УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБМЕНА ИНФОРМАЦИЕЙ Российский патент 2004 года по МПК G06F13/10 

Предлагаемое изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, в частности к периферийным устройствам, и может быть использовано для ввода-вывода информации, обмена с дистанционно удаленным другим периферийным устройством вычислительной машины.

Известно устройство для регистрации информации (АС №1314328, G 06 F 3/02, БИ №20, 1987), в состав которого входят блок приемопередачи, клавиатура, коммутатор, блок синхронизации, блок управления, индикаторы, блок формирования адреса и блок формирования вызова.

Недостатком данного устройства является низкая достоверность передаваемой информации, которая формируется в приемном устройстве.

Ценность передаваемой информации заключается в ее достоверности, что обеспечивается контролем за достоверностью передачи данных. В случае если нет контроля за достоверностью передачи данных от ведущего к ведомому устройству для обмена информацией, то данные при передаче теряются полностью.

В качестве прототипа можно выбрать известное устройство для обмена информацией (Патент на изобретение №2130642, G 06 F 13/10, БИ №14, 1999), содержащее блок центрального управления, вход управления которого соединен с шиной "Обмен", а информационные выходы соединены с информационными входами блока приемопередачи, причем информационные выходы последнего соединены с информационными входами блока центрального управления, вход "Запись" которого соединен с выходом "Чтение" блока приемопередачи, а вход "Запись" последнего соединен со входом "Чтение" блока центрального управления, на основной выход блока приемопередачи через формирователь подключен передатчик, а на его основной вход через формирователь подключен приемник.

Недостатком данного устройства является также низкая достоверность информации, сформированной в приемном устройстве. Эта низкая достоверность информации, передаваемой дистанционно на приемное устройство с передающего устройства, определяется наличием помех разной природы в передающей среде, что приводит к изменению свойств, в том числе, и канала связи. Отсутствие передачи данных при обмене между устройствами для обмена информацией нельзя однозначно идентифицировать с отказом канала связи, поскольку в передаче участвует и блок приемопередачи.

Если в устройстве для обмена информацией производится контроль передаваемых данных, то при отсутствии передачи данных между ведущим и ведомым устройством для обмена информацией необходимо производить еще идентифицию причин, по которым не происходит передача данных в центральное приемное устройство.

Решаемой задачей предлагаемого изобретения является дальнейшее повышение достоверности передачи информации за счет организации режима тестирования канала связи между ведущим (периферийным) и ведомым (центральным) устройством для обмена информацией. В предлагаемом устройстве за счет организации режима тестирования канала, который предшествует передаче данных от ведущего к ведомому устройству, появляется возможность диагностировать состояние канала связи. Если тестирование канала связи показало, что канал связи между ведущим и ведомым устройствами для обмена информацией обеспечивает передачу тестирующего импульса, но передачи данных не происходит, то, естественно, можно сделать вывод, что неработоспособен блок приемопередачи.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройство для обмена информацией, содержащее блок центрального управления, вход управления которого соединен со входом "Обмен", а его информационные выходы соединены с информационными входами блока приемопередачи, а информационные выходы последнего соединены с информационными входами блока центрального управления, вход "Запись" которого соединен с выходом "Чтение" блока приемопередачи, а также последовательно соединенные первый формирователь и передатчик и приемник с вторым формирователем на выходе, дополнительно введены пять элементов ИЛИ, пять элементов И, элемент задержки импульса, три триггера, управляемый генератор импульсов, делитель частоты, входы управления которого соединены с выходами блока задания, а первый формирователь выполнен в виде управляемого усилителя, входы управления которого подключены к информационным выходам делителя частоты.

