SU1689959A1 - Устройство дл подключени абонента к общему каналу локальной сети передачи данных - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике и предназначено дл  использовани  в локальных сет х ЭВМ с различными методами доступа. Цель изобретени  - расширение области применени , Цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее блок управлени  доступом, блок формировани  последовательной передачи, детектор , счетчик байтов преамбулы, регистр байта преамбулы, блок оперативной пам ти и первый мультиплексор, введены второй мультиплексор, блок обнаружени  захвата канала, триггер и элемент И. 1 з.п.ф-лы, 5 ил.

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике и предназначено дл  применени  в локальных сет х ЭВМ, в частности к многосегментных локальных сет х, в которых отдельные сегменты сети ориентированы на решение различного характера задач и поэтому требуют использовани  различных методов доступа к общему каналу.

Цель изобретени  - расширение области применени  устройства за счет обеспечени  возможности работы устройства с различными методами множественного доступа .

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - функциональна  схема варианта реализации блока обнаружени  захвата канала и временные диаграммы его работы; на фиг. 3-5 - функциональные схемы вариантов реализации блока управлени  доступом, блока формировани  последовательной передачи и блока оперативной пам ти .

Устройство (контроллер) содержит (фиг. 1) блок обнаружени  захвата канала, второй мультиплексор 2. детектор 3, блок 4 управлени  доступом, Tpnirep 5, элемент И 6, счетчик 7 байтов преамбулы, первый мультиплексор 8, блок 9 формировани  последо- вательний передачи, регистр 10 байта преамбулы, блок 11 оперативной пам ти (ОЗУ).

Блок 1 обнаружени  захвата канала содержит (фиг. 2) элемент И 12, детектор 13, элемент И 14. одновибратор 15 и триггеры 16-18, линии 19-24 св зей блока 1.

Блок 4 управлени  доступом содержит (фиг. 3) элемент ИЛИ 25. одновибратор 26, триггер 27, генератор 28 импул ьсов, элемент И 29, элементы ИЛИ 30 и 31, генератор 32 случайных чисел, счетчик 33, элемент И 34, счетчик 35, тригер 36 и 37.

Блок 9 формировани  последовательной передачи содержит (фиг. 4) регистр 38 сдвига, триггер 39 и кодер 40.

-г

Ё

С

00

ч ч ел

Ч)

Блок 11 оперативной пам ти содержит (фиг. 5) счетчики 41 и 42 адресов чтени  и записи, мультиплексор 43, компаратор 44 и пам ть 45,

На чертежах показаны также линии 46- 58 св зей устройства.

Устройство работает следующим образом .

Контроллер доступа (фиг. 1) работает в одном из двух возможных режимов: режиме реализации множественного доступа с контролем носител  и обнаружением столкновений передач (МДКН/ОС) или режиме реализации множественного доступа с обнаружением захвата канала (МДОЗК).

Установление режима работы осуществл етс  с помощью управл ющего сигнала, подаваемого по второму управл ющему входу устройства.

Работа устройства в режиме реализации МДКН/ОС.

При необходимости установлени  режима МДКН/ОС сигналом по входу 53 устройства мультиплексор 2 перевод т в состо ние, при котором мультиплексор 2 пропускает на свой выход сигнал, поступающий на информационный вход 19 устройства из общего канала сети. В результате этот же сигнал поступает на вход детектора 3 и на его выходе формируетс  логический сигнал, индицирующий зан тость канала (отсутствие или наличие в нем носител ). Этот логический сигнал подаетс  на вход 56 блока 4.

При наличии кадр дл  передачи загружаетс  в блок 11 по информационному входу 51 устройства и по входу 54 устройства подаетс  сигнал команды Передать кадр. Этот сигнал поступает на вход блока 4. Если в этом же врем  на входе 50 отсутствует сигнал столкновени  передач, то в блоке 4 формируетс  сигнал запуска передачи, который с его выхода подаетс  на соответствующие входы элемента И 6 и блока 9, В случае же поступлени  по входу 50 сигнала столкновени  передач сигнал запуска передачи снимаетс  и выставл етс  повторно через интервал времени случайной длительности . При этом в блоке 4 ведетс  подсчет столкновений (т.е. повторов попыток передать кадр) и в случае превышени  количества повторов установленной протоколом величины на выходе 47 блок 4 выставл ет сигнал индикации невозможности передать кадр.

