УСТРОЙСТВО ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ Российский патент 1999 года по МПК H04L25/22 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для приема и передачи данных в последовательном коде под управлением стандартного программного обеспечения (программы Fastwire II, Norton Commander и др.).

Известно устройство последовательной связи стандарт RS-232 [1], способное передавать информацию в последовательном коде со следующими скоростями: 2.4; 4.8; 9.6; 19.2; 38.4; 57.6 115.2 кбит/с. Устройство содержит шину данных, шину адреса, шину управления, двунаправленный шинный формирователь, дешифратор адреса, задающий генератор, линейный драйвер и линейный приемник. Вместе с тем в настоящее время разработано много аппаратных средств на однокристальных микроконтроллерах, работающих под управлением ПЭВМ. Многие микроконтроллеры имеют в своем составе последовательный порт, максимальная скорость обмена данными через который в асинхронном режиме значительно превосходит максимальную скорость передачи устройства [1]. Например, микроконтроллеры семейства ВЕ51 имеют максимальную скорость передачи в асинхронном режиме 575 кбит/с.

Наиболее близким по технической сути к заявляемому является выбранный в качестве прототипа последовательный интерфейс стандарта RS-252 [2], содержащий двунаправленный шинный формирователь, шину данных, соединенную через двунаправленный шинный формирователь с универсальным асинхронным приемопередатчиком, шину управления, соединенную с универсальным асинхронным приемопередатчиком, шину адреса, дешифратор адреса, входы которого соединены с шиной адреса, а выход соединен со входом сигнала выборки кристалла универсального асинхронного приемопередатчика, первый задающий генератор, универсальный асинхронный приемопередатчик, линейные драйверы, соединенные своими входами с выходами универсального асинхронного приемопередатчика, а выходами с линией связи, линейные приемники, соединенные своими входами с линией связи, а своими выходами соединены со входами универсального асинхронного приемопередатчика. Интерфейс обеспечивает связь со скоростью до 115.2 кбит/с.

Недостатком интерфейса является невозможность передачи данных на более высокой скорости, что необходимо для связи с однокристальными микроконтроллерами.

Целью изобретения является повышение скорости передачи данных в последовательном коде.

Указанная цель достигается тем, что в известное устройство, введены второй задающий генератору коммутатор, подключенный первым своим входом к выходу первого задающего генератора, вторым входом к выходу второго задающего генератора, а своим выходом ко входу тактирования универсального асинхронного приемопередатчика, вместо линейных драйверов введены первый дифференциальный драйвер, вход которого соединен с выходом передаваемых последовательных данных универсального асинхронного приемопередатчика, а выход соединен с линией связи "витая пара", второй дифференциальный драйвер, вход которого соединен с выходом сигнала запроса передачи универсального асинхронного приемопередатчика, а выход соединен с линией связи "витая пара", вместо линейных приемников введены первый дифференциальный приемник, вход которого соединен с линией связи "витая пара", а выход соединен со входом последовательных данных универсального асинхронного приемопередатчика, второй дифференциальный приемник, вход которого соединен с линией связи "витая пара", а выход соединен со входом сигнала готовности передачи универсального асинхронного приемопередатчика.

Новизна технического решения заключается в наличии в заявляемом устройстве новых схемных элементов: коммутатора, второго задающего генератора, а также в введении вместо линейных, дифференциальных драйверов 14 дифференциальных приемников и их связей.

Заявляемое техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень", т. к. его сравнение с другими техническими решениями в данной области показывает, что построение предложенной структуры устройства передачи данных, основанной на введении второго задающего генератора, дифференциальных драйверов и дифференциальных приемников позволяет реализовать передачу информации в последовательном коде между двумя ПЭВМ или однокристальным микроконтроллером и ПЭВМ по линии связи "витая пара" на скорости выше 116 кбит/с, кроме того, использование дифференциальных драйверов и дифференциальных приемников, а также линии связи "витая пара" существенно повышает помехоустойчивость устройства, снижает уровень собственного электромагнитного излучения.

Изобретение может быть использовано в различных областях промышленности, а именно в вычислительной технике, в системах сбора и передачи информации, системах автоматизированного управления и контроля, поэтому соответствует критерию "промышленная применимость".

Устройство передачи данных работает под управлением стандартного программного обеспечения, хранящегося в ПЭВМ (программы Fastwire II, Norton Commander и др.).

На чертеже изображена структурная схема устройства передачи данных.