основной выход делителя частоты соединен с выходом "Отказ канала", а также с первым входом первого и второго элементов ИЛИ, а счетный вход делителя частоты через элемент задержки соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ и выходом генератора импульсов, управляющие входы последнего соединены с первыми выходами первого и второго триггеров, причем первый выход первого триггера соединен также с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с первым входом второго элемента И и выходом третьего элемента И, первый вход которого соединен с выходом второго формирователя, выход первого элемента И соединен с первым входом четвертого элемента И, с первым входом третьего триггера и через второй вход первого элемента ИЛИ с первым входом первого триггера, второй вход третьего элемента И соединен с первым выходом третьего триггера, второй выход первого триггера соединен со вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом "Чтение" блока центрального управления и через второй вход второго элемента ИЛИ с первым входом второго триггера, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход четвертого элемента ИЛИ соединен со вторым входом первого триггера, выход четвертого элемента И соединен с входом "Запись" блока приемопередачи и вторым входом третьего элемента ИЛИ, а также со вторым входом второго триггера, третий вход третьего элемента ИЛИ соединен с основным выходом блока приемопередачи, выход третьего элемента ИЛИ соединен с входом первого формирователя, вход "Запись" блока центрального управления соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к входу "Сброс" устройства, а выход - к второму входу третьего триггера, второй выход которого соединен с первым входом пятого элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго формирователя, а выход пятого элемента И соединен с основным входом блока приемопередачи.

Структурная схема предлагаемого устройства приведена на чертеже.

Устройство для обмена информацией содержит блок центрального управления (БЦУ) 1, блок приемопередачи (БПП) 2, два формирователя (Ф) 3, 4, передатчик (ПрД) 5, приемник (Пр) 6, делитель частоты (Дч) 7 и блок задания (БЗ) 8, пять элементов ИЛИ 9, 10, 11, 12, 13, элемент задержки импульса τ 14, пять элементов И 15, 16, 17, 18, 19, управляемый генератор импульсов (ГИ) 20 и три триггера (Тр) 21, 22, 23.

Вход управления БЦУ 1 устройства для обмена информацией соединен со входом "Обмен". Информационные выходы БЦУ 1 соединены с информационными входами БПП 2, информационные выходы которого соединены с информационными входами БЦУ 1. Вход "Запись" БЦУ 1 соединен с выходом "Чтение" БПП 2. Выход первого формирователя 3 соединен с входом передатчика 5, а выход приемника 6 - с входом второго формирователя 4. Первый формирователь 3 выполнен в виде управляемого усилителя У, входы управления которого подключены к информационным выходам делителя частоты 7. Входы управления делителя частоты 7 соединены с блоком задания 8. Основной выход делителя частоты 7 соединен с выходом "отказ канала", а также с первым входом первого и второго элементов ИЛИ 9, 10. Счетный вход делителя частоты 7 через элемент задержки 14 соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ 11 и выходом генератора импульсов 20. Управляющие входы генератора импульсов 20 соединены с первыми выходами первого и второго триггеров 21, 22. Первый выход первого триггера 21 соединен также с первым входом первого элемента И 15, второй вход которого соединен с первым входом второго элемента И 16 и выходом третьего элемента И 17.

Первый вход третьего элемента И 17 соединен с выходом второго формирователя 4. Выход первого элемента И 15 соединен с первым входом четвертого элемента И 18, с первым входом третьего триггера 23 и через второй вход первого элемента ИЛИ 9 с первым входом первого триггера 21. Второй вход третьего элемента И 17 соединен с первым выходом третьего триггера 23. Второй выход первого триггера 21 соединен со вторым входом второго элемента И 16, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ 12. Второй вход четвертого элемента ИЛИ 12 соединен с выходом "Чтение" блока центрального управления 1 и через второй вход второго элемента ИЛИ 10 с первым входом второго триггера 22. Выход второго триггера 22 соединен со вторым входом четвертого элемента И 18. Выход четвертого элемента ИЛИ 12 соединен со вторым входом первого триггера 21. Выход четвертого элемента И 18 соединен с входом "Запись" блока приемопередачи 2 и вторым входом третьего элемента ИЛИ 11, а также со вторым входом второго триггера 22. Третий вход третьего элемента ИЛИ 11 соединен с основным выходом блока приемопередачи 2. Выход третьего элемента ИЛИ 11 соединен с входом первого формирователя 3. Вход "Запись" блока центрального управления 1 соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ 13, второй вход которого подключен к входу "Сброс" устройства, а выход - к второму входу третьего триггера 23. Второй выход третьего триггера 23 соединен с первым входом пятого элемента И 19, второй вход которого соединен с выходом второго формирователя 4. Выход пятого элемента И 19 соединен с основным входом блока приемопередачи 2.

