Устройство для сопряжения абонентской станции с линией связи локальной сети Советский патент 1988 года по МПК G06F13/10 

С35

00

V)

t14

И;и)бретение относится к вычислительной технике, в частности к области передачи данных, и может быть использовано при построении моноканальных локальных вычислительных сетей с миожественным доступом, конт- ролам несущей и обнаружением столкновений в системах управления, сбора и обработки информации на их основе

Цель изобретения - расширение класса решаемых задач за счет обеспечения возможности определения количества станций в конфликной ситуации и передачи подключенной к нему станции сообщения о количестве станций, вошедших в конфликт.

На фиг, I представлена блок-схема устройства; на фиг. 2-5- функциональные схемы канального передатчика распределителя импульсов, узла аналого-цифрового преобразования и коммутатора соответственно. Устройство I соединено (фиг. 1) с общей линией 2 связи, согласованной при помощи резисторов 3, и абонентской станцией 4.

Устройство 1 содержит передающий узел 5, приемный узел 6 и блок 7 обработки конфликта. Передающий узел 5 состоит из интерфейсного приемника 8 канального передатчика 9, детектора 10 передачи и таймера 11. Приемный узел б содержит канальный приемник 12 первый интерфейсный передатчик 13 и детектор 14 приема. Блок 7 обработки конфликта состоит из формирователя (генератора) 15 сигнала столкновения .коммутатора 16, второго интерфейсного передатчика, 17, узла 18 аналого- цифрового преобразователя 5 распределителя 9 импульсов и .тактового генератора 20.

На фиг. обозначены также линии 21-38 связей между узлами и внешние связи устройства.

Канальный передатчик 9 содержит (фиг, 2) первый токоограничительный резистор 39, задающий ток в общую линию 2 связи при передаче информации, ключ 40, диоды 41-43 развязки, эле- менг НЕ 44, элемент ИЛИ 45, второй токоограничительный резистор 46, задающий ток в общую линию 2 связи при изменении количества станций 4, вошедших Б конфликт, и ключи 47 и 48.

Распределитель 19 импульсов обра- чуют (фиг. 3) триггеры 49-51, злемен69872

ты НЕ 52--53, счетчик 54, дешифратор 55 и элемент ИЛИ-НЕ 56.

Узел 18 аналого-цифрового преобразования включает (фиг. 4) счетчик

57,цифроаналоговый преобразователь

58,элемент ИЛИ-НЕ 59, компаратор 60 и триггер 61.

Коммутатор 16 содержит (фиг. 5)

элемент Ш1И-НЕ 62 и элемент НЕ 63.

Устройство 1 работает в режимах передачи информации в общую линию 2 связи, приема информации из общей линии 2 связи и обработки конфликтной

ситуации.

При отсутствии передачи в линию 2 и информации в линии 2 на выходах детектора 10, таймера 11, детектора 14, втором и третьем выходах распределителя 19 установлены логические единицы, на первом и четвертом выходах распределителя 19 установлены логические нули.

В режиме Передача информация от - .

станции 4 по линии 21 поступает на интерфейсный приемник 8, с выходов которого по линии 22 проходит на вход канального передатчика 9, по линии 23 - на вход детектора 10. Детектор

10 определяет наличие информации в линии 21 и устанавливает на выходе сигнал Разрешение передачи, который низким уровнем по линии 24 поступает

на входы таймера 11, канального передатчика 9 и распределителя 19. Это вызывает подключение канального передатчика 9 к обЕ1ей линии 2 связи, пе--, редачу в нее информации и запуск таймера 11. В случае, если длителькость передаваемого информационного пакета превышает максимальную длительность , определенную протоколом обмена, происходит срабатьшание таймера 11, на выходе которого устанавливается низким уровнем сигнал Длинный пакет, который по линии 25 поступает на вход канального передатчика 9 и отключает его от общей линии 2 связи. Снятие сигнала Разрешение передачи с линии 24 устанавливает таймер 11 в исходное состояние.

В режиме Прием информация из общей линии 2 связи поступает на вход канального приемника 12, с выхода которого проходит по линии 26 на входы первого интерфейсного передатчика 13, узла 18 и детектора 14. Детектор 14 определяет наличие информации Б общей линии 2 и устанавливает v линии

27 сигнал Разрешение приема, который низким уровнем поступает на вход первого интерфейсного передатчика 13 что приводит к передаче принятой из общей линии 2 связи информации по линии 28 к станции 4.

