ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОДА Российский патент 2005 года по МПК H03M5/12 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах передачи цифровой информации.

Известен преобразователь кода (см. А.С. СССР №1332536 от 07.03.86, МКИ: Н 03 М 5/12, «Преобразователь кода», И.В. Келтуяла, опубл. 23.08.87, Бюл. № 31), содержащий генератор импульсов, прямой выход которого соединен с вторыми входами первого и второго элементов И, элемент НЕ, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, триггер, выход которого является выходом преобразователя. Первый вход первого элемента И объединен с входом элемента НЕ и является входом преобразователя. D-вход триггера подключен к выходу элемента НЕ. Выходы первого и второго элементов И и инверсный выход генератора импульсов соединены, соответственно, с S-, R- и С-входами триггера.

Недостатком известного преобразователя кода является низкое быстродействие из-за низкой скорости преобразования.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению является преобразователь кода (см. статью В.П. Климова, И.М. Казанова, И.Л. Вишнякова ″Кодирующие устройства оптических каналов″ в сборнике статей ″Электронная техника в автоматике″, под ред. Ю.И. Конева, выпуск 16. - М.: Радио и связь, 1985 г., с.263, рис.5,а), содержащий инвертор, вход которого является тактовым входом преобразователя и соединен с тактовым входом первого триггера и входом селекции мультиплексора, а выход соединен с тактовым входом второго триггера. Информационный вход первого триггера является информационным входом преобразователя, а выход соединен с первым входом мультиплексора и информационным входом второго триггера, инверсный выход которого соединен со вторым входом мультиплексора, выход которого является выходом преобразователя.

Недостатками известного преобразователя кода являются:

- сложность выделения момента начала поступления полезной информации ввиду постоянного формирования последовательности импульсов на выходе преобразователя в режиме ожидания;

- отсутствие возможности формирования на выходе преобразователя кода информационных посылок определенной длины вследствие отсутствия в схеме преобразователя кода устройства, задающего количество битов в выходной информационной посылке;

- необходимость формирования признака начала информационной посылки, обеспечивающего взаимную синхронизацию приемника и передатчика и достоверную передачу сообщений вследствие использования фазоманипулированного кода в качестве выходного кода преобразователя.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание преобразователя кода, обладающего расширенными функциональными возможностями, а именно: формирование на выходе преобразователя сигнала логического "0" в режиме ожидания, формирование на выходе преобразователя информационных посылок определенной длины, формирование на выходе самосинхронизирующейся последовательности импульсов, не требующей дополнительного формирования признака начала информационной посылки.

Технический результат, заключающийся в расширении функциональных возможностей, достигается тем, что в преобразователь кода, содержащий первый триггер, тактовый вход которого соединен с тактовым входом преобразователя, второй триггер и выход, введены регистр, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ, счетчик-делитель, третий и четвертый триггеры, формирователь импульса по фронту, RS-триггер, группа информационных входов и вход пуска, первый, второй, третий и четвертый триггеры выполнены в виде Т-триггеров с R-входами, при этом R-вход первого Т-триггера соединен с инверсным выходом RS-триггера и R-входами счетчика-делителя и второго Т-триггера, а выход - с первыми входами элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с входом формирователя импульса по фронту, а второй вход - с выходом регистра, информационные входы которого соединены с соответствующими входами группы информационных входов преобразователя, последовательный вход - с общей шиной, вход разрешения параллельной загрузки - с входом пуска преобразователя и S-входом RS-триггера, а тактовый вход - с тактовыми входами счетчика-делителя и второго Т-триггера, выходом четвертого Т-триггера и вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с тактовым входом третьего Т-триггера, R-вход которого соединен с выходом формирователя импульса по фронту и R-входом четвертого Т-триггера, а выход - с тактовым входом четвертого Т-триггера, выход счетчика-делителя соединен с R-входом RS-триггера, выход второго Т-триггера соединен с выходом преобразователя.

