CA1222080A - Procede et dispositif de selection d'une station d'un ensemble de stations dialoguant avec une station principale - Google Patents
Procede et dispositif de selection d'une station d'un ensemble de stations dialoguant avec une station principaleInfo
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Abstract
Un procédé de sélection d'une station d'un ensemble de stations, dans lequel ensemble les stations constituent des groupes et dialoguent avec une station principale. Cette dernière consulte les stations groupe après groupe par diffusion d'un message de consultation dans le groupe consulté. Dans chaque groupe, les stations désirant émettre effectuent une demande de réservation d'une voie d'une liaison multiplex reliant le groupe à la station principale. Une telle demande est effectuée par chaque station désirant émettre, après qu'un temps fonction de l'adresse de la station dans le groupe se soit écoulé à partir de la réception d'un signal de synchronisation. Lorsque la station principale consulte un groupe, seule la station ayant réservé la liaison multiplex émet sur cette liaison. Un dispositif pour mettre en oeuvre le procédé est caractérisé en ce que chaque groupe comporte un bus d'auto-allocation, une liaison de signaux de synchronisation, et en ce que chaque station comporte un dispositif d'allocation relié au bus d'autoallocation et à un microprocesseur de la station.
Description
Procédé et diqDoq_tif_de sélection d'une station d'ur. ensemble de stations dialo~uant avec une station principals L'invention concerne la ~élection d'ure station d'un ensemble de 9 tationq dialoguant avec une station principale à laquelle elles ~ont reliées par une liaison multiplex con~tituée par au moins une li~ne multiplex pour chaque qen~ de communication,-le dialo~ue consiatant en un échange de me ~qages transmi3 dans une voie temporelle réservée de chaque trame des ligneY multiplex qui acheminent des informations ~ous forme d'impul~ion~ codées contenues dans de3 voie~ d'une trame ;
généralement la trame a une durée de 125 microsecondes et e3t divisée en 32 intervalle~ de temps dits voies temporelles.
Dars un réseau de co~munications de type certrali~é las ~tations sont des unité3 terminales reliées à u~ certain nombre d'abonnés et rsLiéessà une unité de co mande équipée d'une station principale qui corsulte le~dites stations~ cette unité de commande étant elle-même reliée au central de télécommunication par une liaison multiplex.
Leq ~tations dialoguent avec la station principale par une voie ré~ervée dans les trame~ des lignes multiplex et la voie réservée au dialogue avec la station principale peut être l'une quelconque des 32 voies de la trame. Il ne peut y avoir plusieurs qtations qui dialoguent en même temp~ avec la station principale ; il est donc nécessaire que les station~ partagent la voie réservée afin de dialoguer l'une aprèq l'autre.
Les méthodes de partage dyramique d'une voie réservée ont de deux type~ : méthode par compétition et méthode par élection.
Dan~ la méthode de partage dynamique par compétition chaque ~ta-tion envoie librement ses mes3ageq sans demande préalable et sans ~e 30ucier des autre3 stations. L'inconvénient majeur ré~ide da~s la col-li3ion de-q messages qui s'en trouvent ainsi altéré~. Ce phénomène oblige à des répétitions qui augmentent en ~onction de la charge et du nombre de stations, d'où un manque d'ef~icacité par une limitation sévère du débit. Pour prévenir partiellement ces collisions tout en conservant le principe de la compétition ? on a recours ~oit à la discréti3ation du temps, c'e t-à-dire que chaque station émettrice doit attendre le début d'un intervalle de temps pour émettre un ~ . ~
message, soit à la methode d'ecoute qui slappuie sur deux mecanismes: la detection de voie libre (ecoute avant d'émettre), et la detection de collision (ecoute pendant l'emission). Ces deux dernieres solutions entrainent un surcout en materiel et en logiciel au niveau de chaque station ainsi qulune implementation difficile d'un controle d'activite de chacune des stations.
