Модуль аппаратуры передачи данных

Данное техническое решение относится к области цифровой вычислительной техники и передачи данных, а именно, к устройствам сопряжения цифровых вычислительных машин с проводной сетью передачи данных и с радиостанциями коротковолнового и ультракоротковолнового диапазона. Данное техническое решение МОДУЛЯ АППАРАТУРЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ для контейнерных базовых несущих конструкций (БНК) (далее модуль АПД) предназначено для обеспечения обмена телекодовой (ТЛК) информацией в реальном масштабе времени со структурой, принятой в аппаратуре Т-235-1Л-1 для режимов работы "ОК ОДК-1", "ОК ОДК-2"). Модуль АПД имеет один приемный, один передающий независимые открытые каналы (радио и проводной) по стыку С1-ФЛ (ГОСТ 27232-87) и состоит из одного приемника и одного передатчика. Взаимодействие модуля АПД с оконечным оборудованием данных (ООД) выполняется с использованием базового межмодульного интерфейса - шина PCI. Модуль АПД обеспечивает возможность функционального контроля приемных и передающих каналов. Электропитание модуля осуществляется от источников постоянного тока напряжением 3,3 В, 5 В, 12 В, минус 12 В.

Область техники

Данное техническое решение относится к области цифровой вычислительной техники, а именно, к устройствам сопряжения цифровых вычислительных машин с радиостанциями коротковолнового и ультракоротковолнового диапазона.

Уровень техники

Аналогом данного технического решения является КОМПЛЕКС АППАРАТУРЫ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ПО КАНАЛУ СВЯЗИ (свидетельство на полезную модель RU 27286 U1, заявлено 19.11.2001 г., опубликовано 10.01.2003 г., бюл. 1), содержащий персональную электронную вычислительную машину (ПЭВМ), специальную аппаратуру (СА) для кодирования-декодирования информации и модем, первые входы-выходы которого соединены с телефонным каналом связи, отличающийся тем, что комплекс содержит адаптер стыка С2-СПЕЦ одноканальный (АС С2-СПЕЦ-1), первый вход-выход которого соединен со слотом системной шины ПЭВМ, а второй и третий входы-выходы соответственно с входами-выходами стыка С2-СПЕЦ (УЗО) и стыка управления (СУ), специальной аппаратуры (СА), устройство сопряжения с модемом (УСМ), первые входы-выходы которого соединены с входами-выходами специальной аппаратуры, а вторые входы-выходы (МОДЕМ) со вторыми входами-выходами модема.

Недостатком аналога является малая эффективность использования производительности канала связи для передачи данных.

Другим аналогом заявляемого технического решения является МОБИЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС АППАРАТУРЫ ДЛЯ ОБРАБОТКИ И ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ПО КАНАЛАМ СВЯЗИ (свидетельство на полезную модель RU 27244, заявлено 28.01.2002 г., опубликовано 10.01.2003 г., бюл. 1), содержащий автоматизированные рабочие места на базе персональных ЭВМ, совместимых с IBM PC, и персональную ЭВМ транспортной станции, совместимую с IBM PC, адаптеры стыка С2-СПЕЦ одноканальные (АС С2-СПЕЦ-1), первые группы входов которых соединены со слотами системной шины ПЭВМ, комплекты специальной аппаратуры (СА) для кодирования-декодирования информации, первые группы входов-выходов которых соединены со второй группой входов-выходов адаптеров стыка С2-СПЕЦ одноканальных (АС С2-СПЕЦ-1), телефонный аппарат, отличающийся тем, что мобильный комплекс дополнительно содержит мультиплексор цифровых каналов, две группы входов-выходов которого соединены соответственно со вторыми группами входов-выходов специальной аппаратуры (СА), третья группа входов-выходов с входами-выходами телефонного аппарата, четвертая и пятая группа входов-выходов соединены соответственно с цифровыми каналами закрытой передачи данных (радиорелейным каналом и физической линией).

Недостатком данного аналога является малая эффективность использования производительности канала связи для передачи данных.

