Устройство для сопряжения абонентских станций локальной сети Советский патент 1989 года по МПК G06F13/10 

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к передаче данных, и может.быть использовано при построении моноканальных локальных вычислительных сетей с множественным доступом, контролем несу- , щей и обнаружением столкновений в системах управления, сбора н обра -- ботки информации на их осно - ве.

Цель изобретения - повышение пропускной способности и надежности сети за счет реализации функций приоритета входящего из общей линии связи пакета, временного приоритета передач станций, подключенных к устройству, отсечки передачи генерящей станции и компенсации фазовых искажений сигналов, принятых из общей линии связи.

31501076

Ma фиг. 1 представлена блок-схеа устройства для сопряжения абонентких станций с линией связи локальной ети; на фиг. 2 - временная диаграм- а, иллюстрирующая работу устройста при приеме из общей линии связи; а фиг. 3 - временная диаграмма, ил- гострирующ ая работу устройства при ередаче станции, подключенной к уст- 10 ройству при приеме пакета из общей инии связи от другого устройства.

Устройство 1 для сопряжения абонентских станций с линией связи локальной сети, подсоединенное к общей 15 линии 2 связи, заканчивающейся на концах эквивалентами 3 линии, и к абонентским станциям А, содержит передающий блок 5, приемньм блок 6, узел 7 внешнего приоритета и генератор 8 импульсов.

Передающий блок 5 образуют интерфейсные приемники 9, детекторы 10 передачи, коммутатор 11, узел 12 внутреннего приоритета, канальный передатчик 13,, таймеры 14 передачи и элементы ИЛИ 15.

Приемный блок 6 содержит канальный приемник 16, детектор 17 столкновений интерфейсные передатчики 18, формирова гели 19 сигнала столкновения, узел 20 компенсации задержки, таймер 21 приема, элементы ИЛИ-НЕ 22 и элемент НЕ 23.Связи между узлами устройства обо-35 значены позициями 24-45,

Работу устройства 1 для сопряжения абонентских станций с линией связи локальной сети рассмотрим на примере следующих ситуаций:40

1,Передача одной станции, подключенной к устройству;

2,Передача нескольких станций, подключенных к устройству;

3,Прием из общей линии связи; 45

4,Передача станции, подключенной к устройству при -приеме пакета из общей линии связи от другого устройства.

20

25

30

В исходном состоянии, т.е. при отсутствий передач от станций 4; (,N), подключенных к устройству 1, и передач в общей линии 2 связи от других устройств 1 на выходах узла 7 внешнего приоритета, детекторов 10 передачи, выходах первой группы выходов узла 12 внутреннего приоритета, элементов ИЛИ 15, детектора 17

0

5

0

5

0

5

0

0

5

столкновений, таймера 21 приема и элементов ИЛИ-НЕ 22, установлены высокие логические уровни. На выходах второй группы выходов узла 12 внут-г реннего приоритета, таймеров 14 передачи и инвертора 23 установлены низкие логические уровни.

1, Передача станции 4, .

Передаваемый в общую линию 2 пакет поступает в устройство 1 по линии 24, на вход интерфейсного приемника 9,, с первого выхода которого по линии 25I пакет поступает на вход детектора 10 передачи. С второго выхода интерфейсного приемника 9 по линии 26 пакет поступает на первьш информационный вход коммутатора 1 1 . На выходе детектора 10, передачи в зтот момент устанавливается сигнал низкого логического уровня (огибающая пакета) 5 поступающий по линии -271 на первые входы таймера 14, передачи и элемента ИЛИ 15. На втором входе элемента ИЛИ 15 (линия 28,) установлен низкий логический уровень, что приводит к установке сигнала низкого логического уровня на выходе элемента ИЛИ 15(, поступающего по линии 29, на первый вход узла 12 внутреннего -приоритета. Установка на первом входе узла 12 внутреннего приоритета низкого логического .уровня приводит к установке - на первом,и (N+O-M выходах первой группы выходов узла 12 внутреннего приоритета сигналов низкого логического уровня, поступающих соответственно по линиям 30j и 31 на первый разрешающий вход коммутатора 11 и первый вход узла 7 внешнего приоритета. Это вызывает появление пакета на выходе коммутатора 11 (линия 32) и установку на .выходе узла 7 внешнего приоритета сигнала низкого логического уровня, поступающего по линии 33 на разрешающий вход канального передатчика 13 HJ следовательно, передачу пакета в общую линию 2 связи. Окончание передачи па- кета от станции 4 приводит к установке устройства 1 в исходное состояние в описанной последовательности.

