Адаптивное устройство для сопряжения эвм с каналами связи

Адаптивное устройство для сопряжения эвм с каналами связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится у вычислительной технике и может быть использовано, например, для организации связи вычислительных модулей с ЭВМ в распределенных системах управления технологическим процессом. Целью изобретения является повышение достоверности обмена информацией. Цель достигается введением в устройство, содержащее блок приема информации, блок передачи информации и блок опроса, блока выбора скорости обмена. Устройство позволяет устанавливать скорость обмена данными для каждого из каналов путем служебного обмена. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) О1) (51)4 С 06 F 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) . 4352406/24-24 (22) 29. 12 ° 87 (46) 30 ° 12.89. Бюл. N 48 (71) Воронежский политехнический институт (72) С.Р.Прохончуков, С.И.Гусев и С.Л.Подвальный (53) 681 ° 325 (088.8) (56) Авторское свидетельство CCCP

М 1180905, кл. С 06 F 13/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР 1140125, кл. С 06 F 13/14, 1983..(54) АДАПТИВНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ ЭВМ С КАНАЛАМИ СВЯЗИ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано, например, в вычислительных системах для организации обмена между абонентами и ЭВМ.

Целью изобретения является повышение достоверности обмена информацией.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2-5 - функциональные схемы блока опроса, блока приема

„ информации, блока передачи. информации и блока выбора скорости обмена; на фиг,6 и 7 - временные диаграммы работы блоков приема и передачи информа ции, Устройство (фиг. 1) содержит блок 1 опроса, блок 2 приема информации, блок 3 передачи информации, блок 4 выбора скорости обмена, ЭВМ 5.

Блок 1 (фиг.2) включает генератор

6 тактовых импульсов, счетчик 7, де2 (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано, например, для организации связи вычислительных модулей с

ЭВМ в распределенных системах управления технологическим процессом.

Целью изобретения является повышение достоверности обмена информацией.

Цель достигается введением в устройство, содержащее блок приема информации, блок передачи информации и блок опроса, блок выбора скорости обмена. Устройство позволяет устанавливать скорость обмена данными для каждого из каналов путем служебного обмена. 4 з.п. ф-лы, 7 ил. ф шифратор 8, первую группу элементов

И 9, элемент ИЛИ 10, вторую группу элементов И 11, элемент НЕ 12, одновибратор 13, триггер 14, элемент И 15, буферный регистр 16, группу выходов

17 готовности устройства к приему информации от абонентов, группу входов 18 запросов передачи и формации от абонентов.

Блок 2 содержит (фиг.3) мультиплексор 1.9, первый и второй счетчики

20, 21, первый, второй, третий элементы И-НЕ 22-24, первый и второй элементы НЕ 25,26, первый и второй триггеры 27, 28, регистр сдвига, образованный первым и вторым сдвигающими регистрами 29, 30, элемент И, 31, шины информационного выхода 32 °

Блок 3 включает (фиг.4) первый и второй буферные регистры 33, 34, регистр сдвига, образованный первым и вторым сдвигающими регистрами 35, 36, 1532938 счетчик, образованный первым и вторым двоичными счетчиками 37, 38, триггеры 39-42, элементы И-НЕ 43-46, эле менты НЕ 47-49, третий буферный регистр 50, дешифратор 51, мультиплексор 52, элемент И 53, группу выходов 54, вход 55 задания режима, четвертый элемент НЕ 56.

Блок 4 содержит (Фиг.5) первый и второй регистровые запоминающие узлы (ЗУ} 57, 58, первый и второй мультиплексоры 59, 60, делитель 61 частоты.

На чертежах показаны также связи 6277 между блоками устройства.

l5

Устройство обеспечивает прием информации от абонентов к ЭВИ, передачу информации от ЭВИ к абонентам, независимую адаптацию скорости для каждого канала обмена между ЭВИ и абонентами для достижения ее максимального значения при соблюдении высокой достоверности передаваемой инФормации.