Dans la méthode par élection, l'élection dlune station peut se faire soit par consultation soit par sélection centralisée. Dans l'élection par consultation toutes les stations sont interrogees dans un ordre fixe;
lors de la rencontre d'une station prete a emettre, celle-ci est elue et la consultation s'arrete; une fois le message émis la consultation reprend. Cette méthode presente les inconvenients d'un temps d'exploration qui croît avec le nombre de stations, et d'un ordre de service sans rapport avec l'ordre des demandes.
Dans l'élection centralisee un arbitre mémorise les requetes des différentes stations et procede a l'élec-tion. Les inconvenients resident dans la complexite del'arbitre et dans le fait que les requetes sont aussi des messages qui doivent être transmis sur une voie specialisee.
L'invention a pour but la selection d'une station permettant, par rapport aux methodes connues, une economie importante du materiel sur chaque station, tout en conservant de bonnes performances de communication c'est-a-dire en limitant l'influence du nombre de stations sur le debit et en tenant compte de l'anteriorite des demandes.
L'invention a plus specifiquement pour objet un procede de selection d'une station d'un ensemble de stations dialoguant avec une station principale par l'intermédiaire de liaisons multiplex d'émission acheminant des messages émis par les stations de l'ensemble et de liaisons multiplex de réception acheminant des messages émis par la station principale, lesdites liaisons multiplex d'émission et de reception etant constituees chacune par au moins une ligne ' ~r ~, a multiplex ayant une voie tempore:Lle réservée au dialogue dans une trame répétitive, les stations de l'ensemble cons-tituant des groupes reliés chacun à la station principale par une liaison multiplex d'émission et une liaison multi-plex de réception, caractérisé par le fait que dans chaquegroupe les stations reçoivent un signal de synchronisation, que dans chaque groupe chaque station désirant émettre des informations dans la voie réservée de la liaison multiplex d'émission effectue à l'intérieur du groupe une demande de réservation de cette voie d'émission reliant le groupe à la station principale après qu'un temps fonction de son adresse dans le groupe se soit écoulé à partir de la réception du signal de synchronisation, que la station principale consulte successivement chaque groupe de stations par émission d'un message de consultation diffusé à toutes les stations du groupe consulté, et que dans le groupe consulté la station qui a obtenu la réservation de la voie réservée émet son message dès réception du message de consultation.
L'invention a également pour objet un dispositif de sélection d'une station d'un ensemble de stations dialo-guant avec une station principale, pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Les stati.ons de l'ensemble constituent des groupes de stations, et le dispositif de sélection selon l'invention est caractérisé par le fait que chaque groupe de stations comporte un bus d'auto-al].ocation relié à une extrémité à une source de tension continu, que chaque station dudit groupe comporte un microprocesseur, un dispositif d'allocation et un circuit interface, que le dispositif d'allocation est relié d'une part aumicroproces-seur et d'autre part au bus d'auto-allocation et que le circuit i.nterface est relié à une liaison de signaux d'hor-loge pour distribuer ces signaux d'horloge dans la station.
La sélection d'une station est donc obtenue, selon l'invention, par la réalisation d'un compromis entre la mé-~Z~8~
- 3a -thode par élection et la méthode par compétition. Ce com-promis est basé sur le fait que les stations sont regroupées pour constituer des groupes qui sont reliés à la station principale, et que le débit des informations échangées avec la station principale est faible. Le regroupement des sta-tions permet de réaliser, dans chaque groupe, un dispo-sitif simple pour le partage de la voie de communication entre les stations du groupe. Le faible débit des infor-mations autorise, dans la station principale, le partage du matériel de communication entre plusieurs groupes.
L'invention permet donc de cumuler l'avantage d'une sélec-tion distribuée d'une station dans un groupe, par compéti-tion dans ce groupe, avec l'avantage de la sélection d'un groupe par la station principale, et ceci sans faire appel à un matériel important.
