[go: up one dir, main page]

RU2272360C1 - Data transfer device - Google Patents

Data transfer device Download PDF

Info

Publication number
RU2272360C1
RU2272360C1 RU2004126211/09A RU2004126211A RU2272360C1 RU 2272360 C1 RU2272360 C1 RU 2272360C1 RU 2004126211/09 A RU2004126211/09 A RU 2004126211/09A RU 2004126211 A RU2004126211 A RU 2004126211A RU 2272360 C1 RU2272360 C1 RU 2272360C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
data
output
synchronization
shift register
Prior art date
Application number
RU2004126211/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Маратович Сухман (RU)
Сергей Маратович Сухман
с Борис Владимирович Шевкопл (RU)
Борис Владимирович Шевкопляс
Original Assignee
Сергей Маратович Сухман
Борис Владимирович Шевкопляс
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Маратович Сухман, Борис Владимирович Шевкопляс filed Critical Сергей Маратович Сухман
Priority to RU2004126211/09A priority Critical patent/RU2272360C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2272360C1 publication Critical patent/RU2272360C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

FIELD: general-purpose electronic circuits, such as those for data coding, decoding, and conversion in their transfer between distant subscribers.
SUBSTANCE: proposed device has data transmitting and receiving units connected to opposite ends of communication line. Transmission unit has parallel-to-serial code converter and scrambler; receiving unit has serial-to-parallel code converter and descrambler. These units function to identify definite codes in scrambled bit stream which are formed into random (unknown in advance) time moments. These moments serve as initial marks for determining boundaries between bytes in data bit stream and used for synchronous setting of scrambler and descrambler pseudorandom bit sequence generators in same states. In this way start bits determining boundaries between bytes and service frames designed for code synchronization of scrambler and descrambler are removed from data stream.
EFFECT: enhanced data transfer speed.
3 cl, 20 dwg

Description

Изобретение относится к электронным схемам общего назначения, в частности к схемам кодирования, декодирования и преобразования данных при их передаче между удаленными друг от друга абонентами.The invention relates to general purpose electronic circuits, in particular to encoding, decoding and data conversion schemes for data transmission between subscribers remote from each other.

Известно устройство [1] для передачи данных, содержащее подключенные к противоположным сторонам линии связи блок передачи данных и блок приема данных, блок передачи данных содержит первый и второй элементы Исключающее ИЛИ, первый усилитель и первый сдвиговый регистр, входы второго элемента Исключающее ИЛИ подключены к выходам первого сдвигового регистра, а выход - к первому входу первого элемента Исключающее ИЛИ, вход последовательных данных первого сдвигового регистра соединен с выходом первого элемента Исключающее ИЛИ и с входом первого усилителя, вход синхронизации первого сдвигового регистра является входом синхронизации устройства, второй вход первого элемента Исключающее ИЛИ является входом данных устройства, выход первого усилителя подключен к линии связи, блок приема данных содержит генератор с фазовой автоподстройкой частоты, второй сдвиговый регистр, третий и четвертый элементы Исключающее ИЛИ и второй усилитель, вход которого подключен к линии связи, а выход - к входу генератора с фазовой автоподстройкой частоты, выход которого соединен с входом синхронизации второго сдвигового регистра и является выходом синхронизации устройства, выходы второго сдвигового регистра соединены с входами третьего элемента Исключающее ИЛИ, выход которого подключен к первому входу четвертого элемента Исключающее ИЛИ, выход которого является выходом данных устройства, а второй вход соединен с входом последовательных данных второго сдвигового регистра и с выходом второго усилителя.A device [1] for data transmission, comprising a data transmission unit and a data receiving unit connected to opposite sides of the communication line, the data transmission unit contains the first and second exclusive-OR elements, the first amplifier and the first shift register, the inputs of the second exclusive-OR element are connected to the outputs the first shift register, and the output to the first input of the first exclusive OR element, the input of the serial data of the first shift register is connected to the output of the first exclusive OR element and to the input of the first of the amplifier, the synchronization input of the first shift register is the device synchronization input, the second input of the first element is Exclusive OR is the device data input, the output of the first amplifier is connected to the communication line, the data reception unit contains a phase-locked loop generator, the second shift register, the third and fourth elements The exclusive OR and the second amplifier, the input of which is connected to the communication line, and the output to the input of the generator with phase-locked loop, the output of which is connected to the synchronization input The second shift register is the synchronization output of the device, the outputs of the second shift register are connected to the inputs of the third exclusive-OR element, the output of which is connected to the first input of the fourth exclusive-OR element, the output of which is the device data output, and the second input is connected to the serial data input of the second shift register and with the output of the second amplifier.

В устройстве [1] блоки передачи и приема данных выполняют, соответственно, функции скремблера и дескремблера. Входные данные преобразуются скремблером к виду, при котором их можно рассматривать как псевдослучайные. Дескремблер выполняет обратное преобразование, т.е. восстанавливает исходные данные. Скремблирование данных позволяет заменить длинные последовательности нулей или единиц (и не только эти последовательности) псевдослучайными битами, что исключает возможность потери синхронизации между блоками приема и передачи данных. Кроме того, разравнивается энергетический спектр передаваемого сигнала, что способствует уменьшению уровня перекрестных помех, наводимых на соседние витые пары проводов кабеля линии связи.In the device [1], the data transmission and reception units perform, respectively, the functions of a scrambler and descrambler. The input data is converted by a scrambler to a form in which they can be considered as pseudo-random. The descrambler performs the inverse transform, i.e. restores the original data. Scrambling data allows you to replace long sequences of zeros or ones (and not only these sequences) with pseudo-random bits, which eliminates the possibility of loss of synchronization between blocks of data reception and transmission. In addition, the energy spectrum of the transmitted signal is leveled, which helps to reduce the level of crosstalk induced on adjacent twisted pairs of wires of the communication cable.

Недостатком устройства [1] является размножение ошибок, которые могут возникнуть при передаче сигнала по линии связи. Так, одиночная ошибка преобразуется в троекратную, так как ошибочный бит сначала непосредственно передается на выход данных устройства, а затем, продвигаясь по второму сдвиговому регистру, еще два раза искажает выходные данные.The disadvantage of the device [1] is the propagation of errors that can occur when transmitting a signal over a communication line. So, a single error is converted into a triple, since the error bit is first directly transmitted to the output of the device data, and then, moving along the second shift register, it distortes the output data two more times.

Известно устройство [2] для передачи данных, содержащее подключенные к противоположным сторонам линии связи блок передачи данных и блок приема данных, блок передачи данных содержит скремблер, содержащий генератор псевдослучайной последовательности битов, первый элемент Исключающее ИЛИ и первый усилитель, генератор псевдослучайной последовательности битов содержит первый сдвиговый регистр и второй элемент Исключающее ИЛИ, входы которого подключены к выходам первого сдвигового регистра, а выход - к первому входу первого элемента Исключающее ИЛИ и к входу последовательных данных первого сдвигового регистра, вход синхронизации которого является входом синхронизации скремблера, второй вход первого элемента Исключающее ИЛИ является входом данных скремблера, выход первого усилителя подключен к линии связи, блок приема данных содержит дескремблер, содержащий генератор с фазовой автоподстройкой частоты, второй сдвиговый регистр, третий и четвертый элементы Исключающее ИЛИ и второй усилитель, вход которого подключен к линии связи, а выход - к входу генератора с фазовой автоподстройкой частоты, выход которого является выходом синхронизации дескремблера, выходы второго сдвигового регистра соединены с входами третьего элемента Исключающее ИЛИ, выход которого подключен к первому входу четвертого элемента Исключающее ИЛИ.A device [2] for transmitting data is known, comprising a data transmission unit and a data receiving unit connected to opposite sides of the communication line, a data transmission unit comprising a scrambler comprising a pseudo-random sequence of bits, a first exclusive OR element and a first amplifier, a pseudo-random sequence of bits contains a first the shift register and the second exclusive OR element, the inputs of which are connected to the outputs of the first shift register, and the output to the first input of the first element OR to the serial data input of the first shift register, the synchronization input of which is the scrambler synchronization input, the second input of the first element Exclusive OR is the scrambler data input, the output of the first amplifier is connected to the communication line, the data reception unit contains a descrambler containing a phase-locked oscillator , the second shift register, the third and fourth elements Exclusive OR and the second amplifier, the input of which is connected to the communication line, and the output to the input of the generator with phase by adjusting the frequency, the output of which is the descrambler synchronization output, the outputs of the second shift register are connected to the inputs of the third exclusive-OR element, the output of which is connected to the first input of the fourth exclusive-OR element.

В устройстве [2] сдвиговый регистр блока приема данных (дескремблера) логически изолирован от линии связи, поэтому не происходит размножения ошибок, поступающих из линии.In the device [2], the shift register of the data receiving unit (descrambler) is logically isolated from the communication line, so there is no multiplication of errors coming from the line.

Устройство [2] имеет два недостатка.The device [2] has two disadvantages.

Первый недостаток состоит в том, что для поддержания синхронной работы сдвиговых регистров скремблера и дескремблера (в случае нарушения синхронизации устройства или при начальном включении его приемной части) необходимо периодически прерывать передачу полезных данных и передавать по линии связи служебные информационные кадры, содержащие достаточно длинные цепочки синхронизирующих битов. Это уменьшает эффективную скорость передачи данных по линии, усложняет протокол обмена и требует значительного времени ожидания дескремблером служебного кадра в случае потери синхронизации. В течение этого времени передача данных невозможна.The first drawback is that in order to maintain synchronous operation of the shift registers of the scrambler and descrambler (in case of a device synchronization failure or when the receiver part is turned on for the first time), it is necessary to periodically interrupt the transmission of useful data and transmit service information frames containing sufficiently long synchronization chains over the communication line bits. This reduces the effective data transfer rate on the line, complicates the exchange protocol and requires a considerable time for the descrambler to wait for the service frame in case of loss of synchronization. During this time, data transfer is not possible.

Второй недостаток - отсутствие аппаратных средств разграничения байтов в битовом потоке данных, передаваемых по линии связи. Для указания границ между байтами в битовый поток данных необходимо вводить избыточные биты, что снижает скорость передачи. Например, согласно пат. заявке США US 20020191721 А1 к каждому байту в битовом потоке добавляется бит разграничения, полученный от генератора псевдослучайной последовательности битов. Устройство-приемник данных обнаруживает биты разграничения благодаря их устойчивому совпадению с эталонной псевдослучайной последовательностью битов. Другой способ разграничения байтов в битовом потоке данных (пат. США №6011808) также предусматривает добавление бита разграничения к каждому байту. Этот бит формируется дублированием и инвертированием нулевого бита передаваемого байта. В результате начало байта сопровождается передачей комбинаций битов 01 или 10. Устройство-приемник данных обнаруживает биты разграничения и нулевые биты данных благодаря их статистически устойчивому совпадению с кодами 01 или 10. Оба способа введения битов разграничения неэкономичны - на каждые восемь битов данных приходится один служебный бит.The second drawback is the lack of hardware for delimiting bytes in the bitstream of data transmitted over the communication line. To specify the boundaries between bytes, redundant bits must be entered into the data bitstream, which reduces the transmission rate. For example, according to US Pat. US 200220091721 A1, to each byte in the bitstream is added a demarcation bit received from a pseudo-random sequence of bits. The data receiver detects the demarcation bits due to their consistent match with the reference pseudo-random bit sequence. Another way of delimiting bytes in a bitstream (US Pat. No. 6,011808) also involves adding a delimitation bit to each byte. This bit is formed by duplication and inversion of the zero bit of the transmitted byte. As a result, the beginning of the byte is accompanied by the transmission of combinations of bits 01 or 10. The data receiver detects the delimitation bits and zero data bits due to their statistically stable coincidence with codes 01 or 10. Both methods of introducing the delimitation bits are uneconomical - there is one service bit for every eight data bits .

Оба отмеченных выше недостатка снижают скорость передачи данных через устройство [2].Both of the above disadvantages reduce the speed of data transmission through the device [2].

Цель изобретения - повышение скорости передачи данных через устройство.The purpose of the invention is to increase the speed of data transmission through the device.

Цель достигается тем, что в устройстве для передачи данных, содержащем подключенные к противоположным сторонам линии связи блок передачи данных и блок приема данных, блок передачи данных содержит скремблер, содержащий генератор псевдослучайной последовательности битов, первый элемент Исключающее ИЛИ и первый усилитель, генератор псевдослучайной последовательности битов содержит первый сдвиговый регистр и второй элемент Исключающее ИЛИ, входы которого подключены к выходам первого сдвигового регистра, а выход - к первому входу первого элемента Исключающее ИЛИ и к входу последовательных данных первого сдвигового регистра, вход синхронизации которого является входом синхронизации скремблера, второй вход первого элемента Исключающее ИЛИ является входом данных скремблера, выход первого усилителя подключен к линии связи, блок приема данных содержит дескремблер, содержащий генератор с фазовой автоподстройкой частоты, второй сдвиговый регистр, третий и четвертый элементы Исключающее ИЛИ и второй усилитель, вход которого подключен к линии связи, а выход - к входу генератора с фазовой автоподстройкой частоты, выход которого является выходом синхронизации дескремблера, выходы второго сдвигового регистра соединены с входами третьего элемента Исключающее ИЛИ, выход которого подключен к первому входу четвертого элемента Исключающее ИЛИ. При этом блок передачи данных дополнительно содержит блок преобразования параллельного кода в последовательный, группа входов данных которого является группой входов данных устройства, а выход байтовой синхронизации - первым выходом байтовой синхронизации устройства, скремблер дополнительно содержит третий сдвиговый регистр, первый дешифратор, первый триггер и первый инвертор, выход которого подключен к входу синхронизации первого триггера, вход первого инвертора соединен с входами синхронизации первого и третьего сдвиговых регистров, а также с выходом битовой синхронизации блока преобразования параллельного кода в последовательный, управляющий вход первого сдвигового регистра соединен с выходом первого дешифратора и с входом коррекции блока преобразования параллельного кода в последовательный, выход данных которого соединен с входом данных скремблера, вход последовательных данных третьего сдвигового регистра соединен с выходом первого элемента Исключающее ИЛИ и с входом данных первого триггера, выход которого соединен с входом первого усилителя, входы параллельных данных первого сдвигового регистра соединены с выходами первого дешифратора, входы которого соединены с выходами третьего сдвигового регистра, блок приема данных дополнительно содержит блок преобразования последовательного кода в параллельный, группа выходов данных которого является группой выходов данных устройства, а выход байтовой синхронизации - вторым выходом байтовой синхронизации устройства, дескремблер дополнительно содержит четвертый сдвиговый регистр, второй дешифратор, второй и третий триггеры и второй инвертор, выход которого подключен к входу синхронизации второго триггера и к входам синхронизации второго и четвертого сдвиговых регистров, управляющий вход второго сдвигового регистра соединен с выходом второго дешифратора и с входом коррекции блока преобразования последовательного кода в параллельный, вход данных которого соединен с выходом третьего триггера, а вход битовой синхронизации - с выходом синхронизации дескремблера, вход последовательных данных четвертого сдвигового регистра соединен со вторым входом четвертого элемента Исключающее ИЛИ и с выходом второго триггера, вход данных которого соединен с выходом второго усилителя, входы параллельных данных второго сдвигового регистра соединены с выходами второго дешифратора, входы которого соединены с выходами четвертого сдвигового регистра, вход последовательных данных второго сдвигового регистра соединен с первым входом четвертого элемента Исключающее ИЛИ, выход которого соединен с входом данных третьего триггера, вход синхронизации которого соединен с выходом синхронизации дескремблера и с входом второго инвертора.The goal is achieved in that in a device for transmitting data containing a data transmission unit and a data receiving unit connected to opposite sides of the communication line, the data transmission unit comprises a scrambler comprising a pseudo-random sequence of bits, a first exclusive OR element and a first amplifier, a pseudo-random sequence of bits contains the first shift register and the second exclusive-OR element, the inputs of which are connected to the outputs of the first shift register, and the output to the first input of the first The exclusive OR element and to the serial data input of the first shift register, the synchronization input of which is the scrambler synchronization input, the second input of the first exclusive OR element is the scrambler data input, the output of the first amplifier is connected to the communication line, the data reception unit contains a descrambler containing a phase-locked oscillator frequencies, the second shift register, the third and fourth elements exclusive OR and the second amplifier, the input of which is connected to the communication line, and the output to the generator input In the case of phase-locked loop, the output of which is the descrambler synchronization output, the outputs of the second shift register are connected to the inputs of the third exclusive-OR element, the output of which is connected to the first input of the fourth exclusive-OR element. The data transfer unit further comprises a parallel to serial code conversion unit, the group of data inputs of which is a group of device data inputs, and the byte synchronization output is the first output of the device byte synchronization, the scrambler further comprises a third shift register, a first decoder, a first trigger and a first inverter the output of which is connected to the synchronization input of the first trigger, the input of the first inverter is connected to the synchronization inputs of the first and third shift registers ditch, and also with the bit synchronization output of the parallel code to serial conversion unit, the control input of the first shift register is connected to the output of the first decoder and to the correction input of the parallel code to serial block, the data output of which is connected to the scrambler data input, the input of the third shift data the register is connected to the output of the first XOR element and to the data input of the first trigger, the output of which is connected to the input of the first amplifier, the inputs of the pair The allele data of the first shift register is connected to the outputs of the first decoder, the inputs of which are connected to the outputs of the third shift register, the data receiving unit further comprises a serial to parallel conversion unit, the group of data outputs of which is a group of device data outputs, and the byte synchronization output is the second byte output device synchronization, the descrambler further comprises a fourth shift register, a second decoder, a second and third triggers and a second invert p, the output of which is connected to the synchronization input of the second trigger and to the synchronization inputs of the second and fourth shift registers, the control input of the second shift register is connected to the output of the second decoder and to the correction input of the serial to parallel conversion unit, the data input of which is connected to the output of the third trigger, and the bit synchronization input - with the descrambler synchronization output, the input of the fourth data of the shift register is connected to the second input of the fourth element flashing OR and with the output of the second trigger, the data input of which is connected to the output of the second amplifier, the inputs of the parallel data of the second shift register are connected to the outputs of the second decoder, the inputs of which are connected to the outputs of the fourth shift register, the input of the serial data of the second shift register is connected to the first input of the fourth element An exclusive OR, whose output is connected to the data input of the third trigger, the synchronization input of which is connected to the synchronization output of the descrambler and to the input of the second nvertora.

