Устройство для сопряжения абонентской станции с линией связи локальной сети

 

Изобретение относится к системам передачи данных между несколькими станциями по общей линии связи и может быть использовано при построении моноканальных вычислительных сетей для систем управления, сбора и обработки информации. Цель изобретения - расширение класса решаемых задач за счет обеспечения возможности определения количества станций в конфликтной ситуации и передачи подключенной к нему станции сообщения о количестве станций, вошедших в конфликт. Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее приемный и передающий блокиj состоящие из интерфейсных приемника и передатчика, канальных приемника и передатчика, детекторов передачи и приема, таймера и блока обработки конфликтной ситуации , включающего формирователь . сигнала столкновения, введены коммутатор , второй интерфейсный передатчик , тактовый генератор, распределитель импульсов и узел аналого-цифрового преобразования. 5 ил. « (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (51)4 G 06 F 13/)0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к двтогсиомч саидктнъстам

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4137310/24-24 (22) 15.10.86 (46) 15.08.88. Бюл. 9 30 (71) Московский институт электронного машиностроения (72) С.Н. Алмаев, Е.Б. Барановский, Э.П. Ващилин, С.Д. Волков и Т.И.Смоленская (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1300484, кл. G 06 F 13/10, 1985, Патент США В 4384363, кл. Н 04 В 1/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ АБОНЕНТСКОЙ СТАНЦИИ С ЛИНИЕЙ СВЯЗИ ЛОКАЛЬНОЙ СЕТИ (57) Изобретение относится к системам передачи данных между несколькими станциями по общей линии связи и может быть использовано при построении моноканальных вычислительных сетей для систем управления, сбора и обработки информации. Пель изобретения расширение класса решаемых задач за счет обеспечения возможности определения количества станций в конфликтной ситуации и передачи подключенной к нему станции сообщения о количестве станций, вошедших в конфликт. Ука— занная цель достигается тем, что в устройство, содержащее приемный и передающий блоки, состоящие из интерфейсных приемника и передатчика, канальных приемника и передатчика, детекторов передачи и приема, таймера и блока обработки конфликтной ситуации, включающего формирователь сигнала столкновения, введены коммутатор, второй интерфейсный передатчик, тактовый генератор, распределитель импульсов и узел аналого-цифрового преобразования ° 5 ил.

1416987

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к области передачи данных, н может быть использовано при построении монока5 нальных локальных вычислительных сетей с множественным доступом, контролем несущей и обнаружением столкновений в системах управления, сбора и обработки информации на их основе, Цель изобретения — расширение класса решаемых задач за счет обеспечения воэможности определения количества станций в конфликной ситуации и передачи подключенной к нему станции сообщения о количестве станций, вошедших в конфликт.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2-5 — функциональные схемы канального передатчика, 20 распределителя импульсов, узла аналого--цифрового преобразования и комму:татора соответственно.

Устройство 1 соединено (фиг. 1) с общей линией 2 связи, согласованной при помощи резисторов 3, и абонентской станцией 4.

Устройство 1 содержит передающий узел 5, приемный узел 6 и блок 7 обработки конфликта. Передающий узел 5 состоит из интерфейсного приемника 8, канального передатчика 9, детектора

10 передачи и таймера Il. Приемный узел 6 содержит канальный приемник 12, первый интерфейсный передатчик 13 и детектор 14 приема. Блок 7 обработки

35 конфликта состоит иэ формирователя (генератора) 15 сигнала столкновения„ .коммутатора 16, второго интерфейсного передатчика 17, узла IB аналогоцифрового преобразователя, распределителя 19 импульсов и .тактового генератора 20.

На фиг. 1 обозначены также линии

21-38 связей между узлами и внешние связи устройства.

Канальный передатчик 9 содержит (фиг. 2 ) первый токоограничителькый резистор 39., задающий ток в общую линию 2 связи при передаче информации, ключ 40, диоды 41-43 развязки, элемент HF. 44, элемент ИЛИ 45, .второй токоограничительный резистор 46, задающий ток в общую линию 2 связи при изменении количества станций 4, во55 шедших в конфликт, и ключи 47 и 48.

