Курсовая работа: Проектирование систем сбора и передачи информации

Структурная схема состоит из следующих узлов:

--- устройство распределения (УР);

--- устройство управление (УУ);

--- кодирующее устройство (КУ);

--- декодирующее устройство (ДУ);

--- устройство формирования общего запроса;

Рассмотрим функции этих узлов и их совместную работу.

УР приёмной стороны аналогично УР передающей стороны. Эти устройства управляются УУ и являются связующим звеном между УУ, источниками, кодером (на передающей стороне) и УУ, приёмником информации и декодером (на приёмной стороне).

КУ служит для формирования кода Хемминга из информационного сообщения.

ДУ образует принятое сообщение, выдавая исправленное сообщение в (случае ошибки) и синдром ошибки для анализа УУ. При наличии ошибки 2-й кратности происходит уничтожение принятой информации.

Устройство формирования общего запроса подает сигнал на УУ и КУ, по которому начинается опрос источников.

Далее представлена разработка основных узлов структурной схемы на уровне функциональной дальнейшая доработка для получения принципиальной схемы.

4. Расчёт основных показателей

Рассчитаем вероятность трансформации при передаче сообщений закодированных кодом Хемминга с длинной сообщения 16 бит и 6-ю контрольными символами.

(2)

при n = m+k = 22

Ртр = С³ _{22 *} Р³ _{0 *} (1 - Р₀ )¹⁹ + С⁴ _{22 *} Р⁴ _{0 *} (1 – Р₀ )¹⁸ + С⁵ _{22 *} Р⁵ _{0 *} (1 – Р₀ )¹⁷

Ртр = 1540 _* 10^-5 _* (0.99999)¹⁹ + 7315 _* 10^-20 + 26334 _* 10^-25

Ртр » 10^-11 < Ртр_{I кат} = 10^-8

Таким образом мы будем использовать код Хемминга с m = 16, k = 6. Избыточность данного кода составляет:

r = k / n ; r = 6 / 22 = 0.2727 » 0.3

Т.к. объём информации составляет 100С (100 бит), то передавая информацию по 16 бит мы должны отправить 7 посылок с информационными разрядами и 7 посылок с контрольными. Для передачи адреса источника необходимо 4 разряда (2⁴ = 16). Исходя из объема информации на один источник видно что одна из посылок будет полупустой, поэтому выгодно в эту посылку добавить адресные разряды, которые будут кодироваться вместе с информационными.

5. Описание функциональной схемы

В приложении 1находится функциональная схема ССПИ, рассмотрим особенности ее работы.

Устройство распределения информации УР собранно на буферных регистрах DD1-DD196 сгруппированных по 14 штук на источник. Управлением УР осуществляется регистрами сдвига DD197-DD211, дешифратором DD229 и микроконтроллером DD231. Микроконтроллер берет на себя также функции синхронизации работы всего устройства и преобразования собранной информации в последовательный код с последующей выдачей ее в КС. Элементы НЕ DD212-DD228 нужны для адаптации управляющего сигнала сдвиговых регистров.

Источники опрашиваются по появлении на них запроса. Общий запрос формируется схемой собранной на элементах DD364-DD366.

Особенностью схемы УР является формирование адреса источника на его выходе с помощью сигналов запроса. Таким образом адрес источника считывается как дополнительный 4 разряда данных.

Микросхема DD230 представляет собой шестнадцатиразрядную схему контроля по коду Хемминга. Вход DB предназначен для приёма информационных сообщений, а выход СВ для выдачи контрольных разрядов. В данном случае схема используется для кодирования, управляется выводом Р1.5 микро-ЭВМ DD231.

Таким образом информация с выхода одного из шинных драйверов попадает на вход микро-ЭВМ и схемы контроля по коду Хемминга. Затем микро-ЭВМ подаёт управляющие импульсы на схему контроля и считывает через порт Р3 контрольные символы, которые затем передаются в КС вместе с сообщениями через последовательный интерфейс Р3.1. Система проверок для кода Хемминга обеспечиваемая микросхемой DD230:

(3)

На приёмной стороне используются аналогичные элементы, но схема контроля по коду Хемминга включена в режиме декодирования. Дешифратор DD232 используется аналогично для выбора получателя сообщения. Вывод Р3.0 является входом данных из КС, Р3.1- Р3.6 выдают контрольные разряды на декодер DD233(этими же выводами производится чтение синдрома), а вывод Р3.7 запрещает выдачу данных в приемные регистры DD267- DD363. Принятый из КС адрес вместе с данными декодируется и в случае отсутствия многократной ошибки, выдается микроконтроллером на дешифратор DD232 , который собственно и выбирает нужный приемник. Отдельные линии приемника также как и на приемной стороне выбираются регистрами сдвига DD235-DD249.

6. Описание принципиальной схемы

Принципиальная схема разрабатываемого устройства находится в приложении 2. Рассмотрим особенности этой схемы. Для реализации связи с приемниками и источниками использованы буферные регистры КР1533ИР33 в таблице 1 находится описание данного типа драйверов.

Таблица1

Символ ’’Z‘‘ означает, что выходы регистров переводятся в третье состояние. Дешифраторы реализованы посредством К1533ИД3 с прямыми выходами, что необходимо для управления регистрами сдвига (сдвиг осуществляется по переднему фронту сигнала). При этом входы разрешения работы дешифраторов постоянно подключён к земле, что является разрешением работы.