FR2482745A1 - Reseau d'ordinateurs sans centre directeur et sans conflit - Google Patents

Abstract

DANS UN RESEAU 11 DE POSTES 12-1 A 12-5 DONT CHACUN COMPREND UN ORDINATEUR 15-1 A 15-5 CES POSTES ETANT RELIES LES UNS AUX AUTRES PAR UN UNIQUE CABLE BI-DIRECTIONNEL 13, A CHAQUE ORDINATEUR EST ASSOCIEE UNE UNITE D'ADAPTATION 14-1 A 14-5 PROPRE A REGLER LE FONCTIONNEMENT DU RESEAU. POUR CE FAIRE CHAQUE POSTE COMPORTE UN NUMERO INDIVIDUEL ET IL LUI EST AFFECTE UNE PERIODE PROPORTIONNELLE A CELUI-CI. DES QUE LE CABLE 13 CESSE D'ETRE EN ACTIVITE, CELA EST DETECTE PAR TOUTES LES UNITES QUI COMMENCENT ALORS A COMPTER UN TEMPS EGAL A LEURS PERIODES. LA PREMIERE QUI ARRIVE AU BOUT DE CE TEMPS SANS QUE L'ACTIVITE AIT REPRIS SUR LE CABLE 13 A GAGNE L'ELECTION. ELLE PREND LE CONTROLE DU CABLE, ENVOIE SUR CELUI-CI UN SIGNAL QUI MET LES AUTRES UNITES AU REPOS, PUIS EMET SON MESSAGE. QUAND ELLE A TERMINE, ELLE PASSE LE CONTROLE A LA SUIVANTE (LA DERNIERE LE PASSANT EN CHAINE A LA PREMIERE). SI LE CABLE REDEVIENT INACTIF, LE MEME CYCLE RECOMMENCE.

Description

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La présente invention se réfère de façon générale aux réseaux d'ordinateurs et elle vise plus particulièrement ceux du genre dans lequel plusieurs postes, séparés géographiquement les uns des autres sont reliés pour pouvoir communiquer entre eux par le moyen d'un seul câble bidirectionnel. Au cours de ces dernières années l'on a proposé divers types de tels réseaux d'ordinateurs et dans certains cas on en a en fait établi dans lesquels les divers postes sont interconnectés soit pour pouvoir communiquer, soit pour exécuter collectivement certains travaux à partir d'emplacements différents, soit encore pour partager les possibilités de stockage de données d'information à l'4n des postes. Quand dans un tel réseau les divers postes sont relativement rapprochés, c'est à dire quand ils se trouvent à peu près à un kilomètre les uns des autres, on

parle souvent d'un réseau local.

Dans un type de tels réseaux locaux d'ordinateurs, les postes sont reliés les uns aux autres par un unique câble bi-directionnel qu'ils utilisent suivant un mode de commutation de messages ou groupes de ceux-ci. Parmi les avantages du réseau à câble bi-directionnel unique on peut citer son coût réduit, sa simplicité générale et les possibilités qu'il offre pour ajouter ou retirer des postes quand on le désire ou qu'on doit le faire. Dans un tel réseau toutes les communications de poste à poste, y compris les signaux d'état et de contrôle, s'effectuent par le câble. Un message peut être envoyé par n'importe lequel des postes reliés à celui-ci et peut être reçu par n'importe lequel des autres. Toutefois l'on.ne peut transmettre sur le câble qu'un seul message à chaque fois. Si plusieurs postes tentaient d'émettre en même temps sur lui, les messages se rencontreraient et seraient perdus. En outre ces messages pourraient éventuellement se heurter et créer ainsi un message nouveau différent de ceux initialement émis. Ce nouveau message pourrait être reçu par le destinataire de l'un de ces derniers, voire même par un poste qui ne devait par recevoir l'un de ceux-ci. Par conséquent pour le bon fonctionnement d'un réseau à câble bi-directionnel unique il est nécessaire que l'accès des postes à celui-ci soit contrôlé

de façon appropriée.

On a imaginé un certain nombre de techniques différentes pour

exercer ce contrôle dans un réseau à câble hi-directionnel unique.

Toutefois pour autant qu'on le sache aucune de celles-ci ne s'est avérée

parfaitement fiable en ce qui concerne son fonctionnement.

Dans une solution de la technique antérieure, connue sous le nom de méthode à sélection, un poste ne peut accéder au câble que lorsque c'est son tour de le faire. Dans un genre de réseaux utilisant cette solution, les signaux qui mettent le poste en contrôle sont engendrés par un poste central lequel les envoie aux autres suivant un agencement en chaîne fermée, par sondage ou d'après ce qu'on appelle une disposition à requêtes indépendantes. Dans un autre genre de réseaux il n'y a pas d'unité centrale. Au lieu de cela la logique de contrôle est régulièrement répartie entre les postes. Les signaux de contrôle engendrés par ceux-ci sont envoyés de l'un à l'autre en chaîne fermée, par sondage ou par requêtes indépendantes. Le problème principal posé par cette solution de commande à sélection de l'accès au câble est que le réseau dépend entièrement du fonctionnement de l'un des postes. S'il comporte une unité centrale de contrôle et que celle-ci soit défaillante, il est alors lui-même mis hors d'action. Il en va de même dans le cas d'un réseau sans unité centrale quand le poste qui se trouve temporairement

en contrôle est défaillant.

Dans une autre solution de la technique antérieure, désignée du nom de technique à accès aléatoire, un poste désirant accéder au câble n'a pas à attendre d'être mis en contrôle; il se borne à surveiller l'activité du câble. Si celui-ci est en action, le poste considéré attend. Si l'activité cesse pendant un intervalle de temps prédéterminé, il admet que le câble est disponible et il transmet son message. Le problème avec cette solution est qu'en vertu de l'adage qu'on ne peut être à plus d'un endroit au même moment, plusieurs postes peuvent parvenir à peu près en même temps à cette conclusion que le câble est disponible et y accéder simultanément. Quand cela se produit les messages

se rencontrent et sont perdus.

Suivant encore une autre solution connue sous le nom de technique à réservation, un poste à ordinateur désirant transmettre un message émet une requête à cet effet et reçoit l'indication d'un temps réservé à venir durant lequel il pourra effectuer sa transmission. Le principal problème que pose cette technique est qu'elle dépend du fonctionnement de l'unité par laquelle la requête doit être formulée et qu'elle est

relativement lente.

- Ainsi qu'on peut le concevoir, la technique de sélection souffre du fait que la continuité de fonctionnement du réseau dépend d'une unité, celle d'accès aléatoire de ce qu'elle est soumise à des situations de collision, et celle de réservation de ce qu'elle est relativement lente et de ce que le fonctionnement continu du réseau est placé sous la

dépendance H'une unité.

On pourra trouver une discussion plus détaillée des techniques ci-dessus dans un article intitulé Technique Globale des Câbles de Communication d'ordinateur par E. C. Luczak, paru dans la revue IE.E.E.o de 1978. Dans bien des applicationsexistantes ou envisagées on a besoin d'un réseau à câble unique qui ne fasse pas qu'éliminer ou réduire un inconvénient en en créant un autre, mais qui au contraire ne comporte aucun des problèmes ou limitations exposés ci-dessus. La présente

invention permet précisément de réaliser un tel réseau.

L'invention vise par conséquent - à permettre d'établir un réseau d'ordinateur original et perfectionné - à réaliser un tel réseau du type dans lequel plusieurs postes à ordinateur sont reliés par un câble unique - à établir un réseau du genre en question dans lequel plusieurs postes sont interconnectés par un câble unique et dans lequel l'accès à ce c9ble est contrôlé par un processus totalement fiable; - à réaliser un tel réseau comportant plusieurs postes à ordinateur interconnectés par un câble unique, dans lequel l'accès à ce dernier est contrôlé par un processus qui ne dépend pas du fonctionnement d'une unité de contrôle centrale ou d'un poste directeur, ce réseau ne risquant pas de se trouver dans des situationsde collision entre messages - à établir un nouveau processus pour permettre à un.certain nombre de postes à ordinateur reliés à un câble unique de décider entre eux lequel doit avoir le contrôle de ce câble; - à réaliser une unité d'adaptation destinée à relier un poste à ordinateur au câble de transmission bi-directionnel unique d'un réseau et pour contrôler son accès à ce câble - à établir un circuit ou un ensemble à boucle bloquée en

phase, de type original et perfectionné.

Un réseau d'ordinateur établi suivant l'invention comprend un câble bidirectionnel unique et plusieurs postes. Chacun de ces derniers

renferme un ordinateur et une unité d'adaptation. Chaque unité d'adapta-

tion comprend à son tour un indicateur d'activité de ligne pour surveiller le câble, un circuit chronométrique ou horloge pour mesurer le temps d'inactivité sur celui-ci, des moyens pour engendrer des impulsions, une

logique de contrôle et des circuits logiques d'interface.

Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer: Fig. 1 est un schéma par rectangles d'un réseau d'ordinateurs établi conformément aux caractéristiques de l'invention. Fig. 2 est un schéma de l'une des unités d'adaptation du

réseau de fig. 1.

Fig. 3 montre à son tour un schéma du micro-contrôleur de

l'unité d'adaptation de fig. 2.

Fig. 4 correspond au schéma de l'enregistreur de contrôle de

cette unité.

Fig. 5A représente sous forme schématique le compteur de

programmes du micro-contrôleur de fig. 3.

Fig. 5B repésente le schéma du décodeur d'instructions de ce

microcontrôleur.

Fig. 5C montre celui du registre immédiat du micro-contrôleur précité. Fig. 5D représente schématiquement le décodeur de source de celui-ci. Fig. 5E est le schéma du décodeur de désignation de ce

microcontrôleur de fig. 3.

Fig. 5F illustre le schéma du circuit de comparaison du microcontrôleur.

Fig. 5G montre schématiquement son circuit de correction.

Fig. 5H illustre le schéma de son multiplexeur.

Fig. 5I montre schématiquement sa mémoire effaçable.

Fig. 5J correspond au schéma de son circuit d'avance (circuit incrémenteur).

Fig. 5K est le schéma de son décodeur d'impulsions.

Fig. 6 illustre schématiquement le registre d'adresse dans

l'unité d'adaptation de fig. 2.

Fig. 7 montre de même manière l'interrupteur digital de celle-ci.

Fig. 8 représente le schéma de son circuit de relais.

Fig. 9 montre celui de son circuit de commande.

Fig. 10 représente celui de son circuit récepteur.

Fig. 11 illustre schématiquement l'indicateur d'activité de

ligne de cette unité.

Fig. 12 est le schéma de son détecteur de message.

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Fig. 13 est celui de son circuit d'écriture.

Fig. 14 montre schématiquement l'ensemble de boucle numérique bloquée en phase et de séparateur de données de l'unité d'adaptation

précitée de fig. 2.

Fig. 15 est le schéma du circuit de lecture de cette unité. Fig. 16 est un diagramme d'états montrant les sous-routines

exécutées par l'unité d'adaptation en question.

La présente invention vise un réseau dans lequel plusieurs postes à ordinateur, dispersés au point de vue géographique, sont inter-connectés par un câble bi-directionnel unique qu'ils utilisent pour transmettre des messages ainsi que des signaux de commande et d'états, l'accès à ce câble étant contrôlé par les postes eux-memes à travers une unité d'adaptation prévue à chacun d'eux. Ces unités sont collectivement engagées dans un processus suivant lequel un et un seul membre du groupe de communication est choisi dynamiquement pour assurer le contrôle sur le câble. A chaque instant l'absence de contrôle sur celui-ci déclenche la sélection d'une unité d'adaptation pour en prendre la charge. Le

résultat de ce processus de sélection est certain à 100%.

Le réseau d'ordinateurs est à la fois sans centre directeur et sans conflit. Il est sans centre directeur en ce sens qu'il ne comporte pas l'utilisation d'une unité centrale de commande et qu'il ne dépend à aucun instant pour son fonctionnement continu de celui d'une unité d'adaptation particulière quelconque. Il est sans conflit en ce sens que jamais plusieurs unités d'adaptation n'accèdent simultanément au câble

pour envoyer des messages.

Outre son rôle de coordonner l'accès au câble, chaque unité d'adaptation sert également d'interface entre celui-ci et l'ordinateur

qui se trouve au poste intéressé.

Les unités d'adaptation contrôlent l'accès au câble de la façon

suivante.

A chacune d'elles est assigné un nombre ou numéro individuel unique. Quand le réseau fontionne normalement, le contrôle du câble passe continuellement d'une unité d'adaptation en état de marche à une autre suivant une succession numérique, chaque unité transférant ce contrôle à celle qui comporte le numéro immédiatement supérieur, tandis que l'unité à laquelle est affecté le numéro le plus élevé le transfère à celle qui comporte le numéro le plus bas. Les unités d'adaptation en marche effectuent périodiquement des sondages pour déterminer celles qui sont

reliées au câble et qui sont alimentées, puis pour réaliser des change-

ments, si besoin est, dans l'agencement du transfert du contrôle. Pendant qu'une unité assure ce contrôle, ou bien elle est en train de transmettre un message sur le câble, ou bien elle envoie sur celui-ci des signaux d'états ou de commande. Ainsi lorsque le réseau fonctionne normalement,

le câble est continuellement en action.

Si pour une raison quelconque le câble reste inactif pendant plus qu'un intervalle de temps prédéterminé, toutes les unités qui détectent cette condition passent à un mode d'élection pour décider entre elles laquelle doit se charger du contrôle et reprendre l'activité. L'absence

d'une telle activité peut résulter d'une défaillance d'une unité d'adap-

tation pendant qu'elle exerce le contrôle, ou bien elle peut découler simplement de la mise sous tension du réseau soit au début, soit après une coupure d'alimentation. Lors de l'élection chaque unité participante envoie une impulsion sur le câble puis surveille celui-ci pendant un temps directement proportionnel à son numéro individuel unique. Si une unité participante détecte l'activité sur le câble avant l'expiration de sa période particulière de surveillance, elle perd l'élection. Si une unité non participante détecte une impulsion envoyée par une unité participante avant l'expiration de l'intervalle de temps prédeterminé, elle ne devient pas elleméme participante car elle n'a pas rempli la condition de base pour prendre part à l'élection. La première unité participante qui ne détecte pas d'activité pendant sa période particulière de surveillance est la gagnante de l'élection; elle envoie alors une autre impulsion sur le câble, ce qui a pour effet que toutes les autres unités participantes détectent une activité avant l'expiration de leurs périodes respectives et deviennent donc perdantes dans l'élection. Ainsi qu'on peut le comprendre, la gagrnte de l'élection est toujours l'unité participante à laquelle est assigné le plus petit numéro, étant donné que c'est elle qui surveille l'inactivité du câble pendant la période la plus courte. On conçoit en outre qu'il ne peut jamais y avoir qu'une seule gainante étant donné que la seconde impulsion fait que toutes les

autres unités participantes deviennent des perdantes.

Après que l'unité d'adaptation qui a gagné l'élection ait pris la charge du contrôle sur le câble, elle déclenche un cycle de configuration pour déterminer l'ordre numérique suivant lequel ce contrôle doit

circuler parmi les unités en fonctionnement.

Comme on le prévoit, le processus ne dépend pas du fonctionnement d'un poste à ordinateur indiid uel quelconque ou d'une unité centrale,

et il n'est pas soumis à des situations de conflit.

Chaque unité d'adaptation comprend une mémoire d'adresse pour retenir le nombre ou numéro individuel unique qui lui est assigné, puis un registre propre à conserver l'adresse de l'unité en marche qui comporte le numéro suivant, un indicateur d'activité de ligne pour surveiller le câble, une horloge de mesure du temps et un dispositif

propre à émettre des impulsions sur le câble lors du prrcessus d'élection.

Elle renferme encore un micro-contrôleur pour coyummnder son fonctionnement et des circuits d'interface propres à traiter les données reçues du câble afin de les mettre sous une forme convenant à l'ordinateur associé

au poste, ainsi qu'inversement pour mettre les données reçues de celui-

ci sous la forme voulue pour la transmission sur le câble.

Les principes de base du processus ou protocole suivant lequel le contrôle passe d'une unité d'adaptation à une autre sont les suivants

1 - A chaque unité est asssigné un numéro différent.

2 - Seule peut commencer une transmission une unité désignée

par le réseau comme ayant le contrôle du câble.

3 -Après une transmission l'unité en question passe le contrôle à celle en fonctionnement qui comporte le numéro supérieur suivant, ou dans le cas de l'unité ayant le numéro le plus élevé, à

celle dont le numéro est le plus bas.

4 - Des sondages sont effectués périodiquement par les unités d'adaptation pour tenir compte de celles qui se détachent du

cable ou qui arrivent sur celui-ci.

5 - Pendant qu'une unité se trouve en contrôle, elle peut établir une liaison de données d'information entre elle-même et d'autres,

si elle reçoit de son ordinateur l'instruction de la faire.

6 - Si l'activité cesse sur le câble pendant un certain temps, les unités qui détectent cet état de choses effectuent une élection

en vue de choisir une et une seule d'entre elles pour prendre le contrôle.

