устройство для обнаружения конфликтов в локальной вычислительной сети

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ КОНФЛИКТОВ В ЛОКАЛЬНОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ, содержащее передающий и приемный трансформаторы и первый компаратор, причем шина "Моноканал" сети устройства подключена к прямым и инверсным выходам передающего трансформатора и прямым и инверсным входам приемного трансформатора, выход которого подключен к шине "Декодер" сети устройства, прямой и инверсный входы передающего трансформатора соединены с шиной "Кодер" сети устройства, отличающееся тем, что в него введены выпрямитель, два элемента задержки, элемент И, два триггера, два счетчика, регистр, два элемента ИЛИ, одновибратор, два преобразователя код - напряжение, второй компаратор и схема сравнения, причем выход приемного трансформатора через выпрямитель соединен с первыми входами первого и второго компараторов и первым входом первого элемента И, подключенным к шине "Моноканал" устройства, соединен с первыми входами второго и третьего элементов И, с инверсным входом записи регистра и через первый элемент задержки - с вторым входом второго элемента И, выход первого компаратора соединен с вторым входом первого элемента И и первым входом первого элемента ИЛИ, выход первого элемента И подключен к суммирующему входу первого счетчика и первому входу второго элемента ИЛИ, выход первого счетчика соединен с входом первого преобразователя код - напряжение, выход второго элемента ИЛИ соединен с суммирующим входом второго счетчика, выход которого подключен к входу второго преобразователя код - напряжение, информационному входу регистра и первому входу схемы сравнения, выход регистра соединен с вторым входом схемы сравнения, выход которой соединен с информационным входом первого триггера, инверсный выход которого подключен к инверсному входу одновибратора, второму входу третьего элемента И и третьему входу первого элемента И, выход третьего элемента И через второй элемент задержки соединен с прямым входом синхронизации первого триггера, прямой выход которого соединен с третьим входом второго элемента И, выход первого преобразователя код - напряжение подключен к второму входу второго компаратора, выход второго преобразователя код - напряжение соединен с вторым входом первого компаратора, выход второго элемента И подключен к прямому входу синхронизации второго триггера, прямой выход которого соединен с шиной "Конфликт" устройства, выход одновибратора подключен к вычитающему входу первого счетчика и второму входу второго элемента ИЛИ, шина "Логическая единица" соединена с информационным входом второго триггера, шина "Начальная установка" подключена к установочным входам первого и второго триггеров, регистра, первого и второго счетчиков, выход второго компаратора соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к четвертому входу второго элемента И.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в локальных сетях с множественным доступом с контролем несущей и обнаружением конфликтов.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности обнаружения конфликтов в локальной вычислительной сети.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма его работы.

Устройство содержит передающий 1 и приемный 2 трансформаторы, (однополупериодный) выпрямитель 3, компараторы 4, 5, элементы задержки 6,7, элементы И 8-10, D-триггеры 11, 12, счетчики 13, 14, преобразователи код-напряжение 15, 16, схему сравнения 17, одновибратор 18, регистр 19, элементы ИЛИ 20, 21.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы устройства необходимо произвести настройку пороговых уровней компараторов 4 и 5. Во время настройки пороговых уровней другие абоненты в сети не должны работать, т.е. не должны обмениваться информацией. В начале настройки на шину 27 подается сигнал "Начальная установка", который обнуляет D-триггеры 11 и 12 и регистр 19, устанавливает в младших разрядах счетчиков 13 и 14 "единицу", а во всех остальных их разрядах - "нули".

