Устройство для подключения абонентов к магистрали передачи данных

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 44 51 4 С 06 Р 13/ АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ИА ТВУ КО измерия Ок-,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Вильнюсский завод радио тельных приборов им. 60-лети тября(56) Авторское свидетельство СССР В 1076895, кл. С 06 Р 3/04, 1982.Авторское свидетельство СССР У 104497, кл. С 06 Р 3/04, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДИВОЧЕНИЯ АБОНЕНТОВ К ИАГИСТРАЛИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и моает быть использовано, в многомашинных вычислительных комплексах йовышенной надеаности, построенных на базе локальной ма-,гистрали передачи данных, например, кольцевого типа. Целью изобретения является расширение класса решаемых задач эа счет обеспечения возмокности обнаружения неисправных устройств и отключения их от магистрали передачи данных, Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее коммутатор и блок анализа состояния линии, включающий триггер состояния, два элемента гальванической развязки, два элемента И, два элемента ИЛИ, в блок анализа состояния линии введены дискриминатор приема байта, дискриминатор нарушений, триа. формирователя импульсов, три элемен- Е та НЕ, регистр управления коммутацией и узел временной задерзжи. 2 э.п. ф-лы, 11 ил.1254499 МО 1 У От Пб Фазис.)о е.Г ставитель В.Вертлибхред И.Попович орректор Л,Пилипенко Редакт асарда аказ 4722/53 афическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 Производственно яТюьеюад Т ВНИИПИ Г по де 113035, аж 67 ударс м изо сква,нного ком тений и о 35, Раушс Подписноеета СССРрытийя наб., д. 4Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения высоконадежньм вычислительных систем, построенных на базе локальной магистрали с после довательной передачей данных.Цель изобретения - расширение класса решаемых задач устройства путем обеспечения возможности обнаружения и отключения неисправных уст ройств в магистрали передачи данных. На фиг. 1 представлен пример вычислительной сиетемы, построенной на базе локальной магистрали передачи данных; на фиг. 2 - блок-схема15 устройства; на фиг. 3 и 4 - функциональные схемы дискриминатора приема байта и триггера состояния и временные диаграммы их работы; на фиг. 5- функциональная схема узла временной задержки; на фиг. 6, 7 - функциональная схема дискриминатора нарушений и временные диаграммы его работы; на фиг. 8-11 - функциональные схемы фор 25 мирователей импульсов регистра управления коммутацией, блока реле коммутатора и элементов развязки.Вычислительная схема (Фиг. 1) содержит группу последовательно соединенных устройств, каждое из которьм состоит из блока 1 анализа состояния линии и коммутатора 2, к которым подключено устройство 3 связи (УС) або"нента (ЭВМ).Каждый блок 1 анализа состояния 35 линии содержит (фиг. 2) триггер 4 состояния, элемент И 5, элемент .НЕ 6, переключатель 7 режима, третий элемент НЕ 8, вторые элементы И 9, ИЛИ 10, второй и первый элементы 11 и 12 40 гальванической развязки, дискриминатор 13 нарушений, узел 14 временной задержки, регистр 15 управления коммутацией, первый формирователь 16 импульсов, второй элемент НЕ 17, вто рой и третий формирователи 18 и 19 импульсов, первый элемент ИЛИ 20 и дискриминатор 21 приема байта. Коммутатор 2 содержит блок 22 реле и контакты 23 - 30 переключателей реле. 50Дискриминатор 21 приема байта со- держит (фиг. 3) первые счетчик 31 и элемент И-НЕ 32, элемент НЕ-ИЛИЗЭ, триггер 34, вторые счетчик 35 и эле" мент И-НЕ 36, элемент НЕ 37. Триг гер 4 состояния построен на триггерах 38 и 39 и элементе НЕ 40, Узел 14 временной задержки содержит (фиг.5) 1254499 2триггер 41, конденсатор 42, транзистор 