La période de temps particulière pendant laquelle l'inactivité doit apparaître sur le câble pour déterminer l'élection est emprimée par la formule Tl N x expression dans laquelle T1 = intervalle de temps d'inactivité N = nombre maximal de postes à ordinateur que le câble peut desservir; A= 2 A 1/v 1 = la plus grande distance entre deux postes quelconques reliés au câble v = vitesse de propagation des ondes électriques sur le câble. L'inactivité peut apparaître sur le câble pour une raison quelconque, telle que la mise sous tension initiale, la remise sous tension après une coupure d'alimentation, ou après la défaillance d'un poste alors qu'il est en contrôle. Quelle que soit la cause, chaque fois que le câble est inactif pendant un intervalle de temps Tl, toutes les unités

d'adaptation qui détectent cet état de choses passent à un mode d'élec-

tion. Dans ce mode d'élection chaque unité qui a mesuré le défaut d'inactivité pendant un intervalle de temps Tl, devient participante et envoie sur le câble une impulsion unique Pl. Toute unité qui détecte cette impulsion Pl avant l'expiration de sa propre période Tl ne prend pas part à l'élection, étant donnné qu'elle n'a pas relevé l'inactivité pendant l'intervalle de temps nécessaire. La largeur de l'impulsion Pl est prévue au moins égale à ' pour assurer que toutes les impulsions émises par les unités participantes qui suivent la première dépasseront

l'impulsion provenant de celle-ci.

Après avoir ainsi envoyé une impulsion Pl sur le câble, chaque unité participante surveille l'activité de celui-ci pendant un intervalle de temps T2, savoir T2 =a x n n = numéro individuel unique de l'unité d'adaptation considérée. Si une unité détecte l'activité avant que sa période de surveillance particulière T2 ait expiré, elle a perdu l'élection. La première unité dont la période T2 expire sans qu'elle ait détecté une activité sur le câble en est la gagnate; elle envoie alors sur le câble une autre impulsion P2. Cette impulsion P2 fait que toutes les autres unités détectent l'activité avant l'expiration de leurs périodes T2 respectives et deviennent donc des perdantes de l'élection. Ainsi-l'unité qui a envoyé la seconde impulsion P2 est la seule gagnante. Comme on le comprend,

cette gagnante sera toujours l'unité comportant le plus petit numéro n.

La durée de l'impulsion P2 est une question de choix.

Pour prendre un exemple, si l'on suppose que le nombre maximal de postes à ordinateur susceptibles d'être reliés au câbles est égal à 16, e p qu'il existe en fait cinq postes branchés sur le réseau, que les numéros assignés aux unités logiques de ces postes soient 2, 5, 7 et 11, que la distance entre les deux postes les plus éloignés l'une de l'autre soit de 1 km et que la vitesse de propagation des ondes électriques sur le câble soit de 2 x 10 cm/sec., alors T1 = 160 microsecondes N = 16 microsecondes microsecondes = 10 microsecondes 1 = 100.000 cm V 2 X 1010 cm/sec Pl = 5 microsecondes T2 20 microsecondes pour l'unité 2; T2 50 microsecondes pour l'unité 5; T2 = 60 microsecondes pour l'unité 6; T2 = 70 microsecondes pour l'unité 7;

T2 110 microsecondes pour l'unité 11.

Si l'on se réfère à fig. 1 on peut y voir un réseau d'ordinateurs établi suivant les caractéristiques de l'invention et auquel on a

affecté la référence générale 11.

Ce réseau 11 comprend un certain nombre de postes 12 répartis dans l'espace et individuellement référencés 12-1, 12-2, 12-3, 12-4, 12-5, étant noté que le nombre particulier de postes représentés n'est indiqué que pour fixer les idées. Ces postes 12 sont interconnectés par un câble de transmission unique 13, lequel est électriquement continu et bidirectionnel. Ce câble 13 peut par exemple se présenter sous la forme d'un conducteur co-axial, de deux fils torsadés, ou même d'une liaison optique. Chaque poste comprend une unité d'adaptation 14 et un dispositif d'ordinateur 15, les unités étant individuellement référencées 14-1, 14-2, 14-3, 14-4, et 14-5 et les dispositifs ou ordinateurs 15-1,15-2,

-3, 15-4 et 15-5. Chacun de ces derniers est relié à l'unité d'adapta-

tion 14 qui lui est associée par une ligne ou câble 16,cett unité étant

elle-même reliée au câble 13 par une ligne 17.

Les dispositifs 15 peuvent être des appareils d'affichage intelli-

gents, des machines à écrire actionnées par ordinateur, des systèmes d'enregistrement comportant un tel ordinateur, ou tout autre type d'appareil intelligent de traitement de données; ils peuvent différer de forme d'un poste à l'autre. D'ailleurs la forme particulière de

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l'ordinateur 15 à un poste quelconque est une affaire de choix. Chaque ordinateur ou dispositif d'ordinateur 15 est susceptible de fonctionner comme appareil indépendant de traitement de données. Chacun d'eux est également capable de communiquer avec n'importe lequel des autres par l'interqédiaire du câble 13. Les unités d'adaptation 14 sont égales en ce qui concerne leur fonctionnement. Chacune d'elles joue le rôle d'interface entre le câble 13 et l'ordinateur 15 qui lui est associé. En outre elles assurent collectivement la coordination de l'accès à ce

câble 13.

Si l'on se réfère maintenant à fig. 2 on peut y trouver sous forme

de schéma par rectangles les détails d'une unité d'adaptation 14.

Il y est prévu un circuit récepteur 200 pour recevoir les signaux provenant du câble 13 et un circuit de commande 300 pour transmettre à ce câble les signaux émis par le poste. Le circuit 200 traduit sous forme numérique (niveau digital) les signaux analogiques qu'il reçoit du câble, tandis qu'inversement le circuit de commande 300 traduit en analogique les signaux numériques d'émission. Le circuit récepteur 200 et le circuit de comande 300 sont reliés à un point de jonction 21,

lequel est relié à son tour à l'un des côtés d'un circuit de relais 400.

L'autre côté de ce circuit est lui-même relié au câble 13 par une ligne 17. Quand le circuit 400 est ouvert, lecircuit récepteur 200 et le circuit de commande 300 sont électriquement isolés du câble 13, tandis qu'au contraire lorsque le relais 400 est fermé, ces deux circuits 200 et 300 sont reliés au câble. Le circuit de relais 400 est actionné par un interrupteur numérique 500 dont l'état est contrôlé par des signaux reçus d'un micro-contrôleur 600 à travers une ligne double 22. Pour la clarté du dessin les deux lignes 22 ont été illustrées sous la forme

d'une ligne unique.

Le micro-contrdieur 600 reçoit ses instructions à partir d'un enregistreur de contrôle 700 qui lui est relié par un groupe de seize lignes 23 et un autre groupe de dix lignes 24. Là encore pour la clarté du dessin ces deux groupes 23 et 24 ont été figurés comme des lignes - uniques. Les rôles remplis par le micro-contrôleur 600 comprennent l'émission des signaux de contrôle pour certaines des autres unités élémentaires qui se trouvent à l'intérieur de l'unité d'adaptation 14, l'interprétation des signaux d'état ou de condition reçues de ces autres unités élémentaires ainsi que le déplacement des signaux de données

entre ces diverses unités élémentaires et le micro-contrôleur lui-même.

Le micro-contrôleur 600 est relié à un câble bi-directionnel 25 à il huit bits ou gléments binaires. A ce câble 25 sont Également celies an enregistreur d'adresse 800, un circuit de'écriture 900, un circuit de

lecture 1000 et deux registres d'échange de données 1100 et 1150.

L'enregistreur d'adresse 800 renferme le nombre de huit bits qui constitue le numéro individuel unique assigné à l'unité d'adaptation 14 considérée. Ce nombre est place sur le câble 25 lorsque l'enregistreur 800 reçoit l'instruction de le faire à partir du micro-contr8ôlaur 600 par une ligne

26 Les registres d'échange de données 1100 et 1150 transr-rent celles-

ci entre le câble 25 et l'ordinateur 15 lorsqu'ils reçoivent des signaux du micro-contrl81eur 600 par les lignes respectives 27 et 28 Le circuit d'écriture 900 reçoit les données en parallèle à partir du câble 25 et il les met sous forme de série. Ce circuit 900 est contrôlé par les signaux reçus du micro-contr6leur 600 par l'intermédiaire d'un groupe de quatre lignes 29, Là encore pour la clarté du dessin ces quatre lignes sont figurées sous la forme d'une ligne unique. Les signaux d'état faisant savoir au micro-contr6leur 600 si l'on a besoin ou non d'un byte

(c'est-à-dire d'un groupe de bits ou éléments binaires) sont envoyés à -

celui-ci a partir du circuit 900 par une ligne 30. Le circuit de lecture 1000 transforme les données en série en données en parallèle, il fait savoir au micro-contrôleur 600 par une ligne 50 quand un byte est disponible et il place les données en parallèle sur le câble 25 lorsqu'il reçoit l'instruction de le faire sous la forme d'un signal provenant du

micro-contrôleur 600 par l'intermédiaire d'une ligne 51.

