Устройство для обмена информацией в кольцевом канале связи Советский патент 1989 года по МПК G06F13/00 

сд ю

Q1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в локальных кольцевых сетях ЭВМ. Целью изобретения является повышение пропускной способности кольцевого канала связи. Устройство содержит блок 1 приемопередатчиков, блок 2 переключения режима, блок 3 передачи информации, элементы ИЛИ 4, 12, 15, блок 5 синхронизации, регистр 6 приема, дешифратор 7, регистр 8 передачи, элементы И 9, 11, 14, элементы НЕ 10, триггеры 13, 16 с соответсвующими связями. 6 ил.

Фиг,1

Изобретение относится к вычисли- тельной технике и может быть исполь- зовано в локальных кольцевых сетях

ЭВМ.5

Цель изобретения --повьшение пропускной способности кольцевого канала связи.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг,2-5 - функциональ- ю ные схемы блока приемопередатчиков, блока переключения режима, блока передачи информации и блока синхронизации соответственно; на фиг.6 - блок- схема алгоритма функционирования уст- 15 ройства.

Устройство содержит (фиг,) блок приемопередатчиков, блок 2 переключения режима, блок 3 передачи информации, первый элемент ИЛИ 4, блок 20 5 синхронизации, регистр 6 приема, дешифратор 7, регистр 8 передачи,, третий элемент И 9, элемент НЕ 10, вторые элементы И 11 и ИЛИ 12, второй триггер 13, первый элемент И 14, 25 третий элемент ИЛИ 15 и первый триггер 1 6 ,

На фиг,1-5 показаны также связи 17-67.

Блок 1 приемопередатчиков образуют зо (фиг,2) приемник 69, коммутатор 69, первый элемент И 70, передатчик 71, первый элемент ИЛИ 72, второй и третий элементы И 73 и 74, триггер 75, второй элемент ИЛИ 76, элемент НЕ 77 эс и третий и четвертый элементы ИЛИ 78 и 79.

Блок 2 переключения режима включает (фиг.З) первый регистр 80, де- Q шифратор 81, первьй триггер 82, первый элемент И 83, третий триггер 84, элемент 85 задержки, элемент ИЛИ-НЕ 86, второй регистр 87, элементы И 88 и 89 и второй триггер 90. д

Блок 3 передачи информации содержит (фиг,4) первый регистр 91, первые элементы И 92 и ИЛИ-НЕ 93, первые триггер 94 и элемент 95 задержки, вторые элемент И 96 и триггер 97, тре- „ тьи элемент И 98 и триггер 99, вторые элемент ИЛИ-НЕ 100, регистр 101 и элемент 102 задержки, четвертые триггер 103 и элемент И 104, третий регистр 105, дешифратор 106 и пятьй триггер 107.

Блок 5 синхронизации выполнен в виде (фиг,5) генератора 108 тактовых импульсов, элемента И 109, триггера

110, регистра 111, постоянной памяти (ПЗУ) 112 и кнопочного поля (пульт) 113,

На фиг,6 представлен алгоритм работы устройства, где приняты следующие обозначения: 104 - прослушивание канала, 115 - выявление интервалов (пауз) 116 - выявление кадра А, 117 - разрыв канала, 118 - передача своего кадра А, 119 - определение приоритетности 120 - разрыв канала, 121 - анализ принятого кадра,А. 122 - ожидание кадра А, 123 - прохождение кадра А, 124 - запоминание принятого кадра А, 125 - передача порции информации, 126 -г трансляция кадра А, 127 - передача в канал собственного кадра А, 128 - ожидание приема переданного кадра, 129 - передача кадра Г (окончание об мена), 130 - восстановлехще канала 131 - анализ принятого кадра А, 132 - передача порции информации, 133 - восстановление канала, 134 - трансляция кадра А, 135 -.передача ранее запомненного, кадра А, 136 - восстановление канала, 137 - восстановление канала.

Устройство работает следующим об- разом,

Система передачи данных образуется цепью устройств, каждое из которых выполняет функции в соответствии с алгоритмом, приведенным на фиг,6, При этом каждое устройство вьшолняет следующее:

1,Прослушивает канал с целью вы- лвления чужих передач,

2,В том случае, если в течение некоторого времени чужая передача не обнаружена, устройство осуществляет разрыв канала связи и передает через свой передатчик 7 специ- альный кадр А с собственным адресом, определяющим приоритет данной станции (устройства),

3,Прослушивает канал и определяет, пришел ли кадр А в приемник

68 устройства с адресом данного устройства. Б том случае, если кадр, посланный данной станцией,,поступил на вход данного устройства, то оно переключается в режим проведения сеанса передачи информации. После окончания сеанса передачи информации устройство передает в канал кадр Г (окончание передачи) и соединяет кольцо канала.

