При использовании паузного кодирования удлиненный синхроимпульс может быть выделен временным селектором в любой момент времени, т.е. без проведения дополнительных процедур. Так как при беспаузном кодировании признаком начала передачи является специальный код 01111110, становится понятным, что без предварительной синхронизации генераторов приемника и передатчика адекватно принять МН и все информационное сообщение практически невозможно. Выход очевиден – использовать для синхронизации время до приема МН, т.е. сделать паузы между рабочими циклами активными. Наиболее «выгодно» передавать в паузах между рабочими циклами сигналы, позволяющие наиболее часто корректировать фазу
пр, т.е. содержащие наибольшее число «фронтов». Такие сигналы получили название
меандр (М) и представляют собой чередующиеся сигналы «1» и «0» с частотой следования 0,5
пер Принцип формирования «меандра» приведен ниже.
На диаграмме «а» показаны сигналы
пер , которые используются для формирования «меандра» («б»). Для радиального канала связи «меандры» можно передавать поочередно от КП и ПУ («б» - «в»), синхронизируя ими генератор тактовых импульсов, соответственно, устройств ПУ и КП. Однако при магистральном канале связи периодическая передача «меандра» от КП невозможна, так как несколько или все КП используют общий канал связи. Для магистральных каналов связи «меандр» должен пристыковываться к информационному сообщению («г»). Для унификации структуры рабочего цикла в ИУТК «Гранит-микро» признано целесообразным «состыковать» меандр с информационным сообщением при использовании любого типа ТЛС.
Уже указывалось, что число сигналов «1» и «0» в меандре определяется выбранным коэффициентом инерционности.
2.7. Особенности формирования «меандров» в ИУТК «Гранит-микро»
При поочередной передаче меандров от ПУ и КП возможно наложение их передачи и взаимное подавление передаваемых сигналов при произвольных моментах включения в работу устройств ПУ и КП. В ИУТК «Гранит-микро» устройства, между которыми проводится информационный обмен, по принципу формирования и передачи меандра разделяются на «ведущее» и «ведомое». «Ведущее» устройство передает меандры с заданным числом сигналов «1» и «0» циклически, причем после завершения одного цикла устанавливается пауза, длительность которой равна времени передачи меандра.
«Ведомое» устройство фиксирует поступление меандра от «ведущего» устройства, последующее прекращение передачи меандра, после чего «ведомое» устройство формирует и передает меандр в ТЛС. Таким образом, «ведущее» устройство передает меандр независимо от передачи меандра от «ведомого», а передача меандра «ведомым» устройством ставится в зависимость от приема меандра от «ведущего». Описанный алгоритм формирования и передачи меандров обеспечивает автоматическую синхронизацию устройств ПУ и КП независимо от моментов включения и отключения любого из них.
Передача меандра автоматически заменяется передачей информационного сообщения, если к моменту начала очередного цикла передачи меандра в устройстве (ПУ или КП) зафиксирован запрос на передачу сообщения. Принцип передачи меандра и переход к передаче информации иллюстрируется ниже
Видно, что передача информационного сообщения начинается в момент, когда (при отсутствии необходимости в передаче информационного сообщения) устройству разрешена передача меандра. Если запрос на передачу информации зафиксирован с любым временным сдвигом относительно момента начала передачи меандра этим устройством, передача информации задерживается до начала очередного цикла передачи меандра данным устройством.
Функция «ведущего» может быть передана как устройству ПУ, так и устройству КП. В традиционных устройствах телемеханики объем информации, передаваемой от КП в ПУ, значительно превышает объем информации, передаваемой от ПУ в КП. Поэтому чаще всего функция «ведущего» передается устройству КП. В таком варианте данные от КП будут передаваться даже при отсутствии или неработоспособности ТЛС в направлении от ПУ к КП. Если работоспособность «прямого» (от КП в ПУ) и «обратного» (от ПУ в КП) канала связи одинакова (например, при использовании для информационных обменов физической пары проводов), целесообразно функции «ведущего» передать устройству ПУ. В таком варианте упрощается оперативная диагностика работоспособности канала связи со стороны устройства ПУ - отсутствие в течение оговоренного времени поступления меандров от КП в ответ на циклическую их передачу от ПУ идентифицируется как неисправность ТЛС (или устройства КП).
