Устройство для выделения кадрового синхронизирующего слова Советский патент 1992 года по МПК G06F1/12 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах передачи цифровой информации для синхронизации приема непрерывного цифрового потока, разделенного на информационные кадры.

Цель изобретения - уменьшение времени вхождения в синхронизм.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - электрическая схема формирователя адреса; на фиг. 3 - схема делителя частоты; на фиг. 4 - схема блока сравнения; на фиг. 5 - схема блока управления; на фиг. 6 приведены временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит блок 1 управления, преобразователь 2 кода, формирователь 3 адреса, блок 4 оперативной памяти.

реверсивный счетчик 5, блок 6 постоянной памяти, блок 7 сравнения, триггер 8, делитель 9 частоты, счетчик 10 формата кадра, генератор 11 кадрового синхрослова (КСС), второй блок 12 сравнения, счетчик 13 ошибок, одновибраторы 14,15, группу входов 16 задания режима, выход 17 фазирования, тактовые входы 18,19,20, информационный вход 21.

Формирователь 3 адреса (фиг.2) содержит двоичный счетчик 22, одновибратор 23, резистор 24, конденсатор 25.

Делитель 9 частоты (фиг.З) содержит двоичный счетчик 26, одновибратор 27, элемент ИЛИ-28, резистор 29. конденсатор 30.

Блок 7 сравнения (фиг.4) содержит элемент НЕ 31. сумматор 32 по модулю два, элемент НЕ 33, элементы И 34, 35.

VJ

§

Ј Os

Блок 1 управления (фиг 5) содержит триггеры 36, 37 элементы И 38, 39. одновиб- ратор 40, конденсатор 41, резистор 42.

Устройство работает следующим образом.

На входы преобразователя 2 поступает код скорости передачи цифровой информации (ЦИ) или, что то же самое, код структуры цикла. Полученную входную информацию преобразователь 2 преобразует в код предварительной установки, который поступает на входы формирователя 3 адреса и делителя 9 частоты. Формирователь 3 на своих выходах последовательно формирует коды адресов, число которых равно величине кратности частоты следования КСС частоты следования КСС частоте появления символа ЦИ. В исходном состоянии после включения напряжения питания блок 4 обнуляется (схема обнуления не показана).

Работа блока 1 управления заключается в том, чтобы при появлении на входе устройства информационного символа (элемента цифровой последовательности) сформировать на своем выходе два сигнала, обеспечивающих управление работой блока 4 и счетчика 5 (см. временные диаграммы на фиг. 6). При этом по тактовому сигналу fi переключается в единичное состояние первый триггер 36, и на его выходе появляется сигнал логической 1, открывающий первый элемент И 38. Тактовый сигнал проходит на выходы элементов, формируя тем сэмым сигнал предваритея -ой установки формирователя 3 адреса. Следующий за тактом fi тактовый сигнал f переключает первый триггер 36 Б нулевое состояние, а второй триггер 37 в еднни - -ioe тем самым :-:,ч ;г.еме,- т I 2t- зг ,. с FT о.--г., элемент V, 39 открывается. 7а тозый сигнал м нг ЕЫХО.С вторе т; омечтй И. cot1 ,-руя тем самым сип-.a --i: C. E блок 4. Спгпом сигнал HS --.-.. го-е зге- . -.: -с И запускается одчоргир тор 40, который выходным сигналом возкргшдгзт второй триггер 37 Б нг -.с тьное состсяч .-е.

Работа формирователя 3 адреса ззклю- пзтся в том, чтобы при ПСЯБТ ЧИИ каждого последующего тактового сиги- -, сопровождающего информациончий символ, сформировать адрес для блока 4. 3 качестве осноЕь-ого элемента формирователя адреса применяется двоичный 22, выходной код которого является адресом блока 4. С приходом каждого тактового импульса состояние двоичного счетчика изменяется и соответственно изменяется адрес блока 4. Формирователь 3 адреса формирует задан- , число адресов, соответствующее мини- альному числу информационных

символов, расположенных между символами КСС, т.е. на выходе счетчика 22 присутствует линейно изменяющийся двоичный код. После формирования последнего адреса формирователь 3 возвращается в исходное состояние и цикл его работы повторяется, т.е. он работает циклично в процессе поиска КСС. При обнаружении КСС работа формирователя 3 адреса останавливается выходным сигналом триггера 8.

