DIY Serial Xətti Kodlaşdırıcıları: 15 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:44

Serial məlumat ötürülməsi bir çox sənaye tətbiqində hər yerdə yayılmışdır və hər hansı bir serial məlumat ötürmə interfeysini dizayn etmək üçün bir neçə yanaşma mövcuddur. UART, I2C və ya SPI kimi standart protokollardan birini istifadə etmək rahatdır. Əlavə olaraq, CAN, LIN, Mil-1553, Ethernet və ya MIPI kimi xüsusi proqramlar üçün bir neçə digər protokol mövcuddur. Serial məlumatları idarə etmək üçün başqa bir seçim xüsusi protokollardan istifadə etməkdir. Bu protokollar ümumiyyətlə xətt kodlarına əsaslanır. Ən çox yayılmış xətt kodlaşdırma növləri NRZ, Manchester kodu, AMI və s. [Manchester və NRZ-Encoded Signals-ın Yapılandırılabilir Protokol Dekodlanması, Teledyne Lecroy Whitepape].

İxtisaslaşdırılmış serial protokollarına nümunələr, binanın işıqlandırılmasına nəzarət üçün DALI və avtomobil tətbiqlərində sensorları nəzarətçilərə bağlamaq üçün istifadə olunan PSI5 -dir. Bu nümunələrin hər ikisi Manchester kodlamasına əsaslanır. Eynilə, SENT protokolu avtomobil sensoru-nəzarətçi əlaqələri üçün istifadə olunur və avtomobil tətbiqlərində mikrokontrollerlər və digər qurğular arasında ünsiyyəti təmin etmək üçün istifadə olunan CAN avtobusu NRZ kodlamasına əsaslanır. Əlavə olaraq, bir çox digər kompleks və xüsusi protokollar Manchester və NRZ sxemlərindən istifadə olunmaqla hazırlanmışdır.

Satır kodlarının hər birinin öz üstünlükləri var. Bir kabel boyunca ikili siqnalın ötürülməsi prosesində, məsələn, AMI kodunu [Petrova, Pesha D. və Boyan D. Karapenevdən istifadə etməklə əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilən təhrif yarana bilər. "İkili kod çeviricilərinin sintezi və simulyasiyası." Müasir Peyk, Kabel və Yayım Xidmətində Telekommunikasiya, 2003. TELSIKS 2003. 6 -cı Beynəlxalq Konfrans. Cild 2. IEEE, 2003]. Bundan əlavə, bir AMI siqnalının bant genişliyi ekvivalent RZ formatından daha aşağıdır. Eynilə, Manchester kodunda NRZ koduna xas olan bəzi çatışmazlıqlar yoxdur. Məsələn, serial kodunda Manchester kodunun istifadəsi DC komponentlərini aradan qaldırır, saatın bərpasını təmin edir və nisbətən yüksək səs-küy toxunulmazlığı təmin edir [Hd-6409 Renesas Məlumat Cədvəli].

Buna görə, standart xətt kodlarının çevrilməsinin faydası göz qabağındadır. Xət kodlarının birbaşa və ya dolayısı ilə istifadə edildiyi bir çox tətbiqlərdə ikili kodun çevrilməsi zəruridir.

Bu Təlimat kitabında, aşağı qiymətli Dialog SLG46537 CMIC istifadə edərək birdən çox sətir kodlaşdırma çeviricilərinin necə həyata keçiriləcəyini təqdim edirik.

Aşağıda, GreenPAK çipinin seriya xətti kodlaşdırma çeviriciləri yaratmaq üçün necə proqramlaşdırıldığını anlamaq üçün lazım olan addımları təsvir etdik. Ancaq proqramlaşdırmanın nəticəsini əldə etmək istəyirsinizsə, artıq tamamlanmış GreenPAK Dizayn Faylına baxmaq üçün GreenPAK proqramını yükləyin. GreenPAK İnkişaf Kitini kompüterinizə qoşun və serial xətti kodlaşdırma çeviriciləri üçün xüsusi IC yaratmaq üçün proqramı vurun.

Addım 1: Dönüşüm Dizaynları

Aşağıdakı xətt kodu çeviricilərinin dizaynı bu Təlimatda verilmişdir:

● NRZ (L) - RZ

NRZ (L) -dən RZ -ə keçid sadədir və tək AND qapısı istifadə etməklə əldə edilə bilər. Şəkil 1 bu dönüşümün dizaynını göstərir.

