Система для обмена информацией

(1 И 4 С 06 Р 13/1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН сТВУ Т 8 ТОРСНОМ рук ных(21) 3978872/24-24 (22) 18, 11,85 (46) 23.03.87. Бюл. Р 11 (71) Государственный проектно-констторский институт автоматизирован-систем управления (72) А.Б.Волков, Ю.И.Гагаев и С.Д.Коровкин (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР ф 9800871 кл. С 06 Р 3/04 э 1980Авторское свидетельство СССР Р 1043715,кл. С 08 С 19/28, 1982. (54) СИСТЕМА ДЛЯ ОВИНА ИНФОРИАЦИЕЙ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть испольПиецюе зовано в распределенных вычислительных системах и сетях ЭВМ кольцевойструктуры, Целью изобретения является повышение пропускной способностисистемы, устройство содержит накопитель 6 информации, приемник 1, передатчик 3, переключатель 2,.регистр4 сдвига, триггер 5 приема и триггер9 передачи, распределитель 7 импульсов и дешифратор 8. В каждое устройство передачи и приема информациивведены узел 12 управления, постоян-ная память 11, блок 13 регистров связи с абонентом, элемент ИЛИ 10 и реле 14 контроля напряжения питания.2 з.п, ф-лы, 1 О ил, 2 табл.Сраднеиие адреса юучателя б налете с саЬ денным адресом1298760 10 ель В.ВертлибСердюкова остав ехред Редактор Е.Папп рректор С.Шекм аказ 89 11 одписСССР оизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул,Проектная Тираж 673 ВНИИ 11 И Государственного к по делам изобретений и 113035, Иосква, Ж, Рауш1 12987Изобретение относится к вычислительной технике и системам передачиданных, в частности к системам, обеспечивающим сопряжение множества электронных вычислительных машин (ЗВИ) ипериферийных устройств, управляющихвычислительных комплексов, контроллеров обрабатывающих центров, устройствс числовым программным управлениемв гибких производственных системах 1 О(ГПС), а также для построения распределенных систем автоматизации проектирования и автоматизации учрежденческой деятельности.Цель изобретения - повышение пропускной способности системы,На фиг, 1 представлена блок-схемаустройства передачи и приема информации системы, на фиг. 2 и 3 - функциональные схемы накопителя информации и распределителя импульсов; нафиг. 4-6 - временные диаграммы работы устройства передачи и приема инФормации; на фиг. 7-10 - блок-схемыобобщенного алгоритма Функционирования, алгоритмов основного цикла работы, режимов приема и выдачи пакетов.Устройство (фиг. 1) содержит приемник 1, переключатель 2, передатчик3, регистр 4 сцвига (для преобразования параллельного кода в последовательный), триггер 5 приема, накопитель 6 информации, распределитель 7импульсов, дешифратор 8, триггер 9передачи, элемент ИЛИ 10, постояннуюпамять (ПЗУ) 11, узел 12 управления,блок 13 регистров связи с абонентом,реле 14 контроля напряжения питания.Накопитель информации (Фиг. 2) содержит счетчик 15 бит, регистр 16сдвига (для преобразования последовательного кода в параллельный), счетчик 17 адреса, элемент НЕ 18, триггер 4519, элемент И 20, шинные Формирователи 21 и 22, элементы ИЛИ 23 и 24, память 25.Распределитель 7 импульсов (фиг.З)содержит тактовый генератор 26, счетчики 27-29, элемент НЕ 30, элементыИПИ 31 и 32, триггер 33.Переключатель 2 состоит из элементов И 34 и 35 и элемента НЕ 36(Фиг, 1),55Устройство работает в двух режимах: режим транзита пакетов и режимпередачи пакетов. Б обоих режимах всяинформация, поступающая из канала 60 2(линии) связи, всегда направляетсяв накопитель 6 информации.Режим транзита пакетов,Устройство (станция) обычно находится в режиме транзита и выступаетв этом случае в качестве ретранслятора-усилителя. При этом информацияпроходит через приемник 1 ф н передатчик 3 и поступает в накопитель 6.При приеме признака начала пакетатриггер 5 сигнализирует об это узлу12 выставлением запроса на прерывание, т,е. предоставляет возможностьпрограммно проанализировать - чтоза пакет поступает с линии. По заданному в Формате пакета адресу станции-получателя производится анализэтого адреса на предмет совгадения ссобственным. Если программа станцииопределит, что поступающий пакет адресован ей, она отключает транзитчерез станцию до. окончания приемавсего пакета в накопитель 6. При приеме признака конца пакета состояниетранзита восстанавливается.