Блок преобразования параллельного кода в последовательный содержит триггер, постоянное запоминающее устройство, параллельный регистр, сдвиговый регистр, генератор импульсов и инвертор, группа входов данных блока соединена с входами параллельных данных сдвигового регистра, выход последовательных данных которого является выходом данных блока, а вход синхронизации соединен с выходом генератора импульсов и с входом инвертора и является выходом битовой синхронизации блока, вход коррекции блока соединен с входом данных триггера, вход синхронизации которого соединен с выходом инвертора и с входом синхронизации параллельного регистра, выходы которого соединены с входом управления сдвигового регистра, с выходом байтовой синхронизации блока и с входами адреса постоянного запоминающего устройства, выходы которого соединены с входами данных параллельного регистра, выход триггера соединен с входом адреса постоянного запоминающего устройства.The parallel-to-serial conversion unit contains a trigger, read-only memory, a parallel register, a shift register, a pulse generator and an inverter, a group of data inputs of the unit is connected to the inputs of the parallel data of the shift register, the serial data output of which is the data output of the unit, and the synchronization input is connected to the output of the pulse generator and with the input of the inverter and is the output of the bit synchronization of the block, the input of the correction block is connected to the input of the trigger data, the input is blue the timing of which is connected to the inverter output and to the parallel register synchronization input, the outputs of which are connected to the shift register control input, to the byte synchronization output of the block and to the inputs of the memory address, the outputs of which are connected to the parallel register data inputs, the trigger output is connected to the address input read-only memory device.

Блок преобразования последовательного кода в параллельный содержит первый и второй сдвиговые регистры, инвертор, постоянное запоминающее устройство, первый и второй параллельные регистры, вход данных второго параллельного регистра соединен с входом данных первого сдвигового регистра и является входом данных блока, вход синхронизации первого сдвигового регистра соединен с входом инвертора и является входом битовой синхронизации блока, вход данных второго сдвигового регистра является входом коррекции блока, группа выходов второго параллельного регистра является группой выходов данных блока, вход синхронизации второго параллельного регистра соединен с выходом первого параллельного регистра и является выходом байтовой синхронизации блока, выход инвертора соединен с входами синхронизации второго сдвигового регистра и первого параллельного регистра, выходы постоянного запоминающего устройства соединены с входами первого параллельного регистра, а адресные входы - с выходом второго сдвигового регистра и с выходами первого параллельного регистра.The serial to parallel conversion unit contains the first and second shift registers, an inverter, read-only memory, the first and second parallel registers, the data input of the second parallel register is connected to the data input of the first shift register and is the data input of the block, the synchronization input of the first shift register is connected to the inverter input and is the input of the bit synchronization of the block, the data input of the second shift register is the input of the block correction, the group of outputs of the second pa the parallel register is a group of data outputs of the block, the synchronization input of the second parallel register is connected to the output of the first parallel register and is the output of the byte synchronization of the block, the inverter output is connected to the synchronization inputs of the second shift register and the first parallel register, the outputs of the permanent storage device are connected to the inputs of the first parallel register and the address inputs with the output of the second shift register and with the outputs of the first parallel register.

На фиг.1, а и б представлены функциональная схема известного генератора псевдослучайной последовательности битов и таблица - указатель точек подключения цепи обратной связи этого генератора; на фиг.2 - функциональная схема известного устройства [1] для передачи данных; на фиг.3 - функциональная схема известного устройства [2] для передачи данных; на фиг.4 - функциональная схема предлагаемого устройства для передачи данных; на фиг.5 - функциональная схема блока преобразования параллельного кода в последовательный предлагаемого устройства; на фиг.6 - функциональная схема блока преобразования последовательного кода в параллельный предлагаемого устройства; на фиг.7, а - в - таблица состояний генератора псевдослучайной последовательности битов, диаграмма состояний этого генератора и пример кодовой ситуации, поясняющий работу предлагаемого устройства; на фиг.8 - временные диаграммы работы скремблера предлагаемого устройства; на фиг.9 - временные диаграммы работы дескремблера предлагаемого устройства; на фиг.10 - диаграммы, поясняющие процесс передачи данных предлагаемым устройством в отсутствие сигнала коррекции границ между байтами; на фиг.11 - диаграммы, поясняющие процесс передачи данных предлагаемым устройством при наличии сигнала коррекции границ между байтами; на фиг.12 - временные диаграммы работы блока передачи данных предлагаемого устройства в отсутствие сигнала коррекции границ между байтами; на фиг.13 - временные диаграммы работы блока передачи данных предлагаемого устройства при наличии сигнала коррекции границ между байтами; на фиг.14 - временные диаграммы работы блока приема данных предлагаемого устройства в отсутствие сигнала коррекции границ между байтами; на фиг.15 - временные диаграммы работы блока приема данных предлагаемого устройства при наличии сигнала коррекции границ между байтами;Figure 1, a and b presents a functional diagram of a known generator of a pseudo-random sequence of bits and a table is a pointer to the points of connection of the feedback circuit of this generator; figure 2 is a functional diagram of a known device [1] for data transmission; figure 3 is a functional diagram of a known device [2] for data transmission; figure 4 is a functional diagram of the proposed device for data transmission; figure 5 is a functional block diagram of the conversion of the parallel code into the serial of the proposed device; figure 6 is a functional block diagram of the conversion of the serial code in parallel to the proposed device; in Fig.7, a - c is a state table of a generator of a pseudo-random sequence of bits, a state diagram of this generator and an example of a code situation that explains the operation of the proposed device; on Fig - timing diagrams of the operation of the scrambler of the proposed device; figure 9 is a timing diagram of the descrambler of the proposed device; figure 10 is a diagram illustrating the process of data transfer by the proposed device in the absence of a signal for correction of boundaries between bytes; 11 is a diagram explaining the data transfer process of the proposed device in the presence of a signal for correction of boundaries between bytes; on Fig - timing diagrams of the data transfer unit of the proposed device in the absence of a signal for correction of boundaries between bytes; on Fig - timing diagrams of the operation of the data transmission unit of the proposed device in the presence of a signal for correction of boundaries between bytes; on Fig - timing diagrams of the operation of the data receiving unit of the proposed device in the absence of a signal for correction of boundaries between bytes; on Fig - time diagrams of the operation of the data receiving unit of the proposed device in the presence of a signal for correction of boundaries between bytes;

Генератор 1 псевдослучайной последовательности битов (фиг.1, а) содержит сдвиговый регистр 2, выходы разрядов М и N которого соединены с входами элемента Исключающее ИЛИ 3, выход которого соединен с входом последовательных данных сдвигового регистра 2 и является выходом 4 генератора 1 псевдослучайной последовательности битов, вход 5 синхронизации сдвигового регистра 2 является входом синхронизации генератора 1 псевдослучайной последовательности битов. Направление сдвига данных в регистре 2 показано стрелкой 6. Номера разрядов М и N регистра 2 выбираются из приведенной на фиг.1, б таблицы 7 - указателя точек подключения цепи обратной связи.The generator 1 of the pseudo-random sequence of bits (Fig. 1, a) contains a shift register 2, the outputs of bits M and N of which are connected to the inputs of the Exclusive OR 3 element, the output of which is connected to the input of the serial data of the shift register 2 and is the output 4 of the generator 1 of the pseudo-random sequence of bits , the input 5 synchronization of the shift register 2 is the synchronization input of the generator 1 of the pseudo-random sequence of bits. The direction of the data shift in register 2 is shown by arrow 6. The bit numbers M and N of register 2 are selected from shown in Fig. 1, b of table 7 — pointer of the connection points of the feedback circuit.

Известное [1] устройство 8 для передачи данных (фиг.2) содержит подключенные к противоположным сторонам линии связи 9 блок 10 передачи данных (скремблер) и блок 11 приема данных (дескремблер), блок 10 передачи данных содержит первый 12 и второй 13 элементы Исключающее ИЛИ, первый 14 усилитель и первый 15 сдвиговый регистр, входы второго 13 элемента Исключающее ИЛИ подключены к выходам первого 15 сдвигового регистра, а выход - к первому входу первого 12 элемента Исключающее ИЛИ, вход последовательных данных первого 15 сдвигового регистра соединен с выходом первого 12 элемента Исключающее ИЛИ и с входом первого 14 усилителя, вход синхронизации первого 15 сдвигового регистра является входом 16 синхронизации устройства, второй вход первого 12 элемента Исключающее ИЛИ является входом 17 данных устройства, выход первого 14 усилителя подключен к линии связи 9, блок 11 приема данных содержит генератор 18 с фазовой автоподстройкой частоты, второй 19 сдвиговый регистр, третий 20 и четвертый 21 элементы Исключающее ИЛИ и второй 22 усилитель, вход которого подключен к линии связи 9, а выход - к входу генератора 18 с фазовой автоподстройкой частоты, выход которого соединен с входом синхронизации второго 19 сдвигового регистра и является выходом 23 синхронизации устройства, выходы второго 19 сдвигового регистра соединены с входами третьего 20 элемента Исключающее ИЛИ, выход которого подключен к первому входу четвертого 21 элемента Исключающее ИЛИ, выход которого является выходом 24 данных устройства, а второй вход соединен с входом последовательных данных второго 19 сдвигового регистра и с выходом второго 22 усилителя. Направления сдвига данных в регистрах 15 и 19 показаны стрелками 25. Внешний источник 26 данных (например, первый компьютер) подключен к входам 16 и 17 устройства 8. Внешний приемник 27 данных (например, второй компьютер) подключен к выходам 23 и 24 устройства 8.The known [1] device 8 for transmitting data (FIG. 2) contains data transmission unit 10 (scrambler) and data reception unit 11 (descrambler) connected to opposite sides of the communication line 9, data transmission unit 10 contains the first 12 and second 13 exclusive elements OR, the first 14 amplifier and the first 15 shift register, inputs of the second 13 Exclusive element OR connected to the outputs of the first 15 shift register, and the output to the first input of the first 12 element Exclusive OR, the serial data input of the first 15 shift register is connected to the output the first 12 exclusive-OR elements and with the input of the first 14 amplifier, the synchronization input of the first 15 shift register is the device synchronization input 16, the second input of the first 12 exclusive-OR elements is the device data input 17, the output of the first amplifier 14 is connected to the communication line 9, reception block 11 the data contains a phase-locked oscillator 18, a second 19 shift register, a third 20 and a fourth 21 exclusive-OR elements and a second 22 amplifier, the input of which is connected to communication line 9, and the output to the input of generator 18 with automatic frequency locking, the output of which is connected to the synchronization input of the second 19 shift register and is the device synchronization output 23, the outputs of the second 19 shift register are connected to the inputs of the third 20 Exclusive OR elements, the output of which is connected to the first input of the fourth 21 elements of the Exclusive OR, whose output is the output 24 of the device data, and the second input is connected to the serial data input of the second 19 shift register and the output of the second amplifier 22. The data shift directions in the registers 15 and 19 are shown by arrows 25. An external data source 26 (for example, the first computer) is connected to the inputs 16 and 17 of the device 8. An external data receiver 27 (for example, a second computer) is connected to the outputs 23 and 24 of the device 8.

Известное [2] устройство 28 для передачи данных (фиг.3) содержит подключенные к противоположным сторонам линии связи 29 блок 30 передачи данных (скремблер) и блок 31 приема данных (дескремблер), блок 30 передачи данных содержит генератор 32 псевдослучайной последовательности битов, первый 33 элемент Исключающее ИЛИ и первый 34 усилитель, генератор 32 псевдослучайной последовательности битов содержит первый 35 сдвиговый регистр и второй 36 элемент Исключающее ИЛИ, входы которого подключены к выходам первого 35 сдвигового регистра, а выход - к первому входу первого 33 элемента Исключающее ИЛИ и к входу последовательных данных первого 35 сдвигового регистра, вход синхронизации которого является входом 37 синхронизации скремблера 30, второй вход первого элемента Исключающее ИЛИ является входом 38 данных скремблера 30, выход первого 34 усилителя подключен к линии связи 29, блок 31 приема данных (дескремблер) содержит генератор 39 с фазовой автоподстройкой частоты, второй 40 сдвиговый регистр, третий 41 и четвертый 42 элементы Исключающее ИЛИ и второй 43 усилитель, вход которого подключен к линии связи 29, а выход - к входу генератора 39 с фазовой автоподстройкой частоты, выход которого является выходом 44 синхронизации дескремблера 31, выходы второго сдвигового регистра 40 соединены с входами третьего 41 элемента Исключающее ИЛИ, выход которого подключен к первому входу четвертого 42 элемента Исключающее ИЛИ.The known [2] device 28 for transmitting data (Fig. 3) comprises data transmitting unit 30 (scrambler) and data receiving unit 31 (descrambler) connected to opposite sides of the communication line 29, data transmitting unit 30 includes a pseudo-random bit sequence generator 32, the first The 33 XOR element and the first 34 amplifier, the pseudo-random sequence of bits generator 32 contains the first 35 shift register and the second 36 XOR element, the inputs of which are connected to the outputs of the first 35 shift register, and the output to the first input to the first 33 exclusive-OR elements and to the serial data input of the first 35 shift register, the synchronization input of which is the scrambler 30 synchronization input 37, the second input of the first exclusive-OR element is the scrambler 30 data input 38, the output of the first amplifier 34 is connected to the communication line 29, block 31 data reception (descrambler) contains a phase-locked oscillator 39, a second 40 shift register, a third 41 and a fourth 42 exclusive-OR elements and a second amplifier 43, the input of which is connected to the communication line 29, output - to the input of oscillator 39 with the phase locked loop, whose output is the output 44 of descrambler synchronization 31, the outputs of the second shift register 40 are connected to the inputs of a third exclusive-OR element 41, whose output is connected to first input 42 of the fourth exclusive-OR element.

В блоке 30 передачи данных выход первого 33 элемента Исключающее ИЛИ соединен с входом первого 34 усилителя. Блок 31 приема данных содержит также мультиплексор 45, выход которого соединен с входом последовательных данных регистра 40, а управляющий вход является управляющим входом 46 устройства 28. Первый вход данных мультиплексора 45 соединен с первым входом четвертого 42 элемента Исключающее ИЛИ. Второй вход данных мультиплексора 45 соединен со вторым входом четвертого 42 элемента Исключающее ИЛИ и с выходом второго 43 усилителя. Выход четвертого 42 элемента Исключающее ИЛИ является выходом 47 данных устройства 28. Вход синхронизации регистра 40 соединен с выходом 44 синхронизации устройства 28. Направления сдвига данных в регистрах 35 и 40 показаны стрелками 48. Внешний источник 49 данных (например, первый компьютер) подключен к входам 37 и 38 устройства 28. Внешний приемник 50 данных (например, второй компьютер) подключен к выходам 44 и 47 и к входу 46 устройства 28.In block 30, the output of the first 33 XOR element is connected to the input of the first 34 amplifier. The data receiving unit 31 also contains a multiplexer 45, the output of which is connected to the serial data input of the register 40, and the control input is the control input 46 of the device 28. The first data input of the multiplexer 45 is connected to the first input of the fourth 42 XOR elements. The second data input of the multiplexer 45 is connected to the second input of the fourth exclusive-OR element 42 and to the output of the second amplifier 43. The output of the fourth element 42 Exclusive OR is the data output 47 of the device 28. The synchronization input of the register 40 is connected to the synchronization output 44 of the device 28. The data shift directions in the registers 35 and 40 are shown by arrows 48. An external data source 49 (for example, the first computer) is connected to the inputs 37 and 38 of the device 28. An external data receiver 50 (for example, a second computer) is connected to the outputs 44 and 47 and to the input 46 of the device 28.

