Система для обмена информацией

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть испольПитаиие зовано в распределенных вычислительных системах и сетях ЭВМ кольцевой структуры. Целью изобретения является повышение пропускной способности системы. Устройство содержит накопитель 6 информации, приемник 1, передатчик 3, переключатель 2,.регистр 4 сдвига. Триггер 5 приема и триггер 9 передачи, распределитель 7 импульсов и дешифратор 8. В каждое устройство передачи и приема информации введены узел 12 управления, постоянная память 11, блок 13 регистров связи с абонентом, элемент ИЛИ 10 и реле 14 контроля напряжения питания. 2 з.п. ф-лы, 10 ил, 2 табл. ьо со 00 Oi о

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (дц 4 G 06 F 13/14

ВСГroy„ ðù, 13,. ц

3Щ.Д1;,;,ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3978872/24-24 (22) 18. 11,85 (46) 23.03.87. Бюл. - 11 (71) Государственный проектно-конструкторский институт автоматизирован- ных систем управления (72) А.Б.Волков, Ю.И.Гагаев .и С.Д.Коровкин (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 980087, кл. G 06 F 3/04, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Р 1043715,кл. G 08 С 19/28, 1982. (54) СИСТЕМА ДЛЯ ОБМКНА ИНФОРИАЦИЕЙ (57) Изобретение относится к вычисли, тельной технике и может быть испольПипяиие

„„SU„„1298760 A 1 зовано в распределенных вычислитель1 ных системах и сетях ЭВМ кольцевой структуры. Целью изобретения является повышение пропускной способности системы. устройство содержит накопитель 6 информации, приемник 1, передатчик 3, переключатель 2,.регистр

4 сдвига, триггер 5 приема и триггер

9 передачи, распределитель 7 импульсов и дешифратор 8. В каждое устройство передачи и приема информации введены узел 12 управления, постоян- ная память 11, блок 13 регистров связи с абонентом, элемент ИЛИ 10 и ре- . ле 14 контроля напряжения питания.

2 з.п. ф-лы, 1О ил, 2 табл.

1 12987

Изобретение относится к вычислительной технике и системам передачи данных, в частности к системам, обеспечивающим сопряжение множества электронных вычислительных машин (ЗВИ) и периферийных устройств, управляющих вычислительных комплексов, контроллеров обрабатывающих центров, устройств с числовым программным управлением в гибких производственных системах 10 (ГПС), а также для построения распределенных систем автоматизации проектирования и автоматизации учрежденческой деятельности.

Цель изобретения - повышение про- 15 пускной способности системы.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства передачи и приема информации системы, на фиг. 2 и 3 — функциональные схемы накопителя информа- 20 ции и распределителя импульсов; на фиг. 4-6 — временные диаграммы работы устройства передачи и приема информации; на фиг. 7-10 — блок-схемы обобщенного алгоритма функционирования, алгоритмов основного цикла работы, режимов приема и выдачи паке тов.

Устройство (фиг. 1) содержит приемник 1, переключатель 2, передатчик

3, регистр 4 сцвига (для преобразования параллельного кода в последовательный), триггер 5 приема, накопитель 6 информации, распределитель 7 импульсов, дешифратор 8, триггер 9 передачи, элемент ИЛИ 10, постоянную память (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 16 сдвига (для преобразования последовательного кода в параллельный), счетчик 17 адреса, элемент НЕ 18, триггер 45

19, элемент И 20, шинные формирователи 21 и 22, элементы ИЛИ 23 и 24, память 25.

Распределитель 7 импульсов (фиг.3) содержит тактовый генератор 26, счетчики 27-29, элемент НЕ 30, элементы

ИНИ 31 и 32, триггер 33.

Переключатель 2 состоит из элементов И 34 и 35 и элемента НЕ 36 (фиг. 1).

Устройство работает в двух режимах: режим транзита пакетов и режим передачи пакетов. Б обоих режимах вся информация, поступающая из канала

60 2 (линии) связи, всегда направляется в накопитель 6 информации.

