Устройство управления доступом к общему каналу связи Советский патент 1987 года по МПК H04Q9/00 

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано при организации систем связи и вычислительных систем с общим каналом связи, систем .телеметрии и телеуправления.

Цель изобретения - повышение быстродействия путем уменьшения времени разрешения конфликтов.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства управления доступом к общему каналу связи; на фиг. 2 - алгоритм работы устройства.

Устройство управления доступом к общему каналу связи (фиг. 1) содержит блок 1 интерфейса, передающий буферный блок 2, сдвиговый регистр 3 передачи, кодер 4, передатчик 5, приемник 6, декодер 7, сдвиговый регистр 8 приема, приемный буферный блок 9, детектор 10 столкновений, ;блок 11 управления, тактовый генератор 12, первый счетчик 13, дешифратор адреса 14, регистр адреса 15, генератор импульсов 16, второй счетчик 17, регистр 18, коммутатор 19, третий счетчик 20, первый одновибра- тор 21, первый триггер 22, второй одновибратор 23, третий одновибратор 24, первый элемент И 25, второй элемент И 26, второй триггер 27, инвертор 28, третий элемент И 29, первый элемент ИЛИ 30, второй элемент ИЛИ 31, третий элемент ИЛИ 32, четвертый счетчик 33, четвертый одновибратор 34, третий триггер 35, формирователь 36 коротких импульсов и линию связи 37.

Устройство работает следующим образом.

Блок 1 интерфейса формирует данные, которые необходимо передать в линию связи, и в параллельной форме передает их в передающий буферный блок 2. Данные из передающего буферного блока 2 в параллельной форме записываются в сдвиговый регистр 3 передачиi Импульсы тактового генератора 12 поступают на вход сдвига сдвигового регистра 3 и на его выходе формируются данные в последовательном коде, поступающие на первый вход кодера 4, на третий вход которого поступают импульсы тактового генератора 12.

С выхода кодера 4 данные в манчестерском коде поступают на пере

0

5

0

5

0

5

0

5

датчик 5 и передаются в линию связи 37.

На вход блока 11 управления, осуществляющего согласование работы блоков устройства с выхода детектора 10 столкновений, поступает сигнал о наличии столкновения в том случае, если переданные в линию связи 37 и принятые данные не совпадают.

При включении питания запускается первый одновибратор 21. Если к моменту окончания интервала времени, задаваемого данным импульсом, не появится сигнал занятости линии связи 37, то задним фронтом импульса будет установлен первый триггер 22. Выходной сигнал первого триггера 22 устанавливает в исходное состояние третий- и четвертый счетчики 20 и 33, а через первый элемент ИЛИ 30 формирует сигнал, разрешающий передачу данных. При наличии данного сигнала, а также требований блока 1 интерфейса о передаче данных, наличии данных в передающем буферном блоке 2 и отсутствии занятости линии связи 37 блок 11 управления разрешает работу кодера 4 и сдвигового регистра 3 . .Сигнал разрешения снимается при поступлении с детектора 10 столкновений сигнала о наличии столкновений в линии связи 37, при этом первый одновибратор 21 сброшен и сигнал с первого триггера 22 отсутствует.

Повторный запуск первого одновиб- ратора 21 происходит при снятии сигнала занятости канала. Таким образом, первый одновибратор 21 и первый триггер 22 образуют таймер, который позволяет фиксировать интервалы молчания канала, если они превышают заданную величину. При одновременном поступлении сигналов занятости канала от нескольких устройств, подключенных к линии связи 37, возникает конфликтная ситуация. В этом случае при передаче информации в линию связи 37 через второй элемент И 26 устанавливается второй триггер 27, сигнал которого свидетельствует о том, что устройство вступило в конфликт и ему следует принять участие в розыгрыше права на занятие линии связи 37.

Розыгрыш представляет собой децентрализованную процедуру случайного выбора устройства, получающего право на передачу информации. Сигнал

31290569

с выхода первого элемента ИЛИ 30, поступает на блок 11 управления, разрешая передачу информации. Данный сигнал устанавливается в результате розыгрыша, а также при установке первого триггера 22 или при наличии сигнала успешной передачи. Сигнал о наличии успешной передачи кадра ин- . формации формируется с помощью четвертого одновибратора 34, третьего триггера 35 и формирователя 36. Для того, чтобы отличить успешно переданный кадр информации от кадров, искаженных при столкновениях, минимальto

ше. Сравнение чисел ведется методом проб и ошибок независимо каждым устройством, подключенным к линии связи 37.

