[发明专利]分布录波装置的TDMOW串行总线结构及编码方法

说明书

技术领域

本发明属计算机应用领域，涉及计算机处理的高速测量记录系统，特别是TDMOW串行总线分布录波装置总线传输及编解码方法。

背景技术

动态录波装置在科学研究以及国民经济各领域，特别在电力系统有着广泛的应用。基于并行总线的分布录波装置实现了子录波器的分布集成，既具有并行分布系统大容量、高带宽、低风险的优点，又具有总线集成，系统结构简单、便于实现严格同步的优点。但是基于并行总线的分布录波装置需要通过母板实现集中安装，不适宜用在需要在一定地域范围内实现分布安装的场合。同时，因为装置中多个子录波器需要通过母板实现集成与同步，子录波器与母板上布线较多，母板控制结构复杂，增加了系统的制造难度和成本。而且在系统扩展时，容易因并行总线布线太长而受到干扰，在一定程度上降低了系统可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于串行总线分布录波装置的总线结构和编码方法。按照本发明，录波装置中各个子录波器仍然分布集成，但不需要通过母板安装，而是将装置中多个子录波器连接到TDMOW串行总线上，通过TDMOW总线来传输和接收同步信号，实现系统的严格同步。相对原来并行总线的分布录波装置，基于TDMOW串行总线的分布录波装置的结构更简单，系统更可靠且可实现一定地域范围内的分布安装。

本发明的基本思路是：将多个子录波器通过仅由一根信号线与一根地线构成的串行总线连接起来，再利用时分多路切换和“线或”的方式，在串行总线上通过按帧编码，按帧传输的方式完成多个子录波器工作状态编码信息以及时间与时钟同步信息的实时传输与共享。帧编码采用统一精简的格式，在时钟的同步下，统一按帧、子帧与微帧的方式编码和传输。

本发明的目的是这样达到的：装置中有多个子录波器，子录波器中设置有串行总线数据接口电路、时钟与校时控制电路。时钟与校时控制电路包括时钟电路、校时信号控制电路与精确计时电路三部分。时钟电路包含本地时钟，基准时钟以及脉宽整形电路与脉冲延迟电路。校时信号控制电路包括校时脉冲自动切换电路以及校时脉冲自动延迟电路。

各个子录波器通过总线数据接口电路连接到装置的串行总线上，串行总线由一根信号线与一根地线构成，总线数据接口电路由串行总线接口驱动电路、微帧数据分时控制切换电路、串行编码电路和串行解码电路构成。

串行总线接口驱动电路包括接收和发送两部分。微帧数据分时控制切换电路由控制数据自动切换输出电路、状态数据自动切换输入电路、数据帧同步切换控制电路与子站编号自动识别控制电路4部分构成。串行编码电路由帧头编码电路、分校时脉冲编码电路、数据编码电路以及编码合成电路组成。帧头编码电路包括微帧头编码电路、子帧头编码电路和基准帧头编码电路。串行解码电路由帧基准解码电路、子帧头解码电路、微帧头解码电路、校时分脉冲解码电路、数据解码电路以及帧同步信号发生电路几部分构成。串行解码电路通过总线接口电路中的接收反向门接收来自总线的编码信号，然后解码。

串行总线接口驱动电路中的接收电路由接收反向门DUI构成。发送电路由同向三态门DUO及上拉电阻DUR构成，同向三态门DUO的输入端被固定接地，控制端受编码电路输出编码信号Cout的控制。

微帧数据分时控制切换电路中，控制数据自动切换输出电路由8D触发器GU15及多路切换开关GU16构成。状态数据自动切换输入电路由译码器GU18、8个D触发器GU28—GU35及对应的8个输入控制与门GU20—GU27构成。其中D触发器GU28—GU35的数据输入端接在一起，再连接到串行解码电路的数据解码输出，接收来自总线的解码后的状态位数据；同时其对应的控制与门GU20—GU27的一个输入端连接到串行解码电路的帧同步脉冲输出端，接收来自串行解码电路的帧同步脉冲；与门各自的另一个输入端分别接至译码器GU18的输出端Y0—Y7。数据帧同步切换控制电路由计数器GU17构成。计数器GU17的输出端Q0、Q1、Q2分别同时连接到8选1多路开关GU16的3个编码输入端S0、S1、S2以及3选8译码器GU18的3个译码输入端A0、A1、A2。子站编号自动识别控制电路由8位比较器GU14、计数器GU11、GU12、GU13以及相关门电路GU01—GU10组成。