Если Длительность пакета превышает максимально допустимую, срабатывает таймер 14,, на выходе которого устанавливается сигнал высокого логического уровня (линия 2В.,/), что вызывает блокирование элемента ИЛИ 15 и ;.

срабатывание элемента ИЛИ-ИЕ 22,, т.е. на выходе элемента ИЛИ 15 и затем на линиях 30, 31 и 33 устанавливается высокий логический уровень. с Это приводит к блокированию передачи станции 4j.. Одновременно с этим на

выходе элемента ИЛИ НЕ 22( устанавливается сигнал низкого логического уровня, который по линии 34f поступа- ю ет на вход формирователя 19, сигнаjia столкновения, что приводит к посылке станции 4 по линии 35, сигнала Столкновение. Прекращение передачи станции 4 устанавливает уст- 15 ройсТво 1 в исходное состояние. Таким образом, блокирование передачи генерящей станции 4 не исключает возможности передач- от других станций 4j (,N), что по сравнению с

прототипом повьшает надежность и живучесть сети в целом.

20

2. Передача станций 4, и 42 в общую линию 2 связи.

Ситуация одновременных передач возникает при использовании станциями локальной сети протоколов случайных методов доступа к общей линии связи.

В- этом случае, аналогично преды- .дущему, на выходах .элементов ИЛИ. 15/ и 15, устанавливаются сигналы низкого логического уровня, которые по ли- ниям 29, и 29 поступают на первый и второй входы узла 12 внутреннего приоритета. Узел 12 внутреннего приоритета анализирует моменты времени установки сигналов низкого логического уровня на своих входах и если на первом входе сигнал низкого логического уровня был установлен раньше, чем на втором, т6 на первом и (N+1)-M выходах первой группы вькодов узла 12 внутреннего приоритета устанавливаются сигналы низкого логического уровня, что приводит к передаче в общую линию 2 связи пакета от станции 4,/. Одновременно с этим на втором вьгходе второй группы входов узла 12 внутреннегр приоритета устанавливается сигнал высокого логического уровня, который по линии 362 поступает на второй вход элемента ИЛИ-НЕ 22, что вызывает его срабатывание.и, следовательно, запуск формирователя 19 сигнала столкновения, т.е. оповещение станции 4 о том, что ее передача испорчена.. Станция прекращает передачу, и устройство 1 начинает рас

ю

15

01076

ботать как и в первой ситуации, при этом сигнал высокого логического уровня с линии снимается. При полной одновременности установки сигналов низкого логического уровня на первом и втором входах (линии 29f, 29) узла 12 внутреннего приоритета на выходах первой группы выходов узла 12 внутреннего приоритета состояние высокого логического уровня не изменяется, на первом и втором выходах второй группы выходов узла 12 внутреннего приоритета (линии 36, 36) устанавливаются сигналы высокого логического уровня, т.е.. в 1этом cJiyMae ни передача от станции 4,, ни передача от станции 4 не выпускаются в общую линию 2 связи и обе

20 эти станции получают оповещение о том, что их передачи испорчены. Таким образом уменьшается количество конфликтных ситуаций в общей линии 2 связи локальной сети, т.е. увеличивается

25 пропускная способность сети в целом. 3. Прием пакета из общей линии 2 связи.

Пакет принимается канальным приемником 16, с выхода которого по линии

30 37 поступает на входы детектора 17 столкновений и схемы 20 компенсации задержки. На первом выходе детектора 17 столкновений устанавливается сигнал низкого логического уровня (огиба35 кщая пакета), поступающий по линии 38 на второй вход таймера 21 приема и первые входы интерфейсных передатчиков 18; (,N). На первый вход таймера 21 приема подаются импульсы от ге40 нератора 8 импульсов (лини.я 39). На выходе таймера. 21 приема (линия 40) устанавливается сигнал низкого логи- ческрго уровня, который анализируется узлом 7 внешнего приоритета и в

45 случае отсутствия в этот момент времени низкого логического уровня на линии 31 производится блокирование (запрещение установки на линии 33 низкого логического уровня и установка на

50 линии 41 низкого логического уровня) канального передатчика 13 и узла 12 внутреннего приоритета. Это необходимо для устранения ситуаций столкновений в общей линии 2 связи из-за