Предлагаемое устройство для передачи данных (фиг.4) содержит подключенные к противоположным сторонам линии связи 51 блок 52 передачи данных и блок 53 приема данных, блок 52 передачи данных содержит скремблер 54, содержащий генератор 55 псевдослучайной последовательности битов, первый 56 элемент Исключающее ИЛИ и первый 57 усилитель, генератор 55 псевдослучайной последовательности битов содержит первый 58 сдвиговый регистр и второй 59 элемент Исключающее ИЛИ, входы которого подключены к выходам первого 58 сдвигового регистра, а выход - к первому входу первого 56 элемента Исключающее ИЛИ и к входу последовательных данных первого 58 сдвигового регистра, вход синхронизации которого является входом 60 синхронизации скремблера, второй вход первого элемента Исключающее ИЛИ является входом 61 данных скремблера, выход первого 57 усилителя подключен к линии связи 51, блок 53 приема данных содержит дескремблер 62, содержащий генератор 63 с фазовой автоподстройкой частоты, второй 64 сдвиговый регистр, третий 65 и четвертый 66 элементы Исключающее ИЛИ и второй 67 усилитель, вход которого подключен к линии связи 51, а выход - к входу генератора 63 с фазовой автоподстройкой частоты, выход которого является выходом 68 синхронизации дескремблера 62, выходы второго 64 сдвигового регистра соединены с входами третьего 65 элемента Исключающее ИЛИ, выход которого подключен к первому входу четвертого 66 элемента Исключающее ИЛИ.The proposed device for transmitting data (Fig. 4) comprises data transmitting unit 52 and data receiving unit 53 connected to opposite sides of the communication line 51, data transmitting unit 52 contains a scrambler 54, containing a pseudo-random sequence of bits generator 55, the first 56 exclusive OR element, and the first 57 amplifier, generator 55 of the pseudo-random sequence of bits contains the first 58 shift register and the second 59 XOR element, the inputs of which are connected to the outputs of the first 58 shift register, and the output to the first input the first 56 exclusive OR element and to the serial data input of the first 58 shift register, the synchronization input of which is the scrambler synchronization input 60, the second input of the first exclusive OR element is the scrambler data input 61, the output of the first amplifier 57 is connected to the communication line 51, reception unit 53 the data contains a descrambler 62 containing a phase-locked loop generator 63, a second 64 shift register, a third 65 and a fourth 66 exclusive-OR elements and a second amplifier 67, the input of which is connected to the line with monitor 51, and the output is to the input of a phase-locked loop generator 63, the output of which is synchronization output of descrambler 62, the outputs of the second 64 shift register are connected to the inputs of the third 65 exclusive-OR element, the output of which is connected to the first input of the fourth 66 exclusive-OR element.

Блок 52 передачи данных содержит также блок 69 преобразования параллельного кода в последовательный, группа 70 входов данных которого является группой входов данных устройства, а выход 71 байтовой синхронизации - первым выходом байтовой синхронизации устройства, скремблер 54 дополнительно содержит третий 72 сдвиговый регистр, первый 73 дешифратор, первый 74 триггер и первый 75 инвертор, выход которого подключен к входу синхронизации первого 74 триггера, вход 60 первого 75 инвертора соединен с входами синхронизации первого 58 и третьего 72 сдвиговых регистров, а также с выходом битовой синхронизации блока 69 преобразования параллельного кода в последовательный, управляющий вход первого 58 сдвигового регистра соединен с выходом первого 73 дешифратора и с входом 76 коррекции блока 69 преобразования параллельного кода в последовательный, выход данных которого соединен с входом 61 данных скремблера 54, вход последовательных данных третьего 72 сдвигового регистра соединен с выходом первого 56 элемента Исключающее ИЛИ и с входом данных первого 74 триггера, выход которого соединен с входом первого 57 усилителя, входы 77 параллельных данных первого 58 сдвигового регистра соединены с выходами первого 73 дешифратора, входы которого соединены с выходами третьего 72 сдвигового регистра.The data transfer unit 52 also contains a parallel to serial code converting unit 69, the data input group of which 70 is a group of device data inputs, and the byte synchronization output 71 is a first byte synchronization output of the device, the scrambler 54 further comprises a third 72 shift register, a first 73 decoder, the first 74 trigger and the first 75 inverter, the output of which is connected to the synchronization input of the first 74 trigger, the input 60 of the first 75 inverter is connected to the synchronization inputs of the first 58 and third 72 shift p registers, as well as with the output of the bit synchronization of the block 69 converting the parallel code into serial, the control input of the first 58 shift register is connected to the output of the first 73 decoder and with the input 76 of the correction unit 69 converting the parallel code into serial, the data output of which is connected to the input 61 of the scrambler data 54, the input of serial data of the third 72 shift register is connected to the output of the first 56 Exclusive OR element and to the data input of the first 74 trigger, the output of which is connected to the input of the first 57 amplifier, inputs 77 of parallel data of the first 58 shift register are connected to the outputs of the first 73 decoder, the inputs of which are connected to the outputs of the third 72 shift register.

Блок 53 приема данных содержит также блок 78 преобразования последовательного кода в параллельный, группа 79 выходов данных которого является группой выходов данных устройства, а выход 80 байтовой синхронизации - вторым выходом байтовой синхронизации устройства, дескремблер 62 дополнительно содержит четвертый 81 сдвиговый регистр, второй 82 дешифратор, второй 83 и третий 84 триггеры и второй 85 инвертор, выход которого подключен к входу синхронизации второго 83 триггера и к входам синхронизации второго 64 и четвертого 81 сдвиговых регистров, управляющий вход второго сдвигового регистра соединен с выходом второго дешифратора и с входом 86 коррекции блока 78 преобразования последовательного кода в параллельный, вход 87 данных которого соединен с выходом третьего 84 триггера, а вход битовой синхронизации - с выходом 68 синхронизации дескремблера, вход последовательных данных четвертого 81 сдвигового регистра соединен со вторым входом четвертого 66 элемента Исключающее ИЛИ и с выходом второго 83 триггера, вход данных которого соединен с выходом второго 67 усилителя, входы 88 параллельных данных второго 64 сдвигового регистра соединены с выходами второго 82 дешифратора, входы которого соединены с выходами четвертого 81 сдвигового регистра, вход последовательных данных второго 64 сдвигового регистра соединен с первым входом четвертого 66 элемента Исключающее ИЛИ, выход которого соединен с входом данных третьего 84 триггера, вход синхронизации которого соединен с выходом 68 синхронизации дескремблера и с входом второго 85 инвертора. Стрелками 89 обозначено направление сдвига данных в регистрах 58, 64, 72 и 81.The data receiving unit 53 also contains a serial to parallel conversion unit 78, the data output group 79 of which is a device data output group, and the byte synchronization output 80 is a second device byte synchronization output, the descrambler 62 further comprises a fourth 81 shift register and a second 82 decoder, the second 83 and third 84 triggers and the second 85 inverter, the output of which is connected to the synchronization input of the second 83 triggers and to the synchronization inputs of the second 64 and fourth 81 shift registers, controls the input input of the second shift register is connected to the output of the second decoder and to the correction input 86 of the serial to parallel conversion unit 78, the data input 87 of which is connected to the output of the third 84 trigger, and the bit synchronization input to the descrambler synchronization output 68, the fourth serial data input 81 the shift register is connected to the second input of the fourth 66 XOR element and to the output of the second 83 trigger, the data input of which is connected to the output of the second 67 amplifier, inputs 88 of parallel data x the second 64 shift register is connected to the outputs of the second 82 decoder, the inputs of which are connected to the outputs of the fourth 81 shift register, the serial data input of the second 64 shift register is connected to the first input of the fourth 66 exclusive-OR element, the output of which is connected to the data input of the third 84 trigger, input synchronization which is connected to the output 68 of the descrambler synchronization and with the input of the second 85 inverter. Arrows 89 indicate the direction of data shift in registers 58, 64, 72, and 81.

Блок 69 преобразования параллельного кода в последовательный (фиг.5) содержит триггер 90, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 91, параллельный регистр 92, сдвиговый регистр 93, генератор 94 импульсов и инвертор 95, группа 70 входов данных блока соединена с входами параллельных данных сдвигового регистра 93, выход 61 последовательных данных которого является выходом данных блока, а вход синхронизации соединен с выходом генератора 94 импульсов и с входом инвертора 95 и является выходом 60 битовой синхронизации блока, вход 76 коррекции блока 69 соединен с входом данных триггера 90, вход синхронизации которого соединен с выходом инвертора 95 и с входом синхронизации параллельного регистра 92, выходы которого соединены с входом 96 управления сдвигового регистра 93, с выходом 71 байтовой синхронизации блока 69 и с входами адреса ПЗУ 91, выходы которого соединены с входами данных параллельного регистра 92, выход триггера 90 соединен с входом адреса ПЗУ 91. Направление сдвига данных в регистре 93 показано стрелкой 97.Block 69 converting a parallel code into a serial one (Fig. 5) contains a trigger 90, a read-only memory (ROM) 91, a parallel register 92, a shift register 93, a pulse generator 94 and an inverter 95, the block 70 of the block data inputs is connected to the inputs of the parallel shift data register 93, the output of 61 serial data of which is the output of the data of the block, and the synchronization input is connected to the output of the pulse generator 94 and to the input of the inverter 95 and is the output of 60 bit synchronization of the block, the input 76 of the correction block 69 is connected n with a data input of a trigger 90, the synchronization input of which is connected to the output of the inverter 95 and with the synchronization input of the parallel register 92, the outputs of which are connected to the control input 96 of the shift register 93, with the output 71 of the byte synchronization of the block 69 and with the inputs of the address of the ROM 91, the outputs of which connected to the data inputs of the parallel register 92, the output of the trigger 90 is connected to the input address of the ROM 91. The direction of the data shift in the register 93 is shown by arrow 97.

Блок 78 преобразования последовательного кода в параллельный (фиг.6) содержит первый 98 и второй 99 сдвиговые регистры, инвертор 100, ПЗУ 101, первый 102 и второй 103 параллельные регистры, вход данных второго 103 параллельного регистра соединен с входом данных первого 98 сдвигового регистра и является входом 87 данных блока 78, вход синхронизации первого 98 сдвигового регистра соединен с входом инвертора и является входом 68 битовой синхронизации блока 78, вход данных второго 99 сдвигового регистра является входом 86 коррекции блока 78, группа выходов второго 103 параллельного регистра является группой 79 выходов данных блока 78, вход синхронизации второго 103 параллельного регистра соединен с выходом первого 102 параллельного регистра и является выходом 80 байтовой синхронизации блока 78, выход инвертора 100 соединен с входами синхронизации второго 99 сдвигового регистра и первого 102 параллельного регистра, выходы ПЗУ 101 соединены с входами первого 102 параллельного регистра, а адресные входы - с выходом 104 второго 99 сдвигового регистра и с выходами первого 102 параллельного регистра. Направление сдвига данных в регистрах 98 и 99 показано стрелками 105.Block 78 converting the serial code into parallel (Fig.6) contains the first 98 and second 99 shift registers, inverter 100, ROM 101, the first 102 and second 103 parallel registers, the data input of the second 103 parallel register is connected to the data input of the first 98 shift register and is the data input 87 of block 78, the synchronization input of the first 98 shift register is connected to the input of the inverter and is the input 68 of the bit synchronization of block 78, the data input of the second 99 shift register is the input 86 of the correction block 78, the group of outputs of the second o 103 parallel register is a group 79 of the data outputs of block 78, the synchronization input of the second 103 parallel register is connected to the output of the first 102 parallel register and is the output 80 byte synchronization of block 78, the output of the inverter 100 is connected to the synchronization inputs of the second 99 shift register and the first 102 parallel register , the outputs of the ROM 101 are connected to the inputs of the first 102 parallel register, and the address inputs are with the output 104 of the second 99 shift register and with the outputs of the first 102 parallel register. The direction of the data shift in registers 98 and 99 is shown by arrows 105.

В таблице 106 (фиг.7, а) представлен список состояний генератора 55 псевдослучайной последовательности битов; диаграмма 107 состояний этого генератора (фиг.7, б) отражает перемещение указателя 108 текущего состояния по кольцевому пути; линии 109 и 110 разделяют диаграмму на четыре сектора. В таблице 111 (фиг.7, б) приведен пример кодовой ситуации, поясняющий работу предлагаемого устройства.Table 106 (FIG. 7 a) provides a list of states of the pseudo-random bit sequence generator 55; the state diagram 107 of this generator (Fig. 7, b) reflects the movement of the current state indicator 108 along the ring path; lines 109 and 110 divide the diagram into four sectors. Table 111 (Fig. 7, b) shows an example of a code situation explaining the operation of the proposed device.

Временные диаграммы 112 и 113 (фиг.8) соответствуют сигналам на входах 60 и 61 скремблера 54; диаграмма 114 - сигналу на выходе элемента Исключающее ИЛИ 59; диаграмма 115 - сигналу на выходе элемента Исключающее ИЛИ 56; диаграмма 116 - сигналам на выходах регистра 72; диаграмма 117 - сигналу на управляющем входе P/S регистра 58 (точка 76); диаграмма 118 - состояниям генератора 55 псевдослучайной последовательности битов; диаграмма 119 - сигналу на входе усилителя 57.Timing diagrams 112 and 113 (Fig. 8) correspond to the signals at the inputs 60 and 61 of the scrambler 54; chart 114 - the signal at the output of the element Exclusive OR 59; chart 115 - the signal at the output of the element Exclusive OR 56; chart 116 - signals at the outputs of the register 72; chart 117 - the signal at the control input P / S register 58 (point 76); chart 118 - states of the generator 55 of the pseudo-random sequence of bits; chart 119 is a signal at the input of amplifier 57.

Временная диаграмма 120 (фиг.9) соответствуют сигналу на выходе усилителя 67; диаграмма 121 - сигналу на выходе инвертора 85; диаграмма 122 - сигналу на выходе триггера 83; диаграмма 123 - сигналам на выходах регистра 81; диаграмма 124 - сигналу на управляющем входе P/S* регистра 64 (точка 86); диаграмма 125 - состояниям регистра 64 генератора псевдослучайной последовательности битов дескремблера 62; диаграмма 126 - сигналу на выходе элемента Исключающее ИЛИ 65; диаграмма 127 - сигналу на выходе элемента Исключающее ИЛИ 66; диаграмма 128 - сигналу на входе инвертора 85; диаграмма 129 - сигналу на выходе 87 дескремблера 62.Timing diagram 120 (Fig.9) correspond to the signal at the output of amplifier 67; chart 121 - the signal at the output of inverter 85; chart 122 - the signal at the output of the trigger 83; chart 123 - signals at the outputs of the register 81; chart 124 - the signal at the control input P / S * register 64 (point 86); chart 125 - the state of the register 64 of the generator of the pseudo-random bit sequence of the descrambler 62; chart 126 - the signal at the output of the element Exclusive OR 65; chart 127 - the signal at the output of the element Exclusive OR 66; chart 128 is a signal at the input of inverter 85; chart 129 - the signal at the output of 87 descrambler 62.

Последовательность байтов 130 (фиг.10), принимаемых с входов 70 устройства в установившемся режиме, передается по линии связи 51 в виде непрерывного потока битов, в котором размещены байты 131. После их приема на выходах 79 устройства формируется выходная последовательность байтов 132, совпадающая с входной. Стрелки 133 отражают последовательность преобразования данных.The sequence of bytes 130 (Fig. 10) received from the inputs of the device 70 in steady state is transmitted over the communication line 51 in the form of a continuous bit stream in which bytes 131 are placed. After receiving them, the output sequence of bytes 132, which coincides with input. Arrows 133 represent the data conversion sequence.

Последовательность байтов 134 (фиг.11), принимаемых с входов 70 устройства в режиме коррекции границ байтов, передается по линии связи 51 в виде непрерывного потока битов, в котором размещены байты 135. В момент 136 коррекции часть 137 переданного байта игнорируется, после чего он передается повторно (байт 138). На выходах 79 устройства формируется выходная последовательность байтов 139, совпадающая с входной. Стрелки 140 отражают последовательность преобразования данных.The sequence of bytes 134 (Fig. 11) received from the inputs of the device 70 in the byte boundary correction mode is transmitted over the communication line 51 in the form of a continuous bit stream in which bytes 135 are placed. At the time 136 of the correction, part 137 of the transmitted byte is ignored, after which it retransmitted (byte 138). At the outputs 79 of the device, an output sequence of bytes 139 is formed that matches the input. Arrows 140 reflect the data conversion sequence.

Временные диаграммы 141 и 142 (фиг.12) соответствуют сигналам на входе и выходе инвертора 95 (фиг.5); диаграммы 143 и 144 - сигналам на входе данных и выходе триггера 90; диаграммы 145 и 146 - сигналам в точках 71 и 96; диаграммы 147 и 148 - сигналам в точках 70 и 61; диаграммы 149 и 150 - сигналам на входе данных и выходе триггера 74 (фиг.4); диаграммы 151 и 152 - сигналам на адресных входах и выходах ПЗУ 91 (фиг.5).Timing diagrams 141 and 142 (Fig. 12) correspond to the signals at the input and output of inverter 95 (Fig. 5); diagrams 143 and 144 - to signals at the data input and the output of the trigger 90; diagrams 145 and 146 - to signals at points 71 and 96; diagrams 147 and 148 - to signals at points 70 and 61; diagrams 149 and 150 show the signals at the data input and output of the trigger 74 (Fig. 4); diagrams 151 and 152 - signals at the address inputs and outputs of the ROM 91 (figure 5).

Временные диаграммы 153 и 154 (фиг.13) соответствуют сигналам на входе и выходе инвертора 95; диаграммы 155 и 156 - сигналам на входе данных и выходе триггера 90; диаграммы 157 и 158 - сигналам в точках 71 и 96; диаграммы 159 и 160 - сигналам в точках 70 и 61; диаграммы 161 и 162 - сигналам на входе данных и выходе триггера 74; диаграммы 163 и 164 - сигналам на адресных входах и выходах ПЗУ 91.Timing diagrams 153 and 154 (Fig.13) correspond to the signals at the input and output of the inverter 95; diagrams 155 and 156 - signals at the input of data and the output of the trigger 90; diagrams 157 and 158 - to signals at points 71 and 96; diagrams 159 and 160 - to signals at points 70 and 61; diagrams 161 and 162 - to the signals at the data input and the output of the trigger 74; diagrams 163 and 164 - signals at the address inputs and outputs of the ROM 91.

