Устройство автовыбора пакета сигналов

(51)5 0 06 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТОПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ИДЕТЕЛЬСТ АВТОРСКОМ вычислитель г 1( МФ со 11 з 1 оп е Ве 1 зузтегп 2,МЗ,р.631 -(57) Изобретение отвычислительной техпользовано в локальвычислительных сет ТОВЫБОРА ПАК носитсянике иныхи иях, Цель автоматике и жет быть ис- формационнозобретения -Фее Фа юаий 4 О(71) Институт электроникиной техники АН ЛатвССР(56) Патент ЕРА М 0110390кл, Н 04 1 11/16, 1984,А.АЬЬапезе - Яраг пем- ачо 1 бапсе сегс1 з, - Ттесйпса .оигпа 1, 1983, ч.638. уменьшение времени автовыбора пакета и повышение эффективности использования линий связи независимо от их длины. Устройство автовыбора пакетов сигналов содержит блоки 1 интерфейсов абонентов, линии 10 и 11 связи и блок 12 коммутации пакета, Блок 1 содержит генератор 2 импульсов, параллельно-последовательный преобразователь 3, элемент ИЛИ 4, передатчик 5. последовательно-параллельный преобразователь 6, приемник 7 и формирователь 8 импульсов, Обслуживание пакетов в блоке 12 в случае их одновременного поступления или наличия очереди пакетов к блоку 12 осуществляется согласно приоритетам. Абоненты при возникновении конфликта прекращают передачу информации и ф начинают передачу вспомогательных сигналов до освобождения среды передачи дан- (Л ных. 3 ил. С:Изобретение относится к автоматике ивычислительной технике и предназначенодля использования в локальных сетях передачи данных и информационно-вычислительных сетях с случайным доступомабонентов в активную широковещательнуюсреду передачи данных.Целью изобретения является уменьшение времени автовыбора пакета и повышение эффективности использования линийсвязи независимо от их длин,На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - пространственно-временные диаграммы работыустройства; на фиг, 3 - пример примененияустройства для четырех абонентов,Устройствоавтовыбора пакета сигналов содержит 1 блоков 1 интерфейсов абонентов, состоящих из генератора 2импульсов, параллельно-последовательного преобразователя 3, элемента ИЛИ 4, передатчика 5, последовательно-параллельного преобразователя б, приемника 7,формирователя 8 импульса и элемента И 9,линий 10 и 11 связи, и блок 12 коммутациипакетов,Алгоритм работы устройства заключается в следующем.Абоненты А, В, С, О расположены соответственно на разных расстоянияхд, Ев,с,о в пространстве по отношению к центральному узлу Р с портами Ед, Ев, Ес и Еопакетов сигналов (фиг, 3), Число портов Евыбирается равным числу абонентов.Каждый из абонентов А, В, С, О можетодновременно передавать и принимать пакеты сигналов из активной широковещательной среды передачи (на фиг, 3 показанапунктиром).Согласно фиг, 2 показан принцип реализации способа в координатах пространства- для пространственного расположения абонентов А, В, С, О на соответствующих расстояниях Ед, в, с, Ео от узла Г ивремени 1 - для временного развития процессов при реализации способа показан нафиг, 2, Расстоянияд,в, Ес, Ы прямо пропорционально связям с временем распространения пакета сигналов от соответствующих абонентов А, В, С. О до узла Р; времяраспространения пакета Р сигналов от абонента, например А, до узла Е двойное; пакетР состоит иэ информационных сигналов Ми вспомогательных сигналов Й, например,сигналов синхронизации,На диаграмме фиг. 2 основные действияабонентов иллюстрируются при начале передачи пакетов сигналов абонентами А, С,О, в соответствующие моменты времени т 1,и, ы, 112(фиг. 2); абонент В пассивен, состояния сформированных сигналов приоритетав узле Г портов приема Ед, Ев, Ес, Ео(фиг,3) показаны в виде числовой таблицы состояний портов, каждая цифра которой отража 5 ет номер приоритета порта: 1 - первый, 2 -второй и т.