Режим передачи сообщений,Режим передачи сообщений в данномустройстве принципиально отличаетсяот аналогичного режима в сетях с методом состязаний. Суть отличия заключается в том, что станция не передает сообщения в канал связи до техпор, пока ее кольцевой тракт не освободится, т,е, пока через станцию непройдет полностью очередной пакет.Если от подключенного к станции абонента поступает пакет данных, станцияпроверяет состояние кольцевого канала на предмет его занятости проходящим транзитным пакетом. Если каналоказывается свободным, станция отключает состояние транзита, после чегопакет, готовый к передаче, передается в канал связи, По завершении передачи пакета производится анализсостояния накопителя 6. Если во время передачи в кольцо "собственного"пакета из канала связи были принятыдругие пакеты, то они анализируютсяи при необходимости передаются далеев канал аналогичным образом. Послеосвобождения накопителя 6 станциявосстанавливает состояние транзита.Если к моменту передачи через станцию передается транзитный пакет, станция дожидается его концевого маркера и производит описанные выше действия, 3 1298760Этот режим может использоваться (серия К 573) и микропроцессор типадля "очистки" сети от пакетов с на или К 1810 ВИ 86. В качестве блорушенной структурой, так как в момент ка 13 использована БИС последовательнахождения таких пакетов в накопите- ного приемо-передающего устройствале станции программа может анализиро- КР 580 ВВ 51 А с помощью которого реа 5Фвать их структуру, лизован выход на стык С 2 и ИРПС,ОпеКомбинация двух режимов - транзит ративная память блока управления иси передача - позволяет программе стан- пользует память 25 накопителя инфорции выдавать пакеты в канал связи и мации, объемом, например, в 4 к байта,принимать адресованные ей пакеты из 10 причем накопитель 6 использует дляканала. Правила обмена информацией своего буфера 256 байт. Адресноев сети и форматы пакетов определяют- пространство в 64 к байт используетсяся выбранным алгоритмом программы. микропроцессором в соответствии соПримером может служить одна из реали- спецификой его применения в устройстзаций алгоритма, примененная в вари ве. Адресные шины с АО по А 11 адресуанте станции "Эстафета". В формате ют 11 ЗУ 11 и память 25, А 12 не испакета предусмотрены следующие поля: пользуется, А 13-А 15 используются дляадрес станции-получателя; адрес стан- выборки памяти 25 н выработки командции-отправителями длина пакета, дан- . Управления в соответствии с табл. 1.ные; контрольная сумма. Для связи узла 12 с блоками устройМаксимальная длина пакета зависит ства используется также двунаправленот выбранного размера буфера в памя- ная шина данных ШД и следующие управти 25. В рассматриваемом варианте ляющие сигналы: "Готовность" (ГТ)программы максимальная длина пакета для приостановки ИП в процессе просоставляет 1/3 часть емкости буфера, 25 граммной синхронизации выдачи информаВ основе вычисления контрольной ции на передачу; ЗПР 1 - запрос насуммы в данной реализации программы прерывание 1 (инверсный сигнал);озаложена свертка по модулю два, хотя ЗПР 2 - запрос на прерывание 2 (инвер.можно применить любой другой алгоритм. сный сигнал, назначение сигналовПринявшая пакет станция проверяет 3 О ЗПР 1 и ЗПР 2 указано в табл. 2); ЗЗХ -правильность контрольной суммы и по" запрос захвата шин; РЗХ - разрешениесылает отправителю квитанцию. Приняв захвата шин,подтвержденную квитанцию, станция-от- Процедура прямого доступа в памятьправитель уничтожает копию посланного используется в процессе приема инфорпакета в своем буфере. В противном , мации в буфер накопителя и описанаслучае этот пакет передается довтор- ниже,но. Число повторных передач может При подаче напряжения питания набыть лимитировано и в случае истече- устройство срабатывает электромагнитния счетчика повторов может быть вы- ное реле 14 и линия связи подключаетдана диагностическая информация под ся на вход приемника 1. При появлеключенному к станции абоненту, нии в линии связи стартового нулевоВ состав функций сети включены про" го бита устанавливается триггер 5 ицедуры самодиагностики, заключающие- сигнал с его выхода разрешает в расся в том, что в сети периодически пределителе 7 работу счетчика 27.