В соответствии с адресом NA на выходе блока 4 появляется двоичный код Nc (в первый момент времени нулевой), соответствующий числу совпадений кода КСС с элементами ЦИ. Этот код является кодом предварительной установки реверсивного счетчика 5, который формирует коды адресов блока 6, хранящего эталонное КСС.

Поступление цифровой информации на вход устройства сопровождается тактовыми сигналами TI и 12, сдвинутыми относительно Ti на половину периода.

Цикл работы устройства в процессе поиска КСС не превышает длительности периода тактового сигнала. В каждом цикле работы с приходом тактового сигнала Ti изменяется NA. на выходе блока 4 при этом появляется код Nc, который по сигналу

(фиг.бе) блока 1 управления переписывается в реверсивный счетчик 5. На выходе блока б при этом появляется соответствующий элемент КСС. В блоке 7 сравнения происходит сравнение элемента эталонного КСС и ЦИ. По

спаду тактового сигнала Ti на выходах блока 7 сравнения появляется сигнал совпадения (несовпадения), который проходит на счетный вход (или вход сброса) реверсивного счетчика 5 Код N e с реверсивного

счетчика 5 поступает на входы данных блока 4 и по сигналу (фиг. бв) блока 1 управления перепись ря т р Б елок 4, Формирователь 3 адреса циклически, длина его ци1:- Лг при этом составляет величину п. Ti реверсивный счетчик 5 в каждом цикле работы устройства формирует адрес (номер элемента КСС) в заеисимости от результатов сравнения в предыдущих и текущем циклах. Через некоторое число циклов работы

устройства в ячейке блока 4 с адресом NAJ оказывается код

Ncrk-1. где k - число элементов КСС.

При совпадении в блоке 7 сравнения в

текущем цикле последнего элемента КСС с элементом ЦИ на счетный вход реверсивного счетчика 5 проходит очередной тактовый импульс, который вызывает его переполнение и приводит к появлению на его выходе

переполнения сигнала логической 1. Этим сигналом триггер 8 переключается в единичное состояние, а делитель 9 обнуляется. Переполнение реверсивного счетчика 5 свидетельствует о том, что в ЦИ обнаружен код КСС. Устройство переходит в режим поддержания синхронизма.

В этом режиме сфазированный делитель 9 формирует на своем выходе сигналы с частотой, пропорциональной частоте по- явления КСС. Счетчик 10 формата кадра отсчитывает длину кадра, причем в процессе этого отсчета на выходах блока 11 появляется код КСС. который поэлементно сравнивается с кодом КСС, поступающим в ЦИ.

Если число несовпадений, подсчитываемое счетчиком 13 ошибок, превысит некоторое пороговое значение, то на выходе счетчика 13 появляется сигнал, запускающий одновибратор 14. выходным сигналом которого триггер 8 переключается в нулевое состояние. Устройство при этом переходит в режим поиска КСС. Если число несовпадений не превышает порогового значения, то по окончании отсчета длины кадра на выхо- де счетчика 10 появляется сигнал, запускающий одновибратор 15. Выходной сигнал одновибратора 15 является сигналом кадровой синхронизации.

Блок 1 управления (фиг.5) работает еле- дующим образом.