Распределитель 19 импульсов образуют (фиг. 3) триггеры 49-51, элемекты НЕ 52-53. счетчик 54, дешифратор

55 и элемент ИЛИ-НЕ 56.

Узел 18 аналого-цифрового преобразования включает (фиг. 4) счетчик

57„ цифроаналоговый преобразователь

58, элемент ИЛИ-НЕ 59, компаратор 60 и триггер 61.

Коммутатор 16 содержит (фиг. 5) элемент ИЛИ-HF. 62 и элемент HE 63.

Устройство I работает в режимах передачи информации в общую линию 2 связи, приема информации из обшей линии 2 связи и обработки конфликтной ситуации.

При отсутствии передачи в линию 2 и информации в линии 2 на выходах детектора 10, таймера 11, детектора 14, втором и третьем выходах распределителя 19 установлены логические единицы, на первом и четвертом выходах распределителя 19 установлены логические нули.

В режиме Передача" информация от". станции 4 по линии 21 поступает на интерфейснык приемник 8, с выходов которого по линии 22 проходит на вход канального передатчика 9, по линии

23 — на вход детектора !О. Детектор

10 определяет наличие информации в ликии 21 и устанавливает на выходе сигнал "Разрешение передачи", который низким уровнем по линии 24 поступает на входы таймера 11, канального пере,датчика 9 и распределителя 19. Это вызывает подключение канального передатчика 9 к общей линии 2 связи, пе- ° . редачу в нее информации и запуск таймера 11. В случае, если длительность передаваемого информационного пакета превышает максимальную длительность, определенную протоколом обмена, происходит срабатывание таймера 11, на выходе которого устанавливается низким уровнем сигнал "Длинный пакет", который по линии 25 поступает на вход канального передатчика 9 и отключает его от общей линии

2 связи. Снятие сигнала "Разрешение передачи" с линии 24 устанавливает таймер 11 в исходное состояние.

В режиме "Прием" информация из общей линии 2 связи поступает на вход канального приемника 12, с выхода которого проходит по линии 26 на входы первого интерфейсного передатчика

13, узла 18 и детектора 14. Детектор

14 определяет наличие информации в общей линии 2 и устанавливает в линии

3 141698

27 сигнал "Разрешение приема", который низким уровнем поступает на вход первого интерфейсного передатчика 13, что приводит к передаче принятой из общей линии 2 свя"-,è информации по линии 28 к станции 4.

В режиме "Обработка конфликтной ситуации, т.е. при наличии двух или более одновременных передач в линии

2, детектор 14 устанавливает низким уровнем сигнал пКонфликт", который по линии 29 поступает на входы генератора 15 и распределителя 19, что приводит к запуску генератора 15 и передаче выработанного им сигнала

"Столкновение" по линии 30 через коммутатор 16 на интерфейсный передатчик

17 и далее по линии 32 на вход "Столкновение" станции 4. Одновременно с 2п этим происходит запуск распределителя

19. Через заданный интервал времени

27,после запуска распределителя 19, равный двойному времени распространения сигнала по линии 2,на его выходе 25 устанавливается высоким уровнем сигнал Переключение", который по линии

33 поступает на вход коммутатора 16 и подключает к его входу выход узла 18 . В случае, если устройство 1 Зп находилось в режиме Передача", т.е. если на выходе детектора 10 в момент определения детектором 14 конфликтной ситуации был установлен сигнал "Разрешение передачи вместе с установкой З на первом выходе распределителя 19 сигнала "Переключение" в линии 33, то на выходе распределителя 19 устанавливается низким уровнем сигнал

"Уровень", который по линии 34 посту в б пает на вход канального передатчика

9, что вызывает появление .на его выходе уровня постоянного тока I и закачивание его в линию 2 связи. Этот уровень выбирается из условия

45 та

2ZN где Š— максимальное входное напряжение, допускаемое канальным приемником 12;

Z — волновое сопротивление общей линии 2 связи;

Ы вЂ” общее количестов станций 4 сети.