д, Числовые таблицы даны длякаждой фазы автовыбора пакета сигналсв,начинающейся в моменты времени 1 з, г 7, 11 о,11 з,115, на каждой таблице в кружке показан10 абонент, пакет которого автоматически выбран в данной фазе: для 1 з - абонент А, дляи - абонент С и т,д. Предполагается, чтовыбор пакета сигналов в центральном узлеГ происходит мгновенно, нормированная15 скорость распространения пакета сигналовЬ Лтвсреде -/ - = 2,длительностьпередачипакета Р больше 2 гмакс, где тмакс - максимальное время распространения пакета20 сигналов от абонента до узла Г (для абонентов А и О выбрано 2 Ъкс), обнаружение або-нентом чужой передачи в соответствующиемоменты времени: т 4, 112, т 14 - для абонентаС; т 5, ь - для абонента О; т 9, 11 - для або 25 нента А или освобождения среды Я (отсутствие других сигналов) после истечения,например, для абонента А в момент 15 илидля абонента О в момент 111, происходитмгновенно. Задание (формирование) сигна 30 лов приоритета портов в узле Г в моменты1 з, О 7, т 1 о, т 1 з, тю также рассматриваетсямгновенным (фиг. 2),Распространение пакетов Р сигналов всреде характеризуется пространственно 35 временным следом, который отображаетсятонкими линиями на фиг, 3, проходящими вкоординатах , т в соответствии с нормированной скоростью распространения40 - / - = 2, В случае успешного выбораЫ Ьпакета сигналов в узле Г след проходит через линию Г, например, след пакета сигналов абонента А в момент 1 з, Если пакет невыбран, то след только доходит до линии45 узла Е, например, след абонента О в момент112, Для простоты находят следы только начала и окончания пакетов Р, однако очевидно, что каждый сигнал пакета Р распространяется аналогичным образом в среде и 50 ему соответствует след в пространстве координат 1.,.Абоненты А и О одновременно в моментт 1, а абонент С в момент 12 начинают передавать пакет сигналов, состоящий из вспо могательных й и информационных Мсигналов на центральный узел Р выбора пакетов сигналов. Абоненты А, С и О проверяют наличие сигналов в среде, При приеме пакетов в центральном узле Г производятвыбор (селекцию) пакетов сигналов Р, поступивших на узел Е от абонентов А и О первыми, по сравнению с пакетом абонента С, что очевидно из сопоставления следов начала пакетов Р сигналов абонентов А, О и С. Поскольку пакет сигналов абонентов А и О поступили одновременно на линии Е, следы А и О совпали в момент 1 з, то в узле Е производится их выбор (селекция) в соответствии с заданными (сформированными) до приема сигналами приоритета для портов Ед=1, Ео=4. В результате этого в узле Е в момент 1 з производится выбор пакета сигналов от абонента А, поскольку для порта Ед был сформулирован первый (более ранний по очередности) приоритет по отношению к минимальному приоритету порта Ер (четвертому по очередности из четырех абонентов),Выбранный вузле Е пакетсигналовабонента А передается всем другим абонентам, кроме передавшего пакет сигналов абонента А. Все передавшие пакеты сигналов абоненты А, С и О проверяют наличие пакетов сигналов от других абонентов в широковещательной среде Я (фиг. 1), в результате чего абоненты С и О обнаруживают пакет сигналов абонента А в моменты времени 14 и т 5 (фиг, 2), соответственно, прекращают передавать информационные М сигналы и передают вспомогательные Й сигналы, При этом с момента 1 э выбора пакета сигналов абонента А в узле Е пакеты сигналов всех других абонентов С и О не проходят через узел Е и только действуют на входах портов Ес и Ео, что характеризуется соответствующими следами пакетов Р(фиг, 2).Абонент А не обнаруживает пакетов сигналов в течение передачи. собственного пакета сигналов (длительностью большего 2 т в момент с 5 пунктир возможных следов сигналов абонента О) и успешно заканчивает передачу.