Указанная совокупность признаков позволяет расширить функциональные возможности преобразователя кода, а именно:

- обеспечить формирование на выходе преобразователя сигнала логического ″0″ в режиме ожидания за счет блокирования работы преобразователя в режиме ожидания;

- обеспечить формирование на выходе преобразователя информационных посылок определенной длины за счет задания количества битов в выходной информационной посылке;

- обеспечить формирование на выходе самосинхронизирующейся последовательности импульсов, не требующей дополнительного формирования признака начала информационной посылки за счет использования кода, характеризующегося обязательной сменой уровня в начале каждого битового интервала, логический ″0″ и логическая ″1″ принимают на время битового интервала высокий или низкий уровень сигнала, при этом длительность битового интервала логического ″0″ меньше длительности битового интервала логической ″1″.

На фиг.1 приведена принципиальная электрическая схема преобразователя кода; на фиг.2 - временные диаграммы работы преобразователя кода. Преобразователь кода содержит (см. фиг.1) первый триггер 1, тактовый вход 2, второй триггер 3, выход 4, регистр 5, элемент 6 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элемент 7 ИЛИ-НЕ, счетчик-делитель 8, третий 9 и четвертый 10 триггеры, формирователь 11 импульса по фронту, RS-триггер 12, группу 13 информационных входов и вход 14 пуска. Первый 1, второй 3, третий 9 и четвертый 10 триггеры выполнены в виде Т-триггеров с R-входами. Тактовый вход первого Т-триггера 1 соединен с тактовым входом 2 преобразователя, a R-вход - с инверсным выходом RS-триггера 12 и R-входами счетчика-делителя 8 и второго Т-триггера 3. Выход первого Т-триггера 1 соединен с первыми входами элемента 6 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и элемента 7 ИЛИ-НЕ. Выход элемента. 7 ИЛИ-НЕ соединен с входом формирователя 11 импульса по фронту, а второй вход - с выходом регистра 5, информационные входы которого соединены с соответствующими входами группы 13 информационных входов преобразователя, последовательный вход - с общей шиной, вход разрешения параллельной загрузки - с входом пуска преобразователя и S-входом RS-триггера 12, а тактовый вход - с тактовыми входами счетчика-делителя 8 и второго Т-триггера 3, выходом четвертого Т-триггера 10 и вторым входом элемента 6 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Выход элемента 6 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с тактовым входом третьего Т-триггера 9, R-вход которого соединен с выходом формирователя 11 импульса по фронту и R-входом четвертого Т-триггера 10, а выход - с тактовым входом четвертого Т-триггера 10. Выход счетчика-делителя 8 соединен с R-входом RS-триггера 12. Выход второго Т-триггера 3 соединен с выходом преобразователя.

Формирователь 11 импульса по фронту может быть выполнен по схеме, представленной в книге Хоровиц П., Хилл У. «Искусство схемотехники: В 3-х томах: Т.2.» Пер. с англ. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Мир, 1993, стр.173, рис.8.97а.

Преобразователь кода работает следующим образом.

В исходном состоянии на тактовом входе 2, входах группы 13 информационных входов, входе 14 пуска и выходе 4 преобразователя присутствует уровень логического ″0″. Первый 1, второй 3, третий 9, четвертый 10 Т-триггеры, счетчик-делитель 8 и RS-триггер 12 находятся в состоянии логического ″0″.

