Brevet FR2695779A1 — publié le 19940318

Procédé et dispositif S pour la transmission simultanée de deux signaux binaires hétérochrones par un même support. L'invention concerne un procédé et des dispositifs destinés 5 à permettre la transmission simultanée de deux signaux binaires hétérochrones par l'intermédiaire d'un même support physique. Un procédé usuel de transmission de signaux, notamment binaires, par l'intermédiaire d'un support donné, implique10 la mise en oeuvre d'une horloge d'échantillonnage dont la fréquence est choisie nettement supérieure à la fréquence maximale envisagée pour le ou les signaux transmis. Ce procédé usuel implique un multiplexage des échantillonnages réalisés sur les signaux et le pilotage d'une base de temps chargée de fournir, côté émission, des motifs de synchronisation destinés à être exploités pour le démultiplexage, côté réception. Ce procédé connu qui convient bien pour de nombreuses applications, en particulier si la technologie mise en20 oeuvre est de type CMOS, est par contre susceptible d'être technologiquement et économiquement inacceptable pour d'autres applications, notamment lorsque les contraintes relatives à un projet impliquent le choix de composants ECL. L'invention propose donc un procédé permettant la25 transmission simultanée de deux signaux binaires hétérochrones sous forme d'un signal binaire unique par l'intermédiaire d'un même support physique, le second signal étant supposé cadencé par une horloge, dite de bit, dont la période est supérieure à la durée minimale admise pour un bit de premier signal. Selon une caractéristique de l'invention, pour constituer le signal binaire unique qui est transmis, il est prévu d'insérer, entre les transitions de changement de niveau binaire du premier des deux signaux binaires incidents, une35 brève impulsion d'inversion de niveau binaire pour chacun des bits du second signal incident qui correspondent à un même des deux niveaux binaires possibles pour ce second signal, chaque impulsion, dite d'inversion temporaire de polarité, due au second signal étant positionnée au delà d'une zone de garde s'étendant de part et d'autre des 5 transitions de changement de niveau binaire du premier signal. Dans la présente description, on utilisera l'expression "inversion de polarité" pour désigner les inversions de niveau binaire du signal transmis qui sont occasionnées par le second signal, afin de les différencier des inversions de niveau binaire qui sont dues au seul premier signal. L'invention propose aussi un dispositif codeur pour unité émettrice mettant en oeuvre le procédé selon l'invention. Selon une caractéristique de l'invention, ce dispositif codeur comporte: un ensemble de deux circuits retardateurs ayant même constante de temps qui sont en série, le premier de ces circuits retardateurs recevant le premier signal binaire incident à transmettre, le signal de sortie du second20 circuit retardateur étant retardé par rapport au premier signal incident d'un temps correspondant au temps de garde, -un circuit mémoire recevant le second signal binaire incident à transmettre, un premier circuit logique recevant le premier signal incident et le signal de sortie du second circuit retardateur et fournissant un signal d'autorisation d'inversion de polarité, un second circuit logique recevant le signal d'autorisation d'inversion de polarité et un signal de demande d'insertion d'une impulsion d'inversion de polarité qui est fourni par le circuit mémoire sous l'action du second signal binaire incident pour chacun des bits d'une même valeur binaire fixée de ce signal, un circuit monostable, dont la constante de temps est égale à la durée choisie pour les impulsions d'inversion temporaire de polarité appliquées au signal transmis, ce circuit étant connecté en sortie du second circuit logique qui le déclenche dès qu'une demande d'insertion et une autorisation d'inversion sont simultanément présentes au niveau du second circuit logique,5 un troisième circuit logique recevant d'une part le premier signal incident avec un retard du au premier circuit retardateur et d'autre part le signal d'inversion de polarité de ce premier signal incident que fournit le circuit monostable lorsqu'il est déclenché, ce troisième10 circuit logique fournissant le signal à transmettre qui est obtenu soit directement du premier signal incident, soit par inversion temporaire de la polarité de ce signal lorsque le circuit monostable a été déclenché et ce pour une durée égale à la constante de ce circuit. L'invention propose aussi un dispositif décodeur pour unité réceptrice mettant en oeuvre le procédé selon l'invention. Selon une caractéristique de l'invention, ce dispositif décodeur comporte: un ensemble de deux circuits retardateurs qui ont des constantes de temps de même ordre et qui sont en sériele premier de ces circuits retardateurs recevant le signal binaire transmis, une