Через интервал времени 4i. после запуска распределителя 19 на его третьем выходе устанавливается низким уровнем сигнал "Измерение, который по.-линии 35 поступает на вход узла 18

7 1

/ и запускает его, что вызывает появление на выходе у.е,-;ë 18 количества импульсов, равного количеству станций

4, вошедших в конфликт, и передачу этих импульсов по линии 36 через,коммутатор 16 и интерфейсный передатчик

17 на вход "Столкновение" станции 4.

Через интервал времени 6 после запуска распределитель 19 снимает с тре1ьего выхода сигнал "Измерение", с второго входа сигнал "Уровень (если он был установлен) и вырабатывает на четвертом выходе высокий уровень сигнала "Сброс", который по линии 37 поступает на узел 18.и устанавливает его в исходное состояние. Одновременно с этим распределитель 19 сбрасывается, т.е, устанавливает на первом и четвертом выхопах логические нули и на третьем выходе логическую единицу.

Режим "Обработка конфликтной ситуации легко представить в виде следующей последовательности:

I — определение конфликтной ситуации и посылка станции 4 сообщения об этом длительностью 2i, 2 — установка уровня постоянного тока в общую линию 2 связЙ, если устройство 1 находилось в режиме передача, выдерживание паузы длительностью 2 . межцу сообщением станции 4 о конфликтной ситуации и непосредственно о количестве станций в конфликтной ситуации;

3 — измерение суммарного уровня тока в общей линии 2 связи, передача станции 4 сообщения о количестве станций, вошедших в конфликт;

4 — автоматическая установка в исходное состояние.

Канальный передатчик 9 (фиг. 2) работает следующим образом.

В режиме "Передача" на линии 22 информация, на линии 24 — низкий уровень (сигнал Разрешение передачи" ), на линиях 25 и 34 — высокий уровень, т.е, ключи 47 и 48 выключены, информация через элемент ИЛИ 45 поступает на управляющий вход ключа 40 и вызы— вает передачу тока от источника — Е через резистор 39, диоды 41-43 и общую линию 2 связи. В случае установки низкого уровня на линии 25 (сигнал "Длинный пакет") срабатывает ключ

48 и замыкает выход ключа 40 на ли1416987 нию 2, т.е. отключает канальный передатчик 9 от общей линии 2 связи, В случае установки низкого уровня на линии 34 (сигнал "Уровень" ) элемент

ИЛИ 45 блокируется, т.е. на его выходе устанавливается сигнал высокого уровня, что вызывает закрытие ключа

40 и открытие ключа 47. В общую линию

2 связи от источника -Е через резистор 46, диоды 41-43 передается уровень постоянного тока, необходимый для измерения количества станций 4, вошедших в конфликт.

Распределитель 19 (фиг. 3) работает следующим образом.

В исходном состоянии на линиях 29 (сигнал "Конфликт" ), 24 (" Разрешение передачи"), 34 (" Уровень" ), 35 ("Измерение ) установлен высокий уровень, на линии 37 (" Сброс" ) — низкий уровень, по линии 38 с выхода тактового генератора 20 на вход элемента ИЛИ-НЕ

56 поступают тактирующие импульсы (частота следования выбирается в пределах 10-20 ИГц), на инверсном выходе триггера 49 установлен высокий уровень, на выходах счетчика 54 низкий уровень, на прямом выходе триггера 50 — низкий уровень.