При поступлении на вход элемента И 6 сигнала запуска передачи наход щийс  в исходном состо нии счетчик 7 байтов преамбулы на своем выходе имеет уроаень сигнала , при котором мультиплексор 8

подключает регистр 10 к входу блока 9, и так как на выходе детектора 3 имеетс  сигнал запуска передачи, то блок 9 начинает считывать байт преамбулы с выхода мультиплексора 8 и передавать его, Эти действи  блока 9 повтор ютс  до того момента, пока мультиплексор 2 не подключит к его входу блок 11, в котором записано содержание кадра. Передача в сеть осуществл етс  по вы0 ходу 20 устройства. В результате при воздействии сигнала, поступающего через мультиплексор 2 на вход детектора 3, с его выхода подаетс  на вход блока 4 сигнал зан тости канала. Одновременно в конце

5 передачи первого байта последовательности преамбулы блоком 9 на выходе 21 блока 1 по витс  сигнал обнаружени  захвата канала ,

Обнаружение захвата канала блоком 1

0 осуществл етс  следующим образом. Дл  формировани  признака захвата или отсутстви  захвата канала используетс  последовательность восьми первых битов каждой передачи в канал, те начало преамбулы

5 передачи кадра. В поступающей из сети на вход 19 передаче содержитс  признак захвата канала, если первые 8 битов соответствуют установленной дл  преамбулы последовательности, т.е. 10101010. Опреде0 ленного типа нарушени  этой последовательности служат признаком отсутстви  захвата канала, С учетом этих по снений рассмотрим работу блока 1 (фиг. 2) после поступлени  на его вход байта преамбулы,

5 переданного в сеть блоком 9.

В начальном состо нии, до по влени  сигнала на входе блока 1, на обоих его выходах - нулевые сигналы, а счетчик, образованный триггерами 16-18. находитс  в

0 сброшенном состо нии. При по влении на

входе 19 сигнала байта преамбулы, пере данного блоком 9 (фиг. 1), он поступит на

вход детектора 13 и входы элемента И 14.

Вследствие инерционности детектора 13

5 первый импульс сигнала, поступившего на вход-блока 1, проходит через элемент И 14, запускает одновибратор 15. который формирует импульс с длительностью, равной 4,5 периода входных импульсов (фиг. 2 б).

0 Прохождение последующих импульсов сигнала через элемент 1/1 14 блокируетс  сигналом с инверсного выхода детектора 13, предотвраща  тем самым повторный запуск одновибратора 15 в течение одной переда5 чи.

Сигнал с выхода детектора 13. а потом с инверсного выхода одновибратора 15 в течение генерации им -импульса блокирует прохождение импульсов от входа 19 к выходу 20. Одновременно импульс с пр мого выхода одновибратора 15 поступает на входы сброса триггеров 16-18 и счетчик, образованный этими триггерами, оказываетс  в состо нии Считать. Однако, так.как вследствие задержки элемента И 14 и самого моновибратора начало импульса одно- вибратора 15 запаздывает по сравнению с положительным фронтом входного первого импульса, то счет начинаетс  с второго импульса . В случае захвата канала в течение импульса одновибратора 15 счетчик насчи- тывает4 импульса. Триггер 18 переключаетс  четвертым импульсом, а затем сбрасываетс  с окончанием импульса, генерируемого одновибратором 15, тем самым формиру  импульс захвата канала на выходе 21 блока 1 (фиг. 2-6). В случае отсутстви  захвата канала счетчик сосчитает на два импульса меньше, триггер 18 не переключитс  и, следовательно, на втором выходе 21 сигнал не по витс .

Прохождение импульсов от входа блока 1 к его выходу 20 становитс  возможным только после установлени  высокого уровн  на пр мом выходе детектора 13 и окончани  импульса одновибратора 15 на его инверсном выходе, т.е. после окончани  импульса, генерируемого одновибратором 15, сигнал с входа 19 без изменений проходит на выход 20 (фиг. 2 в).

В случае обнаружени  захвата канала сигнал с выхода 21 блока 1 подаетс  на вход триггера 5 и переключает его в единичное состо ние (фиг. 1). Так как ранее на вход элемента И 6 подан сигнал с выхода 57 блока 4, то при поступлении на его вход сигнала с выхода триггера 5 измен етс  уровень сигнала на выходе элемента И 6 и тем самым запускаетс  счетчик 7 байтов преамбулы (в период между двум  импульсами блок 9 осуществл ет передачу одного байта). Как только счетчик 7 подсчитывает установленное количество импульсов, сигнал на его выходе измен етс  и переключает мультиплексор Этаким образом, что блок 9 оказываетс  соединенным с выходом блока 11. Теперь вместо последовательности байтов преамбулы блок 9 последовательной передачи передает содержание кадра.

