Устройство управления доступом к общему каналу связи

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАВИСТИЧЕСНИХ ЮУБЛИН 4 Я 9/О(5 ИСАН ЗОБРЕТЕНИ СТВ АВТОРСКОМУ С ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР00 ДЕВАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Московский институт электронного машиностроения(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДОСТУПОМК ОБЩЕМУ КАНАЛУ СВЯЗИ(57) Изобретение относится к техниксвязи. Цель изобретения - повышениебыстродействия путем уменьшениявремени разрешения конфликтов, Устройство содержит. блок 1 интерфейса,передающий буферный блок 2, сдвиговый регистр 3 передачи, кодер 4,передатчик 5, приемник 6, декодер сдвиговый регистр 8 приема, приемныйбуферный блок 9, детектор 10 столкновений, блок 11 управления, тактовый г-р 12, четыре счетчика 13, 17,20, 33, дешифратор адреса 14, регистр адреса 15, г-р импульсов 16,регистр 18, коммутатор 19, четыреодновибратора 21, 23, 24, 34, тритриггера 22, 27, 35, три эл-та И 25,26, 29, инвертор 28, три эл-а ИЛИ30-32, формирователь 36 короткихимпульсов и линию связи 37. Еслипризнак успешной передачи с триггера 35 не поступает, то это означает,что в линии 37 идет розыгрыш",Уст-во не получает право на.передачу Едо тех пор, пока не выявлено единственное устр-во, получающее право на фРпередачу, Таким образом число участ- Сников "розыгрыша" ограничено, чтоведет к уменьшению времени разреше- фния конфликта. 2 ил.Изобретение относится к техникесвязи и может быть использовано приорганизации систем связи и вычислительных систем с общим каналом связи, систем, телеметрии и телеуправления,Цель изобретения - повышениебыстродействия путем уменьшениявремени разрешения конфликтов,На фиг, 1 приведена структурная10схема устройства управления доступомк общему каналу связи; на фиг. 2алгоритм работы устройства.Устройство управления доступом15к общему каналу связи (Фиг. 1) содержит блок 1 интерфейса, передающийбуферный блок 2, сдвиговый регистр 3передачи, кодер 4, передатчик 5,приемник 6, декодер 7, сдвиговыйрегистр 8 приема, приемный буферныйблок 9, детектор 10 столкновений,блок 11 управления, тактовый генератор 12, первый счетчик 13, дешифратор адреса 14, регистр адреса 15,генератор импульсов 16, второй счетчик 17, регистр 18, коммутатор 19,третий счетчик 20, первый одновибратор 21, первый триггер 22, второйодновибратор 23, третий одновибратор24, первый элемент И 25, второй элемент И 26, второй триггер 27, инвер.тор 28, третий элемент И 29, первыйэлемент ИЛИ 30, второй элемент ИЛИ31, третий элемент ИЛИ 32, четвертый счетчик 33, четвертый одновибратор 34, третий триггер 35, формирователь 36 коротких импульсов и линиюсвязи 37,Устройство работает следующимобразом. Блок 1 интерфейса формирует данные, которые необходимо передать в линию связи, и в параллельной форме передает их в передающий буферный блок 2. Данные из передающего буФерного блока 2 в параллельной форме записываются в сдвиговый регистр 3 передачи. Импульсы тактового генератора 12 поступают на вход сдвига сдвигового регистра 3 и на его выходе формируются данные в последовательном коде, поступающие на первый вход кодера 4, на третий вход которого поступают импульсы тактового генератора 12.С выхода кодера 4 данные в менчестерском коде поступают на передатчик 5 и передаются в линию связи 37.На вход блока 11 управления, осуществляющего согласование работы блоков устройства с выхода детектора 10 столкновений, поступает сигнал о наличии столкновения в том случае, если переданные в линию связи 37 и принятые данные не совпадают.При включении питания запускается первый одновибратор 21. Если к моменту окончания интервала времени, задаваемого данным импульсом, не появится сигнал занятости линии связи 37, то задним фронтом импульса будет установлен первый триггер 22. Выходной сигнал первого триггера 22 устанавливает в исходное состояние третий и четвертый счетчики 20 и 33, а через первый элемент ИЛИ 30 формирует сигнал, разрешающий передачу данных. При наличии данного сигнала, а также требований блока 1 интерфейса о передаче данных, наличии данных в передающем буферном блоке 2 и отсутствии занятости линии связи 37 блок 11 управления разрешает работу кодера 4 и сдвигового регистра 3. Сигнал разрешения снимается при пос- туплении с детектора 10 столкновений сигнала о наличии столкновений в линии связи 37, при этом первый одновибратор 21 сброшен и сигнал с первого триггера 22 отсутствует.Повторный запуск первого одновибратора 21 происходит при снятии сигнала занятости канала. Таким образом, первый одновибратор 21 и первый триггер 22 образуют таймер, который позволяет Фиксировать интервалы молчания канала, если они превышают заданную величину. При одновременном поступлении сигналов занятости канала от нескольких устройств, подключенных к линии связи 37, возникает конфликтная ситуация. В этом случае при передаче информации в линию связи 37 через второй элемент И 26 устанавливается второй триггер 27, сигнал которого свидетельствует о том, что устройство вступило в конфликт и ему следует принять участие в "розыгрыше" права на занятие линии связи 37.