СПОСОБ ВРЕМЕННОГО МУЛЬТИПЛЕКСИРОВАНИЯ
METHOD OF TIME MULTIPLEXING

Изобретение относится к технике связи, а более конкретно - к системам передачи данных с временным разделением каналов, и может быть использовано для организации мультиплексного обмена информацией, преимущественно в линиях связи нижнего уровня.
Известен способ временного мультиплексирования, реализованный в сети MicroLAN, использующей архитектуру с одним ведущим (управляющий сетью компьютер) и многочисленными ведомыми [Интегральные микросхемы: Перспективные изделия. Выпуск 2. - М.: ДОДЭКА, 1996, с.23-42]. Протокол MicroLAN представляет собой многоуровневую структуру, в которой идентификацию и адресацию отдельных узлов обеспечивает сетевой уровень. Каждый узел сети имеет уникальный регистрационный номер, записанный в области ПЗУ, используемый в качестве идентификатора узла. Если серийный номер, служащий адресом прибора в сети, известен (например, в результате выполнения предшествующей команды "Чтение ПЗУ"), то для адресации конкретного прибора выполняется команда "Совпадение ПЗУ". Указанная команда требует передачи ведущим содержимого ПЗУ адресуемого прибора в течение 64 циклов обмена на шине. Вслед за командой передается идентификатор группового кода, затем серийный номер прибора и контрольная сумма, после чего активным остается только адресуемый прибор, а остальные приборы переходят в состояние покоя.
После адресации узел сети MicroLAN переходит на транспортный уровень обмена, ответственный за передачу данных. При этом массив данных разбивается на отдельные страницы, после передачи каждой из которых следует передача контрольной суммы.
Разрешение конфликта на шине, вызываемого одновременной передачей данных несколькими (более чем одним) приборами, осуществляется путем генерации ведущим шины импульса сброса, прекращающего любой обмен на шине.
Недостатком известного способа мультиплексирования является отсутствие возможности реализации мультимастерного режима работы.
Известен также CAN-протокол [см., например, http://www/gaw.ru/ html.cgi/txt/interface/can/start.htm], реализующий способ временного мультиплексирования, обладающий в отличие от MicroLAN свойством мультимастерности, а следовательно, осуществляющий арбитраж на линии.
Арбитраж осуществляется путем разрешения конфликта на шине без потери информации.
Недостатком CAN-протокола является его сложность, особенно для применения в системах связи нижнего уровня.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому способу временного мультиплексирования является "Способ обмена данными между равноправными абонентами в системе с временным разделением" по патенту РФ №2059340, МПК 6 Н04В 7/24, H04Q 9/08, опубл. 27.04.1996 г.
В данном способе передаваемое абонентом информационное сообщение состоит из четырех частей: "начало текста", "номер" (т.е. адрес или идентифицирующий признак), "информация" и "конец текста". Передача сообщения начинается после поступления признака конца сообщения передающего абонента.
К недостаткам ближайшего аналога следует отнести необходимость выполнения каждым абонентом следующих операций:
1. Определение "начала текста".
2. Прочтение идентифицирующего признака N.
3. Определение "конца текста".
4. Вычисление на основе шагов 1-3 количества тактов, после которых можно осуществить выход в линию.
5. Синхронизация (кроме выполнения передачи сообщения).
Указанные особенности реализации известного способа ограничивают область его применения, в частности, для мультиплексирования простых источников информации (например, тумблеров, бинарных датчиков и т.п.) вследствие высокой стоимости (относительной) передачи одного бита информации.
Техническим результатом изобретения является упрощение способа и расширение области его применения.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе временного мультиплексирования, при котором обеспечивают адресацию устройств, подключенных к каналу, передачу данных между ними и очередность передачи данных, согласно изобретению в качестве адресов устройств используют длительность паузы между двумя соседними передачами данных.
Кроме того, передачу данных начинают в момент, когда длительность паузы между двумя соседними передачами данных достигает значения адреса устройства, после окончания передачи данных адрес увеличивают до величины, одинаковой для всех устройств, большей максимального адреса, по достижении длительности паузы указанной величины устанавливают первоначальное значение адреса и начинают процедуры сравнения длительности паузы с адресом после каждой передачи данных.
i
i
Изобретение иллюстрируется графическими материалами, где на фиг.1 представлена временная диаграмма мультиплексирования согласно заявляемому способу (I - длительность активного уровня, соответствующего значению передаваемой информации, а A - длительность пассивного уровня, соответствующего адресу источника передаваемой информации); на фиг.2 - структурная схема одного из возможных вариантов устройства, реализующего предлагаемый способ.
Способ временного мультиплексирования реализуется системой передачи данных, содержащей N устройств, подключенных к общему каналу связи.
Каждое из устройств содержит генератор 1 тактовых импульсов, загружаемый вычитающий счетчик 2, схему сравнения 3, триггер 4 передачи, триггер 5 маски, одновибратор 6, элемент И 7 и ключ 8, соединенный с каналом 9.
Способ реализуется следующим образом.
i
i
На вход загружаемого вычитающего счетчика 2 поступают тактовые импульсы с генератора 1. Выходы счетчика 2 сравниваются схемой сравнения 3 с номером (адресом) устройства и при их совпадении по истечении времени A после окончания предыдущей передачи импульс с выхода схемы сравнения 3 устанавливает в "1" триггер 4 передачи, который, замыкая ключ 8, устанавливает в канале 9 активный уровень сигнала, одновременно с помощью элемента И 7 блокируя сброс счетчика 2. При этом с помощью одновибратора 6 в счетчик 2 записывается информация, поступающая на входы "IN", например, от нескольких бинарных датчиков, которую нужно передать в канал 9. Активный уровень в канале сохраняется в течение времени I, необходимого для достижения вычитающим счетчиком 2 нулевого состояния, при котором на выходе Р счетчика 2 появляется импульс, сбрасывающий триггер 4 передачи в "0" и устанавливающий в состояние "1" триггер 5 маски, увеличивающий адрес до величины, большей максимального адреса, одинаковой для всех устройств. Триггер 5 маски, таким образом, блокирует работу схемы сравнения 3, тем самым запрещая передачу информации в канал 9. Длительность активного уровня есть некоторое число в двоичном коде представленное рядом дискретных состояний (например, 01101), т.е. представляет собой передаваемую в канал 9 информацию. Триггер 5 маски работает в счетном режиме, поэтому следующий импульс Р счетчика 2 сбрасывает триггер 5 маски в "0". Выход триггера 5 связан с входом схемы сравнения 3, разрешающим ее работу.
k
k
Поскольку счетчик 2 постоянно сбрасывается в "0" активным уровнем сигнала в канале 9, то устройство начнет очередную передачу данных только после окончания передачи данных другими устройствами с большими номерами, паузы Р (см. фиг.1), которую выдерживают все устройства, подключенные к каналу 9, а затем передачи данных устройствами с меньшими номерами. Длительность указанной паузы равна длительности такта генератора 1, умноженной на 2, где k - разрядность счетчика 2, и, таким образом, максимальное число подключаемых к каналу устройств равно 2-1.