Устройство для обмена информацией в петлевом канале связи

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в локальных вычислительных сетях передачи данных. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. Устройство содержит блок 1 приемопередачи, элемент И 2, одновибратор 3, элемент НЕ 4, элемент ИЛИ 5, элементы И 6, И 7, генератор 8 импульсов , счетчик 9, мультиплексор 10, элемент 11 сравнения, триггеры 12, 13, элементы НЕ 14, И 15, одновибратор 16, элементы И-НЕ 17, И 18, счетчик 19, формирователь 20 импульсов, элемент И 21, триг-, rep 22, элемент ИЛИ 23. 7 ил,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 06 F 15/16

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4888769/24 (22) 05,12.90 (46) 30.12.92. Бюл. % 48 (71) Научно-производственное объединение

"Кибернетика" (72) Г.Н.Ковалевский,. Ю.П.Рукоданов, Л.В.Друзь и А,Т. Мати каш вили (56) Авторское свидетел ьство СССР

М 1043715, кл. G 08 С -19/23, 1983.

Авторское свидетельство СССР

М 1525704, кл. 6 06 F 13/00. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБМЕНА ИНФОРМАЦИЕЙ В ПЕТЛЕВОМ КАНАЛЕ СВЯЗИ

2 Ж,1 784992 Al

2 (57) Изобретение относится к вмчислительной технике и может быть использовано в локальных вычислительных сетях передачи данных. Цель изобретения — повышение быстродействия устройства. Устройство содержит блок 1 приемопередачи, элемент И

2, одновибратор 3, элемент НЕ 4, элемент

ИЛИ 5, элементы И 6, И 7, генератор 8 импульсов, счетчик 9, мультиплексор 10, элемент 11 сравнения, триггеры 12, 13, элементы НЕ 14, И 15, одновибратор 16, элементы И-НЕ 17, И 18, счетчик 19, формирователь 20 импульсов, элемент И 21, триг-:, гер 22, элемент ИЛИ 23. 7 ил.

1784992 фиг. 3, структура байта информации — íà 10 щ фиг. 4, временные диаграммы работы уст- у ройства"в передающем канале — на фиг. 5, в а приемном канале — на фиг. 6, 7. Устройство е содержит блок 1 приемопередачи, второй в элемент И 2, первый одновибратор 3, пер- 15 У вый элемент HE 4, элемент ИЛИ 5, третий .т элемент И 6, первый элемент И 7, генератор К

8 тактовых Импульсов, первый счетчик 9, м мультиплексор 10, элемент 11 сравнения н (ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ), второйтриггер12, 20 т первый триггер 13, второй элемент HE 14, н четвертый элемент И 15, второй одновибра- с тор 16, элемент И-НЕ 17, шестой элемент И в

18, первый счетчик 19, формирователь 20 с импульсов, пятый элемент И 21, третий триг- 25 к гер 22, элемент ИЛИ-HE 23, вход 24 включе- н ния питания устройства, первый вход 25 для с подключения к абоненту петлевой сети, д вход 26 признака запроса, выход 27 признака подтверждения запроса устройства; пер- 30 вый выход 28 для подключения к абоненту петлевой сети, вход 29 передающей части канала, выход 30 приемной части канала, выход 31 передающей части канала, вход 32 приемной части канала связи, Блок I при- 35 емопередачи содержит реле 33, приемники

34, 35, передатчики 36, 37. Блоки устройства могутбыть выполнены, например, намикросхемах 55-й серии.

Устройство работает следующим абра- 40 зом. Система передачи данных образуется цепью устройства, передающие и приемные части которых соединены локальной петлевой сетью в соответствии с фиг. 2. Приемная и передающая части канала связи замкнуты 45 в крайних точках сети, Передача данных осуществляется только в одном направлении последовательным кодом, при этом устройство выполняет следующие процедуры: — активно ретранслирует через себя сиг- 50 налы приемной и пЕредэющей частей канала связи (при наличии напряжения питания), — пассивно ретранслирует через себя сигналы приемной и передающей частей канала связи (при отсутствии напряжения пи- 55 тания), — определяет занятость канала связи, — производит отключение (рэзрыв) передающей части канала связи в случае, если он свободен и станция-отправитель питаетИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в локальных вычислительных сетях передачи данных.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства, Функциональная схема устройства приведена на фиг. 1, локальная петлевая сеть— на фиг. 2, структура кадра информации — на