première logique fournissant un signal correspondant au premier signal incident par manipulation logique du signal transmis et des deux signaux respectivement retardés par les deux circuits retardateurs dudit dispositif décodeur, une seconde logique fournissant un signal correspondant au second signal incident par combinaison logique, du premier signal reconstitué avec le second signal retardé. L'invention, ses caractéristiques et ses avantages sont précisés dans la description qui suit en liaison avec les figures évoquées ci-dessous. Les figures 1 et 2 présentent chacune un diagramme des temps35 représentatif d'un exemple de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, l'une par une unité émettrice et l'autre par une unité réceptrice. La figure 3 présente un schéma synoptique d'un dispositif codeur pour unité émettrice mettant en oeuvre le procédé selon l'invention. 5 La figure 4 présente un schéma synoptique d'un dispositif décodeur pour unité réceptrice mettant en oeuvre le procédé selon l'invention. Comme déjà indiqué, le procédé selon l'invention est destiné à permettre la transmission simultanée de deux signaux binaires A et B supposés hétérochrones. Le signal binaire incident A voir figure 1 peut être un signal de format et de débit quelconques, il est prévu qu'il soit transmis de façon transparente, sans apport de gigue et en respectant les rapports cycliques initiaux Bien entendu,15 il y a nécessairement des limites que le signal A doit respecter, notamment en relation avec le débit maximal Dl admissible par le support physique de transmission considéré. Si l'on appelle Da le débit maximal de transmission pour le20 signal A, ce débit maximal doit être inférieur au débit maximal Dl si l'on veut transmettre des bits d'un autre signal binaire, tel que B, parmi les bits propres au signal A. Ce second signal binaire incident B est un signal dont la25 fréquence et la récurrence sont susceptibles de varier dans de larges plages, il doit cependant ne pas dépasser certaines limites en particulier en matière de débit. Celui-ci qui doit nécessairement être inférieur au débit maximal Dl permis par le support, est également dépendant du30 débit admis pour le signal incident A. Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, le débit maximal Da admis pour le signal incident A est de l'ordre de 10 Mbit/s alors que le débit maximal Db prévu pour le signal incident B est de 2 Mbit/s, ces valeurs étant données à titre d'exemple et ne devant pas être considérées comme des limites incontournables. Selon l'invention, il est prévu d'exploiter les intervalles de temps entre transitions de changement de niveau binaire, d'un des signaux incidents, ici le signal incident A, pour y introduire de brèves inversions de niveau binaire, dites ici 5 inversions de polarité, qui sont représentatives du signal incident B. Dans une forme préférée de réalisation, seules sont directement prises en compte les portions de signal incident B qui correspondent à l'un des deux niveaux binaires10 possibles pour ce signal, chacune de ces portions étant comprise entre deux transitions de changement de niveau binaire du signal B. Dans l'exemple présenté, ce sont les bits que forment les courtes portions de signal incident B ayant même valeur15 binaire "un" qui sont pris en compte, comme l'illustre la figure 1. Chacun de ces bits de valeur binaire un du signal incident B est individuellement traduit, dans le signal I transmis, par une inversion temporaire de polarité de durée Ti qui change20 brièvement le niveau binaire autrement imposé à ce signal I par le signal incident A et qui correspond en pratique à une impulsion plus brève que celles dues au signal incident A seul. Chaque impulsion d'inversion temporaire de polarité due à25 l'action du signal B vient s'insérer entre deux transitions de changement de niveau binaire dues au signal A; plusieurs impulsions d'inversion temporaire de polarité peuvent éventuellement être introduites, dans le signal I transmis, entre deux transitions dues à des changements successifs de niveau binaire du signal incident A, si les constitutions respectives des signaux incidents A et B le permettent. Pour des raisons de reconstitution des signaux A et B à partir du signal I qui les a transmis, il est nécessaire que les actions ayant permis d'obtenir ce signal I, transmis,35 permettent de conserver au moins une caractéristique distinctive de l'un et/ou de l'autre. Il est donc supposé ici que le signal incident B voir figure 1 est un signal binaire, qui est cadencé par une horloge de fréquence déterminée, disponible tant au niveau émission qu'au niveau réception, éventuellement après reconstitution à ce dernier niveau. Pour des raisons liées au débit, l'impulsion d'inversion temporaire de polarité destinée à traduire chaque bit, ici de valeur un et de durée Tb, de signal incident B codé, est préf érablement choisie de