Случайное двоичное число вырабаты вается генератором импульсов 16 и вторым счетчиком 17 и записывается в регистр 18 по сигналу требования передачи, поступающего с передающего буферного блока 2. Анализ случайного числа происходит по одному разряду на шаг. Шаг - это промежуток времени, в течение которого устройство может достоверно определить

ная длина кадра выбирается так,-что- ситуацию в линии связи 37. Длительбы время передачи кадра информации превышало длительность ситуации столкновения.

Четвертый одновибратор 34 запускается при появлении сигнала занятости канала с выхода декодера 7, при этом формирователь 36 по переднему фронту сигнала вырабатывает короткий импульс, устанавливающий в

ность шага сравнения зависит от того, возник конфликт или бьш зафиксирован интервал молчания при анализе очередного разряда случайного 20 числа. Поразрядный анализ соответствует выбору одного числа из груп- пы чисел на заданном отрезке методом деления отрезка пополам. При этом единица в проверяемом разряде приисходное состояние третий триггер 35. водит к выработке сигнала разрешения

Длительность импульса четвертого одновибратора 34 выбрана большей, чем длительность ситуации столкновения в канале, но «меньшей, чем длительность передачи минимально возможного кадра, поэтому если в момент окончания импульса четвертого одно- вибратора сигнал с выхода декодера .7 будет присутствовать, то третий . триггер 35 будет установлен в единичное состояние, т.е. появится сигнал о наличии успешной передачи. Если же признак успешной передачи с выхода третьего триггера 35 не поступит, то это будет означать, что в линии связи 37 идет розыгрыш и устройство не получит права на передачу до тех пор, пока розыгрыш не будет завершен, пока не будет выяв30

передачи с выхода первого элемента ИЛИ 30. Номер проверяемого разряда определяется числом, записанным в третьем счетчике 20 и поступающим на входы управления коммутатора 19, при этом на его выход поступает выбранный разряд регистра 18. Если при данном единичном сигнале разрешения передачи устройство без конфликта 35 передает информацию в линию связи, то будет установлен третий триггер 35, формирующий признак успешной передачи, розыгрыш будет завершен, третий и четвертый счетчики 20 и 33 сброшены.

Если же при передаче информации будет зафиксировано столкновение, то через второй элемент И 26 будет установлен второй триггер 27, а че40

лено единственное устройство (из рез третий элемент ИЛИ 32 на единиключенных к линии связи 37), получающее право на передачу информации. Таким образом, число участников розыгрыша ограничено и не увеличивается за счет устройств, не 50 принимающих участия в исходном столкновении, что уменьшает время разрешения конфликта.

Если же данное устройство стало участником конфликта и принимает 55 участие в розыгрыше, то начинается процедура сравнения случайных чисел устройств, участвующих в розыгрыцу увеличится содержимое третьего счетчика 20, что позволит провести анализ следующего разряда случайного числа.

Если при анализе очередного разряда сигнал разрешения передачи не вырабатывается, а в линии связи 37 при этом фиксируется наличие передачи другого устройства, то устройство выбывает из розыгрьш1а и переходит в режим ожидания сигнала с третьего триггера 35. Ситуация наличия передачи другого устройства в линии связи 37

o

ше. Сравнение чисел ведется методом проб и ошибок независимо каждым устройством, подключенным к линии связи 37.

Случайное двоичное число вырабатывается генератором импульсов 16 и вторым счетчиком 17 и записывается в регистр 18 по сигналу требования передачи, поступающего с передающего буферного блока 2. Анализ случайного числа происходит по одному разряду на шаг. Шаг - это промежуток времени, в течение которого устройство может достоверно определить

ситуацию в линии связи 37. Длительность шага сравнения зависит от того, возник конфликт или бьш зафиксирован интервал молчания при анализе очередного разряда случайного числа. Поразрядный анализ соответствует выбору одного числа из груп- пы чисел на заданном отрезке методом деления отрезка пополам. При этом единица в проверяемом разряде приводит к выработке сигнала разрешения

0

передачи с выхода первого элемента ИЛИ 30. Номер проверяемого разряда определяется числом, записанным в третьем счетчике 20 и поступающим на входы управления коммутатора 19, при этом на его выход поступает выбранный разряд регистра 18. Если при данном единичном сигнале разрешения передачи устройство без конфликта 5 передает информацию в линию связи, то будет установлен третий триггер 35, формирующий признак успешной передачи, розыгрыш будет завершен, третий и четвертый счетчики 20 и 33 сброшены.

