Устройство управления доступом к магистрали в локальных сетях с магистральной архитектурой

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в качестве устройства управления доступом к магистрали при построении локальных сетей с магистральной архитектурой. Цель изобретения - повышение надежности за счет отключения активного абонента, превышающего установленное время обмена информацией в сети. Она достигается введением в блок сопряжения устройства второго счетчика, двух триггеров режима, триггера отказа, двух триггеров отключения, двух элементов сравнения, двух элементов И, двух элементов ИЛИ, двух формирователей импульсов. Сущность изобретения состоит в том, что каждому импульсу, вырабатываемому блоком управления, происходит захват шины только одним блоком сопряжения по признаку порядкового номера импульса в последовательности при условии совпадения кода приоритета абонента с текущим кодом, формируемым счетчиком в блоке сопряжения, и на момент обслуживания данного абонента подключение других абонентов магистральной структуры невозможно. 2 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в качестве устройства управления доступом к магистрали при построении локальных сетей с магистральной архитектурой.

Целью изобретения является повышение надежности за счет отключения активного абонента, превышающего установленное время обмена информацией в сети.

На фиг. 1 представлена схема подключения блоков сопряжения абонентов сети к управляющей и информационной магистралям, а также к блоку управления; на фиг. 2 - функциональная схема блока сопряжения.

Устройство управления доступом к магистрали в локальных сетях с магистральной архитектурой (фиг. 1) содержит блок 1 управления, состоящий из мультивибратора и двух тактовых выходов (мультивибратор не изображен), N блоков 2 сопряжения, управляющую магистраль 3, информационную магистраль 4. Каждый блок 2 сопряжения (фиг. 2) содержит счетчик 5, второй двоичный счетчик 6, преобразователь 7 параллельного кода в последовательный, первый 8 и второй 9 триггеры режима, триггер 10 отказа, первый 11 и второй 12 триггеры отключения, первый 13, второй 14 и третий 15 элементы сравнения, первый 16, второй 17, третий 18 и четвертый 19 элементы И, первый 20, второй 21 и третий 22 элементы ИЛИ, первый 23 и второй 24 формирователи импульсов, тактовый 25 и управляющий 26 входы, управляющий вход 27, управляющие входы 28, 29, 30 приема кодов приоритетов соответственного абонента, абонентов предыдущего и последующего блоков 2 сопряжения, первый информационный вход-выход 31, первый управляющий выход 32, третий управляющий вход 33 и четвертый управляющий вход 34, второй управляющий выход 35 и третий управляющий выход 36, информационный выход-вход 37.

Устройство работает следующим образом.

Блок 1 вырабатывает последовательность импульсов, которые через магистраль 3 поступают на управляющие входы 25, 26 блоков 2.1-2.N сопряжения всех абонентов. Каждый импульс из последовательности разрешает захват шины только одному блоку 2 сопряжения по признаку порядкового номера импульса в последовательности. Таким образом, для захвата магистрали 4 одним из абонентов достаточно не более N сигналов, где N - число абонентов в сети.

В момент захвата магистрали 4 одним из абонентов блок 1 прекращает генерацию импульсов на управляющем входе 26 и фиксирует состояние в счетчиках 5.1-5. N (фиг. 2). Генерация импульсов по управляющему входу 26 возобновляется в случае освобождения магистрали 4 абонентом, ее захватившим, или в случае перехода в режим отключения абонента от магистрали другими абонентами. Абонент-передатчик, захватывающий магистраль 4, обменивается по ней битами информационного кадра.

По окончании цикла приема-передачи или по окончании интервала времени, предоставленного сетью абоненту для обмена, а также в других случаях снимается блокировка с магистрали 3 и блок 1 продолжает генерацию импульсов по управляющему входу 26.

Захват магистрали абонентом происходит следующим образом.

Поступающая на входы двоичного счетчика 5 последовательность импульсов с блока 1 управления устройства фиксируется им. Выход счетчика 5 подключен к второму информационному входу элементов 13, 14, 15 сравнения. На первый вход 28 элемента 13 сравнения поступает код X_n приоритета абонента. Код X_n, сформированный на выходе счетчика 5, после поступления n-го импульса на его вход сравнивается с кодом приоритета X_i. Если они совпадают, то на выходе элемента 13 сравнения появляется потенциал, который поступает на второй вход элемента И 16.

Абонент, требующий обслуживания, выставляет вместе с кодом приоритета X_i на управляющем входе 27 сигнал запроса на передачу информации ПРД, который поступает на первый вход элемента И 16. На третий вход элемента И 16 поступает разрешающий потенциал с выхода элемента ИЛИ 22. Элемент И 16 с открытым коллектором блокирует магистраль 3, закоротив ее на землю, что соответствует захвату шины абонентом, код приоритета которого равен X_i. Захват шины другими абонентами исключается, так как магистраль 3 заблокирована, а значит, счетчики 5 в блоках 2.1-2.N сопряжения не могут изменить своего состояния.