courte durée Toutefois la durée10 Ti d'une impulsion d'inversion temporaire de polarité du signal I transmis, ne peut être inférieure à la valeur minimale X admise pour qu'une impulsion soit transmissible par le support de transmission choisi Dans l'exemple proposé en liaison avec les figures et notamment avec les15 diagrammes des figures 1 et 2, la valeur Ti est choisie égale à s. Pour éviter la confusion en réception d'une transition du signal I transmis correspondant à un changement de valeur binaire du signal incident A avec une transition de ce20 signal I correspondant à un des flancs d'une impulsion d'inversion temporaire de polarité de durée Ti due à l'action du signal incident B, il est prévu d'empêcher toute inversion temporaire de polarité, dans le signal I destiné à être transmis, trop près d'une transition de changement de niveau, due au signal A. A cet effet, un temps de garde est réservé de part et d'autre des transitions de changement de valeur binaire du signal incident A Ce temps de garde entraîne un retard d'insertion, dans le signal I transmis, pour toute impulsion30 d'inversion temporaire de polarité due à l'action du signal B, qui devrait être prise en compte pendant ce temps de garde et qui ne sera donc insérée qu'après. Dans une forme préférée de réalisation, le temps de garde dont la valeur minimale est supérieure au double de Ti est35 préférablement considéré composé de deux temps élémentaires tl et t 2, l'un et l'autre égaux à deux fois la valeur de Ti. Ceci conduit donc à ce que les valeurs minimales respectivement admises pour la durée Ta d'une impulsion de signal incident A et pour la durée minimale tb entre deux occurrences successives de bits du signal incident B qui 5 soient telles que l'on ait par exemple les relations: Ta 2 tl + t 2 + t + S et tb 2 Ta + s e étant le laps de temps minimal du à la propagation des signaux et au prépositionnement des circuits impliqués dans la transmission.10 Selon l'invention, le procédé de transmission est susceptible d'être mis en oeuvre par l'intermédiaire d'un dispositif codeur d'émission qui est référencé 1 en figure 3 et d'un dispositif décodeur complémentaire de réception qui est référencé 2 en figure 4.15 Le dispositif codeur 1 présenté qui est destiné à équiper une unité émettrice non représentée, comporte deux entrées Ell et E 12 par l'intermédiaire desquelles les signaux binaires incidents A et B sont respectivement reçus et une sortie Sll pour le signal I destiné à être transmis au20 dispositif de décodeur 2 par l'intermédiaire du support de transmission choisi qui, non représenté, est par exemple un support de type fibre optique. Deux circuits retardateurs 3 et 4 sont insérés en série en aval de l'entrée El dans le dispositif codeur 1, le circuit25 retardateur 3 transmet le signal incident A avec un retard égal à ti, tel que défini ci-dessus, d'une part au circuit retardateur 4 et d'autre part à une première entrée d'un circuit logique 5, de type OU exclusif, le signal C fourni à ces deux circuits 4 et 5 étant aussi présenté sur l'exemple30 donné en figure 1. Le circuit retardateur 4 transmet le signal C, qu'il a reçu, à une première entrée d'un circuit logique 6, de type OU exclusif complémenté, et ce avec un retard égal à t 2 tel que défini ci-dessus Une seconde entrée du circuit logique 635 est reliée à l'entrée Ell du dispositif codeur dont elle reçoit le signal incident A Le signal D que fournit le circuit retardateur 4 est retardé d'une valeur ti + t 2 par rapport au signal A et en conséquence le signal E fourni par le circuit logique 6 -est un signal d'autorisation qui définit les plages de temps, ici de niveau binaire 1, durant 5 lesquelles est possible l'insertion dans le signal à transmettre d'une impulsion correspondant à une inversion temporaire de polarité causée par le signal incident B, ainsi qu'à contrario celles des plages o une telle insertion est interdite.10 Le signal E est transmis à une première entrée d'un circuit logique 7, de type ET, qui est relié par une seconde de ses entrées à la sortie d'un circuit mémoire 8 recevant le signal incident B de l'entrée E 12. Le circuit mémoire 8 fournit en sortie un signal F destiné à15 susciter un bref changement de valeur binaire dans le signal I transmis, cette valeur binaire étant autrement dépendante de celle du signal incident A Comme indiqué plus haut, dans l'exemple envisagé, ce sont les fronts montants des impulsions, de valeur binaire un, du signal incident B qui20 commandent le passage au niveau binaire un du signal F, ce niveau étant maintenu par le circuit mémoire 8 jusqu'à apparition d'un front descendant du signal H en sortie d'un circuit monostable 9 relié en sortie du circuit logique 7. Le circuit monostable 9 est déclenché dès que, en entrée du25 circuit logique 7, le signal F a un niveau binaire, ici de valeur un, qui correspond à une demande d'insertion d'une impulsion