Если же при передаче информации будет зафиксировано столкновение, то через второй элемент И 26 будет установлен второй триггер 27, а че0

цу увеличится содержимое третьего счетчика 20, что позволит провести анализ следующего разряда случайного числа.

Если при анализе очередного разряда сигнал разрешения передачи не вырабатывается, а в линии связи 37 при этом фиксируется наличие передачи другого устройства, то устройство выбывает из розыгрьш1а и переходит в режим ожидания сигнала с третьего триггера 35. Ситуация наличия передачи другого устройства в линии связи 37

определяется по отсутствию сигнала о собственной передаче на входе инвертора 28 и наличию сигнала занятости на входе третьего элемента И 29, в результате чего устанавливается в нулевое состояние второй триггер 27, а через второй элемент ИЛИ 31 в нулевое состояние устанавливаются третий и четвертый счетчики 20 и 33.

Возможно, что при очередном анализе разряда ни одно из устройств, подключенных к линии связи 37 и участвующих в розыгрыше, не получит права на передачу сообщения, В этом случае наступает интервал молчания. Этот интервал фиксируется третьим одновибратором 24. Длительность интервала молчания определяется вторым одновибратором 23, который запускается по сигналу о снятии занятости линии связи 37 и наличии сигнала требования передачи. Длительность элементарного интервала молчания выбрана такой, чтобы гарантировать достоверные определения ситуации,- когда ни одно устройство не получило права на передачу (т.е. не меньше -удвоенного времени распространения сигнала между двумя наиболее удаленными устройствами). Третий одновиб- ратор 24 запускается по окончании импульса с второго одновибратбра 23. Выходной сигнал третьего одновибра- тора 24 через первый элемент И 25 приводит к прибавлению единицы в третьем счетчике 20 и тем самым обеспечивает анализ очередногсэ разряда случайного числа.

Возможна ситуация, когда выбранные случайные числа у устройств, участвующих в розыгрыше, окажутся одинаковыми. В этом случае через число шагов, равное разрядности двоичного случайного числ:а, розыгрыш не будет завершен успешной передачей и единичный сигнал на выходе старшего разряда третьего счетчика 20 поступит на четвертый счетчик 33, фиксирующий число попыток занять линию связи 37, т.е. число розыгрышей.

в которых принимало участие данное устройство. Кроме того, данный сигнал производит запись нового случайного числа в регистр 18 и процедура розыгрьшга повторяется.. Когда .несколько розыгрышей подряд не приводят к разрешению конфликта, на выходе старшего разряда четвертого счетчика 33 формируется сигнал, свидетельству

ющий о том, что либо аппаратура вышла из строя, либо Е1агрузка на систему чрезвычайно велика. Первый одновиб- ратор 21 и первый триггер 22 обеспечивают возможность передачи информации в случае, когда устройство, получившее право на передачу информации ,в процессе розыгрьша, вышло из строя. Остальные устройства, подключенные к линии связи 37 и не участвующие или выбывшие из розыгрыша, находятся в режиме ожидания сигнала об успешной передаче. В этом случае данный сигнал формируется первым триггером 22.

Формула изобретения

Устройство управления доступом

0 к общему каналу связи, содержащее последовательно соединенные блок интерфейса, передающий буферный блок, сдвиговый регистр передачи, кодер и передатчик, выход которого соединен

5 с линией связи и входом приемника, выход которого подключен к последовательно соединенным декодеру, сдвиговому регистру приема и приемному буферному блоку, выход которого среС динен с первым входом блока интерфейса, второй выход которого подключен к первому входу блока управления, второй вход которого соединен с вторым выходом передающего буферного

