устройство передачи данных

Формула изобретения

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.

Описание изобретения к патенту

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.