нРозыгрыш" представляет собой децентрализованную процедуру случайного выбора устройства, получающего право на передачу информации. Сигналс выхода первого элемента ИЛИ 30,поступает на блок 11 управления, разрешая передачу информации. Данныйсигнал устанавливается в результатерозыгрыша , а также при установке 5первого триггера 22 или при наличиисигнала успешной передачи. Сигнал оналичии успешной передачи кадра информации формируется с помощью четвертого одновибратора 34, третьего 10триггера 35 и формирователя 36, Длятого, чтобы отличить успешно переданный кадр информации от кадров, искаженных при столкновениях, минимальная длина кадра выбирается так, чтобы время передачи кадра информациипревышало длительность ситуациистолкновения,Четвертый одновибратор 34 запускается при появлении сигнала занятости канала с выхода декодера 7,при этом формирователь 36 по переднему фронту сигнала вырабатываеткороткий импульс, устанавливающий висходное состояние третий триггер 35.Длительность импульса четвертого одновибратора 34 выбрана большей, чемдлительность ситуации столкновенияв канале, но меньшей, чем длительность передачи минимально возможного кадра, поэтому если в моментокончания импульса четвертого одновибратора сигнал с выхода декодера.7будет присутствовать, то третий. триггер 35 будет установлен в единичное состояние, т,е, появитсясигнал о наличии успешной передачи.Если же признак успешной передачи свыхода третьего триггера 35 не поступит, то это будет означать, чтов линии связи 37 идет "розыгрыш" иустройство не получит права на передачу до тех пору пока 1 розыгрыш 11 небудет завершен, пока не будет выявлено единственное устройство (из под ключенных к линии связи 37), получающее право на передачу информации.Таким образом, число участников розыгрыша" ограничено и не увеличивается за счет устройств, не 50юпринимающих участия в исходном столкновении, что уменьшает время разрещения конфликта.Если же данное устройства сталоучастником конфликта и принимает 55участие в "розыгрыше", то начинаетсяпроцедура сравнения случайных чисел1устройств, участвующих в розыгрыще",. Сравнение чисел ведется методомпроб и ошибок независимо каждым устройством, подключенным к линии связи 37.Случайное двоичное число вырабатывается генератором импульсов 16 ивторым счетчиком 17 и записываетсяв регистр 18 по сигналу требованияпередачи, поступающего с передающего буферного блока 2, Анализ случайного числа происходит по одному разряду на шаг, Шаг - это промежутоквремени, в течение которого устройство может достоверно определитьситуацию в линии связи 37. Длительность шага сравнения зависит оттого, возник конфликт или бып зафиксирован интервал молчания при анализе очередного разряда случайногочисла. Поразрядный анализ соответ -ствует выбору одного числа из группы чисел на заданном отрезке методомделения отрезка пополам, При этомединица в проверяемом разряде приводит к выработке сигнала разрешенияпередачи с выхода первого элементаИЛИ 30. Номерпроверяемого разрядаопределяется числом, записанным втретьем счетчике 20 и поступающимна входы управления коммутатора 19,при этом на его выход поступает выбранный разряд регистра 18. Если приданном единичном сигнале разрешенияпередачи устройство без конфликтапередает информацию в линию связи,то будет установлен третий триггер35, Формирующий признак успешнойпередачи, "розыгрыш" будет завершен,третий и четвертый счетчики 20 и 33сброшены,Если же при передаче информациибудет зафиксировано столкновение, точерез второй элемент И 26 будетустановлен второй триггер 27, а через третий элемент ИЛИ 32 на единицу увеличится содержимое третьегосчетчика 20, что позволит провестианализ следующего разряда случайногочисла,Если при анализе очередного разряда сигнал разрешения передачи невырабатывается, а в линии связи 37при этом Фиксируется наличие передачи другого устройства, то устройствовыбывает из "розыгрыша" и переходитв режим ожидания сигнала с третьеготриггера 35. Ситуация наличия передачидругого устройства в линии связи 375 1290.56 определяется по отсутствию сигнала о собственной передаче на входе инвертора 28 и наличию сигнала занятости на входе третьего элемента И 29, в результате чего устанавливается в нулевое состояние второй триггер 27, а через второй элемент ИЛИ 31 в нулевое состояние устанавливаются третий и четвертый счетчики 20 и 33.Возможно, что при очередном анализе разряда ни одно из устройств, подключенных к линии связи 37 и участвующих врозыгрыше, не получит права на передачу сообщения. В этом случае наступает интервал молчания. Этот интервал фиксируется третьим одновибратором 24. Длительность интервала молчания определяется вторым одновибратором 23, который запускается по сигналу о снятии занятости 20 линии связи 37 и наличии сигнала требования передачи, Длительность элементарного интервала молчания выбрана такой, чтобы гарантировать достоверные определения ситуации, 25 когда ни одно устройство не получило права на передачу (т.е. не меньше -удвоенного времени распространения сигнала между двумя наиболее удаленными устройствами), Третий одновибратор 24 запускается по окончании импульса с второго одновибратора 23. Выходной сигнал третьего одновибратора 24 через первый элемент И 25 приводит к прибавлению единицы в третьем счетчике 20 и тем самым обеспечивает анализ очередного разряда случайного числа.