Устройство содержит шину данных ШД 1, шину адреса ША 2, шину управления ШУ 3, двунаправленный шинный формирователь 4 дешифратор адреса ДА 5, первый задающий генератор Г1 6, второй задающий генератор Г2 7, коммутатор К 8, универсальный асинхронный приемопередатчик УАПП 9, дифференциальные драйверы 10 и 11, дифференциальные приемники 12 и 13, причем двунаправленный шинный формирователь включен между шиной данных 1 и универсальным асинхронным приемопередатчиком, дешифратор адреса 5 своими выходами подключен к шине адреса 2, своим выходом соединен со входом CS УАПП 9, шина управления подключена соответствующим образом к двунаправленному шинному формирователю 4 и универсальному асинхронному приемопередатчику 9, коммутатор К 8 одним своим входом подключен к выходу первого задающего генератора Г1 6, другим входом соединен с выходом второго задающего генератора Г2 7, выход коммутатора 8 соединен со входом тактирования XTAL УАПП 9, дифференциальные драйверы 10 и 11 соединены своими входами с выходами RTS и SOFT УАПП 9, а выходы драйверов подключены к линии связи "витая пара", дифференциальные приемники 12 и 15, входы которых соединены с линией связи "витая пара", а выходы соединены со входами CTS и SIN УАПП 9.

Устройство работает следующим образом.

Коммутатором 9 ко входу XTAL УАПП 9 подключается один из задающих генераторов (Г1 - передача со стандартным рядом скоростей RS-232, Г2 - передача с повышенной скоростью). С помощью программы, хранящейся в ПЭВМ (Fastwire II Norton Commander и др.), устройство инициализируется, т.е. на шине адреса 2 выставляется адрес устройства, при этом дешифратор 5 сигналом CS выбирает УАПП 9, программно задается формат информационной посылки (количество стартовых, стоповых и информационных бит), затем передаваемая информация с шины данных 1 поступает через двунаправленный шинный формирователь 4 в параллельном коде в УАПП 9, где преобразуется в последовательный код. Перед передачей информации сигнал на выходе RTS УАПП 9 переходит в низкое состояние и поступает на вход 11, на приемном конце сигнал поступает на вход 13, с выхода 13 - на вход CTS УАПП 9, и УАПП 9 регистрирует этот переход на входе CTS. Передаваемая информация в последовательном коде поступает с выхода SOVT УАПП 9 на вход дифференциального драйвера 10, входы которого соединены с линией связи "витая пара". Принимаемая информация поступает на вход дифференциального приемника 12, преобразуется в уровни ТТЛ-логики и с выхода приемника поступает на вход SIN УАПП 9, затем информация преобразуется в параллельный код и через двунаправленный шинный формирователь 4 выдается на шину данных 1.

Двунаправленный шинный формирователь, дешифратор, первый и второй задающие генераторы и дифференциальные драйверы могут быть реализованы на ИС серии 533, дифференциальные приемники на ИС серии 521 и 533, УАПП - микросхема 8250 фирмы Intel или аналогичная.

Таким образом, введение в систему последовательной передачи данных второго задающего генератора, коммутатора, использование дифференциальных драйверов, дифференциальных приемников и линии связи "витая пара" позволяют существенно расширить возможности устройства: увеличить скорость передачи информации (например, при использовании второго задающего генератора с частотой в 6 МГц скорость повышается в 3.2 раза по сравнению с RS-232), снизить уровень собственного электромагнитного излучения, повысить помехоустойчивость.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для приема и передачи данных в последовательном коде под управлением стандартного программного обеспечения (программы Fastwire II, Norten Commander и др.). Технический результат - повышение скорости передачи данных в последовательном коде. Устройство содержит шину данных 1, шину адреса 2, шину управления 3, двунаправленный шинный формирователь 4, дешифратор адреса 5, первый задающий генератор 6, второй задающий генератор 7, коммутатор 8, универсальный асинхронный приемопередатчик 9, дифференциальные драйверы 10:11, дифференциальные приемники 12,13. 1 ил.

Устройство передачи данных, содержащее двунаправленный шинный формирователь, шину данных, соединенную через двунаправленный шинный формирователь с универсальным асинхронным приемопередатчиком, шину управления, соединенную с универсальным асинхронным приемопередатчиком, шину адреса, дешифратор адреса, входы которого соединены с шиной адреса, а выход соединен со входом сигнала выборки кристалла универсального асинхронного приемопередатчика, первый задающий генератор, универсальный асинхронный приемопередатчик, драйверы, соединенные своими входами с выходами универсального асинхронного приемопередатчика, а выходами с линией связи, приемники, соединенные своими входами с линией связи, а своими выходами соединенные со входами универсального асинхронного приемопередатчика, отличающееся тем, что введены второй задающий генератор, коммутатор, подключенный первым своим входом к выходу первого задающего генератора, вторым входом к выходу второго задающего генератора, а своим выходом ко входу тактирования универсального асинхронного приемопередатчика, первый дифференциальный драйвер, вход которого соединен с выходом передаваемых последовательно данных универсального асинхронного приемопередатчика, а выход соединен с линией связи ''витая пара'',
второй дифференциальный драйвер, вход которого соединен с выходом сигнала запроса передачи универсального асинхронного приемопередатчика, а выход соединен с линией связи ''витая пара'', первый дифференциальный приемник, вход которого соединен с линией связи ''витая пара'', а выход соединен со входом последовательных данных универсального асинхронного приемопередатчика, второй дифференциальный приемник, вход которого соединен с линией связи ''витая пара'', а выход соединен со входом сигнала готовности универсального асинхронного приемопередатчика.