Режим транзита пакетов, Устройство (станция) обычно находится в режиме транзита и выступает в этом случае в качестве ретранслятора-усилителя. При этом информация проходит через приемник 1 н передатчик 3 и поступает в накопитель 6.

При приеме признака начала пакета триггер 5 сигнализирует об это узлу

12 выставлением запроса на прерывание, т.е. предоставляет возможность программно проанализировать — что за пакет поступает с линии. Ilo заданному в формате пакета адресу станции-получателя производится анализ этого адреса на предмет совгадения с собственным. Если программа станции определит, что поступающий пакет адресован ей, она отключает транзит через станцию до. окончания приема всего пакета в накопитель 6. При приеме признака конца пакета состояние транзита восстанавливается.

Режим передачи сообщений.

Режим передачи сообщений в данном устройстве принципиально отличается от аналогичного режима в сетях с методом состязаний. Суть отличия заключается в том, что станция не передает сообщения в канал связи до тех пор, пока ее кольцевой тракт не осво-. бодится, т.е ° пока через станцию не пройдет полностью очередной пакет.

Если от подключенного к станции абонента поступает пакет данных, станция проверяет состояние кольцевого канала на предмет его занятости проходящим транзитным пакетом. Если канал оказывается свободным, станция отключает состояние транзита, после чего пакет, готовый к передаче, передается в канал связи. По завершении передачи пакета производится анализ состояния накопителя 6. Если во время передачи в кольцо "собственного" пакета из канала связи были приняты другие пакеты, то они анализируются и при необходимости передаются далее в канал аналогичным образом. После освобождения накопителя 6 станция восстанавливает состояние транзита.

Если к моменту передачи через станцию передается транзитный пакет, станция дожидается его концевого маркера и производит описанные выше действия, 3 1298760

Этот режим может использоваться (серия К573) и микропроцессор типа для "очистки" сети от пакетов с на- U880D или К1810ВИ86. В качестве блорушенной структурой, так как в момент ка 13 использована БИС последовательнахождения таких пакетов в накопите- ного приемо-передающего устройства ле станции программа может анализиро- КР580ВВ51А с помощью которого реа5

9 вать их структуру. лизован выход на стык С2 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 4к байта, принимать адресованные ей пакеты из 1ð причем накопитель 6 использует для канала. Правила обмена информацией своего буфера 256 байт. Адресное в сети и форматы пакетов определяют- пространство в 64к байт используется ся выбранным алгоритмом программы. микропроцессором в соответствии со

Примером может служить одна из реали- спецификой его применения в устройстзаций алгоритма, примененная в вари- 15 ве. Адресные шины с АО по А11 адресуанте станции "Эстафета". В формате ют ИЗУ 11 и память 25, А12 не испакета предусмотрены следующие поля: пользуется, А13-А15 используются для адрес станции-получателя; адрес стан- выборки памяти 25 н выработки команд ции-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; ЗПР1 — запрос на суммы в данной реализации программы прерывание 1 (инверсный сигнал); с: заложена свертка по модулю два, хотя ЗПР2 — запрос на прерывание 2 (инверможно применить любой другой алгоритм. сный сигнал, назначение сигналов

Принявшая пакет станция проверяет 3О ЗПР1 и ЗПР2 указано в табл. 2); ЗЗХ— правильность контрольной суммы и по- запрос захвата шин; РЗХ вЂ” разрешение сылает отправителю квитанцию. Приняв захвата шин. подтвержденную квитанцию, станция-от- Процедура прямого доступа в память правитель уничтожает копию посланного используется в процессе приема инфорпакета в своем буфере. В противном, мации в буфер накопителя и описана случае этот пакет передается повтор- ниже. но. Число повторных передач может При подаче напряжения питания на быть лимитировано и в случае истече- устройство срабатывает электромагнитния счетчика повторов может быть вы- ное реле 14 и линия связи подключаетдана диагностическая информация под- 40 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 и цедуры самодиагностики, заключающие- сигнал с его выхода разрешает в расся в том, что в сети периодически пределителе 7 работу счетчика 27. циР УлиРУют диагностические nazeTar. 45 Этот же сигнал поступает в узел