После окончания сигнала "Начальная установка" начинается автоматическая настройка пороговых уровней компараторов 4 и 5. На шину "Кодер" 22 подается код "Манчестер-2" в виде двух однополярных импульсных последовательностей на прямой и инверсный входы передающего трансформатора 1, где он преобразуется в двуполярную импульсную последовательность и поступает в шину "Моноканал" 23. Из шины "Моноканал" 23 двуполярный код "Манчестер-2" поступает на приемный трансформатор 2, с выхода которого импульсы этого кода поступают на шину "Декодер" 24 и на вход однополупериодного выпрямителя 3, который пропускает на свой выход только импульсы, имеющие положительную полярность. Эти импульсы, соответствующие прямому выходу передающего трансформатора 1 и прямому входу приемного трансформатора 2, поступают на первые входы компараторов 4 и 5 для сравнения с двумя пороговыми уровнями, которые формируются преобразователями код-напряжение 15 и 16 соответственно. Компаратор 4 вырабатывает сигнал на своем выходе, если сигнал на его первом входе по уровню сигнала на втором его входе, а компаратор 5 вырабатывает сигнал на своем выходе, если сигнал на его первом входе ниже по уровню сигнала на его втором входе. Сигналы от компараторов 4 и 5 поступают через элемент ИЛИ 21 на четвертый вход элемента И 9, но этот элемент вначале закрыт сигналом, с прямого выхода D-триггера 11. Кроме этого, сигналы с выхода компаратора 4 поступают на второй вход элемента И 8, который вначале открыт сигналом с инверсного выхода D-триггера 11.

После начальной установки на входы схемы сравнения 17 поступают различные коды и сравнения нет, поэтому с выхода схемы сравнения 17 на D-вход D-триггера 11 сигнал не поступает. На выходах преобразователей код-напряжение 15 и 16 формируются уровни напряжения, соответствующие "единице" в младшем разряде счетчиков 13 и 14. Эти напряжения соответственно поступают на вторые входы компараторов 4 и 5, и, так как они низки, то на выходе компаратора 4 вырабатывается сигнал во время действия информационного импульса от выпрямителя 3, а на выходе компаратора 5, наоборот, появляется сигнал при отсутствии информационных импульсов от выпрямителя 3 (см.фиг.2).

Для настройки пороговых уровней компараторов 4 и 5 данное настраиваемое устройство начинает выдавать манчестерский код из шины "Кодер" 22 через передающий трансформатор 1 в шину "Моноканал" 23. Приемный трансформатор 2 принимает импульсы этого кода и подает их на вход выпрямителя 3. Информационные импульсы с выпрямителя 3 проходят на суммирующие входы счетчиков 13 и 14, т. е. элемент И 8 открыт сигналами от D-триггера 11 и компаратора 4. Счетчики 13 и 14 будут увеличивать свое содержимое и, следовательно, будут увеличиваться напряжения на выходах преобразователей код-напряжение 15 и 16 и, соответственно, будут увеличиваться напряжения на вторых входах компараторов 4 и 5. Одновременно информационные импульсы с прямого входа передающего трансформатора 1 поступают на инверсный вход записи регистра 19, на первые входы элементов И 9 и 10 и через элемент задержки 6 - на второй вход элемента И 9. Элемент И 10 открыт, так как на его второй вход поступает сигнал с инверсного выхода D-триггера 11. Информационные импульсы с выхода элемента И 10 через элемент задержки 7 поступает на прямой вход записи D-триггера 11 и осуществляют запись "нулей" в этот D-триггер, так как на его D-входе сигнал от схемы сравнения 17 отсутствует. С началом первого импульса на входе счетчика 14 его содержимое увеличивается на "единицу", а по окончании этого импульса код из счетчика 14 перепишется в регистр 19 и коды на входах схемы сравнения 17 сравняются. На ее выходе появится сигнал, но записи его в D-триггер 11 не произойдет, так как до следующей записи в D-триггер 11 по началу следующего информационного импульса увеличится на "единицу" содержимое счетчика 14 и сигнал с выхода схемы сравнения 17 снимается.