В момент 16 абонент А начинает передавать новый пакет сигналов, и в момент т 7 в узле Е производится задание (формирование) сигнала минимального приоритета для порта Ео=4. Задание (формирование) производится до приема информационных М сигналов пакетов Р других абонентов С и О в момент окончания действия сигналов передаваемого абонентам пакета в узле Е.В момент о 7 происходит пересечение следа окончания пакета Р переданного абонентом А с линией Е(фиг. 2),Поскольку на входах портов Ес и Ео узла Е с моментов 11 и т 2 (фиг, 2) продолжали действовать вспомогательные сигналы Й от абонентов С и О, то в момент ц производится их селекция по отношению к пакету сигналов абонента А, поступившему в узел Епозже. что характеризуется следом пакетаабонента А на фиг. 2, В соответствии с при 5 оритетом порта Ес=2, сформированным вмомент к 7 по отношению к минимальномуприоритету Ед"4, в узле Е выбирается пакетсигналов абонента С, а не абонента О, сигналы которого поступали на порт Ео=3. т.е,10 порт с меньшим приоритетом,Выбор пакета абонента С происходит врезультате совокупности операций над сиг.налами пакета в узле Е и абонента С. Поскольку в соответствии со способом с15 момента с 4 абонент С передавал тольковспомогательные сигналы Й, то в узле Е вмомент т 7 эти сигналы будут выбраны и начнут передаваться всем абонентам кройе С,который в момент тв обнаружит освобожде 20 ние среды Я (отсутствие чужих сигналов) и сэтого момента произведет повторную по отношению к моменту т 2 передачу пакета сигналов Р в виде вспомогательных М сигналови информационных М сигналов. При этом вид 25 но, что конкретная реализация передачи пакетаР заключается фактически в продолжениипередачи вспомогательных сигналов М домомента В и передачи информационныхсигналов М с момента т 9, Абоненты А и О в30 момент т 9 обнаруживают пакет сигналовабонента С в среде Я,Абонент А прекратит передачу информационных М и начнет передачу вспомогательных й сигналов, а абонент О продолжит35 передачу вспомогательных й сигналов,Аналогично указанному в моменты с 1 о,112, 115 будет произведен выбор пакетов сигналов от абонента О(Ео=1), абонентыА(Ед=1) и С(Ес=2), Таким образом, будет на 40 чат автоматический выбор пакета сигналовв порту приема с наибольшим сигналомприоритета, установленным в соответствиис сигналами приоритета для всех портов поотношению к заданному (сформированно 45 му) сигналу минимального приоритета дляпорта ранее выбранного пакета сигналовабонента А,Начало передачи абонентами пакетовсигналов может производиться в любые слу 50 чайные моменты времени т 1, т 2, еб, 112, приэтом полностью исключается возможностьконфликтов, поскольку всегда выбираетсяодин из пакетов сигналов, Время автовыбора пакета сигналов не превышает величину55 2 гмакс(передача абонентом А в момент т 1) вслучаях, когда до момента передачи пакетасигналов от абонента, например, от А, передачи других абонентов отсутствовали (малый трафик), В случаях высокого трафика, 170056310 когда передают все или почти все абоненты, время выбора пакета в худшем случае не превышает суммы времен передачи пакетов сигналов всех передающих абонентов плюс удвоенное время распространения (2 смаке пакета сигналов от самого удаленного абонента, например А, до узла Г (фиг, 2), При этом гарантируется максимальное время автоматического выбора пакета сигналов для каждого абонента,Устройство работает следующим образом,В исходном состоянии на информационном входе преобразователя 3 и на выходе преобразователя 6 сигналы отсутствуют. Стробирование импульсами с генератора 2 преобразователя 3 кодов не приводит к появлению на его выходе сигналов, поскольку на его входе нулевой код, На выходах передатчика 5 и приемника 7 сигналы также отсутствуют, в результате на выходе формирователя 8 сигнал логического "0", В исходном состоянии в линиях 10 и 11 связи передача пакетов сигналов отсутствует,При наличии пакета Р сигналов (фиг. 2) каждый абонент подает на информационный вход параллельно-последовательного преобразователя слово параллельного кода из пакета(моменты т, 1 г абонентов А, О и С) и выставляет сигнал запроса передачи в виде логической "1" по третьему входу элемента И 9, Период подачи слов на информационный вход преобразователя 3 должен быть меньшим или равным времени преобразования, с тем чтобы преобразование слов параллельного кода в последовательный происходило непрерывно,Стробимпульсы с выхода генератора 2 стробируют преобразователь 3, и, в случае сигнала логического "0" на его входе блокировки.