Следующим аналогом заявляемого технического решения является ОБЪЕДИНИТЕЛЬ КАНАЛОВ ПЕРЕДАЧИ (патент на полезную модель RU 40577 U1, заявка 2004114134/22 от 11.05.2004 г., МПК Н04J 1/00, H04К 1/00, Н04В 3/00, 5/00, G06F 13/00, опубликовано 10.09.2004 г., бюл. 25), содержащий:

1) блок интерфейса С2-СПЕЦ (ОСТ В4.127.007-81), первая группа внешних входов-выходов которого в соответствии с интерфейсом С2-СПЕЦ служит для подключения аппаратуры спецсвязи Т-240ПД, блок мультиплексора цифровых каналов БМЦК, первый вход которого соединен со вторым выходом блока интерфейса С2-СПЕЦ, блок синхронизации и управления передатчика БСУПД, первый выход которого соединен со вторым входом блока мультиплексора цифровых каналов БМЦК, блок демультиплексора цифровых каналов БДМЦК, первый выход которого соединен со вторым входом блока интерфейса С2-СПЕЦ, задающий генератор ЗГ, первый выход которого соединен с первым входом блока синхронизации и управления передатчика БСУПД, блок синхронизации и управления приемника БСУПМ, первый вход которого соединен со вторым выходом задающего генератора ЗГ, а первый выход - с первым входом блока демультиплексора цифровых каналов БДМЦК, блок интерфейса С2 (Я8-232) (ГОСТ 18145-81), первая группа входов выходов которого служит для внешнего подключения к модему тональной частоты ТЧ-модему или конвертору основного цифрового канала ОЦК, отличающийся тем, что объединитель каналов передачи данных дополнительно содержит первый и второй блоки интерфейса С1-ФЛ-БИ (ГОСТ 27232-87), первые группы входов-выходов которого служат для внешнего подключения соответственно первого и второго комплекта аппаратуры Т-230 (1, 2), второй выход каждого соединен соответственно со вторым и третьим входами блока мультиплексора цифровых каналов БМЦК, а второй вход каждого соединен соответственно со вторым и третьим выходами блока демультиплексора цифровых каналов БДМЦК, первый и второй блок автоматического выбора режима БАВР, первый вход которого соединен соответственно с третьим выходом первого и второго блоков интерфейса С1-ФЛ-БИ, первый выход соединен соответственно с вторым и третьим входом блока синхронизации и управления передатчика БСУПД, а вторые входы - с вторым выходом блока синхронизации и управления передатчика БСУПД, блок автоматического выбора линейной скорости БАВЛС, первый и второй выходы которого соединены соответственно со вторым выходом блока интерфейса С2 (RS-232) и вторыми входами блока синхронизации и управления приемника БСУПМ, а четыре входа соответственно - со вторым выходом блока интерфейса С2 (RS-232), выходом блока мультиплексора цифровых каналов БМЦК, третьим выходом блока синхронизации и управления передатчика БСУПД и третьим выходом задающего генератора, блок встроенного тестового режима БТР, первый и второй вход-выход которого соединен соответственно с входом-выходом блока мультиплексора цифровых каналов БМЦК и блока демультиплексора цифровых каналов БДМЦК, блок отображения текущего состояния БОТС, два входа которого соединены соответственно с четвертым выходом блока синхронизации и управления передатчика БСУПД и вторым выходом блока синхронизации и управления приемника БСУПМ.

2) дешифратор цикловой синхронизации и цифровую фазовую автоматическую подстройку частоты ФАПЧ, входы которых соединены со вторым входом блока, схему удержания синхронизации, первый вход которой соединен с первым выходом дешифратора цикловой синхронизации, схему поиска синхросигнала, вход которой соединен с выходом дешифратора цикловой синхронизации, а первый выход - с вторым входом схемы удержания синхронизации, схему индикации синхронизации, первый вход которой соединен с выходом схемы поиска синхросигнала.

Недостатком аналога является иное функциональное назначение, не позволяющее реализовать требуемые технические характеристики в полном объеме.

Наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемого технического решения является БЛОК АППАРАТУРЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ (патент на полезную модель RU 81352 U1, заявка 2008145733/22 от 19.11.2008 г., МПК G06F 13/00, опубликовано 10.03.2009 г., бюл. 7), содержащий приемник ПРМ Т-235-1Л и передатчик ПРД Т-235-1Л, вход приемника и выход передатчика соединены соответственно с первым выходом стыка С1-ФЛ и первым входом стыка С1-ФЛ радиостанции РС1, второй приемник ПРМ Т-235-1Л и приемник ПРМ АСПД-У, входы которых соединены с выходом стыка С1-ТЧ радиостанции РС1, третий приемник ПРМ Т-235-1Л и второй передатчик ПРД Т-235-1Л, вход приемника и выход передатчика соединены соответственно с выходом и входом стыка С1-ФЛ радиостанции РС2, третий передатчик ПРД Т-235-1Л и передатчик ПРД АСПД-У, контроллер сигналов интерфейса RS-232C, четыре входа и четыре выхода которого соединены соответственно с выходом четырех приемников ПРМ и четырех передатчиков ПРД, а вход-выход контроллера RS-232C соединены с выходом-входом электронной вычислительной машины ЭВМ «Багет-44», вторичный источник питания ВИП, вход которого соединен с выходом аккумуляторной батареи, а выход с входами питания всех узлов блока, отличающийся тем, что блок дополнительно содержит коммутатор, два входа которого соединены соответственно с выходами четвертого передатчика ПРД Т-235-1Л и передатчика ПРД АСПД-У, коммутатор сигналов интерфейса RS-232C, первый вход-выход которого соединен со вторым выходом-входом контроллера RS-232C, второй вход-выход с выходом-входом микрофонно-телефонной гарнитуры МТГ, третий, четвертый и пятый вход-выход соединены соответственно с выходом-входом радиостанций РС1, РС2, РС3, коммутатор оперативно-командной связи ОКС, первый вход которого соединен с пятым выходом контроллера RS-232C, второй вход с выходом коммутатора, первый вход-выход с вторым выходом-входом МТГ, третий, четвертый и пятый входы соединены соответственно с выходами С1-ТЧ радиостанций РС1, РС2 и РС3, три выхода соединены соответственно с входами радиостанций РС1, РС2 и РС3, приемник спутниковой навигационной системы, вход-выход которого соединен со вторым выходом-входом ЭВМ «Багет-44», а выход с входом блока антенного.

Недостатком прототипа является сложность реализации технического решения, избыточные массо-габаритные характеристики.

Сущность полезной модели

Известный модуль аппаратуры передачи данных содержит субмодуль передатчика ПРД, субмодуль приемника ПРМ, генератор импульсов 1 (ГИ1), второй генератор импульсов (ГИ2), контроллер РСI, соединенный с шиной РСI и выходом ГИ2, узел сопряжения УС, соединенный первым входом-выходом с выходом-входом контроллера РСI, входом с выходом ГИ2, вторым входом-выходом с внутренней шиной модуля АПД.

Целью создания данного технического решения является разработка компактного мобильного изделия с минимальными массо-габаритными характеристиками и энергопотреблением, приспособленного для работы в жестких климатических условиях.

