Анотація
У статті розглянуто варіант модифікації серійно випущених багатопортових адаптерів розширення введення-виведення, побудованих на мікросхемах NetMOS/MosChip MSC98XX-CV і SystemBase SB16C1052PCI, для реалізації послідовного фізичного інтерфейсу RS-422 зі швидкостями обміну даними до 1 Мбод.
Текст
З часів комп'ютерів IBM PC послідовні порти персональних ЕВМ, робочих станцій і серверів, що функціонують за протоколом UART, у більшості випадків використовують фізичний сигнальний інтерфейс RS-232. Раніше послідовні порти, або COM-порти в термінології системного програмного забезпечення, застосовувалися головним чином для підключення маніпуляторів типу миш і модемів для комутованих телефонних ліній та інших низькошвидкісних каналів зв'язку. У сучасній обчислювальній техніці ці периферійні пристрої підключаються по шині USB. Тим не менш, послідовні порти RS-232 продовжують використовуватися для сполучення з різним технологічним обладнанням, наприклад, зі сканером штрих-коду, а також для різних налагоджувальних і діагностичних потреб для роботи в режимі терміналу з вбудованим програмним забезпеченням таких пристроїв, як мережеві комутатори третього рівня, контролери, джерела безперебійного харчування тощо.
Послідовний сигнальний інтерфейс RS-232 використовує двополярні сигнали з амплітудою від 5 до 15 вольт, при цьому негативна напруга відповідає логічній одиниці, а позитивна напруга - логічному нулю. Сигналами з такою амплітудою неможливо передавати дані на високих швидкостях, в силу чого максимальна швидкість для стандартного послідовного порту обмежена 115,2 кбод. При синхронізації UART класу 16С550 від сигналу з частотою 1,8432МГц швидкості 115,2 кбод відповідає установка регістру DLL в нуль, а регістру DLM в 00000001.
Крім сигнального інтерфейсу RS-232 послідовні порти можуть використовувати стандарти RS-422 і RS-485, що дозволяють передавати дані у вигляді електричних сигналів по кабелю зі швидкістю до 10 Мбод на відстанях 10-20м, і забезпечують дальність зв'язку до 1500 м на низьких швидкостях. Застосування сигнальних стандартів RS-422 і RS-485 з інтерфейсами UART поширене в промисловій і спеціальній апаратурі, розрахованій на важкі умови експлуатації.
Для сполучення персональних комп'ютерів і промислових ЕВМ з послідовним інтерфейсом RS-422 випускаються спеціалізовані адаптери введення-виведення, що реалізують до 16 каналів UART. Як приклад можна розглянути адаптер PCL-743 фірми Advantech для системної шини ISA, показаний на рис. 1. Цей адаптер містить два контролери UART 16C550, що керує ПЛІС Xilinx XC9572 і мікросхеми приймачів і передавачів RS-422/ RS485. За допомогою параметра перемикачів буде вказано адресні діапазони, які адаптер використовує для контролерів 16С550. При правильному встановленні перемикачів можливо сконфігурувати адаптер для роботи в якості стандартних COM-портів, що визначаються засобами BIOS і операційною системою. Для цього потрібно встановити базові адреси контролерів 16С550 у значення зі списку: , , , таким чином, щоб не було збігів з адресними діапазонами COM-портів материнської плати.
Крім того, адаптер дозволяє налаштувати режим роботи фізичного інтерфейсу для кожного з двох портів окремо або за стандартом RS-422, або за стандартом RS-485.
Для досягнення високих швидкостей в адаптері PCL-743 встановлено кварцовий генератор, що формує частоту 14,7456МГц, яка у 8 разів вище стандартної частоти 1,8432МГц. Розташуванням крайнього правого перемикача встановлюється частота синхронізації контролерів 16C550: або стандартна, або збільшена у 8 разів. Робота на високій частоті дозволяє працювати зі швидкостями до 921,6 кбод, для чого в програмному забезпеченні вибирається налаштування швидкості 115,2 кбод.
Джампери в лівій частині плати адаптери дозволяють вручну налаштувати лінії переривання для кожного каналу UART.