с блока, второй вход которого подключен к первому выходу блока управления, второй выход которого подключен к вторым входам кодера и сдвигового регистра передачи, третий вход которого соединен с третьим входом кодера и выходом тактового генератора, причем выходы сдвигового регистра приема соединены с соответствующими входами дешифратора адреса, выход которого соединен с вторым входом приемного буферного блока и первым входом регистра адреса, выход которого соединен с третьим входом приемного буферного блока, четвертый вход которого соединен с выходом сдвигового регистра приема и входом первого счетчика, выход которого подключен к второму входу регистра адреса, а второй выход декодера соединен с третьим входом блока управления, четвертый вход которого подключен к выходу детектора столкновений, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом при0

5

0

5

емника и входом передатчика, о т- л и чающееся тем, что, с целью повышения быстродействия путем уменьшения времени разрешения конфликтов, введены последовательно соединенные генератор импульсов, второй счетчик, .регистр, коммутатор и первый элемент ИЛИ, выход которого соединен с пятым входом блока управления, третий вход которого подключен к входам первого и четвертого одно- вибраторов, формирователя коротких импульсов, первым входам второго од- новибратора, первого триггера, третьего одновибратора, третьего элемента И и третьего триггера, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами четвертого одновибратора и формирователя коротких импульсов, а выход третьего триггера подключен к первому входу второго элемента ИЛИ и второму входу перуправления, второй вход которого соединен с вторым входом второго одновибратора и первым управляющим входом регистра, второй управляющий вход которого подключен к первому выходу третьего счетчика и первому входу четвертого счетчика, второй вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ и первым входом третьего счетчика, второй вход которого подключен к выходу третьего элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом второго элемента И и вторым входом второго триггера, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего одновибратора и третьим вхо дом второго одновибратора, выход которого соединен с вторым входом третьего одновибратора, причем выход первого одновибратора подключен к второму входу первого триггера, а

вого элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с выходом первого триг- 25 выход первого элемента И соединен с гера и вторым входом второго элемента вторым входом третьего элемента ИЛИ, ИЛИ, третий вход которого подключен причем вторые выходы третьего счет- к первому входу второго триггера и выходу третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом инвертора, вход которого объединен с первым входом второго элемента И и подключен к второму выходу блока

30

чика соединены с управляющими входами коммутатора, а выход четвертого счетчика подключен к второму входу блока интерфейса, причем второй вход второго элемента И подключен к выходу детектора столкновений.

5

0

управления, второй вход которого соединен с вторым входом второго одновибратора и первым управляющим входом регистра, второй управляющий i вход которого подключен к первому выходу третьего счетчика и первому входу четвертого счетчика, второй вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ и первым входом третьего счетчика, второй вход которого подключен к выходу третьего элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом второго элемента И и вторым входом второго триггера, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего одновибратора и третьим входом второго одновибратора, выход которого соединен с вторым входом третьего одновибратора, причем выход первого одновибратора подключен к второму входу первого триггера, а

5 выход первого элемента И соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, причем вторые выходы третьего счет-

выход первого элемента И соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, причем вторые выходы третьего счет-

чика соединены с управляющими входами коммутатора, а выход четвертого счетчика подключен к второму входу блока интерфейса, причем второй вход второго элемента И подключен к выходу детектора столкновений.

Изобретение относится к технике свйзи. Цель изобретения - повышение .быстродействия путем уменьшения времени разрешения конфликтов. Устройство содержит, блок 1 интерфейса, передающий буферный блок 2, сдвиговый регистр 3 передачи, кодер 4, передатчик 5, приемник 6, декодер 7, СДВИГОВЫЙ регистр 8 приема, приемный буферный блок 9, детектор 10 столкновений, блок 11 управления, тактовый г-р 12, четыре счетчика 13, 17, 20, 33, дешифратор адреса 14, регистр адреса 15, г-р импульсов 16, регистр 18, коммутатор 19, четыре одновибратора 21, 23, 24, 34, три триггера 22, 27, 35, три эл-та И 25, 26, 29, инвертор 28, три эл-а ИЛИ 30-32,. формирователь 36 коротких импульсов и линию связи 37. Если признак успешной передачи с триггера 35 не поступает, то это означает, что в линии 37 идет розыгрыш. - Уст-во не получает право на.передачу до тех пор, пока не выявлено единственное устр-во, получающее право на передачу. Таким образом число участников розыгрыша ограничено, что ведет к уменьшению времени разрешения конфликта. 2 ил. (Л 37 to со О ел а

ВНИИПИ Заказ 7918/59 : Тираж 660

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Подписное