Модуль аппаратуры передачи данных дополнительно содержит распределитель-формирователь импульсов (РФИ), вход которого соединен с выходом первого генератора импульсов (ГИ1), регистр программного управления (РПУ), вход которого соединен через внутреннюю шину со вторым входом-выходом узла сопряжения (УС), формирователь служебных кодовых комбинаций (ФСЛКК), два входа которого соединены соответственно с выходами распределителя-формирователя импульсов (РФИ) и регистра программного управления (РПУ), буфер данных субмодуля ПРД (БДПРД), вход которого соединен с внутренней шиной, кодер (КД), вход которого соединен с выходом буфера данных (БДПРМ), формирователь информационных кодовых комбинаций (ФИНФКК), два входа которого соединены соответственно с выходом буфера данных (БДПРД), и выходом кодера (КД), первый коммутатор (КМ1), два входа которого соединены соответственно с выходами формирователя служебных кодовых комбинаций (ФСЛКК) и формирователя информационных кодовых комбинаций (ФИНФКК), модулятор (МД), вход которого соединен с выходом коммутатора (КМ1), формирователь сигналов проводного канала (ФСПК), вход которого соединен с выходом модулятора (МД), а выход с проводным каналом, формирователь сигналов радиоканала (ФСРК), вход которого соединен с выходом модулятора (МД), а выход с радиостанцией, субмодуль приемника содержит буфер данных приемника ПРМ (БДПРМ), выход которого соединен с внутренней шиной, регистр сдвига (РСДВ) и декодер (ДКД), выходы которых соединены соответственно с двумя входами буфера данных (БДПРМ), демодулятор (ДМД), выход которого соединен с входами регистра сдвига (РСДВ) и декодера (ДКД), узел цикловой синхронизации (УЦС), два входа которого соединены соответственно с выходом демодулятора (ДМД) и генератор (ГИ1), узел тактовой синхронизации (УТС), два входа которого соединены соответственно с выходом узла цикловой синхронизации (УЦС) и генератора (ГИ1), а выход с узлами приемника, коммутатор (КМ2), выход которого соединен входом демодулятора (ДМД) и третьим входом узла тактовой синхронизации (УТС), узел сопряжения проводного канала (УСПК), выход которого соединен с первым входом коммутатора (КМ2), а вход с проводным каналом, узел сопряжения радиоканала (УСРК), выход которого соединен со вторым входом коммутатора (КМ2), а вход с радиостанцией.

Перечень фигур, чертежей и иных материалов

На фиг.1 приведена структурная схема модуля аппаратуры передачи данных

Пример варианта выполнения устройства

На структурной схеме модуля аппаратуры передачи данных (фиг.1) обозначены:

1 - генератор импульсов 2 (ГИ2), 2 - контроллер первой радиостанции PCI, 3 - генератор импульсов 1 (ГИ1), 4 - узел сопряжения УС, 5 - модуль АПД, 6 - субмодуль передатчика ПРД, 7 - субмодуль приемника ПРМ, 8 - распределитель-формирователь импульсов (РФИ), 9 - регистр программного управления (РПУ), 10 - буфер данных передатчика (БДПРД), 11 - кодер (КД), 12 - формирователь служебных кодовых комбинаций (ФСЛКК), 13 - формирователь информационных кодовых комбинаций (ФИНФКК), 14 - коммутатор 1 (КМ1), 15 - модулятор (МД), 16 - формирователь сигналов проводного канала (ФСПК), 17 - формирователь сигналов радиоканала (ФСРК), 18 - буфер данных приемника ПРМ (БДПРМ), 19 - узел цикловой синхронизации (УЦС), 20 - регистр сдвига (РСДВ), 21 - декодер (ДКД), 22 - демодулятор (ДМД), 23 - узел тактовой синхронизации (УТС), 24 - второй коммутатор (КМ2), 25 - узел сопряжения проводного канала (УСПК), 26 - узел сопряжения радиоканала (УСРК), 27 - шина PCI, 28 - на проводной канал, 29 - на радиостанцию, 30 - от проводного канала, 31 - от радиостанции.

Заявляется техническое решение МОДУЛЯ АППАРАТУРЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ (АПД) для контейнерных базовых несущих конструкций (БНК), в дальнейшем тексте именуемый модуль АПД, предназначенного для обеспечения обмена телекодовой (ТЛК) информацией в реальном масштабе времени со структурой, принятой в аппаратуре Т-235-1Л-1 для режимов работы "ОК ОДК-1, "ОК ОДК-2").

Состав модуля АПД

Модуль АПД имеет один приемный, один передающий независимые открытые каналы (радио и проводной) по стыку С1-ФЛ (ГОСТ 27232-87) и состоит из одного приемника и одного передатчика.

Взаимодействие модуля АПД с оконечным оборудованием данных (ООД) выполняется с использованием базового межмодульного интерфейса - шина PCI.

В контейнерных БНК в качестве ООД используется модуль процессора.

Технические требования

Характеристики каналов модуля АПД приведены в таблице 1.

Вид модуляции по стыку С1-ФЛ - биимпульсное кодирование.

Количество входов и выходов, подключаемых к радиоканалам по стыку С1-ФЛ:

- один вход - принимаемые данные;

- один выход - передаваемые данные.