La sortie du circuit d'écriture 900 est reliée à l'entrée du circuit de commande 300 par une voie positive 31 et une voie négative 32. Le circuit 900 renferme un élément 1200 relié à la voie positive 31 et qui s'utilise dans certains cas pour engendrer une impulsion unique sous l'effet de signaux reçus du micro-contrôleur 600 à travers l'une

des lignes 29.

La sortie du circuit récepteur 200 est reliée par une ligne 33 à l'entrée d'un ensemble 1300 de boucle numérique bloquée en phase et de

séparateur de données. A cette ligne 33 sont également reliés un indica-

teur d'activité de ligne 1400 et un détecteur de message 1500. L'ensemble 1300 sépare les données reçues du circuit 200 en impulsions de temps et de données, et il envoie les signaux ainsi séparés au circuit de lecture 1000 à travers des lignes individuelles 34 et 35. L'indicateur 1400 surveille l'activité de la ligne 33. Les signaux indiquant la présence ou l'absence d'activité sur cette ligne sont envoyés au micro-contrôleur 600 par une ligne 36, tandis que les signaux propres à contrôler cet indicateur 1400 lui parviennent du micro-contrôleur 600 par une ligne 37. Le détecteur 1500 décèle la présence sur la ligne 33 d'un message (c'est- à-dire d'une multiplicité de transitions pendant une période de temps déterminée) et il communique cet état de choses au micro-contrôleur 600 par une ligne 38. Ainsi les signaux provenant du câble 13 et qui se présentent en série suivant des niveaux analogiques sont transformés en signaux numériques par le circuit récepteur 211, divisés en signaux de temps et de données par l'ensemble 1300 de boucle numérique bloquée en phase et de séparation de données, mis sous forme parallèle par le circuit de lecture 1000, puis placés sur le câble 25, tandis que les signaux provenant de ce dernier, etqui sont sous forme parallèle et numérique, sont mis en série par le circuit d'écriture 900, amenés à des niveaux analogiques par le circuit de commande 300 et enfin transmis au câble

13.

Si l'on se réfère maintenant à fig. 3, on peut y voir un schéma par rectangles du micro-contrôleur 600. Celui-ci comprend un compteur de programme 610, un décodeur d'instructions 620, un registre immédiat 630, un décodeur de source 640, un décodeur de destination 650, un circuit de comparaison 660, un circuit de correction 670, un multiplexeur 680, une mémoire effaçable 690, un circuit d'avance (incrémenteur) 6110 et un décodeur d'impulsions 6120. Les rôles de ces composants et la façon suivant laquelle ils sont interconnectés seront décrits avec plus de

détails en référence aux fig. 5A à 5L ci-après.

Les détails du micro-contrôleur 600 et de l'enregistreur de contrôle 700 ont été représentés en fig. 4 et 5A à 5L. Dans ces figures,

ainsi que dans toutes celles qui illustrent les détails d'autres compo-

sants de l'unité d'adaptation 14, les entrées apparaissent de façon générale sur le côté gauche de ces composants et les sorties sur leur côté droit. Les lignes de contrôle sont généralement figurées dans le haut et dans le bas des figures. Une ligne de sortie comportant une désignation particulière doit être interprétée comme étant reliée à une ligne d'entrée affectée de la même désignation. Pour la clarté de l'illustration chaque interconnexion n'est pas décrite. La signification et la compréhension de l'invention seront en effet mieux réalisées en se référant au dessin dans lequel les indications des lignes montrent

clairement les liaisons correspondantes.

L'enregistreur de contrôle 700 comprend 1K x 4 mémoires programma-

bles à lecture seule, couramment désignées dans la technique par l'abré-

24;9M57'

viation anglaise PROM, 710, 720, 730 ec 740. Chacune de celles-ci pe être constituée par une mémoire monolithique du genre connu sous le No.

6353-1J, établie sur un petit support autonome ou "chip".

Ainsi qu'on peut le voir en fig. 5A le compteur de programme 610 comprend d'une part trois compteurs élémentaires 611, 612, 613 (compteurs à "chip") reliés en série, d'autre partune porte 614. Chacun de ces

compteurs peut être constitué par celui vendu par la firme Texas Instru-

ment sous le No 74S163. Quant à la porte 614 ce peut être le quart du composant de la firme Signetics, vendu sous le No 74SO8. Chaque élément ou chip renferme 4 bits. Les lignes de sortie LPAD2 à LPADh1 des compteurs élémentaires 611-613 sont reliées à chacune des mémoires PROM 710, 720,

730 et 740. A chaque instant le compteur 610 s'adrese à ces dernières.

S'il y lit un ensemble de bits représentatif de 200, alors le compteur

601 lit f, le compteur 602 lit également y et le compteur 603 lit 2.

Suivant l'instruction exécutée, la lecture du compteur du programme peut être avancée (incrémentée), ou bien être partiellement ou totalement modifiée suivant les niveaux logiques qui apparaissent sur les lignes "Y" lors de l'exécution de l'instruction. Les lignes Ye, Yl, Y2 vont également au décodeur 620 (fig. 5B) qui décode toutes les instructions reçues des mémoires PROM 710-740 et qui les fait sortir sur huit lignes (LP10 LP17). Ce décodeur 620 peut être constitué par le composant ou

"chip" de la firme Texas Instrument vendu sous la référence 74S138.

Quatre catégories différentes d'instructions peuvent sortir du décodeur 620. Ce sont l'instruction de déplacement, celle d'impulsion, celle de

saut conditionnel et celle de saut inconditionnel.

Le registre immédiat 630 comprend d'une part un registre proprement dit 631, lequel peut être constitué par le composant ou "chip" vendu par la firme américaine Motorola sous référence 74LS244, d'autre part une porte 632 qui peut être là encore le quart du composant de la firie Signetics 74S03, comme plus haut. Du fait qu'il coopère à "l'instruction déplacement", le registre immédiat 630 (fig. 5C) est utilisé pour placer sur le câble 25 un byte (ensemble de bits) de données dont la source est

constituée par l'enregistreur de programme 700 (lignes Y4 à Y11).

Le décodeur de source 640 (fig. 5D) peut être le composant ou "chip" 74Sl38 de la firme Texas Instrument. Il reçoit des entrées à partir de l'enregistreur de contrôle 700 par les lignes Y9 et Y1l et il les fait sortir sur les lignes LPS,". Si l'instruction décodée est "Déplacement 1", le décodeur de source 640 va décoder le domaine de l'instruction et maintenir au niveau inférieur la ligne de contrôle de source sélectionnée. Chaque ligne LPS'-LPS7 assure qu'un registre susceptible d'émettre une sortie sur le câble 25, place son contenu sur celui-ci. Le décodeur de destination 650 (fig. 5E) comprend d'une part un composant ou "chip" 651, lequel peut être celui précité vendu par la firme Texas Instrument sous la référence 74S138, d'autre part une porte 652, laquelle peut encore une fois être le quart du composant 74SQ8 de la firme Signetics. Le décodeur de destination 650 reçoit des entrées à partir de l'enregistreur de contrôle 700 par les lignes Y13 et Y15 et il émet des sorties sur les lignes LPDO'à LPD7. Si l'opération décodée est Déplacement" le décodeur 650 décode le domaine de destination de

l'instruction et émet une impulsion sur la ligne de contrôle de des-

tination appropriée.

Le circuit de comparaison 660 (fig. 5F) comprend un registre 661, un comparateur proprement dit 662 à 8 bits et une porte 663. Le registre 661 peut être celui vendu par la firme Signetics sous la référence 74LS374; pour le comparateur 662 ce peut être le composant 25LS521 de la firme américaine Micro Devices; quant à la porte 663, elle peut là encore être le quart du composant 74SO8 de la firme Signetics. Le comparateur 662 compare un byte antérieurement amené au registre 661 à un autre apparaissant sur le câble 25 au moment d'exécuter une instruction de saut conditionnel. La sortie Eout du comparateur 662 est LA=LB. Si

les bytes ainsi comparés sont égaux, cette sortie est au niveau inférieur.

S'ils sont inégaux, la sortie LA=LB est au niveau supérieur. La sortie du comparateur 662 est envoyée au circuit de correction 670 à travers le

multiplexeur 8 à 1 référencé 680.

