Разработка функционального блока для автоматизации диагностики бортовых волоконно-оптических линий связи
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
ые разряды (36 разрядов) передаваемых слов. Оставшиеся 4 разряда слов маркера и псевдослучайной последовательности заполняет передатчик GigaStar по своему усмотрению (алгоритм неизвестен).
2.5.3 Модуль приема информации
Модуль приема информации обеспечивает запись принятой информации из волоконно-оптической линии.
Структурная схема модуля приема информации представлена на рисунке 2.16.
Рисунок 2.16 Структурная схема модуля приема информации
Информация с оптического приемника записывается во входные регистры ПЛИС. Здесь происходит считывание пакетов во внутреннее FIFO модуля и преобразование информации в необходимый для сравнения вид.
Техническая сторона реализации модуля состоит в следующем. Входные пакеты информации записываются в 36-разрядный регистр, который носит название входного регистра. Тактовый сигнал, в свою очередь, записывается в свой входной одноразрядный регистр. Далее из входного регистра последовательно происходит запись входного слова в 3 регистра секции FIFO: на каждом такте в первый регистр помещается очередное слово из входного регистра, в то время как информация из первого регистра перемещается во второй, а из второго, соответственно, в третий. Совокупность трех регистров дает возможность хранить 3 текущих значения, что позволяет обнаружить маркер, состоящий из 3-х слов. По этому маркеру в дальнейшем идентифицируется полезная информация.
2.5.4 Модуль сравнения информации
После этапа формирования тестовой информации данные упаковываются в пакеты и отправляются по волоконно-оптической линии связи. Передача данных по волокну занимает определенное время, которое зависит как от длины тракта передачи, так и от количества и типа других волоконно-оптических компонентов. Из этого следует, что между моментами передачи и приема очередного слова, вообще говоря, может существовать определенная задержка. Проведем расчет возможной задержки распространения сигнала по волоконно-оптической линии на борту РН. Будем считать, что длина линии составляет порядка 30 м, в то время как сигнал распространяется по одномодовому волокну со скоростью, близкой к скорости света. Тогда задержка распространения сигнала непосредственно на линии без учета задержки на других волоконно-оптических компонентах по порядку величины равна
(2.6)
Рабочая частота приемо-передатчика Gigastar составляет 33 МГц. Тогда время между отправкой соседних пакетов будет равным
(2.7)
В итоге, задержка на линии достигает 3-х тактовых сигналов. На практике приходится иметь дело с задержками, соответствующими теоретическим расчетам.
После прохождения через тракт приема и передачи информации данные сравниваются в компараторе. Компаратор обеспечивает побитовое сравнение принятой и первоначально сформированной тестовой информации. Схема управления сравнением производит сравнивание отправленных пакетов с принятыми для обнаружения задержки. Учет задержки реализуется с помощью счетчика и мультиплексора. По 3-м словам маркера устанавливается соответствие между отправленной и принятой информацией. Счетчик позволяет установить, сколько тактовых сигналов проходит с момента отправки и приема очередного слова. После вычисления задержки схема управления переключает мультиплексор в положение, при котором количество тактов запаздывания будет компенсировано сдвиговым регистром. Результатом побитового сравнения является количество ошибок, считываемое с выходного счетчика.
Структурная схема модуля сравнения информации представлена на рисунке 2.18.
Рисунок 2.17. Структурная схема модуля сравнения информации.
Количество слов за контрольное время проверки 0,1 секунды равно:
(2.8)
Значит, минимальное количество разрядов счетчика должно быть равно
(2.9)
На практике приходится иметь дело с такими ситуациями, когда при передаче по линии оптоволокна теряется одно или несколько следующих друг за другом слов в пределах пакета ввиду какого-либо аппаратного сбоя. В этом случае соответствие между сравниваемыми словами устанавливается по следующему маркеру из нового пакета.
2.5.5 Модуль формирования отчетов
Модуль формирования отчетов анализирует работу блока и результаты сравнения тестовых данных и формирует отчеты в телеметрическую систему РН. Выходная информация блоков ЦБВОП должна передаваться непрерывно в течение всего времени работы с момента включения питания. При этом согласно ТЗ структура кадра определена таким образом, что под отчеты о количестве сбитых слов (КБС) и количестве сбоев в работе (КСР) выделяется по 6 бит.
Параметр КБС отражает количество слов, в которых были обнаружены ошибки в течение 0.1с. На выходе формируется отчет о сбитых словах за предыдущую 0.1 секунду относительно времени передачи отчета. Поскольку за 0.1 времени проходит порядка 3 млн. слов, а отведенное количество бит равно 6, для наиболее содержательной оценки данные кодируются по логарифмической шкале. С точки зрения технической стороны реализации, кодирование числа по логарифмической шкале осуществляется посредством тернарного оператора. Тернарный оператор является аналогом конструкции if-else.
Параметр КСР отражает общее количество сбоев в работе за 5 секунд. В проекте ПЛИС параметр КСР представляет собой счетчик сбоев на 50 временных интервалов, равных 0.1 секунды.
Структурная схема модуля формирования