УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО ПРИСВОЕНИЯ АДРЕСОВ АБОНЕНТАМ МУЛЬТИПЛЕКСНОГО КАНАЛА ОБМЕНА ДАННЫМИ

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники для передачи информации по мультиплексному каналу обмена (МКО) между абонентами, расположенными и организованными в пределах одного изделия или объекта, в частности, к устройству присвоения адресов абонентам МКО.
Известно устройство введения адреса абоненту посредством переключателей-джамперов в различных цифровых устройствах, объединенных общей шиной передачи данных. Известно также устройство автоматического присвоения адресов извещателей в оповестительном аварийном устройстве [1], содержащем центральный пост, множество извещателей с применением микропроцессора, конденсатора, резистора и ключа в каждом извещателе, при этом питающий провод от центрального пункта соединен последовательно со всеми резисторами извещателей, образуя гирляндную цепочку. Путем применения модулированного питающим напряжением информационного слова, а также посылкой информации с использованием двух величин стабилизированных токов осуществляется поочередное присвоение адресов извещателям. Недостатком устройства с использованием джамперов для задания адресов является большое количество проводников, необходимых при
адресации многоразрядных кодов, особенно для малогабаритных устройств с ограниченным количеством внешних выводов. Недостатком другого устройства является ограничения, связанные с использованием питающего проводника, как среды передачи информации. Действительно, это неприемлемо для устройств с гальванической развязкой абонентов от центрального пункта, кроме того, не все абоненты могут функционировать с резистором в цепи питания да еще, соединенными между собой в гирляндную цепочку. То есть, такое устройство присвоения адресов абонентам имеет специфическую, ограниченную область применения.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройство автоматического назначения адресов абонентам шины SMBus, основанное на базовых принципах разрешения конфликтов на шине протокола I2C [2]. Назначение адресов основано на стандартном механизме арбитража (разрешения конфликтов) шины SMBus (I2C). По включению питания, абонентами генерируются адреса в виде случайных чисел, затем системное программное обеспечение ведущего устройства (центрального пункта) путем распознавания фактов подключения/отключения устройств (абонентов) к шине, обеспечивает им бесконфликтное распределение адресов.
Недостатком этого устройства является невозможность его применения для других каналов обмена данными, отличных от магистрали I2C, например, для магистрали по ГОСТу 26765.52-87 или для магистрали с интерфейсом RS-485 и т.д. Другим недостатком данного устройства является отсутствие привязки присвоенного адреса к местоположению абонента в сети передачи данных. Такое требование присутствует, например, при управлении по магистрали совершенно одинаковыми абонентами, оперирующими отличающимися операндами, связанными с их местоположением в магистрали.
Целью изобретения является автоматическое присвоение адресов абонентам МКО, расположенным и организованным предпочтительно в пределах одного изделия или объекта, независимо от среды передачи данных с минимальным количеством проводников, задающих адрес абонента и возможностью привязки адреса к местоположению абонента в сети передачи данных.
Указанная цель достигается тем, что в состав каждого абонента введены: цифровой процессор данных с энергонезависимой памятью; приемник асинхронного канала с входным выводом; передатчик асинхронного канала с выходным выводом, при этом выводы данных интерфейса МКО соединены с первыми информационными выводами цифрового процессора данных, выход приемника асинхронного канала соединен с другим информационным выводом цифрового процессора данных, вход передатчика асинхронного канала соединен с третьим информационным выводом цифрового процессора данных а следующие информационные выводы цифрового процессора данных соединены с аппаратными средствами данного абонента МКО, помимо этого, входной вывод приемника асинхронного канала соединен с внешним
входным выводом абонента для приема адресной информации, выходной вывод передатчика асинхронного канала соединен с выходным выводом абонента для передачи адресной информации, кроме того, для первого абонента, принятого как начало гирляндной цепочки его входной вывод для приема адресной информации соединен с источником логического сигнала, предпочтительно, низкого уровня, выходной вывод первого абонента для передачи адресной информации соединен посредством сигнального провода с входным выводом для приема адресной информации второго абонента, выходной вывод которого для передачи адресной информации соединен посредством сигнального провода с входным выводом для приема адресной информации третьего абонента, и так далее соединяя между собой все абоненты МКО, образуя цепочечную структуру гирлянды.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство присвоения адресов абонентам МКО отличается наличием в составе каждого абонента цифрового процессора данных с энергонезависимой памятью, приемника асинхронного канала с входным выводом, передатчика асинхронного канала с выходным выводом, при этом для первого абонента, принятого как начало гирляндной цепочки его входной вывод для приема адресной информации соединен с источником логического сигнала, предпочтительно, низкого уровня, выходной вывод первого абонента для передачи адресной информации соединен посредством сигнального провода с входным выводом для приема адресной информации второго абонента, выходной вывод которого для передачи адресной информации соединен посредством сигнального провода с входным выводом для приема адресной информации третьего абонента, и так далее соединяя между собой все абоненты мультиплексного канала обмена данными, образуя цепочечную структуру гирлянды.
Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволяет установить, что заявителями не обнаружены технические решения, характеризующиеся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа позволило выявить совокупность существенных (по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату) отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует требованию «новизна» по действующему законодательству. Сведений об известности отличительных признаков известных технических решений с достижением такого же, как у заявляемого устройства, положительного эффекта не имеется. На основании этого сделан вывод, что предлагаемое техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень».
На фиг.1 представлена блок-схема устройства для автоматического присвоения адресов абонентам МКО данными. На фиг.2 представлена блок-
схема алгоритма работы абонента по автоматическому присвоению ему адреса.
Устройство (фиг.1) содержит центральный пункт управления 1 на основе PC-подобного компьютера с интерфейсом 2 МКО, внешние выводы которого через среду передачи данных 3 объединены с внешними выводами интерфейсов 4 МКО, выводы данных которых соединены с первыми информационными выводами абонентов 5 МКО, также состоящих из цифрового процессора данных 6 с энергонезависимой памятью 7, приемника последовательного асинхронного канала 8 и передатчика последовательного асинхронного канала 9, соответственно соединенных с информационными выводами цифрового процессора 6, при этом внешний входной вывод 10 абонента 5 является входным выводом приемника 8, тогда как внешний выходной вывод 11 абонента 5 является выходным выводом передатчика 9, для управления аппаратурными ресурсами абонента 5 выделены соответствующие шины 12 от цифрового процессора 6. Все абоненты 5 МКО соединены между собой однопроводной линией связи, образуя разомкнутую гирляндную цепочку, причем входной вывод 10 первого абонента начала гирлянды соединен с источником низкого логического уровня 13 (заземлен). Алгоритм работы устройства автоматического присвоения адресов абонентам МКО (фиг.2) состоит из показанных на фигуре этапов.
Предложенное устройство автоматического присвоения адресов абонентам МКО работает следующим образом. Центральный пункт управления 1, выполненный на основе процессора в формате PC-104, посредством интерфейса 2 через среду передачи 3, по двухпроводной линии интерфейса RS-485 мультиплексного канала обмена передает всем абонентам 5, безадресную команду инициализации присвоения адресов. Все абоненты 5 МКО по своим входным 10, выходным 11 выводами соответственно соединены между собой, образуя разомкнутую гирляндную цепочку, состоящую из абонентов 5. Первый абонент 5 начала гирлянды образован заземлением 13, входного вывода 10. После приема команды инициализации присвоения адресов (этап а1 фиг.2), абоненты 5 устанавливают высокий логический уровень на выходном выводе 11 (этап а2). Затем абоненты 5 ожидают момента появления низкого логического уровня на входном выводе 10 (этап а3). Первый абонент гирляндной цепочки с заземленным выводом 10 начинает принимать последовательно бит за битом с помощью приемника асинхронного канала 8 n-разрядный нулевой код (этап а4), над полученным кодом осуществляется операция инкремента в цифровом процессоре 6 (этап а5). Полученный код адреса для первого абонента будет соответствовать единице (номер один). Следующим шагом является запоминание адреса абонента в энергонезависимую память 7 (этап а6), затем считывается адрес из памяти 7 (этап а7) и передается через интерфейс 4 в качестве адресной информации по МКО центральному пункту управления 1 (этап-а8) для организации им контроля исполнения присвоения адресов. Центральный пункт 1 через свой интерфейс 2 принимает адресную информацию абонента и помещает ее в память управляющего процессора. Первый абонент следующим шагом передает через передатчик
асинхронного канала 9 последовательным кодом адресную информацию (номер один) следующему абоненту МКО - второму абоненту (этап а9). Второй абонент начинает прием адресной информации первого абонента цепочки с изменения уровня на входе 10 с высокого на низкий уровень из-за присутствия в начале посылки стартового бита низкого уровня. Дальнейшее последовательное автоматическое присвоение адресов абонентам МКО и передача их по цепочке осуществляется повторением каждым абонентом этапов а3-а9 алгоритма. Центральный пункт управления 1, как ведущее устройство МКО, осуществляет контроль за прохождением процесса присвоения адресов по критериям временной непрерывности поступления адресной информации от абонентов и за изменением приращения номеров абонентов на единицу. Предлагаемое устройство присвоения адресов абонентам МКО позволяет использовать минимальное количество проводников для адресации, не имеет проводной связи для ввода адресов с ведущим устройством - центральным пунктом управления 1, что дает возможность применения любой среды передачи информации, например, радиоканала, оптической и т.д.