LPS2 - sada pro synchronní komunikace

Sada umožňuje synchronní komunikace na velkou vzdálenost (stovky metrů) - např. pro PS/2 - připojení myši a klávesnice k PC, I2C a obdobné sběrnice. Přenáší obousměrně signály DATA a CLK.

Vlastnosti

• Přenos obou signálů (DATA a CLK) rozhraní PS/2 na vzdálenost až 1000 metrů.
• Plně transparentní přenos - připojená zařízení nejsou vložením modulů nijak ovlivněna. 
• Obousměrný přenos obou signálů DATA i CLK
• Galvanické oddělení vstupu i výstupu PS/2 od přenosového vedení
• Ochrana proti přepětí ze spojovací linky
• Napájení modulu A z konektoru PS/2, modulu B a připojeného zařízení ze zdroje 5V (zdroj je součástí dodávky sady) 
• Indikace napájení a přenosu dat
• Jednoduché propojení kabely TP, konektory RJ45 8/8
• Provedení v kovové krabičce (eloxovaný hliník)

Popis

Pro přenos malého objemu dat se často používá sériová komunikace. Mezi zařízeními bývá užita asynchronní komunikace (například linka RS232) a pro přenosy v rámci jednoho přístroje synchronní komunikace. Příkladem mohou být A/D převodníky, řadiče displejů a podobně.

Synchronní přenos dat většinou probíhá po dvou nebo třech vodičích: Jsou to vždy datový signál (DATA) a synchronizační signál (CLK), které bývají někdy doplněny ještě rámcem (FRAME) pro odstartování přenosu každého bytu nebo celé zprávy. Integrovaných obvodů komunikujících obdobnými signály je celá řada, sběrnice mají označení SPI, I2C a jiné.

Příklad synchronního přenosu dat

Rozšířeným příkladem synchronního přenosu dat mezi dvěma zařízeními je rozhraní PS/2 pro připojení klávesnice nebo myši k osobnímu počítači. Užívají se pouze signály DATA a CLK. Ve stručnosti vypadá komunikace takto:

Signál CLK, udávající okamžiky platného signálu DATA, je generován vždy klávesnicí. Jestliže tedy klávesnice vysílá znak, začne generovat signál CLK a současně sériově posílá jednotlivé bity po signálu DATA. Každý přijatý byte potvrdí řadič v počítači vytvořením impulsu na signálu CLK. Chce-li data vysílat počítač, pošle nejprve (asynchronně) impuls po signálu DATA. Na tuto výzvu začne klávesnice generovat synchronizační signál (CLK) a současně čte bity ze signálu DATA. Shodným způsobem komunikuje i myš typu PS/2. Frekvence signálu CLK je přibližně 10 kHz. Přenos po obou signálech je tedy obousměrný (dovolíme si upozornit, že v různých popisech na internetu je chybně popsán přenos signálu CLK jako jednosměrný).

Přenos obousměrných signálů DATA a CLK na větší vzdálenost (stovky metrů) v průmyslovém prostředí řeší sada modulů LPS2. Blokové schéma jednoho modulu je na obrázku vpravo. Oba signály jsou nejprve vedeny do přepínače, který určí směr přenosu a pak jsou převedeny na linku RS422. V druhém modulu jsou opět převedeny na úrovně TTL. Sada modulů tedy přenos neovlivňuje ani se nemusí nijak nastavovat. Spojovací vedení mezi moduly je nejlépe provést z levného a běžně dostupného twistového kabelu (TP), užívaného pro počítačové sítě. Výhodu linky RS422 jsou její výborné vlastnosti, navíc jasně definované standardem EIA. Na kratší vzdálenosti je možné použít i 8-žilový telefonní kabel, rychlé zapojení usnadňují konektory RJ45 8/8. Modul LPS2A (na straně počítače) je napájen přímo z konektoru PS/2, vzdálený modul LPS2B má externí zdroj, který zajišťuje i napájení připojeného zařízení (klávesnice). Oba moduly obsahují galvanické oddělení a účinné ochrany proti přepětí ze spojovací linky.

Možnost připojit myš 1 km daleko od počítače sice využije málokdo, ale je mnoho jiných míst, kde je synchronní přenos dat užíván.