Le circuit de correction 670 (fig. 5G) est fait d'une bascule ou flipflop 671 et d'une porte OU négative 672. Le flip-flop 671 peut être le composant ou "chip" référencé 74S74 de la firme Texas Instrument tandis que la porte 672 peut là encore être constituée par le quart du "chip" de la firme Signetics référencé 74S08. Pour le multiplexeur 680,

ce peut être le composant ou chip- de la firme Texas Instrument réfé-

rencé 74LS151. Ce multiplexeur 680 (fig. 5H) reçoit des entrées par les lignes LPC', LPC1, LPC2, LPC3, LPC4, LPC5, LPC6 et DA; il sélectionne le signal qui doit apparaître sur sa sortie (goujon ou borne 6) par l'adresse arrivant sur les bornes ou goujons SQou Sl et S2 par les lignes Y5, Y6, Y7 à partir de l'enregistreur de contrôle 700. C'est

de cette manière que les conditions sont testées. Puis, si l'on rencon-

tre une condition particulière, la sortie du circuit de correction 670 (LAtMND) passe au niveau inférieur, ce qui fait que le compteur de leR2745 programmae 611 corrige sa valeur an liaison avec celles de YL2Y15. Si cette condition n'est pas rencontrée, le compteur 611 avance de façon régulière. La mémoire effaçable 690 (fig. 5I) porte l'information d'état de l'unité d'adaptation considérée, le numéro enregistré pour l'unité suivante et toutes les données concernant les fonctions d'émission

et de réception. Elle comporte quatre mémoires élémentaires à accès alé-

atoire (usuellement désigées par l'abréviation anglaise RAM), respective-

ment référencées 691, 692, 693, 694, un circuit tampon 695, un banc de résistances 696 et une porte 697. Chaque mémoire RAM peut être constituée par le composant ou "chip" référencé AM3101A de la firme Américaine Micro Devices, le tampon 695 peut être celui référencé 74LS240 de la firme Motorola et la porte 697 correspondre au quart du composant ou "chip" 74LS98 de la firme Texas Instrument. Chaque mémoire RAM est organisée sous la forme de 16 mots de 4 bits. Ainsi l'ensemble de ces mémoires élémentaires réavse une mémoire générale effaçable de 32 bytes. Le tampon 695 est utilisé pour placer sur le câble 25 le contenu de la mémoire élémentaire RAM auquel on s'est adressé lors de l'exécution de l'instruction DEPLACER; il est conditionné et déconditionné par la

porte 697.

Le circuit d'avance ou circuit "d'incrément" 6110 (fig. 5J) comprend deux compteurs à trois états, montants et descendants 6111 et 6112, un inverseur 6113 et une porte OU négative 6114. Chacun des compteurs 6111 et 6112 peut être celui vendu par la firme Américan Micro Devices sous la référence AM2LS569, l'inverseur 6113 peut être le huitième du composant ou "chip" 74LS240 de la firme Motorola, tandis que la porte 6114 peut être constituée de son côté par le quart du composant

ou "chip" 74SO8 de la firme Signetics.

Le micro-contrôleur 600 peut (1) avancer (incrémenter) le contenu des compteurs 6111 et 6112, (2) tester si ce contenu est égal à 0O et (3) déposer un byte dans ces compteurs. Ainsi le circuit "d'incrément" 6110 constitue le mécanisme par lequel le micro-contrôleur 600 peut compter les évènements ou le temps. Grâce à lui ce micro-contrôleur peut compter des évènements tels que le nombre de bytes transmis ou resçus, ou bien la période d'inactivité sur la ligne 33 pour déterminer s'il y a lieu d'effectuer une élection, ou bien encore la période n. utilisée

lorsque l'unité d'adaptation 14 se trouve au mode d'élection.

L'unité de décodage d'impulsions 6120 (fig. 5K) comprend deux décodeurs élémentaires 6121 et 6122. Chacun de ceux-ci peut être Constitué i6 par le composant 74S138 de la firme Texas Instrument. Le premier 6121 émet les impulsions sur les lignes LPPX à LPP7, tandis que l'autre 6122 les envoie sur les lignes LPP8 à LPP15. Si l'instruction décodée est une impulsion, l'unité 6120 décode le domaine de celle-ci et émet elle même une impulsion sur la ligne appropriée (LPP. -LPP15). Si l'on se réfère maintenant à fig. 6, l'enregistreur d'adresse 800 comprend un banc d'interrupteurs 810 à 8 bits et un tampon 820. Le banc 810 renferme le nombre ou numéro à 8 bits qui constitue l'adresse physique de l'unité d'adaptation 14 considérée. Le tampon 820 place ce

nombre sur le câble 25 lorsqu'il reçoit l'instruction de le faire.

En fig. 7 l'interrupteur 500 comprend une bascule ou flip-flop 510, un tampon 520 et un circuit binaire terminal à résistance 530. Le flip-flop 510 peut être la moitié du composant ou chip 74LS74 de la firme Texas Instrument, le tampon 520 étant de son côté la moitié du composant ou "chip" 75452 de cette mame firme. L'interrupteur numérique

500 commande le circuit de relais 400 (fig. 2). En utilisant les instruc-

tions d'impulsions le micro-contrôleur 600 actionne ce circuit à la

fermeture par la ligne LPP12 et à l'ouverture par la ligne LPP13.

Comme montré en fig. 8 le circuit 400-comprend un relais proprement dit 410. Les entrées de celui-ci sont reliées aux lignes CONN + CONN -, lesquelles constituent les sorties de l'interrupteur numérique 500. Les contacts normalement ouverts du relais 410 (bornes 7 et 9) sont reliés

au câble 13.

Si l'on se réfère maintenant à fig. 9, le circuit de commande 300

comprend deux parties pour traiter les signaux reçus du circuit d'écri-

ture 900, respectivement par la voie positive 31 et par la voie négative 32. La partie qui correspond à la voie positive 31 comprend un dispositif optique isolateur 310 pour réaliser l'isolement par rapport à la masse, un circuit 320 à résistance et condensateur en dérivation, un tampon 330, une capacité 340 de blocage du courant continu et un circuit de commnde à transistor 350. Ce circuit 350 comprend le transistor 351, des composants d'émetteur 352, des composants de base 353, une diode 354 et deux résistances parallèles 355. De même la partie affectée au traitement des signaux reçus à partir de la voie négative 32 comprend un dispositif isolateur optique 360, un ensemble 370 de résistance et de condensateur en dérivation, un tampon 380, une capacité 390 de blocage de courant continu et un circuit 3010 avec transistor 3011, composants d'émetteur 3012, composants de base 3013, diode 3014 et couple de résistances en parallèle 3015. Dans les circuits 350 et 3010 les signaux

2-3 45

sont amplifiés à des niveaux compatibles pour la transmission par le

câble 13 et ils sont envoyés sur celui-ci par la ligne 17.

On se réfàrera maintenant à fig. 10. Dans celle-ci le circuit récepteur 200 comprend un amplificateur opérationnel d'entrée 210 dont la sortie traverse un filtre passe-bas 220. La sortie de ce filtre 220 arrive à un autre amplificateur opérationnel 230 d'o elle est amenée à un circuit différenciateur 240 qui compense les distorsions du signal apparaissant sur le câble 13. La sortie de ce circuit différenciateur 240 est introduite dans un ensemble 250 comprenant deux comparateurs 251 et 252. Le premier 251 compare l'entrée à la masse, tandis que le second 252 la compare à un faible niveau prévu au-dessus de cette masse à travers un circuit de seuil 260. Les sorties des comparateurs 251 et 252

sont amenées à des tampons respectifs (portes ET négatives) 270 et 280.

La sortie du tampon 270 est envoyée par la ligne 33 au dispositif 1300-

de boucle numérique bloquée en phase et de séparateur de données, et

celle du tampon 280 au détecteur 1500 du message de l'indicateur d'activi-

té de ligne 1400. Ainsi les deux sorties sont engendrées l'une pour assurer le traitement et l'autre pour détecter grossièrement la présence

de signaux utilisables sur la ligne.

En fig. 11 l'indicateur d'activité de ligne 1400 comprend une bascule ou flip-flop 1410, laquelle peut être constituée par la moitié du composant ou "chip" de la firme Texas Instrument portant la référence 74279. Ce flip-flop 1410 comporte une entrée S qui est reliée à la ligne 33, une autre entrée R reliée à l'unité de décodage d'impulsions 61209

par la ligne LPP4, et une sortie Q reliée au multiplexeur 680 (multi-

plexeur 8 à 1) par la ligne LPC4.

Le micro-contr8leur 600 ré-enclenche le flip-flop 1410 puis

surveille la sortie Q en ce qui concerne l'activité sur la ligne 33.

Aussi longtemps que cette activité reste inexistante, l'entrée de déclenchement S demeure au niveau supérieur et le flip-flop 1410 reste réenclenché. Si l'entrée S s'abaisse pendant un temps quelconque, le flipflop 1410 déclenche et la sortie Q passe au niveau supérieur pour signaler au micro-contrÈleur 600 que l'activité est apparue sur le

câble 13 (c'est-à-dire sur la ligne 33). Le flip-flop 1410 reste déclen-

ché jusqu'à ce que le micro-contrôleur 600 le ré-enclenche en envoyant

une impulsion sur l'entrée R correspondante.

