DIY jadajoone kodeerimise muundurid: 15 sammu

2025 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2025-01-23 14:40

Seeriaandmeside on paljudes tööstusrakendustes üldlevinud ja mis tahes seeriaandmeside liidese kujundamiseks on mitmeid lähenemisviise. Mugav on kasutada ühte standardprotokolli, st UART, I2C või SPI. Lisaks on olemas ka mitmeid muid protokolle spetsiaalsemate rakenduste jaoks, nagu CAN, LIN, Mil-1553, Ethernet või MIPI. Teine võimalus seeriaandmete töötlemiseks on kohandatud protokollide kasutamine. Need protokollid põhinevad tavaliselt liinikoodidel. Kõige tavalisemad liinikodeeringutüübid on NRZ, Manchesteri kood, AMI jne [Manchesteri ja NRZ-kodeeritud signaalide konfigureeritav protokollide dekodeerimine, Teledyne Lecroy Whitepape].

Spetsiaalsete jadaprotokollide näideteks on DALI hoonete valgustuse juhtimiseks ja PSI5, mida kasutatakse andurite ühendamiseks autojuhtimise kontrolleritega. Mõlemad näited põhinevad Manchesteri kodeeringul. Sarnaselt kasutatakse SENT-protokolli autode andurite ja kontrollerite linkide jaoks ning CAN-siin, mida tavaliselt kasutatakse mikrokontrollerite ja teiste autorakenduste seadmete vahelise suhtluse võimaldamiseks, põhinevad NRZ-kodeeringul. Lisaks on Manchesteri ja NRZ skeemide abil välja töötatud ja kavandatakse ka palju muid keerukaid ja spetsialiseeritud protokolle.

Igal reakoodil on oma eelised. Näiteks binaarsignaali edastamisel mööda kaablit võivad tekkida moonutused, mida saab AMI koodi kasutades märkimisväärselt leevendada [Petrova, Pesha D. ja Boyan D. Karapenev. "Kahendkoodimuundurite süntees ja simulatsioon." Telecommunications in Modern Satellite, Cable and Broadcasting Service, 2003. TELSIKS 2003. 6. rahvusvaheline konverents teemal. Kd. 2. IEEE, 2003]. Pealegi on AMI -signaali ribalaius väiksem kui samaväärne RZ -vorming. Samuti ei ole Manchesteri koodil mõningaid NRZ -koodile omaseid puudusi. Näiteks Manchesteri koodi kasutamine jadaliinilt eemaldab alalisvoolu komponendid, tagab kella taastamise ja tagab suhteliselt kõrge mürataluvuse [Hd-6409 Renesase andmeleht].

Seetõttu on standardse reakoodi teisendamise kasulikkus ilmne. Paljudes rakendustes, kus reakoode kasutatakse otseselt või kaudselt, on binaarkoodi teisendamine vajalik.

Selles juhendis tutvustame, kuidas realiseerida mitmerealisi kodeerimismuundureid odava Dialog SLG46537 CMIC abil.

Allpool kirjeldasime samme, mida on vaja mõista, kuidas GreenPAK kiip on programmeeritud jadajoone kodeerimismuundurite loomiseks. Kui aga soovite lihtsalt programmeerimise tulemust saada, laadige GreenPAKi tarkvara alla, et vaadata juba valminud GreenPAK disainifaili. Ühendage GreenPAK arenduskomplekt arvutiga ja vajutage programmi, et luua jadajoone kodeerimise muundurite jaoks kohandatud IC.

1. samm: konversioonikujundused

Selles juhendis on esitatud järgmiste koodikonverterite disain:

● NRZ (L) kuni RZ

Teisendamine NRZ (L) -st RZ -ks on lihtne ja seda on võimalik saavutada ühe JA värava abil. Joonis 1 näitab selle teisenduse ülesehitust.