4 ся передать кадр информации, причем разрыв передающей части канала связи реализуется для всех станций, расположенных слева по физическому подключению в петлевой сети, — восстановление соединения передающей части канала связи после завершения передачи кадра информации, прием кадров информацйи, проходяих по приемной части канала связи при словии совпадения адреса получателя с дресом устройства. Устройство подключатся к станции через стандартный последоательный интерфейс Й$-232C(C2). стройство не изменяет старт-стопный меод сийхронизации байтов информации. адр информации состоит из байтов, форат кадра приведен на фиг, 3, формат байта— а фиг. 4, Каждый байт сопровождается стаовым служебнымСигналом (лог.О),длительостью в 1 бит в завершается стоповым лужебным сигналом (лог. 1) длительностью

2 бита (фиг. 4). Кадры разделяются между обой межкадровым временным промежутом, необходимым для предотвращения моопольного захвата канала связи одной танцией и для обеспечения равноправного оступа в сеть других станций.

При отключении напряжения питания устройства нормально замкнутые контакты реле 33 замыкают вход 29 на выход 31 передающей части канала и вход 32 на выход 30 приемной части канала, что позволяет петлевому каналу связи обойти отключенное устройство для пассивной трансляции сигналов, При включении питания устройства по входу 24 срабатывает реле ЗЗ блока

Реле 33 подключает приемники 34, 35, пере- . датчики 36, 37 соответственно к входам 29, 32, выходам 30, 31 и организует связь приемной и передающей частей устройства с каналом свми, Одновибраторы 3, 16, подключенные соответственно к передающей и приемной частям устройства, выполняют функцию индикатора несущей в соответствующей части канала связи, т.е. выявляют наличие или отсутствие йнформации в канале связи. Одновибраторы 3, 16 запускаются . по срезу информационных импульсов передаваемых в кадре по каналу связи. Длительность импульса, формируемого каждым из одновибраторов превышает длительность передачи байта информации, но меньше длительности межкадрового промежутка.

При этом все последующие за запускающим срезом импульсы кадра поддерживают включенное состояние одновибратора, которое сохраняется в течение всего кадра информации, 1784992

В режиме передачи информации в устройство выдается потенциальный сигнал запроса на передачу по входу 26 на элемент

И 6. При отсутствии кадра в передающей части канала связи одновибратор 3 отключен и сигнал с его инверсного выхода открывает элемент И 6. Сигнал с выхода элемента

И 6 выдается по выходу 27 в виде сигнала подтверждения незанятости канала связи и через элемент НЕ 4 закрывает элемент И 2.

Происходит разрыв передающей части канала связи в устройстве и соответственно для всех передающих устройств слева включенных в петлевую. сеть. После этого. по входу 25 поступают последовательные коды передаваемого кадра информации, которые через элемент ИЛИ 5, передатчик 37 и выход 31 устройства передаются в канал .связи. Сигнал запроса на входе 26 удерживается в течение всего времени передачи кадра информации. В случае занятости канала связи одновибратор 3 сработан и сигнал с его инверсного выхода закрывает элемент И 6, нулевой сигнал с выхода которого через элемент HE 4 подготавливает к открытию элемент И 2. Поэтому сигнал запроса через элемент И 6 не проходит и устройство переходит в режим ожидания. В указанном случае передающая часть устройства транслирует "чужой" кадр по цепи: вход 29; приемник 34, элемент И 2, элемент ИЛИ 5, передатчик 37, выход 31. Ðåжим приема информации организуется постоянным прослушиванием приемной части канала связи устройства (выход приемника 35) одновибратором 16. При отсутствии, информации в приемной части канала связи одновибратор 16 отключен, единичный сигнал с его инверсного выхода удерживает в нулевом положении счетчик 19 и триггеры 12, 13, Нулевой сигнал с прямого выхода одновибратора 16 закрывает элемент И-HE 17, на выходе которого формируется единичный сигнал, устанавливающий в единичное состояние триггер 22. Триггер 22 единичным сигналом с прямого выхода удерживает в нулевом положении счетчик 9 и подготавливает к открытию элемент И 21.

Прием информации включает в себя выполнение следующих операций: прием адресного байта кадра, сравнение его с адресом устройства, при совпадении адресов — при-: ем остальной части кадра, при несовпадении адресов — переход устройства в режим ожидания. При наличии кадра информации в приемной части канала связи срезом первого импульса включается одновибратор 16.

При этом, снимаются сигналы с входов сброса счетчика 19, триггеров 12, 13 и подготавливаются к открытию элемент И-НЕ

17. При нулевом состоянии триггеров 12, 13 на выходе элемента ИЛИ-НЕ 23 формируется единичный сигнал, который вместе с единичным сигналом одновибратора 16 открывает элемент Й-НЕ 17. С выхода элемента И-НЕ 17 снимается единичный сигнал и на единичный вход триггера 22 подается нулевой сигнал. Счетчик 19 совместно с генератором 8 формирует стробимпульсы.

