Мультиплексоры

Сетевые мультиплексоры.

В настоящее время производятся мультиплексоры, которые могут подключаться к LAN/WAN сетям. Так мультиплексоры компании Kalatel серии DVMR CTX имеют сетевые карты  и могут работать в локальной  сети при одновременном подключении  к нему до 20 операторов системы видеонаблюдения. Кроме этого, используя компьютер  и мультиплексоры DVMR CTX, оператор может  дистанционно управлять настройками  видеокамер, установленных на поворотные устройства, и самими устройствами. Дуплексные мультиплексоры серии DVMR также  могут работать в компьютерной сети, позволяя просматривать записанные кадры на обычном компьютере, работающему  в этой же сети.

Видео рекордеры  и сетевые видеорегистраторы  – мультиплексоры.

В последние годы многие производители видеомагнитофонов  для видеонаблюдения начали устанавливать  в один корпус с видеомагнитофоном  и мультиплексоры. Так компания Mitsubishi Electric устанавливает дуплексные мультиплексоры на свои видеорегистраторы серии DX-TL800E, а в видеорегистратор серии DX-TL5000E - триплексные мультиплексоры. Такое совмещение в едином корпусе мультиплексора и видеорегистратора позволяет пользователям не только сократить число блоков в стойке системы видеонаблюдения, но и повысить надежность всей системы за счет исключения кабельных соединений между мультиплексором и видеорегистратором.

Дополнительные  функциональные возможности мультиплексоров.

Некоторые мультиплексоры могут  иметь дополнительные функциональные возможности, такие как “замораживание”  кадра, контроль пропадания видеосигнала, цифровое увеличение изображения, балансировка яркости изображений мультикартины. Многие мультиплексоры имеют встроенный детектор движения с настраиваемой  чувствительностью. При появлении  активности в зоне видеонаблюдения  и срабатывании детектора движения, изображение с соответствующей  видеокамеры будет автоматически  переключено в полноэкранный  режим просмотра на видеомониторе. При записи на видеомагнитофон кадры  от этой камеры получают повышенный приоритет  и записываются чаще, чем от других видеокамер.

АРМО - Системы, являясь официальным дистрибьютором оборудования для видеонаблюдения компаний Kalatel и Mitsubishi Electric, поставляет со складов в Москве, Санкт-Петербурге (АРМО-Петербург), Екатеринбурге и Челябинске (АРМО-Урал) мультиплексоры и видеорегистраторы-мультиплексоры следующих моделей:

-симплексные видеомультиплексоры KALATEL: CBR-16CS, CBR-4CSQX, CBR-9CSQX;

-дуплексные мультиплексоры KALATEL: CBR-10eZ, CBR-10MD;

-триплексные мультиплексоры KALATEL: CBR-16CDT, CBR-16MDT, DVMR-16CTX;

-видеорекордер Mitsubishi Electric: DX-TL800.

 

Глава 2 Синтез и применение мультиплексоров

в IDE CD-ROM

 

CD-ROM стали непременным  атрибутом современного компьютера, ведь ОС WINDOWS 95/98 уже невозможно  установить с дискет. Однако в  последнее время в связи с  бурным возрастанием скоростей  обмена информацией и удешевлением  высокоскоростных моделей, все  большее и большее количество  «пожилых и неторопливых» отправляется  в свое последнее путешествие - на полку, глотать пыль.

Основным препятствием, мешающим использованию CD-ROM приводов в качестве автономных проигрывателей компакт  дисков, является отсутствие каких-либо органов управления проигрыванием  диска. И хотя существуют модели, имеющие  клавиши управления, но они, к сожалению, за редким исключением (Creative Infra) не обеспечивают никаких сервисных функций.

Есть два варианта решения  этой проблемы: можно найти справочные данные на управляющий процессор  привода – возможно, он позволяет  подключить управляющие клавиши, или  же можно управлять приводом так, как это делает компьютер - через  интерфейс привода. Сразу должен оговориться: первый вариант - это практически  безнадежное дело, тогда как второй, хотя и чреват дополнительными материальными  и временными затратами - беспроигрышен.

