СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ДВОИЧНОЙ ИНФОРМАЦИИ И УСТРОЙСТВО ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF TRANSMITTING BINARY INFORMATION AND APPARATUS FOR REALISING SAID METHOD

Изобретение относится к областям вычислительной техники, связи и информатики и может быть использовано для передачи информации из передающего пункта в приемный без трансляции этой информации по каналу связи.
Известны способ и устройство передачи двоичной информации, описанные в изобретении «Устройство передачи двоичной информации из передающего пункта в приемный» (патент №2367088, МПК Н04В 1/66 от 18.10.2007 г., Бюл. №25, 10.09.2009 г.).
Известный способ характеризуется последовательной порционной передачей исходной информации из передающего пункта в приемный, для чего на передающем пункте вырабатывают служебный сигнал, соответствующий передаваемой порции информации, который передают из передающего пункта в приемный по каналу связи и по которому на приемном пункте генерируют данную порцию и так далее для других порций информации.
Известное устройство содержит блок управления передачей (БУпер) и блок управления приемом (БУпр), связанные каналом связи. При этом БУпер и БУпр содержат соответствующие запоминающие устройства (ЗУ) с элементами переадресации и генераторы двоичного кода с элементами их модификации, а также соответствующие элементы записи, считывания, сравнения и синхронизации.
Известные способ и устройство, использующие в качестве служебных сигналов синхроимпульсы, вырабатываемые на передающем пункте общим для передающего и приемного пунктов генератором синхроимпульсов и требующие передачи по каналу связи этих синхроимпульсов, относительно сильно загружают канал связи, а также не обеспечивают передачу информации в асинхронном режиме.
Наиболее близкими по технической сущности к заявляемым способу и устройству передачи двоичной информации являются способ и устройство, описанные в изобретении «Способ передачи информации из передающего пункта в приемный и устройство его осуществления» (заявка №2009141184/09 (058508), МПК Н04В 1/66, 09.11.2009 г.).
Известный способ передачи двоичной информации характеризуется последовательной порционной передачей исходной информации, считываемой из запоминающего устройства передающего пункта (ЗУпер), причем для каждой очередной порции передаваемой информации на передающем пункте генерируют ее точную копию с помощью генератора двоичного кода (Гпер), вырабатывают соответствующий ей служебный сигнал и передают его по каналу связи в приемный пункт, на котором по служебному сигналу передаваемую двоичную информацию воспроизводят с помощью точно такого же, как и Гпер, генератора двоичного кода приемного пункта (Гпр) путем ее генерации по заранее согласованной между пунктами закономерности генерации двоичного кода и записывают очередную порцию передаваемой информации из Гпр в запоминающее устройство приемного пункта (ЗУпр), а затем на передающем пункте генерируют на Гпер следующую точную копию передаваемой порции инфориации, вырабатывают соответствующий ей служебный сигнал и передают его по каналу связи в приемный пункт для воспроизведения и записи в ЗУпр этой следующей порции передаваемой информации и т.д. до полной передачи исходной информации, при этом Гпер и Гпр представляют собой двоичные циклические генераторы полного алфавита для выбранного размера порции передаваемой информации и имеют один и тот же исходный код.
Известное устройство передачи двоичной информации, содержащее блок управления передачей (БУпер) и блок управления приемом (БУпр), соединенные каналом связи, причем БУпер содержит ЗУпер, регистр передачи (Ргпер), генератор двоичного кода на передающем пункте (Гпер), схему сравнения (СхСр пер), дешифратор кода конца передачи (ДШпер), счетчик адреса ЗУпер (СчАпер), четыре элемента ИЛИ, первый элемент И, формирователь Фпер, генератор синхроипульсов в БУпер (ГСИпер) и триггер сообщения, а БУпр содержит ЗУпр, генератор двоичного кода на приемном пункте (Гпр), счетчик адреса ЗУпр (СчАпр), дешифратор кода конца приема (ДШпр), формирователь Фпр и интегрирующую цепочку, кроме того, устройство содержит группу выводов интерфейса загрузки информации, группу выводов интерфейса вывода информации, входы пуска БУпер и сброса БУпер и БУпр, а также выходы устройства «конец передачи» и «конец приема», при этом группа информационных выходов Гпер соединена с первой группой информационных входов СхСр пер, вторая группа информационных входов которой поразрядно соединена с группой информационных входов ДШпер и с группой информационных выходов Рг пер, группа информационных входов которого соединена с соответствующей группой выходов ЗУ пер, группа выводов интерфейса загрузки информации которого является соответствующей группой входов устройства, а группа адресных входов которого соединена с соответствующей группой выходов СчАпер, вход установки в ноль которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, входом установки в исходное состояние Гпер и входом сброса БУпер, выход ГСИпер соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом триггера сообщения, вход с задержкой установки в ноль которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен со вторым входом третьего элемента ИЛИ, выходом «конец передачи» и выходом ДШпер, вход с задержкой опроса которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и выходом «равно» СхСр пер, вход опроса которой соединен с выходом первого элемента И, вход записи Рг пер соединен со входом считывания ЗУпер, входом считывания СчАпер, входом с задержкой модификации СчАпер и выходом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен со входом установки в единицу триггера сообщения и входом «пуск» БУпер, выход формирователя Фпер соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого через канал связи соединен через интегрирующую цепочку со входом формирователя Фпр, входы записи ЗУпр, считывания СчАпр, считывания Гпр соединены со входами с задержкой модификации СчАпр и опроса ДШпр, информационная группа входов которого поразрядно соединена с информационной группой входов ЗУпр и с информационной группой выходов Гпр, вход установки исходного состояния которого соединен со входом установки в ноль СчАпр и со входом сброса БУпр, группа адресных выходов СчАпр соединена поразрядно с группой адресных входов ЗУпр, группа выводов интерфейса вывода информации которого является выходом устройства, а выход «конец приема» устройства связан с выходом ДШпр.