Параметры генератора 8 и счетчика 19 вы5

10 бираются, исходя из известной скорости пе редачи кодов по каналу связи, У счетчика 19 используются выход, соответствующий каждому восьмому импульсу счета, второй выход — выход переноса, соответствующий каждому шестнадцатому импульсу счета, причем на этом выходе счетчик 19 формирует узкие импульсы строба. После, снятия сигнала сброса со счетчика 19 последний включается в режим счета импульсов генератора 8 и формирует импульс на первом выходе, Этот импульс сдвинут от момента запуска счетчика 19 к середине текущего бита, поступающего по каналу связи, и по25 дается через элемент И 21 на тактовый вход триггера 22, на информационный вход которого подается текущий бит с канала связи, Триггер 22 проверяет и фиксирует стартовый бит байта информации, поступающего в кадре.

По фронту импульса с выхода элемента

И 21 триггер 22 устанавливается в нулевое положение, т.к. стартовый бит имеет уровень лог. О. При этом снимается сигнал сбро30

35 са со счетчика 9 и.закрывается элемент И 21.

- По фронту единичного сигнала с инверсного выхода триггера 22 формирователь 20 формирует импульс, который устанавливает в формирует на своем втором выходе стробимпульсы, сдвинутые к середине принимаемых бит информации. Эти импульсы поступают на тактовый вход счетчика 9 и вход элемента И 15, подготовленного к открытию сигналами элемента НЕ 14 и тритге45 ра 12. Счетчик 9 предназначен для подсчета числа бит в байте информации и считает стробимпульсы счетчика 19. Первые три разряда счетчика 9 управляют адресными входами мультиплексора 10. сигнал с

50 четвертого разряда счетчика 9 подается на вход разрешения мультиплексора 10. -Сигнал четвертого разряда счетчика 9 через элемент HE 14 управляет элементом И 15.

Мультиплексор 10, на информационные входы которого постоянно подан параллельный код адреса устройства, преобразует параллельный код этого адреса в нуль счетчик 19 по его входам предустанов40 ки. После этого счетчик 19 снова включается в режим счета импульсов генератора 8 и

1784992 последовательный, При этом биты адреса устройства, опрашиваемые счетчиком 9 через мультиплексор 10 подаются на первый вход элемента 11 сравнения, на другой вход которого подаются биты адреса получателя 5 кадра из канала связи. Элемент 11 сравнения при совпадении. сравниваемых бит не формирует сигналы на своем выходе, и на информационный вход триггера 12 подаются нулевые сигналы, Стробирующие им- 10 пульсы счетчика 19 через элемент И 15 подаются на тактовый вход триггера 12, который остается в нулевом положении. После сравнения и совпадения восьми бит кода адреса единичный сигнал с четвертого вы- 15 хода счетчика 9 закрывает мультиплексор

10 и через элемент НЕ 14 — элемент И 15 подготавливает к открытию элемент И 18.

Элемент И 18 декодирует число "10" и формирует сигнал при поступлении десятого 20 стробирующего импульса. Этот сигнал подается на тактовый вход триггера 13 и устанавливает его в единичное состояние, что свидетельствует о совпадении адресов устройства и получателя. Единичный сигнал 25 с выхода триггера 13 через элементы ИЛИНЕ 23, И-HE 17 вновь устанавливает в единичное состояние триггер 22 и удерживает

его в этом положении, Триггер 22 отключает счетчик 9 и стробимпульсы со счетчика 19 30 перестают поступать на триггер 12, Триггер

13 открывает элемент И 7 и остальная информационная часть кадра через элемент И

7 и выход 28 поступает к получателю информации. По окончании кадра одновибратор 35

16 отключается, сигнал с его инверсного выхода отключает счетчик 19 и сбрасывает

:в нуль триггер 13, При этом устройство подготавливается к приему следующего кадра.

В случае несовпадения бит адресного 40 кода устройства с битом адреса, получателя,, на выходе элемента 11 сравнения формируется единичный сигнал и текущий стробимпульс через элемент И 15 устанавливает триггер 12 в единичное состояние, Триггер 45

12 закрывает элемент И 15, через элементы

ИЛИ-НЕ 23, И-НЕ 17 устанавливает в единичное состояние триггер 22 и подает нулевой сигнал на информационный вход триггера 13, После этого десятый импульс с 50 выхода элемента И 16 подтверждает нулевое состояние триггера 13 и остальные байты кадра через элемент И 7 не проходят.