● NRZ (L) - RB

NRZ (L) -i RB-ə çevirmək üçün üç məntiq səviyyəsinə çatmalıyıq (-1, 0, +1). Bu məqsədlə, 5 V, 0 V və -5 V -dən bipolyar keçid təmin etmək üçün 4066 (dörd tərəfli analoq açar) istifadə edirik. 4066 imkanlı giriş seçimi ilə üç məntiq səviyyəsinin keçidini idarə etmək üçün rəqəmsal məntiq istifadə olunur. 1E, 2E və 3E [Petrova, Pesha D. və Boyan D. Karapenev. "İkili kod çeviricilərinin sintezi və simulyasiyası." Müasir Peyk, Kabel və Yayım Xidmətində Telekommunikasiya, 2003. TELSIKS 2003. 6 -cı Beynəlxalq Konfrans. Cild 2. IEEE, 2003].

Məntiq nəzarəti aşağıdakı kimi həyata keçirilir:

Q1 = Siqnal və Clk

Q2 = Clk '

Q3 = Clk & Signal '

Ümumi dönüşüm sxemi Şəkil 2 -də göstərilmişdir.

● NRZ (L) - AMI

AMR kodunun 3 məntiq səviyyəsi olduğundan NRZ (L) -dən AMI -ə çevrilmə də 4066 IC -dən istifadə edir. Məntiq nəzarət sxemi Şəkil 3 -də göstərilən ümumi çevrilmə sxeminə uyğun olaraq Cədvəl 1 -də ümumiləşdirilmişdir.

Məntiq sxemini belə yazmaq olar:

Q1 = (Siqnal və Clk) və Q

Q2 = (Siqnal və Clk) '

Q3 = (Siqnal və Clk) & Q '

Burada Q, aşağıdakı keçid əlaqəsi olan D-Flip flopunun çıxışıdır:

Qnext = Siqnal və Qprev ' + Siqnal' və Qprev

● AMI - RZ

AMI -dən RZ -ə keçid üçün giriş siqnalını müsbət və mənfi hissələrə bölmək üçün iki diod istifadə olunur. Siqnalın ayrılmış mənfi hissəsini ters çevirmək üçün ters çevrilmiş op-amp (və ya tranzistor əsaslı məntiq dövrəsi) istifadə edilə bilər. Nəhayət, bu tərs siqnal, Şəkil 4 -də göstərildiyi kimi, RZ formatında istənilən çıxış siqnalını əldə etmək üçün müsbət siqnalla birlikdə OR qapısına ötürülür.

● NRZ (L) bölünmüş fazalı Manchester

NRZ (L) -dən Split-faza Manchester-ə çevirmək Şəkil 5-də göstərildiyi kimi sadədir. Giriş siqnalı saat siqnalı ilə birlikdə çıxış siqnalını əldə etmək üçün NXOR qapısına ötürülür (G. E. Thomas-ın konvensiyasına görə). Manchester kodunu almaq üçün bir XOR qapısı da istifadə edilə bilər (IEEE 802.3 konvensiyasına görə) [https://en.wikipedia.org/wiki/Manchester_code].

● Split-faza Manchester-dən Split-Phase Mark koduna

Split-faza Mançesterdən Split-Phase Mark koduna çevrilmə Şəkil 6-da göstərilmişdir. Giriş və saat siqnalı bir D-flip flopunu idarə etmək üçün AND qapısından keçir.

D-flip aşağıdakı tənlik ilə idarə olunur:

Qnext = Q '

Çıxış siqnalı aşağıdakı kimi alınır:

Çıxış = Clk & Q + Clk 'Q'

● Daha çox Xətt Kod Dönüşümləri

Yuxarıdakı dönüşümlərdən istifadə edərək daha çox xətt kodları üçün dizaynları asanlıqla əldə edə bilərsiniz. Məsələn, NRZ (L) -dən Split-faza Manchester kod dönüşümü və Split-faza Manchester Code-dan Split-faz Mark kod çevrilməsi, NRZ (L) -dən Split-Phase Mark kodunu əldə etmək üçün birləşdirilə bilər.

Addım 2: GreenPAK Dizaynları

Yuxarıda göstərilən dönüşüm sxemləri, bəzi köməkçi xarici komponentlərlə birlikdə GreenPAK ™ dizaynerində asanlıqla həyata keçirilə bilər. SLG46537, verilən dizaynları həyata keçirmək üçün geniş qaynaqlar təmin edir. GreenPAK dönüşüm dizaynları əvvəlki qaydada verilir.

Addım 3: GreenPAK -da NRZ (L) -dən RZ -ə

Şəkil 7 -də NRZ (L) ilə RZ üçün GreenPAK Dizaynı, 1 DLY blokunun əlavə edilməsi istisna olmaqla, 1 -ci addımda göstərilənə bənzəyir. Bu blok isteğe bağlıdır, lakin saat və giriş siqnalları arasındakı sinxronizasiya səhvlərinin aradan qaldırılmasını təmin edir.