А, Если на вход устройства после выдачи кадра А приходит кадр А с приоритетом, большим приоритета данной станции, то устройство транслирует этот кадр дальше в канал и соединяет кольцо канала, В случае меньшего приоритета пришедшего кадра А устройство его в канал не пропускает и запоминает в своем регистре 8 передатчик,

5,В том случае, если во время прослушивания канала устройство не обнаруживает свободных интервалов,

что свидетельствует о занятости канала, устройство произврдит постоянный контроль передаваемой по каналу информации с целью определения наличия в канале флага (кадра А ).

6,При обнаружении в канале (кадра А флага устройство, если оно готово для передачи информации в канал, производит сравнение приоритета обнаруженного кадра А с приоритетом собственной станции.

7,Если приоритет обнаруженного кадра А больше собственного приоритета устройства, то устройство не влияет на дальнейшее распространение флага по каналу,

8,Если приоритет обнаруженного кадра А меньше собственного приоритета устройства, то устройство разрывает канал, запоминает обнаруженный кадр А и вместо него передает

в канал кадр А с собственным приоритетом,

9,Далее устройство прослушивает канал с целью выявления переданного флага,

10,Если собственный кадр А принят устройством, что свидетельствует о наивысшем приоритете.данного устройства из всех, обратившихся к.

каналу, в данный момент времени, то устройство передает в канал порцию информации,

11,После передачи информации устройство передает в канал ранее запомненный кадр А и соединяет кольцо канала. Кадр А, достигая собственной станции, представляет ей возможность обмена,

12,Если к моменту ожидания собственного кадра А устройство принимает кадр А с большим приоритетом, что свидетельствует о задержании собственого кадра А более приоритетным устройством, то устройство транслирует

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

этот кадр А дальше в канал и восстанавливает кольцо канала. Собственный кадр А оно получает в этом случае в порядке очереди, определяемой приоритетностью устройств, пославших свои флаги (кадры А) .в канал в интервале времени At-n, начиная с момента обращения к каналу данного устройства (At- время, необходимое для прохождения кадра А по кольцевому каналу до следующего по цепи устройства; п - порядковый номер устройства в канале относительно устройства, затребовавшего канал). Приоритетность устройств подключенных к кольцевому каналу, Зтменьшается в направлении информации от главной станции.

Блок 1 приемопередатчиков (фиг,2) принимает по входу 19 последовательную кодовую информацию. Каждый кадр содержит специальное поле фрага в виде набора единиц, которые воздействуют на инверсный вход элемента И 70 и блокируют его работу. Только в том случае, если канал свободен и на прямой вход элемента И 70 подается разрешающий импульсный сигнал от блока 5 по входу 23, выход элемента И 70 принимает единичное состояние и через элемент ИЛИ 78 воздействует на вход установки в О триггера 75, Последний переключается в состояние О и воздействует на управляющий вход коммутатора 69, вследствие чего канал кольца разрывается. Одновременно сигнал триггера 75 инвертируется элементом НЕ 77 и передается на выход 21 блока. Такое же воздействие на триггер 75 и коммутатор 69 -оказывает сигнал, поступающий на элемент ИЛИ 78 с входа 22, Восстановление кольца канала осуществляется подачей на вход установки в 1 триггера 75 сигнала 1 со стороны элемента ИЛИ 79, т,е, с четырех направлений: от регистра В передатчика.по входу 25, от блока 3 по входу 27, от блока 5 во входу начальной установки 24 и от блока 2 по входу 29, В этом случае на выходе 32 появляется сигнал, устанавливающий устройство в начальное состояние.

Если коммутатор 69 находится во ,включенном состоянии, то вся информация распространяется мимо данного устройства к передатчику 71 и через него в канал к другим станциям се- ти.