Устройство работает следующим образом.

В режиме "Прием" происходит обнаружение абонента, готового к передаче информации в ЭВМ, и при готовности устройства осуществляется прием сообщения от выбранного абонента (стартовый бит +8 информационных бит +2 стоповых бита), а также преобразование последовательного кода в параллельный и передача сообщения (8 бит информации + код абонента) в канал ЭВИ.

В исходном состоянии после поступления сигнала "Сброс" нулевого уровня все выходы дешифратора 8 находятся в нулевом состоянии, триггер 14 установлен в единичное состояние, а триггер 28 сбрасывается в нулевое состояние "ФЛАГ ПРИ = 0" триггер 27 устанавливается в единичное состояние. В режиме "Прием" принимают участие блок 1 и блок 2, При отсутствий готовности абонентов к передаче информации в ЭВИ на входах

18 присутствуют сигналы нулевого уровня, которые через элементы И 9 поступают на входы элемента ИЛИ 10, устанавливая его вЪ|ход в нулевое состояние. Этот нулевой сигнал через

55 элемент И 15 устанавливает выходы элементов И 11 в нулевое состояние, а выход элемента НЕ 12 в единичное состояние.

Поступление импульсов с выхода генератора 6 на счетный вход счетчика

7 вызывает формирование на одном из выходов дешифратора 8 сигнала логической единицы всоответствии с кодом, записанным в счетчике 7.Таким образом,логическая единица будет последовательно появляться на каждом выходе дешифратора

8, производя опрос входов 18. При обнаружении готовности одного из абонентов к передаче информации в ЭВИ на выходе элемента ИЛИ 10 формируется единичный импульс, который, проходя через элемент И 15, обеспечивает:

1) прекращение последовательного опроса входов 18 путем отключения выхода генератора 6 от счетного входа счетчика 7; 2) запись в буферный регистр 16 кода, зафиксированного в . счетчике 7; 3) формирование на соответствующем выходе 17 группы элементов И 11 сигнала логической единицы, поступающего на управляющий вход выбранного абонента и разрешающего ему начать передачу информации; 4) формирование на выходе элемента НЕ 12 сигнала нулевого уровня, который устанавливает триггер 14 в нулевое состояние и разрешает возобновление: прерванного цикла опроса входов 18 за счет прохождения сигнала нулевого уровня через элементы И 9 и элемент

ИЛИ 10 на управляющий вход генератора 6.

Сигнал "ФЛАГ ПРИ" отражает состояние входного буфера блока 2. Если

"ФЛАГ tlPN" = О, то входной буфер блока 2 пуст, иначе занят информацией для ЭВИ.

В случае обнаружения готовности канала следующего абонента к передаче информации на выходе элемента ИЛИ

10 вновь сформируется единичный импульс, который обеспечивает выполнение известных пунктов с 1 по 3 и 4„ если обмен между ЭВИ и абонентом, который был выбран в предыдущем цикле опроса, уже завершился, т.е. "ФЛАГ

ПРИ" перешел из единичного в нулевое состояние. Иначе, после выполнения пункта 1 будет происходить ожидание завершения этого обмена, т.е. пока не будет установлен в единичное состояние триггер 14, После этого выполняются пункты 2, 3, 4, ЭВИ может прервать аппаратный цикл опроса готовности абонентов к передаче и начать программный опрос пооп1532938 ределенному алгоритму путем записи в счетчик 7 через выходную шину данных ЭВМ по сигналу "Вывод 1" соответствующего кода выбранного абонента.

Генератор 6 при появлении на любом из своих входов единичного сигнала прекращает выдачу тактовых импульсов на счетный вход счетчика 7. 10

На втором выходе генератора 6 тактовые импульсы не прерываются.

Одновибратор 13 на своем выходе формирует сигнал нулевого уровня при наличии на любом из его входов потен- 15 циального перепада из единичного s нулевое состояние.