циркулируют диагностические пакеты. 45 Этот же сигнал поступает в узелЦель посылки пакетов - контроль цело как запрос на прерывание ЗПР 1,сообстности кольцевой линии связи, конт- щая управляющей программе о началероль наличия и состояния функциони- приема пакета информации по каналурующих в сети станций, связи. Информация с выхода приемникаПостоянная (перепрограммируемая) 5 О 1 поступает также на переключатель 2.память (ПЗУ) 11 и узел 12 в совокуп- В зависимости от состояния триггености составляют блок управления, ко- ра 9 переключатель 2 пропускает сигторый функционирует в соответствии налы с выхода приемника 1 на входс алгоритмом управляющей программы, передатчика 3 (режим "Транзит" ) илихранящейся в ПЗУ 11, и типом оборудос выхода регистра 4 сдвига на входвания абонента (пользователя), под- передатчика 3 (режим "Передача" ),ключенного к блоку 13. В частности, Распределитель 7 (фиг. 3) преднаэмогут быть использованы ПЗУ с ультра- начен для выработки тактирующих сигфиолИтовым стиранием емкостью 4 к байт налов всех узлов устройства, в том1298760 -числе и для питания тактового входа мкиропроцессора. Кварцованный генератор 26 имеет прямой и икверскьп выход основной частоты Р и Г (Г поступает на микропроцессор) и выход частоты Р/2, Делитель частоты синхронизации приемника на счетчике 27 начикает работать при поступлении на вход сброса нулевого сигнала и вырабатывает частоту Р/16 для синхрониза ции регистра 4.Делитель частоты синхронизации передатчика на счетчике 28 включается по команде. "Передача" с дешифратора 8, которая переключает триггер 9 в 5 состояние "Передача" и сигнал "Перед." на выходе счетчика 28 становится нулевым. С выхода счетчика 28 частота поступает на синхронизацию передачи регистра 4. 20Элементы НЕ 30, ИЛИ 31 и 32 и триггер 33 служат для организации программной синхронизации записи информации в регистр 4 для передачи с помощью сигналов "Готовность" и "Раз решение записи" (РЗП). Работа схемы иллюстрируется временной диаграммой на фиг. 4. При установлении режима11"Передача, программа организует свою, работу таким образом, чтобы после вы дачи байта информации на запись в регистр 4 командой РЗПД через 128+3 машинных такта выдать следующий байт информации. Тогда сигнал РЗПД появляется в середине положительного полу- периода частоты синхронизации передачи на выдаче последнего бита предьдущего байта. С выхода элемента ИЛИ 31 до окончания полупериода выдается нулевой уровень Готовность", который 40 переводит микропроцессор в состоякие ожидания. По окончании выдачи послед-. него бита уровень "Готовн,ц становится "1", а на триггер 33 вырабатывается строб записи РЗП длительностью Т 45 (период основной частоты Р) . Информация, установленная микропроцессором на шине данных, записывается в регистр 4 и с его выхода на передатчик 3 начинает выдаваться первый бит за писанного байта. Структура делителя частоты дяя блока 13 зависит от выбранного интер 7,фейса, Для варианта выхода на стык С 2 55 и ИРПС делитель на счетчике 29 должен вырабатывать пять частот, кГц: 153,6- 76,8-38,4-19,2-9,6 для работы, соответственно, на скоростях, бит/с: 69600-4800-2400-1200-600. При этом вУСАПП (БИСКР 580 ВВ 51 А) должен бытьзапрограммирован асинхронный режим1: 16.