Устройство для сопряжения группы абонентов с каналом связи

 

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к средствам передачи информации, и может быть использовано в системах управления для организации оперативного обмена данными между абонентами и ЭВМ. Цель изобретения - повышение быстродействия подключения абонентов к каналу связи путем организации параллельных во времени циклов опроса содержимого буферов абонентов и передачи пакетов сообщений от них и снижение вследствие этого задержки передачи пакетов. Цель достигается тем, что в устройство, содержащее группу буферных регистров, группу реверсивных счетчиков, два регистра сдвига, группу регистров, группу элементов сравнения , три элемента ИЛИ и элемент задержки, введены элемент И, триггер и два элемента задержки. Введение независимых циклов опроса длин очередей и передачи пакетов из буферных регистров требуют исключения возникновения состязаний при одновременных записи и считывании информации о длине очереди в регистр группы. Это достигается подачей на смнхровходы регистров сдвига последовательностей тактовых импульсов , сдвинутых относительно друг друга на полупериод следования. 1 ил. СО с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!) 5 G 06 F 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

:N3: (21) 4795023/24 (22) 21,02.90 (46) 07.11.92, Бюл. М 41 (72) В.B.Äoðoøåíêo, С.Т.Каленик, В.M.Ëàрин и В,П.Обрученков (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 546002, кл. G 06 Г 13/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

N 1327115, кл. G 06 F 13/00. 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ

ГРУППЫ АБОНЕНТОВ С КАНАЛОМ СВЯЗИ (57) Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к средствам передачи информации, и может быть использовано в системах управления для организации оперативного обмена данными между абонентами и ЭВМ. Цель изобретения — повышение быстродействия подключения абонентов к каналу связи путем организации параллельИзобретение относится к вычислительной технике, в частности к средствам передачи информации, и может быть использовано в системах управления объектами широкого назначения для органиэации оперативного обмена между информационными источниками и ЭВМ.

Известно устройство (1) для передачи сообщений в канал связи. содержащее группу буферных регистров, группу элементов сравнения и элемент задержки, причем выходы буферных регистров образуют выход устройства для подключения к каналу связи, информационные выходы буферных регист.. Ж,» 1774342 А1 ных во времени циклов опроса содержимого буферов абонентов и передачи пакетов сообщений от них и снижение вследствие этого задержки передачи пакетов. Цель достигается тем, что в устройство, содержащее группу буферных регистров, группу реверсивных счетчиков, два регистра сдвига, группу регистров, группу элементов сравнения, три элемента ИЛИ и элемент задержки, введены элемент И, триггер и два элемента задержки. Введение независимых циклов опроса длин очередей и передачи пакетов из буферных регистров требуют исключения возникновения состязаний при одновременных записи и считывании информации о длине очереди в регистр группы. Это достигается подачей на синхровходы регистров сдвига последовательностей тактовых импульсов, сдвинутых относительно друг друга на полупериод следования. 1 ил. ров образуют группу входов устройства для подключения к информационным выходам соответствующих абонентов.

Недостатком данного устройства является то, что анализ и выбор буферных регистров, из которых передается сообщение, и передача сообщений в канал связи ведутся для каждого сообщения индивидуально.

Это приводит к высоким удельным затратам времени на передачу одного сообщения, к большой задержке передачи готовых сообщений и низкому коэффициенту использования пропускной способности канала связи.

1774342 т — Ãî + Т1

Т2

Т +Т2 (2) где Т вЂ” длительность цикла передачи пакетов из всех буферных регистров, длина очереди в которых не менее К.

Цель изобретения — повышение быстродействия подключения абонента к каналам связи путем организации параллельных во времени циклов опроса содержимого реверсивного счетчика и передачи из буферных регистров.

Цель достигается тем, что в устройство, содержащее группу буферных регистров, группу реверсивных счетчиков, два регистра сдвига, группу регистров, группу элементов сравнения, три элемента ИЛИ, элемент задержки, введены элемент И, триггер, два элемента задержки, причем установочный вход триггера соединен с выходом первого элемента WIN, прямой выход триггера соединен с первым входом элемента И и с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с входом сброса триггера, второй вход элемента И соединен с выходом третьего элемента задержки, вход которого соединен с синхровходом устройства, выход элемента И соединен с синхровходом второго регистра сдвига, последний

Наиболее близкими по технической сущности к изобретению следует считать устройство (2), содержащее группу буферных регистров, группу реверсивных счетчиков, два регистра сдвига, группу регистров, элемент задержки, группу элементов сравнения, три элемента ИЛИ.