Розглянутий адаптер є досить дорогим і застарілим рішенням через відсутність шини ISA в сучасних обчислювальних системах.
Ріс. 1. Інтерфейсний адаптер PCL-743 Advantech
Пропонується розглянути реалізацію адаптерів послідовних портів, що працюють за стандартом RS-422 зі швидкостями до 1 Мбод, шляхом модифікації недорогих контролерів традиційних периферійних інтерфейсів для системної шини PCI, широко представлених на ринку.
За основу для описаних у статті адаптерів взято багатопортові контролери виробника Espada, засновані на мікросхемах MCS9820, MCS9835, MCS9845 фірми MosChip. Сімейство мікросхем MCS9805, MCS9815, MCS9820, MCS9835, MCS9845 розроблено фірмою NetMOS 10-12 років тому з високим ступенем уніфікації розводки висновків і внутрішньої логічної організації. Ця уніфікація дозволила розробити ряд контролерів периферійних інтерфейсів, що використовують загальний дизайн друкованої плати.
Наступні контролери Espada побудовані на одній друкованій платі, і відрізняються виключно конфігурацією встановлених роз'ємів і електронних компонентів:
- FG-PIO9820-1S-01-CT01 - один порт RS232, мікросхема MCS9820;
- FG-PIO9835-2S-01-CT01 - два порти RS232, мікросхема MCS9835;
- FG-PIO9835-2S1P-01-CT01- один порт LPT, два порти RS232, мікросхема MCS9835;
- FG-PIO9805-1P-01-CT01- один порт LPT, мікросхема MCS9805;
- FG-PIO9815-2P-01-CT01- два порти LPT, мікросхема MCS9815.
Також уніфіковану друковану плату використовують контролери Espada, засновані на мікросхемі MCS9845, що має зовнішню асинхронну шину, за допомогою якої підключаються додаткові контролери UART типів 16C550, 16C552, 16C554:
- FG-PIO9845-4S-01-CT01 - чотири порти RS232, мікросхеми MCS9845 + 2шт. 16С550;
- FG-PIO9845-6S-01-CT01 - шість портів RS232, мікросхеми MCS9845 + 16С554.
Зовнішній вигляд контролера максимальної конфігурації з шістьма послідовними портами RS232 показаний на рис. 2.
Ріс. 2. Інтерфейсний адаптер RS232 виробництва Espada
В оригінальній конфігурації всі перелічені адаптери Espada мають перетворювачі рівня для роботи з інтерфейсом RS-232 і налаштовані на роботу з максимальною швидкістю 115,2 кбод. Тим не менш, у попередніх версіях документації на мікросхеми MCS98xx-CV вказана максимальна швидкість роботи контролерів послідовних портів рівна 1Мбод [1, 2]. У більш пізній документації максимальну швидкість скоротили до 115,2 кбод [3, 4], що, найімовірніше, було зроблено з комерційних міркувань в силу виходу на ринок більш розвинених інтерфейсних мікросхем MosChip MCS9865-IV, що підтримують функцію ініціатора (майстра) шини PCI.
Мікросхеми MCS9820, MCS9835, MCS9845 мають до двох інтегрованих контролерів UART класу 16C550, які використовують окремо налаштовувані через конфігураційні регістри PCI діапазони адрес введення-виводу місткістю вісім байт. Адаптери, що реалізують більше двох послідовних портів, використовують зв'язку мікросхем MCS9845 і 16C550 (16C552, 16C554), з'єднаних асинхронною 8-розрядною локальною шиною, на яку транслюються транзакції читання і записи шини PCI за адресами введення-виведення, що належать діапазонам додаткових контролерів UART у складі мікросхем 16C550 (16C552, 16C554). Діапазони адрес введення-виводу додаткових контролерів UART налаштовуються також через регістри базових адрес - BAR в конфігураційному просторі PCI. Регістри налаштувань PCI реалізовані відповідно до стандарту [5] у мікросхемах MCS98xx і доступні для читання та/або запису засобами системного контролера у складі чіпсета.