Возможна ситуация, когда выбранные случайные числа у устройств, 40 участвующих в розыгрыше", окажутся одинаковыми. В этом случае через число шагов, равное разрядности двоичного случайного числа, розыгрыш не будет завершен успешной передачей 45 и единичный сигнал на выходе старшего разряда третьего счетчика 20 поступит на четвертый счетчик 33, фиксирующий число попыток занять линию связи 37, т,е. число "розыгрышеи , 50 в которых принимало участие данное устройство. Кроме того, данный сигнал производит запись нового случайного числа в регистр 18 и процедура "розыгрьппа повторяется,. Когда,несколькорозыгрышей подряд не приводят к разрешению конфликта, на выходе старшего разряда четвертого счетчика 33 формируется сигнал, свидетельству 9Оющий о том, что либо аппаратура вышла из строя, либо нагрузка на систему чрезвычайно велика, 1 ервый одновибратор 21 и первый триггер 22 обеспечивают возможность передачи информации в случае, когда устройство, получившее право на передачу информации в процессе розыгрьппа, вышло из строя. Остальные устройства, подключенные к линии связи 37 и не участвующие или выбывшие из "розыгрыша", находятся в режиме ожидания сигнала об успешной передаче. В этом случае данный сигнал формируется первым триггером 22Формула изобретенияУстройство управления доступом к общему каналу связи, содержащее последовательно соединенные блок интерфейса, передающий буферный блок, сдвиговый регистр передачи, кодер ипередатчик, выход которого соединен с линией связи и входом приемника, выход которого подключен к последовательно соединенным декодеру, сдвиговому регистру приема и приемному буферному блоку, выход которого соединен с первым входом блока интерфейса, второй выход которого подключен к первому входу блока управления, второй вход которого соединен с вторым выходом передающего буферного блока, второй вход которого подключен к первому выходу блока управления, второй выход которого подключен к вторым входам кодера и сдвигового регистра передачи, третий вход которого соединен с третьим входом кодера и выходом тактового генератора, причем выходы сдвигового регистра приема соединены с соответствующими входами дешифратора адреса, выход которого соединен с вторым входом приемного буферного блока и первым входом регистра адреса, выход которого соединен с третьим входом приемного буферного блока, четвертый вход которого соединен с выходом сдвигового регистра приема и входом первого счетчика, выход которого подключен к второму входу регистра адреса, а второи выход декодера соединен с третьим входом блока управления, четвертый вход которого подключен к выходу детектора столкновений, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом при1290569 Тира каз 7918 Подписное Произв,-полигр, пр-тие, г. Уагород Проектная, 4 емника и входом передатчика, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия путем 1уменьшения времени разрешения конфликтов, введены последовательно сое диненные генератор импульсов, второй счетчик, регистр, коммутатор и первый элемент ИЛИ, выход которого сое-, динен с пятым входом блока управления, третий вход которого подключен10 к входам первого и четвертого одновибраторов, формирователя коротких импульсов, первым входам второго одновибратора первого триггера треЭ У15 тьего одновибратора, третьего элемента И и третьего триггера, второй и третийвходы которого соединены соответственно с выходами четвертого одновибратора и формирователя корот 20 ких импульсов, а выход третьего триггера подключен к первому входу второго элемента ИЛИ и второму входу пер" вого элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с выходом первого триг гера и вторым входом второго элемента ИЛИ, третий вход которого подключен к первому входу второго триггера и выходу третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом инвертора, вход которого объединен с первым входом второго элемента И и подключен к второму выходу блока управления, второй вход которого соединен с вторым входом второго одновибратора и первым управляющимвходом регистра, второй управляющийвход которого подключен к первомувыходу третьего счетчика и первомувходу четвертого счетчика, второйвход которого соединен с выходомвторого элемента ИЛИ и первым входомтретьего счетчика, второй вход которого подключен к выходу третьегоэлемента ИЛИ, первый вход которогосоединен с выходом второго элементаИ и вторым входом второго триггера,выход которого подключен к первомувходу первого элемента И, второйвход которого соединен с выходомтретьего одновибратора и третьим входом второго одновибратора, выходкоторого соединен с вторым входомтретьего одновибратора, причем выходпервого одновибратора подключен квторому входу первого триггера, авыход первого элемента И соединен свторым входом третьего элемента ИЛИ,причем вторые выходы третьего счетчика соединены с управляющими входа-.ми коммутатора, а выход четвертогосчетчика подключен к второму входублока интерфейса, причем второйвход второго элемента И подключен квыходу детектора столкновений.