Известно несколько схем такого рода. Две из них были опубликованы в журнале «Радиолюбитель», еще  одна рекламировалась в одной  из эхоконференций сети FIDO. К сожалению, все эти схемы имеют существенные недостатки, а именно: необходимость  наличия на лицевой панели привода  клавиш управления, отсутствие прошивки для микроконтроллера и не IDE интерфейс  или, опять же, отсутствие прошивки для третьей схемы, что, естественно, затрудняет их повторение. Учитывая сказанное, было принято решение о разработке недорогого контроллера CD-ROM привода, в  той или иной мере свободного от указанных недостатков.

 

2.1 Структурная схема IDE CD-ROM

 

Схема представляет собой контроллер для управления CD-ROM приводом с IDE интерфейсом и предназначена для реализации возможности считывания компакт-дисков без подключения к компьютеру. Кроме того, контроллер может использоваться для проверки работоспособности привода.

Рисунок 6 - Структурная схема Cd-Rom

Из рисунка 6 мы видим структуру CD привода. Он состоит из следующих схем:

1. Схема контроля питания лазера - По сигналу LDON сервосхема автоматического питания лазера (ALPC - Automatic Laser Power Control) подает питание на лазерный диод. Иногда могут применяться дополнительные концевики для блокировки включения лазера и предотвращения попадания в глаза лазерного луча при разобранном механизме, а иногда лазер постоянно включен при закрытой каретке. Система ALPC поддерживает на заданном уровне мощность излучения лазерного диода. Текущую мощность излучения контролирует фотоприемник, помещенный в одном корпусе с лазерным диодом;
2. Сервосхема двигателя диска - Сигнал FOK (Фокусировка выполнена) поступает к сервосхемам управления скоростью вращения двигателя (СУСВД). Они вырабатывают сигналы MON (разрешение), MDS (обороты), MDP (фаза), CLV (управление) для управления работой двигателя и регулирования его скорости вращения. Двигатель начинает вращаться и набирать скорость. В некоторых проигрывателях импульсы запуска двигателя генерируются еще до подачи сигнала FOK вместе с FSR-импульсами. При постоянной угловой скорости вращения от начала к концу диска увеличиваются диаметр дорожки и линейная скорость. СУСВД поддерживает на постоянном уровне линейную скорость вращения диска, а после остановки проигрывателя притормаживает обороты двигателя. Номинальная скорость потока считываемой информации с диска 4,3218 Мбит/с;
3. Схема стробирования;
4. Предусилитель;
5. Сервосхема двигателя позиционирования – Сервосистема управления вращением диска обеспечивает постоянство линейной скорости движения дорожки считывания на диске относительно лазерного пятна. При этом угловая скорость вращения диска зависит как от расстояния головки считывания до центра диска, так и от условий считывания информации;
6. Процессор данных и ЦАП и схемы выборки и хранения - С выхода процессора цифровых данных откорректированная цифровая информация через интерфейс связи поступает на вход ПК, где подвергается дальнейшей обработке. Если чтение производится с аудиодиска, информация поступает на цифровой фильтр, с него на цифроаналоговый преобразователь и далее, через цепи аналоговой коррекции и усиления, – на аудиовыходы [1].

 

2.2 Электрическая функциональная схема IDE CD-ROM

На рисунке 8 показана электрическая  функциональная схема:

 

 

 

2.2.1 Процессор  Z80

В качестве управляющего процессора использован процессор Z80 (DD3, рис.1). Причин, обусловивших такой выбор, две: во-первых, при разработке чего-либо чаще всего приходится довольствоваться тем, что есть под рукой, и, во-вторых, этот процессор, как и устройства на его основе (АОНы и ZX-Spectrum, которые  пылятся полуразобранные на полках у многих), достаточно широко распространен.

