Устройство для управления передачей данных по радиоканалу Советский патент 1993 года по МПК H04L7/00 

(Л

С

Изобретение относится к технике передачи данных и может быть использовано 2 при построении информационно-вычислительных сетей на основе широковещательной пакетной радиосвязи. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства путем контроля работоспособности следующего по очереди абонента. Устройство для управления передачей данных по радиоканалу содержит счетчик 1 импульсов, дополнительный счетчик 2 импульсов, триггер 3, дополнительный триггер 4, элемент И 5, дополнительный элемент И 6, элемент ИЛИ 7. элемент ИЛИ-НЕ 8, первый второй дополнительные элементы ИЛИ 9 и 10, генератор 11 тактовых импульсов и формирователь 12 импульсов. 2 ил.

vj

о

СА VI

Фи&.1

Изобретение относится к технике передачи данных и может быть использовано при построении информационно-вычислиельных сетей На основе широковещательной пакетной радиосвязи.

Известно устройство, содержащее первый, второй и третий триггеры/синхронизаор, первый, второй и третий формирователи импульсов, первый и второй элемены запрета, элемент ИЛИ, элемент И и элемент задержки. Недостатком этого стройства является то, что оно не предотващает конфликты, :что CHvixaeT коэффициент использования радиоканала.

Известно устройство, содержащее первый элемент И, счетчик, блок сравнения, триггер цикла передачи, триггер разрешения передачи, второй элемент И, генератор случайных чисел, формирователь импуль- с ов, элемент ИЛИ, синхронизатор и элемент задержки, Недостатком этого устройства я вляется низкий коэффициент использования радиоканала и отсутствие гарантирован йогр предельного времени ожидания 11ёрёд ачи - ,,.;У.-.,.. ::,.,-. . ,-. .: .-..-.... . .,. Из известных устройств наиболее близ- киМ по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является устройство для управления передачей данных по радиоканалу, содержащее счетчик, триггер, элемент И, первый и второй элементы ИЛИ, элемент НЕ и одновибратор,

причем вход запр6с сГ соединен с первым входом элемента. И с инверсным входом триггера, выход которого соединен с выходом разрешения передачи и с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого . является выходомГ управления включением передатчика, второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом одновибратора вход несущей соединен с счетным входом счетчика и первым входом второго элемента ИЛИ, о ста л ь н ы е в х о Д 3 к бто р о го. соед и н е н ы с в ы-. ходами счётчика, а выход соединен со вхо-: дом элемента НЕ, выход которого соединен с входом одновибратора, выход одновибратора соединен со вторым входом элемента И. Недостатками этого устройства являютЫ низкая надежность и узкая область применения. Причиной низкой надежности прототипа является отсутствие в его структуре технических средств, которые позволяли бы обеспечить работоспособность устройства независимо от внешних факторов. Рассмотрим эти обстоятельства более детально. Указанный прототип предназначен для использования в составе информационно-вы- числительной сети на основе широковещательной пакетной радиосвязи. При этом алгоритм функционирования, поддерживаемый техническими средствами прототипа, в общем виде состоит в следующем: в сети существует строго заданная очередь между узлами на занятие среды передачи. При этом узел сети, владеющий правом на занятие среды передачи, переда- ет пакет, если таковой имеется, либо обязан передать короткий маркер (сигнал несущей). Т.е. среда передачи должна быть обя- зательно занята узлом, владеющим правом на передачу. И, кроме того, только через

Занятие среды осуществляется координация работысёти в целом, происходит циклический сдвиг очереди и очередной узел сети

получает право на передачу. Из сказанного следует, что в случае отказа устройства-прототипа, владеющего правом передачи, который может быть обнаружен другими устройствами. Например, по отсутствию информации на входе устройства (в канале связи) сеть не может продолжать нормальное функционирование, что эквивалентно отказу устройства-прототипа и вычислительной сети в целом. Узкая область применения прототипа обусловлена, невозможностью его применения в сетях, работающих в реальном масштабе времени, когда

время на перезапуск и инициализацию при отказе срав нйма с минимальным временем допустимого простоя сети. .