Количество входов и выходов, подключаемых к проводным каналам по стыку С1-ФЛ:

- один вход - принимаемые данные;

- один выход - передаваемые данные (количество абонентов подключаемых к выходу - не более 2).

Модуль АПД обеспечивает обмен ТЛК информации по проводным каналам на максимальной дальности 500 м.

Модуль АПД обеспечивает обмен по каналам при работе с аппаратурой Т-235-1Л-1 ЛТ1.600.012 в режимах "ОК ОДК-1" или "ОК ОДК-2" ("ОК ОДК-2" или "ОК ОДК2-1").

Длина кодовых комбинаций равна 69 единичным элементам со структурами, применяемыми в аппаратуре Т-235-1Л-1 ЛТ1.600.012 в режимах "ОК ОДК-1", "ОК ОДК-2".

Модуль АПД обеспечивает прием по каналам в режимах "ОК ОДК-1", "ОК ОДК-2" и "ОК ОДК2-1".

В режиме "ОК ОДК-1" модуль АПД обеспечивает режим передачи с выдачей двух кодовых комбинаций "точек" (последовательность чередующихся единиц и нулей) и одной комбинации фазового пуска (КФП) при начальной синхронизации, а также одной КФП на месте каждой 96 кодовой комбинации в блоке передаваемых данных для работы с аппаратурой Т-235-1Л-1, работающей в режиме обмена "ОК ОДК-1"(виды сообщения "Адресное", "Циркулярное", "Молчание").

После прекращения поступления информации от ООД АПД для поддержания соединения с абонентом осуществляет передачу кодовых комбинаций "Молчание".

В режиме "ОК ОДК-2" модуль АПД обеспечивает режим передачи с выдачей двух кодовых комбинаций "точек" и двух КФП (инверсной и прямой) при начальной синхронизации, а также двух КФП (инверсной и прямой) на месте каждой 96 и 97 кодовых комбинаций в блоке передаваемых данных для работы с аппаратурой Т-235-1Л-1, работающей в режиме обмена "ОК ОДК-2".

После прекращения поступления информации от ООД АПД для поддержания соединения с абонентом осуществляет передачу кодовых комбинаций "Молчание", то есть режим без отключения канала.

Модуль АПД обеспечивает обмен в режиме "ОК ОДК2-1".

Режим "ОК ОДК2-1" аналогичен режиму "ОК ОДК-2" за исключением того, что при прекращении поступления информации от ООД АПД не поддерживает соединения с абонентом и не передает кодовые комбинации "Молчание", то есть переходит в режим с отключением канала.

В этом случае, при отсутствии данных от ООД, канал разрывается, то есть прекращается выдача сигналов передатчиками АПД в канал связи и осуществляется выключение радиостанции на передачу.

Модуль АПД обеспечивает значения входного и выходного сопротивлений в точках подключения к линиям связи для проводных и радио каналов (150±60) Ом.

Минимальный уровень (размах) сигнала на приеме для радио и провода не менее 0,4 В.

В модуле АПД при работе с биимпульсным кодированием символы "0" и "1" сигнала данных передаются на тактовом интервале двумя импульсами равной длительности и противоположной полярности (10 или 01).

Порядок чередования полярности импульсов по сравнению с предыдущим тактовым интервалом не изменяется при передаче символа "1" и изменяется при передаче символа "0".

Модуль АПД обеспечивает возможность функционального контроля приемных и передающих каналов.

Функциональный контроль модуля выполняется под управлением процессора.

Модуль аппаратуры передачи данных (модуль АПД) используется как дополнительный модуль, который устанавливается в слоты периферийных устройств контейнерных БНК с интерфейсной шиной Compact PCI (PCI).

Модуль выполнен в конструктиве Евромеханика с типоразмерами 3U с мезонинной платой.

Конструктивно модуль выполнен в виде открытого вставного блока с платой контроллера PCI, с установленным на ней мезонином АПД в конструктиве Евромеханика с использованием плат форм-фактора 3U на основе стандарта Compact PCI.

На металлические лицевые панели установлены два герметичных разъема.