55 возможности начала передач станциями 4j. (,N), подключенными к устройству 1. Время срабатывания таймера 21 приема (время блокирования канального передатчика 13 и узла 12 внутреннего приоритета) выбирается из сле- дукчдих условий: во-первых, оно должно превышать максимальное время разрешения конфликтной ситуации (имеется ввиду фиксация конфликта, продление передачи, снятие передачи и т.д. для передающей станции, вошедшей в конфликт; во-вторых, оно должно быть меньше длительности минимального сообщения (с учетом Времени продления конфликтной передачи) для того, чтобы, станция 4, принимающая пакет, в случае занятости ее приемного буфера могла организовать встречную пере дачуу спровоцировать cтoлkнoвeниe и, следовательно, получить отсрочку приема, так как испорченный пакет дол

жен быть ретрансмирован ей через какое-то время. С выхода схемы 20 ком- пенсации (линия 42) принимаемьй паке поступает на вторые входы интерфейс- Hbix передатчиков 18,-18(4 и, так как на первых входах интерфейсных передатчиков 18|-18, установлен низкий логический уровень, пакет с выходов интерфейсных передатчиков 8ц( по линиям передается на информационные входы соответствующих станций .

В случае возникновения ситуации столкновения в общей линии 2 связи на втором выходе детектора 17 столкновений устанавливается сигйал низкого логического уровня, который по линии 44 поступает на вход элемента НЕ 23, что приводит к установке на выходе элемента НЕ 23 (линия 45) высокого логического уровня и, следовательно, срабатыванию элементов lOTi-HE 22,-22|д, -запуску формирователей сигнала столкновений 19,, т.е. передаче сигнала Столкновение всем станциям , подключенным к устройству 1.

4. Передача станции-4. в момент приема устройством 1 пакета из общей линии 2 связи.

Эта ситуация представляет собой объединение первой и третьей ситуации и сводится к тому, что на перво и втором входах узла 7 внутреннего приоритета устанавливаются низкие логические у1ювни, соответствующие передаче станции k (линия 31) и приему пакета из общей линии 2 связ (линия 40). Если сигнал низкот-о ло- рического уровня на линии 40 .был установлен ряньше, или же одновременн

с сигналом низкого логического уровня на лиции 31, на первом выходе узла 7 внешнего приоритета устанавли- вается сигнал низкого логического уровня, который по линии 41 поступает на (К+1)-й вход узла 12 внутреннего приоритета. Состояние линии 33 (высокий логический уровень) т.е.

состояние второго выхода узла 7 внешнего приоритета при этом не изменяется (канальный передатчик 3 заблокирован) „ Узел 2 внутреннего приоритета анализирует состояние входных линий 29J-29у и 41 и, так. как на линиях 29( и 41 установлены низкие логические уровни, на первом выходе (передает станция 4) второй группы выходов (линия 36) устанавливается с 1гнал высокого логического уровня, что приведет к передаче станции 4

сигнала Столкновение

следова

тельно, заставляет ее прекратить передачу. Если сигнал низкого логического уровня на линии 31 устанавливается раньше, чем сигнал низкого логического уровня на линии 40, то на первом выходе узла 7 внешнего приоритета (линия 41) сохраняется высокий логический уровень, на втором выходе узла 7 внешнего приоритета устанавливается сигнал низкого логического уровня, поступающий по линии 33 на разрешающий вход канального передатчика 13, т.е. выпуская пакет, передаваемый станцией 4 в общую линию 2 связи. Иначе установка на линии 40 сигнала низкого логического уровня позднее, чем установка сигнала низкого логического уровня на линии 31, игнорируется, узлом 7 внешнего приоритета. Введение в устройство 1 узла 7 внешнего приоритета позволя- . ет блокировать некорректно начатые передачи станций 4,-4ц5 т.е. передачи, начатые в момент, когда пакет уже принимается устройством 1,но еще не достиг станции 4; (,N), подключенной к устройству 1, и таким образом уменьшить количество столкновений в общей линии 2 связи и следовательно, повысить пропускную способность сети в целом.