Недостатком данного устройства является низкое быстродействие при подключении абонента к каналам связи, обусловленное тем, что циклы опроса содержимого реверсивных счетчиков группы и циклы передачи пакетов из буферных регистров чередуются во времени. Суммарную задержку пакетов при передаче т можно выразить следующей формулой: где ro — задержкй пакета, обусловленная необходимостью определения всех предыдущих буферных регистров, длина очереди в которых превышает К, и передачей пакетов из них;

Т вЂ” длительность цикла опроса содержимого реверсивного счетчика.

Коэффициент использования пропускной способности каналов связи у при этом можно определить из формулы

100%. т1

Т1 +Т (3) В реальных системах передачи информации в группу входят несколько десятков абонентов n=5 — 40, частота следования синхроимпульсов Fo=0,1 — 1 кГц, среднее время для передачи пакетов из одного буферного регистра глцр=3 — 5 мс. Примем, что и=20, Fo=1 кГц, snap=5 мс, готовы передать пакеты и — абонентов. тогда из выражения (3)

Т1 разряд группы информационных входов первого регистра сдвига соединен с информационным входом первого регистра сдвига, установочный вход второго регистра сдвига соединен с входом начальной установки устройства.

Введение вышеуказанных элементов и изменение связей между ними позволяют придать устройству новое свойство, а именно параллельность и независимость выполнения во времени циклов опроса содержимого реверсивных счетчиков и передачи пакетов сообщений из буферных регистров, Благодари этому свойству уменьшается задержка передачи пакетов сообщений и увеличивается коэффициент использования пропускной способности канала связи. При этом цикл записи в регистры значений длин очередей из реверсивных счетчиков и цикл считывания из них инфор-, мации в элемент сравнения происходят независимо друг от друга. задержка передачи пакета сообщений т согласно формуле (1)

on ределя ется тол ько значением rp, коэффициент использования пропускной способности каналов связи из выражения (2) возрастет до 100%, Оценим выигрыш, который достигается при использовании предлагаемого устройства. Для опроса всех буферных регистров один раз и передачи готовых пакетов от них в прототипе необходимо предварительно записать в регистры группы значение длины очередей. Таким образом, временные затраты составляют Т1+Тр. В предлагаемом устройстве затраты сведутся лишь к Tz, так как запись значений длин очередей из реверсивных счетчиков в регистры группы происходит независимо от цикла считывания этих значений в соответствующие элементы сравнения. Абсолютный выигрыш состоит Т>. а относительный можно определить из формулы

1774342

0, 10 — з 100; =28,5;, 20. 10 — з+ . ° 5 ° 10 3

Таким образом, свойство предлагаемого устройства, обусловленное его отличительными признаками, не совпадает со свойствами прототипа и определяет получение положительного эффекта о видеувеличения быстродействия подключения абонента к каналу связи, снижая тем самым задержку передачи пакетов и увеличивая коэффициент использования пропускной способности каналов связи, На чертеже приведена функциона lbIIBR схема устройства.

Устройство содержит группу буферных регистров 1, группу реоерсивных счетчиков

2, регистры 3 и 4 сдвига, группу регистров

5, группу элементов 6 сравнения, третий, первый и второй элементы ИЛИ 7, 8 и 9, три элемента 10, 11 и 12 задержки, элемент И