D'autre part le matériel de la station princi-pale étant partagé par toutes les stations des groupes, :
3~
économie de matériel dans la station principale.
L'inventior. va etre décrite à l'aide d'ur. exemple de réaliqation illuqtré par leq ~igure~ annexéeq dan~ leqquelleq la figure 1 représente le schéma général de la structurs d'un réseau de communication sur lequel l'invention est appliquée.
- la ~igure 2 repréqente un groupe de ~tation de la figure 1 et le dispositif de l'in~ention - la ~igure 3 représente le sché~a de la station principale de la figure 1 - la ~igure 4 repré~ente un dispositi~ d'allocation de la station de la figure 3 - la ~igure 5 représente l'aLgorlthme exécuté par chaque station pour s'allouer la voie réservée.
Danq la figure 1, qui représente le schéma général de la struc-ture d'un ré~eau de télécommunication sur lequel l'invention estappliquée, des groupes de 3tatiors G1, G2...Gn ~ont reliéq à une unité
de commande UC par des liaisorq multiplex bidirectionnellej L1, L2...Ln, re~pectivemert. Chaque groupe est constitué de stationq S15 S2...S~ reliées er. parallèle à la liai30n multiplex reliart le groupe à
l'unité de commande. Les 3tationq sont re~iées chacune à des abonnés, chaque groupe con~tituant ur. concentrateur. Le groupe G1 est par exemple u~ concentrateur di~tant, les groupes G2 à Gn étant des ConCeQ-trateurs locaux c'est-à-dire implantés à côté de 1'unité de commande.
Du fait de qon éloignement le groupe G1 comporte un dispositi~ de récupération de rythme RR relié à la liaison multiplex L1 et di~tribuant des signaux d'horloge récupéré~ et un ~ignal de ~ynchroni-~ation aux station~ S1 à Sk par une liaison de signaux d'horloge LS1.
L'unité de commande UC compor~e ur. ré~eau de cor~exion RCX, une station prircipale SP et une base de te~ps BT. Le ré~eau de connexion est relié
d'une part aux groupes par leq liaisons multiplex L1, L2 , ...Ln, et d'autre part au central par une liaison multiplex bidirectionnelle LM
constituée de plusieurs lignes multiplex. La station principale SP est reliée au réqeau de connexion par une liaison multiplex 1 bidirection-nelle permettant d'échanger deq message~ avec les stations des groupe.
~5 La baqe de temps BT délivre le~ signaux d'horloge et de synchronisa-tion nécessaires au fonctionnement de 1'unité de commande et des groupe~ G2 à Gn qui 90nt de~ groupes locaux ; elle ast donc raliée aux groupes G2 à Gn par des liaison3 de signaux d'horlage LS2 à LSn, respectivement. Bier. entendu le réseau de communication peut comporter plus d'un groupe distant, ou ne pa~ en comporter du tout.
Les échange~ de message3 entre la station principale et chaque groupe de stations se fort pRr l'intermédiaire d'une voie réservée de la liaiqon multiplex reliant le groupe à la station principale, et plu~
précisément sur chacune des lignes multiplex de la liaison multiplex, cette voie ré~er~ée ayant un débit de 64 kbit/3. Les me~sage3 échangé~
3ur cette voie réser~ée, le sont suivant une procédure de type HDLC
définie par le CCITT, la ~élection d'une station dans un groupe se fai3ant par compétition dans le groupe, la tation ainsi sélcctionnée émettart dè~ réception du message de consultation émis par la station principale à de~t~nation du groupe, ce message étant diffu3é à toutes les ~tatior.~ du groupe. Les échanges sur la voie réservae ~'effectuent en mode bidirectionnel alterné uivant un principe maitre esclave où
la station prinoipale consulte les 3tations par diffusion d'une trame de corsultation, et ce groupe après groupe.