43 и резисторы 44-46. Дискриминатор 13 нарушений содержит (фиг, 6)триггер 47 и элемент И-ИЛИ-НЕ, образованный элементами И-НЕ 48 и 49,НЕ-ИЛИ 50 и НЕ 51, формирователи 16,18 и 19 импульса содержат (фиг. 8)диод 52, конденсатор 53 и элементы ИНЕ 54 и 55,Регистр 15 управления коммутацией(фиг. 9) состоит из элемента И 56 итриггеров 57 и 58,Блок 22 реле коммутатора содержит(Фиг. 10) элементы И-НЕ 59-61, усилители 62-64 и обмотки 65-67 реле, причем обмотки 65 управляют контактами 29и 30, обмотки 66 - контактами 25 и 26,а обмотки 67 - контактами 27, 28, 23и 24.Элементы 11 и 12 гальваническойразвязки состоят из оптрона 68, резистора 69, диода 70, усилителя 71и элементов НЕ 72.На фиг. 2 обозначены также приведенные для примера блоки устройства Эсвязи: приемник 73, синхронизатор 74,формирователь 75 сигнала разрешенияпередачи и передатчик 76,Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии контакты 2430 включены так, что блок 1 и .абонент (устройство 3) отключены от линий связи и сигналы в линиях магистрали транзитом проходят через коммутатор 2 (фиг. 1 и 2), Переключением переключателя 7 в положение "Вкл,",(фиг, 2) коммутатор 2 переводитсяв состояние подключения линий связиуправления (кроме линии "Разрешениепередачи") на входы-выходы блокаа информационные линии связи и указанная линия - на входы-выходы.устройства Э. После этого ЭВИ через устройство 3 может обмениваться информацией через канал связи. Передача инФормации из ЭВХ 1, например, в ЭВИ 3производится с передатчика 76 УС через коммутатор 2 который можетбыть подключен на прямую с коммутатором 2 (если коммутатор 2 находитсяв исходном состоянии) или с приемником 73 УС(если коммутатор 2 переведен в рабочее состояние).Информация из ЭВИ 1 может поступать в ЭВИ 3 двумя путями: с выходапередатчика 76 УС, через коммутато-.ры 2, 2, 2 з на вход приемника 733 1254м)уСи далее - в ЭВМ 3 (коммУтатор в этом случае включен в обход УС); или с выхода передатчика 76 УС 1 через коммутаторы 2, 2 через приемник 73 УС, ЭВМ 2, передатчик УС, коммутаторы 2, 2 э на вход приемника 73 УСи далее в ЭВМ 3, Передача информации из ЭВМ 1 в ЭВМ 3 производится только нри поступлении сигнала готовности к приему информации 10 (в первом случае - приемника 73 УС, во втором случае - приемника 73 УС"2), поступающего на вход формирователя 75 сигнала разрешения передачи УС(фиг. 2), 15Устройство 3, принимающее сигналы информации, разряд за разрядом с частотой синхронизатора подает их в блок 1, в котором анализируется состояние информационных линий связи по объему принимаемой информации, которая ограничивается стартовыми и стоповыми посылками. При этом уровни сигналов этих посылок выбраны таким образом, чтобы при выходе из25 ,строя элементов приемника 73 и передатчика 76, на дискриминатор 21 блока 1 поступал уровень стартовой посылки, Тогда, после приема двойной порции нулевой информации без 30 ,разграничения порций стоповой посыпкой, блоквырабатывает сигнал нарушения и выдает его в линию, следующему за ним по йоду информации устройству (в блок 1), например, в блок 14 коф 35 торый пропускает этот сигнал дальше (если и им быпо обнаружено нарушение) или переключает информационные линии в обход себя, Этим нормальный уровень стоповой посылки с передатчика 7640 предыдущего устройства 3 поступает на вход приемника 76 того устройства 3, блок 1 которого обнаружил нарушение.