Моделирование системы телемеханического управления тяговыми подстанциями. Нормативные документы для проектирования систем телемеханики, страница 19

На рис. 30 представлена упрощенная модель  для проверки работы физического уровня в направлении передачи информации от системы телемеханики в линию связи. Тактовый генератор CLK_COM определяет скорость передачи битового потока в линию связи. Счетчик бит CT_clk_COM отсчитывает каждый 11-й бит символа (его выходной сигнал обозначен w), и таким образом является счетчиком символов (байт). Выход счетчика при наличии разрешения от канального уровня поступает на выходной порт CLK для выдачи сигнала считывания очередного байта. Таким образом, считывание производится на интервале выдачи в линию связи стоп-бита (11-го бита символа). На этом интервале производится загрузка очередного байта данных (порт BYTE) в регистр физического уровня. Триггер START-STOP обеспечивает формирование паузы и разрешение работы физического уровня после окончания паузы. Синхронизация  начала работы осуществляется логической схемой START. При этом окончание и начало паузы согласуется с 11-м битом. Дискретизаторы нулевого уровня обеспечивают согласование дискретных времен входных сигналов и блоков физического уровня. Элемент Line согласует логические уровни сигналов физического уровня и интерфейса RS-232C (+5 и -5 В).

Рис.30. Схема модели физического уровня передатчика

Схема формирования символа для передачи в линию связи показана на рис.31. Регистр сдвига RG< был рассмотрен выше. Логический элемент «сумма по модулю 2» (XOR) определяет бит четности символа. Символ формируется схемой вертикальной конкатенации старт-бита, байта данных, бита паритета четности и стоп-бита. Сформированный символ записывается в параллельный порт регистра сдвига в интервал времени, соответствующий стоп-биту (сигнал w), а затем регистром сдвига с частотой

Рис. 31. Формирование символа физического уровня определяемой портом CLK_COM_ выдается в линию связи. Стоп-бит поступает в линию связи независимо от регистра сдвига через схему Line. Элемент Conversion обеспечивает инвертирование байта данных таким образом, что бы в линию связи он поступал младшим битом вперед.

Надпись:  
Рис. 32.  Модель физического уровня приемника
          Физический уровень приемной станции.  Модель физического уровня приведена на рис. 32. Линия связи при нормальной работе поставляет физическому уровню (на вход LINE) последовательность бит или находится в состоянии «пауза» (Pause). При нарушении целостности линии определяется состояние «обрыв» (Break).  Пауза используется в качестве разделителя между поступающими кадрами.

При нормальной передаче пауза внутри кадра недопустима. Биты сгруппированы в символы. Физическому уровню приемника известна бодовая скорость, он распознает символы и проверяет их на корректность. Работа физического уровня начинается с приема паузы из линии связи, переход из логической единицы в ноль (окончание паузы) классифицируется как начало первого символа кадра. При этом запускается тактовый генератор, работающий с 16-ти кратной частотой по отношению к бодовой скорости, на 5-ом импульсе этого генератора осуществляется определение уровня входного сигнала.

На начальном этапе используется следующий алгоритм определения логического значения сигнала. При  уровне сигнала более +3 В фиксируется логический 0, при значении сигнала менее -3 В фиксируется логическая 1.  Если уровень сигнала в пределах от -3 В до +3 В, то значение текущего бита приравнивается к предыдущему. Производится подсчет принятых бит. При приеме символа производится также проверка на четность и сравнение результатов проверки с принятым битом четности. 11-й элемент символа должен быть стоп-бит. При отрицательном результате проверок вырабатывается сигнал ошибки. Физический уровень выделяет из принятого символа байт данных BAYTE_ и передает его канальному уровню. Выдача байта осуществляется во время приема стоп-бита, с этой целью формируется  сигнал w-11, который передается на выходной порт C_byte.  Сигнал готовности канального уровня к чтению байта поступает на входной порт E_OUT.