- La figure 2 représerte u~ groupe de stations Gi de la figure 1, comportant chacune le dispositif de l'invention permettant la 3élec-tion d'une station dans un groupe. Chaque station, de type connu par exemple par la demande ~rançaise publiée 2.513.470 "Groupe d'unités de terminaux pour autocommutateur numériquen, comporte ur. circuit d'extraction et d'injection de voie temporelle 2, un contrôleur 3 qui est un circuit d'émissio~ réception ~onctionnant en procédure ~DLC, un microproce~3eur 4, une memoire 5, un circuit d'échange 6, un groupe de terminaux 7 et un circuit d'interface 8 relië à la liaison de signaux d'horloge LSi, ce circuit d'interface di~tribuant les ~ignaux d'horloge et de synchroni3ation aux différents organes de la station.
Le circuit d'extraction et d'injection de ~oie3 temporelles 2 est relié à des liai30ns multiplex de réception Lia et d'é~ission Lib qui constituent la liai30n multiplex Li reliant la station à l'unité de commande, chaque liaison multiplex de réception et d'émission pou~ant comporter plusieurs lignes multiplex, de une à quatre par exemple.
Conformément à l'invention, chaque statio~ S1 à S~ comporte un dispo-sitif d'allocation 9 relié à un bus d'auto-allocation BA commun à
toutes les 3tations 31 à Sk du groupe de qtations Gi. Le bus d'auto-allocation BA e~t relié à traver~ une rési~tance R au pôle positi~
d'une source de tension V dont le pôle négatif est à la ma~se. Danq cbaque station le di3positif d'allocation 9 est relié au mlcropro-ceq~eur 4.
- La ~igure 3 représente, à titre d'exemple, le schéma de la station prircipale SP de l'unité de co = nde UC de la figure 1. Un circuit d'entrée CE est relié par une liaison multiplex entrante 1a au ré~eau de connex1on RC~ de l'unité de commande UC9 et un circuit de sortie CS est relié par une liai30n multiplex sortante lb au ré~eau de conne~ion RCX de l'unité de commande UC ; les liaisou3 multiplex entrarte 1a et sortante 1b constituent la liaison multiplex bidirectionnelle 1 de la ~igure 1.
Quatre contrôleurs C1 à C4, qui sont des contrôleurs 3érie de commu~ication, par exemple du t~pe 8530 commercialisé par AMD, ~ont relié~ en entrée par quatre lignes multiplex entrante~ 25, 26, 27, 28, reqpectivement, au circuit d'entrée CE ; ils sont également reliés en 2Q sortie par quatre ligneq multiplex sortartes 29, 30, 31, 32, respecti-vement, au circuit de sortie CS.
La ~tation principale comporte egalement un circuit accè direct mémoire DMA, une mémoire M, un microprocesseur MP et un circuit inter-face I. Le microprocesseur MP est relié par un bus de données BD et à
tra~ers le circuit inter~ace I, à la mémoire M, au circuit accès direct mémoire DMA, aux contrôleur~ C1 à C4, au circuit d'entrée CE et au circuit de sortie CS ; le microprocesseur MP est également relié par ur. bus de commande BC aux contrôleurq C1 à C4, au circuit accès direct mémoire DMA et à la mémoire M. Chaque contrôleur egt également relié
au circuit accè~ direct mémoire DMA par ur.e liai30n de demande LD.
La liaison multiplex entrante la eqt constituée de plusieurs lignes multiplex et le circuit d'entrée CE réali3e une commutation spatiale et temporelle entre ces lignes multiplex et les lignes multiplex entrantes 25 à 28 ; de meme la liaison multiplex 30rtante 1b est constituée de plusieurs lignes multiplex et le circuit de ~ortie CS réalise une commutation sptatiale et temporelle entre le3 li~ne3 multiplex sortanteq 29 à 32 et les lignes multiplex de la liai-~on multiplex ~ortante 1b.