Преобразователь готов к преобразованию кода. На входы группы 13 входов подается информация в двоичном коде: первый бит информационной посылки на первый информационный вход регистра 5, второй бит - на второй информационный вход и т.д. На вход 2 (см. фиг.2, а) поступают тактовые импульсы. На вход 14 пуска (см. фиг.2, б) подается импульс длительностью от одного до двух периодов тактовой последовательности, поступающей на вход 2. Регистр 5 переводится в режим параллельной загрузки. RS-триггер 12 устанавливается в единичное состояние и на его инверсном выходе устанавливается уровень логического ″0″ (см. фиг.2, в), который поступает на R-входы Т-триггеров 1, 3 и счетчика-делителя 8, разрешая их переключение. С приходом первого импульса, поступающего на вход 2, на выходе Т-триггера 1 устанавливается уровень логической ″1″ (см. фиг.2, е), который через элемент 6 поступает на тактовый вход Т-триггера 9 и переключает его в единичное состояние (см. фиг.2, к). Это ведет к тому, что Т-триггер 10 переключается в единичное состояние (см. фиг.2, л), переводя элемент 6 в режим инвертирования информации, поступающей на его первый вход (см. фиг.2, ж). На выходе элемента 7 устанавливается уровень логического ″0″ (см.фиг.2, з). Т-триггер 3, в свою очередь, переключается в единичное состояние и, следовательно, на выходе 4 преобразователя устанавливается уровень логической ″1″ (см. фиг.2, м). Положительный перепад с выхода Т-триггера 10 поступает на тактовый вход регистра 5, осуществляя запись информации с входов группы 13 входов в регистр 5 и, соответственно, выдачу на выход регистра 5 (см. фиг.2, д) логического уровня первого бита информационной посылки. Далее происходит преобразование в зависимости от логического состояния бита информационной посылки, при этом после окончания импульса, поступающего на вход 14 пуска регистр 5 переводится в режим сдвига информации влево.

Преобразование логической ″1″ происходит следующим образом. На один бит информационной посыпки, имеющий состояние логической ″1″, приходится шесть импульсов на тактовом входе 2. С приходом импульса, поступающего на вход 2, на выходе Т-триггера 1 устанавливается уровень логического ″0″, который, инвертируясь элементом 6, поступает на тактовый вход Т-триггера 9 и переключает его в нулевое состояние. С приходом следующего импульса, поступающего на вход 2, на выходе Т-триггера 1 устанавливается уровень логической ″1″. С приходом следующего импульса, поступающего на вход 2, на выходе Т-триггера 1 устанавливается уровень логического ″0″, который, инвертируясь элементом 6, поступает на тактовый вход Т-триггера 9 и переключает его в единичное состояние. Это ведет к тому, что Т-триггер 10 переключается в нулевое состояние, переводя элемент 6 в режим прямой передачи информации, поступающей на его первый вход. Отрицательный перепад с выхода Т-триггера 10 поступает на тактовый вход счетчика-делителя 8, осуществляя его переключение. С приходом следующего импульса, поступающего на вход 2, на выходе Т-триггера 1 устанавливается уровень логической ″1″, который, инвертируясь элементом 6, поступает на тактовый вход Т-триггера 9 и переключает его в нулевое состояние. С приходом следующего импульса, поступающего на вход 2, на выходе Т-триггера 1 устанавливается уровень логического ″0″. С приходом следующего импульса, поступающего на вход 2, на выходе Т-триггера 1 устанавливается уровень логической ″1″, который через элемент 6 поступает на тактовый вход Т-триггера 9 и переключает его в единичное состояние. Это ведет к тому, что Т-триггер 10 переключается в единичное состояние, переводя элемент 6 в режим инвертирования информации, поступающей на его первый вход. Т-триггер 3, в свою очередь, переключается и, следовательно, происходит изменение логического уровня на выходе 4 преобразователя. Положительный перепад с выхода Т-триггера 10 поступает на тактовый вход регистра 5, осуществляя в нем сдвиг информации влево и, соответственно, выдачу на выход регистра 5 логического уровня следующего бита информационной посылки.

Преобразование логического ″0″ происходит следующим образом. На один бит информационной посылки, имеющий состояние логического ″0″, приходится два импульса на тактовом входе 2. С приходом импульса, поступающего на вход 2, на выходе Т-триггера 1 устанавливается уровень логического ″0″. На выходе элемента 7 формируется положительный перепад, который поступает на вход формирователя 11 импульса по фронту. На выходе формирователя 11 вырабатывается импульс (см. фиг.2, и), который поступает на R-входы Т-триггеров 9 и 10, устанавливая их в нулевое состояние. Отрицательный перепад с выхода Т-триггера 10 поступает на тактовый вход счетчика-делителя 8, осуществляя его переключение. С приходом следующего импульса, поступающего на вход 2, на выходе Т-триггера 1 устанавливается уровень логической ″1″, который через элемент 6 поступает на тактовый вход Т-триггера 9 и переключает его в единичное состояние. Это ведет к тому, что Т-триггер 10 переключается в единичное состояние, переводя элемент 6 в режим инвертирования информации, поступающей на его первый вход. На выходе элемента 7 устанавливается уровень логического ″0″. Т-триггер 3, в свою очередь, переключается и, следовательно, происходит изменение логического уровня на выходе 4 преобразователя. Положительный перепад с выхода Т-триггера 10 поступает на тактовый вход регистра 5, осуществляя в нем сдвиг информации влево и, соответственно, выдачу на выход регистра 5 логического уровня следующего бита информационной посылки.