Addım 4: GreenPAK -da NRZ (L) -dən RB -ə

NRZ (L) - RB üçün GreenPAK dizaynı Şəkil 8 -də göstərilmişdir. Şəkil 1 -ci addımda nəzərdə tutulan dizaynı əldə etmək üçün CMIC -də məntiq komponentlərinin necə birləşdiriləcəyini göstərir.

Addım 5: GreenPAK -da AMI -a NRZ (L)

Şəkil 9, GreenPAK CMIC -in NRZ (L) -dən AMI -yə çevrilməsi üçün necə konfiqurasiya ediləcəyini göstərir. Addım 1 -də verilən köməkçi xarici komponentlərlə birlikdə bu sxem, istədiyiniz çevrilmə üçün istifadə edilə bilər

Addım 6: GreenPAK -da AMI -dən RZ -ə

Şəkil 10 -da AMI -dən RZ -ə çevrilmə üçün GreenPAK dizaynı göstərilmişdir. İstənilən çıxışı əldə etmək üçün op-amp və diodlarla birlikdə bu şəkildə qurulmuş GreenPAK CMIC istifadə edilə bilər.

Addım 7: GreenPAK-da NRZ (L) bölünmüş fazalı Manchesterə

Şəkil 11-də GreenPAK dizaynında NRZ (L) -dən Split-faza Manchester dönüşümünü əldə etmək üçün bir NXOR qapısı istifadə olunur.

Addım 8: Split-faza Manchester-dən GreenPAK-da Split-faz Mark Koduna

Şəkil 12-də Split-Phase Manchester-dən Split-Phase Mark kodu üçün GreenPAK dizaynı verilmişdir. Dönüşüm üçün dizayn tamamlandı və çevrilmə prosesi üçün heç bir xarici komponentə ehtiyac yoxdur. DLY blokları, giriş və saat siqnalları arasında sinxronizasiya səhvləri nəticəsində yaranan qüsurları aradan qaldırmaq üçün isteğe bağlıdır.

Addım 9: Eksperimental Nəticələr

Təqdim olunan bütün dizaynlar yoxlanılması üçün sınaqdan keçirildi. Nəticələr əvvəlki qaydada verilir.

Addım 10: NRZ (L) - RZ

NRZ (L) -dən RZ -ə çevrilmənin təcrübə nəticələri Şəkil 13 -də göstərilmişdir. NRZ (L) sarı, RZ mavi rəngdə göstərilmişdir.

Addım 11: NRZ (L) - RB

NRZ (L) -dən RB -yə çevrilmənin təcrübi nəticələri Şəkil 14 -də verilmişdir. NRZ (L) qırmızı, RB mavi rəngdə göstərilmişdir.

Addım 12: NRZ (L) - AMI

Şəkil 15, NRZ (L) - AMI çevrilməsinin təcrübi nəticələrini göstərir. NRZ (L) qırmızı, AMI isə sarı ilə göstərilir.

Addım 13: AMI -dən RZ -ə

Şəkil 16 AMI -dən RZ -ə çevrilmənin təcrübi nəticələrini göstərir. AMI, sarı və mavi rənglərlə göstərilən müsbət və mənfi hissələrə bölünür. Dönüştürülmüş çıxış RZ siqnalı qırmızı ilə göstərilir.

Addım 14: NRZ (L) bölünmüş mərhələli Manchesterə

Şəkil 17, NRZ (L) -dən Split-faza Manchester dönüşümünün təcrübi nəticələrini göstərir. NRZ (L) siqnalı sarı, çevrilmiş çıxış Split-faza Manchester siqnalı mavi rəngdə göstərilir.

Addım 15: Split-faza Manchester-dən Split-Phase Mark Code-a

Şəkil 18, Split-faza Manchester-dən Split-Phase Mark koduna çevrilməni göstərir. Manchester kodu sarı, Mark kodu isə mavi rəngdə göstərilir.

Nəticə

Xətt kodları, müxtəlif sənaye sahələrində universal olaraq istifadə olunan bir neçə serial rabitə protokolunun əsasını təşkil edir. Bir çox tətbiqdə axtarılan xətt kodlarının asan və ucuz bir şəkildə çevrilməsi. Bu Təlimatlandırılan detallar, Dialog SLG46537 istifadə edərək bəzi köməkçi xarici komponentlərlə birlikdə bir neçə xətt kodunun çevrilməsi üçün verilmişdir. Təqdim olunan dizaynlar təsdiqləndi və nəticəyə gəlindi ki, xətt kodlarının çevrilməsi Dialogun CMIC -lərindən istifadə etməklə asanlıqla həyata keçirilə bilər.