Les messages provenant d'une station par la liaison multiplex entrante 1a sont traités dan3 un de~ contrôleur C1 à C4, et les message~ à destination d'un groupe, ou d'une 3tation, sont traités par un de~ controleurq C1 à C4 et émis sur la liaison multiplex sortante lb.
- La figure 4 représerte le dispositi~ d'allocatio~ 9 de la ~igure 2 qui équipe chaque station et comporte, une porte ET 16, une bascule 17, une ré~lstance 18 et deux transi3tors 19 et 20. La porte ET 16 est reliée en sortie à l'entrée de la ba3cule 17, de type D, dont la qortie eqt reliée par la résistance 18 à la ba3e du transistor 19. Le tran~lqtor 19 a son collecteur relié au buq d'auto-allocation BA et on émetteur relié au collecteur du tran~istor 20dont l'émetteur est relié à la ~a3se ; le collecteur du transistor 19 e~t également relié à une entré~ de porte ET 16 et par une ligne d'état de bus 11 au microprocesseur de la station qui est également relié
par : ure ligne de demande 12 à une autre entrée de la porte ET 16, une ligne de libération 13 à une ertrée de remise à zéro de la bascule 17, une ligne d'état 14 à la sortie de la baqcule 17, une ligne de blocage 15 à la base du tran~istor 20.
Lor~qu'une ~tation Si d'ur. groupe Gi désire réserver la voie réservée de la liaison multiplex d'émission ~on microproce3-~eur 4 déroule l'al~orithme représenté figure 5 pour effectuer une tentative de pri3e du bus d'auto-allocation par envoi d'un ~ignal sur la lignP de demande 12 à la porte ET 16 ; celle-ci reçoit sur une entrée un 3ignal d'état du bu3 de valeur 1 si le bu3 d'auto-allocation BA est libre et un signal de valeur 0 si le bus est occupé. Si une autre station a pris le bus, la porte ET est inhibée et la demande est bloquée au niveau de la porte ET. Si le bu3 est libre la porte ET délivre un ~ignal à la bascule 17 qui change d'état et délivre ur signal 3ur la base du transi3tor 19, ce signal rendant le transistor 19 pa3sant. Le tran3is-tor 20 reçoit normalement par la ligne de blocage 15 un ~ignal de commande qui le rend pa~ant ; en cas de dé~aillance interne de la ~Z~q~
station la base du transigtor 20 reçoit un signal qui bloque le transi~tor 20 qui bloque lui même le tran~iqtor 19 puisque les deux transi~tor~ ~ort en ~érie. A-n3i~ lorsque la tation n'e~t pa3 dé~all-lante, le tran~istor 20 est passant et lor3que le tranYi~tor 19 est pa~sant, le bu~ d'auto-allocation BA est pratiquement porté à la masse à traver~ les jonction~ collecteur-émetteur de~ transi~tors 19 et 20.
Le bu~ d'auto-allocation étant ainsi mis à la maqqe, aucune autre statior. du groupe ne peut prendre le bus d'auto-allocation puisque la porte ET 16 de ~on di3positif d'allocation est inhibée. Dan~ la station qui a pri le bus d'auto-allocation l'état du bu~ e3t transmis, par la ligne d'état de bus 11, au microproce~seur qui constate le changement d'état du bu~, et qui reçoit égalemert par la ligne d'état 14 l'etat de la bascule 1~ afin de confirmer que le changement d'état du bu~ résulte bien du changemert d'état de la bascule, donc de la demande de prise émise sur la ligne de demande 12.