По тактовому сигналу fi в единичное состояние переключается триггер 36 и на его выходе появляется сигнал логической Г открывающий элемент И 38. Тактовый сигнал f 1 проходит на выход элемента И 38, формируя тем самым сигнал предварительной установки реверсивного счетчика 5. Следующий за тактом fi тактовый сигнал f2 переключает триггер 36 в нулевое состоя- ние, а триггер 37 в единичное состояние, в результате чего элемент И 38 закрывается, а элемент И 39 открывается. Тактовый сигнал ft проходит на выход элемента И 39, формируя тем самым сигнал записи инфор- мации в блок 4. Спадом сигнала (по окончании такта tr) на выходе элемента И 39 запускается одновибратор 40, который выходным сигналом возвращает триггер 37 в начальное состояние. С приходом следую- щего тактового сигнала fi работа блока 1 управления повторяется в описанном порядке.

Формирователь 3 адреса (фиг.2) работает следующим образом.

В каждом цикле работы формирователя в счетчик 22 заносится исходная двоичная комбинация, поступающая на его информационные входы предварительной установки. Поэтому счетчик 22 с приходом

тактового сигнала изменяет двоичную комбинацию на своих выходах, начиная от исходной. Исходная комбинация подбирается таким образом, чтобы по окончании формирования требуемого числа адресов на выходе переполнения счетчика 22 появился сигнал, запускающий одновибратор 23. Выходной сигнал одновибратора 23 воздействует на вход разрешения предварительной установки счетчика 22, записывает в счетчик исходную двоичную комбинацию, которая сохраняется неизменной в течение всего заданного режима работы. После этого работа формирователя 3 адреса циклически повторяется в описанном выше порядке.

Делитель 9 частоты (фиг.З) работает следующим образом.

По входному фазирующему сигналу, поступающему с выхода реверсивного счетчика 5 на первый вход элемента ИЛИ 28, запускается одновибратор 27. выходной сигнал которого, воздействуя на вход разрешения записи счетчика 26, записывает в него исходную двоичную комбинацию (коэффициент деления счетчика). С приходом каждого тактового импульса, двоичный счетчик 26 изменяет свое состояние и при своем переполнении выдает сигнал на выходе переполнения. Период появления этого сигнала равен сумме периодов следования информационных символов между двумя соседними символами КСС. Сигнал переполнения счетчика, воздействуя через элемент ИЛИ 28 на вход одновибратора 27, запускает его. Выходной сигнал одновибратора 27 вновь устанавливает счетчик 26 в исходное состояние, после чего работа делителя 9 циклически повторяется в описанном выше порядке.

.Устройство способно обнаруживать КСС как в случае его расположения в начале (конце) кадра, так и е случае уплотнения КСС символами информации других абонентов. В первом случае на выходе формирователя 3 адреса присутствует неизменный код, в блоке 4 изменяется информация только по одному адресу. Во втором случае код на выходах формирователя 3 адреса изменяется, в блоке 4 накапливается информация о числе совпадений эталонного КСС с элементами ЦИ в нескольких адресах, число которых равно кратности частот КСС и ЦИ. В обоих случаях после обнаружения КСС на выходе реверсивного счетчика 5 возникает сигнал, свидетельствующий об обнаружении КСС.

Для сокращения времени вхождения в синхронизацию в устройстве в блоке 6 хранится код п элементов эталонного КСС (КСС состоит из двух групп no m и п элементов в

каждой). За счет этого исключаются пропуски КСС в процессе поиска, что приводит к сокращению времени поиска. В процессе синхронизации генератор 11 КСС формирует полный код КСС, обеспечивая возможность сравнения во всех элементах.

На структурной схеме устройства и примерах реализации блоков приведены обозначения (а...е) сигналов, вид которых представлен на фиг. 6. На фиг. 6 приведены временные диаграммы для двух случаев: скорости передачи информации на частоте fi и fi. Временные диаграммы иллюстрируют, что циклы работы устройства в процессе поэлементного сравнения не изменяются при изменении скорости ЦП (или изменении структуры уплотнения кадра).