Известные способ и устройство не позволяют без системных искажений передавать информацию в асинхронном режиме в условиях отсутствия жесткой синхронизации работы передающего и приемного пунктов, т.е. жесткой синхронизации генератора синхроимпульсов приемного пункта с генератором синхроимпульсов передающего пункта. Тем более, известные способ и устройство не позволяют передавать информацию при работе этих генераторов синхроимпульсов на разных частотах. Между тем асинхронный режим передачи информации является единственно возможным при использовании на передающем и приемном пунктах оборудования, работающего с разной скоростью. Кроме того, возможность асинхронной работы пунктов при передаче информации между ними облегчает организацию работы при перегрузках канала связи или указанных пунктов, при прерываниях процесса передачи информации (например, для передачи более срочной информации) и т.п.
Техническим результатом и целью заявляемого изобретения является обеспечение возможности надежной асинхронной передачи информации при сохранении, как и в прототипе, принципа нетрадиционной передачи информации без трансляции ее по каналу связи, вместо чего транслируются лишь соответствующие ей значительно более компактные, чем она, служебные сигналы, причем за счет подсчета на передающем пункте точного числа модификаций Гпер для данной порции передаваемой информации, передачи этого числа по каналу связи и генерации на приемном пункте указанной порции передаваемой информации на Гпр, осуществив на нем принятое число модификаций. При этом никакого значения не имеет скорость работы пунктов и канала связи, а является важным лишь математическое число модификаций.
Указанный технический результат достигается тем, что способ передачи двоичной информации, характеризующийся последовательной порционной передачей исходной информации, считываемой из запоминающего устройства передающего пункта (ЗУпер), причем для каждой очередной порции передаваемой информации на передающем пункте генерируют ее точную копию с помощью генератора двоичного кода (Гпер), вырабатывают соответствующий ей служебный сигнал и передают его по каналу связи в приемный пункт, на котором по служебному сигналу передаваемую двоичную информацию воспроизводят с помощью точно такого же, как и Гпер, генератора двоичного кода приемного пункта (Гпр) путем ее генерации по заранее согласованной между пунктами закономерности генерации двоичного кода и записывают очередную порцию передаваемой информации из Гпр в запоминающее устройство приемного пункта (ЗУпр), а затем на передающем пункте генерируют на Гпер следующую точную копию передаваемой порции инфориации, вырабатывают соответствующий ей служебный сигнал и передают его по каналу связи в приемный пункт для воспроизведения и записи в ЗУпр этой следующей порции передаваемой информации и т.д. до полной передачи исходной информации, при этом Гпер и Гпр представляют собой двоичные циклические генераторы полного алфавита для выбранного размера порции передаваемой информации и имеют один и тот же исходный код, характеризуется также тем, что служебным сигналом для каждой порции передаваемой информации является двоичное число тактов генерации генератора Гпер, определяемое путем подсчета числа тактов модификации генератора Гпер от его известного исходного состояния до момента совпадения его кода с кодом текущей порции передаваемой информации, указанные числа упорядоченно последовательно формируются на передающем пункте и по мере готовности канала связи и приемного пункта в той же очередности передаются на приемный пункт, на котором осуществляется соответственно принятому текущему числу тактов для каждой порции передаваемой информации модификация генератора Гпр, при этом для каждой порции передаваемой информации исходное состояние генератора Гпр совпадает с исходным состоянием генератора Гпер, причем изменение кодов на генераторах Гпер и Гпр происходит по каждому синхроимпульсу своего для каждого пункта генератора синхроимпульсов, работающих асинхронно независимо друг от друга на любых, в том числе, не равных частотах.
Технический результат достигается также тем, что устройство передачи двоичной информации, содержащее блок управления передачей (БУпер) и блок управления приемом (БУпр), соединенные каналом связи, причем БУпер содержит ЗУпер, регистр передачи (Ргпер), генератор двоичного кода на передающем пункте (Гпер), схему сравнения (СхСрпер), дешифратор кода конца передачи (ДШпер), счетчик адреса ЗУпер (СчАпер), четыре элемента ИЛИ, первый элемент И, формирователь Фпер, генератор синхроимпульсов в БУпер (ГСИпер) и триггер сообщения, а БУпр содержит ЗУпр, генератор двоичного кода на приемном пункте (Гпр), счетчик адреса ЗУпр (СчАпр), дешифратор кода конца приема (ДШпр), формирователь Фпр и интегрирующую цепочку, кроме того, устройство содержит группу выводов интерфейса загрузки информации, группу выводов интерфейса вывода информации, входы пуска БУпер и сброса БУпер и БУпр, а также выходы устройства «конец передачи» и «конец приема», при этом группа информационных выходов Гпер соединена с первой группой информационных входов СхСрпер, вторая группа информационных входов которой поразрядно соединена с группой информационных входов ДШпер и с группой информационных выходов Ргпер, группа информационных входов которого соединена с соответствующей группой выходов ЗУпер, группа выводов интерфейса загрузки информации которого является соответствующей группой входов устройства, а группа адресных входов которого соединена