Если в течение описанного процесса в какой-то момент времени на вход 50 поступает сигнал столкновени , то сигнал запуска передачи на выходе 57 блока 4 будет сн т (по истечении времени форсировани  столкновени  в соответствии с стандартом IЕЕЕ 8802.3). на выходе 47 по витс  сигнал Передача неудачна , а блок 9 и счетчик 7 возвращаютс  в исходное состо ние.

Блок 9 обеспечивает передачу данных в соответствии с требовани ми стандарта

IEEE 8802.3. В соответствии с требовани ми этого стандарта передача кадров завершаетс  по сигналу Последний байт, поступающему с выхода блока 11 непосредственно на вход блока 9. Если передача не прервана сигналом столкновени  или сн тием сигнала команды Передать кадр, после получени  от блока 11 сигнала Последний байт блок 9 завершает иередачу и выставл ет на выходе 46 сигнал успешного завершени  передачи. Этим же сигналом триггер 5 переключаетс  в нуле- сое (исходное) состо ние. Дл  передачи сле- дующего кадра должен быть сн т сигнал

команды Передать кадр (что вызовет сн тие блоком 4 сигнала запуска передачи и возвращение всего устройства в исходное состо ние).

Работа устройства в режиме реализации МДОЗК.

Установление гтого режима, как и в первом случае, осуществл етс  воздействием сигналом по входу 53. При этом мультиплексор 2 переводитс  в такое состо ние, при

котором его вход подключаетс  к выходу 48 блока 9.

Второй режим используетс  при необходимости использовани  устройства в локальной сети, котора  имеет древовидную

опологию с активными концентраторами линий, обеспечивающими предотвращение наложений (столкновений) передач в общем канале, а также формирование признака захвата канала в направлении захватившей канал станции. Столкновени  передач в такой сети невозможны, поэтому сигнал столкновений в этом режиме никогда не поступит на вход блока 4.

Передача кадра начинаетс  с загрузки

содержани  кадра в блок 11, после чего подаетс  сигнал Передать кадр на вход 54 блока 4 управлени  доступом. В момент поступлени  этого сигнала блок 9 не ведет передачу. Благодар  описанному состо нию мультиплексора 2 независимо от наличи  или отсутстви  сигнала на входе 19 блок 4 формирует сигнал запуска передачи. Задержка в формировании этого сигнала может иметь место только в том случае, если с

момента завершени  блоком 9 предыдущей передачи не истек установленный межкадровый интервал.

По вление на выходе блока 4 сигнала запуска передачи вызовет описанные уже действи  блока 9, т.е. начнетс  передача последовательности преамбулы в сторону сети. В это врем  на вход 19 могут поступать передачи из общего канала других станций (абонентов) сети.

В начальных част х этих передач блок I обнаружит только признаки отсутстви  захвата канала и, как следует из ранее приведенного описани  работы блока 1, с. его выхода 21 на триггер 5 никакой сигнал не поступит. Следовательно, в течение передач от других абонентов в общем канале счетчик 7 байтов преамбулы останетс  в исходном состо нии, хот  все врем  блок 9 осуществл ет передачу последовательности преамбулы, Только в тот момент, когда в начале начавшейс  в общем канале передачи блок 1 обнаружит признаки захвата, на выходе бпока 1 по витс  сигнал, переключающий триггер 5 и тем самым запускающий счетчик 7 байтов преамбулы. Дальнейша  работа устройства в режиме МДОЗК произойдет так же, как и в первом режиме. Запуск счетчика 7 байтов преамбулы после обнаружени  захвата канала обеспечивает, что во втором режиме в любом случае будет передана последовательность преамбулы не короче установленной длины (даже в случае немедленной реализации захвата канала ).

Блок 4 управлени  доступом работает следующим образом (фи. 3). Блок 4 управлени  доступом выполн ет обработку логических сигналов Носитель, Столкновение и команды Передать кадр согласно протоколу МДКН/ОС (стандарт IEEE 8802.3).