Далее информация абонента-передатчика преобразуется из параллельного кода в последовательный при помощи преобразователя 7 (т.е. схемы К580ИК51) и передается через магистраль 4, откуда она поступает на вход аналогичного приемопередатчика блока 2 сопряжения абонента-приемника.

По окончании сеанса передачи информации абонент-передатчик снимает сигнал ПРД с управляющего входа, а значит, отключается от магистрали 3 выход элемента И 16 с открытым коллектором. Это соответствует снятию блокировки с магистрали 3 и появлению импульсов с выхода блока 1 управления на управляющий вход 26 блока 2 сопряжения. Сеанс передачи информации блоком может быть прерван, в блоке 2 сопряжения другими абонентами, если, например, абонент-передатчик превышает время обмена информацией или в других случаях. При этом отключение активного абонента-передатчика производится по определенному алгоритму одним из блоков 2 сопряжения (соседним слева или соседним справа).

Отключение производится следующим образом.

Текущий код X_n с выхода счетчика 5 поступает на первые входы элементов 14,15 сравнения. По входам 29.1 и 30.1 на вторые входы элементов 14, 15 сравнения подается код приоритета абонентов предыдущего или последующего в сети (X_i+1 или X_i-1 от соседа справа или от соседа слева) в зависимости от условий работы в данный момент времени.

Если произошло сравнение кодов X_n и X_i-1, на выходах элемента 14 сравнения появляется положительный потенциал, который по очередному тактовому импульсу с входа 25 устанавливает первый триггер 8 режима в единичное состояние и через элементы ИЛИ 20 и И 17 по установочному входу второго двоичного счетчика 6 переводит счетчик 6 в единицу.

С выхода счетчика 6 единичный сигнал поступает на третий вход элемента И 18, а на второй вход данного элемента подается единичный сигнал с выхода первого триггера 8 режима. Кроме того, на первый вход элемента И 18 подается единичный сигнал с выхода элемента ИЛИ 22. С выхода элемента И 18 единичный сигнал устанавливает триггер 11 отключения (i-1)-го абонента в единичное состояние, что приводит к появлению на его инверсном выходе нулевого сигнала, а значит, и на выходе 35 появляется нулевое состояние.

С управляющего выхода 35 i-го блока сопряжения нулевой сигнал поступает на управляющий вход 33 (i-1)-го блока сопряжения и, пройдя через элемент ИЛИ 22, устанавливает триггер 10 отказа в единичное состояние, нулевым сигналом с выхода элемента ИЛИ 22 блокируются триггеры 11, 12 отключения (i-1)-го блока сопряжения по первым входам элементов И 18, 19.

Нулевой сигнал с выхода элемента ИЛИ 22 поступает на третий вход элемента И 16 и приводит к появлению на его инверсном выходе единичного потенциала, что соответствует снятию блокировки в сети по управляющему входу 26. Единичный сигнал с выхода триггера 10 отказа через управляющий выход 32 передается абоненту, который снимает сигнал ПРД с управляющего входа 27 (i-1)-го блока сопряжения и X_i-1 - код приоритета с управляющего входа 28 i-го блока сопряжения.

На выходе элемента 14 сравнения появляется нулевой уровень сигнала. По заднему фронту, сигнал с выхода элемента ИЛИ 20 формирует на выходе формирователя 23 импульс, который поступает на R-вход двоичного счетчика 6, устанавливая его в нулевое состояние. Сброс двоичного счетчика 6 происходит в случае, если происходит переполнение счетчика 5, а также в начальный момент работы устройства, если на выходе двоичного счетчика 6 находится единичный сигнал.

В первом случае сброс производится следующим образом. С выхода счетчика 5 единичный сигнал поступает на второй вход элемента ИЛИ 21 и приводит к появлению единичного сигнала на его выходе. Единичный сигнал поступает на R-вход второго двоичного счетчика 6 и устанавливает его в нулевое состояние.

Во второму случае единичный сигнал с выхода двоичного счетчика 6 формирует на выходе формирователя 24 импульс, который поступает на третий вход элемента ИЛИ 21 и далее на R-вход второго счетчика 6, устанавливая его в нулевое состояние. С выхода формирователя 24 импульсов положительный потенциал подается на R-вход первого и второго триггеров 8, 9 режима и устанавливает их в нулевое состояние. Нулевой уровень сигнала с выхода элемента ИЛИ 22 подается на первый и второй выходы элементов И 19, 18 (i-1)-го блока сопряжения соответственно и блокирует их работу.