Накопитель 6 информации (фиг. 2)предназначен для приема последовательной информации от приемника 1,преобразования ее в параллельную форму, записи в буферную зону памяти 25по последовательным адресам и выдачипризнака конца пакета инФормации(сигнал "Конец пакета"). В качествебуферной эоны используется 256 байтобщей оперативной памяти 25. Последовательно-параллельным преобразователем является регистр 16. Синхронизация его осуществляется сигналом кСинхронизация приема из распределителя7 импульсов со счетчика 27. Приемочередного бита в регистр 16 происходит в середине длительности битаплюс/минус Т, что обеспечивает надеж"ный прием при несинхронной работетактовых генераторов принимающей ипередающей станций. Сказанное иллюстрируется временной диаграммой наФиг. 5,Счетчик 15 после приема последнего бита байта вырабатывает запрос на прямой доступ в память ЗЗХ и наращивает адрес буфера по входу счетчика 17. Сигнал разрешения прямого доступа РЗХ устанавливает в исходное состояние счетчик 15, открывает шинные формирователи 21 и 22, вырабатывает сигнал выборки памяти 25, который через элемент ИЛИ 23 поступает на вход выборки памяти 25. Этот же сигнал через элемент НЕ 18 поступает на вход триггера 19 который вырабатывает сигнал разрешения записи, который через элемент ИЛИ 24 поступает на вход разрешения записи памяти 25. Временная диаграмма процедуры записи байта по прямому доступу изображена фиг. 6.При поступлении из канала байта РР , который является признаком конца пакета, и при записи этого байта в память 25 вырабатывается сигнал "Конец пакета" с выхода элемента И 20, Этот сигнал сбрасывает триггер 5. Тем самым снимается запрос прерывания ЗПР 1, что сообщает микропроцессору о конце приема пакета и возможности выйти ка передачу собственной информации или транзитного пакета, оказавшегося в буфере памяти 25..Начальный адрес буфера памяти 25 принят равным УОО, который устанавливается в исходное состояние командой "Начало 1 Щ 11" с дешифратора 8,5Формула изобретения 1. Система для обмена информацией, содержащая М устройств цередачи и приема информации, каждое из которых 10 содержит приемник, переключатель, передатчик, распределитель импульсов, регистр сдвига, накопитель информации, дешифратор,.триггер приема и триггер передачи, причем выходы цри емников 1-го (1 = 1, М - 1) и 1-го устройств передачи и приема информации соединены соответственно с входами приемников (х+1)-го и первого устройств передачи и приема информа ции, а в каждом устройстве передачи и приема информации выход приемника подключен к первому информационному входу переключателя, выходом соединенного с входом передатчика, управ ляющий вход переключателя подключен к выходу триггера передачи, первыйо и второй выходы распределителя импульсов соединены соответственно с тактовыми входами приема и передачи 30 сдвигового регистра, о т ли ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения пропускной способности системы, в каждое устройство передачи и приема информации введены узел управления, постоянная память, элемент ИЛИ, блок регистров связи с абонентом и реле контроля напряжения питания, причем в. каждом устройстве передачи и приема информации обмотка реле конт-щ роля напряжения питания подключена к полюсам источника питания устройства передачи и приема информации, контакты реле контроля напряжения питания соединены соответственно с вхо дом приемника и выходом передатчика, информационный вход-выход узла управления подключен через шину данных к информационному входу регистра сдвига, информационному входу-выходу на копителя информации, выхоцу постоянной памяти и информационному входу- выходу блока регистров связи с абонентом, группы входов и выходов и информационных управляющих разРядов 55 которого являются входом-выходом устройства для подключения информационно-управляющего входа-выходы со" ответствующего абонента системы, а 60адресный вход - через адресную шину соединен с адресным выходом узла уп-. равления, адресными входами накопителя информации и постоянной памяти и информационным входом дешифратора, управляющий вход-выход узла управления соединен через управляющую шину с управляющими входами и выходом накопителя информации и блока регистров связи с абонентом, выходами триггера приема и элемента ИЛИ, третьим выходом распределителя импульсов и управляющим входом дешифратора, группа выходов которого подключена к входам выборки постоянной памяти и накопителя информации, установочному и сбросовому входам триггера передачи, первому входу режима работы распределителя импульсов и входу "Нача:ло прямого доступа" накопителя информации, информационный вход последовательного кода которого соединен с выходом приемника и установочным входом триггера приема, а тактовый вход и выход Конец пакета" соответственно с четвертым выходом распределителя импульсов,.