Если через определенное время этот 45 блок 1 не снимет сигнал "Нарушение.", то из блока 1 ему поступит команда Отключить линии", так как нарушение в линии возникло в его цепях приема, В противном случае блок 11 сам вы ключает линии связи в обход себя, так как нарушение в линии возникло в его цепях передачи. На все время процедуры отключения (с момента обнаружения и до момента отключения ие 55 исправного устройства) в управляющей линии связи действует сигнал, запре-щающий передачу информации по всей 499 4цепи, что необходимо для предотвращения утери текущих разрядов информацииВ исходном положении, пока переключатель 25 в логическом устоойстве 1 отключен и с выхода элемента НЕ 24 подается логический "О" на вход блока 22, в котором элементы И 58, 60, 61 закрывают усилители 62 - 64, в результате чего обмотки реле 65 - 67 отключены и контакты 24-30 замкнуты так, что информационные и управляющие линии связи подключены в обход блока 1. После установления переключателя 25 в положение "Включено" на выходе элемента НЕ 8 появляется логическая "1", которая поступает на вход блока 8 реле и на формирователь 18,с выхода которого сформированный импульс устанавливает в единичные состояния триггеры 57 и 58. Выходные сигналы элементов И 58, 60, 61 включают через усилители 62 - 64, обмотки 65 - 67 реле, контакты которых подключают информационные и управляющие линии к блоку 1 и информация поступает через устройство 3 в ЭВМ.Принимаемая информация поступает на дискриминатор 21 и триггер 4 (фиг, 3) в виде байта (восьмиразрядного последовательного кода), ограниченного в начале битом "Старт" и в конце - двумя битами "Стоп" (фиг.4). После поступления бита "Старт" счет-. чик 31 начинает считать импульсы синхронизатора 74 и на выходе элемента И 32 появляется "1", которая поступает на вход элемента НЕ-ИЛИ 33, на другие входы которого тоже поступают "1". На выходе элемента НЕ 37 появляется сигнал", который подготавливает триггер 34 к работе.3В исходном .состоянии триггер 34 установлен в состояние "1", логическим "0" с выхода элемента НЕ 37. После того, каксчетчик 31 просчитает восемь импульсов синхронизатора, что соответствует середине битового интервала, с выхода 8 счетчика 31 появляется сигнал "1", который устанавливает триггер 34 в нулевое состояние, после чего сигнал логического0с его прямого выхода готовит н сбросу счетчик 31, запирает элемент И 32 и открывает счетчик 35 так, что выходной импульс счетчика 31 записывается в счетчик 35 (фиг, 4). После установления триг 5 12544 гера 34 в нулевое состояние любая информация, поступающая на вход дис" криминатора 21, носпринимается как полезная.По биту "Старт" триггеры 38 и 395 подготавливаются к работе. В исходном состоянии битом "Стоп" триггеры 38 и 39 были установлены в единичное состояние. Сигнал "1" с инверсного выхода триггера 34 сбрасывает , 1 п триггер 38. Поступление "1" в любом бите входной информации устанавливаеттриггер 38 в единичное состояние. В этом случае с пряМого выхода триггера 39 поступает " 1" на вход элемен та И 5, а с инверсного выхода - на элемент ЯЕ 6, на выходе которого вырабатывается логическая "1", соответствующая сигналу отсутствия наруше" ния, который через контакты 26 посту" 20 пает на вход предыдущего устройства и на входы элементов И 9 и ИЛИ 10 блока последующего устройства, запрещая прохождение сигнала "Отключить линию" с элемента 12 через элемент И 9 и разрешая прохождение через элемент ИЛИ 10 сигнала "Разрешение передачи" с выхода формировате" ля 75 последующего устройства 3, на вход которого поступает сигнал с линии аналогичного устройства 3 з через контакты 27 логическим "О". Выходнойсигнал формирователя 75 устройства Зз разрешает работу синхронизатора 74 устройства 3. Этот сигнал через кон" такты 28 как сигнал "Разрешение передачи", поступает на устройство 3 . После того, как счетчик 35 сосчитает количество принимаемых битов до девяти, на входы элемента И-НЕ 36 поступают логические ",1" (фиг, 4), с выхо-ф 1 да которого "О" поступает на эле" мент НЕ-ИЛИ 33. 