Si l'on se réfère maintenant à fig. 12, le détecteur de message

1500 comprend un dispositif isolateur optique 1510 pour réaliser l'isole-

ment par rapport à la masse, un compteur binaire 1520 à 4 bits pour détecter si la ligne 33 est soumise à des impulsions, un autre compteur binaire à 4 bits 1530 destiné à compter quatre transitions avant que le signal ne passe au niveau supérieur pour indiquer l'arrivée d'une donnée d'information, deux inverseurs 1540 et 1550, et une porte OU négative 1560. Le dispositif optique 1510 peut être le composant vendu par la firme américaine Helitt Packard sous la référence HPCL-262, le compteur 1520 le composant de la firme Signetics référencé 74LS193, le compteur 1530 le composant 74LS161 de la firme Texas Instrument, les inverseurs 1530 et 1540 étant chacun un huitième du composant ou chip" de la firme Motorola référencé 74LS240, tandis que la porte OU négative 1569 est

elle-même le quart du composant 74S08 de la firme Signetics.

En fig. 13 le circuit d'écriture 900 comprend un registre de retenue 910, un convertisseur parallèle/série 920, deux flips-flops 930 et 940, deux autres flips-flops de sortie 950 et 960, deux portes 970 et 980 formant tampons, une série d'autres portes 990, deux flips-flops 9010 et 9020, un compteur 9030 et un circuit chronométrique ou horloge 9040. Ce dernier comporte lui-même deux flips-flops 9041 et 9042. le registre 910 peut être le composant 74LS374 de la firme Signetics, le convertisseur parallèle/série 920, celui de la firme Texas Instrument référencé 74166, chacun des flips-flops 930 et 940 représentant le quart

du composant ou "chip" 74279 de cette même firme, tandis que les flips-

flops 950 et 960 correspondent chacun à la moitié du composant 74LS112 de la firme Signetics. Chacun des tampons 970 et 980 peut être le quart du composant 74S37 de cette firme Signectics, la série de portes 990

étant le huitième du composant 74LS240 de la firme Motorola, les flips-

flops 910 et 920 étant chacun la moitié du composant 74LS161 de la firme Texas Instrument et les flips-flops 9041 et 9042 représentant chacun de leur côté la moitié du composant 74LS74 de cette firme. Les données d'information sont reçues du câble 25 par le registre de retenue 910, puis transférées en parallèle au convertisseur 920 qui les met sous la forme série. La sortie de ce convertisseur 920 est envoyée aux flips- flops 950 ou 960 à travers le circuit de portes 990. Les sorties de ces

flips-flops passent à travers les portes-tampons respectives 970 et 980.

La sortie de la porte 980 est amenée à la voie positive 31 et celle de la porte 970 à la voie négative 32. Les flips-flops 950 et 960 reçoivent également une entrée à partir des flips-flops respectifs 930 et 940, lesquels reçoivent des signaux du micro-contrôleur 600 par les lignes LPP5, LPP6 et LPP7. Le compteur 9030 compte le nombre de bits mis en série. k.z 7 4 Les flips-flops 930 et 950 fonctionnent également sous la forme d'un dispositif émetteur unique 1200, c'est-à-dire que suivant un mode opératoire ils sont utilisés comme partie du circuit d'écriture 900 et,

suivant un autre mode, pour envoyer les impulsions sur la voie positive 31.

Une telle impulsion est produite en envoyant un signal sur le goujon ou borne S du flip-flop 950 par la ligne LPP15, ce qui a pour effet que la sortie Q sur la borne 5 du flip-flop passe au niveau supérieur, puis en envoyant un moment après un signal à lVentrée R de ce même flip-flop 950

pour amener la sortie Q au niveau inférieur. La période de temps (c'est-

à-dire la largeur de l'impulsion) est commandée par le contrôleur 600.

En fig. 14 l'ensemble 1300 de boucle numérique bloquée en phase et de séparateur de données comprend quatre flips-flops 1310, 1320, 1330 et 1340 qui détectent l'apparition de toute transition sur les lignes Fin

OU Fin. Ces lignes correspondent à la version numéralisée (ou dagitali-

sée) de ce qui apparait sur le câble 13 du réseau. Comme on utilise un système de modulation à double fréquence, il y a toujours une transition qui se présente au début de chaque ensemble de bit, et une autre au milieu de celui-ci si l'ensemble de ce bit est un UN. Les flips-flops 1310,1320, 1330 et 1340 reçoivent également sur leurs entrées des données provenant du compteur 1350 ainsi que de la porte ET 1360 de décodage de l'état "7". Le compteur 1350 est ramené à zéro chaque fois que se présente une transition correspondant à la limite de la durée d'un bit (Impulsion chronométrique de lecture de donnée ou RDCP). Avec un tel arrangement l'un des flips-flops de la paire 1310-1320 change d'état lors de chaque transition chronométrique, et l'un de ceux de la paire 1330- 1340 fait de même lors de chaque transition de données. La sortie de chaque paire de flips-flops est traitée par une porte ET négative 13020 ou 13030 et est envoyée comme entrée aux flips-flops

13040 et 13050. La sortie du flip-flop 13040 est l'impulsion chronométri-

que (RDCP) et celle du flip-flop 13050 l'impulsion de données (RDDP).

L'ensemble 1300 comprend également un sélecteur synchrone 13060 qui isole le bit de synchronisation et qui est constitué par deux flips-flops 13070 et 13080. La sortie de ce sélecteur 13060 est amenée à un compteur

13090 qui compte le nombre de bits reçus en série.

Chacun des flips-flops 1310, 1320, 1330 et 1340 peut être la moitié du composant ou "chip" de la firme Texas Instrument référencée

74S74, le compteur 1350 étant le composant 74S163 de cette même firme.

La porte 1360 peut être le composant 74S30 de la firme National Semi-

conductor et chacune des portes OU la moitié du composant 74S08 de la firme Signetics. Les flips-flops 13040 et 13050 peuvent représenter chacun la moitié du composant ou "chip" de la firme Texas Instrument portant la référence 74S74, les flips-flops 13070 et 13080 étant chacun constitué par la moitié du composant 74LS74 de cette même firme, tandis que le compteur 13090 peut correspondre au composant 74LS161 de la firme

Micro Devices.

Le circuit de lecture 1000 représenté en fig. 15 comprend un flip-flop 1010 et un registre à décalage à 8 bits 1020 qui fonctionne en convertisseur série parallèle et qui envoie sa sortie à un registre de retenue 1030. Les sorties du registre 1030 sont transférées au câble 25

* sous l'effet de signaux de commande provenant du micro-contrôleur 600.

Le registre ou convertisseur 1020 peut être constitué par le composant ou "chip' 74LS164 de la firme Texas Instrument, le registre 1030 étant

celui référencé 74LS374 de la firme Signetics.

On décrira maintenant le fonctionnement du micro-contrôleur 600.

Les instructions de base exécutées par ce micro-contrôleur 600 sont les suivantes: 1 - IMPULSION - Une impulsion est émise sur l'une des huit lignes

correspondantes qui sortent du micro-contrôleur 600.

2 - DEPLACEMENT - Un byte de données est déplacé de l'une quelcon-

que des huit sources vers l'une quelconque des huit destinations. Si ce déplacement englobe la mémoire effaçable, l'instruction spécifie l'adresse

du byte.

3 - BRANCHEMENT CONDITIONNEL - Si la condition posée (niveau supérieur) est sastisfaite sur l'une quelconque des huit lignes d'entrée de condition, cela modifie l'élément le moins significatif du compteur

de programme en conformité avec le domaine spécifié dans l'instruction.

Si la condition précitée n'est pas satisfaite, le micro-contrôleur

avance vers l'instruction suivante.

4 - SAUT - Il convient de modifier le compteur de programme de façon inconditionnelle en conformité avec le domaine indiqué dans l'instruction. Ces constructions sont agencées en sous-routines de façon à exécuter les fonctions indiquées par le diagramme d'états représenté en fig. 16 et ce à la façon décrite ci-après: DEBUT: Après application de l'alimentation, le micro-contrôleur 600 déconditionne ses circuits d'émission et s'assure qu'il est déconnecté du câble 15. Il exécute quelques essais autonomes pour être assuré de l'intégrité des composants. Si tous les essais sont satisfaisants, il

arrive alors à l'état REPOS No. 1.

REPOS: Lorsque le câble 15 est inactif, chaque micro-processeur commande un compteur chronométrique. S'il n'y a pas d'activité sur la ligne pendant la période déterminée par ce compteur, le micro-processeur envoie une impulsion unique sur cette ligne et l'unité d'adaptation

passe à l'état ELECTION.