Разрядность счетчика 54 выбирается из условий: частота переключения

1 предпоследнего разряда f 4, период Г

2m< тактового генератора 20Т4 — где

Я t

И вЂ” количество станций 4 в сети. В случае, кбгда устройство 1 не передает информацию в общую линию 2 связи, т.е. в случае отсутствия сигнала

"Разрешение передачи" на линии 24 во время определения конфликтной ситуации, по линии 29 на счетные входы триггеров 49 и 50 поступает низким уровнем сигнал "Конфликт", что приводит к установке на инверсном выходе триггера 49 низкого уровня, триггер

50 своего состояния не меняет. Установка на инверсном выходе триггера 49 низкого уровня приводит к появлению на выходе элемента ИЛИ-НЕ 56 тактирующих импульсов от тактового генератора 20 и подаче их на счетный вход счетчика 54. Через интервал 2i на предпоследнем разряде счетчика 54 устанавливается высокий уровень, что привоцит к изменению состояния дешифратора 55, т.е. установке на втором выходе дешифратора 55 низкого уровня, 1п ходное состояние.

В случае запуска распределителя 19, 1

Уезл !8 аналого-цифрового преобразования (фиг. 4) работает следующим образом.

lj

iQ

16

26

ВО

35 на первом, третьем, четвертом выходах дешифратора 55 — высокого уровня.

Сигнал низкого уровня с второго выхода дешифратора 55 поступает на счетный вход триггера 51, но поскольку в момент запуска распределителя 19 триггер 50 не изменил своего состояния, т ° е. уровня на информационном входе триггера 51, то триггер 51 также не меняет своего состояния и не вырабатывает на инверсном выходе (линия 34) сигнала "Уровень". Через интервал 47 после запуска распределителя 19 на выходе предпоследнего разряда счетчика 54 устанавливается низкий уровень, на выходе последнего разряда счетчика 54 — высокий уровень, что приводит к изменению состояния дешифратора 55, т.е. на первом, втором и четвертом выходах дешифратора

55 устанавливается высокий уровень, на третьем выходе дешифратора 55 (линия 35,сигнал "Измерение" ) — низкий уровень. Через интервал времени 6С после запуска распределителя 19 на вьгходах предпоследнего и последнего разрядов счетчика 54 устанавливается высокий уровень, что приводит к изменению состояния дешифратора 55, т.е. на первом, втором и третьем выходах дешифратора 55 устанавливается высокий уровень, на четвертом выходе низкий, что приводит к появлению на выходе элемента НЕ 53 высокого уровня (сигнал "Сброс" ), который по линии 37 поступает на входы сброса триггеров 49-51 и счетчика 54 и устанавливает распределитель 19 в ис" т.е. появления сигнала "Конфликт" на линии 29 при установленном сигнале "Разрешение передачи" на линии

24, вместе с триггером 49 изменяет свое состояние триггер 50 и устанавливает на прямом выходе высокий уровень, который поступает на вход триггера 51, что приводит к срабатыванию триггера 51 через интервал 2 2 после запуска распределителя 19 и установке на его инверсном выходе сигнала "Уровень" на линии 34. В остальном работа распрепелителя аналогична предыдущему случаю.

16987

7 14

В исходном состоянии на линии 35 (Измерение" ) установлен высокий уровень, на линии 37 (" Сброс" ) — высокий уровень, на вход элемента ИЛИНЕ 59 поступают тактирующие импульсы по линии 38 с выхода тактового генератора 20, на прямом вьгходе триггера 61 установлен низкий уровень, поступающий на вход элемента ИЛИ-HE

59. С распределителя !9 по линии 35 поступает низким уровнем сигнал "Измерение", что вызывает появление на выходе элемента ИЛИ-НЕ 59 тактирующих импульсов с линии 38, поступающих на счетный вход счетчика 57 и вход коммутатора 16. Счетчик 57 начинает подсчитывать количество тактовых импульсов. С выхода счетчика 57 код количества подсчитанных тактовых импульсов поступает на цифроаналоговый преобразователь 58, на выходе которого появляется ступенчатое напряжение, поступающее на неинвертирующий вход компаратора 60. На инвертирующий вход компаратора 60 с выхода канального приемника 12 по линии 26 поступает уровень напряжения, соответствующий суммарному уровню тока в общей линии