13, триггер 14. Выходы буферных регистров группы образуют выход устройства для подключения к информационному входу канала связи. Информационные входы буферных регистров образуют группу входов устройства для подключения к информационным выходам соответствующих абонентов группы и соединены с входами управления увеличением счета соответствующих реверсивных счетчиков группы. Синхровход первого регистра сдвига соединен с синхровходами буферных регистров группы и является си (хровходом устройства. Устано- 35 вочный вход первого регистра сдвига является входом начальной установки устройства. Синхровходы реверсианых счетчиков 2 группы соединены с соответствующими разрядами группы информа- 40 ционных выходов первого регистра сдвига. Выходы реоерсивных счетчиков 2 группы соединены с информационными входами соответствующих регистров группы, входы записи которых соединены с 45 соответствующими разрядами группы информационных выходов второго регистра сдвига. Последний разряд группы информационных входов последнего соединен с информационным входом второго регистра сдвига. Выходы регистров 5 группы соединены с входами соответствующих элементов сравнения группы, выходы "Не равно" которых соединены с группой входов первого элемента ИЛИ. Выход первого элемента

ИЛИ соединен с пероьнл входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом элемента задержки. Вход элемента задержки соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, группа входов которого соединена с выходами "Равно" соответствующих элементов сравнения группы, с входами управления ул(еньшения счета соответствующих реаерсивных счетчиков группы и с входами считывания соответствующих буферных регистров группы. Выход второго элемента ИЛИ соединен с установочным входом триггера. прямой выход которого соединен с первым входом элемента

И и с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с входом сброса триггера. Второй вход элемента И соединен с выходом третьего элемента задержки, вход которого соединен с синхровходом устройства. Выход элемента И соединен с синхровходом второго регистра сдвига. Последний разряд группы информационных входов первого регистра сдвига соединен с информационным входом первого регистра сдвига. Установочный вход второго регистра 4 сдвига соединен с входом. начальной установки устройства.

Третий элемент 12 задержки служитдля задержки на полупериод следование последовательности синхроимпульсов, иэ которой формируются синхроимпульсы для второго регистра сдвига. Триггер 14 и второй элемент 11 задержки служат для сохранения информации в течение интервала тз (— Т < тз (Т, где Т вЂ” период следования

2 синхроимпульсоB) о приходе импульса окончания передачи пакета из предыдущего буферного регистра, Величина задержки второго элемента задержки равна гз. Элемент И 13 формирует синхроимпульсы для второго регистра 4 сдвига.

Описание дополнительных элементов, введенных в устройство, широко представлено в научно-технической литературе. Остальные элементы могут быть конструктивно выполнены аналогично описанным в прототипе.

Устройство работает следующим образом.

Первоначально на вход начальной установки подают "1". устанавливая а "1" первый и второй регистры 3 и 4 сдвига. Сообщение, подлежащее передаче, поступает на информационный вход соответствующего буферного регистра. Запись сообщения а буферном регистре 1 осуществляется по сигналам, поступающим с синхронизирующего входа устройства, и сигналу записи. Сигнал записи поступает одновременно на вход записи буферного регистра 1 и суммирующий вход реверсивного счетчика 2, о результате чего его содержимое увеличивается на единицу, 1774342

50

Считывание информации из буферного регистра 1 осуществляется пакетами по

К (К 1) сообщений по сигналу считывания, поступающему с выхода "Равно" соответствующего элемента 6 сравнения. Одновременно импульс считывания поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 2, в результате чего его содержимое уменьшается на К единиц. Таким образом, содержимое реверсивного счетчика 2 соответствует длине очереди ожидающих передачи сообщений.

Считывание содержимого реверсивного счетчика 2 в соответствующие регистры 5 осуществляется по сигналам считывания, поступающим с соответствующих выходов регистра 3 сдвига. Функционирование регистров 3 сдвига происходит под воздействием синхросигналов, поступающих с синхровхода устройства. Под воздействием синхроимпульсов импульс считывания (логическая "1", предварительно записанная в регистры 3 и 4 сдвига) последовательно перемещается из одного разряда в другой и после прохождения старшего разряда попадает вновь в самый младший, начиная новый цикл опроса содержимого реверсивных счетчиков 2.