Преобразование последующих битов информационной посылки осуществляется аналогично.

В момент окончания преобразования последнего бита информационной посылки на выходе регистра 5 устанавливается уровень логического ″0″. С приходом импульса, поступающего на вход 2, на выходе Т-триггера 1 устанавливается уровень логического ″0″. На выходе элемента 7 формируется положительный перепад, который поступает на вход формирователя 11 импульса по фронту. На выходе формирователя 11 вырабатывается импульс, который поступает на R-входы Т-триггеров 9 и 10, устанавливая их в нулевое состояние. Отрицательный перепад с выхода Т-триггера 10 поступает на тактовый вход счетчика-делителя 8, осуществляя его переключение так, что на его выходе устанавливается уровень логической ″1″ (см. фиг.2, г), который устанавливает в нулевое состояние RS-триггер 12, уровень логической ″1″ с инверсного выхода которого поступает на R-входы Т-триггеров 1, 3 и счетчика-делителя 8, сбрасывая их в нулевое состояние и запрещая их переключение.

Для преобразования следующей информационной посылки необходимо на входы группы 13 входов подать информацию в двоичном коде, а на входе 14 пуска сформировать импульс длительностью от одного до двух периодов тактовой последовательности, поступающей на вход 2. Следует отметить, что количество битов в информационной посылке нечетное.

Изготовлен лабораторный макет преобразователя кода, испытания которого подтвердили осуществимость и практическую ценность заявляемого объекта.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей путем формирования на выходе преобразователя сигнала логического нуля в режиме ожидания, формировании на выходе самосинхронизирующейся последовательности импульсов, не требующей дополнительного формирования признака начала информационной посылки, формировании на выходе преобразователя информационных посылок определенной длины. Преобразователь кода содержит Т-триггеры (1, 3, 9, 10), регистр (5), элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ (6), элемент ИЛИ-НЕ (7), счетчик (8), формирователь импульсов по фронту (11), RS-триггер (12), тактовый (2), группу информационных (13), пуска (14) входов, информационный (4) выход. 2 ил.

Преобразователь кода, содержащий первый триггер, тактовый вход которого соединен с тактовым входом преобразователя, второй триггер и выход, отличающийся тем, что введены регистр, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ, счетчик-делитель, третий и четвертый триггеры, формирователь импульса по фронту, RS-триггер, группа информационных входов и вход пуска, первый, второй, третий и четвертый триггеры выполнены в виде Т-триггеров с R-входами, при этом R-вход первого Т-триггера соединен с инверсным выходом RS-триггера и R-входами счетчика-делителя и второго Т-триггера, а выход - с первыми входами элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с входом формирователя импульса по фронту, а второй вход - с выходом регистра, информационные входы которого соединены с соответствующими входами группы информационных входов преобразователя, последовательный вход - с общей шиной, вход разрешения параллельной загрузки - с входом пуска преобразователя и S-входом RS-триггера, а тактовый вход - с тактовыми входами счетчика-делителя и второго Т-триггера, выходом четвертого Т-триггера и вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с тактовым входом третьего Т-триггера, R-вход которого соединен с выходом формирователя импульса по фронту и R-входом четвертого Т-триггера, а выход - с тактовым входом четвертого Т-триггера, выход счетчика-делителя соединен с R-входом RS-триггера, выход второго Т-триггера соединен с выходом преобразователя.