Временные диаграммы 165, 166 и 167 (фиг.14) соответствуют сигналам на входе данных, входе синхронизации и выходе триггера 83 (фиг.4); диаграмма 168 - последовательности битов во входном (крайнем левом) разряде регистра 81; диаграмма 169 - сигналу в точке 86; диаграмма 170 - состояниям регистра 64; диаграммы 171 и 172 - сигналам на выходах элементов 65 и 66; диаграммы 173 и 174 - сигналам в точках 68 и 87; диаграммы 175 - 181 - сигналам в регистре 98 (фиг.6); диаграмма 182 - сигналу в точке 104; диаграммы 183 и 184 - сигналам на адресных входах и выходах ПЗУ 101; диаграммы 185 и 186 - сигналам на входе верхнего (по схеме) разряда и выходе 80 регистра 102; диаграмма 187 - сигналам на выходах 79 регистра 103.Timing diagrams 165, 166 and 167 (Fig. 14) correspond to signals at the data input, synchronization input, and trigger output 83 (Fig. 4); chart 168 is a sequence of bits in the input (leftmost) bit of the register 81; chart 169 shows the signal at point 86; chart 170 - state of the register 64; diagrams 171 and 172 - to the signals at the outputs of elements 65 and 66; diagrams 173 and 174 - to signals at points 68 and 87; chart 175 - 181 - signals in the register 98 (Fig.6); chart 182 - the signal at point 104; diagrams 183 and 184 - signals at the address inputs and outputs of the ROM 101; diagrams 185 and 186 - signals at the input of the upper (according to the scheme) discharge and the output 80 of the register 102; chart 187 - the signals at the outputs 79 of the register 103.

Временные диаграммы 188, 189 и 190 (фиг.15) соответствуют сигналам на входе данных, входе синхронизации и выходе триггера 83; диаграмма 191 - последовательности битов во входном разряде регистра 81; диаграмма 192 - сигналу в точке 86; диаграмма 193 - состояниям регистра 64; диаграммы 194 и 195 - сигналам на выходах элементов 65 и 66; диаграммы 196 и 197 - сигналам в точках 68 и 87; диаграммы 198 - 204 - сигналам в регистре 98; диаграмма 205 - сигналу в точке 104; диаграммы 206 и 207 - сигналам на адресных входах и выходах ПЗУ 101; диаграммы 208 и 209 - сигналам на входе верхнего (по схеме) разряда и выходе 80 регистра 102; диаграмма 210 - сигналам на выходах 79 регистра 103.Timing diagrams 188, 189 and 190 (Fig. 15) correspond to signals at the data input, synchronization input, and trigger output 83; chart 191 is a sequence of bits in the input bit of the register 81; diagram 192 - to the signal at point 86; chart 193 - states of the register 64; diagrams 194 and 195 — to signals at the outputs of elements 65 and 66; diagrams 196 and 197 - signals at points 68 and 87; chart 198 - 204 - signals in the register 98; chart 205 - the signal at point 104; diagrams 206 and 207 - signals at the address inputs and outputs of the ROM 101; diagrams 208 and 209 - signals at the input of the upper (according to the scheme) discharge and the output 80 of the register 102; chart 210 - to the signals at the outputs 79 of the register 103.

Ниже приведено краткое описание работы известных устройств [1,2].The following is a brief description of the operation of known devices [1,2].

Скремблеры и дескремблеры обычно содержат генераторы псевдослучайных последовательностей битов или фрагменты таких генераторов. Пример построения генератора псевдослучайной последовательности битов приведен на фиг.1 (см. кн. П.Хоровиц, У.Хилл "Искусство схемотехники": В трех т. - М.: Мир, 1993. - 2 т.). Генератор 1 выполнен на основе сдвигового регистра 2 с логическим элементом Исключающее ИЛИ (XOR) 3 в цепи обратной связи.Scramblers and descramblers typically contain pseudo-random bit sequence generators or fragments of such generators. An example of constructing a generator of a pseudo-random sequence of bits is shown in figure 1 (see the book. P. Horowitz, W. Hill "The Art of Circuit Engineering": In three volumes - M .: Mir, 1993. - 2 tons). Generator 1 is made on the basis of shift register 2 with an exclusive OR (XOR) 3 logic element in the feedback circuit.

В исходном состоянии в регистре 2 присутствует любой ненулевой код (цепь начальной установки регистра не показана). Под действием положительных фронтов синхросигнала CLK на входе 5 этот код циркулирует в генераторе и одновременно видоизменяется. В каждом такте (периоде сигнала CLK) код продвигается в регистре 2 в направлении, указанном стрелкой 6, при этом в освободившийся разряд регистра заносится бит данных с выхода 4. В качестве выхода генератора можно использовать выход элемента Исключающее ИЛИ 3 или выход любого разряда регистра.In the initial state, any non-zero code is present in register 2 (the initial setup circuit of the register is not shown). Under the influence of the positive edges of the clock signal CLK at input 5, this code circulates in the generator and simultaneously modifies. In each clock cycle (CLK signal period), the code advances in register 2 in the direction indicated by arrow 6, while the data bit from output 4 is entered into the freed register bit. As an output from the generator, you can use the output of the exclusive OR 3 element or the output of any bit of the register.

В общем случае при использовании М-разрядного регистра 2 цепь обратной связи подключается к разрядам с номерами М и N (М>N). Для того чтобы на выходе генератора формировалась псевдослучайная последовательность битов с периодом повторения, равным 2м - 1, следует выбирать точки подключения цепи обратной связи в соответствии с таблицей 7 (фиг.1, б), которая описывает ряд генераторов различной разрядности. При работе генератора в регистре 2 формируются все возможные М-разрядные коды, за исключением нулевого. (Отметим, что во всех описанных далее устройствах можно применять усовершенствованные генераторы, не имеющие запрещенных состояний, см., например, кн. Шевкопляс Б.В. "Микропроцессорные структуры. Инженерные решения": Справочник. - Дополнение первое. - М.: Радио и связь, 1993. - 256 с.).In the general case, when using the M-bit register 2, the feedback circuit is connected to the digits with the numbers M and N (M> N). In order for a pseudo-random sequence of bits with a repetition period equal to 2 m - 1 to be formed at the output of the generator, you should select the connection points of the feedback circuit in accordance with table 7 (Fig. 1, b), which describes a number of generators of different lengths. When the generator is operating in register 2, all possible M-bit codes are generated, except for zero. (Note that in all the devices described below it is possible to use advanced generators that do not have forbidden states, see, for example, Prince B. Shevkoplyas "Microprocessor Structures. Engineering Solutions": Reference. - Supplement One. - M .: Radio and communication, 1993. - 256 p.).

Псевдослучайная последовательность битов с периодом повторения, равным 2м - 1, обладает следующими свойствами.A pseudo-random sequence of bits with a repetition period of 2 m - 1 has the following properties.

1. В полном цикле (2м - 1 тактов) число лог. 1, формируемых на выходе 4 генератора 1, на единицу больше, чем число лог.0. Добавочная лог.1 появляется за счет исключения состояния, при котором в регистре 2 присутствовал бы нулевой код. Это можно интерпретировать так, что вероятности появления лог.0 и лог.1 на выходе 4 генератора 1 практически одинаковы.1. In the full cycle (2 m - 1 ticks) the number of logs. 1, formed at the output 4 of generator 1, is one more than the number of log.0. Additional log. 1 appears due to the exclusion of a state in which a zero code would be present in register 2. This can be interpreted so that the probabilities of occurrence of log.0 and log.1 at the output 4 of generator 1 are almost the same.

2. В полном цикле (2м - 1 тактов) половина серий из последовательных лог. 1 имеет длину 1, одна четвертая серий - длину 2, одна восьмая - длину 3 и т. д. Такими же свойствами обладают и серии из лог.0 с учетом пропущенного лог.0. Это говорит о том, что вероятности появления "орлов" и "решек" не зависят от исходов предыдущих "подбрасываний". Поэтому вероятность того, что серия из последовательных лог.1 или лог.0 закончится при следующем подбрасывании, равна 1/2.2. In a full cycle (2 m - 1 ticks) half of the series from consecutive logs. 1 has a length of 1, one-fourth of a series is a length of 2, one-eighth of a series of length 3, etc. Series from log.0 have the same properties, taking into account the missing log.0. This suggests that the probabilities of the appearance of "eagles" and "tails" do not depend on the outcome of previous "tosses." Therefore, the probability that a series of consecutive log. 1 or log. 0 ends at the next toss is 1/2.

3. Если последовательность полного цикла (2м - 1 тактов) сравнивать с этой же последовательностью, но циклически сдвинутой на любое число тактов W (W не является нулем или числом, кратным 2м - 1), то число несовпадений будет на единицу больше, чем число совпадений.3. If we compare the sequence of the full cycle (2 m - 1 cycles) with the same sequence, but cyclically shifted by any number of cycles W (W is not zero or a multiple of 2 m - 1), then the number of mismatches will be one more, than the number of matches.

Наиболее распространены две основные схемы устройств для передачи данных (устройств типа "скремблер - дескремблер"): с неизолированными и изолированными (от линии связи) генераторами псевдослучайных последовательностей битов.The most common are two main schemes of devices for data transmission (devices of the "scrambler - descrambler" type): with non-isolated and isolated (from the communication line) generators of pseudo-random bit sequences.

В устройстве 8 (фиг.2 [1]) скремблер 10 и дескремблер 11 выполнены с использованием фрагментов рассмотренных ранее генераторов 1 псевдослучайных последовательностей битов (см. фиг.1). В цепь обратной связи генератора на основе сдвигового регистра 15 введен дополнительный элемент Исключающее ИЛИ 12. В дескремблере применен аналогичный генератор на основе сдвигового регистра 19 с разомкнутой цепью обратной связи.In the device 8 (FIG. 2 [1]), the scrambler 10 and the descrambler 11 are made using fragments of the pseudorandom sequences of bits considered earlier 1 (see FIG. 1). An additional element Exclusive OR 12 is introduced into the feedback circuit of the generator based on the shift register 15. A similar generator based on the shift register 19 with an open feedback circuit is used in the descrambler.

Все процессы, протекающие в устройстве 8, синхронизируются от тактового генератора, размещенного во внешнем источнике данных 26 (возможно также его размещение в блоке 10). Тактовый генератор формирует сигнал CLK - непрерывную последовательность тактовых импульсов со скважностью, равной двум. В каждом такте на вход 17 скремблера 10 подается очередной бит передаваемых данных DATA, а в сдвиговом регистре 15 накопленный код продвигается на один разряд вправо (по стрелке 25).All processes taking place in the device 8 are synchronized from a clock located in an external data source 26 (it can also be placed in block 10). The clock generates a signal CLK - a continuous sequence of clock pulses with a duty cycle equal to two. In each clock cycle, the next bit of the transmitted DATA data is fed to input 17 of the scrambler 10, and in the shift register 15, the accumulated code moves one bit to the right (arrow 25).

Если предположить, что источник данных 26 посылает в скремблер 10 длинную последовательность лог.0 (DATA≡0), то элемент Исключающее ИЛИ 12 можно рассматривать как повторитель сигнала Y1 с выхода элемента Исключающее ИЛИ 13. В этой ситуации регистр 15 фактически замкнут в кольцо и генерирует точно такую же псевдослучайную последовательность битов, как и в рассмотренной ранее схеме генератора 1 (фиг.1). Если от источника данных 26 поступает произвольная битовая последовательность, то она взаимодействует с последовательностью битов с выхода элемента Исключающее ИЛИ 13. В результате формируется новая (скремблированная) последовательность битов данных SCRD, по структуре близкая случайной. Эта последовательность, в свою очередь, продвигается по регистру 15, формирует поток битов Y1 на выходе элемента Исключающее ИЛИ 13 и т.д.If we assume that data source 26 sends a long sequence of log.0 (DATA≡0) to scrambler 10, then the XOR 12 element can be considered as a repeater of the Y1 signal from the output of the XOR OR 13 element. In this situation, register 15 is actually closed in a ring and generates exactly the same pseudo-random sequence of bits as in the generator circuit 1 considered earlier (Fig. 1). If an arbitrary bit sequence is received from data source 26, then it interacts with the bit sequence from the output of the Exclusive OR 13. As a result, a new (scrambled) sequence of SCRD data bits is generated, which is close in structure to random. This sequence, in turn, advances in register 15, forms the bit stream Y1 at the output of the element Exclusive OR 13, etc.

Скремблированная последовательность битов SCRD проходит через усилитель 14, передается по линии связи 9 (например, по витой паре проводов многожильного кабеля городской телефонной сети) и поступает в дескремблер 11, где проходит через усилитель 22. С помощью генератора 18 с фазовой автоподстройкой частоты из входного сигнала SCRD* (с выхода усилителя 22) выделяется тактовый сигнал CLK*, который передается на синхронизирующий вход С регистра 19 и на выход 23 устройства 8.A scrambled SCRD bit sequence passes through an amplifier 14, is transmitted over a communication line 9 (for example, over a twisted pair of wires of a multi-core cable of an urban telephone network) and enters a descrambler 11, where it passes through an amplifier 22. Using a generator 18 with phase-locked loop frequency from the input signal SCRD * (from the output of amplifier 22), a clock signal CLK * is allocated, which is transmitted to the clock input C of register 19 and to the output 23 of device 8.

Генератор 18 с фазовой автоподстройкой частоты может быть выполнен по одной из известных схем (см., например, пат. США №6.215.835 В1). Он предназначен для формирования высокостабильного синхросигнала CLK* на основе непрерывного слежения за входным сигналом SCRD*. В данном случае отрицательный фронт сигнала CLK* привязан к моментам изменения сигнала SCRD* (0→1 или 1→0), так что положительный фронт сигнала CLK* формируется в середине битового интервала сигнала SCRD*, что соответствует его установившемуся значению. Сдвиг данных в регистре 19 и прием очередного бита SCRD* в освободившийся разряд происходят по положительному фронту сигнала CLK*. Дескремблированные данные DATA* поступают в приемник данных 27 и фиксируются в нем по положительным фронтам сигнала CLK*.The generator 18 with phase-locked loop frequency can be performed according to one of the known schemes (see, for example, US Pat. No. 6,215.835 B1). It is designed to generate a highly stable CLK * clock based on continuous tracking of the SCRD * input signal. In this case, the negative edge of the signal CLK * is tied to the moments of change of the signal SCRD * (0 → 1 or 1 → 0), so that the positive edge of the signal CLK * is formed in the middle of the bit interval of the signal SCRD *, which corresponds to its steady-state value. The data shift in register 19 and the reception of the next SCRD * bit in the freed bit occur at the positive edge of the CLK * signal. The descrambled DATA * data arrives at the data receiver 27 and is captured therein along the positive edges of the CLK * signal.

Благодаря достаточной инерционности генератора 18 сигнал CLK* практически нечувствителен к "дрожанию фазы" сигнала SCRD* и иным его кратковременным искажениям, вызванным помехами в линии связи 9. (Такое использование стандартного генератора с фазовой автоподстройкой частоты в телекоммуникационных системах является общепринятым и далее не детализируется.)Due to the sufficient inertia of the generator 18, the CLK * signal is practically insensitive to the "jitter" of the SCRD * signal and its other short-term distortions caused by interference in the communication line 9. (Such use of a standard generator with phase-locked loop in telecommunication systems is generally accepted and will not be described further. )

Потоки данных DATA и DATA* совпадают с точностью до задержки передачи. Действительно, в установившемся режиме в сдвиговых регистрах 15 и 19 присутствуют одинаковые коды, так как на входы D этих регистров поданы одни и те же данные SCRD=SCRD* (с учетом задержки передачи), а тактовая частота одна и та же. Поэтому Y2=Y1, и, с учетом этого, DATA*=SCRD*⊕Y2=SCRD⊕Y2=(DATA⊕Y1)⊕Y2=DATA⊕Y1⊕Y1=DATA⊕0=DATA.DATA and DATA * data streams match up to a delay in transmission. Indeed, in the steady state, the same codes are present in the shift registers 15 and 19, since the same data SCRD = SCRD * (taking into account the transmission delay) is supplied to the inputs D of these registers, and the clock frequency is the same. Therefore, Y2 = Y1, and, taking this into account, DATA * = SCRD * ⊕Y2 = SCRD⊕Y2 = (DATA⊕Y1) ⊕Y2 = DATA⊕Y1⊕Y1 = DATA⊕0 = DATA.

Рассмотренный способ скремблирования - дескремблирования данных не требует применения какой-либо специальной процедуры начальной синхронизации (как в устройстве [2]). После заполнения сдвигового регистра 19, как было показано, генераторы псевдослучайных битовых последовательностей на основе регистров 15 и 19 работают синхронно (их состояния всегда одинаковы) и формируют одинаковые сигналы Y1 и Y2. При появлении одиночной ошибки в линии связи 9 кодовая синхронизация (идентичность содержимого регистров 15 и 19) временно нарушается, но затем автоматически восстанавливается, как только правильные данные вновь заполнят регистр 19. Однако в процессе продвижения ошибочного бита по сдвиговому регистру 19, а именно, в периоды его попадания сначала на один, а затем на другой вход элемента Исключающее ИЛИ 20 сигнал Y2 дважды принимает неправильное значение. Это приводит к размножению одиночной ошибки - она впервые появляется в сигнале DATA* в момент поступления из линии и затем возникает еще два раза при последующем двукратном искажении сигнала Y.The considered method of scrambling - descrambling data does not require the use of any special initial synchronization procedure (as in the device [2]). After filling in the shift register 19, as was shown, the pseudorandom bit sequence generators based on registers 15 and 19 work synchronously (their states are always the same) and generate the same signals Y1 and Y2. When a single error occurs in the communication line 9, the code synchronization (the identity of the contents of registers 15 and 19) is temporarily violated, but then automatically restored as soon as the correct data is again filled in the register 19. However, in the process of moving the erroneous bit through the shift register 19, namely, the periods of its falling first on one and then on the other input of the Exclusive OR 20 element, the Y2 signal twice takes the wrong value. This leads to the propagation of a single error - it first appears in the DATA * signal at the moment it arrives from the line and then occurs two more times with a subsequent twofold distortion of the Y signal.