с соответствующей группой выходов СчАпер, вход установки в ноль которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, входом установки в исходное состояние Гпер и входом сброса БУпер, выход ГСИпер соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен со входом запуска ГСИпер и с прямым выходом триггера сообщения, вход с задержкой установки в ноль которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен со вторым входом третьего элемента ИЛИ, выходом «конец передачи» и выходом ДШпер, вход с задержкой опроса которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и выходом «равно» СхСрпер, вход опроса которой соединен с выходом первого элемента И, вход записи Ргпер соединен со входом считывания ЗУпер, входом считывания СчАпер, входом с задержкой модификации СчАпер и выходом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен со входом установки в единицу триггера сообщения и входом «пуск» БУпер, выход формирователя Фпер соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого через канал связи соединен через интегрирующую цепочку со входом формирователя Фпр, входы записи ЗУпр, считывания СчАпр, считывания Гпр соединены со входами с задержкой модификации СчАпр и опроса ДШпр, информационная группа входов которого поразрядно соединена с информационной группой входов ЗУпр и с информационной группой выходов Гпр, вход установки исходного состояния которого соединен со входом установки в ноль СчАпр и со входом сброса БУпр, группа адресных выходов СчАпр соединена поразрядно с группой адресных входов ЗУпр, группа выводов интерфейса вывода информации которого является выходом устройства, а выход «конец приема» устройства связан с выходом ДШпр, БУпер дополнительно содержит пятый, шестой и седьмой элементы ИЛИ, второй и третий триггеры, второй,… пятый элементы И, счетчики тактов (СчТпер), сдвигов (СчСпер) и паузы (СчПпер), сдвиговый регистр (СРпер), а БУпр - восьмой элемент ИЛИ, четвертый триггер, шестой и седьмой элементы И, ГСИпр, схему сравнения (СхСрпр), счетчики тактов (СчТпр) и сдвигов (СчСпр) и сдвиговый регистр (СРпр), при этом выход «равно» СхСрпер соединен со входом с задержкой установки в единицу второго триггера, с первым входом пятого элемента ИЛИ, входами считывания СчТпер и параллельной записи СРпер, вход сдвига которого соединен с выходом третьего элемента И, входами «+1» СчСпер, вторым входом с задержкой четвертого элемента ИЛИ и опроса по заднему фронту второго элемента И, три потенциальных входа которого поразрядно соединены с соответствующими выходами СчСпер, а выход которого соединен с первым входом шестого элемента ИЛИ и входом установки в единицу третьего триггера, вход установки в ноль которого соединен со входом установки в ноль СчПпер и выходом седьмого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен со вторыми входами шестого и пятого элементов ИЛИ и входом сброса БУпер, выход пятого элемента ИЛИ соединен со входами установки с задержкой в ноль СчТпер, входы установки в ноль второго триггера и СчСпер соединены с выходом шестого элемента ИЛИ, а прямой выход которого соединен с первым входов третьего элемента И, а инверсный выход которого соединен с третьим входом первого элемента И, четвертый вход которого соединен с инверсным выходом третьего триггера, прямой выход которого соединен с первым входом пятого элемента И, второй вход которого соединен со вторым входом третьего элемента И и выходом ГСИпер, выход «не равно» СхСрпер соединен со входами с задержкой модификации Гпер и СчТпер, группа выходов которого поразрядно соединена с группой входов СРпер, выход младшего разряда которого соединен со входом Фпер, выход пятого элемента И соединен с первым входом с задержкой четвертого элемента И и со входом «+1» СчПпер, выход старшего разряда которого соединен со вторым входом четвертого элемента И, выход которого соединен со вторым входом седьмого элемента ИЛИ, вход интегрирующей цепочки соединен со входами с задержкой сдвигов СРпр и опроса седьмого элемента И и входом «+1» СчСпр, вход установки в ноль которого соединен со входами установки в ноль СРпр, установки в ноль с задержкой четвертого триггера и выходом восьмого элемента ИЛИ, первый и второй входы которого соединены соответственно со входом сброса и выходом «конец приема» БУпр, третий вход восьмого элемента ИЛИ соединен с выходом «равно нулю» СхСрпр и входом считывания Гпр, выход ГСИпр соединен с первым входом шестого элемента И, второй вход которого соединен со входом запуск ГСИпр и с прямым выходом четвертого триггера, вход установки с задержкой в единицу которого соединен со входом с задержкой параллельной записи СчТпр и выходом седьмого элемента И, группа из трех входов которого поразрядно соединена с соответствующей группой СчСпр, выход формирователя Фпр соединен с информационным входом СРпр, группа выходов которого поразрядно соединена с соответствующей группой входов СчТпр, группа выходов которого поразрядно соединена с первой группой входов СхСрпр, вторая группа входов которой соединена с колодкой с нулевым потенциалом, выход шестого элемента И соединен со входом с задержкой опроса СхСрпр и входами модификации Гпр и «-1» СхСрпр.
На Фиг.1, 2 и 3 соответственно представлены электрические принципиальные схемы блоков управления передачей передающего пункта (БУпер) и приема приемного пункта (БУпр) и временная диаграмма работы устройства для наиболее простой реализации близкого расположения указанных пунктов друг к другу, не требующего выходного и входного канальных усилителей.
Устройство содержит передающий пункт 1, аппаратурно представляющий собой блок управления передачей (БУпер), содержащий генератор 1.1 двоичного кода (Гпер), схему 1.2 сравнения (СхСрпер), выходной регистр 1.3 (Ргпер), ЗУпер 1.4, дешифратор 1.5 кода конца передачи (ДШпер), счетчик 1.6 адреса ЗУпер (СчАпер), первый,…пятый элементы (эл.) 1.7,… 1.11 ИЛИ, формирователь 1.12 в БУпер (Фпер), генератор 1.13 синхроимпульсов в БУпер (ГСИпер), первый эл. 1.14 И, триггер 1.15 сообщения, группу 1.16 выводов интерфейса загрузки, вход 1.17 сброса БУпер, вход 1.18 пуска, выход 1.19 конца передачи и персональный компьютер 1.20 передающего пункта (ПКпер), а также дополнительно введенные второй триггер 1.21, второй эл. 1.22 И, счетчик 1.23 тактов (СчТпер), сдвиговый регистр 1.24 (СРпер), счетчик сдвигов 1.25 (СчСпер), третий эл. 1.26 И, шестой эл. 1.27 ИЛИ, четвертый эл. 1.28 И, счетчик 1.29 паузы (СчПпер), пятый эл. 1.30 И, седьмой эл. 1.31 ИЛИ, третий триггер 1.32.
Устройство также содержит приемный пункт 2, аппаратурно представляющий собой блок управления приемом (БУпр), содержащий генератор 2.1 двоичного кода на приемном пункте (Гпр), восьмой эл. 2.2 ИЛИ, счетчик 2.3 адреса ЗУпр (СчАпр), ЗУ 2.4 приемного пункта (ЗУпр), дешифратор 2.5 кода конца приема (ДШпр), формирователь 2.6 в БУпр (Фпр), интегрирующую цепочку 2.7 из резистора 2.7.1 и конденсатора 2.7.2, группу 2.8 выводов интерфейса вывода информации, вход 2.9 сброса БУпр, выход 2.10 конца приема информации и персональный компьютер 2.11 приемного пункта (ПКпр), а также дополнительно введенные четвертый триггер 2.12, шестой эл. 2.13 И, генератор 2.14 синхроимпульсов в БУпр (ГСИпр), колодку 2.15 с нулевым потенциалом, схему 2.16 сравнения (СхСрпр), счетчик 2.17 тактов (СчТпр), сдвиговый регистр 2.18 (СРпр), седьмой эл. 2.19 И и счетчик 2.20 сдвигов в БУпр (СчСпр).
Все используемые в устройстве элементы широко применяются в вычислительной технике и технике связи.
Канал 3 связи представляет собой однопроводную линию с заземленной экранирующей оплеткой, удовлетворяющую качественной передаче синхроимпульсов, следующих с частотой работы ГСИпер 1.13.
В качестве генераторов 1.1 и 2.1 могут применяться любые циклические генераторы двоичного кода, например последовательные псевдослучайные генераторы, но в любом случае обязательно, чтобы эти генераторы были одинаковыми. Для простоты пояснений в качестве аппаратурной реализации генераторов 1.1 и 2.1 ниже рассматриваются простейшие двоичные счетчики. Под их модификацией понимается операция прибавления единицы на счетном входе.
Компьютеры 1.20 и 2.11 не существенны в рамках рассматриваемой заявки, т.к. операции сброса, пуска, загрузки и вывода информации могут осуществляться без них при помощи кнопок (на фиг.1 и 2 ПКпер 1.20 и ПКпр 2.11 показаны пунктиром), но могут быть включены в состав устройства, т.к., обеспечивая более высокую производительность, оперативность и качество работы устройства, они удобны для конструктивного размещения всей остальной части БУпер 1 и БУпр 2 в виде съемных ячеек на свободные места в системные блоки этих компьютеров. Компоновка элементов (фиг.1 и 2) в корпусах микросхем конкретной серии и их электропитание не приводятся, т.к. это выходит за рамки данной заявки.
Устройство передачи двоичной информации, содержащее блок 1 управления передачей (БУпер) и блок 2 управления приемом (БУпр), соединенные каналом 3 связи, причем БУпер 1 содержит ЗУпер 1.4, регистр 1.3 передачи (Ргпер), генератор 1.1 двоичного кода на передающем пункте (Гпер), схему 1.2 сравнения (СхСрпер), дешифратор 1.5 кода конца передачи (ДШпер), счетчик 1.6 адреса ЗУпер (СчАпер), четыре элемента 1.7,… 1.10 ИЛИ, первый элемент 1.14 И, формирователь 1.12 Фпер, генератор 1.13 синхроипульсов в БУпер (ГСИпер) и триггер 1.15 сообщения, а БУпр 2 содержит ЗУпр 2.4, генератор 2.1 двоичного кода на приемном пункте (Гпр), счетчик 2.3 адреса ЗУпр (СчАпр), дешифратор 2.5 кода конца приема (ДШпр), формирователь 2.6 Фпр и интегрирующую цепочку 2.7, кроме того, устройство содержит группу выводов 1.16 интерфейса загрузки информации, группу выводов 2.8 интерфейса вывода информации, входы 1.18 пуска БУпер и сброса 1.17 БУпер и сброса 2.9 БУпр, а также выходы устройства «конец передачи» 1.19 и «конец приема» 2.10, при этом группа информационных выходов Гпер 1.1 соединена с первой группой информационных входов СхСрпер 1.2, вторая группа информационных входов которой поразрядно соединена с группой информационных входов ДШпер 1.5 и с группой информационных выходов Ргпер 1.3, группа информационных входов которого соединена с соответствующей группой выходов ЗУпер 1.4, группа выводов 1.16 интерфейса загрузки информации которого является соответствующей группой входов устройства, а группа адресных входов которого соединена с соответствующей группой выходов СчАпер 1.6, вход установки в ноль которого соединен с выходом третьего элемента 1.9 ИЛИ, первый вход которого соединен с первым входом первого элемента 1.7 ИЛИ, входом установки в исходное состояние Гпер 1.1 и входом 1.17 сброса БУпер 1, выход ГСИпер 1.13 соединен с первым входом первого элемента 1.14 И, второй вход которого соединен со входом запуска ГСИпер 1.13 и с прямым выходом триггера 1.15 сообщения, вход с задержкой установки в ноль которого соединен с выходом первого элемента 1.7 ИЛИ, второй вход которого соединен со вторым входом третьего элемента 1.9 ИЛИ, выходом 1.19 «конец передачи» и выходом ДШпер 1.5, вход с задержкой опроса которого соединен с первым входом второго элемента 1.8 ИЛИ и выходом «равно» СхСрпер 1.2, вход опроса которой соединен с выходом первого элемента 1.14 И, вход записи Ргпер 1.3 соединен со входом считывания ЗУпер 1.4, входом считывания СчАпер 1.6, входом с задержкой модификации СчАпер 1.6 и выходом второго элемента 1.8 ИЛИ, второй вход которого соединен со входом установки в единицу триггера 1.15 сообщения и входом 1.18 «пуск» БУпер 1, выход формирователя Фпер 1.12 соединен с первым входом четвертого элемента 1.10 ИЛИ, выход которого через канал 3 связи соединен через интегрирующую цепочку 2.7 со входом формирователя Фпр 2.6, входы записи ЗУпр 2.4, считывания СчАпр 2.3, считывания Гпр 2.1 соединены со входами с задержкой модификации СчАпр 2.3 и опроса ДШпр 2.5, информационная группа входов которого поразрядно соединена с информационной группой входов ЗУпр 2.4 и с информационной группой выходов Гпр 2.1, вход установки исходного состояния которого соединен со входом установки в ноль СчАпр 2.3 и со входом 2.9 сброса БУпр 2, группа адресных выходов СчАпр 2.3 соединена поразрядно с группой адресных входов ЗУпр 2,4, группа выводов интерфейса вывода информации которого является выходом 2.8 устройства, а выход 2.10 «конец приема» устройства связан с выходом ДШпр 2.5, БУпер 1 дополнительно содержит пятый 1.11, шестой 1.27 и седьмой 1.31 элементы ИЛИ, второй 1.21 и третий 1.32 триггеры, второй 1.22, третий 1.26, четвертый 1.28 и пятый 1.30 элементы И, счетчики тактов (СчТпер) 1.23, сдвигов (СчСпер) 1.25 и паузы (СчПпер) 1.29, сдвиговый регистр (СРпер) 1.24, а БУпр 2 - восьмой элемент 2.2 ИЛИ, четвертый триггер 2.12, шестой 2.13 и седьмой 2.19 элементы И, ГСИпр 2.14, схему 2.16 сравнения (СхСрпр), счетчики тактов (СчТпр) 2.17 и сдвигов (СчСпр) 2.20 и сдвиговый регистр (СРпр) 2.18, при этом выход «равно» СхСрпер 1.2 соединен со входом с задержкой установки в единицу второго триггера 1.21, с первым входом пятого элемента 1.11 ИЛИ, входами считывания СчТпер 1.23 и параллельной записи СРпер 1.24, вход сдвига которого соединен с выходом третьего элемента 1.26 И, входом «+1» СчСпер 1.25, вторым входом с задержкой четвертого элемента 1.10 ИЛИ и опроса по заднему фронту второго элемента 1.22 И, три потенциальных входа которого поразрядно соединены с соответствующими выходами СчСпер 1.25, а выход которого соединен с первым входом шестого элемента 1.27 ИЛИ и входом установки в единицу третьего триггера 1.32, вход установки в ноль которого соединен со входом установки в ноль СчПпер 1.29 и выходом седьмого элемента 1.31 ИЛИ, первый вход которого соединен со вторыми входами шестого 1.27 и пятого 1.11 элементов ИЛИ и входом 1.17 сброса БУпер 1, выход пятого элемента 1.11 ИЛИ соединен со входом установки с задержкой в ноль СчТпер 1.23, входы установки в ноль второго триггера 1.21 и СчСпер 1.25 соединены с выходом шестого элемента 1.27 ИЛИ, а прямой выход которого соединен с первым входом третьего элемента 1.26 И, а инверсный выход которого соединен с третьим входом первого элемента 1.14 И, четвертый вход которого соединен с инверсным выходом третьего триггера 1.32, прямой выход которого соединен с первым входом пятого элемента 1.30 И, второй вход которого соединен со вторым входом третьего элемента 1.26 И и выходом ГСИпер 1.13, выход «не равно» СхСр пер 1.2 соединен со входами с задержкой модификации Гпер 1.1 и СчТпер 1.23, группа выходов которого поразрядно соединена с группой входов СРпер 1.24, выход младшего разряда которого соединен со входом Фпер 1.12, выход пятого элемента 1.30 И соединен с первым входом с задержкой четвертого элемента 1.28 И и со входом «+1» СчПпер 1.29, выход старшего разряда которого соединен со вторым входом четвертого элемента 1.28 И, выход которого соединен со вторым входом седьмого элемента 1.31 ИЛИ, вход интегрирующей цепочки 2.7 соединен со входами с задержкой сдвигов СРпр 2.18 и опроса седьмого элемента 2.19 И и входом «+1» СчСпр 2.20, вход установки в ноль которого соединен со входами установки в ноль СРпр 2.18, установки в ноль с задержкой четвертого триггера 2.12 и выходом восьмого элемента 2.2 ИЛИ, первый и второй входы которого соединены соответственно со входом 2.9 сброса и выходом 2.10 «конец приема» БУпр 2, третий вход восьмого элемента 2.2 ИЛИ соединен с выходом «равно нулю» СхСрпр 2.16 и входом считывания Гпр 2.1, выход ГСИпр 2.14 соединен с первым входом шестого элемента 2.13 И, второй вход которого соединен с прямым выходом четвертого триггера 2.12, вход установки с задержкой в единицу которого соединен со входом с задержкой параллельной записи СчТпр 2.17 и выходом седьмого элемента 2.19 И, группа из трех входов которого поразрядно соединена с соответствующей группой СчСпр 2.20, выход формирователя Фпр 2.6 соединен с информационным входом СРпр 2.18, группа выходов которого поразрядно соединена с соответствующей группой входов СчТпр 2.17, группа выходов которого поразрядно соединена с первой группой входов СхСрпр 2.16, вторая группа входов которой соединена с колодкой 2.15 с нулевым потенциалом, выход шестого элемента 2.13 И соединен со входом с задержкой опроса СхСрпр 2.16 и входами модификации Гпр 2.1 и «-1» СчТпр2.17.
Способ осуществляется следующим образом.
Суть способа состоит в том, что информацию не транслируют из пункта 1 в пункт 2 по каналу 3 связи, а воспроизводят (генерируют) в пункте 2 (фиг.1 и 2) на основе транслируемых по каналу 3 связи служебных сигналов, значительно более компактных, чем сама информация. При этом в отличие от прототипа для передачи служебных сигналов не требуется синхронизация БУпер 1 с БУпр 2, более того, их ГСИпер 1.13 и ГСИпр 2.14 могут вообще работать на разных частотах. Чтобы исключить неустойчивость работы устройства из-за случайного совпадения СИ этих генераторов с фронтами переключения соответствующих триггеров 1.15 и 2.12 (исключить так называемые «состязания»), эти ГСИ запускаются через их входы запуска после завершения переключения указанных триггеров.
Рассмотрим это подробнее на конкретном примере, взятом для простоты из описания изобретения-прототипа.
Пусть, например, необходимо передать двоичную информацию (следует понимать, что в двоичной форме можно представлять любую информацию) из передающего пункта 1 в приемный пункт 2 равными порциями - 6-разряднымим буквами. При этом полный алфавит составляет 2 в 6-й степени, т.е. 64 различные буквы, достаточных для составления и передачи произвольных текстов на русском языке.
В качестве генераторов Гпер 1.1 и Гпр 2.1, например, пусть используются простейшие двоичные счетчики, в данном случае 6-разрядные, как и другие используемые элементы памяти. Следует отметить, что режим генерации для перестраиваемых генераторов Гпер 1.1 и Гпр 2.1 выбирается по согласованию между пунктами 1 и 2 (например, по телефону перед передачей информации или по заранее согласованному временному графику) из относительно большого перечня возможных режимов псевдослучайной, счетной, комбинированной и другой генерации (подробнее см. патент №34769, МПК G06F 11/16 на полезную модель «Устройство генерации заданных кодов» за 2003 г.). При этом манипуляции с режимами генерации, влияющие на степень недоступности информации для третьих лиц, никак не влияют на технический результат заявленного изобретения, который достигается и на одной простейшей счетной генерации.
Пусть для простоты также ограничимся передачей первых двух букв 000001 и 001000 некоторого двоичного текста, загружаемого из ПКпер 1.20 в ЗУпер 1.4, кодом «конца генерации» которого пусть будет код 001000.
Тогда после сброса в исходное состояние и пуска устройства первую порцию (в данном случае - букву 000001) с помощью счетчика 1.6 считывают из ЗУпер 1.4 в Ргпер 1.3 (фиг.1), а затем эту букву начинают генерировать на Гпер 1.1 путем последовательных модификаций Гпер 1.1, используя синхроимпульсы ГСИ 1.13 и сравнивая с помощью СхСрпер 1.2 после каждой модификации получаемый на Гпер 1.1 код с кодом первой буквы до выработки сигнала «равно» на выходе СхСрпер 1.2, что соответствует завершению генерации первой буквы (первой порции) информации. Одновременно с модификациями Гпер 1.1 подсчитывают с помощью СчТпер 1.23 число этих модификаций - число тактов, необходимых для получения на Гпер 1.1 кода первой буквы. Для выбранного простейшего примера - это один такт, т.к. в качестве Гпер 1.1 используют счетчик с нулевым исходным состоянием и с модификацией в виде «+1». Далее для реализации способа это число передают из БУпер 1 по каналу 3 связи в БУпр 2, а там на точно таком же генераторе Гпр 2.1 (счетчик с нулевым исходным состоянием), получив служебный сигнал в виде числа, равного одному такту, генерируют на Гпр 2.1 код 000001, равный первой передаваемой букве. При этом по каналу 3 связи сама информация не транслировалась и совершенно не важно, на какой частоте и в какое время осуществлялась модификация Гпр 2.1 с помощью ГСИпр 2.14.
Аналогично передается (точнее - воспроизводится на приемном пункте 2 способом генерации) вторая порция информации - буква 001000 с той лишь разницей, что этому будет соответствовать другое число модификаций, в данном случае семь, т.к. исходное состояние генераторов Гпер 1.1 и Гпр 2.1 теперь - 000001.
Важное значение в способе для достижения технического результата - надежной асинхронной передачи информации (точнее - служебных сигналов) имеет уход, по сравнением с прототипом, от физической передачи по каналу 3 связи синхроимпульсов или связанных с ними временного интервала, что требует жесткого выполнения временной диаграммы, к передаче по этому каналу чисто математического числа, не связанного со временем.
В рамках того же технического результата заявленного способа для увеличения производительности при передаче информации размер порции передаваемой информации вместо 6-разрядной может быть существенно больше, для чего соответственно увеличивают разрядность генераторов Гпер 1.1 и Гпр 2.1 и других информационных элементов памяти.
Также для рассматриваемого способа не имеет значения, в каком формате (последовательно во времени по одному каналу 3 связи или параллельно по нескольким каналам 3 связи) и каком коде (двоичном, десятичном или др.) передается по каналу 3 связи служебный сигнал. Поэтому ниже при рассмотрении работы устройства для углубления схемотехнической стороны способа в рамках данной заявки рассматривается простейший случай, когда служебный сигнал транслируется по каналу 3 связи в двоичном коде и в последовательном поразрядном формате.
Устройство работает следующим образом.
Сказанное выше при рассмотрении осуществления способа, в т.ч. - пример передачи двух порций информации распространяется ниже. Изначально при активизации устройства включают ПКпр 2.11 (фиг,2), с помощью которого через группу 2.8 осуществляют вывод старой информации из ЗУпр 2.4, а затем через вход 2.9 устанавливают в исходное состояние (в примере - в ноль) Гпр 2.1, СчАпр 2.3, СРпр 2.18, СчСпр 2.20 и триггер 2.12, затем включают ПКпер 1.20 (фиг.1), с помощью которого через вход 1.17 устанавливают в ноль СчАпер 1.6, Гпер 1.1, СчТпер 1.23, СчСпер 1.25, СчПпер 1.29 и триггеры 1.15, 1.21 и 1.32. Далее при наличии информации для передачи она загружается через группу 1.16 из ПКпер 1.20 в ЗУпер 1.4.
Детали загрузки ЗУпер 1.4 и вывода информации из ЗУпр 2.4 здесь не рассматриваются, т.к. они выходят за рамки данной заявки.
После загрузки информации в ЗУпер 1.4 через вход 1.18 пуска устройства устанавливается в состояние логической единицы триггер 1.15 (фиг.3, эпюра «Вых. эл.1.15) и через эл.1.8 считывается адрес со СчАпер 1.6 в ЗУпер 1.4 (по нулевому адресу осуществляется обращение к нулевой ячейке ЗУпер 1.4), из которого в Ргпер 1.3 записывается первая порция информации - буква 000001.
После установки в состояние логической 1 триггера 1.15 открывается путь синхроимпульсам (СИ) от генератора ГСИпер 1.13 через эл.1.14 И (фиг.1; фиг.3, эпюры «Вых.эл.1.13», «Вых. эл.1.15» и «Вых. эл. 1.14») на вход эл. 1.2. Для рассматриваемого примера по первому СИ вначале происходит опрос СхСр 1.2 (без выработки импульса «равно», т.к. по условию примера код первой порции 000001, находящийся в регистре Ргпер 1.3, не равен исходному коду 000000 генератора Гпер 1.1), а затем по заднему фронту сигнала «не равно» происходит модификация через вход с задержкой Гпер 1.1 и прибавление единицы на счетчике СчТпер 1.23. По второму СИ произойдет сравнение кодов Гпер 1.1 и Ргпер 1.3 и на выходе СхСр 1.2 появится соответствующий импульс «равно» (фиг.3, эпюра «Вых. Эл. 1.2), в результате чего со СчТпер 1.23 будет переписан параллельно в сдвиговый регистр СРпер 1.24 соответствующий код числа тактов генерации первой порции (в данном случае - код, соответствующий одному такту генерации), который затем с помощью Эл. 1.21, 1.22, 1.25 и 1.26 на шести тактах обмена (от 3 до 8 СИ; всегда на шести, т.к. для рассматриваемого устройства разрядность Гпер 1.1 и Гпр 2.1 равна 6; фиг.3, эпюра «Вых. Эл.1.26») последовательно будет сдвинут с выхода СРпер 1.24 через Эл. 1.12 и 1.10 в канал 3 связи. Указанный 6-тактовый цикл обмена (сдвигов) реализуется с помощью второго триггера (сдвигов) 1.21, который через Эл. 1.26 И пропускает по каждой порции информации шесть СИ, отсчитываемых счетчиком сдвигов СчСпер 1.25. При этом по импульсу «равно» триггер 1.21 устанавливается в «1» (фиг.1; фиг.3, эпюра «Вых. Эл.1.21») и начинает пропускать СИ от Эл.1.13 через Эл.1.26 И на вход сдвигов СРпер 1.24 и одновременно на счетный вход 3-разрядного СчСпер 1.25 и через вход с задержкой на Эл. 1 22 И, на выходе которого после 6-го СИ появится импульс, который через Эл. 1.27 ИЛИ сбросит в ноль триггер 1.21, закроющий Эл. 1.26 И (фиг.3, эпюра «Вых.эл.1.26»), Формирователь Фпер 1.12 настроен таким образом, что по каждому перепаду от «0» к «1» на своем входе вырабатывает один более широкий импульс (примерно в три раза шире, чем импульс СИ). Для рассматриваемого случая для первой порции информации на выходе Фпер 1.12 появится только один широкий импульс, соответствующий младшему разряду сдвигаемого из СРпер 1.24 кода. На Эл. 1.10 ИЛИ произойдет наложение шести СИ, поступающих с выхода Эл.1.26 и широкого импульса от Фпер 1.12, в результате чего в канал 3 связи будет выдвинут последовательный код из пяти узких импульсов СИ и одного широкого импульса, соответствующего младшему разряду кода (фиг.1; фиг.3, эпюра «Вых. Эл. 1.10»).