Для синхронізації контролерів UART у складі мікросхем MCS9820, MCS9835, MCS9845 передбачені два входи подачі несучої частоти:
- сигнал ACLK (висновок 59) задає несучу частоту для UART-A,
- сигнал BCLK (висновок 57) задає несучу частоту для UART-B.
Несуча частота контролера UART класу 16C550 повинна бути в 16 разів вище бодової швидкості. Таким чином, для швидкості 115,2 кбод потрібна несуча 1,8432 МГц, а для швидкості 1 Мбод несуча частота повинна бути дорівнює 16 МГц.
На входи ACLK і BCLK згідно фірмової документації MosChip [1-4] пропонується подавати сигнали з тактового генератора, що входить до складу мікросхем MCS98xx. Тим не менш, на ці входи можна подавати сигнал від зовнішнього джерела синхронізації з рівнями КМОП або ТТЛ.
Вбудований тактовий генератор вимагає зовнішнього кварцового кристала, підключеного між входом XTAL1 (виведення 62) і виходом XTAL2 (висновок 61) і формує три вихідні частоти:
- сигнал 3XCLK (виведення 55) з частотою, отриманою поділом частоти кварцового резонатора на 3,
- сигнал 6XCLK (виведення 56) з частотою, отриманою поділом частоти кварцового резонатора на 6,
- сигнал 12XCLK (виведення 58) з частотою, отриманою поділом частоти кварцового резонатора на 12.
В оригінальній конфігурації адаптерів інтерфейсу RS-232 на основі мікросхем MCS9820, MCS9835, MCS9845 використовується кварцовий резонатор з частотою 22,1184 МГц, а на входи ACLK і BCLK подається сигнал з виходу 12XCLK, частота якого, відповідно, становить 1,8432 МГц.
На більшості адаптерів, заснованих на мікросхемах MCS9820, MCS9835, MCS9845, є резисторні перемички габариту 0603, що дозволяють шляхом монтажу в різні позиції на платі подавати на входи ACLK і BCLK сигнали з виходів 3XCLK, 6XCLK і 12XCLK. Таким чином, замінивши кварцовий резонатор на аналог з частотою 48 МГц, і перепаявши перемички в положення, відповідне комутації входів ACLK і BCLK на вихід 3XCLK, вийде несуча частота інтегрованих контролерів UART рівна 16 МГц. Після такого доопрацювання системна швидкість послідовного порту 115,2 кбод (у налаштуваннях програмного забезпечення) буде відповідати реальній швидкості 1 Мбод.
Результат такого доопрацювання, виконаного на адаптерах Espada FG-PIO9820 або FG-PIO9835, показаний на рис. 3.
Ріс. 3. Доопрацювання адаптера Espada для підтримки швидкості 1 Мбод
Переважна більшість представлених на ринку інтерфейсних адаптерів послідовних портів реалізують інтерфейси RS-232, виведені на роз'єми DB-9M. Інтерфейс RS-232 спочатку був орієнтований на підключення телекомунікаційної апаратури, внаслідок чого має ряд спеціальних сигналів, реалізованих також в контролерах UART класу 16С450 і 16С550.
Класична схема з'єднання пристроїв за інтерфейсом RS-232 включає термінальне обладнання DTE (Data Terminal Equipment) і зв'язкове обладнання передачі даних DCE (Data Communication Equipment), пов'язані між собою прямим кабелем. Під поняттям «прямий кабель» мається на увазі кабель з роз'ємами типу розетка і вилка, в яких з'єднані контакти під одним номером (котакт-1 вилки з'єднаний з контактом-1 розетки, котакт-2 вилки з'єднаний з контактом-2 розетки, і т. д.)
Для термінального обладнання DTE традиційно використовують роз'єм типу DB-9M (вилка), розводка якого показана рис. 4, а. У ролі термінального обладнання виступає персональний комп'ютер, робоча станція, сервер, комутатор ЛВС, контролер, або інша апаратура, що містить мікропроцесор, який виступає в ролі генератора інформаційних посилок.