В исходном состоянии в устройстве для обмена информацией (УОИ) Tp₁ 21, Тр₂ 22 и Тр₃ 23 установлены в исходное состояние: для Tp₁ 21 и Тр₂ 22 так, чтобы генератор импульсов 20 был заторможен, а первый элемент И 15 был открыт для прохождения импульсов с выхода приемника 6. При этом исходное состояние третьего триггера 23, которое устанавливается по входу "Сброс", обеспечивает открытие третьего элемента И 17, а элемент И 19 закрыт для прохождения импульсов от второго формирователя 4 к второму входу первого элемента И.

Делитель частоты 7 установлен в исходное состояние, которое обеспечивает исходный коэффициент усиления усилителя 3. На информационных входах делителя частоты 7 с блока задания 8 установлен код коэффициента деления делителя частоты 7, равный величине возможного диапазона изменения коэффициента усиления усилителя 3, при котором может быть обеспечена уверенная связь между ведущим и ведомым устройствами обмена информацией.

После того как на вход "Обмен" в БЦУ 1 подан сигнал о начале обмена, на его выходе формируется импульс "Чтение", который взводит через четвертый элемент ИЛИ 12 первый триггер 21, а через второй элемент ИЛИ 10 и второй триггер 22. При этом с первого выхода первого триггера 21 закрывается первый элемент И 15 и открывается со второго выхода второй элемент И 16, а от второго триггера 22 открывается четвертый элемент И. От обоих триггеров по управляющим входам включается генератор импульсов 20. На выходе данного генератора формируются импульсы частоты f₁, которые поступают через третий элемент ИЛИ на основной вход усилителя 3, по входам управления которого установлен начальный коэффициент усиления, соответствующий начальному состоянию делителя частоты 7. Усиленный до соответствующего уровня импульс поступает на передатчик 5 ведущего устройства для обмена информацией. Через время, задаваемое элементом задержки τ₁ 14, импульс с генератора импульсов 20 поступает и на счетный вход делителя, увеличивая его состояние на единицу. При этом по управляющим входах усилителя 3 задается следующий коэффициент усиления, соответствующий новому значению кода в Дч 7.

Если в течение времени между двумя тактами генератора импульсов 20 от ведомого устройства для обмена информацией на приемник 6 ведущего не пришел ответный сигнал об установленной связи между ведущим и ведомым устройствами для обмена информацией, то на выходе генератора импульсов 20 появляется следующий импульс тестирования канала связи.

Так продолжается до тех пор, пока либо не переполнится Дч 7, либо не появится импульс от ведомого устройства для обмена информацией. В случае, если переполнится Дч 7, то при этом на его выходе сформируется сигнал "Отказ канала", который сбросит первый триггер 21 в исходное состояние через первый элемент ИЛИ, а второй триггер 22 через второй элемент ИЛИ 10. Между двумя импульсами генератора импульсов ведущего устройства обмена информацией приходит сигнал по каналу связи между ведущим и ведомым устройствами для обмена информацией и поступает на приемник 6 ведомого устройства обмена информацией. Этот сигнал проходит через открытые третий элемент И 17, первый элемент И 15 ведомого УОИ и через первый элемент ИЛИ 9 взводит первый триггер 21 ведомого УОИ. Причем частота данного генератора, включенного по первому входу, f₂>f₁N, т.е. между двумя импульсами от ведущего УОИ генератор импульсов 20 ведомого УОИ должен выдавать пачку импульсов, так чтобы полностью пройти весь диапазон изменения коэффициента усиления его усилителя 3. В случае, если при этом не удается обеспечить необходимую мощность для установления связи между ведомым и ведущим УОИ, то Дч 7 ведомого УОИ переполняется и на выходе "Отказ канала" ведомого УОИ формируется сигнал отказа канала связи между ведомым и ведущим УОИ. Этот импульс через первый элемент ИЛИ 9 ведомого УОИ устанавливает его первый триггер в исходное состояние, и соответствующий генератор импульсов 20 перестает генерировать импульсы.