d'inversion temporaire de polarité et que simultanément l'autorisation d'une telle insertion est transmise par le signal E, ici lui aussi de valeur un.30 La constante de temps du circuit monostable 9 correspond à la valeur Ti définie ci-dessus, de telle sorte que le signal H fourni par ce circuit monostable et appliqué au circuit logique 5, se combine avec le signal C, correspondant au signal A retardé d'un temps ti, pour que la valeur binaire35 du signal I résultant soit inversée pour un temps Tb, par- rapport à celle que lui commande le signal C Dans le diagramme proposé en figure 1, chaque inversion déclenchée par une impulsion de valeur binaire un du signal H en sortie du circuit monostable 9, se traduit par une impulsion de durée Ti qui inverse, pendant cette durée Ti, la valeur du 5 signal I par rapport au signal C et qui supprime par son front descendant la demande d'inversion induite par le circuit mémoire 8, via le signal F. Le dispositif décodeur 2 présenté en figure 4 qui est destiné à équiper une unité réceptrice non représentée, comporte une entrée E 21 par laquelle il reçoit le signal I via un support de transmission non représenté Il comporte aussi deux sorties 521 et 522 respectivement destinées à fournir les signaux A et B reconstitués à partir du signal I. Ce dernier est initialement appliqué à un circuit15 retardateur 10 relié à l'entrée E 21 du dispositif, la constante de temps el de ce circuit retardateur est ici choisie de manière que la condition Ti au niveau du dispositif décodeur 2 et il est transmis à ce titre à la sortie 522 de ce dispositif décodeur. Le signal A' est également appliqué à une seconde entrée du20 circuit logique 14, de type OU exclusif, qui reçoit le signal K par une première entrée. L'opération logique Ko EA' réalisée par le circuit logique 14 permet de reconstituer le signal H produit au cours du codage d'une part en conservant les portions de signal de25 niveau binaire un qui ne se trouvent que dans le signal K et pas dans le signal A' et qui en conséquence ne peuvent correspondre à des portions de signal de niveau binaire un uniquement dues au signal incident A, d'autre part en inversant les portions de signal de niveau binaire zéro du30 signal K qui correspondent temporellement à un niveau binaire un du signal A' et par conséquent à des inversions temporaires de polarité dues à l'action du signal incident B sur le signal incident A. Le signal de sortie N ainsi obtenu en sortie du circuit35 logique 14 qui correspond approximativement à une reconstitution du signal H, est ici appliqué à un circuit de il mise en forme 19 permettant de transformer, si besoin est, les portions de signal; ici de valeur binaire un, de ce signal N en impulsions de valeur binaire un ayant les caractéristiques de durée et d'amplitude prévues pour les5 impulsions correspondantes du signal incident B. Le signal de sortie du circuit de mise en forme 19 est appliqué en entrée d'un circuit de remise en phase 20 contrôlé par les signaux d'horloge ayant servis au codage au niveau de l'unité émettrice, ces signaux étant transmis ou10 reconstitués au niveau de l'unité réceptrice d'une manière quelconque connue qui ne sera pas décrite ici, dans la mesure o elle n'entre pas dans le cadre de l'invention. Le signal B' apparaissant en sortie du circuit de remise en phase correspond donc à une reconstitution du signal15 incident B au niveau du dispositif décodeur 2 et il est transmis à ce titre à la sortie 521 de ce dernier. REVENDICATIONS 1/ Procédé pour la transmission simultanée de deux signaux binaires hétérochrones (A, B) sous forme d'un signal binaire unique (I) par l'intermédiaire d'un même support physique, 5 le second (B) des dits signaux binaires étant supposé cadencé par une horloge, dite de bit, dont la période est supérieure à la durée minimale admise pour un bit de premier signal (A), caractérisé en ce que pour constituer ce signal binaire unique transmis (I), il est prévu d'insérer, entre10 les transitions de changement de niveau binaire du premier (A) des deux signaux binaires incidents, une brève impulsion d'inversion de niveau binaire pour chacun des bits du second signal incident (B) qui correspondent à un même des deux niveaux binaires possibles pour ce second signal, chaque15 impulsion, dite d'inversion temporaire de polarité, due au second signal étant positionnée au delà d'une zone de garde s'étendant de part et d'autre des transitions de changement de niveau binaire du premier signal. 