 

2.2.2 Микросхема К1533ЛН1

На элементах DD1.1-DD1.3 микросхемы DD1 (К1533ЛН1) собран задающий кварцевый  генератор, с выхода которого тактовая последовательность с частотой 4 МГц  поступает на тактовый вход (вывод 6) процессора. На элементах DD1.4-DD1.6 выполнен генератор импульсов прерываний. Снимаемые с его выхода короткие импульсы отрицательной полярности с частотой около 400 Гц подаются на вход маскируемого прерывания (вывод 16) процессора.

 

2.2.3 Микросхема К573РУ10

Объем ОЗУ и ПЗУ (микросхемы DD7 (К573РУ10) и DD5 (2764)) составляет 2К и 8К  соответственно (максимальный объем - 32К и 32К), что дает возможность  использовать практически любые  микросхемы памяти. Карта памяти устройства выглядит следующим образом: Адрес   Тип памяти

0000H-1FFFH ПЗУ

2000H-27FFH ОЗУ

2800H-FFFFH 

 

2.2.4 Микросхема К1533ИД7

Зарезервировано под расширение ОЗУ и ПЗУ На микросхеме DD2 (К1533ИД7) выполнен дешифратор адресов внешних  устройств. Для сокращения числа  корпусов микросхем, а, следовательно, удешевления устройства, выбран динамический метод индикации. Образ символа  защелкивается в регистре DD8 К1533ИР23 (ему соответствует адрес на запись 7FH), а код, соответствующий номеру подсвечиваемого разряда - в регистре DD9 К1533ТМ9 (адрес на запись 3FH). Код  номера разряда дешифруется микросхемой DD4 К555ИД10. На светодиодном индикаторе HG1 с общим катодом (АЛС318 или другой, например, устанавливаемый в АОНах) индицируется информация по текущему состоянию привода - «--StOP---», «--PAUSE--», «--RESEt--», «PL.01.04-57» - здесь PL - «PLAY», 01 - текущая  дорожка, 04-57 - минуты и секунды на текущей дорожке.

2.2.5 Микросхема К1533КП11

На микросхеме DD6 К1533КП11 выполнен порт клавиатуры. Адрес клавиатурного  порта - 3ЕH (чтение). Клавиатура представляет собой матрицу организацией 4х4 нормально  разомкнутых кнопок. Столбцы клавиатуры подключаются ко входам порта клавиатуры, а строки - к выходам дешифратора сканирования (DD4). Количество кнопок может быть легко увеличено до 36, для этого достаточно допаять матрицу клавиатуры по аналогии с уже имеющейся, используя оставшиеся выводы дешифратора DD4, за исключением вывода R9 (вывод 11) которая участвует в формировании сигнала сброса дла привода CD-ROM.

Для согласования восьмиразрядной  шины данных микропроцессора с шестнадцатиразрядной шиной данных привода CD-ROM служит узел, включающий в себя три микросхемы: DD10 (К1533АП6) и DD11-DD12 (К1533ИР23). Шинный формирователь DD10 обеспечивает развязку шины данных микропроцессора и младшей половины шины данных привода, а регистры DD11-DD12 - фиксацию данных, поступающих на старшую  половину шины данных привода при  чтении или записи. Младшей половине соответствует базовый адрес  чтения/записи F0H, а старшей - BFH. (Примечание: так как привод CD-ROM имеет 8 регистров, через которые осуществляется обмен  данными и управление, то, соответственно, ему, как внешнему устройству, соответствуют 8 адресов на ввод и вывод, в данном случае - F0H-F7H). Таким образом, для  записи данных в CD-ROM необходимо сначала  записать старший байт по адресу BFH, а затем записать младший байт по требуемому адресу из диапазона F0H-F7H. Для считывания же данных необходимо сначала считать младший байт (адрес - F0H-F7H), а затем считать  старший байт из порта с адресом BFH.

Правильно собранное устройство в наладке не нуждается. Однако на практике возможно потребуется подкорректировать значение частоты генератора импульсов прерываний - она должна составлять 400 Гц.