Код выбранного абонента с выхода буферного регистра 16 поступает на управляющие входы мультиплексора 19, 20 вызывая прохождение информации данного абонента на выход мультиплексора 19.

Счетчики 20, 21 реализуют режим работы по модулю И = 16 при наличии хотя бы на одном из их разрешающих входов счета сигнала логического ну-" ля. Частота тактового сигнала 12 в

16 раз превышает скорость передачи информации. 30

При поступлении на вход стартового бита (он проходит логическим нулем) начинает работать счетчик 20.

Когда его состояние становится равным

8, т.е. как раз в середине битового интервала, он сбрасывает триггер 27 и одновременно производит ввод одного бита в регистры 29, 30 сдвига.

До этого времени счетчик 20 был открыт только стартовым битом и в слу- 40 чае его исчезновения (что надо понимать как помеху) прекратил бы работу. После сброса триггера 27 счетчик 20 принимает любую посылку. После отсчета 9-ти импульсов сдвига счет- 4 чиком 21 что говорит о том, что принят стартовый бит и 8 бит данных, устанавливаются в единичное состояние триггер 27, а также триггер 28. Это является признаком того, что .в блоке

2 находятся данные для ЭВИ (" ФЛАГ

ПРИ = 1").ЭВИ анализирует "ФЛАГ ПРИ" и при обнаружении данных в блоке 2 считывает их вместе с кодом абонента и вырабатывает; „ сигнал "Ввод" нулевого уровня, который сбрасывает "ФЛАГ

ПРИ" в нулевое состояние.

В режиме "Передача" происходит передача информации от ЭВИ к заданному абоненту через блок 3. В исходном состоянии после подачи сигнала: .

"Сброс" происходит обнуление информации в буферных регистрах 33, 34, 50, триггеры 41, 42 устанавливаются в единичное состояние, а триггеры 39, 40 сбрасываются в нулевое состояние.

Выходы дешифратора 51 находятся в единичном состоянии, так как на его вход разрешения работы поступает сигнал логической единицы. Выход, мультиплексора 52 находится в нулевом состоянии, так как на его вход разрешения работы поступает сигнал логической единицы. Длительность сигнала "Сброс" нулевого уровня должна быть больше, чем время прохождения логических сигналов через элементы

И-НЕ 45, И-НЕ 43. Поэтому потенциальный перепад сигнала из нулевого в единичный уровень на входе синхронизации триггера 39 не вызовет переключения его в единичное состояние.

Счетчики 37, 38 реализуют режим работы по модулю М = 16 при наличии на их разрешающем входе сигнала логического нуля.

При необходимости передать информацию ЭВИ по сигналу "Вывод 2" записывает в буферные регистры 33, 34 8 бит информации, а в буферный регистр

50 код абонента. Частота тактового сигнала F1 в 16 раз превышает скорость передачи информации.

По сигналу "Вывод 2" происходит сброс триггера 42, что является признаком того, что в блоке 3 находятся данные для ввода к абоненту (" ФЛАГ

ПРД = 0"). Вывод информации к абоненту ЭВИ можно производить лишь тогда, когда "ФЛАГ ПРД = 1".

После заполнения буферных регистров 33, 34, 50 данными (а оно производится асинхронно) производится привязка начала посылки, для чего триггер 40 ставится в единичное состояние синхронно с частотой 1 (при условии наличия готовности к приему абонентом, сигнал готовности которого поступает на один из входов 55) и совместно с триггером 39 производит загрузку данных с буферных регистров

33, 34 в регистры 35, 36 сдвига.Триггер 39 устанавливается в единичное состояние с задержкой на j/2 периода тактовой частоты F1, что вызывает: 1) прохождение сигнала логического нуля через элемент И 53 на информационный