Передатчик 71 имеет два основных входа для передачи последовательной кодовой информации. Первый вход со стороны коммутатора 69 обеспечиват транзитную передачу мимо устройства зашунтированного коммутатором 69, Втрой вход со стороны элемента ИЛИ 72 обеспечивает передачу информации со стороны соответствующих входов, при- чем вход 30 блока обладает наивысшим приоритетом.и, фактически не блокируеся блоком 5, а остальные входы 28 и 31блокируются со стороны входа 26 о блока 5. Все кадры передаются в кана приемопередатчиком 71 по выходу 18

Блок 2 (фиг.З) переходит в рабочий режим с приходом на вход 33 сигнала из блока 1, свидетельствующего о том, что канал разъединен, В этом случае появление на входе 37 блока 2 импульсного сигнала переводит тригге 90 в положение 1, разрешая передач через элемент И 89 тактирующих импульсов на синхровход регистра 87, Информация кадра А, записанная в регистр, начинает под действием тактирующих импульсов сдвигаться в направлении элемента И 88 и далее на выход 39 блока. После того, как будет передан последний бит кйдра А, элемент ИЛИ-НЕ 86 переходит в состояние 1 и автоматически разрешает новую запись кадра А в регистр 87, Одновременно сигнал 1 с выхода элемента ЮТИ-НЕ.вб устанавливает в О триггер 90, блокируя подачу тактирующих импульсов на вход регистра 87,

После проведения записи нового кадра А и подачи нового сигнала на вход 37 процесс тактирования возобновляется и с приходом нового сигнала по входу 33 процесс передачи кадра А Повторяется, Фактически ре

триггер 94 в состояние 1, которым триггер 94 разрешает передавать с в хода 43 тактирующие импульсы через элемент И 96 на синхровход сдвига р гистра 91, Передача кадра В осущест вляется в виде последовательного ко через вход 28 блока 1 и через него канал. После передачи кадра В регис 91 обнуляется, элемент ИЛИ-НЕ 93 пе ходит в состояние 1, разрешая нов запись кадра В в регистр 91,и сбра сывает в О триггер 94, блокируя п дачу тактирующих импульсов на вход 35 регистра 91, Далее передатчик кадра ожидает прихода нового разрешения с выходов блоков 2 и 5а Одновременно Сигнал 1 с выхода элемента ИЛИ-НЕ .93 через элемент 95 задержки устана ливает триггер 97 в состояние I и через элемент И 98 разрешает поДач тактирующих импульсов на вход регис ра 101, в который записан кадр Г, с держащий информацию об окончании пе

гист-р 87, элементы И 88 и 89, ИЛИ-НЕ редачи (сеанса) со стороны данного 86 и триггер 90 образуют передат- устройства. Передача осуществляется чик кадра А, подключенный к входу 30

при условии, что триггер 99 установ лен в состояние 1 сигналом на входе 45, Содержимое регистра 101 передается в последовательном коде (цепь 40) через элементы И 9 и РШИ 12 на вход 31 блока-приемопередатчиков и через него в канал.

блока 1, Запуск передатчика осуществляется под управлением сигналов на входах 33 .и 37, После окончания передачи кадра А с выхода элемента ИЛИ-НЕ 86 сигнал 1 поступает на вход элемента 85 задержки и через некоторьш интервал времени устанавливает триггер 84 в 1, запуская через элемент И 83 регистр 80 сдвига по тактирующему входу. Регистр 80 осуществляет прием по входу,34 кадров, поступающих из блока 1, и осуществляет поиск

0

,. д

5

собственных кадров А, При поступле- ;Нии в регистр 80 собственного кадра А он опознается дешифратором 81, вырабатывающим сигнал установки в 1 триггера 82, Триггер 82 переходит в состояние 1 и формирует на выходе управляющий сигнал для блока 3 передачи информации.

Блок 3 (фиг,4) получает.по входу 44 от блока 2 сигнал о том, что кадр А прошел благополучно по кольцу канала и возвратился в регистр 80 блока 2, Этот сигнал поддерживается до тех пока на выходе 52 блока 5 синхронизации не появится сигнал сброса триггера 82 в блоке 2, Регистр 91 блока 3 начинает передавать кадр Б, Содержащий код пользователя, в том случае, если на выходе 54 блока 5 поII 1 И с

является сигнал

0

устанавливающий

триггер 94 в состояние 1, которым триггер 94 разрешает передавать с выхода 43 тактирующие импульсы через элемент И 96 на синхровход сдвига регистра 91, Передача кадра В осуществляется в виде последовательного кода через вход 28 блока 1 и через него в канал. После передачи кадра В регистр 91 обнуляется, элемент ИЛИ-НЕ 93 переходит в состояние 1, разрешая новую запись кадра В в регистр 91,и сбрасывает в О триггер 94, блокируя подачу тактирующих импульсов на вход 35 регистра 91, Далее передатчик кадра ожидает прихода нового разрешения с выходов блоков 2 и 5а Одновременно Сигнал 1 с выхода элемента ИЛИ-НЕ .93 через элемент 95 задержки устанавливает триггер 97 в состояние I и через элемент И 98 разрешает поДачу тактирующих импульсов на вход регистра 101, в который записан кадр Г, содержащий информацию об окончании пе40

редачи (сеанса) со стороны данного устройства. Передача осуществляется

редачи (сеанса) со стороны данного устройства. Передача осуществляется

при условии, что триггер 99 установлен в состояние 1 сигналом на входе 45, Содержимое регистра 101 передается в последовательном коде (цепь 40) через элементы И 9 и РШИ 12 на вход 31 блока-приемопередатчиков и через него в канал.