В режиме Обработка конфликтной ситуации, т.е. при наличии двух или более одновременных передач в линии 2, детектор 14 устанавливает низким уровнем сигнал Конфликт, который по линии 29 поступает на входы генератора 15 и распределителя -19, что приводит к запуску генератора 15 и передаче выработанного им сигнала Столкновение по линии 30 через коммутатор 16 на интерфейсный передатчи 17 и далее по линии 32 на вход Столкновение станции 4. Одновременно с этим происходит запуск распределител 19. Через заданный интервал времени после запуска распределителя 19, равный двойному времени распространения сигнала по линии 2,на его выходе устанавливается высоким уровнем сигнал Переключение, который по линии 33 поступает на вход коммутатора 16 и подключает к его входу выход уз- ла 18. В случае, если устройство 1 находилось в режиме Передача, т.н. если на выходе детектора 10 в момент определения детектором 14 конфликтно ситуации был установлен сигнал Разрешение передачи вместе с установко на первом выходе распределителя 19 сигнала Переключение в линии 33, то на выходе распределителя 19 устанавливается низким уровнем сигнал Уровень, который по линии 34 посту пает на вход канального передатчика 9, что вызьшает появление-на его выходе уровня постоянного тока I и закачивание его в линию 2 связи. Этот урЪвень выбирается из условия Е

К

2ZN

где Е - максимальное входное напряжение, допускаемое канальным приемником 12; Z - волновое сопротивление общей

линии 2 связи; N - общее количестов станций 4

сети.

Через интервал времени 4 Т. после запуска распределителя 19 на его третьем выходе устанавливается низким уровнем сигнал Измерение, который по.-линии 35 поступает на вход узла 18

0

0 0

и зяпускает его, что р ызывает появле- {ие на выходе уз, ;л 18 количества импульсов, равного количеству станций 4, вошедших в конфликт, и передачу этих импульсов по , 36 через, коммутатор 16 II интерфейсный передатчик 17 на вход Столкновение станции 4. Через интервал времени 61 после запуска распределитель 19 снимает с .третьего выхода сигнал Измерение , с второго входа сигнал Уровень (если он бьш установлен) и вырабатывает на четвертом выходе высокий уровень

5 сигнала Сброс, который по линии 37 поступает на узел 18.и устанавливает его в исходное состояние. Одновременно с этим распределитель 19 сбрасывается, т.е. устанавливает на первом и четвертом выходах логические нули и на третьем выходе логическую единицу.

Режим Обработка конфликтной ситуации легко представить в виде сле5 дующей последовате.пьности:

1- определение конфликтной ситуации и посылка станции 4 сообщения об этом длительностью 2f ;

2- установка уровня постоянного

тока в общую линию 2 связи, если устройство 1 находилось в режиме передача, вьщержива0

ние паузы длитепьностью 2

между сообщением станции 4 о . конфликтной ситуации и непосредственно о количестве станций в конфликтной ситуации;

3- измерение суммарного уровня

тока в общей линии 2 связи, передача станции 4 сообщения о количестве станций, вошедших в конфликт;

4- автоматическая установка в исходное состояние. Канальный передатчик 9 (фиг. 2) аботает следующим образом.

В режиме Передача на линии 22 - информация, на линии 24 - низкий уро- ень (сигнал Разрешение передачи), на линиях 25 и 34 - высокий уровень, т.е. ключи 47 и 48 выключены, информация через элемент ШТИ 45 поступает на управляющий вход ключа 40 и вызывает передачу тока от источника -Е через резистор 39, диоды 41-43 и общую линию 2 связи. В случае установки низкого уровня на линии 25 (сигнал Длинный пакет) срабатывает ключ 48 и замыкает выход к.гпоча 40 на ли514

нию 2, т.е. отключает канальный передатчик 9 от общей линии 2 связи. В случае установки низкого уровня на линии 34 (сигнал Уровень) элемент ИЛИ 45 блокируется, т.е. на его выходе устанавливается сигнал высокого уровня, что вызывает закрытие ключа 40 и открытие ключа 47, В общую линию 2 связи от источника -Е через резистор 46, диод№41-43 передается уровень постоянного тока, необходимый для измерения количества станций 4, вошедших в конфликт.

Распределитель 19 (фиг. 3) работает следующим образом.

В исходном состоянии на линиях 29 (сигнал Конфликт), 24 (Разрешение передачи), 34 (Уровень), 35 (Измерение) установлен высокий уровень, на линии 37 (Сброс) - низкий уровень, по линии 38 с выхода тактового генератора 20 на вход элемента ШШ-НЕ 56 поступают тактирующие импульсы (частота следования выбирается в пределах 10-20 МГц)р на инверсном выходе триггера 49 установлен высокий уровень, на выходах счетчика 54 - низкий уровень,, на прямом выходе триггера 50 - низкий уровень.