Формула изобретения

Устройство для сопряжения абонентских станций локальной сети, содерivT- 20

9150

жащее передающий и приемньш блоки,

передающий блок содержит N интерфейсных приемников, N детекторов передачи, коммутатор, узел внутреннего при- g оритета и канальный передатчик, вход i-ro (,N) интерфейсного приемника является входом устройства для под- ключения к инфopмaциoннo -Iy выходу i-й (,N) абонентной станции, пер- 10 вый выход i-ro (i,N) интерфейсного приемника соединен с входом i-ro (,N) детектора передачи, второй выход i-ro (,N) интерфейсного приемника соединен с i-м (,N) инфор- 15 мационным входом -коммутатора, i-й {i---l,N) управляющий вход которого соединен с i-м (,N) выходом первой группы выходов узла внутреннего приоритета, выход коммутатора соеди нен с информационньш входом канального передатчика, приемный блок Ъо- держит канальный приемник, детектор столкновений, N интерфейсных передат- чиков и N формирователей сиглала столкновения, вход канального приемника, соединенный с выходом канального передатчика, является входом- выходом устройства для подключения к линии связи локальной сети выход канального приемника соединен с вхо- , дом детектора столкновений, первые входы N интерфейсньк передатчиков объединены и соединены с первым дом детектора столкновений, выход . 35 i-ro (,N) интерфейсного передатчи- ка является выходом устройства для подключения к входу сигнала столковения 1-й (,N) абонентнойстанции, отличающееся тем, 40 что, с целью повьшения пропускной способности и надежности локальной сети за счет реализации функций приоритета входящего из общей линии связи пакета, временного приоритета пе- 45 редач абонентных станций, подсоединенных к устройству, отсечки передаи генерящей станции и компенсации азовых искажений сигналов, принятых

25

30

О

20

- g 10 15- , . 35 4045

25

30

из общей линии связи, оно снабжено узлом внешнего приоритета, генератором импульсов, передающий блок снабжен N таймерами и N элементами ИЛИ, а приемный блок снабжен таймером приема, узлом кo meнcaции задержки, элементом НЕ и N элементами ИЛИ-НЕ, причем в блоке передачи первые входы i-ro (,N) таймера передачи и i-ro (,N) элемента ИЛИ объединены и соединены с вьгходом i-ro (,N) детектора передачи, вторые входы N таймеров передачи объединены и соединены с выходом генератора импульсов и с первым входом таймера приема блока приёма, выход i-ro (,N) таймера передачи соединен с первым входом (,N) элемента ИЛИ-НЕ и с вторым входом i-ro (,N) элемента ИЛИ, выход которого соединен с i-м (,N) входом узла внутреннего приоритета, (Ы+1)-й вход которого соединен с первым выходом узла внешнего приоритета, второй выход узла внешнего приоритета соединен с разрешающим входом канального передатчика, i-й (,N-) выход второй группы выходов узла внутреннего приоритета соединен с вторьм входом i-ro (,N) элемента. ИЛИ-НЕ., (N+l)й выход первой группы выходов узла внутреннего приоритета .соединен с первым входом узла внешнего приоритета, второй вход которого соединен с выходом таймера приема, в.торой вход таймера приема соединен с первым выходом детектора столкновений, причем вход узла компенсации задержки соединен с выходом канального приемника, вторые входы N интерфейсных передатчиков объединены и соединены с выходом узла компенсации задержки, второй выход детектора столкновений соединен с входом элемента НЕ, выход которого соединен с третьими входами N элементов ИЛИ-НЕ, а выход i-ro () элемента ИЛИ-НЕ соединен с входом i-ro (,N) формирователя сигнала столкновения.

ЕН

Изобретение относится к передаче данных и может быть использовано при построении моноканальных локальных вычислительных сетей с множественным доступом, контролем несущей и обнаружением столкновений в системах управления, сбора и обработки информации на их основе. Цель изобретения - повышение пропускной способности и надежности сети за счет реализации функций приоритета входящего из общей линии связи пакета, временного приоритета передач станций, подключенных к устройству, отсечки передачи "генерящей" станции и компенсации фазовых искажений сигналов, принятых из общей линии связи. Устройство для сопряжения абонентских станций с линией связи локальной сети, подсоединенное к общей линии связи, заканчивающейся на концах эквивалентами линии, и к абонентским станциям, содержит передающий блок, приемный блок, узел внешнего приоритета и генератор импульсов. Передающий блок содержит интерфейсные приемники, детекторы передачи, коммутатор, узел внутреннего приоритета, канальный передатчик, таймеры передачи и элементы ИЛИ. Приемный блок содержит канальный приемник,детектор столкновений, интерфейсные передатчики, формирователи сигнала столкновения, схему компенсации задержки, таймер приема, элементы ИЛИ-НЕ и элемент НЕ. 3 ил.

g. у«аи«вой гав ьм гавж.

№bZi& sis, .,.

,,

1 Г±:ГЛ.