С каждым информационным импульсом будут увеличиваться напряжения на вторых входах компараторов 4 и 5. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока напряжения на выходах преобразователей код-напряжение 15 и 16 не превысят уровни информационных импульсов на выходе выпрямителя 3. Теперь во время действия информационного импульса сигнала на выходе компаратора 4 не появится, элемент И 8 будет закрыт и на счетные входы счетчиков 13 и 14 очередной информационный импульс не пройдет. Это приведет к тому, что по окончании информационного импульса из счетчика 13 в регистр 19 перепишется тот же код, который был в предыдущем такте, и сигнал на выходе схемы сравнения 17 будет оставаться. Через время задержки в элементе задержки 7 следующий информационный импульс запишет "единицу" в D-триггер 11. Сигнал с прямого выхода D-триггера 11 откроет элемент И 9, а отсутствие сигнала на инверсном выходе D-триггера 11 заблокирует элементы И 8 и 10. Кроме этого, при переходе D-триггера 11 из "нуля" в "единицу" срабатывает одновибратор 18, импульс с выхода которого уменьшает на "единицу" содержимое счетчика 13 и, пройдя элемент ИЛИ 21, увеличивает на "единицу" содержимое счетчика 14. Это необходимо для того, чтобы сформировать зону между верхним (У пор.1) и нижним (У пор. 2) порогами срабатывания компараторов 4 и 5, в которой находится сигнал на выходе выпрямителя 3 при отсутствии конфликтов, т.е. при отсутствии наложения сигналов в "Моноканале" 23. На этом процесс настройки пороговых уровней компараторов 4 и 5 заканчивается. При этом, так как элемент И 9 открыт, устройство подготовлено к обнаружению конфликтов. Теперь во время действия информационного импульса компаратор 4 будет выдавать сигнал, если сигнал на его первом входе по уровню превысит сигнал на его втором входе, а компаратор 5 будет выдавать сигнал, если сигнал на его первом входе будет ниже по уровню сигнала на его втором входе. Сигналы с выходов компараторов 4 и 5 складываются на элементе ИЛИ 20 и, следовательно, во время действия информационного импульса сигнал на выходе элемента ИЛИ 20 появляется, если сигнал с выхода выпрямителя 3 по уровню выходит за пределы зоны напряжений, установленной преобразователями код-напряжение 15 и 16 во время процесса настройки пороговых уровней.

Для того, чтобы анализировать уровень сигнала только в моменты действия собственных выдаваемых импульсов, используется элемент И 9 и элемент задержки 6. Каждый импульс с выхода шины "Кодер" 22 поступает на первый вход элемента И 9 и он же, задержанный на элементе задержки 6, поступает на второй вход элемента И 9 (см.фиг.2). Элемент И 9 открывается при каждом собственном выдаваемом импульсе, но не сразу, а с небольшой задержкой для компенсации времени срабатывания компараторов 4 и 5. Следовательно, время задержки элемента задержки 6 должно быть больше времени срабатывания компараторов 4 и 5, но не больше времени действия самого короткого собственного информационного импульса. Закрывается же элемент И 9 одновременно с информационным импульсом. Таким образом, сигналы с выхода компараторов 4 и 5 проходят на вход записи D-триггера 12 только на время действия каждого укороченного собственного информационного импульса (см.фиг. 2). Если на вход записи D-триггера 12 придет сигнал, то в него из шины "Лог.1" 26 запишется "1" и появится сигнал на шине "Конфликт" 25, означающий наличие конфликта в сети. При отсутствии каких-либо сигналов в "Моноканале" 23, либо только при выдаче собственных сигналов в "Моноканал" 23, либо при работе любого другого абонента сети на выходах компараторов 4 и 5 могут быть сигналы как "0" так и "1", но на время действия собственных укороченных импульсов на шине "Конфликт" 25 будет сигнал "0", означающий отсутствие конфликта в сети (см. фиг.2).

Конфликты с собственным сигналом в "Моноканале" 23 возникают, если во время выдачи собственного сигнала появляются сигналы от других абонентов сети. При сложении двух и более сигналов в "Моноканале" 23 в зависимости от их временного положения они могут как складываться, так и вычитаться между собой. В предлагаемом устройстве конфликт в отличие от известных устройств определяется как по увеличению уровня суммарного сигнала, так и по его уменьшению. При сложении сигналов во время действия собственных выходных импульсов уровень суммарного сигнала превышает верхний порог, т.е. превышает уровень напряжения от преобразователя код-напряжение 16, а при вычитании сигналов уровень суммарного сигнала не достигает нижнего порога, т.е. не достигает напряжения от преобразователя код-напряжение 15 (см.фиг.2). В этих случаях во время действия собственных информационных импульсов на выходах компаратора 4 или компаратора 5 появляется сигнал "1" и эти импульсы проходят на выход элемента И 9, записывая "1" в D-триггер 12, который выдает сигнал на шину "Конфликт" 25.

Длительность импульса одновибратора 18 должна быть меньше самых коротких информационных импульсов, но достаточной для того, чтобы вызывать срабатывание счетчиков 13 и 14.