с выхода формирователя 8, последовательный код с выхода преобразователя 3 поступает через элемент ИЛИ 4 и передатчик 5 в линию 10 связи с информационным входом блока 12 коммутации пакета.В момент тз (фиг, 2) с линии 10 связи интерфейса 1 абонентов А и О на информационные входы блока 12 поступают через время распространения 1 з - 1 пакеты сигналов,Поскольку при этом в блоке 12 коммутации пакетов сигналов были сформированы сигналы приоритета информационных входов в соответствии с заданной таблицей для портов Ед, Ец, Ес, Ео (фиг, 2), то в нем коммутируется пакет сигналов, поступивший через блок 1 и линию 10 от абонента 1 по информационному входу, соответствующему порту Е " с приоритетом Ео=1. Комму 15 20 25 30 35 40 45 50 55 тация пакета сигналов от интерфейса 1 абонента А производится на все выходы блока 12 кроме выхода, который посредством линии 11 связи соединен с блоком 1 абонента А, В результате через все остальные линии 11 связи скоммутированный пакет сигналов передается на блоки 1 всех других абонентов.Поскольку в линии 11 блока 1 абонента А в течение всей длительности передачи пакета сигналов т -1 распространения сигналов по линиям 10 и 11 связи другие сигналы отсутствуют, то на выходе приемника 7 и формирователя 8 - сигнал логического "0", сигнализирующий абоненту А с выхода блока 1 (выход формирователя 8) об успешной передаче пакета сигналов, автоматически выбранного для широковещания,В моменты 1 З и т 4 через время распространения та - тз для блока 1 абонента С и Ь - 1 з - для интерфейса 1 абонента О соответственно по линии 11 связи приемник 7 каждого из блоков 1 интерфейсов начнет принимать пакет сигналов, переданный с соответствующих выходов блока 12. Пакет сигналов поступит с выхода приемника 7 на последовательно-параллельный преобразователь 6 и формирователь 8 импульса, На выходе преобразователя 6 формируется параллельный код, который с информационного выхода блока 1 поступает к абоненту,Формирователь 8 запускается от первого сигнала пакета, поступившего с выхода приемника 7 и формирует импульс, длительность которого больше длительности пакета на выходе приемника 7, Импульс с выхода формирователя 8 поступает на выход блока 1, сигнализируя абонентам В, С и О о наличии посторонних сигналов в линии 11 связи во время передачи или пакетов сигналов через блок 1 интерфейса по линии 10 связи, и блокирует работу параллельно-последовательного преобоазователя 3 по входу блокировки.Сигнал с выхода формирователя 8 подается также на вход элемента И 9 и разрешает вместе с сигналом запроса передачи от абонентов О и С на другом входе элемента И 9 передачу тактовых сигналов генератора 2 через элемент ИЛИ 4 и передатчик 5 в линию 10, Таким образом, при обнаружении в линии 11 других сигналов абоненты С и Р прекращают передачу информационных М сигналов в моменты т 4 и Ю (фиг. 2) и начинают передачу вспомогательных М сигналов пакета в виде тактовых сигналов генератора 2,Коммутация в блоке 12 сигналов пакета,передаваемого по линии 10 связи с блока 1 интерфейса абонента А, прекращается в момент 17(фиг, 2) окончания пакета Р, причем в этот момент в блоке 12 формируется сигнал минимального приоритета для селекции соответствующего информационного входа ЕА блока 12 и по отношению к нему форми руются сигналы остальных информационных входов (фиг. 