Команда Передать кадр от входа 54 поступает на вход элемента И 29. Об зательным условием передачи  вл етс  отсутствие чьей-либо передачи в общем канале (отсутствие носител ) и выдержка межкадрового интервала (9,6 мкс) после изчезнове- ни  носител . Эти услови  провер ютс  моновибратором 26, запускающимс  отрицательным фронтом CHI нала Носитель, элементов ИЛИ-НЕ 25 и элементом ИЛИ 30. Св зь с выхода элемента И 29 на вход элемента ИЛИ 30 обеспечивает сохранение выходного сигнала элемента И 29 после по влени  сигнала Носитель, вызванного уже собственной передачей. При по влении команды Передать кадр и выполнении указанных условий (отсутствие передачи, выдержка межкадрового интервала) на выходе элемента И 29 по вл етс  сигнал логической 1, снимающий сигнал предустановки с триггеров 27 и 36, счетчиков 33 и 35. Одновременно выходной сигнал элемента И 29 через элемент И 34 поступает на тактовый вход триггера 36 и переключает последний в состо ние 1. Выходной сигнал триггера 36 поступает на блок 9 формировани  последовательной передачи, определ ющий начало передачи кадра.

Если в ходе передачи по входу 50 поступает сигнал Столкновение, переключаютс  триггеры 27 и 36, тем самым снимаетс  сигнал, поступающий на блок 9 формировани  последовательной передачи, и прекращаетс  передача кадра в общий канал.

После прекращени  передачи в общем канале (исчезновение сигналов Носитель и Столкновение) блок 4 управлени  досту0 пом должен выдержать паузу n x 51,2 мкс, где n - веро тное число от 1 до 16, увеличивающеес  с числом повторных столкновений . Данные требовани  выполн ют следующие элементы: генератор 28. генера5 тор 32 случайных чисел, счетчики 33 и 35. Счетчик 33 служит дл  подсчета количества столкновений, а в счетчике 35 сигналом Столкновение записываетс  начальный код (п). Два младших разр да начального

0 кода поступают от генератора 32, два старших - от счетчика 33 количества столкновений .

По окончании сигнала Носитель (вход 56) запускаетс  генератор 28 (с периодом

5 51,2 мкс), счетчик 35 считывает до нулевого состо ни , после чего через элементы ИЛИ 31 и И 34 вновь переключает триггер 36 в единичное состо ние и тем самым возобновл ет действие блока 9 формировани  по0 следовательной передачи.

Если количество столкновений достигло 16, выходной сигнал счетчика 33 переключает триггер 37 в состо ние 1 и тем самым блок 4 управлени  доступом выставл ет на

5 выходе 47 сигнал Передача неуспешна.

Блок 9 формировани  последовательной передачи работает следующим образом (фиг. 4). При поступлении по входу 57 сигнала разрешени  передачи от блока 4 включа0 етс  триггер 39 и в регистр 38 сдвига параллельно записываетс  первый -байт преамбулы, поступающий от регистра 10 через мул ьтиплексор 8. Выходной сигнал триггера 39 поступает на вход разрешени 

5 передачи кодера 40 и разрешает начало последовательной передачи кодированных данных через выход 48.

С выхода синхронизации кодера 40 тактовые импульсы поступают на вход регистра

0 38 сдвига, обеспечива  последовательное поступление передаваемой информации на вход кодера 40. (Тактовый генератор входит в состав интегрального кодера и обеспечивает работу кодера, а также последователь5 ное продвижение вход щей в кодер информации).

После передачи заданного числа байтов преамбулы мультиплексор 8 переключает свои входы на блок 11 и продолжаетс  кодирование и передача информации на ОЗУ 11.

После считывани  последнего информационного байта с блока 11 на триггер 39 поступает сигнал сброса Последний байт, триггер 39 отключаетс  и передача из кодера 40 через выход 48 прекращаетс .

Блок 11 работает следующим образом (фиг. 5). Загрузка данных в ОЗУ от ЭВМ происходит байт-последовательно через вход 51. Адрес загрузки в пам ть 45 определ етс  счетчиком 42 адреса записи, подклю- ченным через мультиплексор 43. Работой счетчика 42 адреса записи управл ет ЭВМ.

При передаче кадра записи информаци  побайтно поступаете выхода 52 на вход мультиплексора 8. В данном режиме к ад- ресным входам пам ти 45 через мультиплексор 43 подключаетс  счетчик 41 адресов чтени . Счетные импульсы на вход счетчика 41 адресов чтени  поступают от блока 9 (фиг. 1). Во врем  чтени  данных из ОЗУ 45 состо ни  счетчиков 41 и 42 сравниваютс  компаратором 44. При совпадении состо ний счетчиков вырабатываетс  сигнал Последний байт, поступающий на блок 9.