Из регистра 5 цифровое служебное сообщение, соответствующее длине очереди сообщений в соответствующем буферном регистре 1, считывается в соответствующий элемент 6 сравнения.—

Элемент 6 сравнения осуществляет сравнение длины М соответствующей очереди с порогом, равным числу сообщений К в пакете. Если М>К, то с выхода "Равно" элемента 6 сравнения поступает логическая

"1" на вход считывания соответствующего буферного регистра 1 и вычитающий вход реверсивного счетчика 2, а также через элементы ИЛИ 7 и 9, элемент 10 задержки, триггер 14 и элемент И 13 на синхровход регистра 4 сдвига. Время задержки в элементе 10 задержки равно Н+КТ, где К— число сообщений в пакете; Т вЂ” время передачи одного сообщения; Н вЂ” временные затраты на передачу пакета. Элементы ИЛИ

7-9 служат для развязки цепей. С выхода третьего элемента 12 задержки на второй вход элемента И поступают задержанные на полпериода синхроимпульсы. Триггер 14 с элемента 11 задержки хранит на первом входе элемента И втечение тз информацию б приходе импульса окончания передачи пакета. В момент прихода задержанного синхроимпульса на второй вход элемента И на

его выходе формируется синхроимпульс для второго регистра сдвига, в результате логи5

35 ческие "1" перемещаются в нем с запаздыванием на полупериод. Это необходимо для исключения состязаний. которые могут иметь место при одновременной записи информации в регистр и считывании из него же в соответствующий элемент задержки.

В результате подачи сигнала на синхровход регистра 4 сдвига инициируется его следующий выход и производится сравнение с порогом содержимого следующего регистра 5. Так продолжается до тех пор, пока не инициируется последний разряд регистра 4 сдвига, после чего логическая "1" попадает вновь в первый разряд и цикл сравнения содержимого регистров 5 с порогом и передача пакетов из буферных регистров, очередь в которых превышает К, повторяется.

Если М<К, то с выхода "Не равно" элемента 6 сравнения импульс поступает через элементы ИЛИ 8 и 9, триггер и элемент И на . синхровход регистра 4 сдвига и инициирует его следующий выход.

Таким образом, устройство реализует одновременно цикл опроса содержимого реверсивных счетчиков, цикл автоматического выбора тех буферных регистров, длина очереди в которых превышает К, и передачу пакета сообщений от них. При этом циклы не зависят друг от друга, тем самым исключается задержка в передаче пакетов, обусловленная необходимостью предварительно записать длину очередей буферных регистров в регистры 5.

Формула изобретения

Устройство для сопряжения группы абонентов с каналом связи, содержащее группу буферных регистров, группу реверсивных счетчиков, два регистра сдвига. группу регистрое, группу элементов сравнения, три злемента ИЛИ и первый элемент задержки. причем выходы буферных регистров группы образуют выход устройства для подключения к информационному входу канала связи, информационные входы буферных регистров образуют группу входов устройства для подключения к информационным выходам соответствующих абонентов группы и соединены с входами управления увеличением счета соответствующих реверсивных счетчиков группы, синхровход первого регистра сдвига соединен с синхровходами буферных регистров группы и является синхровходом устройства, установочный вход первого регистра сдвига является входом начальной установки устройства, синхровходы реверсивным счетчиков группы соединены с соответствующими разрядами группы информационных выходов первого регист1774342

10 ра сдвига, выходы реверсивных счетчиков группы соединены с информационными входами соответствующих регистров группы, входы записи которых соединены с соответствующими разрядами группы 5 информационных выходов второго регистра сдвига, последний разряд группы информационных входов которого соединен с информационным входом второго регистра сдвига, выходы регистров группы соедине- 10 ны с входами соответствующих элементов сравнения группы, выходы "Не равно" которых соединены с группой входов первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, вто- 15 рой вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, группа входов которого соединена с выходами "Равно" соответствующих элементов 20 сравнения группы, с входами управления уменьшения счета соответствующих реверсивных счетчиков группы и с входами считывания соответствующих буферных регистров, группы, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения быстродействия подключения абонентов к каналу связи, в него введены элемент И, триггер, второй и третий элементы задержки, причем выход второго элемента ИЛИ соединен с установочным входом триггера, прямой выход которого соединен с первым входом элемента И и с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с входом сброса триггера, второй вход элемента

И соединен с выходом третьего элемента задержки, вход кбторого соединен с синхровходом устройства, выход элемента И соединен с синхровходом второго регистра сдвига, последний разряд группы информационных входов первого регистра сдвига соединен с информационным входом первого регистра сдвига. установочный вход второго регистра сдвига соединен с входом начальной установки устройства.