Рассмотрим оценку вероятности отказа

Рпр устройства-прототипа в зависимости от

вероятнбсти отказа технических средств

.прототипа Рте, а также от вероятности отсутствйя информации на входе устройства РВх.

Величина РПр определяется выражением:

Рте Pax-P

пр-; гтс т гах гтс гвх .

0)

45

в.х - тс.

(2)

С учетом (2) выражение (1) преобразует ; Ся к виду: . .

50

Рпр 2 Рте-Рте .

(3)

: ;; Из соотношения (3) следует, что надеж- Ность устройства-прототипа существенно снижается в связи с отсутствием средств 55 обеспечения работоспособности при отсутствии информации на входе устройства из- за отказа устройства, получившего право на передачу. Поэтому целью изобретения является повышение надежности работы устройства путем контроля работоспособности

следующего по очереди абонента. При использовании изобретения может быть полученположительный эффект, заключающийся в снижении вероятности отказа устройства. Сущность изобретения состоит в повышении надежнбсти работы устройства за счет организации контроля работоспособности следующего по очереди узла сети, узлом (устройством), осуществляющим передачу в свою очередь и передачи им короткого импульса (несущей) синхронизм- рующего работу сети, при фиксации отказа следующего узла. .:

Сущность изобретения реализуется путем введения следующей совокупности конструктивных признаков: дополнительых счетчика импульсов, триггера, элемента И, первого и второго элементов ИЛИ и генератора тактовых импульсов. :

На фиг, 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма его работы, ; Устройство для управления передачей данных по радиоканалу содержит счетчик 1 импуль сов, дополнительный счетчик 2 импульсов, триггер 3, дополнительный триггер 4, элемент И 5, дополнительный элемент И 6, элементы ИЛИ 7, ИЛИ-НЕ 8, первый 10 и второй 9 дополнительные элементы ИЛИ, генератор 11 тактовых импульсов и формирователь 12 импульсов, входы 13 сигнала запро са и сигнала несущей устройства, выходы 15 сигнала разрешения передачи и 16 сигнала управления включением передатчика. Входы счетчика 1 соединены с входами элемента ИЛИ-НЕ 8, формирователь 12 импульсов последовательно соединен с элементом ИЛИ 7, другой вход которого соединен с выходом триггера 3, инверсный вход которого соединен с первым входом эле- мента И 5 и является входом 13 сигнала загфоСа устройства. Выходом 15 сигнала разрешения передачи и выходом 16 сигнала управления включением передатчика устройства являются Соответственно выход триггера 3 и выход элемента ИЛИ 7. Выход формирователя 12 импульсов через элемент И 5 соединен со входом единичного сигнала триггера 3. Счетный вход счетчика 1 импульсов является входом 14 сигнала несущей стройства. Дополнительные триггер 4, первый элемент ИЛИ 10 и счетчик 2 импульсов соединены последовательно. Выход дополнительного элемента И 6 соединен с входом генератора 11 тактовых импульсов, второй ополнительный элемент ИЛИ 9 включен между выходом элемента ИЛИ-НЕ 8 и вхоом формирователя 12 импульсов. Счетный выход счетчика 1 импульсов соединен со входом синхронизации дополнительного

триггера 4 и с первым входом дополнительного элемента И 6, второй вход которого соединён с выходом дополнительного триггера 4, информационный вход которого сое- 5 динен с. выходом элемента ИЛИ 7. Выход элемента ИЛИ-НЕ 8 соединен с дополнительным входом элемента И 5. Выход формирователя 12 импульсов соединен с другими входом дополнительного элемента

0 ИЛИ 10, а выход дополнительного счетчика 2 импульсов соединен с другим входом второго дополнительного элемента ИЛИ 9.