Передатчик работает до тех пор, пока регистр 101 не обнулится, В этом случае элемент ИЛИ-НЕ 100 переключается в состояние 1, устанавливает триггер 99 в состояние О,

блокируя подачу тактирующих импуль.- - сов по входу элемента И 98 на регист 101, Одновременно сигнал 1 с выхода элемента ИЛИ-НЕ 100 разрешает новую запись кадра Г в регистр 101 и -через некоторый интервал времени, формируемьй элементом 102 задержки, устанавливает триггер 103 в состояние 1, разрешая подачу тактирующих импульсов с входа A3 через элемент И 104 в регистр 105, Последний начинает принимать информацию с входа 41 из блока 1, Как только в регистр 105 попадает кадр Г, посланный дан- ным устройством (это означает, что все станции, подключенные к каналу, информированы о том, что сеанс обмена закончен), он опознается дешифратором 106, устанавливающим своим выходным сигналом 1 триггер 107 в состояние 1, В результате на выходе блока 3 формируется.сигнал восстановления кольца канала в блоке 1,

БЛОК . 5 синхронизации (фиг,5) ра- ботает следующим образом. Перед подготовкой к работе с кнопочного пульта j находящегося на лицевой панели устройства, производится очистка (первичная подготовка к работе) -сиг- налом с первого выхода (выход 59) пульта 113, сбрасываются триггер ПО по входу 61 и счетчик 111 по входу 63, Нулевым сигналом с выхода триггера 110 по входу 65 элемент И 109 блокируется для прохождения тактовых импульсов с выхода генератора 108, После подготовки непосредственно перед работой устройства с выхода 60 кнопочного пульта 113 уста- навливается в активное состояние (единичное) триггер 110 по входу 62, что обеспечивает прохождение тактовых импульсов с генератора 108 на вход счетчика 111, Подготовка триг- гера 110 производится также из системного процессора по шине, соединенной по схеме МОНТАЖНОЕ ИЛИ с входом 62 триггера ПО. (цепь не показана).

После подготовки триггера 110 так- товые импульсы начинают с выхода генератора 108 через вход 64 элемента 109 с его выхода пересчитывать счетчик 111, выходной код которого является адресом матрицы ПЗУ 112,

Алгоритм работы устройства, представленный на фиг,6 в виде граф-схемы алгоритма, содержит функциональные вершины (114, 116-118, 120, 122, 123,

124-130, 132-137), являющиеся наборами управляющих сигналов 51-58, Прошика в матрице ПЗУ 112 образует автома с линейной программой. Организация уловных вершин производится в блоках 1-3 и в наборе узлов 4-16,

Регистр 6 приема( фиг,1) постоянн принимает информацию с выхода блока 1, Информационные выходы регистра 6 соединены с входами дешифратора 7 и регистра 8 передатчика. Если на вход устройства после выдачи кадра А приходит кадр А с приоритетом, большим приоритета данной станции, то на пер вом выходе дешифратора 7 формируется сигнал 1, который через элемент ИЛИ 4 устанавливает триггер 16 в со- стояние 1, Кроме того, по этому синалу пришедший кадр А фиксируется в регистре 8 и этот же сигнал поступает на один из входов элемента И 14, На второй вход элемента И 14 поступает разрешающий сигнал с триггера 13, который установлен в состояние 1 сигналом от блока приемопередатчиков по цепи 21, сформированным в момент разъединения кольца канала,

С выхода элемента И 14 сигнал через элемент ИЛИ 15 поступает на вход 45 блока 3 передачи информации, Кроме того, на вход 47 блока 3 поступает запрещающий сигнал от тригге ра 16 через элемент НЕ 10, который запрещает работу регистра 101 в режиме сдвига. Тактирующие импульсы с выхода 50 поступают на вход сдвига регистра 8, Кадр А, записанный в регистр 8, поступает через элемент И 11 и элемент ИЛИ 12 на вход 31 блока 1 приемопередатчиков и далее в канал. После передачи запомненного кадра А сигнал с выхода регистра 8 поступает по входу 25 на элемент ИЛИ 76 блока 1.И, воздействуя на триггер 75, восстанавливает кольцо канала. Этот же сигнал с выхода элемента ИЛИ 76 воспринимается устройством как сигнал начальной установки. Таким образом осуществляется трансляция кадра А от более приоритетной станции, .