Детали. Микросхемы серии  К1533 можно заменить их аналогами  из серии К555. Процессор Z80 может быть заменен на отечественный аналог К1858ВМ1. Мультиплексор К1533КП11 (DD6) может  быть заменен на шинный формирователь  К1533АП5, К1533АП6 или даже на четыре элемента микросхемы К555ЛП8. Вместо регистра DD8 К1533ИР23 может быть установлен регистр К1533ИР27, при этом вывод 1 микросхемы необходимо подключить к лог.1 или на вывод 26 (цепь сброса) процессора. Вместо регистра DD9 К1533ТМ9 можно использовать либо К1533ИР27 (вывод 1 подключается аналогично предыдущему  варианту), либо К1533ИР23 [2].

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Важнейшей задачей, решаемой с помощью методов и средств  микросхемотехники, является схемотехническая разработка новых типов интегральных микросхем. Исходное техническое задание  на проектирование микросхемы содержит описание функций, которые она должна выполнять в электродной аппаратуре, и требования к ее основным параметрам (мощность, быстродействие и др.). Процесс разработки можно представить как последовательное преобразование исходного описания микросхемы во все более детальные формы ее представления: функциональную, структурную, электрическую схемы и т. д.

Мультиплексор служит для  объединения в единый транспортный поток (ТП) цифровых потоков от различных  источников - кодеров сжатия, выходов других мультиплексоров, инкапсуляторов, приемников-декодеров, генератора PSI/SI таблиц, ЕСМ генератора и ЕММ инжектора и других. Приходящие сигналы могут иметь разную временную базу (т.е. формироваться с несколько различными тактовыми частотами) и задача мультиплексора - сформировать асинхронный поток с сохранением синхронизирующей информацией каждого из компонентов.

В качестве практического исследования было рассмотрено внешнее IDE устройство CD-ROM и реализация мультиплексора в схеме. В процессе разработки устройства были пройдены следующие этапы:

1. Исследование применения мультиплексоров;
2. Изучение возможностей цифровой интегральной схемы;
3. Исследование электрической схемы устройства;
4. Изучение структурной схемы устройства.

Все цели и задачи курсовой работы, определённые в задании,  были выполнены в полном объёме.

 

 

Список литературы

1. http://www.ronyasoft.nm.ru/cdmaster.html
2. http://www.qrz.ru/schemes/contribute/comp/ide-cd.shtml
3. Схемотехника аналоговых электронных устройств: Учебник для вузов. – 2-е изд., Горячая линия - Телеком, 2003.
4. http://dssp.karelia.ru/~ivash/ims/t9/TEMA9.HTM#SELECT

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

Прошивка ПЗУ контроллера

Приведенная прошивка ПЗУ  контроллера не обеспечивает никаких  сервисных функций. Фактически ее основное назначение показать, что схема контроллера  работоспособна. Это ни в коем случае не значит, что не будет появляться новых версий прошивки. Возможно они  появятся уже к моменту выхода статьи.

Итак, данная прошивка (таблица 1) обеспечивает следующие функции:

1. Воспроизведение аудио дисков с индикацией номера текущей дорожки и времени проигрывания (клавиша «1»);
2. Переход на предыдущую дорожку (клавиша «0»);

3.Переход на следующую дорожку (клавиша «3»);

4. Останов проигрывания (клавиша «2»);

5. Пауза/возобновление проигрывания (клавиша «5»)

6. Выброс диска (клавиша «6»).

Вставленный диск автоматически  распознается и выбрасывается в  случае, если он не содержит ни одной  аудио дорожки. Приведенная прошивка была успешно оттестирована на следующих  моделях CD-ROM приводов:

1. Mitsumi 4x (model FX400E);

2. Mitsumi 8x (model FX810T4);

3. Samsung 24x (model SCR2430, SCR2431).

—————————————————————————————————————————————————————————

           0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  A  B  C  D  E  F

—————————————————————————————————————————————————————————