способ последовательной адресации ведущим устройством ведомых устройств в сетях с шинной топологией с одним ведущим устройством сети и несколькими ведомыми устройствами

Формула изобретения

Способ последовательной адресации ведущим устройством ведомых устройств в сетях с шинной топологией с одним ведущим устройством сети и несколькими ведомыми устройствами, включающий получение ведомыми устройствами импульса сброса, информации об адресе от ведущего устройства, сравнение полученной информации об адресе каждым ведомым устройством с его собственным адресом и переход одного ведомого устройства в режим обмена данными при совпадении полученной информации об адресе с его собственным адресом, отличающийся тем, что в качестве информации об адресе, получаемой ведомым устройством, используют количество адресующих импульсов, а при переходе одного ведомого устройства в режим обмена данными остальные ведомые устройства поддерживают в активном режиме.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к последовательной адресации ведомых устройств в сетях с шинной топологией с одним ведущим устройством сети и несколькими ведомыми устройствами и может быть использовано преимущественно для последовательного опроса устройств, применяющихся в автоматизации технологических процессов.

Известен способ адресации ведомых устройств в сетях с шинной топологией с одним или несколькими ведущими устройствами сети и несколькими ведомыми устройствами в интерфейсе i²с, заключающийся в том, что после выставления стартового состояния осуществляют получение ведомыми устройствами информации об адресе, состоящей из 7 или 10 бит данных от одного ведущего устройства и сравнение полученной информации всеми ведомыми устройствами с собственным адресом каждого ведомого устройства. При совпадении полученного адреса с собственным адресом ведомым устройством генерируется бит подтверждения. При передаче 7 бит данных ведущее устройство, с учетом зарезервированных комбинаций, может адресоваться только к 112 ведомым устройствам, при передаче 10 бит - к 1024 ведомым устройствам. Количество импульсов при передаче 7 бит данных равно 8, а при передаче 10 бит данных оно равно 16 (Гук М. Аппаратные интерфейсы ПК. Энциклопедия. - СПБ.: Питер, 2002. - 528 с., с. 421-427).

Основными недостатками описанного способа являются узкие функциональные возможности, так как максимальное количество адресуемых ведомых устройств составляет - 112 или 1024, и длительное время адресации по отношению ко всему времени обмена данными между ведущим и ведомым устройством вследствие большого количества импульсов, требуемого для адресации ведомого устройства - 8 или 16.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному способу (прототипом) является способ адресации ведущим устройством ведомых устройств в сетях MicroLAN с шинной топологией с одним ведущим устройством сети и несколькими ведомыми устройствами, заключающийся в том, что после генерирования ведущим устройством импульса сброса, генерирования ведомыми устройствами импульса присутствия и генерирования ведущим устройством команды сетевого уровня, состоящей из 8 бит, осуществляют получение ведомыми устройствами информации об адресе от ведущего устройства, сравнение полученной информации об адресе каждым ведомым устройством с его собственным адресом. В качестве информации об адресе, получаемой ведомым устройством, используют 64 бита данных. Ведомые устройства переводят в состояние покоя, в котором они остаются до получения следующего импульса сброса, если адрес не совпал. При совпадении полученной информации с собственным адресом ведомого устройства производят переход последнего в режим обмена данными (MicroLAN. Новая концепция построения 1-проводной сети. Перевод на русский статьи альманаха "Перспективные изделия, Выпуск 2"; Додека 1996 г., с.23-42).

Недостатком данного способа являются большие потери времени, требуемые для адресации конкретного ведомого устройства, составляющие 15-30% от общего времени передачи данных вследствие большого количества импульсов, требуемого для адресации ведомого устройства - 72. Особенно не рационально использование способа-прототипа в случаях, когда ведущее устройство поочередно обращается ко всем ведомым устройствам в сети. А именно такой последовательный опрос применяется в большинстве АСУ ТП и других контрольно-измерительных систем, к которым можно отнести, например, системы охранной сигнализации.

Предлагаемым изобретением решается задача уменьшения времени адресации при последовательном опросе всех ведомых устройств в сети.