входом сброса триггера приема, выходом подключенного к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом триггера передачи, второй и третий входы режима работы распределителя импульсов соединены соответственно с выходами триггера передачи и приема, выход регистра сдвига подключен к второму информационному входу переключа" теля.2. Система по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что накопитель информации содержит память, два шинных формирователя, два элемента ИЛИ, регистр сдвига, элемент И, счетчик бит, счетчик адреса, триггер и элемент НЕ, причем выход регистра сдвига соединен с информационными входами элемента И и первого шинного формирователя, информационный вход-выход памяти соединен с выходом первого шинного формирователя и информационным входом-выходом накопителя информации, адресный вход памяти соединен с адресным входом накопителя информации и выходом второго шинного Формирователя, информационным входом подключенного к выходу счетчика адреса, счетный вход которого соединен с выходом счетчика бит, а установочный вход - с входом "Начало прямого доступа" накопителя информации, входы выборки и записи/А 14 А 13 А 15 Выбор ПЗУРезервРезервВыбор ОЗУ Передача(РЗПД) Разрешениетранзита чтения памяти подключены соответственно к выходам первого и второгоэлементов ИЛИ, первые входы которыхсоединены соответственно с входомвыборки накопителя информации и выходом триггера, информационный входи синхровход которого подключены.соответственно к выходу элемента НЕи тактовому входу накопителя информации, информационный вход последова 1тельного кода регистра сдвига является информационным входом накопителяинформации, а. тактовый вход соединенс тактовым входом накопителя информации и тактовым входом счетчика бит,установочный вход которого соединенс вторым входом первого элемента ИЛИ,управляющими входами первого и второго шинных формирователей и элементаИ, входом элемента НЕ и первым управляющим входом, накопителя информации,выход счетчика бит и второй вход второго элемента ИЛИ соединены с управляющим выходом и вторым управляющимвходом накопителя информации. 3. Система пои. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что распределитель 1 Оимпульсов устройства передачи и приема информации содержит генератор импульсов, два счетчика, триггер, дваэлемента ИЛИ и элемент НЕ, причем 5 первые входы элементов ИЛИ соединеныс первым входом режима работы распределителя импульсов, а вылоды - соответственно с третьим выходом распре)делителя импульсов и счетным входом 0 триггера, выход которого являетсяпервым выходом распределителя импульсов, выход основной частоты генератора импульсов подключен к счетномувходу первого счетчика, выход и уста новочный вход которого являются соответственно четвертым выходом и третьим входом режима работы распределителя импульсов, выход половинной частоты генератора импульсов соединен с 20 входом сброса триггера и счетным входом второго счетчика, установочнымвходом подключенного к второму входурежима работы распределителя импульсов, а выходом - к второму выходу 2 распределителя импульсов, второмувходу второго элемента ИЛИ и черезэлемент НЕ к второму входу первогоэлемента ИЛИ, 1 2987 60 вТаблица 2ЗПР 1Нет приема (канал свободен)Установлен режим "Транзит или "Передача"Идет прием информации из канала, установлен режим "Передача"0Идет прием информации, установлен режим "Транзит"Запрещенное состояние12987602ХР 7 йепжюй мриггрри дпраФ Моим регистр Ф "Ф юРиаю12987 бО 1тараннь байрон ариею анния счетчина Ю Йаб Начало работы поподаче питания 8 ыход по овключенинУ питаниЯФиг 7