Цель посылки пакетов - контроль цело- 12 как запрос на прерывание ЗПР1,сообстности кольцевой линии связи, конт- щая управляющей программе о начале роль наличия и состояния функциони- приема пакета информации по каналу рующих в сети станций. связи. Информация с выхода приемника

Постоянная (перепрограммируемая) 5О 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 вход с алгоритмом управляющей программы, передатчика 3 (режим "Транзит" ) или хранящейся в ПЗУ 11, и типом оборудо-55 с выхода регистра 4 сдвига на вход вания 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 4к байт налов всех узлов устройства, в том

1298760— числе и для питания тактового входа мкиропроцессора. Кварцованный генератор 26 имеет прямой и HHBepcabtfi выход основной частоты F и Г (Г поступает на микропроцессор) и выход частоты F/2. Делитель частоты синхронизации приемника на счетчике 27 начикает работать при поступлении на вход сброса нулевого сигнала и вырабатывает частоту Р/16 для синхрониза- t0 ции регистра 4.

Делитель частоты синхронизации передатчика на счетчике 28 включается по команде "Передача" с дешифратора

8, которая переключает триггер 9 в 15 состояние "Передача" и сигнал "Перед." на выходе счетчика 28 становится нулевым. С выхода счетчика 28 частота поступает на синхронизацию передачи регистра 4. 20

Элементы 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- >5 решение записи" (РЗП). Работа схемы иллюстрируется временной диаграммой на фиг. 4. При установлении режима

11

"Передача пр о грамма ор ганиз уе т св ою . работу таким образом, чтобы после вы- 30 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 полупериода частоты синхронизации передачи на выдаче последнего бита предыдущего 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," становится "1", а на триггер 33 вырабатывается строб записи РЗП длительностью Т 45 (период основной частоты F). Информация, установленная микропроцессором на шине данных, записывается в регистр 4 и с его выхода на передатчик

3 начинает выдаваться первый бит за- 0 писанного байта.

Структура делителя частоты дяя блока 13 зависит от выбранного интер у, фейса. Для варианта выхода aà стык С2 и ИРПС делитель на счетчике 29 должен вырабатывать пять частот, кГц: 153,676,8-38,4-19,2-9,6 для работы, соответственно, на скоростях, бит/с:

9600-4800-2400-1200-600. При этом в

УСАПП (БИС KP580BB51A) должен быть запрограммирован асинхронный режим

1: 16.

Накопитель 6 информации (фиг. 2) предназначен для приема последовательной информации от приемника 1, преобразования ее в параллельную форму, записи в буферную зону памяти 25 по последовательным адресам и выдачи признака конца пакета информации (сигнал "Конец пакета"). В качестве буферной эоны используется 256 байт общей оперативной памяти 25. Последовательно-параллельным преобразователем является регистр 16. Синхронизация его осуществляется сигналом кСинхронизация приема из распределителя

7 импульсов со счетчика 27. Прием очередного бита в регистр 16 происходит в середине длительности бита плюс/минус C что обеспечивает надежный прием при несинхронной работе тактовых генераторов принимающей и передающей станций. Сказанное иллюстрируется временной диаграммой на фиг. 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 KIH 23 поступает на вход выборки памяти 25. Этот же сигнал через элемент НЕ t8 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

FF, который является признаком кон769 ца 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 ЗПР1, что сообщает микропроцессору о конце приема пакета и возможности выйти ка передачу собственной информации или транзитного пакета, оказавшегося в буфере памяти 25.

7 12987 .Начальный адрес буфера памяти 25 принят равным УОО„, который устанавливается в исходное состояние командой "Начало ПДП" с дешифратора 8.