2 связи. Шаг квантования по уровню выбирается соответствующим уровню постоянного тока, закачиваемому одним устройством 1 в общую линию 2 связи в конфликтной ситуации, Уровень напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 58 превышает уровень напряжения на выходе канального приемника 12 только после подсчета счетчиком 57 количества уровней постоянного тока, закачанных в общую линию

2 связи всеми устройствами 1, станции

4 которых вошли в конфликт. В этот момент на инвертирующем входе компаратора 60 уровень напряжения оказывается меньше, чем уровень напряжения на неинвертирующем входе компаратора 60, что приводит к установке на инверсном выходе компаратора 60 низкого уровня, который поступает на счетный вход триггера 61. На прямом выходе триггера 61 устанавливается сигнал высокого уровня, который поступает на третий вход элемента ИЛИНЕ 59 и блокирует его. Следовательно, с выхода элемента ИЛИ-HE 59 на коммутатор 16 поступает количество импульсов, соответствующее числу станций 4, вошедших в конфликтную ситуацию. Сигнал "Сброс", поступающий по линии 37 высоким уровнем ня входы счетчика 57 и триггера 61. обнуляет их, одновременно с этим снимает с линии 35 сигнал "Измерение", что приводит к блокировке элемента ИЛИ-HP 59 по второму входу и отключению компаратора 60, т.е. установке узла 18 в исходное состояние.

Коммутатор 16 (фиг. 57 работает следующим образом.

Установка низкого уровня по линии

33 на входе элемента HE 63 и втором входе элемента ИЛИ-И 62 разрешает прохождение сигналов с выхода генератора 15 по линии 30 через элемент

ИЛИ-И 62 на вход интерфейсного передатчика 17 по линии 31. Установка высокого уровня на линии 33 (сигнал

"Переключение" ) на входе элемента

НЕ 63 и входе элемента ИЛИ-И 62 разрешает прохождение сигналов с выхода узла 18 по линии 36 через вход элемента ИЛИ-И 62 на вход интерфейсного передатчика 17 по линии 31.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для сопряжения абонентской станции с линией связи локальной сети, содержащее передающий блок, состоящий из канального передатчика, соединенного первым информационным входом с первым выходом интерфейсного приемника, второй выход которого подключен через детектор передачи к второму информационному входу канального передатчика и входу таймера,выхо— дом соединенного с блокирующим входом канального передатчика, приемный блок, состоящий из канального приемника, выходом подключенного к информационным входам первого интерфейсного передатчика и детектора .приема, первый выход которого соединен с разрешающим входом первого интерфейсного передатчика, выход которого является выходом устройства для подключения к информационному входу абонентской станции, и блок обработки конфликта, включающий формирователь сигнала столкновения, причем второй выход детектора приема соединен с входом формировате-. ля сигнала столкновения, выход канального передатчика, соединенный с входом канального приемника, является входом-выходом устройства для подключения к линии связи локальной сети, вход интерфейсного приемника является входом устройства для подклю141б987

10 чения к информационному выходу абонентской станции, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач устройства„ в узел обработки конфликта устройства введены тактовый генератор, распределитель импульсов, узел аналого-цифрового преобразования, коммутатор и второй интерфейсный передатчик, причем выход тактового генератора соединен с тактовыми входами узла аналОго †цифрово преобразования и распределителя импульсов, первый— четвертый выходы которого подключены соответственно к адресному входу коммутатора, управляющему входу канального передатчика, разрешающему входу и входу сброса узла аналого-цифрового преобразования, информационный вход и выход которого соединены соответственно с выходом канального приемника и первым информационным входом коммутатора, вторым информационным входом и выходом подключенного соответственно к выходу формирователя сигнала столкновения и входом второго интерфейсного передатчика, выход которого является выходом устройства

15 для подключения к входу сигнала столкновения абоненсткой станции.

14)6987

1416987

5б

Составитель Е. Вертлиб

Редактор А. Огар Техред JI.Ñeðäêêîâà

Корректор А. Обручар

Тираж 704

Заказ 4066/47

Подписное

ВПИИПИ Государственногс комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4