К плате контроллера, которая является основной несущей платой, через разъемы крепится мезонин АПД.

Соединитель, установленный на плате, предназначен для подключения модуля к объединительной плате.

Конструктивно модуль выполнен в 2-х вариантах:

1. для установки в панели с кондуктивным теплоотводом;

2. для установки в панели с конвективным теплоотводом.

Для кондуктивного теплоотвода дополнительно устанавливаются клиновые зажимы, для которых предусмотрены места крепления на основной плате.

Электропитание модуля осуществляется от источников постоянного тока напряжением 3,3 В, 5 В, 12 В, минус 12 В.

Ток потребления (мощность) от источников питания постоянного тока составляет:

- по цепи 3,3 В - 300 мА (0,99 ВА);

- по цепи 5 В - 500 мА (2,5 ВА);

- по цепи 12 В - 80 мА (0,96 ВА);

- по цепи минус 12 В - 80 мА (0,96 ВА).

Габаритные размеры:

Длина - 189,1 мм

Ширина - 128,5 мм

Высота - 20 мм

Промышленная применимость

Данное техническое решение промышленно реализуемо, обладает необходимыми функциональными характеристиками, массогабаритными параметрами, низким энергопотреблением компактно, приспособлено к использованию в полевых условиях.

Модуль аппаратуры передачи данных, содержащий субмодуль передатчика ПРД, субмодуль приемника ПРМ, генератор импульсов 1 (ГИ1), второй генератор импульсов (ГИ2), контроллер PCI, соединенный с шиной PCI и выходом ГИ2, узел сопряжения УС, соединенный первым входом-выходом с выходом-входом контроллера PCI, входом с выходом ГИ2, вторым входом-выходом с внутренней шиной модуля АПД, отличающийся тем, что субмодуль передатчика содержит распределитель-формирователь импульсов (РФИ), вход которого соединен с выходом первого генератора импульсов (ГИ1), регистр программного управления (РПУ), вход которого соединен через внутреннюю шину со вторым входом-выходом узла сопряжения (УС), формирователь служебных кодовых комбинаций (ФСЛКК), два входа которого соединены соответственно с выходами распределителя-формирователя импульсов (РФИ) и регистра программного управления (РПУ), буфер данных субмодуля ПРД (БДПРД), вход которого соединен с внутренней шиной, кодер (КД), вход которого соединен с выходом буфера данных (БДПРМ), формирователь информационных кодовых комбинаций (ФИНФКК), два входа которого соединены соответственно с выходом буфера данных (БДПРД), и выходом кодера (КД), первый коммутатор (КМ1), два входа которого соединены соответственно с выходами формирователя служебных кодовых комбинаций (ФСЛКК) и формирователя информационных кодовых комбинаций (ФИНФКК), модулятор (МД), вход которого соединен с выходом коммутатора (КМ1), формирователь сигналов проводного канала (ФСПК), вход которого соединен с выходом модулятора (МД), а выход с проводным каналом, формирователь сигналов радиоканала (ФСРК), вход которого соединен с выходом модулятора (МД), а выход с радиостанцией, субмодуль приемника содержит буфер данных приемника ПРМ (БДПРМ), выход которого соединен с внутренней шиной, регистр сдвига (РСДВ) и декодер (ДКД), выходы которых соединены соответственно с двумя входами буфера данных (БДПРМ), демодулятор (ДМД), выход которого соединен с входами регистра сдвига (РСДВ) и декодера (ДКД), узел цикловой синхронизации (УЦС), два входа которого соединены соответственно с выходом демодулятора (ДМД) и генератор (ГИ1), узел тактовой синхронизации (УТС), два входа которого соединены соответственно с выходом узла цикловой синхронизации (УЦС) и генератора (ГИ1), а выход с узлами приемника, коммутатор (КМ2), выход которого соединен входом демодулятора (ДМД) и третьим входом узла тактовой синхронизации (УТС), узел сопряжения проводного канала (УСПК), выход которого соединен с первым входом коммутатора (КМ2), а вход с проводным каналом, узел сопряжения радиоканала (УСРК), выход которого соединен со вторым входом коммутатора (КМ2), а вход с радиостанцией.