2), После этого вновь производится коммутация вспомогательных сигналов М пакета, поступающих по линии 10 связи от блока 1 интерфейса 10 , абонента С, в соответствии с селекцирующим сигналом наибольшего приоритета для управления информационным входом Ес=2, сформированным в блоке 12, Более высокий приоритет входа Ев=1 не принимается во 15 внимание, так как абонент В пассивен, т,е. через соответствующий блок 1 по линии 10 связи на информационный вход Ев блока 12 пакет сигналов не поступает, хотя скоммутированный в блоке 12 пакет сигналов с 20 входа Ес будет передан по всем другим линиям 11 связи и будет приниматься приемником 7 блока 1 абонента В.В момент 1 в приемник 7 блока 1 интерфейса абонента С прекращает принимать 25 сигналы, приходящие по линии 11 связи от блока 12, формирователь 8 с некоторой задержкой прекращает формировать импульс блокировки параллельно-последовательного преобразователя 3, Отсутствие этого им пульса на управляющем выходе блока 1 интерфейса абонента С сИгнализирует о воэможности повторной передачи пакета сигналов через блок 1 интерфейса абонента С. Задержку прекращения формирования 35 импульса формирователем 8 выбирают большей времени переходящих процессов в блоке 12 коммутации при формировании сигналов приоритетов и коммутации вспомогательных сигналов пакета. сигналов, 40В момент т 9 приемник 7 блоков 1 интерфейсов абонентов А и О продолжает принимать сигналы абонента С, с учетом времени распространения т 9 - т 7 по линии 11 связи свыхода блока 12. Импульс с выхода форми рователя 8 продолжает блокировать преобразователь 3 и, поступая на управляющий выход блока 1 интерфейса абонентов А и О, сигнализирует о необходимости прекратить50 передачу информационных сигналов М абонентом А и передавать вспомогательные сигналы И, а абоненту О - продолжать передачу вспомогательных сигналов М,Работа устройства в моменты 11 о, т 1 з, (15 аналогична вышерассмотренному.Формула изобретения Устройство автовыбора пакетов сигналов, содержащее блок коммутации пакета и 1 блоков интерфейсов абонентов, каждый из которых содержит передатчик и приемник сигналов, выход а-го передатчика сигналов .соединен с а-м информационным входом блока коммутации пакета,. а-й информационный выход которого соединен с информационным входом а-го приемника сигналов, где а=1,К отл и ча ю щ ее с я тем, что, с целью уменьшения времени автовыбора пакета и повышения эффективности использования линий связи независимо от их длин, в каждый блок интерфейса абонента введены параллельно-последовательный и последовательно-параллельный преобразователи, формирователь импульса, генератор импульсов и элементы И и ИЛИ, выход приемника сигналов соединен с входом формирователя импульсов и информационным входом последовательно-параллельного преобразователя, выход которого является информационным выходом блока интерфейса абонента, информационный вход которого соединен с информационным входом параллельно-последовательного преобразователя, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с информационным входом передатчика сигналов, выход элемента И соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход генератора импульсов соединен с первым входом элемента И и входом тактирования параллельно-последовательного преобразователя, выход формирователя импульса соединен с вторым входом элемента И, входом блокировки параллельно-последовательного преобразователя и выходом готовности информации блока интерфейса абонента, вход разрешения передачи информации которого соединен с третьим входом элемента И,1700563 Корректор Э.Лончаков едактор О.Хрипт оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 Заказ 4468 ВНИИПИ оставитель В,Городинехред М.Моргентал Тираж Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытиям при 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5