Если же при увеличении коэффициента усиления усилителя 3 ведомого УОИ устанавливается связь, т.е. на выходе приемника 6 ведущего УОИ появляется импульс от ведомого УОИ, то этот импульс, проходя через открытый третий элемент И 17 и первый элемент И 15, устанавливает первый триггер ведущего УОИ в исходное состояние и далее через открытый четвертый элемент И 18 устанавливает второй триггер 22 в исходное состояние. При этом генератор 20 ведущего УОИ тормозится, третий триггер с выхода первого элемента И взводится, выключает третий элемент И 17 и включает пятый элемент И 19 для прохождения последующей информации на вход БПП, а импульс с выхода четвертого элемента И 18 через третий элемент ИЛИ 11 поступает через усилитель 3 ведущего УОИ на его передатчик 5 и по установленному каналу связи поступает на приемник ведомого УОИ. Данный импульс, пройдя через формирователь импульсов 4 ведомого УОИ и еще открытые третий элемент И 17 и второй элемент И 16, сбрасывает первый триггер 21 в исходное состояние, тормозит генератор 20 ведомого УОИ и включает Тр₃ 23, так чтобы открылся пятый элемент И 19 и закрылся третий элемент И 17.

В предлагаемом устройстве для обмена информацией в ведомом и в ведущем устройствах для обмена информацией осуществляется их подстройка к изменяющемуся во времени каналу связи между ведомым и ведущим устройствами для обмена информацией.

Таким образом, с помощью данных устройств обеспечивается централизованный дистанционный сбор данных с мест возникновения информации, диагностирование канала связи перед передачей информации от передающего на приемное устройство, надежная передача полученных данных и дистанционный прием данных на выбранные приемники, причем информация, полученная на приемниках, совпадает с информацией, находящейся на передаваемой стороне.

Изобретение относится к радиотехнике. Технический результат заключается в повышении достоверности передачи информации. Сущность изобретения заключается в том, что устройство содержит блок центрального управления, блок приемопередачи, управляемый усилитель, передатчик, формирователь, приемник, пять элементов ИЛИ, пять элементов И, элемент задержки импульса, три триггера, управляемый генератор импульсов и делитель частоты. 1 ил.

Устройство для обмена информацией, содержащее блок центрального управления, вход управления которого соединен с входом “Обмен”, а его информационные выходы соединены с информационными входами блока приемопередачи, а информационные выходы последнего соединены с информационными входами блока центрального управления, вход “Запись” которого соединен с выходом “Чтение” блока приемопередачи, а также последовательно соединенный первый формирователь и передатчик и приемник со вторым формирователем на выходе, отличающееся тем, что в устройство введены пять элементов ИЛИ, пять элементов И, элемент задержки импульса, три триггера, управляемый генератор импульсов, делитель частоты, входы управления которого соединены с выходами блока задания, а первый формирователь выполнен в виде управляемого усилителя, входы управления которого подключены к информационным выходам делителя частоты, основной выход делителя частоты соединен с выходом “Отказ канала”, а также с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, а счетный вход делителя частоты через элемент задержки соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ и выходом управляемого генератора импульсов, управляющие входы последнего соединены с первыми выходами первого и второго триггеров, причем первый выход первого триггера соединен также с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с первым входом второго элемента И и выходом третьего элемента И, первый вход которого соединен с выходом второго формирователя, выход первого элемента И соединен с первым входом четвертого элемента И, с первым входом третьего триггера и через второй вход первого элемента ИЛИ и первым входом первого триггера, второй вход третьего элемента И соединен с первым выходом третьего триггера, второй выход первого триггера соединен со вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом “Чтение” блока центрального управления и через второй вход второго элемента ИЛИ с первым входом второго триггера, выход которого соединен со вторым входом четвертого элемента И, выход четвертого элемента ИЛИ соединен со вторым входом первого триггера, выход четвертого элемента И соединен с входом “Запись” блока приемопередачи и вторым входом третьего элемента ИЛИ, а также со вторым входом второго триггера, третий вход третьего элемента ИЛИ соединен с основным выходом блока приемопередачи, выход третьего элемента ИЛИ соединен с входом первого формирователя, вход “Запись” блока центрального управления соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к входу “Сброс” устройства, а выход - с первым входом третьего триггера, второй выход которого содеинен с первым входом пятого элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго формирователя, а выход пятого элемента И соединен с основным входом блока приемопередачи.