Si le micro-contrôleur détecte une activité quelconque avant la fin de la période précitée, il ramène le compteur et le maintient à zéro. Si cette activité est représentée par un message, le micro-contraleur saute à la routine LECTURE. Si l'activité de la ligne s'arrête à nouveau, le microcontr6leur fait repartir le compteur chronométrique pour

compter une nouvelle période.

Si le message est INTERROGATION 2, "Y A-T-IL DE NOUVEAUX ARRIVANTS? et si le micro-processeur n'a pas été introduit dans le réseau, il répond en envoyant une impulsion unique sur la ligne. Cela informe l'unité d'adaptation qui a envoyé l'interrogation, qu'il y a lieu

d'exécuter un cycle CONFIGURATION.

Spécifiquement le micro-processeur répond à INTERROGATION 2 dans deux cas, savoir en premier lieu si 1' unité d'adaptation se trouve à l'état REPOS 1 parce qu'elle a juste été mise en marche et qu'elle a besoin d'être introduite dans le réseau, en second lieu s'il a déjà été

répondu à INTERROGATION 2 et que le contrôle ne lui a pas été donné.

Dans ce cas quelque chose s'est problablement produit pour empêcher le réseau de l'accepter. Par exemple l'unité d'adaptation qui a émis le dernier INTERROGATION 2 peut avoir été coupée avant d'avoir pu commencer un cycle CONFIGURATION. Dans l'un ou l'autre cas l'unité d'adaptation

doit répondre en envoyant une seule impulsion sur la ligne et en attendant.

Si le message est adressé à une autre unité d'adaptation celle

considérée revient au repos.

Si le message est "VOUS POUVEZ PRENDRE LE CONTROLE', le micro-

contrôleur va le faire, à moins qu'il ne se trouve à l'état REPOS 1. Un tel message ne doit alors pas apparaître parce que le fait qu'une unité d'adaptation se trouve à l'état REPOS 1 signifie qu'elle n'est pas

connue du reste du réseau.

Si le message est INTERROGATION 1, il y a un cycle CONFIGURATION en cours. Le micro-contrôleur va se joindre au cycle à moins qu'il ne

soit à ETAT REPOS 3, auquel cas il va terminer le cycle CONFIGURATION.

Si le message est REQUETE D'ENVOI (RTS) le micro-contrôleur va

sauter à la routine RECEPTION.

ELECTION - Si le micro-contrôleur au repos traverse la période chronométrique Tl sans détecter de l'activité sur le câble, il passe au mode ELECTION. Ce processus assure qu'une et une seule unité d'adaptation

va prendre le contrôle du réseau alors inactif.

En premier lieu le micro-contrôleur applique une impulsion unique sur la ligne et attend pendant un intervalle de temps To. Il surveille alors le câble pendant une période T2 proportionnelle à sa propre adresse multipliée par,& (A étant égal à deux fois le temps de parcours sur le câble du réseau). S'il détecte une activité quelconque avant la fin de cette période T2, il a perdu l'élection. Il passe alors à ETAT

REPOS 2.

Comme toutes les unités d'adaptation du réseau seront entrées dans le mode ELECTION durant la moitié de A les unes par rapport aux autres, c'est celle qui a l'adresse la plus basse qui atteindra la première la fin de son décompte. Lorsqu'elle atteint cette fin elle a gagné l'élection. Elle envoie alors des impulsions sur la ligne pour écarter toutes les autres unités du mode ELECTION. Puis elle commence un

cycle CONFIGURATION.

CONFIGURATION;- Le micro-contrôleur entre dans le mode CONFIGURATION

après avoir reçu une INTERROGATION 1, ou avoir gagné une élection.

Il commence à appliquer une impulsion unique sur la ligne. Puis il

envoie un message INTERROGATION 1 (ETES VOUS ICI ?) à l'unité d'adapta-

tion comportant l'adresse immédiatement supérieure.

L'unité d'adaptation surveille ensuite l'activité sur le câble du réseau pendant un temps égal à ZS. S'il n'y a pas d'activité elle interrogel'unité suivante. Si elle atteint la plus haute adresse

possible sans relever aucune activité, elle repart à zéro et continue.

Si elle atteint ainsi sa propre adresse, elle revient au repos. -

Si le micro-contrôleur détecte une activité, il écrit, dans son registre d'unité d'adaptation suivante, l'adresse de l'unité qui a répondu. Cela va être l'unité à laquelle le micro-contrôleur passe le

contrôle après que cela ait été fait. Il arrive alors à ETAT REPOS 3.

L'unité d'adaptation qui a reçu INTERROGATION 1 se trouve à ce moment au mode CONFIGURATION. Elle envoie sur la ligne une impulsion unique pour notifier son existence à l'unité d'adaptation interrogeante. Après une courte période elle commence à interroger ses propres successeurs. Le mode CONFIGURATION circule de cette manière sur le réseau jusqu'à ce que la dernière unité du cycle interroge la première. Ainsi lorsqu'une unité d'adaptation se trouvant à ETAT REPOS 3 reçoit une INTERROGATION

i elle termine le cycle CONFIGURATION et peut alors prendre e contrôle.

POSSEDE CONTROLE: Cet état commence toujours en ce que l'unité d'adaptation demande à son ordinateur s'il désire ou non émettre vers un poste éloigné Si la réponse est négative, le micro-contrôleur saute à la fin de POSSEDE CONTROLE. Si l'ordinateur répond positivement l'unité

saute à ROUTINE ENVOI.

FIN DE POSSEDE CONTROLE: Avant de laisser le contrôle à l'unité d'adaptation suivante, le micro-contrôleur vérifie son compte K. Ce compteK est un nombre qui augmente d'une unité (incrément) chaque fois

qu'un message valide apparaît sur le câble du réseau. Si le micro-con-

trôleur trouve que son compte K est terminé, il émet sur le câble un message "Y A-T-IL UN NOUVEAU NUMERO". En vérifiant l'activité pendant la période A qui suit, le micro-contrôleur va ainsi déterminer s'il y a ou non un nouvel arrivant. Dans l'affirmative (l'activité est détectée sur le câble pendant la période précitée) le micro-contrôleur saute alors à la sous-routine CONFIGURATION. S'il n'y a pas d'activité durant cette périodeAou si le compte K n'est pas terminé, il envoie sur le

câble un message "VOUS POUVEZ AVOIR CONTROLE" destiné à l'unité d'adapta-

tion dont le numéro est retenu dans le registre d'unité d'adaptation

suivante, puis il saute à l'état REPOS 2.

ECRITURE: Cette sous-routine est utilisée lorsque l'unité d'adap-

tation envoie des messages sur le câble du réseau. La sous-routine en question conforme le message de façon appropriée et lui associe le mot

de vérification.

LECTURE: Cette sous-routine s'utilise chaque fois qu'un message apparatt sur le câble du réseau. Elle extrait l'information incorporée

au message et valide également celui-ci en comparant le mot de vérifica-

tion qui lui est associé à celui établi par le générateur de mot local.

RECEPTION: Le début de cette sous-routine provient de l'état REPOS lorsqu'un message "REQUETE D'ENVOI" destiné à l'unité d'adaptation est décelé sur le câble du réseau. L'unité le renvoie à son ordinateur et attend les instructions. Si l'ordinateur répond négativement, elle émet le message "JE NE PEUX RECEVOIR" destiné à l'unité émettrice, puis elle revient à REPOS 2. Si la réponse de l'ordinateur est positive, le message émis sera "POUVEZ ENVOYER". Dans ce cas un texte de message apparait sur le câble. Si ce message est reçu correctement (à en juger par les mots de vérification qui lui sont associés), l'unité envoie en retour le message "RECU". Dans le cas contraire c'est le message "NON RECU" qui est envoyé. La sous-routine se termine par un saut vers le

point dont elle provenait.

ENVOI: L'unité d'adaptation commande cette sous-routine lorqu'elle a le contrôle et que son ordinateur lui donne pour instruction d'envoyer un texte à une unité éloignée. La sous-routine commence par l'envoi à cette unité d'un message JE VEUX VOUS ENVOYER QUELQUE CHOSE", en utilisant à cet effet la routine ECRITURE. Puis elle surveille le message suivant apparaissant sur le câble du réseau. Dans des conditions normales ce message suivant est soit "NON JE NE PEUX RECEVOIR", soit

"POUVEZ ENVOYER". Si c'est ce dernier, la routine fait sortir l'informa-

tion de la mémoire de l'ordinateur et la met au format suivant un texte de message (en utilisant la sous-routine ECRITURE). Si le message suivant est "RECU", la routine le répète à son ordinateur. Si la réponse au message original REQUETE D'ENVOI est "NON JE NE PEUX RECEVOIR", la

transmission s'arrête ici et le fait est rapporté à l'ordinateur.

Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a

été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les

détails d'exécution décrits par tous autres équivalents.