В устройстве 28 (фиг.3 [2]) применены изолированные от линии связи 29 генераторы псевдослучайных битовых последовательностей. Их начальная кодовая синхронизация осуществляется с использованием аппаратных средств дескремблера и программных средств источника 49 и приемника 50 данных.In the device 28 (Fig. 3 [2]), pseudo-random bit sequence generators isolated from the communication line 29 are used. Their initial code synchronization is performed using descrambler hardware and software source 49 and data receiver 50.

К аппаратным средствам относятся мультиплексор 45 (MUX) и программно-управляемый выход 46 приемника 50 данных, на котором формируется управляющий сигнал F. При нормальной работе системы "скремблер - дескремблер" приемник данных 50 постоянно поддерживает на выходе сигнал F=0. На выход мультиплексора 45 транслируется сигнал Z2 с выхода элемента Исключающее ИЛИ 41, генератор псевдослучайной битовой последовательности на основе регистра 40 изолирован от внешних воздействий.The hardware includes a multiplexer 45 (MUX) and a program-controlled output 46 of the data receiver 50, on which the control signal F. is generated. During normal operation of the scrambler-descrambler system, the data receiver 50 constantly supports the output signal F = 0. The signal Z2 from the output of the Exclusive OR 41 element is transmitted to the output of the multiplexer 45, the pseudo-random bit sequence generator based on register 40 is isolated from external influences.

Предположим, что в исходном состоянии дескремблер не синхронизирован со скремблером. Такая ситуация может возникнуть, например, после включения напряжения питания аппаратуры приемной стороны, после ошибки в работе генератора 39 дескремблера из-за воздействия помех на линию связи или по иным причинам. В отсутствие кодовой синхронизации между скремблером и дескремблером содержимое регистров 35 и 40 не совпадает, поток принимаемых данных DATA* ошибочен и не совпадает с потоком передаваемых данных DATA.Assume that in the initial state the descrambler is not synchronized with the scrambler. Such a situation may arise, for example, after turning on the supply voltage of the receiving side equipment, after an error in the operation of the descrambler generator 39 due to the influence of interference on the communication line or for other reasons. In the absence of code synchronization between the scrambler and the descrambler, the contents of registers 35 and 40 do not match, the received DATA * data stream is erroneous and does not match the DATA transmitted data stream.

При обнаружении устойчивого хаотического потока данных DATA* (в котором нет обусловленного протоколом обмена разделения на информационные кадры и т.п.), приемник формирует сигнал F=1. Вследствие этого мультиплексор 45 начинает транслировать на вход D регистра 40 сигнал скремблированных данных SCRD*, как в ранее рассмотренном устройстве [1] (см. фиг.2).Upon detection of a stable chaotic data stream DATA * (in which there is no separation of information frames caused by the protocol of exchange, etc.), the receiver generates a signal F = 1. As a result, the multiplexer 45 begins to transmit to the input D of the register 40 a signal of scrambled data SCRD *, as in the previously discussed device [1] (see figure 2).

Протокол обмена предусматривает пересылку данных в виде последовательности кадров. Группы обычных кадров перемежаются со служебными кадрами. Например, после группы из 1000 обычных кадров следует один служебный. Он, в частности, содержит синхронизирующую последовательность из некоторого числа (например, 256) нулевых битов. При выдаче этих битов (DATA=0) в скремблер элемент Исключающее ИЛИ 33 выполняет функцию повторителя сигнала Z1 с выхода элемента Исключающее ИЛИ 36. Поэтому в данном случае скремблированный сигнал SCRD представляет собой фрагмент "истинной" псевдослучайной битовой последовательности, в том смысле, что она не смешана с потоком произвольных данных DATA и порождается только генератором 32 скремблера.The exchange protocol provides for the transfer of data in the form of a sequence of frames. Groups of regular frames are interspersed with overhead frames. For example, after a group of 1000 ordinary frames, one official follows. In particular, it contains a synchronization sequence of a certain number (for example, 256) of zero bits. When these bits are sent (DATA = 0) to the scrambler, the Exclusive OR 33 element acts as a repeater of the Z1 signal from the output of the Exclusive OR 36 element. Therefore, in this case, the scrambled SCRD signal is a fragment of a “true” pseudo-random bit sequence, in the sense that it not mixed with a stream of arbitrary DATA data and generated only by the 32 scrambler generator.

Эта последовательность автоматически загружается в регистр 40 и проходит через него, так как F=1. После того как содержимое регистров 35 и 40 оказывается одинаковым, сигнал Z2 начинает повторять сигнал Z1. Кодовая синхронизация достигнута. На вход приемника 50 данных подается непрерывная последовательность лог.0, так как DATA*=DATA=0. После уверенного обнаружения достаточно длинной (например, содержащей 180 бит) последовательности лог.0 приемник 50 формирует сигнал F=0 и тем самым возвращает генератор псевдослучайной последовательности битов дескремблера в режим изолированной работы. Теперь кодовая синхронизация не только достигнута, но и "сохранена" благодаря логической изоляции регистра 40 от линии связи 29. После окончания передачи служебного (синхронизирующего) кадра источник 49 данных приступает к передаче группы из 1000 обычных кадров согласно принятому в системе протоколу обмена.This sequence is automatically loaded into register 40 and passes through it, since F = 1. After the contents of the registers 35 and 40 are the same, the signal Z2 begins to repeat the signal Z1. Code synchronization is achieved. A continuous sequence of log.0 is supplied to the input of the data receiver 50, since DATA * = DATA = 0. After confidently detecting a sufficiently long (for example, containing 180 bits) sequence of log.0, the receiver 50 generates a signal F = 0 and thereby returns the generator of the pseudo-random sequence of bits of the descrambler to the isolated operation mode. Now, code synchronization is not only achieved, but also “saved” due to the logical isolation of register 40 from communication line 29. After the transmission of the service (synchronizing) frame is completed, the data source 49 proceeds with the transmission of a group of 1000 ordinary frames according to the exchange protocol adopted in the system.

Таким образом, в устройстве [2] для поддержания синхронной работы сдвиговых регистров скремблера и дескремблера (в случае нарушения синхронизации устройства или при начальном включении его приемной части) необходимо периодически прерывать передачу полезных данных и передавать по линии связи служебные информационные кадры, содержащие достаточно длинные цепочки синхронизирующих битов (DATA=0.). В результате уменьшается эффективная скорость передачи данных по линии, усложняется протокол обмена. Кроме того, с увеличением интервалов между служебными кадрами (что желательно для более эффективной передачи полезных данных) увеличивается время его ожидания дескремблером в случае потери кодовой синхронизации. В течение этого времени передача полезных данных невозможна.Thus, in the device [2], in order to maintain synchronous operation of the shift registers of the scrambler and descrambler (in case of a violation of the device’s synchronization or when the receiver part is turned on for the first time), it is necessary to periodically interrupt the transmission of useful data and transmit service information frames containing sufficiently long chains over the communication line sync bits (DATA = 0.). As a result, the effective data transfer rate on the line decreases, and the exchange protocol is complicated. In addition, with an increase in the intervals between overhead frames (which is desirable for a more efficient transmission of useful data), the wait time for the descrambler in the event of loss of code synchronization increases. During this time, the transfer of useful data is not possible.

В отличие от устройства [2], в предлагаемом устройстве (фиг.4) реализованы два усовершенствования, позволяющие повысить скорость передачи данных.Unlike the device [2], the proposed device (Fig. 4) implements two improvements to increase the data transfer rate.

Первое усовершенствование заключается в том, что восстановление кодовой синхронизации между скремблером и дескремблером в случае ее потери происходит без передачи по линии связи каких-либо служебных синхронизирующих кодовых последовательностей. Поэтому поток полезных данных не прерывается, время восстановления синхронизации уменьшается.The first improvement consists in the fact that the restoration of code synchronization between the scrambler and descrambler in case of loss occurs without transferring any service synchronizing code sequences over the communication line. Therefore, the flow of useful data is not interrupted, the synchronization recovery time is reduced.

Второе усовершенствование состоит в том, что в битовый поток, передаваемый по линии связи, вводится информация о положении границ между байтами (или иными структурными единицами), при этом вносимая избыточность меньшая, чем в известных устройствах.The second improvement is that information about the position of the boundaries between bytes (or other structural units) is introduced into the bit stream transmitted over the communication line, while the introduced redundancy is less than in known devices.

В общем виде идея первого усовершенствования состоит в следующем. Скремблер и дескремблер содержат изолированные от линии связи генераторы псевдослучайной последовательности битов с одинаковой структурой обратных связей. Скремблированный поток битов постоянно анализируется скремблером и дескремблером с целью отыскания в нем определенных кодов. Обнаружение каждого такого кода скремблером и дескремблером приводит к одновременной установке обоих генераторов псевдослучайной последовательности битов в определенное состояние, соответствующее этому коду. Таким образом, генераторы в случайные моменты одновременно устанавливаются в одинаковые состояния по мере передачи полезных данных. Эти события происходят сравнительно редко, т.е. большую часть времени генераторы работают в режиме "естественного" последовательного перехода от предыдущего состояния к последующему, как было показано при описании генератора 1 (фиг.1). Если кодовая синхронизация не была нарушена, то моменты установки генераторов лишь подтверждает ее. Если кодовая синхронизация была ранее потеряна, то она восстанавливается при первом же обнаружении одного из заданных кодов в потоке скремблированных данных.In general terms, the idea of the first improvement is as follows. The scrambler and descrambler contain pseudo-random bit sequence generators isolated from the communication line with the same feedback structure. The scrambled bit stream is constantly analyzed by the scrambler and descrambler in order to find certain codes in it. The detection of each such code by the scrambler and descrambler leads to the simultaneous installation of both generators of the pseudo-random sequence of bits in a certain state corresponding to this code. Thus, the generators at random moments are simultaneously set to the same state as the transfer of useful data. These events occur relatively rarely, i.e. most of the time, the generators operate in the mode of "natural" sequential transition from the previous state to the next, as was shown in the description of the generator 1 (figure 1). If the code synchronization has not been broken, then the moments of installation of the generators only confirms it. If the code synchronization was previously lost, then it is restored upon the first detection of one of the given codes in the stream of scrambled data.

Второе усовершенствование также основано на том, что блоки передачи и приема данных одновременно (с точностью до задержки передачи) обнаруживают в скремблированном потоке данных заранее заданные коды. Моменты обнаружения кодов ставятся в соответствие новым границам между байтами в битовом потоке данных. Если новые границы совпадают со старыми, то передача данных продолжается; при несовпадении этих границ передача одного из байтов прерывается, затем он передается повторно в соответствии с вновь установленными границами. Последующие байты передаются в новой системе отсчета границ до тех пор пока не произойдет очередная коррекция их положения и т.д.The second improvement is also based on the fact that data transmission and reception units simultaneously (up to transmission delay) detect predetermined codes in a scrambled data stream. Code detection times are mapped to new boundaries between bytes in the bitstream. If the new boundaries coincide with the old, then the data transfer continues; if these boundaries do not coincide, the transmission of one of the bytes is interrupted, then it is retransmitted in accordance with the newly established boundaries. Subsequent bytes are transmitted in the new frame of reference until another correction of their position occurs, etc.

Ниже рассмотрена работа составных частей предлагаемого устройства.The following describes the operation of the components of the proposed device.

Сдвиговые регистры 72 и 81 (фиг.4) предназначены для временного хранения фрагментов SDATA и SDATA* потока скремблированных данных. В установившемся режиме эти фрагменты одинаковы (совпадают с точностью до задержки передачи). Прием очередного бита в регистр 72 (81) происходит по положительному фронту сигнала на синхронизирующем входе С этого регистра. Одновременно с приемом очередного бита с входа D ранее хранимые данные сдвигаются на один разряд вправо (по стрелке 89). В данном примере построения устройства разрядность регистра 72 (81) выбрана равной восьми, хотя она может быть большей или меньшей. Динамику работы регистра 72 можно проследить по таблице 111 его состояний (фиг.7, в).The shift registers 72 and 81 (Fig. 4) are intended for temporary storage of fragments of SDATA and SDATA * streams of scrambled data. In the steady state, these fragments are the same (coincide up to a transmission delay). Reception of the next bit in the register 72 (81) occurs on the positive edge of the signal at the clock input C of this register. Simultaneously with the reception of the next bit from input D, previously stored data is shifted by one bit to the right (arrow 89). In this example of the construction of the device, the width of the register 72 (81) is chosen to be eight, although it can be greater or less. The dynamics of the operation of the register 72 can be traced to the table 111 of its states (Fig.7, c).

Генератор 55 псевдослучайной последовательности битов скремблера 54 содержит сдвиговый регистр 58 и элемент Исключающее ИЛИ 59. Аналогичный генератор псевдослучайной последовательности битов дескремблера 62 содержит сдвиговый регистр 64 и элемент Исключающее ИЛИ 65.The scrambler 54 pseudorandom bit sequence generator 55 contains a shift register 58 and an exclusive OR element 59. A similar descrambler pseudo random bit sequence generator 55 contains a shift register 64 and an exclusive OR element 65.

Сдвиговые регистры 58 и 64 предназначены для временного хранения псевдослучайных кодов SRND и SRND*. В установившемся режиме эти коды одинаковы (совпадают с точностью до задержки передачи). Прием очередного бита в регистр 58 (64) с входа D происходит по положительному фронту сигнала на синхронизирующем входе С при условии, что на его управляющем входе P/S (P/S*), задающем режим параллельного или последовательного приема данных, присутствует сигнал лог.0. Одновременно с приемом очередного бита с входа D происходит сдвиг ранее хранимого кода на один разряд вправо (по стрелке 89). Если на управляющем входе P/S (P/S*) регистра 58 (64) присутствует сигнал лог.1, то по положительному фронту сигнала на синхронизирующем входе С в регистр принимается параллельный код с группы входов 77 (88). В данном примере построения устройства разрядность регистра 58 (64) выбрана равной пяти, хотя она может быть большей или меньшей. При этом точки подключения элемента Исключающее ИЛИ 59 (65) к регистру 58 (64) выбираются в соответствии с таблицей, представленной на фиг.1, б.Shift registers 58 and 64 are intended for temporary storage of pseudo-random codes SRND and SRND *. In the steady state, these codes are the same (coincide with an accuracy of transmission delay). The next bit in register 58 (64) is received from input D along the positive edge of the signal at synchronizing input C, provided that its control input P / S (P / S *), which sets the mode of parallel or serial data reception, has a log signal .0. Simultaneously with the reception of the next bit from the input D, the previously stored code is shifted by one bit to the right (arrow 89). If at the control input P / S (P / S *) of register 58 (64) a signal log.1 is present, then on the positive edge of the signal at synchronizing input C, a parallel code from the group of inputs 77 (88) is received into the register. In this example of the construction of the device, the width of the register 58 (64) is chosen equal to five, although it can be greater or less. In this case, the connection points of the XOR element 59 (65) to the register 58 (64) are selected in accordance with the table presented in figure 1, b.

Начальное состояние регистра 58 может быть любым, в том числе нулевым. Выход из нулевого состояния происходит при записи в регистр параллельного кода с входов 77. Программа инициализации скремблера предусматривает выдачу на его вход 61 некоторого кода CODE1, который распознается дешифратором 73. Если в регистре 58 первоначально присутствовал нулевой код, то код CODE1 без изменения проходит через элемент Исключающее ИЛИ 56 и последовательно загружается в регистр 72. Дешифратор 73 реагирует на него переводом регистра 58 в режим параллельной загрузки (P/S=1) и формированием ненулевого кода LOAD1 который затем принимается в регистр 58 с входов 77. Таким образом, генератор 55 выходит из запрещенного состояния 000...0. Если первоначальное состояние регистра 58 было ненулевым, то выдача кода CODE1 на вход 61 оказывается бесполезной, но не приводит к каким-либо нежелательным последствиям. Возможна также и аппаратная установка регистра 58 в ненулевое состояние (соответствующий вход регистра 58 не показан).The initial state of the register 58 may be any, including zero. The exit from the zero state occurs when a parallel code is written to the register from inputs 77. The scrambler initialization program provides for the input of some CODE 1 code to its input 61, which is recognized by the decoder 73. If the zero code was initially present in the register 58, then the CODE 1 code passes without change through the XOR element 56 and is sequentially loaded into the register 72. The decoder 73 responds to it by transferring the register 58 to the parallel loading mode (P / S = 1) and generating a nonzero code LOAD 1 which is then received in p register 58 from inputs 77. Thus, the generator 55 leaves the forbidden state 000 ... 0. If the initial state of register 58 was nonzero, then issuing CODE 1 to input 61 is useless, but does not lead to any undesirable consequences. It is also possible to set the register 58 to a nonzero state (the corresponding input of the register 58 is not shown).

Начальное состояние регистра 64 также может быть любым, в том числе нулевым. Это состояние обновляется (становится заведомо ненулевым) при обнаружении дешифратором 82 в скремблированном потоке данных одного из заранее заданных кодов (CODE1 и, возможно, других).The initial state of the register 64 may also be any, including zero. This state is updated (becomes obviously nonzero) when one of the predefined codes (CODE 1 and, possibly, others) is detected by the decoder 82 in the scrambled data stream.