2.8. Определение работоспособности канала связи
Для оперативного определения исправности ТЛС (устройства КП) при передаче функции «ведущего» устройству КП в ИУТК «Гранит-микро» используется периодическая передача от ПУ специального диагностического сообщения, в ответ на которое от КП должно поступить оговоренное ответное сообщение. Такой алгоритм сложнее, чем обычно используемый при контроле работоспособности с помощью меандров, но позволяет более глубоко проверить работоспособность не только ТЛС, но и устройства КП.
Для определения окончания приема информационного сообщения протокол HDLC предусматривает передачу «закрывающего флага», структура которого соответствует «открывающему флагу».
Как отмечалось, для оптимизации процедуры инерционной синхронизации в ИУТК «Гранит-микро» используются паузы между рабочими циклами, которые заполняются меандрами.
В базовом протоколе HDLC, в отличие от варианта, используемого в ИУТК «Гранит-микро», паузы между рабочими циклами заполняются «флагами». Первый байт, отличный от «флага», следующий за байтами «флаг», идентифицируется как «открывающий» ( начало передачи сообщения). Байт «флаг», следующий за байтами, отличными от «флага», считается «закрывающим» (окончание передачи сообщения). При таком использовании пауз между рабочими циклами искажение помехами любого байта «флаг» приводит к тому, что бракуется только одно сообщение.
Действительно, если искажается «открывающий флаг», следующий за предыдущим байтом «флага» искаженный «флаг» будет воспринят как первый байт сообщения. По следующему за сообщением «закрывающему флагу» принятое сообщение направляется для анализа в приемник. Так как компоненты рабочего цикла оказываются искаженными, приемник не направляет принятое сообщение в подсистему обработки информации. Аналогично, если исказится «закрывающий» флаг, он воспримется как последний байт сообщения, а в качестве «закрывающего» будет воспринят следующий байт «флаг». В результате и таким образом искаженное сообщение не будет направлено на обработку. При искажении любого «флага» в паузе между передачей сообщений, образуется «сообщение», состоящее из одного байта, которое также не поступит в подсистему обработки.
Искажение «открывающего» или «закрывающего» флага в ИУТК «Гранит-микро» приводит к изменению функции «флагов». В качестве «открывающего» воспринимается «закрывающий» флаг (при искажении «открывающего» флага), а в качестве «закрывающего» флага - «открывающий» флаг следующего сообщения. В результате искаженное сообщение не будет направлено в подсистему обработки. Однако при большой интенсивности потока передач сообщений однократное искажение «флага» может привести к искажению нескольких смежных сообщений.
Метод заполнения пауз между рабочими циклами меандрами, а не «флагами» уменьшает время, затрачиваемое на синхронизацию ПУ и КП не менее чем в четыре раза. Следовательно, при таком методе увеличивается реальное быстродействие системы. К тому же поочередная (с разделением во времени) передача меандров (и информационных сообщений) от ПУ и КП позволяет исключить необходимость создания дуплексного канала связи и обеспечить проведение информационных обменов в ИУТК «Гранит-микро» по более простому полудуплексному каналу связи.
Чтобы в ИУТК «Гранит-микро» минимизировать искажение нескольких смежных сообщений при однократном искажении «флага», до начала передачи сообщения в канал связи передается два «открывающих» флага, а завершает передачу сообщения – один «закрывающий» флаг. Введенное отличие признаков начала и окончания сообщения позволяет локализовать последствия искажения любого «флага» в одном сообщении.