1 На выходе элемента НЕ 37 появляется "0", по которому триггер 34 устанавливается в состояние "1", после чего сигналом с прямо-ф го выхода триггера 34 сбрасываются счетчики 35, закрывается счетчик 31 и открывается по первому входу элемент И-НЕ 32 (фиг. 4), После подсчета последних импульсов синхронизато- эп ра 74 (что соответствует второй половине битового интервала), в информационном сигнале должны появиться два бита "Стоп", первый из которых сбрасывает счетчик 31 и устанавливает И в единичное состояние триггеры 38 и 39. Нарушения в линии могут возникяуть в двух случаях: при передаче 99 Финформации; после того, как информация передана. Сигнал в информационных линиях при нарушении соответствует логическому "О" (уровню бита "Старт" ).В первом случае счетчик 31 не закрывается по входу разрешения после приема девяти битов и продолжает считать импульсы синхронизатора 74, Дискриминатор 21 будет работать аналогичным образом, а триггер 38 в состоянии "1", если в поступившей информации был хотя бы один единичный бит, или в состоянии "0", если в поступившей информации были только нулевые биты.Если триггер 38 находится в единичном состоянии, то после установления в нулевое состояние триггера 34, сигнал "1" с его инверсного вь 1 хода устанавливает триггер 38 в состояние "0", а дискриминатор 21 будет считать "стартовые" биты до девяти как информационные. Если триггер 38 находится в нулевом состоянии, то по сигналу с инверсного выхода триггера 34 сигнал "0" с выхода триггера 38 переписывается в триггер 39, с выхода. которого будут поступать сигналы "Нарушение" соответствующих уровней. Сигнал с прямого выхода триггера 4 закрывает элемент И 5, а сигнал с инверсного выхода через элемент НЕ 6 и контакт 26 аналогично поступает в блок 1 как сигнал "Нарушение", а также на входы элементов И 9 и ИЛИ 10 блока 1, открывает элемент И 9 для. прохождения сигнала с элемента 12, Через элемент ИЛИ 10 пройдет сигнал логической "1", занре-, щающий работу синхронизатора 74 и че" рез контакт 28 поступающий в линию как сигнал отсутствия разрешения передачи в блок 1 . Анализ сигнала "Нарушение" происходит в блоке 1, . Если триггер 4 блока 1 также обнаружил, нарушение, то его дальнейшая работа по анализу поступившего сигнала "Нарушение" с линии через контакт 25 в элемент 11 не производится, так как элемент И 5 сигналом от триггера 4 закрыт.Если триггер 4 блока 1 не формирует состояние "Нарушение", то сигнал с выхода элемента 11 через открытый элемент И 5 поступает на вход формирователя 16 и на вход дискриминатора 13. Сигнал от блока 1 "Разрешесостояние, на выходах узла 14 появляются сигналы обратной полярности,которые, поступая на входы дискриминатора 13, устанавливает триггер 47в, состояние 1 что для блокаозначает "отключить линии, а На регистре 15 блока 1 устанавливаетсясигнал "Подключить информационные линии", Последний поступает на синхровход триггера 57, который устанавливается в единичное состояние, включает обмотки 64 реле. Сигнал "Отключить линии поступает на вход блока 1 через контакт 23, элемент 21,открытый элемент И 9, элемент ИЛИ 20,на вход регистра 15 и сбрасывает триггеры 57 и 58 в нулевое состояние, темсамым отключая обмотки 65-67 реле.Таким образом, устройство 3 исключается из последовательной цепи связикак неисправное. Во втором случае, если неисправен передатчик 76 устройства 3, то биты "Стоп" через приемник 73 устройства 3 поступают на информационный вход триггера 4 блока 1 и через элемент НЕ 40 устанавливают триггеры 38 и 39 в единичное состояние. В линию через элемент НЕ 6 и контакт 26 передается сигнал, соответствующий отсутствию нарушения, который через контакт 25 поступает на элемент 11 блока 1 с выхода которого формируется логический "0", запирающий элемент И 5 и поступающий на вход дискриминатора 13. По логическому "0" на этом входе дискриминатора 