Джон Ф.Уэйкерли Проектирование цифровых устройств. Том I (2002) (1095889), страница 182
Текст из файла (страница 182)
Содержимое крайнего левого и крайнего правого разрядов доступно другим схемам в течение всего времени на отдельных выводах 12А и ОН, которые служат только выходами. 74х299 Рис. 8.82. Традиционное условное обозначение ИС 74х299 Табл. 8.19. Функциональное описание 8-разрядного универсального регис- тра сдвига 74х299 Входы Следующее состояние Функции вг во ая- ав. ас азь м. ае аа ан ОА ОВ ЕОН ОА Оа Ос АОА ВОВ 08 ОН ОЕ 08 ОН Ын 808 НОН ОЕ ОЕ 08 ЕОЕ ОС 00 ОЕ ОВ ОС ОС 00 ОЕ ОЕ СОС СОС ЕОЕ Хранение о Сдвиг вправо о Сдвиг влево Загрузка 8.5.
Регистры сдвига 831 — ЕОИ и ы я м1 рис 8.53. Принципиальная схема 8-разрядного универсального регистра сдвига?4х299 с цоколевкой для стандартного 01Р-корпуса с 20 выводами (ИОНТ вЂ” вправо, АЛЕЕТ вЂ” влево) 832 Глава 8. Практическая разработка схем последовательной логики 8.5.3. Самое распространенное в мире применение регистров сдвига Чаще всего регистры сдвига применяются лля того, чтобы преобразовать параллельные данные в последовательный формат при передаче и при записи, а также для обратного преобразования последовательнгях данных в параллельный формат для целей обработки и отображения (см.
раздел 2.16.1). Самый распространенный пример преобразования последовательных данных, с которыми вы почти наверня. ка встречаетесь каждый день, — зто цифровая телефония (Йя!!а! !е!ерйолу), За прошедшие годы телефонные компании установили на своих центральных свая лиях (села а! о/)) сел СОя) оборудование с цифровой коммутацией.
Большинство домашних телефонов связано с центральной станцией двухпроводными аналоговыми соединениями. Когда аналоговый речевой сигнал поступает на центральную станцию, из него — с помощью аналого-цифрового преобразователя— 8000 раз в секунду берутся выборки (каждые 125 микросекунд), в результате чего образуется последовательность байтов, — 8-разрядных двоичных слов, — выражающих собой знак и величину аналогового сигнала в момент взятия выборки. Затем повсюду в телефонной сети ваш голос передается в цифровом виде со скоростью 64 кбит/с по последовательным каналам (зеиа! сБалле!з) до тех пор, пока он не преобразуется обратно в аналоговую форму цифро-анвлоговым преобразователем на центральной станции адресата. НУ, Уж НЕ ЗНАЮ...
К концу 80-х годов получила развитие технология 18РХ (1п1ейгазед Бегясев Р)ййа1 Хепчогй, цифровая сеть связи с комплексными услугами), целью которой было дотянуть до домашних телефонов последовательные цифровые каналы со скоростью передачи 144 кбит/с. Идея состояла в том, чтобы по одной паре проводов передавать два телефонных разговора со скоростью 64 кбит/с плюс сигналы управления, следующие со скоростью 16 кбит/с; в результате увеличивается пропускная способность уже проложенных телефонных линий. В первом издании этой книги мы обратили внимание читателей нато, что из-за задержки с развертыванием сети! 8РХ среди специалистов появилась другая расшифровка аббревиатуры ЬЗРЬЬ "1ша81пагу Яеплсез Ре1гкегет) Ыоз«Ьеге"(«воображаемые услуги, не доставляемые никуда»).
К середине 90-х годов сеть 1$РХ утвердилась, наконец, в США, но ие столько для передачи речевых сигналов, сколько для обеспечения «скоростных» соединений Интернетаа. К большому сожалению телефонных компаний внедрение сети 18РЬ) затормозилось сначала распространением недорогих 56-килобитовых аналоговых модемов, а затем- растущей доступностью высокоскоростных соединений (со скоростью передачи от 160 кбит/с до 2 Мбит/с и больше), в которых используются более новые кабель-модемная технология и технология РЯ.
(Р18 1Га1 БпЬзспЬег 1лпе, цифровая абонентская линия). 8.8. Регистры сдвига 8ЗЗ Полоса пропускания, необходимая шт передачи одного оцифрованного речевого сигнала со скоростью 64 «бит/с, многом«ныне той, какую предоставляет одна цифро. вая сигнальная линия и коммутационное оборудование, построенное на цифровых ИС. Поэтому в большинстве случаев на цифровых телефонных станциях осуществляется мультиплексирование (ти!арйгт8) нескольких 64-кнлобитовых каналов в одну линию передачи, на чем экономятся как провода, так и обьем коммутационного оборудования, выражаемый числом интегральных схем.