Le microprocesseur étant ainsi informé que le changement d'état du bus d'auto-allocation résulte de sa de~ande de pri3e, commandera l'émi3qion du mes~age qur la liaison multiplex d'émi~ion Lib qui relie le groupe à la 3tation princlpale, dè~ qu'il recevra ur. mes~age de con~ultation de la station principale par la liaison multiplex de réception Lia. Dans le groupe le message de consultation e3t di~fusé à
toute~ les station~, puisque celles-ci sont reliée~ à la liaison multiplex de réception Lia, mais seule la 3tation ayant pris le bu~
d'auto-allocation ~A émettra un mes~age sur la liaison multiplex d'émission Lib, dan~ la vole réservée de la trame de cette liaison multiplex. A la fin de l'échange de mes~age avec la station principale le microproces~eur délivre par la ligne de libération 13 un signal de libération qui remet la bascule 17 à zéro, ce qui libère le bus d'auto allocatior. BA.
Le but de l'algorithme représenté figure 5 e3t d'attribuer à
chacune de3 ~tations dan~ une trame de 125 micro3econde3, un intervalle de tempq déter~iné, fonction de l'adres~e de la 3tation dars le groupe ; la trame e~t délimitée par le signal de synchroni~a-tion acheminé par le~ liaison~ de ~ignaux d'horloge LSl à LSn. Cet intervalle de temps affecté à chaque station évite les conflit3 entre station~ d'un groupe, en permettant de ~éparer les tentativeq de priqe du bu~ d'auto-allocation BA du groupe. Lor3qu'une station Yeut émettre un message, le microproceqseur déroule 1'algorithme qui commence par une attente du paqsage du 3ignal de qynchronisation ; la première transition de celui-ci arme une tempori~ation inltiali~ée à N t micro-3econdeq, N étant l'adresje ~e la station dans le groupe, et t ayant une valeur minimum de 3 micro~econde~, imposée par 1'incertitude i~troduite par l'exécution, par le microprocesseur~ de la boucle d'attente de la transition du signal de synchronisation. Au terme de la tempori~ation une demande de pri~e du bus d'auto-allocatior. est ~aite et le résultat, buq pri~ ou non par la statior., est véri~ié (état de la baqcule 17 transmi~ par la ligne d'état 14 et état du bu~ tran mis par la ligne d'état du bu 11). Si le bus est pris par la qtation, ~uite à
sa demande, la liai~on multiplex d'émission Lib e~t allouée à la ~tation qui émettra son me3gage dè9 réception du me~sage de consulta-tion du groupe émis par la ~tation principale. En ef~et dan3 le ~roupe le message de con~ultation est di~fu~é à toutes les Qtations, mai.~
~eule la qtation qui a pri~ le bus pourra émettre, puisque danq les autre qtations la demande de prise aura été négative, le microproces-seur de chacune d'elle~ ayant été in~ormé, par la ligne d'état dubu~ 11 et la ligne d'état 14, de 1'insuccè3 de la demande de prisedu buq d'auto-allocation. Lor que le réqultat d'une demande de prise du bus d'auto-allocation est négati~, une seconde temporisation est armée au terme de laquelle le proces~uq indiqué ci-de3sus est réitéré (attente de transition du signal de synhcronisation,... etc).
3o
généralement la trame a une durée de 125 microsecondes et e3t divisée en 32 intervalle~ de temps dits voies temporelles.
Dars un réseau de co~munications de type certrali~é las ~tations sont des unité3 terminales reliées à u~ certain nombre d'abonnés et rsLiéessà une unité de co mande équipée d'une station principale qui corsulte le~dites stations~ cette unité de commande étant elle-même reliée au central de télécommunication par une liaison multiplex.
Leq ~tations dialoguent avec la station principale par une voie ré~ervée dans les trame~ des lignes multiplex et la voie réservée au dialogue avec la station principale peut être l'une quelconque des 32 voies de la trame. Il ne peut y avoir plusieurs qtations qui dialoguent en même temp~ avec la station principale ; il est donc nécessaire que les station~ partagent la voie réservée afin de dialoguer l'une aprèq l'autre.
Les méthodes de partage dyramique d'une voie réservée ont de deux type~ : méthode par compétition et méthode par élection.