Для обладнання передачі даних DCE традиційно використовують роз'єм типу DB-9F (розетка), розводка якого показана рис. 4, б. Обладнання передачі даних традиційно представлено модемами для різних каналів зв'язку, що формують спеціальні керуючі сигнали nRI - сигнал виклику від АТС і nDCD - ознака виявлення несучої частоти в каналі зв'язку. Також у ролі DCE можуть виступати будь-які інші пристрої, що виконують функції приймача інформаційних посилок, або пасивного джерела посилок, наприклад виконавчі блоки і датчики.
а
б
Ріс. 4. Розведення роз'ємів RS-232:
a - виделки DB-9M для DTE, б - розетки DB-9F для DCE
Схема прямого з'єднання пристроїв DTE і DCE за інтерфейсом RS-232 показана на рис. 5. Прямий інтерфейсний кабель має розетку DB-9F для підключення до DTE (комп'ютера) і вилку DB-9M для підключення до телекомунікаційного обладнання DCE (модема). У кабелі виконані 9 ізольованих сполук в загальному екрані, з'єднаному з металевими корпусами вилки і розетки на кінцях.
У з'єднаннях, що не використовують спеціальні сигнали детектора несучої nDCD і виклику nRI, ділення пристроїв на типи DTE і DCE досить умовне і визначається головним чином типом роз'єму: виделка у DTE і розетка у DCE.
Ріс. 5. Схема прямого з'єднання за інтерфейсом RS-232
У сучасному обладнанні, виходячи з міркувань уніфікації, воліють використовувати роз'єми типу DTE. Для з'єднання двох пристроїв DTE використовують нуль-модемний кабель, також нерідко званий крос-кабелем. Такий кабель комутує попарно передавачі і приймачі різних пристроїв у такому порядку: TxD-RxD, nRTS-nCTS, nDTR-nDSR. У повній реалізації крос-кабелю RS-232 можуть бути виконані з'єднання nDTR-nDCD і nDTR-nRI.
У загальному випадку, для передачі даних достатньо комутації TxD-RxD, бо всі інші сигнали є позаплосними (sideband) і можуть брати участь у процесі обміну даними тільки на програмному рівні (виняток становить режим Auto-CTS в старших версіях UART класу 16С550, активований битом MCR [5]).
Схема з'єднання нуль-модемним кабелем двох пристроїв DTE за інтерфейсом RS-232 показана на рис. 6.
Ріс. 6. Схема з'єднання нуль-модемним кабелем за інтерфейсом RS-232
У більшості сучасних інтерфейсних адаптерів RS-232 в якості зовнішніх роз'ємів використовуються кутові вилки DRB-9MA, призначені для монтажу на друкарську плату і фіксації в планці кріплення до корпусу. У багатопортових адаптерах використовуються додаткові планки із закріпленими на них роз'ємами DB-9M, до яких припаяні плоскі шлейфи з кроком 1,27мм із запресованими розетками IDC-10 на кінцях, рис. 7.
Ріс. 7. Додаткова планка з роз'ємом DB-9M
Гніздо IDC-10 має один глухий отвір на місці десятого контакту, що виконує роль ключа. Відповідна частина на друкованій платі контролера являє собою багнет з'єднувач PLD-10 з віддаленим десятим контактом. Роз'єми для підключення двох додаткових планок видно на задній стороні плати адаптера FG-PIO9845-6S-01-CT01, показаної на рис. 2.
Слід зазначити, що розводка багнетів сполучників PLD-10 на більшості адаптерів RS-232 уніфікована таким чином, що перший контакт гнізда IDC-10 на кабелі додаткової планки з'єднується з першим контактом зовнішнього роз'єму DB-9M, другий контакт гнізда IDC-10 з'єднується з другим контактом роз'єму DB-9M, і т. д. Таким чином, розводка штирьових сполучників за номерами контактів повторює розводку зовнішніх роз'ємів DB-9M (рис. 8). Відповідна розпайка роз'єму DB-9M показана на рис. 10 (перший контакт - червоний дріт шлейфа).