13 на его втором выходе появляется сигнал "1", который через фор:ирователь 19 и элемент И 20 поступает на вход регистра 15, где устанавливается сигнал "Отключить линии" (триггер 58 в нулевом состоянии), обмотки 66 и 67 реле обесточиваются и замыкают контакты 23, 24, 25, 24, 28, 27, подключив линии управления в обход устройств ва 3, классифицированного как неисправное. И в первом и во втором случаях,после снятия сигнала а линии "Нарушение" в линии "Разрешение передачи"появляется соответствующий сигнал,который через Формирователь 75 устройства 3, элементы ИЛИ 1 О блоков 1неотключенных устройств, 3, разрешает продолжать работу синхронизаторов 74,7 1254499ние передачи" через контакт 27 и формирователь 75 поступает на вход элемента ИЛИ 1 О блока 1, сигналом логической 1" и с его выхода - на синхронизатор 74, запрещая выработкусинхроимпульсов, и через контакт 28в линию, распространяясь в цепив сторону, противоположную передачеинформации.С выхода формирователя 16 блока 1, 10импульс сигнала Нарушение" поступаетна вход регистра 15, в котором черезэлемент И 56 устанавливает в "0"триггер 57, выходной сигнал которогозакрывает усилитель 62 блока 8. Обмотка 65 обесточивается и замыкаетконтакты переключателей 29 и 30. Кроме того, импульс с формирователя 16запускает узел 14, в котором триггер 4 1 устанавл вается в единичноесостояние и начинается заряд конденсатора 42, время заряда которогоопределяет выдержку узла. При этом,с выхода узла 14 на входы элементов И 48 и 50 и триггера 47 дискрими- р 5натора 13 поступают логические "0","1" и "0" соответственно. В это жевремя на входы дискриминатора 13 поступает "1" с выхода элемента 11и "1" с выхода элемента И 5. Сигналына входах дискриминатора 13 подготавливают триггер 4 к срабатыванию, ана элементах 48"51 вырабатывают сиг,нал логического "0С прямого выхода трйггера 47 подается логический"0" (фиг. 6), который через элемент35НЕ 17 поступает в линию через контакт 24 сигналом логической "1", запрещающим отключение линии, а такжена регистр 15. После переключенияконтактов 29 и 30 биты "Стоп" в обход блока 1, поступают на контакты 29 коммутатора 2 и через приемник 73 - на вхбды дискриминатора 21и триггера 4. После этого возможны45два случая. Первый - нарушение зафиксировано из-за неисправности приемника 73 устройства 3; второй - нз-занеисправности передатчика 76 устройства 3 .В первом случае биты "Стоп" неизменяют состояния приемника 73,устройства 3, а следовательно, нустанавливают триггеры 38 и 39 в состояние "1" и сигнал "Нарушение", принятый через контакт 26 коммутатора 2., не исчезает. После заряда конденсатора 42 в узле 14 блока 1,триггер 41 устанавливается в нулевоеФормула изобретения1. Устройство для подключения абонентов к магистрали передачи данных, содержащее коммутатор, первые и вторые информационные входы и выходы которого подключены к управляющим шинам магистрали передачи данных, и блок анализа состояния линии, включающий два элемента гальванической развязки, триггер состояния, два элемента И и два элемента ИЛИ, причем входы первого и второго элементов гальваничеСкой развязки соединены соответственно с третьим и четвертым информационными выходами коммутатора,15 прямой выход триггера состояния соединен с первым входом первого элемента И, первый вход и выход второго элемента И подключены соответственно к выходу первого элемента гальвани 20 чсской развязки и первому входу пер" ваго элемента ИЛИ, первый вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом блокировки работы абонента, о т л и 25 ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач устройства, в блок анализа состояния линии введены дискриминатор приема байта, дискриминатор нарушений, узел временной задержки, регистр управле- З 0 ния