Элемент Исключающее ИЛИ 56 (59, 65, 66) формирует на выходе сигнал лог.1 только в том случае, когда входные сигналы имеют противоположные логические значения (лог.0 и лог.1). Элементы Исключающее ИЛИ 59 и 65 формируют выходные сигналы RND и RND* генераторов псевдослучайных последовательностей битов скремблера 54 и дескремблера 62. Элементы Исключающее ИЛИ 56 и 66 формируют скремблированный SCRD и дескремблированный DIN сигналы данных.An exclusive OR element 56 (59, 65, 66) generates a signal of logic 1 at the output only when the input signals have opposite logical values (log 0 and log 1). The exclusive OR elements 59 and 65 form the output signals RND and RND * of the pseudo-random bit sequence generators of the scrambler 54 and the descrambler 62. The exclusive OR elements 56 and 66 form the scrambled SCRD and descrambled DIN data signals.

Триггеры D-типа 74, 83 и 84 принимают биты данных с входа D по положительному фронту сигнала на входе синхронизации С. Триггеры 74 и 84 формируют выходные сигналы DLINE и DATA*, в которых на границах между битовыми интервалами сигнал может измениться только один раз, в то время как входные сигналы SCRD и DIN этих триггеров на границах между битовыми интервалами могут многократно изменяться из-за неодновременного протекания переходных процессов (гонок сигналов) в цепях 58 - 59 - 56; 61 - 56 и 64 - 65 - 66; 83 - 66. Триггер 83 практически полностью устраняет джиттер входного сигнала ("дрожание" фронтов на границах между битовыми интервалами) благодаря тому, что прием бита в этот триггер происходит в центре битового интервала, когда переходные процессы сигнала DLINE* уже закончились. Остаточный джиттер сигнала SDIN на выходе триггера 83 определяется неидеальностью сигнала CLK* на выходе генератора 63. Исходные состояния триггеров 74, 83 и 84 произвольны.D-type triggers 74, 83 and 84 receive data bits from input D along the positive edge of the signal at the clock input C. Triggers 74 and 84 generate DLINE and DATA * output signals, in which the signal can change only once at the boundaries between bit intervals, while the input signals SCRD and DIN of these triggers at the boundaries between bit intervals can change many times due to the non-simultaneous occurrence of transients (signal racing) in circuits 58 - 59 - 56; 61 - 56 and 64 - 65 - 66; 83 - 66. Trigger 83 eliminates input signal jitter (edge jitter at the boundaries between bit intervals) almost completely due to the fact that a bit is received in this trigger at the center of the bit interval when the transients of the DLINE * signal have already ended. The residual jitter of the SDIN signal at the output of the trigger 83 is determined by the imperfect CLK * signal at the output of the generator 63. The initial states of the triggers 74, 83, and 84 are arbitrary.

Инвертор 75 (85) преобразует входной сигнал лог.0 в выходной сигнал лог.1, и наоборот - входной сигнал лог.1 в выходной сигнал лог.0.Inverter 75 (85) converts the input signal log.0 to the output signal log.1, and vice versa - the input signal log.1 to the output signal log.0.

Генератор 63 с фазовой автоподстройкой частоты может быть выполнен по одной из известных схем (см., например, пат. США №6215835 В1). Он предназначен для формирования высокостабильного синхросигнала CLK* на основе непрерывного слежения за входным сигналом DLINE*. Положительный фронт сигнала CLK* привязан к моментам изменения сигнала DLINE* (0→1 или 1→0), так что отрицательный фронт сигнала CLK* формируется в середине битового интервала сигнала DLINE*, что соответствует его установившемуся значению.Generator 63 with phase-locked loop can be performed according to one of the known schemes (see, for example, US Pat. No. 6,215,835 B1). It is designed to generate a highly stable CLK * clock based on continuous tracking of the DLINE * input signal. The positive edge of the CLK * signal is tied to the moments when the DLINE * signal changes (0 → 1 or 1 → 0), so that the negative edge of the CLK * signal is formed in the middle of the bit interval of the DLINE * signal, which corresponds to its steady-state value.

Благодаря достаточной инерционности генератора 63 сигнал CLK* практически нечувствителен к джиттеру сигнала DLINE* и иным его кратковременным искажениям, вызванным помехами в линии связи 51. (Такое использование стандартного генератора с фазовой автоподстройкой частоты в телекоммуникационных системах является общепринятым и далее не детализируется).Due to the sufficient inertia of the generator 63, the CLK * signal is practically insensitive to the jitter of the DLINE * signal and its other short-term distortions caused by noise in the communication line 51. (Such use of a standard phase-locked oscillator in telecommunication systems is generally accepted and will not be described in detail below).

Дешифратор 73 (82) предназначен для выделения в потоке скремблированных данных, проходящем через сдвиговый регистр 72 (81), определенных кодов CODE1, CODE2, ..., СООЕk. При обнаружении дешифратором 73 (82) указанных кодов на его выходах 77 (88) формируется соответствующий G-разрядный код LOAD1, LOAD2, ..., LOADk для последующей параллельной загрузки сдвигового регистра 58 (64). В данном примере построения устройства К=4, G=5. При обнаружении любого кода CODE1, CODE2, ..., CODEk дешифратор 73 (82) формирует также единичный сигнал на входе P/S (P/S*) управления режимом работы регистра 58 (64), подготавливая его к параллельному приему данных по положительному фронту очередного синхроимпульса на входе С.The decoder 73 (82) is designed to isolate in the stream of scrambled data passing through the shift register 72 (81) certain codes CODE 1 , CODE 2 , ..., СООЕ k . When the decoder 73 (82) detects the indicated codes, the corresponding G-bit code LOAD 1 , LOAD 2 , ..., LOAD k is formed at its outputs 77 (88) for subsequent parallel loading of the shift register 58 (64). In this example, the construction of the device K = 4, G = 5. If any code CODE 1 , CODE 2 , ..., CODE k is detected, the decoder 73 (82) also generates a single signal at the input P / S (P / S *) of the operating mode of the register 58 (64), preparing it for parallel reception data on the positive edge of the next sync pulse at input C.

Усилитель 57 (67) предназначен для передачи (приема) скремблированного сигнала данных в линию (из линии) 51. Параметры усилителей 57 и 67 определяются типом линии связи 51, которая может быть выполнена в виде витой пары проводов, коаксиального или оптоволоконного кабеля и т.п.Amplifier 57 (67) is designed to transmit (receive) a scrambled data signal to the line (from line) 51. The parameters of amplifiers 57 and 67 are determined by the type of communication line 51, which can be made in the form of a twisted pair of wires, coaxial or fiber optic cable, etc. P.

В блоке 69 (фиг.5) преобразования параллельного кода в последовательный содержится генератор 94 синхросигналов, который задает темп работы всего устройства. На выходе 60 генератора 94 формируется непрерывная последовательность импульсов со скважностью, равной двум. Байты данных T×D, представленные параллельным кодом, поступают на входы 70 в ответ на положительные фронты сигнала Т×С на выходе 71. Байт остается неизменным вплоть до формирования следующего положительного фронта сигнала Т×С. Байт T×D записывается в регистр 93 по положительному фронту сигнала С на его входе синхронизации (точка 60) при наличия сигнала L=1 на его управляющем входе P/S 96. При L=0 по положительным фронтам сигнала CLK в регистре 93 происходит сдвиг данных по стрелке 97.In block 69 (Fig. 5), the conversion of the parallel code into a serial one contains a clock generator 94, which sets the pace of operation of the entire device. At the output 60 of the generator 94, a continuous pulse train is formed with a duty cycle of two. The T × D data bytes represented by the parallel code are supplied to inputs 70 in response to the positive edges of the T × C signal at output 71. The byte remains unchanged until the formation of the next positive edge of the T × C signal. Byte T × D is written to register 93 on the positive edge of signal C at its synchronization input (point 60) when there is a signal L = 1 at its control input P / S 96. At L = 0, on the positive edges of the signal CLK, a shift occurs in register 93 arrow 97.

В отсутствие сигнала коррекции (J=0) на входе 76 блок 69 преобразует поток байтов T×D в равномерный поток битов DATA на выходе 61. Сигнал J=1 вызывает коррекцию границ байтов в битовом потоке, если новые границы не совпадают со старыми. Этот сигнал временно запоминается в триггере 90 и поступает в микропрограммное устройство управления, выполненное по известной схеме на основе постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 91 и выходного параллельного регистра 92. Сигнал J=1 в необходимых случаях вызывает приостановку передачи текущего байта, его повторный параллельный прием с входов 70 (где он остается неизменным) и повторную последовательную выдачу через регистр 93. Кодировка ПЗУ 91 (микропрограмма) и последовательности переходов по ней представлены на фиг.5, б.In the absence of a correction signal (J = 0) at input 76, block 69 converts the T × D byte stream to a uniform DATA bit stream at output 61. The J = 1 signal causes the byte boundaries in the bit stream to be corrected if the new boundaries do not coincide with the old ones. This signal is temporarily stored in the trigger 90 and enters the firmware control device, made according to the known scheme based on read-only memory (ROM) 91 and the output parallel register 92. The signal J = 1, if necessary, pauses the transmission of the current byte, its repeated parallel reception from inputs 70 (where it remains unchanged) and repeated sequential output through the register 93. Encoding ROM 91 (microprogram) and the sequence of transitions on it are presented in Fig. 5, b.

В блоке 78 преобразования последовательного кода в параллельный (фиг.6) сдвиговый регистр 98 преобразует последовательный поток данных в параллельный, сдвиговый регистр 99 выполняет функции элемента задержки для выравнивания фаз сигналов на входах 86 и 87. Параллельные данные R×DATA записываются в регистр 103 по положительным фронтам сигнала R×C в точке 80.In block 78 for converting the serial code to parallel (Fig. 6), the shift register 98 converts the serial data stream into parallel, the shift register 99 functions as a delay element for phase alignment of the signals at inputs 86 and 87. Parallel R × DATA data is written to the register 103 by the positive edges of the R × C signal at point 80.

В отсутствие сигнала коррекции (J*=0) на входе 86 блок 78 преобразует поток битов DATA* с входа 87 в равномерный поток байтов R×D на выходах 79. Сигнал коррекции J*=1 задерживается регистром 99 и поступает в микропрограммное устройство управления, выполненное на основе ПЗУ 101 и выходного параллельного регистра 102. Сигнал J*=1 в необходимых случаях (когда новые границы не совпадают со старыми) вызывает повторное формирование текущего байта. Сигнал R×C при этом формируется только один раз, когда повторно сформированный байт R×DATA подготовлен к записи в регистр 103. Кодировка ПЗУ 101 и последовательности переходов по ней представлены на фиг.6, б.In the absence of a correction signal (J * = 0) at input 86, block 78 converts the DATA * bit stream from input 87 into a uniform R × D byte stream at outputs 79. The correction signal J * = 1 is delayed by register 99 and fed to the firmware control device, made on the basis of ROM 101 and the output parallel register 102. The signal J * = 1 in necessary cases (when the new boundaries do not coincide with the old ones) causes the current byte to be re-formed. In this case, the R × C signal is generated only once, when the re-formed R × DATA byte is prepared for writing to the register 103. The encoding of the ROM 101 and the transition sequences along it are presented in Fig.6, b.

Далее приведено описание работы более крупного фрагмента предлагаемого устройства. В этот фрагмент входят скремблер 54, линия связи 51 и дескремблер 62.The following is a description of the operation of a larger fragment of the proposed device. This fragment includes a scrambler 54, a communication line 51 and a descrambler 62.

Входные данные DATA и сопровождающий их сигнал CLK синхронизации поступают на входы 61 и 60 скремблера 54. Положительные фронты сигнала CLK (моменты Т0, Т1, ..., Т18 на фиг.8) соответствуют границам между битовыми интервалами сигнала данных DATA, как показано на диаграммах 112 и 113. По положительным фронтам сигнала CLK изменяется содержимое регистра 72 (диаграмма 116), генератор 55 переходит в новые состояния (диаграмма 118). При этом по каждому положительному фронту сигнала CLK формируется очередной псевдослучайный бит RND (диаграмма 114), который складывается по модулю два с битом данных DATA и преобразуется в скремблированный бит данных SCRD (диаграмма 115). По окончании переходных процессов, в момент формирования отрицательного фронта сигнала CLK бит SCRD принимается в триггер 74 (диаграмма 119 сигнала DLINE) и через усилитель 57 передается в линию связи 51.The DATA input data and the accompanying synchronization signal CLK go to the inputs 61 and 60 of the scrambler 54. The positive edges of the CLK signal (moments T0, T1, ..., T18 in Fig. 8) correspond to the boundaries between the bit intervals of the DATA data signal, as shown in diagrams 112 and 113. On the positive edges of the signal CLK, the contents of the register 72 change (diagram 116), the generator 55 transitions to new states (diagram 118). At the same time, for each positive edge of the CLK signal, the next pseudo-random RND bit is formed (diagram 114), which is added modulo two with the DATA data bit and converted into a scrambled SCRD data bit (diagram 115). At the end of the transient processes, at the moment of formation of the negative edge of the CLK signal, the SCRD bit is received in the trigger 74 (DLINE signal diagram 119) and transmitted through the amplifier 57 to the communication line 51.

В интервале времени Т8 - Т9 дешифратор 73 формирует сигнал J=1 на входе P/S управления режимом работы регистра 58 (диаграмма 117), подготавливая его к приему параллельных данных в момент Т9.In the time interval T8 - T9, the decoder 73 generates a signal J = 1 at the input P / S of the control mode of the operation of the register 58 (chart 117), preparing it to receive parallel data at the time T9.

В отсутствие параллельной загрузки генератор 55 псевдослучайной последовательности битов последовательно, циклически проходит через ряд состояний S1, S2, S3, ..., S31, S1, S2 и т.д., как показано на фиг.7, а, б (таблица 106, диаграмма 107). В состоянии S1 (см. первую строку таблицы 106, а также указатель 108 на диаграмме 107) в регистре 58 хранится пятиразрядный двоичный код 111112=1F16, на выходе RND генератора 55 сформирован сигнал лог.0. В следующем такте указатель 108 перемещается по часовой стрелке и фиксируется на соседней позиции, генератор 55 переходит в состояние S2, при котором SRND=011112=0F16, RND=0 и т.д. Этот процесс циклически повторяется, указатель 108 вращается по кругу, последовательно проходя все возможные состояния Si.In the absence of parallel loading, the generator 55 of the pseudo-random sequence of bits sequentially, cyclically passes through a series of states S1, S2, S3, ..., S31, S1, S2, etc., as shown in Fig. 7, a, b (table 106 Diagram 107). In state S1 (see the first row of table 106, as well as pointer 108 in diagram 107), a five-digit binary code 11111 2 = 1F 16 is stored in register 58, and a signal 0 is generated at the output of RND generator 55. In the next step, the pointer 108 moves clockwise and locks in an adjacent position, the generator 55 switches to state S2, in which SRND = 01111 2 = 0F 16 , RND = 0, etc. This process is cyclically repeated, the pointer 108 rotates in a circle, sequentially passing through all possible states S i .

Параллельная загрузка регистра 58 в произвольном такте приводит к принудительной установке генератора 55 в одно из заданных состояний, в данном примере в состояния S3, S11, S19 или S27. Эти состояния, предпочтительно, выбираются так, чтобы на диаграмме 107 дуги S3 - S11, S11 - S19, S19 - S27 и S27 - S3 имели примерно равную длину (см. указатели 109 и 110, которые разделяют окружность на четыре примерно равные части). В процессе работы скремблера генератор 55 сравнительно редко, с равной вероятностью устанавливается в эти состояния, а в промежутках между такими установками указатель 108 продолжает равномерное (шаговое) вращение по часовой стрелке.Parallel loading of the register 58 in an arbitrary cycle leads to the forced installation of the generator 55 in one of the specified states, in this example, in the states S3, S11, S19 or S27. These states are preferably selected so that in diagram 107 arcs S3 - S11, S11 - S19, S19 - S27 and S27 - S3 are approximately equal in length (see indicators 109 and 110, which divide the circle into four approximately equal parts). In the process of operation of the scrambler, the generator 55 is relatively rare, with equal probability is set in these states, and in the intervals between such settings, the pointer 108 continues to uniformly (stepwise) clockwise rotation.

Выбор нескольких (а не одного) заданных состояний, в которые генератор 55 переходит в моменты его параллельной загрузки, целесообразен в тех случаях, когда число состояний генератора достаточно велико, и в течение полного оборота указателя 108 вероятность параллельной загрузки регистра 58 близка к единице. Поэтому если указатель 108 периодически "срывается" с равномерного вращения и попадает в одно и то же заданное состояние, то вероятность того, что он успеет совершить хотя бы один полный оборот, становится невысокой. Иными словами, некоторые состояния генератора 55 будут использоваться реже, чем другие, а тогда отмеченные ранее (при описании генератора 1, см. фиг.1) свойства "канонической" псевдослучайной последовательности битов будут в некоторой степени утрачены, что нежелательно. Наличие нескольких фиксированных точек установки, равномерно распределенных по диаграмме 107, выравнивает вероятности использования всех возможных состояний генератора 55.The choice of several (and not one) given states to which the generator 55 goes over at the moments of its parallel loading is advisable in those cases when the number of states of the generator is large enough and during a full turn of the pointer 108 the probability of parallel loading of the register 58 is close to unity. Therefore, if the pointer 108 periodically "breaks" from uniform rotation and falls into the same predetermined state, then the likelihood that he manages to make at least one full revolution becomes low. In other words, some states of the generator 55 will be used less frequently than others, and then the properties of the “canonical” pseudo-random sequence of bits noted earlier (when describing the generator 1, see FIG. 1) will be lost to some extent, which is undesirable. The presence of several fixed installation points, evenly distributed over the diagram 107, evens out the probabilities of using all possible states of the generator 55.