Если пришедший кадр А является менее приоритетным, то сигнал 1 появляется на втором выходе дешифратора 7, Этот сигнал поступает на вход элемента ИЛИ 4 и через него на триг-х гер 16 и вход записи регистра 8, Таким образом менее приоритетный кадр

А запоминается в регистре 8 и выдает- ся в канал после запуска блока 3 по входу 45, т,е, после передачи инфор- 1мации устройством,аналогично описан-

;НОМу,

: в режиме прослушивания канала с 1целью обнаружения в канале кадра А, |если обнаруженный кадр А имеет больший приоритет, чем собственный при- оритет станции, то устройство не влияет на дальнейшее распространение кадра А, т,е, коммутатор 69 блока 1 остается во включенном состоянии,. Если приоритет обнаруженного кад- ра А меньше собственного приоритета, то на первом выходе дешифратора 7 появляется 1, обнаруженный кадр lA запоминается в регистре 8 и сигнал с дешифратора.7 воздействует на блок 1 по входу 22, выключая коммутатор 69 и запуская блок 2 для передачи собственного кадра А,

|Формула изобретения

I Устройство для обмена.информацией IB кольцевом канале связи, содержащее I блок приемопередатчиков, блок пере- |ключения -режима, блок передачи ин- I формации и блок снку.ронкзаи т причем первьй информационный вход и первый I информационный выход блока приемопе- |редатчиков являются входом и выходом устройства для подключения к кольце- IB ому каналу связи, первый вьгход блока приемопередатчиков соединен с разреша ;ющим входом блока переключения режи- |ма, первый выход которого подключен к 1 второму информационному входу блока приемопередатчиков, второй выход которого соединен с информационными входами блока переключения режима и блока передачи информации, третий информационный вход блока приемопередат- чиков соединен с первым выходом блока передачи информации, первые синхро- входы блока переключения режима и блока передачи информации подключены к первому выходу блока синхронизации, второй и третий выходы которого соединены соответственно с вторым и трет им синхровходами блока переключения режима, четвертый выход блока синхронизации подключен к четвертому синхро входу блока переключения режима и к второму синхровходу блока передачи информации, пятый и шестой выходы блока синхронизации соединены соответственно с первым и вторым разрешающими входами блока приемопередатчиков, второй выход блока переключения режима подключен к разрешающему входу блока передачи информации, отличающееся тем, что, с целью увеличения пропускной способности кольцевого канала связи за счет ликвидации конфликтов в канале путем организации приоритетных очередей, введены.регистр приема, регистр передачи, дешифратор, два триггера, три элемента И, три элемента ИЛИ и элемент НЕ, причем информационный вход регистра приема соединен с вторым выходом блока приемопередатчиков, выход регистра приема подключен к информационным входам дешифратора и регистра передачи, первый и второй выходы дешифратора соединены соответственно с первым и.вторым входами первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к установочному входу первого триггер-а и входу записи регистра передачи, первый выход дешифратора соединен.с управляющим входом блока приемопередатчиков и пер вым входом первого элемента И, выход первого триггера подключен к входу элемента НЕ и первому входу второго элемента И, информационный выход регистра передатчика соединен с вторым входом второго элемента И, выход переполнения регистра передачи подключен к первому установочному входу блока приемопередатчиков, тактовый вход регистра передатчика соединен с вторым выходом блока передачи информации, выход второго элемента И подключен к первому входу вто- рого элемента ИЛИ, выход которого соединен с третьим информационным вхо-г дом блока приемопередатчиков, выход элемента НЕ подключен к первому входу третьего элемента И и к первому входу блокировки управления блока передачи информации второй вход третьего элемента И соединен с третьим выходом блока передачи информации, выход третьего элемента И подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход второго триггера соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к седьмому выходу блока синхронизации, выход третьего элемента ИЛИ соединен с входом установки блока передачи информа13

1525704

14

ции, установочный вход второго трнг- переключения режима и четвертый выход

гера подключен к первому выходу блока приемопередатчиков, восьмой выход блока синхронизации соединен с вторым входом установки блока приемопередатчиков, второй выход блока

1525704

14

блока передачи информации соединены соответственно с третьим и четвертым установочными входами блокА приемопередатчиков.

Шг.1

Фиг.3

S8 5f

ил5