Формула изобретения Устройство для выделения кадрового синхронизирующего слова, содержащее счетчик формата кадра, два одновибратора, генератор кадрового синхронизирующего слова, триггер, первый блок сравнения и счетчик ошибок, причем выход переполнения счетчика формата кадра соединен с входом первого одновибратора. выход которого соединен с входом сброса счетчика ошибок, инверсный выход триггера соединен с входом разрешения сдвига генератора кадрового синхронизирующего слова, выход которого соединен с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого является информационным входом устройства, выход первого блока сравнения соединен со счетным входом счетчика ошибок, выход переполнения которого соединен с входом второго слновиб- раторэ, выход которого соединен с входом сброса триггера, отличающееся тем, что, с целью уменьшения времени вхождений в синхронизм, в него введены преобразователь кода, формирователь адреса, делитель ч&стоты, блок управления, реверсивный счетчик, блок оперативной памяти, второй блок сравнения и блок постоянной памяти, причем группа входов преобразователя кода является группой входов задания

режима устройства, группа выходов преобразователя кода соединена с группой ифор- мационных входов формирователя адреса и с группой информационных входов делителя частоты, группа выходов формирователя адреса соединена с группой адресных входов блока оперативной памяти, группа выходов которого соединена с группой информационных входов реверсивного счетчика, группа разрядных выходов которого соединена с группой информационных входов блока оперативной памяти и с группой адресных входов блока постоянной памяти, выход которого соединен с первым информационным входом второго блока сравнения, второй информационный вход которого соединен с вторым информационным входом первого блока сравнения, стробирующий вход которого соединен со

стробирующим входом второго блоке сравнения, с информационным входом формирователя адреса, с первым тактовым входом блока управления и является первым тактовым входом устройства, информационный

вход делителя частоты соединен с вторым тактовым входом блока управления и является вторым тактовым входом устройства, третий тактовый вход блока управления является третьим тактовым входом устройства, первый выход блока управления соединен с входом разрешения записи блока оперативной памяти, второй выход блока управления соединен с входом разрешения записи реверсивного счетчика, счетный

вход которого соединен с выходом равенства второго блока сравнения, выход неравенства которого соединен с входом сброса реверсивного счетчика, выход перепс.пне- ния которого соединен с входом разрешения записи делителя частоты и с входом установки в единицу триггера, выход первого одноЕибратора является выходом фази- ро вгни я устройства, прямой выход три гера соединен с входом разрешения записи формирователя адреса и с входом выбора кристалла блока постоянной памяти, вход разрешения счета счетчика формата кадра соединен с инверсном выходом триггера.

Код скорости

ци

16 С

Выход фпыробпния

Фм.1

/7

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах передачи дискретных сообщений для синхронизации приема непрерывного цифрового потока, разделенного на информационные кадры. Отличительной особенностью устройства является то. что оно позволяет сократить время вхождения в синхронизм за счет поочередного использования постоянной памяти для поиска кадрового синхронизирующего слова, при этом устройство способно обнаруживать кадровое синхрос- лово при любом его расположении в кадре (в начале-конце кадра, в какой-либо одной части кадра, равномерно распределенном), причем в процессе обнаружения исключена вероятность пропуска кадрового синхрос- лова. Целью изобретения является уменьшение времени вхождения в синхронизм. Цель достигается за счет введения блока 1 управления, преобразователь 2 кода, формирователи 3 адреса и счетчика 5, блоков 4, 6 памяти, блока 12 сравнения, делителя 9. генератора 11 кадрового синхрослова. 6 ил.

Фиг г

фиг.З

Фиг 4

fr

F

36

S

57

Vu.n 42 0-СИИЬ

L

8

39

L.

r

4/TJ

w

Фи г 5

Ш.п пппппппппппппппппппппппп

. Ж

п п п п п я п и п и п п п я

А п п п я п п и и п п п п п п

.-п п Л п п

JL

а) у У |Гхи и|. Y

4

п п

I

П Я Я

П ГП П П ГП П

4 п п . я п

/

Л .1 П

/2 I

и) zx:

и

Ф п п п п

DC

п п п п

п п п

П

JL

I

П Я Я И

JL

1

D (1 П П

х: