ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО-ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ ПОВТОРИТЕЛЬ

Полезная модель относится к вычислительной технике и может быть использована в компьютерных сетях с высокой скоростью передачи данных по одной сигнальной линии (проводу) в канале связи для двунаправленного обмена данными между несколькими абонентами сети.
Известен универсальный асинхронный приемопередатчик - микросхема УАПП 8250/16450. (Хаммел Р.Л. Последовательная передача данных. М.: Мир, 1996. С. 63-108, рис. 3.1. Блок-схема УАПП 8250/16450) реализующий последовательный канал ввода-вывода данных.
Устройство содержит буферный регистр приемника, сдвигающий регистр приемника, регистр хранения передатчика, сдвигающий регистр передатчика. Выход буферного регистра приемника соединен со входом сдвигающего регистра приемника, выход регистра хранения передатчика соединен со входом сдвигающего регистра передатчика.
Недостатком устройства является низкая скорость передачи информации только одному абоненту.
Известно устройство построения программируемого адаптера параллельного интерфейса (Балашов Е.П., Григорьев В.Л., Петров Г.А. Микро- и миниЭВМ. Л.: Энергоатомиздат, 1984. С. 147-155, рис. 4-16).
Устройство содержит буфер шины данных, устройство управления вводом выводом, параллельные порты ввода-вывода А, В, С. Входы портов А, В, С соединены с выходом устройства буфера шины данных.
Недостатком данного устройства является то, что при значительном расстоянии между абонентами требуется сложная и дорогая многоразрядная шина данных, а также передача информации только одному абоненту.
Известен шинный формирователь К589АП16, обеспечивающий повышение нагрузочной способности шин (Хвощ С.Т., Варлинский Н.Н., Попов Е.А. Микропроцессоры и микроЭВМ в системах автоматического управления. Справочник. Л.: Машиностроение, 1987. С. 272, рис. 7.8).
Устройство содержит входную четырехразрядную шину данных, четырехразрядный приемник, четырехразрядную двунаправленную шину данных, четырехразрядный передатчик и четырехразрядную выходную шину. Входная шина данных соединена со входами приемника, двунаправленная шина данных одновременно соединена с выходом приемника и входом передатчика, выходная шина данных соединена с выходом передатчика.
Недостатком устройства является передача данных только одному абоненту.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является «Последовательно-параллельный адаптер» (Патент РФ на полезную модель №147512 от 20.05.2014 г., МПК G06F 15/16, опубл. 07.10.2014 г.), обеспечивающий высокую скорость при последовательно-параллельном принципе передачи данных по одной сигнальной линии.
Устройство состоит из n-разрядного буферного регистра передатчика; n-разрядного регистра сдвига передатчика, k-разрядного параллельного цифроаналогового преобразователя, n-разрядного буферного регистра приемника, n-разрядного регистра сдвига приемника, k-разрядного параллельного аналого-цифрового преобразователя. Цифровые выходы n-разрядного буферного регистра передатчика соединены с одноименными цифровыми входами n-разрядного регистра сдвига передатчика. Цифровые выходы k младших разрядов n-разрядного регистра сдвига передатчика соединены с k одноименными цифровыми входами k-разрядного параллельного цифроаналогового преобразователя. Цифровые выходы k-разрядного параллельного аналого-цифрового преобразователя соединены с цифровыми входами dn…dn-k+1 n-разрядного регистра сдвига приемника, цифровые выходы которого соединены с одноименными цифровыми входами n-разрядного буферного регистра приемника.
Недостатком данного устройства является передача данных только одному абоненту.
Основная задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, состоит в реализации высокоскоростного последовательно-параллельного принципа двунаправленной передачи данных между несколькими абонентами сети.
Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявляемой полезной модели, является создание локальной сети на основе последовательно-параллельного принципа передачи данных.
Указанный технический результат достигается тем, что последовательно-параллельный повторитель, представляющий собой двунаправленный порт с последовательно-параллельным принципом передачи данных, содержащий k-разрядный параллельный аналого-цифровой преобразователь; k-разрядный параллельный цифроаналоговый преобразователь; дополнительно содержит три аналогичных порта с последовательно-параллельным принципом передачи данных, включающих каждый k-разрядный параллельный аналого-цифровой преобразователь; k-разрядный параллельный цифроаналоговый преобразователь; k логических сумматора (дизъюнктора), имеющих каждый три входа d1, d2 и d3; общую шину a1…ak, b1…bk, c1…ck, f1…fk; цифровые выходы d1…dk k-разрядного параллельного аналого-цифрового преобразователя первого порта соединены соответственно с линиями a1…ak общей шины; цифровые выходы d1…dk k-разрядного параллельного аналого-цифрового преобразователя второго порта соединены соответственно с линиями b1…bk общей шины; цифровые выходы d1…dk k-разрядного параллельного аналого-цифрового преобразователя третьего порта соединены соответственно с линиями с1…ck общей шины; цифровые выходы d1…dk k-разрядного параллельного аналого-цифрового преобразователя четвертого порта соединены соответственно с линиями f1…fk общей шины; линии а1…ak соединены соответственно со входами 1 дизъюнкторов второго, третьего и четвертого портов; линии b1…bk соединены соответственно со входами 1 дизъюнкторов первого порта и входами 2 дизъюнкторов третьего и четвертого портов; линии c1…ck соединены соответственно со входами 2 дизъюнкторов первого и второго портов и входами 3 четвертого порта; линии f1…fk соединены соответственно со входами 3 дизъюнкторов первого, второго и третьего портов; выходы d1…dk дизъюнкторов портов соединены соответственно с одноименными входами d1…dk цифроаналоговых преобразователей портов.
Поставленный технический результат достигается за счет того, что каждый порт, принимая в последовательно-параллельном коде данные от одного абонента сети, может передать через другие порты эти же данные в последовательно-параллельном коде другим абонентам сети. В результате осуществляется двунаправленная передача последовательно-параллельном коде данных между абонентами сети.
Проведенный заявителем анализ уровня техники установил, что у аналогов отсутствует совокупность признаков, тождественных признакам заявляемого устройства «Последовательно-параллельный повторитель». Следовательно, заявляемая полезная модель соответствует условию «новизна».
Результаты поиска известных технических решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемой полезной модели, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, представленным на фиг. 1, где в качестве примера приведена схема последовательно-параллельного повторителя с четырьмя портами. Теоретически количество портов не ограничено.
Последовательно-параллельный повторитель состоит из четырех идентичных двунаправленных портов с последовательно-параллельным принципом передачи данных. При этом порт 1 включает k-разрядный параллельный аналого-цифровой преобразователь 1; k-разрядный параллельный цифроаналоговый преобразователь 2; k трехвходовых логических сумматора (дизъюнктора) 3, 4; порт 2 включает k-разрядный параллельный аналого-цифровой преобразователь 5; k-разрядный параллельный цифроаналоговый преобразователь 6; k трехвходовых логических сумматора (дизъюнктора) 7, 8; порт 3 включает k-разрядный параллельный аналого-цифровой преобразователь 9; k-разрядный параллельный цифроаналоговый преобразователь 10; k трехвходовых логических сумматора (дизъюнктора) 11, 12; порт 4 включает k-разрядный параллельный аналого-цифровой преобразователь 13; k-разрядный параллельный цифроаналоговый преобразователь 14; k трехвходовых логических сумматора (дизъюнктора) 15, 16; общую шину a1…ak, b1…bk, c1…ck, f1…fk; цифровые выходы d1…dk k-разрядного параллельного аналого-цифрового преобразователя 1 соединены соответственно с линиями a1…ak общей шины; цифровые выходы d1…dk k-разрядного параллельного аналого-цифрового преобразователя 5 соединены соответственно с линиями b1…bk общей шины; цифровые выходы d1…dk k-разрядного параллельного аналого-цифрового преобразователя 9 соединены соответственно с линиями c1…ck общей шины; цифровые выходы d1…dk k-разрядного параллельного аналого-цифрового преобразователя 13 соединены соответственно с линиями f1…fk общей шины; вход 1 дизъюнктора 3 соединен с линией b1 общей шины; вход 2 дизъюнктора 3 соединен с линией c1 общей шины; вход 3 дизъюнктора 3 соединен с линией f1 общей шины; вход 1 дизъюнктора 7 соединен с линией a1 общей шины; вход 2 дизъюнктора 7 соединен с линией c1 общей шины; вход 3 дизъюнктора 7 соединен с линией f1 общей шины; вход 1 дизъюнктора 4 соединен с линией bk общей шины; вход 2 дизъюнктора 4 соединен с линией ck общей шины; вход 3 дизъюнктора 4 соединен с линией fk общей шины; вход 1 дизъюнктора 8 соединен с линией ak общей шины; вход 2 дизъюнктора 8 соединен с линией ck общей шины; вход 3 дизъюнктора 4 соединен с линией fk общей шины; вход 1 дизъюнктора 11 соединен с линией a1 общей шины; вход 2 дизъюнктора 11 соединен с линией b1 общей шины; вход 3 дизъюнктора 11 соединен с линией f1 общей шины; вход 1 дизъюнктора 12 соединен с линией ak общей шины; вход 2 дизъюнктора 12 соединен с линией bk общей шины; вход 3 дизъюнктора 12 соединен с линией fk общей шины; вход 1 дизъюнктора 15 соединен с линией a1 общей шины; вход 2 дизъюнктора 15 соединен с линией b1 общей шины; вход 3 дизъюнктора 15 соединен с линией c1 общей шины; вход 1 дизъюнктора 16 соединен с линией ak общей шины; вход 2 дизъюнктора 16 соединен с линией bk общей шины; вход 3 дизъюнктора 16 соединен с линией ck общей шины; выход d1 дизъюнктора 3 соединен с одноименным входом d1 параллельного цифроаналогового преобразователя 2; выход dk дизъюнктора 4 соединен с одноименным входом dk параллельного цифроаналогового преобразователя 2; выход d1 дизъюнктора 7 соединен с одноименным входом d1 параллельного цифроаналогового преобразователя 6; выход dk дизъюнктора 8 соединен с одноименным входом dk параллельного цифроаналогового преобразователя 6; выход d1 дизъюнктора 11 соединен с одноименным входом d1 параллельного цифроаналогового преобразователя 10; выход dk дизъюнктора 12 соединен с одноименным входом dk параллельного цифроаналогового преобразователя 10; выход d1 дизъюнктора 15 соединен с одноименным входом d1 параллельного цифроаналогового преобразователя 14; выход dk дизъюнктора 16 соединен с одноименным входом dk параллельного цифроаналогового преобразователя 14.
В качестве параллельного аналого-цифрового преобразователя может быть использована, например, микросхема К1107ПВ3, в качестве параллельного цифроаналогового преобразователя - микросхема К1118ПА3, а в качестве многовходового дизъюнктора - микросхема К155ЛЕ 4 [1].
Последовательно-параллельный повторитель работает следующим образом. Передаваемые данные в последовательно-параллельном коде поступают от абонента на вход одного из портов. Например, на вход dвх1 параллельного аналого-цифрового преобразователя 1 порта 1. В параллельном аналого-цифровом преобразователе 1 квантованные по уровню данные преобразуются в параллельный k-разрядный двоичный код, который с выходов d1…dk параллельного аналого-цифрового преобразователя 1 поступает на соответствующие линии a1…ak общей шины. С линии a1 общей шины данные подаются на вход 1 дизъюнкторов 7, 11, 15 портов 2, 3, 4. С линии ak общей шины данные подаются на вход 1 дизъюнкторов 8, 12, 16 портов 2, 3, 4. С выходов d1…dk дизъюнкторов 7, 8, 11, 12, 15, 16 k-разрядный параллельный двоичный код поступает на соответствующие входы d1…dk параллельных цифроаналоговых преобразователей 6, 10, 14, которые преобразуют k-разрядный входной параллельный двоичный код в квантованный по уровню сигнал. С выходов dвых2, dвых3, dвых4 параллельных цифроаналоговых преобразователей 6, 10, 14 квантованный по уровню сигнал поступает другим абонентам сети.
Порты 2, 3, 4 работают аналогичным образом.
В результате предложенный последовательно-параллельный повторитель позволяет организовать локальную сеть с двунаправленной передачей данных в последовательно-параллельном коде между четырьмя абонентами сети.
Обеспечение двунаправленной передачи данных в последовательно-параллельном коде между несколькими абонентами сети достигается за счет использования нескольких последовательно-параллельных приемо-передающих портов, объединенных общей шиной.
Сопоставление параметров, характеризующих заявляемую полезную модель, и прототипа позволяют сделать вывод о том, что заявляемая полезная модель обеспечивает повышение скорости передачи цифровых данных по информационному каналу.
Приведенные сведения доказывают, что при осуществлении заявленной модели выполняются следующие условия:
- средство, воплощающее предлагаемое устройство при его осуществлении, предназначено для использования в вычислительной технике, а именно в компьютерных сетях с высокой скоростью передачи данных по одной сигнальной линии в канале связи;
- для заявленной полезной модели в том виде, как она охарактеризована в независимом пункте формулы полезной модели, подтверждена возможность ее осуществления с помощью описанных до даты подачи заявки средств;
средство, воплощающее заявленную полезную модель при ее осуществлении, способно обеспечить получение указанного технического результата.
Следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию «промышленная применимость».
Источник информации:
1. С.И. Зиатдинов, Т.А. Суетина, Н.В. Поваренкин. Схемотехника телекоммуникационных устройств. М.: Издательский центр «Академия», 2013. 368 с.