img src=«habrastorage.org/files/658/f59/b3c/658f59b3c3614cf68e2b2358a506fe0c.jpg»/>
Ріс. 8. Розводка сигналів RS-232 на багнеті PLD-10
Ріс. 9. Розпайка роз'єму DB-9M
Фізичний інтерфейс RS-232 як на інтерфейсних адаптерах, так і на материнських платах традиційно реалізує мікросхема перетворювача рівнів GD75232, або її повний аналог SN75185 [6, 7]. Ці мікросхеми містять 3 драйвери двополярних сигналів RS-232 для ланцюгів TxD, nDTR, nRTS і п'ять приймачів-перетворювачів рівня RS-232 на сигнал ТТЛ. Кожна мікросхема GD75232/ SN75185 використовує три потенціали харчування: VSS - мінус 12В, VCC - 5В і VDD - 12В. Всі напруги вимірюються відносно загального нуля - GND.
Існує традиційна схема підключення контролера UART до порту RS-232 за допомогою мікросхеми GD75232/ SN75185; вона представлена на рис. 10. Саме ця схема реалізована в більшості інтерфейсних адаптерів RS-232, в тому числі на платах Espada.
Ріс. 10. Схема підключення контролера UART до порту RS-232
Фізичний інтерфейс RS-422 регламентований стандартом TIA/EIA-422 що визначає рівні та форму сигналів диференційних сигналів, що дозволяють передавати дані за витими парами проводів зі швидкостями до 10 Мбод (пропускна здатність залежить від розрядності інтерфейсу і способу кодування даних).
Прикладом використання сигналів RS-422 в паралельних інтерфейсах є «високовольтний» диференційний SCSI-інтерфейс (HVD - High-Voltage Differential).
Послідовні асинхронні інтерфейси UART у промисловому обладнанні також часто використовують фізичний інтерфейс RS-422. На відміну від поширеного в промисловій і спеціальній техніці диференційного інтерфейсу RS-485 фізичний інтерфейс RS-422 орієнтований на топологію сполук типу точка-точка.
Використання фізичного інтерфейсу RS-422 замість RS-232 в послідовних портах дозволяє збільшити швидкість передачі даних на коротких з'єднаннях, або значно збільшити дальність зв'язку одного з'єднання.
Реалізації інтерфейсу UART з фізичним рівнем RS-422 в більшості випадків використовують чотири пари проводів: дві пари для передачі даних у прямому і зворотному напрямку і дві пари для допоміжних сигналів RTS-CTS. Схема з'єднання двох пристроїв за послідовним інтерфейсом RS-422, що працює за протоколом UART, наведена на рис. 11.
Ріс. 11. Схема з "єднання за послідовним інтерфейсом RS-422
Єдиної уніфікованої розводки диференційних сигналів RS-422 в роз'ємах DB-9 стосовно послідовних портів не існує. Пропонується розглянути розводку, реалізовану фірмою Advantech в адаптері PCL-743 (рис. 1), показану на рис. 12.
Ріс. 12. Розлучення роз "єму DB-9M для інтерфейсу RS-422
Переобладнання адаптерів послідовних портів для реалізації інтерфейсу RS-422 пропонується виконати наступним способом:
1. демонтувати мікросхеми перетворювачів рівня RS-232,
2. з'єднати наступні сигнали контролера UART зі штиревими з'єднувачами PLD-10: TxD, RxD, nRTS, nCTS.
3. на входи nDCD і nDSR контролера UART подати низький рівень (GND), а на вхід nRI - високий рівень (+ 5В), або виконати з'єднання сигналів контролера UART: nDTR-nDSR-nDCD-nRI,
4. на контакти 1 і 9 штирьового сполучника PLD-10 подати потенціал + 5В для харчування прийомо-передавачів RS-422,
5. на штиреві сполучники PLD-10 адаптера встановити модуль прийомо-передавачів RS-422, до якого підключаються гнізда IDC-10 на шлейфах від роз'ємів DB-9M, встановлених на планці,
6. контакти 4 і 6 з'єднувача PLD-10 з'єднати з ланцюгом GND.
Схематично принцип описаної модернізації адаптера відображає рис. 13.
Ріс. 13. Переобладнання адаптера RS-232 для інтерфейсу RS-422
У результаті описаних дій розводка сигналів у штирьових сполучниках PLD-10 зміниться згідно з рис. 14.