1532938 вход триггера 40 и сброс его в нулевое состояние; 2) сброс триггера 4 1, вследствие чего разрешается работа дешифратора 51. На одном из его вы, ходов в соответствии с кодом абонента появляется сигнал нулевого уровня .(стартовый бит). Счетчик 37 Формирует импульсы сдвига, а счетчик 38 слу жит для подсчета их. После 11-ти сдвигов на выходе элемента И-HE 46 формируется импульс нулевого уровня, который сбрасывает триггер 39 в нулевое состояние. Сигнал логической единицы с инверсного выхода триггера 39 запрещает работу счетчиков 37, 38 и на входе синхронизации триггера 42

Формируется потенциальный перепад . сигнала из единичного в нулевое сос: тояние, что вызывает установку триг,гера 42 в единичное состояние (" ФЛАГ ПРД = 1"). Блок 3 готов к передаче очередного символа от ЭВМ к абонен ту.

В режиме "Настройка" осуществляет ся выбор максимальных значений ско ростей обмена между ЭВМ и каждым абонентом в отдельности при соблю-. дении высокой достоверности переда: ваемой информации. Делитель 61 час тоты в зависимости от емкости (N--бит), регистровых запоминающих узлов 5?, 58

; обеспечивает два различных набора тактовых последовательностей для реа лизации необходимых скоростей обмена в широком диапазоне {например, от 50 бит/с до 19200 бит/с). Регистровые запоминающие узлы имеют независимые, цепи для записи и считывания информации °

В исходном состоянии состоянии, после подачи сигнала "Сброс" происходит обнуление информации, хранящейся в регистровых запоминающих узлах

57, 58. Таким образом, на адресные (управляющие) входы мультиплексоров

59, 60 поступают сигналы нулевого, уровня, что вызывает появление на их выходах тактовых последовательностей

F1 и F2, которые соответствуют минимально возможной скорости обмена инФормацией между ЭВМ и абонентами (на" пример, 50 бит/с).

При включении в работу абонента

ef î приемный и передающий блоки настраиваютвя на обмен информацией со скоростью 50 бит/с.

Процедуру настройки на максимально возможную скорость обмена можно разбить на ряд этапов: 1) абонент посылает ЭВМ специальное сообщение, после которого любая информация, по-. ступающая от данного абонента к ЭВМ, возвращается обратно к нему без изменения; 2) абонент производит сравнение полученных символов с теми, которые и были посланы, в случае их совпадения переход к пункту 3, иначе к 4; 3) абонент посылает ЭВМ сообщение о необходимости поднять скорость обмена на одно значение вверх и ожидает подтверждения, после этого абонент настраивается на следующую скорость обмена и переходит на выполнение пункта 2; 4) абонент посылает ЭВМ сообщение о необходимости снизить скорость обмена на одно значение вниз, после этого процедура настройки завершается и начинается рабочий обмен данными, В рабочем цикле обмена осуществляется контроль передаваемой информации 5

20 на достоверность с помощью программных средств. Статистика сбоев накапливается за определенный период работы, если она выходит за рамки допустимой, то абонент может снова осуществляется таким же образом, но с помощью сигнала записи "Вывод 3" нулевого уровня в регистровый запоминающий узел 57. На адресные входы считывания регистрового запоминающего устройства 57 поступает код выбранного блоком 1 абонента, готового к передаче информации в ЭВМ, а на адресные входы считывания регистрового запоминающего узла 58 поступает код абонента, к которому идет передача символов от ЭВМ через блок 3 °

Формула и з о б р е т е н и я

1. Адаптивное устройство для сопряжения ЭВМ с каналами связи, содерщ запустить процедуру настройки. Ини циативу настройки может взять также на себя ЭВМ.

Для задания частоты Fl работы блока 3 ЭВМ выставляет на выходной адресной шине код абонента, а на выходной шине данных код, определяющий выбор скорости обмена, и производит запись этой информации в регистро" вый запоминающий узел 58 с помощью сигнала "Вывод 4" нулевого уровня.