Как показано на диаграммах 116 и 117, одним из кодов, вызывающих принудительную установку генератора 55 в фиксированное состояние, является код SDATA=CODE1=6216,=011000102. Этот код присутствует в регистре 72 в интервале времени Т8 - Т9 и, как уже отмечалось, дешифратор 73 реагирует на него подготовкой регистра 58 к приему параллельного кода LOAD1 с входов 77. Этот код в данном примере равен 0E16=011102 и соответствует состоянию S11 генератора 55 (см. табл.106 на фиг.7, а). Таким образом, в момент Т9 цепь последовательных переходов... S16, S17, ..., S23, S24 разрывается, и вместо перехода в очередное состояние S25 генератор 55 "перескакивает" в состояние S11. После этого формируется новая цепь последовательных переходов: S11, S12, ..., S18, S19, ... - вплоть до возникновения очередной ситуации, при которой эта цепь разрывается, а затем образуется следующая цепь с одним из начальных состояний S3, S11, S19 или S27 и т.д.As shown in diagrams 116 and 117, one of the codes causing the generator 55 to be forced to a fixed state is SDATA = CODE 1 = 62 16 , = 01100010 2 . This code is present in register 72 in the time interval T8 - T9 and, as already noted, the decoder 73 responds to it by preparing register 58 to receive the parallel LOAD 1 code from inputs 77. This code in this example is 0E 16 = 01110 2 and corresponds to the state S11 of the generator 55 (see table 106 in Fig.7, a). Thus, at time T9, the chain of successive transitions ... S16, S17, ..., S23, S24 is broken, and instead of switching to the next state S25, the generator 55 “jumps” to the state S11. After this, a new chain of successive transitions is formed: S11, S12, ..., S18, S19, ... - until the next situation arises in which this circuit breaks, and then the next chain is formed with one of the initial states S3, S11, S19 or S27 etc.

Принятые из линии 51 скремблированные данные DLINE* синхронизируют генератор 63 с фазовой автоподстройкой частоты, в результате на его выходе формируется сигнал CLK*, а на выходе инвертора 85 - его инверсное значение (диаграммы 120, 128, 121 на фиг.9). Сигнал SDIN (диаграмма 122) на выходе триггера 83 повторяет сигнал DLINE* с задержкой на половину периода синхросигнала, при этом сигнал SDIN, как уже отмечалось, практически не содержит фазовых искажений (джиттера). Скремблированные данные SDIN последовательно проходят через регистр 81. После его заполнения данные SDATA* (диаграмма 123) с точностью до задержки передачи совпадают с данными SDATA в регистре 72 скремблера 54.The scrambled DLINE * data received from line 51 synchronizes the generator 63 with phase-locked loop, as a result of which the signal CLK * is generated at its output, and its inverse value is generated at the output of the inverter 85 (diagrams 120, 128, 121 in Fig. 9). The SDIN signal (diagram 122) at the output of the trigger 83 repeats the DLINE * signal with a delay of half the clock period, while the SDIN signal, as already noted, practically does not contain phase distortion (jitter). The scrambled SDIN data passes sequentially through the register 81. After filling it, the SDATA * data (diagram 123), up to the transmission delay, coincides with the SDATA data in the register 72 of the scrambler 54.

Это следует из того, что, во-первых, источник данных для обоих регистров общий - выход элемента Исключающее ИЛИ 56, и, во-вторых, ничто не препятствует одновременному (с точностью до задержки передачи) заполнению обоих регистров одинаковыми данными. Так как дешифраторы 82 и 73 идентичны, а данные на их входах одинаковы, то сигналы на выходах этих дешифраторов также совпадают (с точностью до задержки передачи). Из этого следует, что рассмотренный ранее процесс установки генератора 55 в определенное состояние протекает также и в дескремблере 62, а именно, в интервале времени Т8 - Т9 (фиг.9) на входе P/S* регистра 64 формируется сигнал J*=1 (диаграмма 124), в момент Т9 в регистр 64 принимается параллельный код OE16, соответствующий состоянию S11.This follows from the fact that, firstly, the data source for both registers is common - the output of the Exclusive OR 56 element, and, secondly, nothing prevents the simultaneous (up to a transmission delay) filling of both registers with the same data. Since the decoders 82 and 73 are identical, and the data at their inputs are the same, the signals at the outputs of these decoders are also the same (up to a transmission delay). It follows that the previously considered process of setting the generator 55 to a certain state also proceeds in descrambler 62, namely, in the time interval T8 - T9 (Fig. 9), the signal J * = 1 is formed at the input P / S * of register 64 ( diagram 124), at time T9, a parallel OE 16 code corresponding to state S11 is received in register 64.

Независимо от предыстории состояния генератора псевдослучайной последовательности битов дескремблера 62, начиная с момента Т9 (фиг.9) этот генератор синхронизируется с генератором 55 скремблера 54, в том смысле, что формируемые обоими генераторами последовательности битов совпадают. Неопределенные состояния и сигналы в начальный период, когда кодовая синхронизация между генераторами отсутствовала, помечены на диаграммах 125, 126, 127 и 129 символами "X".Regardless of the history of the generator of the pseudo-random sequence of bits of the descrambler 62, starting from the moment T9 (Fig. 9), this generator is synchronized with the generator 55 of the scrambler 54, in the sense that the bit sequences generated by both generators coincide. Undefined states and signals in the initial period when there was no code synchronization between the generators are marked with “X” in diagrams 125, 126, 127 and 129.

Начиная с момента Т9, скремблирующая RND (диаграмма 114 на фиг.8) и дескремблирующая RND* (диаграмма 126 на фиг.9) последовательности битов совпадают, поэтому сигнал DIN (диаграмма 127) дескремблированных данных совпадает с сигналом DATA (диаграмма 113) на входе 61 скремблера с точностью до задержки передачи. Выходной сигнал DATA* (диаграмма 129) данных, "очищенный" от возможных многократных переключений на границах между битовыми интервалами, поступает на выход 87 дескремблера и сопровождается сигналом CLK*. Таким образом, входные сигналы DATA и CLK преобразуются в совпадающие с ними (с точностью до задержки передачи) выходные сигналы DATA* и CLK*.Starting from moment T9, the scrambling RND (diagram 114 in Fig. 8) and the descrambling RND * (diagram 126 in Fig. 9) the bit sequences coincide, therefore, the DIN signal (diagram 127) of the descrambled data coincides with the DATA signal (diagram 113) at the input 61 scramblers accurate to transmission delay. The output signal DATA * (diagram 129) of the data, "cleared" of possible multiple switching at the boundaries between bit intervals, is output to the descrambler 87 and is accompanied by a signal CLK *. Thus, the input signals DATA and CLK are converted into coincident (up to a transmission delay) output signals DATA * and CLK *.

Частота следования моментов синхронной установки регистров 58 и 64 в одинаковые состояния (моментов кодовой синхронизации) зависит от скорости передачи данных, а также от разрядности и числа К кодов CODE1, CODE2, ..., CODEk, распознаваемых дешифраторами 73 и 82.The frequency of repetition of the moments of the synchronous installation of registers 58 and 64 in the same state (the moments of code synchronization) depends on the data transfer rate, as well as on the bit depth and the number K of codes CODE 1 , CODE 2 , ..., CODE k recognized by decoders 73 and 82.

При К=1 и разрядности регистра 72 (81), равной 8, в скремблированном потоке данных, в среднем, в каждой цепи из 256 бит будет встречаться один искомый код, равный CODE1. При скорости передачи данных, равной 10 Мбит/с средняя частота следования моментов синхронизации составляет 10000000/256=39062,5 Гц. При К=4 частота моментов синхронизации увеличивается в четыре раза и составляет 156250 Гц.With K = 1 and a register width of 72 (81) equal to 8, in the scrambled data stream, on average, in each 256-bit chain, one sought code will be found, equal to CODE 1 . With a data transfer rate of 10 Mbit / s, the average repetition rate of synchronization times is 10,000,000 / 256 = 39,062.5 Hz. At K = 4, the frequency of the synchronization moments increases four times and amounts to 156250 Hz.

Для уменьшения вероятности ложного распознавания кодов CODE1, CODE2, ..., CODEk дешифратором 82 дескремблера в связи с поступлением из линии связи в регистр 81 ошибочных битов разрядность этого регистра (а также регистра 72) можно увеличить, например, до 20 бит.To reduce the probability of false recognition of codes CODE 1 , CODE 2 , ..., CODE k by the descrambler decoder 82, due to the receipt of 81 error bits from the communication line into the register, the bit capacity of this register (as well as register 72) can be increased, for example, to 20 bits .

Ниже рассмотрена работа устройства в целом.Below is the operation of the device as a whole.

В установившемся режиме, когда на входах коррекции 76 и 86 блоков 69 и 78 постоянно присутствуют нулевые сигналы (J=J*=0), а синхронизация между блоками 52 и 53 приема и передачи данных ранее достигнута, поток байтов 130 (фиг.10) с входов 70 устройства передается по линии связи 51 в виде последовательного потока битов и затем вновь преобразуется в поток байтов 132 на выходах 79. При этом благодаря ранее достигнутой синхронизации блок приема (точнее, его микропрограмма) "знает" положение границ между байтами 131 в битовом потоке данных, передаваемых по линии. Это позволяет блоку 53 правильно восстанавливать байты 132.In the steady state, when zero signals are constantly present at the correction inputs 76 and 86 of blocks 69 and 78 (J = J * = 0), and the synchronization between the transmit and receive blocks 52 and 53 is previously achieved, the byte stream 130 (Fig. 10) from the inputs 70 of the device is transmitted over the communication line 51 in the form of a serial bit stream and then again converted into a stream of bytes 132 at the outputs 79. Moreover, due to the previously achieved synchronization, the receiving unit (more precisely, its firmware) “knows” the position of the boundaries between bytes 131 in the bit data stream transmitted over the line. This allows block 53 to correctly recover bytes 132.

Блок 69 преобразования параллельного кода в последовательный работает по циклической микропрограмме (фиг.5, б), в соответствии с которой осуществляется следующая последовательность переходов между состояниями: Z1 - Z2 - Z3 - ... - Z8 - Z1 - Z2 и т.д. В ходе выполнения этой микропрограммы в каждом временном интервале из восьми тактов (точнее, в такте, соответствующем состоянию Z1) на выходах ПЗУ 91 формируются сигналы Y0 и Y1, которые в начале следующего такта переписываются в регистр 92 и в виде сигналов Т×С и L поступают в точки 71 и 96 (диаграммы 145, 146, 151, 152 на фиг.12).Block 69 converting a parallel code into a serial one works according to the cyclic microprogram (Fig. 5, b), in accordance with which the following sequence of transitions between states is carried out: Z1 - Z2 - Z3 - ... - Z8 - Z1 - Z2, etc. During the execution of this microprogram, in each time interval of eight clock cycles (more precisely, in a clock cycle corresponding to state Z1), the outputs of ROM 91 generate signals Y0 and Y1, which are written to register 92 at the beginning of the next clock cycle as T × C and L signals arrive at points 71 and 96 (diagrams 145, 146, 151, 152 in FIG. 12).

По положительному фронту сигнала Т×С источник данных (не показан) присылает на входы 70 устройства очередной байт T×D (диаграмма 147). При L=1 по положительному фронту сигнала CLK байт T×D принимается в регистр 93, поэтому в интервале Т1 - Т2 сигнал DATA (диаграмма 148) отражает состояние нулевого разряда вновь принятого в регистр 93 байта (разряды байтов условно пронумерованы от нулевого до седьмого). После скремблирования (диаграмма 149) и прохождения через триггер 74 (диаграмма 150) нулевой и последующие биты передаются в линию 51. При L=0 биты 1-7 текущего байта последовательно выдаются из регистра 93, затем при L=1 принимается следующий байт и т.д.On a positive edge of the T × C signal, a data source (not shown) sends another T × D byte to the device inputs 70 (diagram 147). For L = 1, on the positive edge of the CLK signal, the T × D byte is received in register 93, therefore, in the interval T1 - T2, the DATA signal (chart 148) reflects the state of the zero bit of the 93 bytes newly received in the register (byte bits are arbitrarily numbered from zero to seventh) . After scrambling (diagram 149) and passing through trigger 74 (diagram 150), the zero and subsequent bits are transmitted to line 51. At L = 0, bits 1-7 of the current byte are sequentially output from register 93, then at L = 1, the next byte is received and t .d.

Блок 78 преобразования последовательного кода в параллельный также работает по циклической микропрограмме (фиг.6, б), в соответствии с которой осуществляется следующая последовательность переходов между состояниями: Z1 - Z2 - Z3- ... - Z8 - Z1 - Z2 и т.д. В ходе выполнения этой микропрограммы в каждом временном интервале из восьми тактов (точнее, в такте, соответствующем состоянию Z8) на выходе ПЗУ 101 формируется сигнал V0=1, который в начале следующего такта переписывается в регистр 102 и в виде сигнала R×C поступает в точку 80 (диаграммы 185 и 186 на фиг.14). К моментам формирования положительных фронтов сигнала R×C на входах данных регистра 103 формируется очередной байт (диаграммы 174-181), который запоминается в этом регистре.Block 78 converting the serial code into parallel also works according to the cyclic microprogram (Fig.6, b), in accordance with which the following sequence of transitions between states is carried out: Z1 - Z2 - Z3- ... - Z8 - Z1 - Z2, etc. . During the execution of this microprogram in each time interval of eight clock cycles (more precisely, in a clock cycle corresponding to state Z8), the output of ROM 101 generates a signal V0 = 1, which is written to register 102 at the beginning of the next clock cycle and is transmitted as an R × C signal to point 80 (diagrams 185 and 186 in FIG. 14). By the moment of formation of the positive edges of the R × C signal, the next byte is formed at the data inputs of the register 103 (diagrams 174-181), which is stored in this register.

В режиме коррекции границ между байтами используются сигналы синхронизации J и J*, происхождение которых было рассмотрено ранее. Напомним, что эти сигналы формируются в заранее не известные (случайные) моменты времени в результате обнаружения в скремблированном потоке битов некоторых заданных кодовых комбинаций CODE1, CODE2, ..., CODEk. Примечательно, что сигналы J и J* формируются в удаленных друг от друга блоках 52 и 53 одновременно (с точностью до задержки передачи). Это позволяет использовать их для синхронизации процессов, протекающих в устройстве, в частности, для указания положения границ между байтами в битовом потоке данных.In the mode of correction of boundaries between bytes, synchronization signals J and J * are used, the origin of which was considered earlier. Recall that these signals are generated at previously unknown (random) time instants as a result of the detection of some given code combinations CODE 1 , CODE 2 , ..., CODE k in the scrambled bit stream. It is noteworthy that the signals J and J * are generated in blocks 52 and 53 remote from each other at the same time (up to a transmission delay). This allows you to use them to synchronize the processes taking place in the device, in particular, to indicate the position of the boundaries between bytes in the bitstream data stream.

В исходном состоянии блоки 52 и 53 могут быть синхронизированы или не синхронизированы между собой. В ситуации, показанной на фиг.11, эти блоки исходно синхронизированы. Первоначальная последовательность байтов 134 принимаемых с входов 70 устройства, передается по линии связи 51 в виде непрерывного потока битов, в котором размещены байты 135. Однако в момент коррекции 136 блоки 52 и 53 одновременно изменяют режим синхронизации, т.е. переносят начало отсчета границ между байтами в одну и ту же новую точку, в данном примере смещенную относительно старой на четыре бита. В момент 136 коррекции часть 137 переданного байта с условным номером i игнорируется, после чего он передается повторно (байт 138). На выходах 79 устройства формируется выходная последовательность байтов 139, совпадающая с входной.In the initial state, blocks 52 and 53 may or may not be synchronized with each other. In the situation shown in FIG. 11, these blocks are initially synchronized. The initial sequence of bytes 134 received from the inputs of the device 70 is transmitted over the communication line 51 in the form of a continuous bit stream in which bytes 135 are located. However, at the time of correction 136, blocks 52 and 53 simultaneously change the synchronization mode, i.e. transfer the origin of the boundaries between bytes to the same new point, in this example, offset from the old by four bits. At correction time 136, part 137 of the transmitted byte with conditional number i is ignored, after which it is retransmitted (byte 138). At the outputs 79 of the device, an output sequence of bytes 139 is formed that matches the input.

Сигнал J=1 (фиг.13, диаграмма 155) задерживается триггером 90 на половину такта и преобразуется в сигнал F (диаграмма 156), который в качестве старшего разряда адреса поступает на вход ПЗУ 91 и вызывает переход в нижнюю половину таблицы состояний (фиг.5, б, состояние Z13), а затем в состояния Z2, Z3, ..., Z8, Z1, Z2 и т.д. В результате в момент Т21 происходит повторный прием текущего байта в регистр 93 (диаграмма 160) и его последовательная выдача в линию 51. Для последующего распознавания блоком 53 факта изменения границ между байтами существенно, что интервал времени между битом, породившим сигнал коррекции (в данном примере - битом с номером 1), и повторно переданным нулевым битом всегда составляет два такта синхросигнала CLK. Благодаря тому, что в состоянии Z9 на выходах ПЗУ 91 формируются те же сигналы, что и в состоянии Z1, коррекция границ не осуществляется, когда новые границы соответствуют старым.The signal J = 1 (Fig. 13, diagram 155) is delayed by the trigger 90 by half a clock cycle and is converted into the signal F (diagram 156), which, as the highest order bit of the address, is fed to the input of the ROM 91 and causes a transition to the lower half of the state table (Fig. 5b, state Z13), and then to states Z2, Z3, ..., Z8, Z1, Z2, etc. As a result, at time T21, the current byte is re-received into register 93 (diagram 160) and subsequently output to line 51. For subsequent recognition by block 53 of the fact that the boundaries between bytes are changed, it is essential that the time interval between the bit that generated the correction signal (in this example - bit number 1), and the retransmitted zero bit always amounts to two clock cycles CLK. Due to the fact that in state Z9, the same signals are generated at the outputs of ROM 91 as in state Z1, boundary correction is not performed when new boundaries correspond to old ones.