Ріс. 14. Розводка сигналів UART на штирьовому сполучнику PLD-10
Доопрацювання пропонується виконати на друкованій платі адаптера монтажним проводом МГТФ або аналогічним, використовуючи контактні майданчики в обсязі посадкового місця мікросхеми GD75232/ SN75185. Топологія з'єднань для двох варіантів комутації незадіяних сигналів nDTR, nDSR, nDCD, nRI контролера UART показана на рис. 15. Розташування штирьових сполучників показано на прикладі адаптерів Espada FG-PIO9820 і FG-PIO9835.
а
б
Ріс. 15. Топологія зв'язків після переобладнання адаптера
Враховуючи уніфіковану схему включення мікросхем GD75232/ SN75185 (рис. 10), можна зробити висновок, що для виконання доопрацювання достатньо демонтувати ці мікросхеми і виконати монтаж перемичками з дроту за аналогією з рис. 15. Вид друкованої плати адаптера FG-PIO9835-2S1P-01-CT01 після демонтажу мікросхем GD75232/ SN75185 показано на рис. 16. Остаточний вид виконаних з'єднань за рис. 15, а і за рис.15, б на одній платі ілюструє рис. 17.
Ріс. 16. Друкована плата адаптера FG-PIO9835-2S1P-01-CT01 після демонтажу мікросхем GD75232/ SN75185
Ріс. 17. Друкована плата адаптера FG-PIO9835-2S1P-01-CT01 з двома варіантами доопрацювання
Модуль прийомо-передавачів RS-422 пропонується виконати на окремій платі з використанням мікросхем передавача AM26LS31C і приймача AM26LS33AC [9, 10]. Принципова електрична схема модуля прийомо-передавачів RS-422 приведена на рис. 18. Модуль має чотири посадкових місця під багнети роз'єми PLD-10, два з яких призначені для розпайки на роз'єми адаптера, а два інших - для встановлення роз'ємів PLD-10R для підключення шлейфів від планки.
Ріс. 18. Принципова схема модуля прийомо-передавачів RS-422
Топологія друкованої плати, що реалізує модуль прийомо-передавачів RS-422 згідно з електричною схемою, представленою на рис. 18, зображена на рис. 19. Друкована плата виконана без внутрішніх шарів і призначена для установки мікросхем AM26LS в корпусі SOIC-16, а також чіп-компонентів, габарити яких вказані на електричній схемі. Електролітичний алюмінієвий конденсатор має діаметр 5 або 6 мм і висоту не більше 8 мм. Світлодіод може бути у виконанні 1206 або монтуватися в отвори дротяними висновками.
Роз'єми, розташовані в лівій частині схеми, не встановлюються на плату. У їх отвори розпаюються вільні кінці штиревих роз'ємів PLD-10, встановлених на платі адаптера.
Резистори номіналу 120 Ом габариту 1206 виконують функцію узгодження хвильового опору, необхідну в кабельних сполуках великої довжини. Резистори номіналом 10 кОм встановлені для забезпечення зміщення рівня напруги в бік пасивного стану при відсутності джерела сигналу в лінії.
Послідовні резистори номіналом 100 Ом призначені для обмеження струму при сполученні з контролерами UART, що не допускають вхідні рівні сигналу з напругою 5 вольт.
Послідовні резистори з номіналом 22 Ома встановлюються для захисту передавачів від перевантажень по струму. Якщо такий захист не потрібен, замість даних резисторів слід встановлювати перемички габариту 0603.
Топологія плати орієнтована на застосування з адаптерами Espada.
Ріс. 19. Топологія друкованої плати модуля прийомо-передавачів RS-422
Модуль прийомо-передавача RS-422 можна зібрати, використовуючи макетну плату з кроком отворів 2,5 мм або 2,54 мм, встановивши мікросхеми AM26LS31 і AM26LS33 в корпусі DIP-16. Цей варіант виконання дозволить уникнути витрат на виготовлення замовної друкованої плати, на зразок показаної на рис. 19, але збільшить складність і обсяг монтажних робіт. З'єднання на макетній платі доведеться виконувати монтажним проводом.
