Устройства передачи данных с переменной скоростью для систем управления

• Автор: Карпенко, Леонид Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 139 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ .

ГЛАВА 1. ПОСТРОЕНИЕ МОДУЛЕЙ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ С ПЕРЕМЕННОЙ СКОРОСТЬЮ

1.1. Обзор функций систем перемни данных для сист ем управления.

1.2. Основные элементы модулей систем передачи

1.3. Внутренняя транспортная подсистема модуля системы передачи.

1.4. Использование асинхронных систем передачи для систем управления

1.5. Методика построения модуля системы передачи на базе программируемой

логической интегральной схемы.

ГЛАВА 2. ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ.

2.1. Основные соотношения. Принцип работы.

2.2. Метод фазовой плоскости для определения юлосы захвата ФАПЧ

2.3. Анализ и определение основных характеристик ФАПЧ для систем передачи
данных с переменной скоростью.
ГЛАВА 3. ПОСТ РОЕНИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ ДЛЯ МОДУЛЕЙ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ .
3.1. Выбор типа генераторов и преобразователей частоты для модулей цифровых
систем передачи.
3.2. Элементы цифровых реобразователей частоты
3.3. Методика проектирования преобразователей частоты на программируемой
логической интегральной СХЕМЕ
3.4. Упрошенные преобразователи частоты для не критичных приложений.
ГЛАВА 4. РЕАЛИЗАЦИЯ И ТЕСТИРОВАНИЕ МОДУЛЯ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ .
4.1. Задаже основных параметров.
4.2. Выбор архитектуры и элементной базы.
4.3. Реализация
4.4. Разработка кода программируемой логической интегральной схемы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Использование этих данных может существенно повысить качество и ускорить разработку новых модулей СУ, в которых требуется использование многоканальной коммутации данных с временным разделением каналов, полностью цифровых ПрЧ на основе ФАПЧ с возможностью быстрого изменения параметров, а также цифровых синтезаторов частот. Большинство используемых кабельных СПД для СУ было разработано более двадцати лет назад. В настоящее время срок их эксплуатации заканчивается. Кроме того, эти СПД, использующие аналоговые технологии передачи, морально устарели - за последние годы были разработаны новые цифровые технологии, позволяющие упростить эксплуатацию СУ и повысить качество передачи данных. Сегодня для замены этих систем, в основном, предлагаются модернизированные СПД устаревшего, аналогового типа. Такие системы рассчитаны на передачу данных на единственно определенной скорости. При использовании таких кабелей соотношение сигнал / шум на входе приемника становится меньше допустимого. Это приводит к превышению максимально допустимого уровня ошибок в линии. На высоких частотах наблюдается наибольшие затухания в кабеле. Поэтому при ограниченной мощности передатчика для увеличения соотношения сигнал / шум следует уменьшить полосу передаваемого сигнала, убрав из нее наиболее высокочастотную часть. Для такого уменьшения полосы необходимо снизить скорость передачи данных. С появлением цифровых технологий передачи адаптивное изменение скорости в соответствии с параметрами используемого кабеля, обеспечивается штатными функциями микросхем приемопередатчиков. В настоящее время также предлагаются СПД, использующие микросхемы цифровой абонентской линии (англ. DSL). Эти интегральные микросхемы (ИС) используют современные цифровые технологии передачи. Их использование делает возможным построение СПДПС, передающих данные со скоростями от 8 до кбит/с. К сожалению, микросхемы xDSL разрабатываются только зарубежными компаниями для организации небольших СПД, содержащих не более восьми регенераторов. При использовании этих ИС в системах, состоящих из десятков регенераторов, возникают проблемы. Основными из них являются генерация и усиление фазовых искажений сигналов синхронизации в каждом модуле СПД. Большие фазовые искажения синхросигналов, в свою очередь, приводят к ошибкам передачи данных, а в худшем случае - к продолжительным перерывам связи, что является неприемлемым для СУ. Подавление фазовых искажений может выполняться блоками ПрЧ, которые используются в модулях СПД для преобразования частот работы различных интерфейсов. Задача выбора и построения ПрЧ на основе ФАПЧ является одной из самых сложных для разработчика СПД. ФАПЧ, отсутствуют практические методики по проектированию подобных преобразователей. В диссертации особое внимание уделяется построению блоков ПрЧ. Предлагается методика расчета цифровых ПрЧ для рассматриваемого класса устройств. В интерфейсных и xDSL микросхемах не реализовано значительное количество функций, необходимых для модулей СПДПС. Кроме того, многим заказчикам требуется введение в СПДПС специфических функций. Поэтому первостепенное значение приобретает требования к гибкости построения модулей СПД и возможности быстрого изменения их характеристик. Приведенные требования обуславливают необходимость создания методики проектирования модулей СПД для СУ, содержащей проверенные универсальные решения ряда задач, возникающих при разработке. В диссертации предлагается методика построения модулей СПД для СУ. Она предназначена для разработки устройств, имеющих несколько разнородных сетевых интерфейсов, работающих на разных скоростях передачи данных. Методика предполагает использование ПЛИС в качестве центрального элемента модуля СПД. Предлагаются архитектура типового устройства и основные унифицированные блоки ПЛИС, необходимые для передачи (коммутации) данных. Применение методики удобно в силу модульности предлагаемых решений и возможности адаптации проекта под новые интерфейсные ИС. Методика успешно применяется при разработке серийных СПДПС для СУ.