Для достижения указанного технического результата в способе последовательной адресации ведущим устройством ведомых устройств в сетях с шинной топологией с одним ведущим устройством сети и несколькими ведомыми устройствами, включающем получение ведомыми устройствами импульса сброса, информации об адресе от ведущего устройства, сравнение полученной информации об адресе каждым ведомым устройством с его собственным адресом и переход одного ведомого устройства в режим обмена данными при совпадении полученной информации об адресе с его собственным адресом, в качестве информации об адресе, получаемой ведомым устройством, используют количество адресующих импульсов, а при переходе одного ведомого устройства в режим обмена данными остальные ведомые устройства поддерживают в активном режиме.

Уменьшение времени адресации при последовательном опросе всех ведомых устройств в сети обеспечивают за счет того, что вместо требуемых для адресации ведомого устройства 72 импульсов в прототипе используют один адресующий импульс.

Предлагаемый способ последовательной адресации ведущим устройством ведомых устройств в сетях с шинной топологией с одним ведущим устройством сети и несколькими ведомыми устройствами иллюстрируется чертежом, на котором представлена временная диаграмма обмена данными ведущего устройства с ведомыми устройствами в координатах по горизонтальной оси - время, по вертикальной оси - напряжение.

Дополнительно на чертеже изображено следующее:

1 - импульсы, выданные ведущим устройством;

2 - импульсы, выданные первым ведомым устройством;

3 - импульсы, выданные вторым ведомым устройством;

4 - импульсы, выданные n-ным ведомым устройством;

5 - все импульсы, выданные по шине.

Способ последовательной адресации ведущим устройством ведомых устройств в сетях с шинной топологией и одним ведущим устройством сети и несколькими ведомыми устройствами осуществляют следующим образом. Ведущее устройство сети и все ведомые устройства используют стандартную, заранее заданную, скорость приема и передачи информации, используя один и тот же протокол обмена данными. При этом синхронизация обмена между ними устанавливается автоматически, по импульсу сброса 6 и адресующими импульсами, вырабатываемыми ведущим устройством. Всеми ведомыми устройствами получают информацию об адресе, в качестве которой используют количество адресующих импульсов, пришедших от ведущего устройства после сбросового импульса 6. Адресующие импульсы отличаются от других импульсов длительностью. Всеми ведомыми устройствами сравнивают принятую информацию с собственным адресом каждого ведомого устройства. При совпадении принятой информации об адресе с собственным адресом одного из ведомых устройств последним генерируется стартовый импульс, информирующий ведущее устройство о присутствии ведомого устройства с таким адресом на шине, и осуществляют перевод данного ведомого устройства в режим обмена данными. В это же время при переходе одного ведомого устройства в режим обмена данными остальные ведомые устройства поддерживают в активном режиме. После осуществления ведущим устройством опроса всех ведомых устройств в сети ведущим устройством генерируется повторный импульс сброса 7.

Пример. После получения сбросового импульса 6 всеми ведомыми устройствами ведут подсчет адресующих импульсов. После принятия первого адресующего импульса 8 первым ведомым устройством генерируют стартовый импульсом 9, подтверждая его наличие в сети, и начинают обмен данными 10 с ведущим устройством. При этом всеми остальными ведомыми устройствами, в отличие от способа, выбранного в качестве прототипа, не переходят в состояние покоя, а продолжают следить за состоянием шины. После обмена данными 10 с первым ведомым устройством ведущим устройством выставляют следующий адресующий импульс 11 и таким образом адресуют второе ведомое устройство. Последующей выдачей адресующих импульсов адресуют все остальные ведомые устройства. Закончив опрос со всеми ведомыми устройствами, ведущим устройством снова генерируют импульс сброса 7, и цикл опроса ведомых устройств повторяется.

Каждое ведомое устройство работает по одной и той же схеме. При получении импульса сброса 6 оно обнуляет счетчик адресующих импульсов и переходит в активный режим наблюдения за состоянием шины. При приеме адресующего импульса каждое ведомое устройство добавляет к счетчику адресующих импульсов единицу. Совпадение значения счетчика с адресом ведомого устройства приводит к адресации устройства и переводу его в режим обмена данными. Адрес заносится в каждое ведомое устройство заранее при монтаже сети.

При предложенном способе последовательной адресации ведущим устройством ведомых устройств в сетях с топологией "общая шина" и архитектурой "с одним ведущим устройством шины и несколькими ведомыми устройствами" время адресации составляет не 15%-30% от общего времени передачи данных, а не более 0,5%-1%.