коммутацией, три элемента НЕ, три формирователя импульсов и пере" ключатель режима, причем выход регистра управления коммутацией подключен к адресному входу коммутато ра, первый вход сброса - к выходу первого формирователя импульсов и входу узла временной задержки, грулла выходов которого соединена с группой входов дискриминатора нарушений, 40 информационный вход триггера состояния подключен к первому информационному выходу абонента и информационному входу дискриминатора приема байта, синхроиизирующий вход которого 45 соединен с выходом синхроимпульсов абонента, а выход - с синхровходом триггера состояния, инверсным входом подключенного к вторым входам вторых элементов И и ИЛИ и через первый эле 50 мент НЕ - к третьему информационному входу коммутатора, четвертый информационный вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ и вхо дом запрета синхроимпульсов абонента,55 а пятые информационные вход и выход " соответственно с выходом второго элемента НЕ и входом готовности приема абонента, вход третьего элемента НЕ через переключатель режима соединен с шиной логического нуля, а выход - с входом разрешения коммутатора и через второй формирователь импульсов - с установочным входом регистра управления коммутацией, синхровход которого подключен к первому выходу дискриминатора нарушений и входу второго элемента НЕ, а второй вход сброса - к выходу первого эле" мента ИЛИ, вторым входом соединенного через третий формирователь импульсов с вторым выходом дискриминатора нарушений, первый вход которого соединен с выходом второго элемента гальваническои развязки и вторым входом первого элемента И, а второй вход - с выходом первого элемента И и входом первого формирователя импульсов, шестые информационные вход и выход коммутатора соединены соответственно с вторым информационным выходом и информационным входом абонента, а седьмые и восьмые информационные входы и выходы - соответственно с управляющими и информационными шинами магистрали.2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что,дискриминатор нарушений содержит триггер, информационный вход которого подключен к шине логической единицы, а прямой выход является первым выходом дискриминатора, и элемент И-ИЛИ-НЕ, первый вход и выход которого являются соответственно вторым входом и вторым выходом дискриминатора, второй вход соединен с инверсным выходом триггера, вход сброса которого является первым входом дискриминатора, третий и четвертый входы элемента И"ИЛИ-НЕ и синхровход триггера подключены к группе входов дискриминатора.3, Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что дискриминатор приема байта содержит два счетчика, триггер, инверсный выход которого является выходом дискриминатора, а информационный вход соединен с шиной логического нуля, два элемента ИНЕ, элемент НЕ-ИЛИ и элемент НЕ, причем выход первого счетчика соединен с первым синхровходом первого счетчика, второй синхровход является синхронизирующим входом дискриминатора, разрешающий вход первого счетчика соединен с информационным входом дис 11 1254499 12криминатора и первым входом первого гера и выходвыхо ом последнего разряда элемента И-НЕ, второй вход которого первого счетчика, выход последнего подключен к прямому выходу тригге- разряда второго счетчика подключен ра и входам сброса первого и второго к второму входу второт ого элемента И-НЕ, счетчиков, первый синхровход второго 5 выход которого и д рг и выхо первого элеменсчетчикаобъединен с выходом первого та И-НЕ подключены соответственно разряда и соединен с первым входом к первому и второму входам элем ента НЕ- . второго элемента И-НЕ, а второй син- -ИЛИ,выходом подсоединенного через элехровход соединен с синхровходом триг-,мент НЕ к установочному входу триггера,