● NRZ (L) kuni RB

NRZ (L) teisendamiseks RB-ks peame saavutama kolm loogikataset (-1, 0, +1). Sel eesmärgil kasutame 4066 (neljapoolset analooglülitit), et pakkuda bipolaarset lülitust 5 V, 0 V ja -5 V vahel. Digitaalset loogikat kasutatakse kolme loogikatasandi lülitamise juhtimiseks, valides 4066 lubavat sisendit 1E, 2E ja 3E [Petrova, Pesha D. ja Boyan D. Karapenev. "Kahendkoodimuundurite süntees ja simulatsioon." Telecommunications in Modern Satellite, Cable and Broadcasting Service, 2003. TELSIKS 2003. 6. rahvusvaheline konverents teemal. Kd. 2. IEEE, 2003].

Loogika juhtimine toimub järgmiselt.

Q1 = Signaal & Clk

Q2 = Clk '

Q3 = Clk & Signal '

Üldine teisendusskeem on näidatud joonisel 2.

● NRZ (L) kuni AMI

NRZ (L) AMI teisendamisel kasutatakse ka 4066 IC -d, kuna AMI -koodil on 3 loogikataset. Loogika juhtimisskeem on kokku võetud tabelis 1, mis vastab joonisel 3 näidatud üldisele teisendusskeemile.

Loogikaskeemi saab kirjutada järgmiselt.

Q1 = (Signaal ja Clk) & Q

Q2 = (signaal ja klõps) '

Q3 = (signaal ja klõps) & Q '

Kus Q on D-Flip flopi väljund järgmise üleminekusuhtega:

Qnext = Signal & Qprev ' + Signal' & Qprev

● AMI kuni RZ

AMI -RZ muundamiseks kasutatakse kahte dioodi sisendsignaali jagamiseks positiivseks ja negatiivseks osaks. Signaali eraldatud negatiivse osa ümberpööramiseks võib kasutada inverteerivat op-võimendit (või transistoripõhist loogikaahelat). Lõpuks edastatakse see ümberpööratud signaal koos positiivse signaaliga VÕI väravasse, et saada soovitud väljundsignaal RZ -vormingus, nagu on näidatud joonisel 4.

● NRZ (L) jagatud faasiga Manchesterisse

Üleminek NRZ-lt (L) jagatud faasiga Manchesteriks on lihtne, nagu on näidatud joonisel 5. Sisendsignaal koos kella signaaliga edastatakse väljundsignaali saamiseks NXOR-väravasse (vastavalt G. E. Thomase tavale). XOR -i väravat saab kasutada ka Manchesteri koodi hankimiseks (vastavalt IEEE 802.3 konventsioonile) [https://en.wikipedia.org/wiki/Manchester_code].

● Jagatud faasi Manchester jagatud faasiga Mark kood

Üleminek jagatud faasiga Manchesterist jagatud faasi Mark-koodiks on näidatud joonisel 6. Sisend ja kella signaal edastatakse JA-värava kaudu D-flip flopi kellaks.

D-klappi reguleerib järgmine võrrand:

Qnext = Q '

Väljundsignaal saadakse järgmiselt:

Väljund = Clk & Q + Clk 'Q'

● Rohkem liinikoodi teisendusi

Ülaltoodud teisenduste abil saate hõlpsalt hankida rohkem rea koodide kujundusi. Näiteks saab NRZ (L) jagatud faasi Manchesteri koodi teisendamist ja jagatud faasi Manchesteri koodi jagatud faasi Mark-koodi teisendamist kombineerida, et saada otse NRZ (L) jagatud faasi märgi kood.

2. samm: GreenPAKi kujundused

Ülaltoodud teisendusskeeme saab hõlpsasti rakendada GreenPAK ™ -i disaineris koos mõnede väliste komponentidega. SLG46537 pakub antud disainilahenduste teostamiseks piisavalt ressursse. GreenPAK -i teisendusdisainid esitatakse samas järjekorras nagu varem.

3. samm: NRZ (L) kuni RZ GreenPAKis

GreenPAK disain NRZ (L) kuni RZ jaoks joonisel 7 on sarnane sammus 1 näidatuga, välja arvatud see, et lisatud on üks DLY -plokk. See plokk on valikuline, kuid pakub tõrkeid kella ja sisendsignaalide vaheliste sünkroonimisvigade kõrvaldamiseks.

