеме менен жөнгө салынат:

Qnext = Q '

Чыгуу сигналы төмөнкүчө алынат:

Чыгаруу = Clk & Q + Clk 'Q'

● Көбүрөөк линия коддору

Жогорудагы конверсияларды колдонуп, көбүрөөк линия коддорунун дизайнын оңой эле алууга болот. Мисалы, NRZ (L) Манчестер кодун Сплит-фазага жана Манчестер кодун Бөлүү-фазага Марк кодун конверсиялоону NRZ (L) алуу үчүн бириктирсе болот.

2 -кадам: GreenPAK Дизайндары

Жогоруда көрсөтүлгөн конверсия схемалары GreenPAK ™ дизайнеринде кээ бир көмөкчү тышкы компоненттер менен оңой эле ишке ашырылышы мүмкүн. SLG46537 берилген долбоорлорду ишке ашыруу үчүн жетиштүү ресурстарды камсыз кылат. GreenPAK конверсиялоо долбоорлору мурункудай тартипте берилет.

3 -кадам: NRZ (L) GreenPAK менен RZге

Figure 7деги NRZ (L) үчүн GreenPAK Дизайн 1 -кадамда көрсөтүлгөнгө окшош, бирок бир DLY блогу кошулган. Бул блок милдеттүү эмес, бирок саат менен киргизүү сигналдарынын ортосундагы синхрондоштуруу каталарын жоюуну камсыз кылат.

4 -кадам: GreenPAK RB үчүн NRZ (L)

NRZ (L) үчүн RB үчүн GreenPAK дизайны 8 -сүрөттө көрсөтүлгөн. Сүрөт 1 -кадамда берилген долбоорго жетүү үчүн CMICтин логикалык компоненттерин кантип туташтыруу керек экенин көрсөтөт.

5 -кадам: GreenPAK AMI үчүн NRZ (L)

Figure 9 GreenPAK CMICти NRZден (L) AMIге кантип конфигурациялоону көрсөтөт. Бул схема 1 -кадамда берилген көмөкчү тышкы компоненттер менен бирге каалаган конверсия үчүн колдонулушу мүмкүн

6 -кадам: GreenPAKтагы RZден AMIге

Figure 10 AMI үчүн RZ кайра GreenPAK дизайн көрсөтүлгөн. GreenPAK CMIC оп-амп жана диоддор менен бирге ушундай жол менен конфигурацияланган, керектүү продукцияны алуу үчүн колдонулушу мүмкүн.

7-кадам: NRZ (L) GreenPAKтагы Манчестерге бөлүнүү

Figure 11де NXOR дарбазасы GreenPAK дизайнында NRZ (L) Манчестерден бөлүнүү фазасына өтүү үчүн колдонулат.

8-кадам: Манчестердин бөлүнүү баскычы GreenPAKтагы бөлүнүү фазалуу Марк кодуна

Сүрөттө 12 Манчестерден бөлүнүү фазасына Марк кодунун GreenPAK дизайны берилген. Конверсиянын дизайны толук жана конверсия процесси үчүн эч кандай тышкы компоненттин кереги жок. DLY блоктору киргизүү жана саат сигналдарынын ортосундагы синхрондоштуруу каталарынан улам келип чыккан кемчиликтерди жоюу үчүн милдеттүү эмес.

9 -кадам: Эксперименталдык жыйынтыктар

Бардык сунушталган долбоорлор текшерүү үчүн текшерилген. Жыйынтыктар мурункудай тартипте берилет.

10 -кадам: NRZ (L) - RZ

NRZ (L) - RZ конверсиясынын эксперименталдык жыйынтыктары Figure 13тө көрсөтүлгөн. NRZ (L) сары түстө, RZ көк түстө көрсөтүлгөн.

11 -кадам: NRZ (L) RBге

NRZ (L) үчүн RB конверсиясынын эксперименталдык жыйынтыктары Figure 14тө берилген. NRZ (L) кызыл жана RB көк түстө көрсөтүлгөн.

12 -кадам: NRZ (L) AMIге

Figure 15 AMR кайра NRZ (L) үчүн эксперименталдык жыйынтыктарды көрсөтөт. NRZ (L) кызыл жана AMI сары түстө көрсөтүлөт.

13 -кадам: AMIден RZге чейин

Figure 16 AMI үчүн RZ өзгөртүү үчүн эксперименталдык жыйынтыктарды көрсөтөт. AMI сары жана көк түстө көрсөтүлгөн оң жана терс бөлүктөргө бөлүнөт. Конверттелген RZ сигналы кызыл түстө көрсөтүлөт.

14-кадам: NRZ (L) Split-фаза Манчестерге

Figure 17 NRZ үчүн эксперименталдык жыйынтыктарды көрсөтөт (L) Split-этап Манчестер кайра. NRZ (L) сигналы сары түстө жана конверттелген Split-фаза Манчестер сигналы көк түстө көрсөтүлөт.

15-кадам: Манчестерден бөлүнүү фазасына Марк коду

Figure 18 Split-этап Манчестер Split-этап Марк коду кайра көрсөтөт. Манчестер коду сары түстө, ал эми Марк коду көк түстө көрсөтүлөт.

Жыйынтык

Линия коддору ар түрдүү тармактарда универсалдуу түрдө колдонулган бир нече сериялык байланыш протоколдорунун негизин түзөт. Линия коддорун көптөгөн колдонмолордо оңой жана арзан жол менен конверсиялоо. Бул Нускамалык маалыматта Dialog SLG46537ди колдонуп, кээ бир көмөкчү тышкы компоненттерди колдонуу менен бир нече линия коддорун өзгөртүү үчүн берилген. Презентацияланган дизайндар текшерилди жана линия коддорун диалогдун CMICs жардамы менен оңой эле жасоого болот деген тыянак чыгарылды.