На приемном пункте 2 принятая по каналу 3 связи последовательность из шести импульсов поступает напрямую на вход сдвигов СРпр 2.18 и через интегрирующую цепочку 2.7 и формирователь Фпр 2.6 на информационный вход СРпр 2.18, куда проходят только широкие импульсы, т.е. в данном случае только импульс младшего разряда (фиг.3, эпюра «Вых. Эл.2.6»). В результате после шестого такта обмена на СРпр 2.18 вдвигается код 000001. Эти шесть импульсов такта отсчитываются на СчС 2.20 и после шестого из них через Эл. 2.19 И осуществляется параллельная запись кода из СРпр 2.18 в СчТпр 2.17, после чего через вход с задержкой устанавливается в «1» триггер 2.12, разрешающий прохождение СИ от ГСИ 2.14 через Эл. 2.13 И на вход модификации Гпр 2.1 и одновременно на вход «-1» СчТпр 2.17 и на вход с задержкой опроса СхСр 2.16 (фиг.2; фиг.3, эпюры «Вых. Эл. 2.12, 2.13 и 2.16»). После первой модификации Гпр 2.1 и вычитания одной единицы на СчТпр 2.17 окажется нулевой код, который будет сравниваться по заднему фронту текущего СИ с фиксированным нулевым кодом колодки 2.15 на СхСр 2.16, с выхода «равно» которой соответствующим импульсом через Эл.2.2 ИЛИ будет установлен в «0» триггер 2.12, который прекратит подачу СИ на вход модификации Гпр 2.1, на котором будет зафиксирован код первой порции передаваемой информации 000001, который затем по адресу СчАпр 2.3 переписывается из Гпр 2.1 в ЗУпр 2.4. Одновременно со сбросом триггера 2.12 также сбрасывается СчСпр 2.20 и СРпр 2.18 для последующей работы с очередной порцией информации.
«Передача» первой порции информации с помощью рассмотренного устройства осуществляется без всякой синхронизации друг с другом ГСИ 1.13 и ГСИ 2.14. Эти генераторы вообще могут работать на разных частотах, что никак не скажется на правильности «приема» информации. Однако, если приемный пункт 2 работает медленнее передающего пункта 1 при сохранении рассматриваемых в примере предельно простых канала 3 связи (один провод с экранирующей заземленной оплеткой) и интерфейса обмена (без каких-либо «квитанций», «готовностей» и других сигналов традиционного обмена) на передающем пункте 1, применяют схему обеспечения паузы между передачей предыдущей и очередной порциями информации для завершения работы приемного пункта 2. Для этого на передающем пункте 1 используют счетчик паузы (СчПпер) 1.29 и третий триггер (триггер паузы) 1.32, который устанавливается в «1» после завершения сдвигов числа тактов по первой порции информации (фиг.1; фиг.3, эпюра «Вых. Эл.1.32»). При этом СчПпер 1.29 начинает с разрешения триггера 1.32 отсчитывать заданное количество СИ от ГСИ 1.13, достаточное для надежного завершения работы пункта 2, например, 64 (от 8-го до 73-го СИ) с помощью 7-разрядного СчП 1.29 до появления «1» в его старшем 7-м разряде, разрешающей через Эл. 1.28 И и 1.31 ИЛИ сброс в «0» триггера 1.32, после чего разрешается через его инверсный выход прохождение СИ через Эл. 1.14 для генерации очередной порции передаваемой информации.
«Передача» второй порции - буквы 001000 - осуществляется аналогичным образом. При этом важное отличие состоит в том, что исходное состояние Гпер 1.1 и Гпр 2.1 будет не нулевое, а то, при каком завершился процесс генерации первой порции информации, т.е. 000001 (работа с изменяющимся исходным состоянием увеличивает степень закрытости передаваемой информации). Процесс генерации второй порции на Гпер 1.1 будет продолжаться восемь тактов (от 74-го по 81-й СИ; фиг.3, эпюра «Вых. Эл. 1.14»), пока не будет выработан на выходе СхСр 1.2 сигнал «равно», которым устанавливается в «1» триггер 1.21, блокирующий прохождение СИ через Эл. 1.14 на модификацию Гпер 1.1 и на счет тактов на СчТпер 1.23, на котором будет зафиксирован код 000111, соответствующий семи модификациям Гпер 1.1 (от значения 000001 до значения 001000). По сигналу «равно» (8-й такт генерации или 81-й СИ начала работы устройства) код СчТпер 1.23 будет из него переписан в СРпер 1.24, а затем на шести тактах (фиг.3, эпюры «Вых. Эл. 1.26», «Вых. Эл. 1.13») этот код будет сдвинут через Фпер 1.12 и Эл. 1.10 ИЛИ в канал 3 связи. Причем в этом случае 6-разрядная суперпозиция на выходе Эл.1.10 ИЛИ будет состоять из трех узких импульсов в старших разрядах и трех широких импульсов в младших разрядах, что соответствует 7-кратной модификации Гпр 2.1 для воспроизведения второй порции информации на приемном пункте 2, который по второй порции информации работает аналогично рассмотренному выше случаю с первой порцией информации.
Число порций информационного сообщения может быть любым. При этом принципы работы устройства остаются теми же.
Конец каждого информационного сообщения легко программируется, например, оператором ПКпер 1.20 условным кодом (в рассматриваемом примере это код второй буквы - 001000), на который настроены ДШпер 1.5 и ДШпр 2.5. При обнаружении кода «конец передачи» сигнал с выхода ДШпер 1.5 устанавливает в «0» триггер 1.15 и информирует через выход 1.19 ПКпер 1.20. Код «конец передачи», как и любая порция информации поступает из пункта 1 в пункт 2, где обнаруживается на ДШпр 2.5, с выхода которого сбрасываются в исходное состояние элементы 2.12, 2.18 и 2.20, а также через выход 2.10 информируется ПКпр 2.11.