В случае сравнения кодов X_n и X_i+1 на выходе элемента 15 сравнения появляется единичный потенциал, который поступает на I-вход второго триггера 9 режима и второй вход элемента ИЛИ 20. При этом происходит установка второго триггера 9 режима и счетчика 6 в единицу. Единичные сигналы с выхода второго триггера 9 режима, двоичного счетчика 6 и элемента ИЛИ 22, поступая на выходы элемента И 19, приводят к появлению на его выходе, а соответственно и на S-входе триггера 12 отключения i-го абонента единичного потенциала. На инверсном выходе триггера 12 появляется нулевой потенциал, который через управляющий выход 36 поступает на управляющий вход 33 i-го абонента, что ведет к снятию блокировки i-го абонента с магистрали, установке триггера 10 отказа i-го абонента в единицу и блокировке элементов И 18, 19 блока сопряжения i-го абонента (прохождение сигналов в данном случае аналогично описанному выше). По окончании работы N-го блока сопряжения и обмена информацией в нем производится сброс всех счетчиков 5 и триггеров 11, 12, начинается очередной цикл работы устройства (цепи сброса не показаны).

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДОСТУПОМ К МАГИСТРАЛИ В ЛОКАЛЬНЫХ СЕТЯХ С МАГИСТРАЛЬНОЙ АРХИТЕКТУРОЙ, содержащее блок управления, N блоков сопряжения, управляющую и информационную магистрали, причем вход-выход захвата каждого блока сопряжения соединены между собой через управляющую магистраль, информационные выходы-входы каждого блока сопряжения соединены между собой через информационную магистраль, тактовые выходы блока управления соединены через управляющую магистраль с тактовым входом-выходом захвата каждого блока сопряжения, вход запроса и вход-выход данных каждого блока сопряжения соединены соответственно с входом запроса и входом-выходом данных устройства, каждый блок сопряжения содержит преобразователь параллельного кода в последовательный, первый счетчик, первый элемент сравнения, первый элемент И, причем в каждом блоке сопряжения вход-выход данных блока сопряжения подключен к первому входу-выходу преобразователя параллельного кода в последовательный, i-й (i = 1, ..., N) вход кода абонента устройства подключен к первому входу первого элемента сравнения, вход запроса блока сопряжения соединен с первым входом первого элемента И, вход-выход захвата блока сопряжения подключен к счетному входу первого счетчика и инверсному выходу первого элемента И, информационный выход первого счетчика подключен к первому входу первого элемента сравнения, выход которого подключен к второму входу первого элемента И, выход-вход преобразователя параллельного кода в последовательный соединен с информационным выходом-входом блока сопряжения, отличающееся тем, что, с целью увеличения надежности путем отключения активного абонента, превышающего установленное время обмена информацией в сети, в устройство дополнительно введены в каждом блоке сопряжения второй и третий элементы сравнения, три элемента ИЛИ, два триггера режимов, второй счетчик, второй - четвертый элементы И, два триггера отключения, триггер отказа, причем в каждом блоке сопряжения первые информационные входы второго и третьего элементов сравнения соединены с информационным выходом первого счетчика, вторые информационные входы второго и третьего элементов сравнения подключены к управляющим входам кодов приоритетов (i + 1)-го и (i - 1)-го абонентов устройства соответственно, первый вход первого элемента ИЛИ подключен к выходу второго элемента сравнения, второй вход - к выходу третьего элемента сравнения, j-входы первого и второго триггеров режима соединены с выходами второго и третьего элементов сравнения соответственно, первый вход второго элемента И соединен с выходом первого элемента ИЛИ, второй вход - с C-входами первого и второго триггеров режима и тактовым входом блока сопряжения, вход первого формирователя импульсов соединен с выходом первого элемента ИЛИ, первый вход второго элемента ИЛИ - с выходом первого формирователя импульсов, второй вход - с выходом переполнения счетчика, а третий вход - с R-входами первого и второго триггеров режима и с выходом второго формирователя импульсов, счетный вход второго счетчика подключен к выходу второго элемента И, а R-вход соединен с выходом второго элемента ИЛИ, выход второго счетчика подключен к входу второго формирователя импульсов и к первым входам третьего и четвертого элементов И, второй вход третьего элемента И подключен к выходу первого триггера режима, второй вход четвертого элемента И соединен с выходом второго триггера режима, выходы первого и второго триггеров отключения - с первым и вторым выходами отключения блока сопряжения, первый и второй выходы отключения i-го блока сопряжения - с входами отключения (i - 1)-го и (i + 1)-го блоков сопряжения соответственно, первый и второй входы третьего элемента ИЛИ подключены к первому и второму входам отключения блока сопряжения, а выход соединен с третьими входами третьего и четвертого элементов И, третьим входом первого элемента И и с инверсным S-входом триггера отказа, выход которого подключен к выходу отказа устройства.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2