- U e745

Claims (22)

R E V E N D I C A T I 0 N S

1. Procédé pour permettre à plusieurs postes à ordinateur reliés à un câble de transmission commun de décider entre eux celui qui doit prendre la charge du contrôle sur le câble à n'importe quel moment, caractérisé en ce qu'il comporte les phases opératoires suivantes: a - on assigne à chaque poste un numéro individuel unique b - on fait passer continuellement le contrôle du poste en état de fonctionnement à un autre suivant la succession des numéros de ces postes c - on fait exécuter par ces postes une élection entre eux pour déterminer lequel prendra la charge du contrôle sur le câble au cas

o le passage de ce contrôle vient à cesser.

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la réalisation de l'élection par les postes à ordinateur en état de marche au cas o le passage du contrôle vient à cesser comprend les phases suivantes: a - on fait que chaque poste en état de fonctionnement surveille l'activité éventuelle sur le câble; b - on fait que chaque poste en état de fonctionnement qui détecte le défaut d'activité pendant une période de temps Tl transmette sur le câble une première impulsion de largeur Pl; c - on fait que chaque poste en état de fonctionnement qui a transmis une impulsion Pi sur le câble surveille le défaut d'activité sur celui-ci pendant une période de temps T2 d - on fait que le premier poste en état de fonctionnement qui ne détecte pas d'activité sur le câble pendant cette période T2 envoie une seconde impulsion sur celui-ci, étant noté que

T17 N x A -

N = nombre maximal de postes à ordinateur que le câble peut desservir, tA= 2 -A v

1 = plus grande distance entre deux postes quelcon-

ques reliés au câble, v = vitesse de propagation des ondes électriques sur le câble, Pl >* QS -5

26 2482745

T2 = n x n = numéro individuel unique assigné au poste considéré.

3. Procédé suivant la revendication 1, applicable à un réseau de postes à ordinateur reliés à un câble commun et égaux en leur faculté de

contrôler ce câble, en vue d'amener l'un de ces postes à un état parti-

culier par rapport aux autres afin qu'il puisse prendre la charge du contrôle du câble, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison les phases opératoires suivantes a - on assigne à chaque poste un nombre ou numéro individuel unique; b - on amène l'un au moins de ces postes à transmettre une première impulsion sur le câble; c - on fait ensuite que chaque poste surveille l'activité sur le câble pendant une période de temps fonction du numéro qui lui a été assigné; d - on fait que le premier poste qui ne détecte pas d'activité pendant sa période de temps individuelle envoie une seconde impulsion

sur le câble de manière que tous les autres postes détectent de l'acti-

vité pendant leur période de temps particulière, grâce à quoi le premier poste précité se trouve alors à un état unique par rapport aux autres en

vue de prendre la charge du contrôle sur le câble.

4. Procédé suivant la-revendication 3, caractérisé en ce que la largeur de la première impulsion est au moins égale à ?\, A étant lui-même égal à 1, expression dans laquelle 1 représente la plus grande distancve entre deux postes reliés au câble et v est égal à la vitesse de

propagation des ondes électriques sur le câble.

5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que chaque poste surveille l'activité éventuelle du câble pendant une période de temps directement proportionnelle au numéro qui lui est assigné.

6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la période de temps de surveillance de l'activité du câble est supérieure a lx n, expression dans laquelle A est égal à deux fois A, tandis que n

est le numéro assigné au poste.

7. Réseau d'ordinateurs pour la mise en oeuvre du procédé suivant

l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il

comprend en combinaison les éléments suivants dont certains au moins sont connus, soit à l'état isolé, soit dans des combinaisons différentes z? de celle ci-apr&s a - des moyens de câble de transmission de réseau b plusieurs postes a ordinateur séparés dans l'espace et relié aux moyens precites, chacun de ces postes pouvant soit agir comme poste opératoire independant ou transmettre l'information à un ou plusieurs des autres postes par lesdits moyens de câble, soit recevoir l'information d'un ou plusieurs de ces autres postes par Ces moyense tandis que chaque poste comprend lui-mDme - un ordinateur - une unité d'adaptation, chacune de ces unités servant d'interface entre son ordinateur et les moyens de câble de transmission de réseau, et lesdites unités contrôlant l'accès à ces moyens par les postes suivant un processus qui ne comporte pas de poste chef et qui

n'implique pas de discussions.

8. Réseau suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les-

moyens de câble de transmission sont constitués par un câble bi-direc-

tionnel unique.

9. Réseau suivant la revendication 8, caractérisé en ce que l'unité d'adaptation de chaque poste comprend: a - un contrôleur pour commander les opérations de l'unité, ce contrôl81eur comportant une horloge pour mesurer le temps b - un indicateur d'activité de ligne pour surveiller l'activité sur le câble, cet indicateur étant relié à l'horloge c - un dispositif générateur pour transmettre des impulsions

sur le cable lors de signaux reçus du contrôleur.

10. Réseau suivant la revendication 9, caractérisé en ce que l'unité d'adaptation comprend en outre: a - un enregistreur d'adresse pour retenir un nombre ou numéro individuel unique assigné à l'unité; b - un enregistreur de contrôle pour retenir l'instruction

destinée au contrôleur.

11. R6seau suivant la revendication 10, caractérisé en ce que

l'unité d'adaptation comprend en outre: -

a - un circuit de commande destiné'à transformer les signaux de sortie de cette unité pour les amener à des niveaux analogiques

b - un circuit récepteur pour transformer en signaux numéri-

ques les signaux analogiques provenant du câble.

12. Réseau suivant la revendication 11, caractérisé en ce que l'unité d'adaptation comprend en outre: - ^

28.'2482745

a - un ensemble de s-paratezr a donees et de boucle

numérique bloquée en phase epour séparer les donnges recues du circs.

récepteur en signaux chronométriques et signaux d'inforation.

b - un circuit de lecture pour mettre an parallèMe les signaux de données reçus en série; c - un circuit d'écriture pour mettre sous forme de série les données arrivant en parallèle en vue de les transmettre sur le câble.

13. Réseau suivant la revendication 12, caractérisé en ce que l'unité d'adaptatiom comprend en outre: a - un circuit de relais pour relier au cable le circuit de commande et le circuit récepteur; b - un interrupteur pour ouvrir et fermer ce circuit de relais.

14..Réseau suivant la revendication 13, caractérisé en ce que l'unité d'adaptation comprend encore uoeligne intérieure à laquelle sont reliés le contrôleur, le circuit d'écriture, le circuit de lecture et

l'enregistrement d'adresse.

15. Réseau suivant la revendication 13, caractérisé en ce que le

contrôleur est constitué par un micro-contrôleur.

16. Réseau suivant la revendication 15, caractérisé en ce que le dispositif générateur d'impulsions comprend un interrupteur dont l'état

est commandé par le micro-contr8leur.

17. Réseau suivant la revendication 16, caractérisé en ce que l'unité d'adaptation comprend un détecteur pour déceler la présence d'un

message sur le câble.

18. Réseau suivant la revendication 17, caractérisé en ce que

l'indicateur d'activité de ligne comprend une bascule (flip-flop).

19. Réseau suivant la revendication 18, caractérisé en ce que le microcontrôleur comprend un compteur de programme, un détecteur d'instruc_ tions, un registre immédiat, un décodeur de source, un décodeur de destination, un circuit de comparaison, un circuit de correction, un multiplexeur, une mémoire effaçable, un dispositif d'avance (incrémenteur)

et un décodeur d'impulsions.

20. Réseau suivant la revendication 19, caractérisé en ce que la boucle numérique bloquée en phase comprend plusieurs bascules (flip-flops),

un compteur et un séparateur synchrone.

21. Unité d'adaptation pour réseau d'ordinateurs suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'elle comporte les caractéristiques

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énoncées dans l'une quelconque des revendications 7 et 9 à 20.

22. Ensemble de s6parateur de données et de boucle numérique bloquée en phase propre à être utilisé dans un réseau d'ordinateurs suivant la revendication 13, ou dans une unité d'adaptation suivant la revendication 21, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison: a - des premiers moyens de bascule (flip-flop) agencés pour recevoir des signaux d'entrée de données et à émettre deux signaux de sortie distincts, l'un de ces signaux de sortie changeant d'état lors de chaque transistion chronologique et l'autre lors de chaque transition de données; b - des seconds moyens de bascule (flip-flop) reliés à la sortie des premiers moyens ci-dessus et émettant deux signaux de sortie, dont l'un constitue des impulsions chronologiques et l'autre des impulsions de donnéeso 22g Ensemble suivant la revendication 22, caractérisé ên ce qu'il comprend en outre un séparateur pour extraire les bits synchrones à partir des signaux d'entrée de données et un compteur pour compter le nombre de bits reGus en serieo 24, Ensemble suivant la revendication 23, caractérisé en ce que les premiers moyens de bascule (flip-flop) comprennent deux couples de telles bascules, un compteur et une porte