Борис Крук - ...И мир загадочный за занавесом цифр. Цифровая связь

Изобретение Ж. Бодо, появившись на свет в эпоху примитивных телеграфных аппаратов и "столбовых" телеграфных линий, спустя столетие, в век электроники и компьютеров, обрело новую жизнь в виде современнейших, сплошь начиненных микросхемами систем передачи. В них движущиеся к одним и тем же пунктам "хилые" потоки цифровой информации от отдельных источников - людей, компьютеров и т. п. - собираются в мощный поток цифр, "бешено" несущихся по скоростной (подземной, космической или другой) супермагистрали. Таков наш стремительный век.

Сейчас обратимся к техническим терминам. Не пугайтесь, мы не собираемся ими подавлять вас. Говоря языком инженеров, Бодо организовал для каждой пары телеграфных аппаратов свой канал связи. На рисунке их четыре. Канал не существует постоянно, все время. Вы видите, что связь между аппаратами периодически прерывается. Она возникает только в строго определенные, отведенные для данной пары аппаратов, промежутки времени, которые так и называют "канальные". Ущерба в этом нет никакого: ведь каждый импульс (неважно, что он "укороченный") успевает "добежать" по проводу до приемника.

Можно организовать подобных каналов не четыре, а больше. Но сколько бы их ни было, они не мешают друг другу, поскольку каждый "работает" в свое время. Про них говорят: каналы разделены во времени, что на просторечном языке звучит как "всяк сверчок знай свой шесток". Когда специалисты произносят слова "многоканальная система передачи цифровой информации с временным разделением каналов", они прекрасно понимают, что скрывается за этими скучными, сугубо техническими терминами.

Давайте попробуем вместе с вами реализовать идею Бодо - передачу по одной линии связи потоков цифр от нескольких телеграфных аппаратов, - но на основе современных технических средств.

Прежде всего для организации каналов нам потребуются "электронные щетки", которые будут подключать по очереди телеграфные аппараты к линии. Подобные устройства выпускаются промышленностью, и мы можем воспользоваться готовыми изделиями. Это - мультиплексоры. Выполняются они в виде очень компактных микросхем, а их функции - как раз те, что заложены в механических распределителях Бодо: подключение того или иного из соединенных с их входами устройств к общему выходу. Полому в корпусе микросхемы предусмотрены ножки, которые являются входными шинами (в зависимости от типа микросхемы число этих ножек может быть разным), а также одна ножка - выходная шина. Просим не путать эти шины с автомобильными. Напомним, что в микроэлектронике шина — это провод, точнее токопроводящая металлическая дорожка, нанесенная специальным образом на кристалле микросхемы.

Но иметь мультиплексоры - еще полдела. Образно говоря, они подобны помещению с несколькими входными дверями и одной выходной. Кто-то еще должен открывать двери. В распределителе Бодо эту "миссию" брал на себя мотор - он "вел" щетку по ламелям. В мультиплексоре этим занимаются специальные управляющие импульсы. Они-то и приоткрывают на миг каждую его "входную дверь", пропуская "томящийся" за ней импульс.

Система управления мультиплексором заслуживает того, чтобы немного на ней задержаться. Для подачи управляющих импульсов в корпусе микросхемы предусмотрены дополнительные ножки. Почему мы употребили множественное, а не единственное число "ножка"? Дело в том, что управление "дверями" осуществляется двоичным кодом. И для каждого разряда нужна своя ножка. Кстати, вы уже сталкивались с этим, когда читали главу "Волшебный шкафчик", где речь шла о выборе с помощью двоичного кода ячейки памяти в запоминающем устройстве.

Представьте, что мультиплексор имеет четыре входа. Тогда для перебора всех входов достаточно использовать 2-разрядный двоичный код, дающий четыре комбинации цифр: 00, 01, 10, 11, и, значит, для организации управляющих шин в корпусе нужны всего две дополнительные ножки - по числу разрядов.

Соединение аппаратов с линией происходит по очень простому правилу: на управляющих шинах комбинация 00 - к выходу мультиплексора подключен его первый вход; комбинация 01 - подключен только второй вход; комбинация сменилась на 10 - только третий вход и, наконец, при комбинации 11 - подключен только четвертый вход. Удобно? Несомненно. Ведь если входов не четыре, а, скажем, восемь, для управления достаточно иметь три двоичных разряда, в случае 16 входов - четыре разряда, а для 32 входов - всего пять разрядов.