2/ Procédé, selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une phase de codage pour la constitution du signal unique à transmettre (I) à partir des deux signaux incidents (A, B) qui comporte les opérations suivantes: obtention d'un signal d'autorisation définissant les plages de temps du premier signal incident pendant lesquelles une inversion de polarité due au second signal incident est possible, par combinaison logique du premier signal incident (A) avec un signal (D) obtenu en retardant ce premier signal incident d'un temps égal au temps de garde (tl+t 2), obtention d'un signal de demande d'insertion d'une impulsion d'inversion temporaire de polarité à partir d'une impulsion de valeur binaire fixée du second signal incident, déclenchement d'une inversion de polarité du signal transmis (I), qui correspond autrement au premier signal incident (A) retardé d'un temps correspondant à la moitié du temps de garde, dès qu'il y a présence simultanée du signal de demande d'insertion et du signal d'autorisation, l'impulsion d'inversion temporaire de polarité obtenue ayant une durée déterminée (Ti) fixe, au moins égale à la durée minimale 'r admissible pour qu'une impulsion soit 5 transmissible par le support de transmission choisi. 3/ Procédé, selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte une phase de décodage, à la réception pour la reconstitution des signaux incidents (A, B) à partir d'un signal transmis (I), qui comporte les opérations suivantes:10 reconstitution (A') du premier signal incident (A) par élimination successive des impulsions d'inversion de polarité du signal transmis (I) qui sont dues au second signal incident (B) et qui ont d'abord une première valeur binaire, puis ensuite de celles qui ont la seconde valeur15 binaire possible, cette élimination des unes et des autres étant réalisée par manipulation logique du signal transmis (I) avec un premier signal (J) obtenu en retardant le signal transmis d'un premier temps (el) et avec un second signal (K) obtenu en retardant ce premier signal (J) d'un second temps (e 2), reconstitution (B') du second signal incident (B) par combinaison logique, de type OU exclusive, du premier signal reconstitué (A') avec le second signal retardé (K) de manière à obtenir un signal (N) composé d'impulsions25 correspondant aux seules impulsions d'inversion de polarité dues à l'action du second signal incident sur le premier signal incident. 4/ Dispositif codeur pour unité émettrice mettant en oeuvre le procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte: un ensemble de deux circuits retardateurs ( 3, 4) ayant même constante de temps qui sont en série, le premier de ces circuits retardateurs recevant le premier signal binaire incident (A) à transmettre, le signal de sortie (D) du35 second circuit retardateur étant retardé par rapport au premier signal incident d'un temps correspondant au temps de garde (tl+t 2), -un circuit mémoire 8 recevant le second signal binaire incident (B) à transmettre, un premier circuit logique ( 6) recevant le premier signal incident et le signal de sortie du second circuit retardateur et fournissant un signal (E) d'autorisation d'inversion de polarité, un second circuit logique ( 7) recevant le signal (E) d'autorisation d'inversion de polarité et un signal (F) de demande d'insertion d'une impulsion d'inversion temporaire de polarité qui est fourni par le circuit mémoire sous l'action du second signal binaire incident (B) pour chacune des impulsions d'une valeur binaire fixée de ce signal, un circuit monostable ( 9), dont la constante de temps est égale à la durée (Ti) choisie pour les impulsions d'inversion temporaire de polarité appliquées au signal transmis, ce circuit étant connecté en sortie du second circuit logique ( 7) qui le déclenche dès qu'une demande d'insertion et une autorisation d'inversion sont20 simultanément présentes au niveau du second circuit logique, un troisième circuit logique ( 5) recevant d'une part le premier signal incident avec un retard du au premier circuit retardateur et d'autre part le signal d'inversion de polarité de ce premier signal incident que fournit le25 circuit monostable lorsqu'il est déclenché, ce troisième circuit logique fournissant le signal (I) à transmettre qui est obtenu soit directement du premier signal incident, soit par inversion temporaire de la polarité de ce signal lorsque le circuit monostable a été déclenché et ce pour une durée30 égale à la constante de ce circuit. / Dispositif décodeur pour unité réceptrice mettant en oeuvre le procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte: un ensemble de deux circuits retardateurs ( 10,11) qui ont des constantes de temps de même ordre et qui sont en sériele premier ( 10) de ces circuits retardateurs recevant le signal binaire (I) transmis, une première logique ( 11,12,13,15,16,17,18) fournissant un signal (A') correspondant au premier signal incident (A) par manipulation logique du signal transmis (I) et des deux 5 signaux (J) et (K) respectivement retardés par les deux circuits retardateurs ( 10,11) dudit dispositif décodeur ( 2), une seconde logique ( 14,19,20) fournissant un signal (B') correspondant au second signal incident (B) par combinaison logique, du premier signal reconstitué (A') avec le second10 signal retardé (K). s t