Устройство работает следующим образом. . - ;

5 В исходном состоянии счетчик 2. триггеры 3 и 4 обнулены, в счетчике 1 записан код номера данного устройства в сети (цепи начальной установки на фиг, 1 условно не показаны). Каждое из аналогичных устройств

0 в сети имеет свой индивидуальный номер, поэтому в различных устройствах счетчики 1 будут находиться в различных состояниях. Работу сети после включения начнет устройство, счетчик 1 которого будет установлен в

5 нулевое состояние. Рассмотрим работу одного, например, устройства. После включения сети устройство контролирует наличие внешнего сигнала несущей на входе 1.4 устройства. При каждом появлении

0 единичного сигнала на входе 14 несущей устройства, что свидетельствует о передаче в канале (в общем случае другим узлом), счетчик 1 по заднему фронту этого сигнала будет уменьшать свое состояние на едини5 цу. Пусть в текущий момент времени 8 счетчике рассматриваемого устройства хранится единица (см. фиг. 2а), а на входе 13 запроса устройства присутствует единичный сигнал, означающий наличие пакета

0 для передачи у абонента. По окончании очередного занятия канала (на входе 14 сигнала несущей устройства сформируется Задний фронт единичного сигнала). Счетчик 1 уменьшит свое значение до нуля. На выходе

5 элемента ИЛИ-НЕ 8 появится единичный сигнал, который через элемент ИЛИ 9 поступит на вход одновибратора 12 и по его переднему фронту последний сформирует единичный импульс. Импульс, сформиро0 ванный формирователем 12 импульсов поступит через элемент ИЛИ 7 на выход 16 сигнала управления устройства (в результате чего включится передатчик) и через открытый элемент И 5 на единичный вход

5 триггера 3. По этому импульсу триггер 3 перейдет в единичное состояние и единичный сигнал с его выхода поступит на выход 15 разрешения устройства, разрешая передачу пакета абоненту, и, кроме того, на вход элемента ИЛИ 7. Поэтому после окончания

мпульса, сформированного формироватеем 12 импульсов на выходе 16 сигнала управления устройства по-прежнему будет присутствовать единичный сигнал и пере- остается включенным. После переДа- и пакета абонент снимает единичный Сигнал со вхбда 13 запроса устройства. риггер 3 обнулится, на выходе 16 управления припадёт единичный сигнал и передат- й1 йь1кл|Ьч йется. На входе .14 сигнала несущей устройства сформируется задний фронт единичнбгр сигнала и счетчик 1 изменит свое состояние на (N -1) - (т.к. счетчик 1 циклический). Таким образом, осуществляется передача информации. До момента получения устройством права на передачу (нулевое состояние счетчика 1) схема контроля,состоящая из счетчика 2, триггера 4, элементов И 6 и ИЛИ 10, генератора 11 Гактрвых: импульсов - блокирована, т.к. триггер 4 будет находиться в нулевом состоянии и на вход сброса счетчика 2 будет по- ётоШно TioCtynaTb единичный сигнал. При получении устройством права на передачу (см. фиг, 2а) на выходе 16 сигнала управления уст р о и ст в а поя в итс я ё д и н ич н ы и сигналГ который поступит на информационный вход триггера 4. кл(оче ние пе рё цатчикй.по это- My Сигналу прйв ёйёт к появлению на входе 14 сигнала несущей устройства единичного сигнала; по переднему фронту которого в триггер 4 запишется единица и на ёх:6де сбрВса с чётчика 2 пропадет: ёдинйчйцй сигнал. При прявлении заднего фронта ёдинич- нот б сигнала на; входе 1 4Г несущей устройства на выходе элементами 6 п;6я1йт- единица и генератор 11 начнет формированиени своём выходе п сл едо;ёат-ёНь4ЬС;ги taXTOBbix импульсов, число которых будет подсчитывать счётчик 2. При появлении на в х оде 14 сигнала Несущей устройства бче- р ёДйЬгЬ СигШлI ;Нйtktfi jtoё гзс дд пВя влге - кия ситHafia й а; выходе ;счётчика З ..и . обуслов ленйото пёредачей ё канале другим узлом,в триггер 4 запишется ноль (т.к. на его информационном входе будет присутст- вовать нулевой сигнал) и на входе сброса счётчика 2 появится блокирующий ёди нич- ный ёйгнал. Таким образом, кбнтроЯь зй ра- ббтоспбсобнб сть к::) очередного узла сети осуществляется устройством после собст.Формула изобретения Устройство для управления передачей данных по радиоканалу, содержащее последовательно соединенные счетчик импульвенного занятия канала до первой передачи другим узлом сети . При получении устройством права на передачу (в счетчике 1 - ноль) и отсутствии у абонента пакета для пёредачи (см. фиг, 26) устройство функционирует аналогично: тому, как и при наличии пакета у абонента. Разница заключается в том, что на входе 13 сигнала запроса присутствует нулевой сигнал, блокирующий триггер 3 и