В следующем разделе мы покажелй как с помощью небольшого числа ИС средней степени интеграции можно обрабатывать сигналы, передаваемые по 32 каналам, причем функции, выполняемые этими микросхемами, легко реализовать в одной ИС типа СРЕП. Это классический пример пространственна~ремвнндго обмена (зрасейте и а йоЯ при цифровом проектировании: застилая интегральные схемы работать быстрее, вы решаете задачу боль- ~лего объема, используя меньшее число микросхем. В этом заключается главная причина, по юторой телефонная сечь «стала цифровойь. 8.5.4 Последовательно-параллельное преобразование На рис. 8.54 приведен типичный пример последовательной передачи данных между двумя модулями (такое соединение может быть частью коммутационного оборудования на телефонной станции). Обычно передача в таком соединении от источника сигналов к месту назначения происходит по трем сигнальным линиям: ° Тактовый сигнал задает темп передачи, указывая интервалы времени, отводимые на передачу одного бита.
Если система состоит всего лишь из двух модулей, то тактовый сигнал может генерироваться блоком управления, размещенным в передатчике сигнала, как показано на рисунке. В более крупных системах может быть один общий источник тактового сигнала, разводимого по модулям. ° Последовательны в данные: сами по себе данные передаются по одной линии. ° Синхронизация. Импульсам синхронизации (вупспгатгабоп риье или вупс риье) указывается точка отсчета в формате данных, например, начало байта или слова в последовательном потоке данных. В некоторых системах этот сигнал бывает опущен, а синхронизация достигается передачей по линии данных последовательности специального вида.
ОБЩЕНАЦИОНАЛЬНОЕ ВРЕМЯ Поверите вы мне или нет, но используемый в телефонной сети тактовый сигнал, частота которого с высокой точностью равна 8 кГп, генерируется в г. Сент- Луисе и распространяется повсеместно в США1 Тактовый сигнал в конкретной части коммутационного оборудования местной телефонной станции обычно является производным от национального тактового сигнала. В частности, фигурирующий в примере этого параграфа тактовый сигнал с частотой 2.048 МГц мог бы быть получен с помощью схемы фазовой автоподстройки частоты путем умножения частоты национального тактового сигнала на 256. 8343 Глава 8. Практическая разработка схем последовательной логики Модуль-приемник Модуль-передатчик Рис. 8.5Ф. Система с последовательной передачей данных между модулями 256 патов в салом 125- (а) О«ток !во«ВМГм! етнс таймс«от 1 аовтл мймслот31 таймслотй твйммот31 таймслот овнам «аййв ) ьв ) т / о ~ т / г ) 3 ) 4 / в ( в ! т ( о ) ( а спкк ООАТА 7 о 1 1 3 4 5 таймслот 31 таймслот О таймслотй Рис.
8. 55. Временные диаграммы преобразования параллельного кода в пос- ледовательный; (а) полный кадр; ((3) один байт в начале каждого кадра В ситуации, типичной для цифровой телефонии, временные параметры этих сигналов имеют значения, приведенные на рис. 8.55(а). Частота сигнала С(.ОС(в равна 2.048 МГц, и это позволяет передавать 32х8000 8-битовых байтов в секунду. Импульсом сигнала Ву)т)С длительностью в 1 бит определяется начало 125- микросекундного интервала, называемого кадраи фате). За это время по линии 8(ЭАТА передается 256 битов, причем весь этот интервал разби~ на 32 8.8. Регистры сдвига 838 лтаймслолта (ттптез!от), содержащих по 8 битов каждый.
В каждом таймслоте передается в цифровом виде один речевой сигнал. Номера таймслотоа и расположение битов внутри каждо~о из них отсчитываются от импульса сигнала ЯУ1ЧС. На рис. 8.56 представлена схема, осуществляющая преобразование параллельных данных в последовательный формат, указанный парис. 8.55(а), с учетом деталей, приведенных на рис. (Ь). Две ИС 74х163 образуют счетчик ло модулю 256, работающий в непрерывном режиме; этим счетчиком задается кадр. Пять старших разрядов счетчика указывают номер таймслота, а три младших разряда — номер бита в пределах таймслота.
7441ЛЭ мер бита стоек Везет е мер таймслота стоек к приемнику параллельнне данные золтл Рис.8.88. Преобразование параллельного кода в последовательный с помоцтью регистра сдвига с параллельным вводом 836 Глава 8. Практическая разработка схем последовательной логики КАКОЙ БИТ ПЕРВЫЙ? В действительности, в большинстве последовательных каналов передачи оцифрованного речевого сигнала первым передается 7-й бит, поскольку он первым появляется на выходе аналого-цифрового преобразователя, переводящего речевой сигнал в цифровую форму. Однако, ради простоты, мы указываем в наших примерах, что первым передается 0-й бит, так что в состояние счетчика номер бита входит непосредственно. Регистр сдвига с параллельным вводом 74х166 осуществляет преобразование параллельного кода в последовательный.
0-й бит параллел ьных данных (00— 07) подается на вход ИС ' ! 66, ближайший к выходу В0АТА, так что биты передаются последовательно в порядке О, ..., 7. При передаче 7-го бита в каждом таймслоте вырабатывается сигнал В!Т7 1, который приводит к загрузке ИС '166 данными 00-0?. Значения сигналов на входах 00-07 несущественны в течение всего времени, за исключением времени установления и времени удержания в окрестности того перепада в тактовом сигнале, на котором ИС '166 загружается; интервалы времени, в пределах которых значения сигналов на входах данных безразличны, на временных диаграммах заштрихованы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