Dan~ la méthode de partage dynamique par compétition chaque ~ta-tion envoie librement ses mes3ageq sans demande préalable et sans ~e 30ucier des autre3 stations. L'inconvénient majeur ré~ide da~s la col-li3ion de-q messages qui s'en trouvent ainsi altéré~. Ce phénomène oblige à des répétitions qui augmentent en ~onction de la charge et du nombre de stations, d'où un manque d'ef~icacité par une limitation sévère du débit. Pour prévenir partiellement ces collisions tout en conservant le principe de la compétition ? on a recours ~oit à la discréti3ation du temps, c'e t-à-dire que chaque station émettrice doit attendre le début d'un intervalle de temps pour émettre un ~ . ~
message, soit à la methode d'ecoute qui slappuie sur deux mecanismes: la detection de voie libre (ecoute avant d'émettre), et la detection de collision (ecoute pendant l'emission). Ces deux dernieres solutions entrainent un surcout en materiel et en logiciel au niveau de chaque station ainsi qulune implementation difficile d'un controle d'activite de chacune des stations.
Dans la méthode par élection, l'élection dlune station peut se faire soit par consultation soit par sélection centralisée. Dans l'élection par consultation toutes les stations sont interrogees dans un ordre fixe;
lors de la rencontre d'une station prete a emettre, celle-ci est elue et la consultation s'arrete; une fois le message émis la consultation reprend. Cette méthode presente les inconvenients d'un temps d'exploration qui croît avec le nombre de stations, et d'un ordre de service sans rapport avec l'ordre des demandes.
Dans l'élection centralisee un arbitre mémorise les requetes des différentes stations et procede a l'élec-tion. Les inconvenients resident dans la complexite del'arbitre et dans le fait que les requetes sont aussi des messages qui doivent être transmis sur une voie specialisee.
L'invention a pour but la selection d'une station permettant, par rapport aux methodes connues, une economie importante du materiel sur chaque station, tout en conservant de bonnes performances de communication c'est-a-dire en limitant l'influence du nombre de stations sur le debit et en tenant compte de l'anteriorite des demandes.
L'invention a plus specifiquement pour objet un procede de selection d'une station d'un ensemble de stations dialoguant avec une station principale par l'intermédiaire de liaisons multiplex d'émission acheminant des messages émis par les stations de l'ensemble et de liaisons multiplex de réception acheminant des messages émis par la station principale, lesdites liaisons multiplex d'émission et de reception etant constituees chacune par au moins une ligne ' ~r ~, a multiplex ayant une voie tempore:Lle réservée au dialogue dans une trame répétitive, les stations de l'ensemble cons-tituant des groupes reliés chacun à la station principale par une liaison multiplex d'émission et une liaison multi-plex de réception, caractérisé par le fait que dans chaquegroupe les stations reçoivent un signal de synchronisation, que dans chaque groupe chaque station désirant émettre des informations dans la voie réservée de la liaison multiplex d'émission effectue à l'intérieur du groupe une demande de réservation de cette voie d'émission reliant le groupe à la station principale après qu'un temps fonction de son adresse dans le groupe se soit écoulé à partir de la réception du signal de synchronisation, que la station principale consulte successivement chaque groupe de stations par émission d'un message de consultation diffusé à toutes les stations du groupe consulté, et que dans le groupe consulté la station qui a obtenu la réservation de la voie réservée émet son message dès réception du message de consultation.
L'invention a également pour objet un dispositif de sélection d'une station d'un ensemble de stations dialo-guant avec une station principale, pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Les stati.ons de l'ensemble constituent des groupes de stations, et le dispositif de sélection selon l'invention est caractérisé par le fait que chaque groupe de stations comporte un bus d'auto-al].ocation relié à une extrémité à une source de tension continu, que chaque station dudit groupe comporte un microprocesseur, un dispositif d'allocation et un circuit interface, que le dispositif d'allocation est relié d'une part aumicroproces-seur et d'autre part au bus d'auto-allocation et que le circuit i.nterface est relié à une liaison de signaux d'hor-loge pour distribuer ces signaux d'horloge dans la station.