Разрядность счетчика 54 выбирается из условий: частота перектаочения

предпоследнего разряда f , период

т , . -;2

тактового генератора 20Т-ё jr-, где

N - количество станций 4 в сети, В : случае, когда устройство не передает информацию в общую линию 2 связи, т.е. в случае отсутствия сигнала Разрешение передачи на линии 24 во время определения конфликтной ситуа- цки, по линии 29 на счетные входы триггеров 49 и 50 поступает низким уровнем сигнал Конфликт, что приводит к установке на инверсном выходе триггера 49 низкого уровня, триггер 50 своего состояния не меняет. Установка на инверсном выходе триггера 49 низкого уровня приводит к появлению на выходе элемента ИЛИ-НЕ 56 тактирующих импульсов от тактового генератора 20 и подаче их на счетный вход счетчика 54. Через интервал 2 на предпоследнем разряде счетчика 54 устанавливается высокий уровень, что приводит к изменению состояний дешифратора 55, т.е. установке на втором выходе дешифратора 55 низкого уровня

76

на первом, третьем, четвертом выходах дешифратора 55 - высокого уровня. Сигнал низкого уровня с второго выхо- да дешифратора 55 поступает на счетный вход триггера 51, но поскольку в момент запуска распределителя 19 триггер 50 не изменил своего состояния, т.е. уровня на информационном входе триггера 51, то триггер 51 также не меняет своего состояния и не вырабатывает на инверсном выходе (линия 34) сигнала Уровень. Через интервал 4 после запуска распределителя 19 на выходе предпоследнего разряда счетчика 54 устанавливается низкий уровень, на выходе последнего разряда счетчика 54 - высокий уровень, что приводит к изменению состояния дешифратора 55, т.е. на первом, втором и четвертом выходах дешифратора 55 устанавливается высокий уровень, на третьем выходе дешифратора 55 (линия 35,сигнал Измерение) - низкий уровень. Через интервал времени 6 после запуска распределителя 19 на выходах предпоследнего и последнего разрядов счетчика 54 устанавливается высокий уровень, что приводит к изме- нению состояния дешифратора 55, т.е. на первом, втором и третьем выходах дешифратора 55 устанавливается высокий уровень, на четвертом выходе - низкий, что приводит к появлению на

выходе элемента НЕ 53 высокого уровня (сигнал Сброс), который по линии 37 поступает на входы сброса триггеров 49-51 и счетчика 54 и устанавливает распределитель 9 в ис

ходное состояние.

В случае запуска распределителя 19, т.е. появления сигнала Конфликт на линии 29 при установленном сигнале Разрешение передачи на линии

24, вместе с триггером 49 изменяет свое состояние триггер 50 и устанавливает на прямом выходе высокий уровень, который поступает на вход триггера 5, что приводит к срабатьгаанию

триггера 51 через интервал 2 t после запуска распределителя I 9 и установке на его инверсном выходе сигнала Уровень на линии 34. В остальном работа рас- прецелителя аналогична предыдущему

случаю.

Уезл 18 аналого-цифрового преобразования (фиг. 4) работает следующим образом.

71416987«

В исходном состоянии на линии 35 линии 37 высоким уровнем на входы (Измерение) установлен высокий счетчика 57 и триггера 61. обнуляет уровень, на линии 37 (Сброс) - вы- их, одновременно с этим снимает с сокий уровень, на вход элемента ИЛИ- линии 35 сигнал Измерение, что при- НЕ 59 поступают тактирующие импульсы водит к блокировке элемента 59 по линии 38 с выхода тактового гене- по второму входу и отключению комп-ара- ратора 20, на прямом выходе тригге- тора 60, т.е. установке узла 18 в ис- ра 61 установлен низкий уровень, по- ходное состояние,

ступающий на вход элемента ИЛИ-НЕ ю Коммутатор 16 (фиг. 5) работает 59. С распределителя 19 по линии 35 следующим образом.

поступает низким уровнем сигнал Из- Установка низкого уровня по линии мерение, что вызьшает появление на 33 на входе элемента НЕ 63 и втором выходе элемента ИЛИ-НЕ 59 тактирующих входе элемента ИЛИ-И 62 разрещает про- импульсов с линии 38, поступающих на is хождение сигналов с выхода генерато- счетный вход счетчика 57 и вход ком- ра 15 по линии 30 через элемент мутатора 16. Счетчик 57 начинает под-- ИПИ-И 62 на вход интерфейсного пересчитывать количество тактовых импуль- датчика 17 по линии 31. Установка вы- сов. С выхода счетчика 57 код коли- сокого уровня на линии 33 (сигнал чества подсчитанных тактовых импуль- 20 Переключение) на входе элемента сов поступает на цифроаналоговый пре- НЕ 63 и входе элемента ИЛИ-И 62 раэ- образователь 58, на выходе которого решает прохождение сигналов с выхода появляется ступенчатое напряжение, узла 18 по линии 36 через вход эле- поступающее на неинвертирующий вход мента ИЛИ-И 62 на вход интерфейсного компаратора 60. На инвертирующий вход 25 передатчика 17 по линии 31. компаратора 60 с выхода канального Формула изобретения приемника 12 по яинии 26 поступает