Блок 78 преобразования последовательного кода в параллельный принимает сигнал коррекции J* с входа 86 и задерживает его на два такта (диаграммы 192, 205). Микропрограмма (фиг.6, б) реагирует на поступление сигнала А0=1 переходом в одно из состояний Z9 - Z16, в данном примере - в состояние Z13. Далее начинается повторная последовательная загрузка байта в регистр 98 (диаграммы 197-204), которая завершается на половину такта раньше момента Т25 формирования положительного фронта сигнала R×C (диаграмма 209). В момент Т25 сформированный в новых временных границах байт записывается в регистр 103 (диаграмма 210). После этого устройство работает в новой системе отсчета времени вплоть до момента получения очередной пары корректирующих импульсов J и J*, если они требуют смещения границ между байтами. Если коррекции не требуется (новая система отсчета границ байтов совпадает со старой), то корректирующие импульсы игнорируются. Потери из-за повторной передачи части байта составляют от нуля до семи битовых интервалов на фоне периода между моментами коррекции, который в среднем может составлять, например, 1 с.The serial to parallel conversion unit 78 receives the correction signal J * from input 86 and delays it by two clock cycles (diagrams 192, 205). The firmware (Fig.6, b) responds to the arrival of the signal A0 = 1 by switching to one of the states Z9 - Z16, in this example, to state Z13. Next, the sequential repeated loading of the byte into the register 98 (diagrams 197-204) begins, which ends half a cycle before the moment T25 of the formation of a positive edge of the R × C signal (diagram 209). At time T25, the byte generated at the new time boundaries is written to register 103 (diagram 210). After that, the device works in the new time reference system until the moment of receiving the next pair of correction pulses J and J * if they require shifting the boundaries between bytes. If correction is not required (the new byte boundary reference system is the same as the old), then the correcting pulses are ignored. Losses due to the retransmission of part of the byte are from zero to seven bit intervals against the background of the period between correction times, which can average, for example, 1 s.

В исходном состоянии блок 53 приема данных может быть не синхронизирован с блоком 52 передачи данных. После получения первого же корректирующего импульса J* автоматически (без использования каких-либо программных средств) достигается кодовая синхронизация между дескремблером и скремблером и устанавливается единая система отсчета границ байтов при их прохождении между блоками 52 и 53.In the initial state, the data receiving unit 53 may not be synchronized with the data transmitting unit 52. After receiving the first correcting impulse J * automatically (without using any software), code synchronization between the descrambler and the scrambler is achieved and a single frame of reference for byte boundaries when passing between blocks 52 and 53 is established.

Применение предлагаемого устройства позволяет повысить скорость передачи данных благодаря двум факторам. Первый фактор состоит в исключении из потока данных относительно большого объема служебной информации, предназначенной для синхронизации работы дескремблера со скремблером, а также в исключении из протоколов обмена соответствующих программных средств. Второй фактор - уменьшение объема пересылаемой в потоке данных избыточной информации, обозначающей границы между байтами.The use of the proposed device can increase the data transfer rate due to two factors. The first factor is the exclusion from the data stream of a relatively large amount of overhead information designed to synchronize the operation of the descrambler with the scrambler, as well as the exclusion from the communication protocols of the corresponding software. The second factor is the reduction in the amount of redundant information sent in the data stream, indicating the boundaries between bytes.

Источники информацииInformation sources

1. Патент США №5530959 (Fig.1).1. US Patent No. 5530959 (Fig. 1).

2. Патент США №5530959 (Fig.5) (прототип).2. US Patent No. 5530959 (Fig. 5) (prototype).

Claims (3)

1. Устройство для передачи данных, содержащее подключенные к противоположным сторонам линии связи блок передачи данных и блок приема данных, блок передачи данных содержит скремблер, содержащий генератор псевдослучайной последовательности битов, первый элемент Исключающее ИЛИ и первый усилитель, генератор псевдослучайной последовательности битов содержит первый сдвиговый регистр и второй элемент Исключающее ИЛИ, входы которого подключены к выходам первого сдвигового регистра, а выход - к первому входу первого элемента Исключающее ИЛИ и к входу последовательных данных первого сдвигового регистра, вход синхронизации которого является входом синхронизации скремблера, второй вход первого элемента Исключающее ИЛИ является входом данных скремблера, выход первого усилителя подключен к линии связи, блок приема данных содержит дескремблер, содержащий генератор с фазовой автоподстройкой частоты, второй сдвиговый регистр, третий и четвертый элементы Исключающее ИЛИ и второй усилитель, вход которого подключен к линии связи, а выход - к входу генератора с фазовой автоподстройкой частоты, выход которого является выходом синхронизации дескремблера, выходы второго сдвигового регистра соединены с входами третьего элемента Исключающее ИЛИ, выход которого подключен к первому входу четвертого элемента Исключающее ИЛИ, отличающееся тем, что блок передачи данных дополнительно содержит блок преобразования параллельного кода в последовательный, группа входов данных которого является группой входов данных устройства, а выход байтовой синхронизации - первым выходом байтовой синхронизации устройства, скремблер дополнительно содержит третий сдвиговый регистр, первый дешифратор, первый триггер и первый инвертор, выход которого подключен к входу синхронизации первого триггера, вход первого инвертора соединен с входами синхронизации первого и третьего сдвиговых регистров, а также с выходом битовой синхронизации блока преобразования параллельного кода в последовательный, управляющий вход первого сдвигового регистра соединен с выходом первого дешифратора и с входом коррекции блока преобразования параллельного кода в последовательный, выход данных которого соединен с входом данных скремблера, вход последовательных данных третьего сдвигового регистра соединен с выходом первого элемента Исключающее ИЛИ и с входом данных первого триггера, выход которого соединен с входом первого усилителя, входы параллельных данных первого сдвигового регистра соединены с выходами первого дешифратора, входы которого соединены с выходами третьего сдвигового регистра, блок приема данных дополнительно содержит блок преобразования последовательного кода в параллельный, группа выходов данных которого является группой выходов данных устройства, а выход байтовой синхронизации - вторым выходом байтовой синхронизации устройства, дескремблер дополнительно содержит четвертый сдвиговый регистр, второй дешифратор, второй и третий триггеры и второй инвертор, выход которого подключен к входу синхронизации второго триггера и к входам синхронизации второго и четвертого сдвиговых регистров, управляющий вход второго сдвигового регистра соединен с выходом второго дешифратора и с входом коррекции блока преобразования последовательного кода в параллельный, вход данных которого соединен с выходом третьего триггера, а вход битовой синхронизации - с выходом синхронизации дескремблера, вход последовательных данных четвертого сдвигового регистра соединен со вторым входом четвертого элемента Исключающее ИЛИ и с выходом второго триггера, вход данных которого соединен с выходом второго усилителя, входы параллельных данных второго сдвигового регистра соединены с выходами второго дешифратора, входы которого соединены с выходами четвертого сдвигового регистра, вход последовательных данных второго сдвигового регистра соединен с первым входом четвертого элемента Исключающее ИЛИ, выход которого соединен с входом данных третьего триггера, вход синхронизации которого соединен с выходом синхронизации дескремблера и с входом второго инвертора.1. A device for transmitting data, comprising a data transmission unit and a data receiving unit connected to opposite sides of a communication line, a data transmission unit comprising a scrambler comprising a pseudo-random sequence of bits, a first exclusive OR element and a first amplifier, a pseudo-random sequence of bits contains a first shift register and the second exclusive-OR element, the inputs of which are connected to the outputs of the first shift register, and the output to the first input of the first exclusive-OR element and to the serial data input of the first shift register, the synchronization input of which is the scrambler synchronization input, the second input of the first exclusive-OR element is the scrambler data input, the output of the first amplifier is connected to the communication line, the data reception unit contains a descrambler containing a phase-locked oscillator, the second shift register, the third and fourth elements Exclusive OR and the second amplifier, the input of which is connected to the communication line, and the output to the input of the generator with phase-locked loop frequency, the output of which is the descrambler synchronization output, the outputs of the second shift register are connected to the inputs of the third exclusive-OR element, the output of which is connected to the first input of the fourth exclusive-OR element, characterized in that the data transfer unit further comprises a parallel to serial code conversion unit, group the data input of which is a group of device data inputs, and the byte synchronization output is the first output of the device byte synchronization, the scrambler It additionally contains a third shift register, a first decoder, a first trigger and a first inverter, the output of which is connected to the synchronization input of the first trigger, the input of the first inverter is connected to the synchronization inputs of the first and third shift registers, as well as to the bit synchronization output of the parallel code to serial conversion unit, the control input of the first shift register is connected to the output of the first decoder and to the correction input of the block converting the parallel code into serial, data output which is connected to the data input of the scrambler, the input of the serial data of the third shift register is connected to the output of the first XOR element and to the data input of the first trigger, the output of which is connected to the input of the first amplifier, the inputs of the parallel data of the first shift register are connected to the outputs of the first decoder, the inputs of which are connected with the outputs of the third shift register, the data receiving unit further comprises a unit for converting the serial code into parallel, a group of data outputs which the first is the group of device data outputs, and the byte synchronization output is the second byte synchronization output of the device, the descrambler additionally contains a fourth shift register, a second decoder, second and third triggers and a second inverter, the output of which is connected to the synchronization input of the second trigger and to the synchronization inputs of the second and fourth shift registers, the control input of the second shift register is connected to the output of the second decoder and to the correction input of the serial code conversion unit in parallel, the data input of which is connected to the output of the third trigger, and the input of bit synchronization is connected to the output of the descrambler synchronization, the input of serial data of the fourth shift register is connected to the second input of the fourth XOR element and to the output of the second trigger, the data input of which is connected to the output of the second amplifier , the inputs of the parallel data of the second shift register are connected to the outputs of the second decoder, the inputs of which are connected to the outputs of the fourth shift register, the input of the serial GOVERNMENTAL data of a second shift register connected to the first input of the fourth exclusive OR element whose output is connected to the data input of the third flip-flop, the clock input coupled to an output synchronizing descrambler and to the input of the second inverter. 2. Устройство для передачи данных по п.1, отличающееся тем, что блок преобразования параллельного кода в последовательный содержит триггер, постоянное запоминающее устройство, параллельный регистр, сдвиговый регистр, генератор импульсов и инвертор, группа входов данных блока соединена с входами параллельных данных сдвигового регистра, выход последовательных данных которого является выходом данных блока, а вход синхронизации соединен с выходом генератора импульсов и с входом инвертора и является выходом битовой синхронизации блока, вход коррекции блока соединен с входом данных триггера, вход синхронизации которого соединен с выходом инвертора и с входом синхронизации параллельного регистра, выходы которого соединены с входом управления сдвигового регистра, с выходом байтовой синхронизации блока и с входами адреса постоянного запоминающего устройства, выходы которого соединены с входами данных параллельного регистра, выход триггера соединен с входом адреса постоянного запоминающего устройства.2. The device for transmitting data according to claim 1, characterized in that the parallel-to-serial conversion unit contains a trigger, read-only memory, a parallel register, a shift register, a pulse generator and an inverter, the group of data inputs of the block is connected to the inputs of the parallel data of the shift register , the serial data output of which is the data output of the block, and the synchronization input is connected to the output of the pulse generator and the input of the inverter and is the output of the bit synchronization of the block, input d block correction is connected to the trigger data input, the synchronization input of which is connected to the inverter output and to the parallel register synchronization input, the outputs of which are connected to the shift register control input, the byte synchronization output of the block and the inputs of the memory address, the outputs of which are connected to the inputs parallel register data, the trigger output is connected to the input address of the read-only memory device. 3. Устройство для передачи данных по п.1, отличающееся тем, что блок преобразования последовательного кода в параллельный содержит первый и второй сдвиговые регистры, инвертор, постоянное запоминающее устройство, первый и второй параллельные регистры, вход данных второго параллельного регистра соединен с входом данных первого сдвигового регистра и является входом данных блока, вход синхронизации первого сдвигового регистра соединен с входом инвертора и является входом битовой синхронизации блока, вход данных второго сдвигового регистра является входом коррекции блока, группа выходов второго параллельного регистра является группой выходов данных блока, вход синхронизации второго параллельного регистра соединен с выходом первого параллельного регистра и является выходом байтовой синхронизации блока, выход инвертора соединен с входами синхронизации второго сдвигового регистра и первого параллельного регистра, выходы постоянного запоминающего устройства соединены с входами первого параллельного регистра, а адресные входы - с выходом второго сдвигового регистра и с выходами первого параллельного регистра.3. The device for transmitting data according to claim 1, characterized in that the serial to parallel conversion unit comprises first and second shift registers, an inverter, read-only memory, first and second parallel registers, the data input of the second parallel register is connected to the data input of the first the shift register and is the input of the block data, the synchronization input of the first shift register is connected to the inverter input and is the bit synchronization input of the block, the data input of the second shift register and is the block correction input, the group of outputs of the second parallel register is the group of data outputs of the block, the synchronization input of the second parallel register is connected to the output of the first parallel register and is the byte synchronization output of the block, the inverter output is connected to the synchronization inputs of the second shift register and the first parallel register, outputs read-only memory devices are connected to the inputs of the first parallel register, and the address inputs are connected to the output of the second shift register and with outputs of the first parallel register.
RU2004126211/09A 2004-08-31 2004-08-31 Data transfer device RU2272360C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004126211/09A RU2272360C1 (en) 2004-08-31 2004-08-31 Data transfer device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004126211/09A RU2272360C1 (en) 2004-08-31 2004-08-31 Data transfer device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2272360C1 true RU2272360C1 (en) 2006-03-20

Family

ID=36117380

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004126211/09A RU2272360C1 (en) 2004-08-31 2004-08-31 Data transfer device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2272360C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114416626A (en) * 2021-11-22 2022-04-29 中国科学院西安光学精密机械研究所 An Asynchronous Serial Data Recovery Method Based on 8B/10B Coding

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5530959A (en) * 1994-05-18 1996-06-25 At&T Corp. Self-synchronizing scrambler/descrambler without error multiplication
US20030145196A1 (en) * 2002-01-31 2003-07-31 Chris Heegard Separate self-synchronizing packet-based scrambler having replay variation
US20030156720A1 (en) * 2002-02-18 2003-08-21 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Scrambler with scramble process bypass capability and descrambler with descramble process bypass capability
RU2214061C2 (en) * 2001-12-03 2003-10-10 Степанов Владислав Андреевич Data transfer device
WO2003096604A1 (en) * 2002-05-06 2003-11-20 Paradyne Corporation Communication device and method for using non-self-synchronizing scrambling in a communication system
RU2233045C2 (en) * 1997-11-03 2004-07-20 Квэлкомм Инкорпорейтед Method and device for high-speed burst data transfer

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5530959A (en) * 1994-05-18 1996-06-25 At&T Corp. Self-synchronizing scrambler/descrambler without error multiplication
RU2233045C2 (en) * 1997-11-03 2004-07-20 Квэлкомм Инкорпорейтед Method and device for high-speed burst data transfer
RU2214061C2 (en) * 2001-12-03 2003-10-10 Степанов Владислав Андреевич Data transfer device
US20030145196A1 (en) * 2002-01-31 2003-07-31 Chris Heegard Separate self-synchronizing packet-based scrambler having replay variation
US20030156720A1 (en) * 2002-02-18 2003-08-21 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Scrambler with scramble process bypass capability and descrambler with descramble process bypass capability
WO2003096604A1 (en) * 2002-05-06 2003-11-20 Paradyne Corporation Communication device and method for using non-self-synchronizing scrambling in a communication system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114416626A (en) * 2021-11-22 2022-04-29 中国科学院西安光学精密机械研究所 An Asynchronous Serial Data Recovery Method Based on 8B/10B Coding
CN114416626B (en) * 2021-11-22 2024-04-12 中国科学院西安光学精密机械研究所 Asynchronous serial data recovery method based on 8B/10B coding

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5239672A (en) Synchronization method and apparatus for simulcast transmission system
JP3536909B2 (en) Switching device and scrambling method
EP0212327B1 (en) Digital signal transmission system having frame synchronization operation
US4507779A (en) Medium speed multiples data
JPS6340080B2 (en)
US4701912A (en) Device for transmitting packets in an asynchronous time-division network, and method of encoding silences
RU2272360C1 (en) Data transfer device
JP2009095020A (en) System and method for real-time synchronization through a communication system
JPH0455010B2 (en)
RU2260251C1 (en) Data coding/decoding device
RU2271612C1 (en) Data transfer device
RU2262205C1 (en) Device for transferring data
RU2383104C2 (en) Code cycle phasing device
RU2450436C1 (en) Code frame synchronisation method
RU2002374C1 (en) Gear for transmission and reception of binary information
RU2428801C1 (en) Device of code cycle synchronisation with soft decisions
SU1688430A1 (en) Method of synchronous conversion of discrete information in fiber-optical communication systems
RU2212101C1 (en) Noise-immune recurrent-code encoder
RU2831303C1 (en) Synchronization device based on matrix processing of canonical recurrent sequence formed by modular generator
RU2214046C1 (en) Data coding/decoding device
RU16809U1 (en) SYNCHRONIZATION AND DECODING DEVICE
RU2206181C1 (en) Data coding/decoding device
SU1596475A1 (en) Cyclic synchronization device
SU1757115A1 (en) Binary information transceiver
JP2809404B2 (en) Error pulse addition circuit

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060901