Формула изобретения

1. Система для обмена информацией, содержащая М устройств цередачи и приема информации, каждое из которых fp содержит приемник, переключатель, передатчик, распределитель импульсов, регистр сдвига, накопитель информации, дешифратор,.триггер приема и триггер передачи, причем выходы при- f5 емников i-го (i = 1, И вЂ” 1) и N-го устройств передачи и приема информации соединены соответственно с входами приемников (i+1)-го и первого устройств передачи и приема информа- 20 ции, а в каждом устройстве передачи и приема информации выход приемника подключен к первому информационному входу переключателя, выходом соединенного с входом передатчика, управ- 25 ляющий вход переключателя подключен к выходу триггера передачи, первый с и второй выходы распределителя импульсов соединены соответственно с тактовыми входами приема и передачи 30 сдвигового регистра, о т л и 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 входом приемника и выходом передатчика, информационный вход-выход узла управления подключен через шину данных к информационному входу регистра сдвига, информационному входу-выходу íà- 5р копителя информации, выхоцу постоянной памяти и информационному входувыходу 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 соответствующего абонента системы, а

60 адресный 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 регист-! ров 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 четверть1м 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 переключателя.

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/

8760—

129

Таблица 1

Выход дешифратора 8

Управляющий сигнал

Разряды адреса

А14 А13

А15

Выбор ПЗУ

Резерв

Резерв

Выбор ОЗУ

Передача (перед) Начало ПДП (прием в начало буфера) Разрешение записи данных для передачи (РЗПД) Разрешение транзита чтения памяти подключены соответственно к выходам первого и второго элементов ИЛИ, первые входы которых соединены соответственно с входом выборки накопителя информации и выходом триггера, информационный вход и синхровход которого подключены .соответственно к выходу элемента НЕ и тактовому входу накопителя информации, информационный вход последова1 тельного кода регистра сдвига является информационным входом накопителя информации, а, тактовый вход соединен с тактовым входом накопителя информации и тактовым входом счетчика бит, установочный вход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, управляющими входами первого и второго шинных формирователей и элемента

И, входом элемента НЕ и первым управляющим входом .накопителя информации, выход счетчика бит и второй вход второго элемента ИЛИ соединены с управляющим выходом и вторым управляющим входом накопителя информации.

3. Система по и. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что распределитель

1О импульсов устройства передачи и приема информации содержит генератор импульсов, два счетчика, триггер, два элемента ИЛН и элемент НЕ, причем

5 первые входы элементов ИЛИ соединены с первым входом режима работы распределителя импульсов, а выл оды — соответственно с третьим выходом распре ) делителя импульсов и счетным входом

1 0 триггера, выход которого является первым выходом распределителя импульсов, выход основной частоты генератора импульсов подключен к счетному входу первого счетчика, выход и установочный 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, установочным входом подключенного к второму входу режима работы распределителя импульсов, а выходом — к второму выходу

2 распределителя импульсов, второму входу второго элемента ИЛИ и через элемент НЕ к второму входу первого элемента ИЛИ, 1 2987 60в

Таблица 2

ЗПР1

Нет приема (канал свободен) Идет прием информации из канала, установлен режим "Передача"

Идет прием информации, установлен режим

"Транзит"

Запрещенное состояние

Фиг. 2

Установлен режим "Транзит" или Передача

1298760

Счепжюй мриггери

Слит .@лиги Ф регистр Ф

"P3fl

Гвтабнеето

1

l, 1 1

1 1

1 Отдача Р юинию гни 1 ею umph

12987бО шар

Яаннь бинярон ариеп

Состояния счетчика 15

Рие.5

УпПп

Начало работы по подаче питаний

8ыход по овкляча« нин1 питания

Фиг. 7

1298 7бО сраднение абреси юучателя б налете с со% "

6енным адресом

1298760

Составитель В.Вертлиб

Техред Л.Сердюкова Корректор С.Шекмар

Редактор Е.Папп

Заказ 891/52

Тираж 673 Подписное

ВНИППИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Ужгород, ул.Проектная, 4