Samm: NRZ (L) kuni RB GreenPAKis

GreenPAK disain NRZ (L) kuni RB jaoks on näidatud joonisel 8. Joonisel on näidatud, kuidas ühendada CMIC loogikakomponendid, et saavutada 1. etapis kavandatud kavand.

Samm: NRZ (L) AMI -le GreenPAKis

Joonis 9 illustreerib, kuidas seadistada GreenPAK CMIC NRZ (L) -st AMI -ks teisendamiseks. Seda skeemi koos 1. etapis esitatud väliste abikomponentidega saab kasutada soovitud teisendamiseks

Samm 6: AMI kuni RZ GreenPAKis

Joonisel 10 on näidatud GreenPAKi disain AMI -RZ muundamiseks. Nõutava väljundi saamiseks saab kasutada selliselt konfigureeritud GreenPAK CMIC-d koos op-amp ja dioodidega.

Samm 7: NRZ (L) jagatud faasiga Manchester GreenPAKis

Joonisel 11 on GreenPAK-i konstruktsioonis kasutatud NXOR-väravat, et saada NRZ (L) jagatud faasi Manchesteri muundamine.

8. samm: jagatud faasiga Manchester jagatud faasiga kaubamärgikood GreenPAKis

Joonisel 12 on esitatud GreenPAK disain Split-phase Manchesteri jagatud faasi Mark-koodi jaoks. Teisendus on kavandatud ja teisendusprotsessi jaoks pole vaja ühtegi välist komponenti. DLY -plokid on valikulised sisend- ja kellasignaalide vaheliste sünkroonimisvigade tõttu tekkivate tõrgete kõrvaldamiseks.

9. samm: eksperimentaalsed tulemused

Kõiki kavandeid kontrolliti kontrollimiseks. Tulemused esitatakse samas järjekorras nagu varem.

10. samm: NRZ (L) kuni RZ

Katse tulemused NRZ (L) RZ muundamiseks on näidatud joonisel 13. NRZ (L) on näidatud kollase ja RZ sinise värviga.

11. samm: NRZ (L) kuni RB

Katsetulemused NRZ (L) RB muundamiseks on toodud joonisel 14. NRZ (L) on näidatud punase ja RB sinise värviga.

12. samm: NRZ (L) kuni AMI

Joonis 15 näitab eksperimentaalseid tulemusi NRZ (L) ja AMI muundamise kohta. NRZ (L) on näidatud punase ja AMI kollasega.

Samm 13: AMI kuni RZ

Joonisel 16 on näidatud AMI -RZ konversiooni katsetulemused. AMI on jagatud positiivseks ja negatiivseks osaks, mis on näidatud kollase ja sinisega. Teisendatud RZ väljundsignaal on näidatud punaselt.

14. samm: NRZ (L) jagatud faasiga Manchesterisse

Joonisel 17 on näidatud eksperimentaalsed tulemused NRZ (L) jagatud faasi Manchesteri konversiooniks. NRZ (L) signaal on näidatud kollasena ja muundatud väljundi jagatud faasi Manchesteri signaal sinisena.

Samm 15: jagatud faasiga Manchester jagatud faasiga märgikoodiks

Joonisel 18 on kujutatud muundamine jagatud faasi Manchesterist jagatud faasi Mark-koodiks. Manchesteri kood on näidatud kollase värviga, Mark -kood aga sinisega.

Järeldus

Liinikoodid on aluseks mitmele jadaühendusprotokollile, mida kasutatakse laialdaselt erinevates tööstusharudes. Reakoodide teisendamine lihtsal ja odaval viisil, mida otsitakse paljudes rakendustes. Selles juhendis on toodud üksikasjad mitme liinikoodi teisendamiseks, kasutades dialoogi SLG46537 koos mõnede väliste komponentidega. Esitatud disainilahendusi on kontrollitud ja järeldatakse, et Dialogi CMIC -sid saab hõlpsasti kasutada reakoodide teisendamiseks.