Задание частоты 2 работы блока - 53293Â жащее блок передачи информации, группа выходов которого является группой выходов устройства для подключения к информационным входам каналов свя5 зи, а синхронизирующий вход и первый выход являются соответствующими входом и выходом устройства для подключения к синхронизирующему выходу и входу передачи ЭВМ, блок приема информации, группа информационных входов которого является группой входов устройства для подключения к информационным выходам каналов связи, а синхрОнизирующий вхОд и Il8p8bIA втО рой выходы являются соответствующими входами и выходамидля подключения к

I синхронизирующим входу и выходу приема и информационному входу ЭВИ, блок опроса, синхронизирующий вход и первый выход которого являются соответствующими входом и выходом устройства для подключения к синхронизирующему выходу опроса и адресному входу ЗВМ, входы сброса блоков опроса, блоков приема 25 и передачи информации образуют вход устройства для подключения к выходу начальной установки ЭВИ, информационный вход блока передачи информации является входом устройства для подключения к информационному выходу ЭВМ и соединен с информационным входом блока опроса, отличающеес я тем, что, с целью повышения достоверности обмена устройства путем адаптации скорости передачи в

35 каналах, в устройство введен блок выбора, скорости обмена, причем первый и второй выходы и тактовый вход блока выбора скорости обмена соединены 4О соответственно с тактовыми входами блоков передачи и приема информации и вторым выходом блока опроса, группа выходов и группа запросных входов которого образуют соответствующие группы выходов и входов для подключения к входам запроса приема и выходам готовности передачи каналов связи, а входсинхронизации приема и первый выход сОединены соОтветственно с первым вы- 50 ходом блока приема информации и адресными входами приема блока приема информации и блока выбора скорости обмена, первый и второй синхронизирующие входы, вход сброса, информационный вход которого являются соответствующими входами устройства для подключения к синхронизирующим выходам передачи и приема, выходу сброса и информационному выходу ЭВИ, а вход задания адреса является входом устройства для подключения к адресному выходу ЭВМ и соединен с адресным входом блока передачи информации, второй выход которого подключен к входу адреса передачи блока выбора скорости обмена, а вход задания режима передачи является входом режима устройства °

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок выбора скорости обмена содержит два мультиплексора, выходы которых являются соответственно вторым и первым выходами блока, а информационные входы подключены к выходу делителя частоты, тактовый вход которого является тактовым входом блока, и два запоминающих узла, выходы которых подключены соответственно к адресным входам первого и второго мультиплексоров, причем входы адреса записи, информационные входы и входы сброса первого и второго запоминающих узлов являются соответственно входом задания адреса, информационным входом и входом сброса блока, синхровход записи и вход адреса считывания первого запоминающего узла являются соответственно первым синхронизирующим входом и входом адреса приема блока, синхровход записи и вход адреса считывания второго запоминающего узла являются соответственно вторым синхронизирующим входом и входом адреса передачи. блока.

3. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок приема информации содержит мультиплексор, адресный и информационный входы которого являются соответственно входом адреса приема и информационным входом блока, два счетчика, регистр сдвига, выход которого является вторым выходом блока, три элемента И-НЕ, два триггера, элемент И, первый и второй входы которого являются соответственно синхронизирующим входом и входам сброса блока, и два элемента НЕ, причем синхровход регистра сдвига соединен через первый элемент -HE с выходом первого счетчика, синхровходом первого триггера и счетным входом второго счетчика, разрешающий вход которого подключен к выходу первого триггера, первому разрешающему входу первого счетчика и первому входу nepaoro

1532938

12 элемента И-НЕ, вторым входом соединенного с выходом мультиплексора, информационным входом регистра сдвига и вторым разрешающим входом первого счетчика, счетный вход которого является тактовым входом блока, устано,вочный вход первого триггера подклю чен через второй элемент НЕ к выходу второго элемента И-НЕ, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с входом сброса блока и выходами первого и третьего элементов

,И-НЕ, группа входов которого соединена с группой выходов второго счетчика,|5

;а выход - с установочным входом второго триггера, соединенного выходом и входом сброса соответственно с пер,. вым выходом блока и выходом элемен та И.

11. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок опроса содержит буферный регистр, выход, которого является первым выходом бло,ка,. а информационный вход соединен с 25

;входом дешифратора и выходом счетчи, ка, синхровход и информационный входы которого являются соответственно входом синхронизации и информационным . входом блока, две группы элементов И, о одновибратор, пусковой и сбросовый входы которого являются соответственно входами синхронизации приема и сброса блока, а выход соединен с установочным входом триггера, элемент И,, элемент ИЛИ, элемент " и генератор так З5 товых импульсов, причем первый и вто рой выходы генератора тактовых импульсов соединены соответственносо счетным входом счетчика и вторым выходом блока, первый и второй входы .останова генератора тактовых импульсов соответственно соединены с входом синхронизации опроса блока и с выходом элемента ИЛИ,группа входов которого 45 подключена к выходам элементов И первой группы и первым входам элементов И второй группы, выходй элементов Ивторой группы являются группой выходов блока, а вторые входы соединены с выходом элемента И, синхровходом буферного регистра и входом элемента НЕ, выходом соединенного с входом сброса триггера и первыми входами эле-> ментов И первой групйы, вторые входы которых соединены с группой выходов

Б дешифратьра, а третьи входы образуют группу запросных входов блока, первый и второй входы элемента И соединены соответственно с выходами триггера и элемента ИЛИ.

5. Устройство по п.1 о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок передачи информации содержит три буферных регистра, регистр сдвига, счетчик, четыре триггера, дешифратор, мультиплексор, адресный вход которого является входом задания режима блока, четыре элемента И-НЕ, четыре элемента HE и элемент И, причем информационные входы, синхровходы и входы сброса первого и второго буферных регистров являются соответственно информационным, синхронизирующим входами и входом сброса блока, а выходы подключены к информационному входу регистра сдвига, синхронизирующий вход которого соединен с выходом счетчика, счетным входом подключенного к тактовому входу блока и первому входу первого элемента И-НЕ, выход которого соединен с синхровходом первого триггера, инверсным выходом соединенного с первыми входами второго и третьего элементов И-НЕ и входом сброса счетчика, группа выходов которого подключена к группе входов четвертого элемента И-НЕ, группа выходов дешифратора является группой выходов блока, разрешающий вход дешифратора соединен с выходом третьего триггера, информационный вход дешифратора с информационным входом мультиплексора, выходом третьего буферного регистра и вторым выходом блока, прямой выход второго триггера соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ выход которого подключен к входу сброса третьего триггера и через первый элемент НЕ к входу разрешения регистра сдвига, выходом соединенного с информационным входом третьего триггера, синхровход которого через второй элемент НЕ подключен к выходу счетчика, установочные входы третьего и четвертого триггеров соединены с входом сброса третьего буферного регистра, информационный вход которого является адресным входом блока, а синхровход соединен с синхронизирующим входом блока и через третий элемент HE с входом сброса четвертого триггера, синхровходом подключенного к выходу четвертого элемента И-НЕ и информационному входу первого триггера, прямой выход которого через четвер14

1532938

3 тый элемент НЕ соединен с первым входом элемента И, а вход сброса - с входом сброса блока и входом сброса второго триггера, синхровходом и информационным входом подключенного соответственно к тактовому входу блока и выходу элемента И, второй вход которого соединен с выходом мультиI плексора, выход четвертого триггера является первым выходом блока и соединен с разрешающим входом мультиплексора, второй вход первого элемента И-НЕ подключен к выходу третьего элемента И-НЕ, вторым входом соединенного с инверсным выходом второго триггера.

1532938

1532938

1532938

Составитель В.Вертлиб

Техред М.Ходанич Корректор О.Кравцова

Редактор И.Бандура

Заказ 8101/54 Тирах< 668 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ .СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/S

Производственно-. издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101