Современная электроника №2/2019

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 40 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 2 2019 Анализ сигналов в манчестерском и NRZ-коде с произвольными параметрами при помощи осциллографов серии RTE компании R&S Часть 2 Рис. 3. Схема измерительной установки Во второй части статьи приводятся примеры, демонстрирующие возможности поиска ошибок и других нарушений в пользовательских протоколах при анализе сигналов манчестерского и NRZ-кодирования с произвольными параметрами. Николай Лемешко (nlem83@mail.ru ) , Павел Струнин (Pavel.Strunin@rohde-schwarz.com) П РИМЕРЫ ДЕКОДИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ В МАНЧЕСТЕРСКОМ И NRZ- КОДЕ Характеристика объекта исследований Для демонстрации возможностей опции R&S RTE-K50 был разработан пользовательский протокол передачи данных, в лексикон которого входят машинные слова (МС) пяти типов. Он может быть использован для получения информации от сети датчиков, напри- меризмеряющих температуру или давле- ние в некоторой системе. Протокол допу- скает передачу информации с 64 датчи- ков (шестиразрядная адресация), сеть может иметь произвольную структуру. Структура и состав машинных слов пояснены в таблице. Все машинные слова включают стартовую ( Start ) и завершающую ( Stop ) последователь- ности, поле адреса датчика ( Adr ), кон- трольную сумму ( CS ). В поле CS долж- на быть установлена единица, если во всех полях, кроме Start и Stop , пере- даётся нечётное количество единиц. Слово COM содержит поля ожидания ( РР ) и команды ( Command ), в слове DATA0 имеется 8-разрядное поле Data для передачи измеренного датчиком оцифрованного значения. В словах DATA , ERROR1 , NODATA , UNCOM имеет- ся поле признака PR , которое наряду со стартовой последовательностью слу- жит для определения одного из 4 воз- можных ответов датчика контроллеру. Тип МС и, соответственно, его источ- ник идентифицируются по виду стар- товой последовательности и призна- ку ответа. Битовые последовательно- сти всех полей передаются старшим битом вперёд. Скорость передачи данных составля- ет 1 Мбит/с, битовый интервал равен 1 мкс. Для исключения коллизий пере- дача МС датчиками осуществляется строго по запросам контроллера, фор- мируемым по мере необходимости с интервалом не менее 34 мкс, включа- ющим интервалы 10 и 24 мкс на обра- ботку команды датчиком и на переда- чу машинного слова DATA с наиболь- шей длительностью (24 бита) вместе со стартовой и завершающей последова- тельностями. Высокий и низкий уровни сигналов приняты равными +3 и − 3 В. В период бездействия сигнал в NRZ- коде имел низкий уровень, а сигнал в манчестерском коде – нулевой уровень. Измерительная установка В состав измерительной уста- новки (см. рис. 3) входил осцилло- граф R&S RTE-1054 с полосой рабо- чих частот до 500 МГц, 4 каналами и установленной программной опци- Осциллограф R&S RTE-1054 Генератор сигналов произвольной формы Hantek 1025G Ноутбук HP mini 110-3703 c СПО K1 USB 2.0 Ch1, B1 R&S RTE-K50 K2 Start Adr K3 K4 Структура машинных слов пользовательского протокола передачи данных Машинное слово Наименование поля Количество бит Шаблон поля для NRZ-кода Шаблон поля для манчестерского кода COM (запрос передачи информации с датчика; формирует контроллер) Start 4 1010 HLHL Adr 6 — — PP 2 11 00 Command 4 — — CS 1 — — Stop 3 001 LLH DATA0 (передача данных на контроллер; формирует датчик) Start 4 1001 HLLH Adr 6 — — PR 2 00 11 Data 8 — — CS 1 — — Stop 3 001 LLH ERROR1 (в слове COM обнаружена ошибка контрольной суммы; формирует датчик) Start 4 1001 HLLH Adr 6 — — PR 2 01 10 CS 1 — — Stop 3 001 LLH NODATA (датчик занят / данные не готовы для передачи; формирует датчик) Start 4 1001 HLLH Adr 6 — — PR 2 10 01 CS 1 — — Stop 3 001 LLH UNCOM (команда неизвестна; формирует датчик) Start 4 1001 HLLH Adr 6 — — PR 2 11 00 CS 1 — — Stop 3 001 LLH Примечание: при описании МС в NRZ-коде четверичные символы H и L трактуются как 1 и 0 соответственно.