После окончания кадра триггер 12 устанавливается в нуль и устройство готово к при- 55 ему следующего кадра.

Предложенное устройство обеспечивает обмен информацией в петлевом канале связи, в котором в качестве среды передачи можно использовать достаточно простые средства, например, витую пару проводов в экране или без него или две витые пары проводов телефонного кабеля позволяет увеличивать число подключаемых устройств-станций без реорганизации всей сети в целом, исключает столкновения в канале связи, не ограничивает длину передаваемого кадра и число абонентов сети, повышает быстродействие и пропускную способность петлевого канала связи.

Формула изобретения

Устройство для обмена информацией в петлевом канале связи, содержащее блок приемопередачи, первый, второй и третий элементы И„ первый элемент НЕ, элемент

ИЛИ, первый и второй триггеры и генератор тактовых импульсов, причем первый выход блока приемопередачи подключен к первому входу первого элемента И, выход первого элемента НЕ подключен к первому входу второго элемента И, выход которого подключен к первому вхдду элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому информационному входу блока приемопередачи, выход первого триггера подключен к второму входу первого элемента И, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены четвертый, пятый и шестой элементы И, третий триггер, второй элемент.НЕ, первый и второй счетчики, первый и второй одновибраторы, мультиплексор, формирователь импульсов, элемент сравнения, элемент И-HE и элемент ИЛИ-HE. причем выход первого элемента И подключен к первому выходу устройства для подключения к абоненту несиловой сети, выход второго элемента И подключен к входу первого одновибратора, инверсный выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, выход которого подключен к входу nepeoro эле-. мента НЕ и к выходу признака подтвержде- ния запроса устройства, вход признака запроса которого подключен к второму входу третьего элемента И, первый вход устройства для подключения к абоненту петлевой сети соединен с вторым входом элемента

ИЛИ, информационный вход устройства подключен к информационному входу мультиплексора, выход которого подключен к первому входу элемента сравнения, выход которого подключен к информационному входу второго триггера, инверсный выход которого подключен к информационному входу первого триггера и к первому входу четвертого элемента И, выход которого подключен к входу синхронизации второго триггера, прямой выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ-НЕ, вы1784992

ФР2е 5

du 7 bt LlH фоямдцРОин tq

Ц г Стольник е

der т ы

Стиру.

duT

9 1О 1 ход которого подключен к первому входу элемента И-НЕ, выход которого подключен к входу установки в "1" третьего триггера, прямой выход которого подключен к первому входу пятого, элемента И и к входу установки в "0" первого счетчика, первый и второй информационные выходы которого подключены соответственно к первому и второму управляющим входам мультиплексора, выход первого триггера подключен к второму входу элемента ИЛИ-НЕ, инверсный выход третьего триггера подключен к входу формирователя импульса, выход которого подключен к входу синхронизации второго счетчика, информационный выход которого подключен к второму входу пятого элемента И, выход которого подключен к входу синхронизации .третьего триггера, третий информационный выход первого счетчика подключен к третьему управляющему входу мультиплексора и к первому входу шестого элемента И, выход которого подключен к входу синхронизации первого триггера, четвертый информационный выход первого счетчика подключен к четвертому управляющему входу мультиплексора, к второму входу шестого элемента И и к входу второго элемента НЕ, выход которого подключен к второму входу четвертого элемента И, выход переноса второго счетчика подключен к третьему входучетвертого элемента И и к счетному входу первого 5 счетчика, счетный и информационный входы второго счетчика подключены соответственно к выходу генератора тактовых импульсов и к входу нулевого потенциала устройства, первый выход блока приемо10 передачи подключен к второму входу элемента сравнения, к информационному входу третьего триггера и к входу второго одновибратора, прямой выход которого подключен к второму входу элемента И15 НЕ, инверсный выход второго одновибратора подключен к входам установки в "0" первого и второго триггеров и второго счетчика, второй выход блока приемопередачи подключен к второму входу второго

20 элемента И, второй и третий входы устройства для подключения к абоненту петлевой сети подключены соответственно к второму и к третьему информационным входам блока приемопередачи, третий и

25 четвертый выходы которого подключены соответственно к второму и третьему выходам . устройства для подключения к абоненту петлевой сети, f784992

Код

1784992

О 4 5 6 С т @ им С ил нг Д туг р 2 з ф ие ra

Ьа 7

Заказ 4366 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Редактор Й. Коляда

Составитель Г. Смирнова

Техред М,Моргентал Корректор М, Керецман