уровень напряжения, соответствующий Устройство для сопряжения абонент- суммарному уровню тока в общей линии ской станции с линией связи локальной 2 . Шаг квантования по уровню ЗО сети, содержащее передающий блок выбирается соответствующим уровню состоящий из канального передатчика, постоянно о тока, закачиваемому одним соединенного первым информационным устройством 1 в общую линию 2 связи входом с первым выходом интерфейсного в конфликтной ситуации. Уровень на- приемника, второй выход которого пряжения на выходе цифроаналогового подключен через детектор передачи к преобразователя 58 превышает уровень второму информационному входу каналь- напряжения на выходе канального при- кого передатчика и входу таймера,выко- емника 12 только после подсчета счет- дом соединенного с блокирующим входом чиком 57 количества уровней постоян- канального передатчика, приемный блок, него тока, закачанных в общую линию 40 состоящий из канального приемника 2 связи всеми устройствами 1, станции выходом подключенного к информацион- 4 которых вощли в конфликт. В этот ным входам первого интерфейсного пе- момент на инвертир5тащем входе компа- редатчика и детектора приема, первый ратора 60 уровень напряжения оказыва- вькод которого соединен с разрешающим ется меньше, чем уровень напряжения 45 входом первого интерфейсного передат- на неинвертирующем входе компарато- чика, выход которого является выходом ра 60, что приводит к установке на устройства для подклточения к инфор- инверсном выходе компаратора 60 низ- мационному входу абонентской станции, кого уровня, который поступает на и блок обработки конфликта, включаю- счетный вход триггера 61. На прямом 50 «ий формирователь сигнала столкнове- выходе триггера 61 устанавливается ния, причем второй выход детектора сигнал высокого уровня, который по- приема соединен с входом формировате- ступает на третий вход элемента ИЛИ- ля сигнала столкновения, выход ка- НЕ 59 и блокирует его. Следовательно, нального передатчика, соединенный с с выхода элемента ИЛИ-НЕ 59 на ком- gg входом канального приемника, являет- мутатор 16 поступает количество им- ся входом-выходом устройства для под- пульсов, соответствующее числу стан- ключения к линии связи локальной се- ций 4, вошедших в конфликтную ситуа- ти, вход интерфейсного приемника яв- цию. Сигнал Сброс, поступающий по ляется входом устройства для подклю914

чения к информационному выходу абонентской станции, отличающееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач устройства В узел обработки конфликта устройства введены тактовый генератор, распределитель импульсов, узел аналого-цифрового преобразования, коммутатор и второй интерфейсный передатчик, причем выход тактового генератора соединен с тактовыми входами узла аналого-цифрового преобразования и распределителя импульсов, первый - Четвертый выходы которого подключены соответственно к адресному входу ком

7

К)

мутатора, управляющему входу канального передатчика, разрешающему входу и входу сброса узла аналого-цифрового преобразования, информационный вход и выход которого соединены соответственно с выходом канального приемника и первым информационным входом коммутатора, вторым информационным входом и выходом подключенного соответственно к выходу формирователя сигнала столкновения и входом второго интерфейсного передатчика, выход которого является выходом устройства для подключения к входу сигнала столкновения абоненсткой станции.

фиг. 2

Изобретение относится к системам передачи данных между несколькими станциями по общей линии связи и может быть использовано при построении моноканальных вычислительных сетей для систем управления, сбора и обработки информации. Цель изобретения - расширение класса решаемых задач за счет обеспечения возможности определения количества станций в конфликтной ситуации и передачи подключенной к нему станции сообщения о количестве станций, вошедших в конфликт. Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее приемный и передающий блокиj состоящие из интерфейсных приемника и передатчика, канальных приемника и передатчика, детекторов передачи и приема, таймера и блока обработки конфликтной ситуации, включающего формирователь . сигнала столкновения, введены коммутатор, второй интерфейсный передатчик, тактовый генератор, распределитель импульсов и узел аналого-цифрового преобразования. 5 ил. « (Л

УЗ

Cpuff.3

(ригЛ

фиг. 5

Составитель В. Вертлиб Редактор А, Огар Техред Л.Сердюкова

Заказ 4066/47

Тираж 704

ВПИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Корректор А. Обручар

Подписное