Регистр 10 в данном варианте представл ет собой регистр объемом 1 байт, в котором записаны данные, соответствующие преамбуле кодера, т.е. 10101010.

Счетчик 7 байтов преамбулы управл ет мультиплексором 8.

В режиме работы МДКН/ОС блок 1 всегда устанавливает триггер 5 в состо ние 1. При получении сигнала о начале передачи от блока 4 блок 9 начинает передачу преамбулы, счетчик 7 байтов преамбулы начинает счет и после передачи 8 байтов преамбулы переключает мультиплексор 8 дл  передачи на блок 9 данных, поступающих от ОЗУ 11.

В режиме МДОЗК при получении сигнала о начале передачи от блока 4 управлени  доступом блок 9 начинает передачу бесконечно длинной преамбулы, так как счетчик 7 байтов преамбулы свое состо ние не измен ет, поскольку на выходе триггера 5 сохран етс  нулевой сигнал. При обнаружении захвата канала блоком 1 вырабатываетс  сигнал Сво  передача, переключающий триггер 5 в состо ние 1. С этого момента устройство работает аналогично указанному режиму работы (МДКН/ОС), т.е. счетчик

7байтов преамбулы обеспечивает передачу

8байтов преамбулы (ъ дополнение к ранее переданной части бесконечной преамбулы), после чего через мультиплексор 8 на блок 9 поступают передаваемые данные от ОЗУ 11.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Устройство дл  подключени  абонента к общему каналу локальной сети передачи данных, содержащее блок управлени  доступом, первый выход которого  вл етс  выходом сигнала неудачной передачи устройства , а второй выход соединен с входом разрешени  блока формировани  последовательной передачи, первый и второй выходы которого  вл ютс  соответственно информационным выходом последовательного кода устройства и выходом сигнала завершени  передачи устройства, детектор, первый мультиплексор, выходом соединенный с первым информационным входа -- блока формировани  последовательной передачи , блок оперативной пам ти, информационный вход которого  вл етс  информационным входом параллельного кода устройства, регистр байта преамбулы, выходом подключенный к первому информационному входу первого мультиплексора, и счетчик байтов преамбулы, выход которого соединен с управл ющими входами первого мультиплексора и блока оперативной пам ти, первый и второй выходы которого подключены соответственчо к вторым информационным входам первого мультиплексора и блока формировани  последовательной передачи, вход блокировки, вход команды и вход разрешени  блока управлени  доступом соединены соответственно с входом сигнала Столкновени  передачи, входом команды Передать кадр и выходом детектора , отличающеес  тем, что, с целью расширени  области применени  устройства , в него введены блок обнаружени  захвата канала, второй мультиплексор,.триггер и элемент И, причем вход детектора соединен с выходом второго мультиплексора, первый и второй информационные входы которого подключены соответственно к информационному входу поспедовательного кода устройства и первому выходу блока формировани  последовательной передачи, вторым выходом соединенного с входом сброса триггера, выход которого подключен к первому входу элемента И, выходом и вторым входом соединенного соответственно со счетным входом счетчика байтов преамбулы и вторым выходом блока управлени  доступом , вход, первый и второй выходы блока обнаружени  захвата канала подключены соответственно к информационному входу последовательного кода устройства, к информационному выходу параллельного кода устройства и установочному входу триггера, управл ющий вход второго мультиплексора  вл етс  входом выбора режима устройства.
2. 2. Устройство поп. 1,отличающее- с   тем, что блок обнаружени  захвата канала содержит детектор, два элемента И, одновибратор и три триггера, входы сброса которых соединены с пр мым выходом од- новибратора, причем синхровход первого триггера соединен с входом блока, входом детектора и первыми входами первого и второго элементов И. вторые входы которых соединены соответственно с инверсными выходами одновибратора и детектора, а выходы - соответственно с первым выходом блока и входом одновибратора, пр мой выход детектора соединен с третьим входом первого элемента И, синхровход и инверсный выход второго триггера подключены соответственно к инверсному выходу первого триггера и синхровходу третьего триггера, пр мой выход которого  вл етс  вторым выходом блока.

   19JTJTJTJTJlJTJ-Lr-20n n

   21т

   Я.

   toil .

   о

   Фиг. 2