Что такое манчестерское кодирование и с чем его едят?

[a2226]

Хотелось бы правильные алгоритмы приёма и передачи.
Спасибо.

Манчестерский код представляет собой фазоманипулированный сигнал с возвратом к нулю. Каждый бит исходной посылки кодируется одним периодом меандра, причем в зависимости от того, какой бит передается - 0 или 1 - меняется фаза меандра. Поток битов передается "сплошняком". В итоге для передачи последовательности бит необходимо закодировать в каждом периоде меандра фазу.
Короче примерно это выглядит так

 1  0   0  1   1  0
-|__|-|_|--|_|-|__|-

Иногда информацией считают фронт сигнала: если возрастающий то 0, если спадающий - то 1 (или наоборот - как выберешь сам).

У манчестерского кода есть определенное достоинство - он с возвратом к нулю, и в спектре содержатся только гармоники частоты передачи деленной на 2.

Исходя из определения сигнала легко построить алгоритм передачи/приема. Причем передача делается довольно легко - на основе прерываний от таймера, которые приходят с частотой в двое большей чем частота передачи. На каждом нечетном прерывании берешь очередной бит и устанавливаешь в соответсвующее состояние выход-передатчик. На четном прерывании делаешь инверсию состояния выхода.
С приемником придется немножко попотеть. Во-первых, при приеме необходимо отловить начало посылки (по какому-нибудь фронту), а затем принимать или по таймеру или по фронту. Если отлавливать только фронты сигнала - то будет бяка. Если вдруг проскочит помеха, то ее можно отловить только по длительности (т.е. нужно посматривать на таймер). Если же вести прием только по таймеру, то велика опасность рассинхронизации (если только два устройства не тактируются от одного генератора).

[a2226]

Не совсем всё понял, но всё равно спасибо! Просто я не асм-ист

[DK]

http://www.piclist.com/techref/method/errors.htm - Error Detection / Correction Methods

Кое-какая теория есть (не про манчестер, про разные методы) Вроде как ссылки на примеры есть. Мож, пригодится?

[a2226]

Ага! Спасибо!

[vova]

Если отлавливать только фронты сигнала - то будет бяка. Если вдруг проскочит помеха, то ее можно отловить только по длительности (т.е. нужно посматривать на таймер). Если же вести прием только по таймеру, то велика опасность рассинхронизации (если только два устройства не тактируются от одного генератора).

и каковы типовые решения/методы ?

При приеме манчестера чаще всего нужно решить две задачи:
1) засинхронизироваться с передатчиком (и поддерживать синхронизм при приеме посылки)
2) производить прием при наличии статистических помех.

Первая задача в общем виде решается так: ищется или первый фронт/срез и затем делается попытка засинхронизироваться на определенной скорости передачи либо (я предпочитаю второй вариант) в начале каждой посылки передается специальная последовательность (маркер) по которой можно однозначно узнать начало посылки и засинхронизироваться. Код для маркера можно выбирать любой, лучше конечно что-нибудь помехоустойчивое. Неплохим выбором бывает использование последовательноcти из N подряд идущих 0 и 1, что дает меандр с частотой вдвое меньшей частоты передачи. Легко синхронизироваться или даже делать автоопределение скорости передачи.
При приеме длинных пакетов просто необходимо производить подстройку синхронизации в детекторе манчестера. Для этого набирается статистика за некоторое время приема - это может быть измерение отклонения (опережение или запаздывание) фронта сигнала в середине каждого передаваемого бита информации. По знаку и величине отклонения корректируют задающий таймер в приемнике.

Прием сигнала при наличии помех - собственно говоря эта задача решается за счет режекции помех по длительности. Т.е. грубо говоря если длительность состояния декодируемого сигнала (лог.0 или лог.1) меньше 1/4 длительности передачи бита, это считается помехой и отбрасывается (вместо этого уровня сигнала предполагается наличие противоположного). Довольно действенный метод.

И наконец - практическое решение, как выполнять декодирование манчестера с помощью таблицы:
Частота выборок принимаемого сигнала берется по крайней мере в 4 (лучше в 8 или более раз) выше, чем частота передачи. На каждый принимаемый бит будет приходиться 4 (или выборок. Уровень сигнала считывается со входа и вдвигается в приемный буфер. Когда мы получили все 4( выборок, то получим во входном буфере некое 4-х (8-ми) битное число, которое будет являться индексом в таблице декодирования. Таблицу декодирования вы должны составить сами, так как вы хотите, чтобы реагировал приемник на помехи и дрожание фронта в середине бита. Из таблицы извлекается значение - какой это был принят бит 0 или 1 (или вы можете заложить значение ошибка - когда из-за помех невозможно однозначно догадаться о значении бита, например когда все выборки равны лог.0 или лог.1). Также удобно использовать этот же индекс для выборки из (другой) таблицы значения рассинхронизации. Собирая статистику на основе определенного числа битов о рассинхронизации, вы четко получите информацию о величине и знаке временной рассинхронизации между передатчиком и приемником и сможете периодически корректировать частоту выборок. Принимаемые декодированные биты вы будет складывать в байты как обычно. Только настоятельно рекомендую использовать CRC для контроля правильности принятого пакета. А то всякое может быть.