Зовнішній вигляд зібраних модулів прийомо-передавачів інтерфейсу RS-422 показаний на рис.20 (одноканальний варіант) і рис. 21 (двоканальне виконання).
Одноканальний модуль не має токоограничних резисторів номіналом 22 Ом, узгоджуючих резисторів 120 Ом габарита 1206 і одного роз'єму. Перелічені компоненти використовуються у другому каналі UART. Одноканальний варіант виконання призначений для доопрацювання адаптерів з одним послідовним портом, побудованих на мікросхемі MCS9820. Зображення адаптера Espada FG-PIO9820-1S-01-CT01 з виконаним доопрацюванням приведено на рис. 22.
Ріс. 20. Одноканальний модуль прийомо-передавачів RS-422
Ріс. 21. Двоканальний модуль прийомо-передавачів RS-422
Модулі встановлюються на адаптери таким чином, що мікросхеми AM26LS31 і AM26LS33 розташовуються зверху. Це спрощує їх заміну в разі виходу з ладу.
Ріс. 22. Одноканальний адаптер послідовного інтерфейсу RS422
Двоканальний модуль прийомо-передавача RS-422 призначений для встановлення на адаптери з двома послідовними портами, побудованими на мікросхемі MCS9835. Відстань між роз'ємами на модулі відповідає друкованій платі адаптерів Espada FG-PIO9835-2S-01-CT01 і FG-PIO9835-2S1P-01-CT01. Зображення адаптера Espada FG-PIO9835-2S1P -01-CT01 з виконаним доопрацюванням приведено на рис. 23.
Ріс. 23. Двоканальний адаптер послідовного інтерфейсу RS422
Доопрацьовані адаптери Espada були протестовані діагностичним програмним забезпеченням для роботи з послідовними портами в ОС Microsoft Windows у складі робочої станції (рис. 24). Тестування виконувалося з використанням мережевого чотирипарного кабелю UTP для міжмашинного прямого з'єднання (нуль-модем), а також на заглушці, що замикає тракт даних TxD на RxD і тракт управління RTS на CTS. У кабелі UTP кожна витая пара використовується для передачі одного з диференційних сигналів. Дві пари реалізують перехресне з'єднання TxD-RxD і RxD-TxD, а дві інші пари - перехрестя RTS-CTS і CTS-RTS. У разі з'єднання за послідовним інтерфейсом RS-422 пристроїв з неякісним заземленням корпусів, або з ізольованими корпусами, необхідно реалізувати в кабелі додатковий ланцюг, що з'єднує корпуси. Це необхідно для вирівнювання потенціалів між пристроями. В іншому випадку різність потенціалів може вивести з ладу прийомо-передавачі інтерфейсу. Мікросхема AM26LS33AC допускає відхилення вхідної напруги від нуля не більше ніж на 15 вольт.
Ріс. 24. Тестування двобортового адаптера RS-422
Тестова заглушка являє собою розетку DB-9F, укладену в пластиковий розбірний корпус для роз'ємів D-Sub (рис. 25). Всередині корпусу виконані наступні з'єднання: 1-4, 2-3, 6-9, 7-8.
Тестування пройшло без збоїв на системній швидкості 115,2 кбод, що відповідає реальній швидкості 1 Мбод (внаслідок заміни кварцового резонатора та зміни ділника частоти).
Ріс. 25. Тестова заглушка
Одним з недоліків мікросхем фірми MosChip є обмеження частоти шини PCI 33МГц. Для роботи на сегментах шини з тактовою частотою 66МГц (66,667МГц, період 15нс) можна використовувати контролери інших виробників. Як доступне рішення з таким контролером можна рекомендувати адаптер Espada FG-PMIO-B1T-0001S-1-CT01. Даний адаптер побудований на мікросхемі SB16C1052PCI фірми SystemBase [8].
Контролер SystemBase SB16C1052PCI підтримує інтерфейс виконавця (Target) 32-розрядної шини PCI з частотою до 66МГц і реалізує один або два послідовних порти з буферами FIFO великої ємності: 256 байт проти 16 байт у традиційному контролері класу 16C550.
Заради експерименту для піддер