элемент И 5, Поэтому на выход 16 сигнала упрйления устройства поступит только импульс, сформированный формирователем 12 импульсов, и передатчик будет включен на время равное длительности этого импульса. Таким образом, при отсутствии информации для передачи у абонента будет передан короткий импульс несущей, благодаря чему произойдет циклический сдвиг опереди в сети и устройство начнет крнтроль работоспособности следующего по

очереди узла, Если до истечения заданного

времени на входе 14 сигнала несущей уст ройства не появится единичный сигнал (что

будет Свидетельствовать об отказе следующёгб по Ьчёрёди узла сети), то на выходе счетчика 2 появится единичный сигнал (см. фиг. 26), Сигнал, сформированный на выходе счетчика 2 поступит через элемент ИЛИ 9 на вход формирователя 1.2 импульса и он

по его переднему фронту сформирует единичный импуль:с. В: результате передатчик ока кётШвключённым йа время его длительности и очередь продвинется еще на единицу. Кроме того, импульс с; выхода

формирователя 12 импульсов поступит через Элемент ИЛ И 10 на вход сброса счетчика 2 и оВнуШт его - начнется очередной цикл контроля При анятии канала другим узлом (т.е. работоспособным узлом) контроль прекращается как в ситуации описанной ранее. Таким образом, устройство, передающее пакет (или короткий импульс) Начинает контроль состояния следующего по очереди узла сети. В случае его. отказа

оно формирует короткий импульс, координирующий работу сети. Передача функции координации работы сети передается первому работоспособному узлу сети, следующему в очереди после данного (т.е.

контроль прекращается при первом занятии канала другим узлом).

сов и элемент ИЛ И-НЕ, последовательно соединенные формирователь импульсов и элемент ИЛИ, другой вход которого соединен с выходомтриггера, инверсный вход которого

соединен с первым входом элемента И и является входом сигнала запроса устройства, выходом сигнала разрешения передачи и выходом сигнала управления включением передатчика которого являются соответственно выход триггера и выход элемента ИЛИ, выход формирователя импульсов через элемент И соединен с входом единичного сигнала триггера, причем счетный вход счетчика импульсов является входом сигнала несущей устройства, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства путем контроля работоспособности следующего по очереди абонента, введены последовательно соединенные дополнительные триггер, первый элемент ИЛИ и счетчик импульсов, последовательно соединенные, дополнительный элемент И и генератор тактовых импульсов, а также второй дополнительный элемент ИЛИ. включенный между выходом элемента

ИЛИ-НЕ и входом формирователя импульсов, при этом счетный вход счетчика импульсов соединен с входом синхронизации дополнительного триггера и с первым входом дополнительного элемента Л, второй

вход которого соединен с выходом дополни- тельного триггера, информационный вход которого соединен с выходом элемента И, выход формирователя импульсов соединен с другим входом дополнительного элемента

ИЛИ, а выход дополнительного счетчика импульсов соединен с другим входом второго дополнительного элемента ИЛИ.