La sélection d'une station est donc obtenue, selon l'invention, par la réalisation d'un compromis entre la mé-~Z~8~
- 3a -thode par élection et la méthode par compétition. Ce com-promis est basé sur le fait que les stations sont regroupées pour constituer des groupes qui sont reliés à la station principale, et que le débit des informations échangées avec la station principale est faible. Le regroupement des sta-tions permet de réaliser, dans chaque groupe, un dispo-sitif simple pour le partage de la voie de communication entre les stations du groupe. Le faible débit des infor-mations autorise, dans la station principale, le partage du matériel de communication entre plusieurs groupes.
L'invention permet donc de cumuler l'avantage d'une sélec-tion distribuée d'une station dans un groupe, par compéti-tion dans ce groupe, avec l'avantage de la sélection d'un groupe par la station principale, et ceci sans faire appel à un matériel important.
D'autre part le matériel de la station princi-pale étant partagé par toutes les stations des groupes, :
3~
économie de matériel dans la station principale.
L'inventior. va etre décrite à l'aide d'ur. exemple de réaliqation illuqtré par leq ~igure~ annexéeq dan~ leqquelleq la figure 1 représente le schéma général de la structurs d'un réseau de communication sur lequel l'invention est appliquée.
- la ~igure 2 repréqente un groupe de ~tation de la figure 1 et le dispositif de l'in~ention - la ~igure 3 représente le sché~a de la station principale de la figure 1 - la ~igure 4 repré~ente un dispositi~ d'allocation de la station de la figure 3 - la ~igure 5 représente l'aLgorlthme exécuté par chaque station pour s'allouer la voie réservée.
Danq la figure 1, qui représente le schéma général de la struc-ture d'un ré~eau de télécommunication sur lequel l'invention estappliquée, des groupes de 3tatiors G1, G2...Gn ~ont reliéq à une unité
de commande UC par des liaisorq multiplex bidirectionnellej L1, L2...Ln, re~pectivemert. Chaque groupe est constitué de stationq S15 S2...S~ reliées er. parallèle à la liai30n multiplex reliart le groupe à
l'unité de commande. Les 3tationq sont re~iées chacune à des abonnés, chaque groupe con~tituant ur. concentrateur. Le groupe G1 est par exemple u~ concentrateur di~tant, les groupes G2 à Gn étant des ConCeQ-trateurs locaux c'est-à-dire implantés à côté de 1'unité de commande.
Du fait de qon éloignement le groupe G1 comporte un dispositi~ de récupération de rythme RR relié à la liaison multiplex L1 et di~tribuant des signaux d'horloge récupéré~ et un ~ignal de ~ynchroni-~ation aux station~ S1 à Sk par une liaison de signaux d'horloge LS1.
L'unité de commande UC compor~e ur. ré~eau de cor~exion RCX, une station prircipale SP et une base de te~ps BT. Le ré~eau de connexion est relié
d'une part aux groupes par leq liaisons multiplex L1, L2 , ...Ln, et d'autre part au central par une liaison multiplex bidirectionnelle LM
constituée de plusieurs lignes multiplex. La station principale SP est reliée au réqeau de connexion par une liaison multiplex 1 bidirection-nelle permettant d'échanger deq message~ avec les stations des groupe.
~5 La baqe de temps BT délivre le~ signaux d'horloge et de synchronisa-tion nécessaires au fonctionnement de 1'unité de commande et des groupe~ G2 à Gn qui 90nt de~ groupes locaux ; elle ast donc raliée aux groupes G2 à Gn par des liaison3 de signaux d'horlage LS2 à LSn, respectivement. Bier. entendu le réseau de communication peut comporter plus d'un groupe distant, ou ne pa~ en comporter du tout.
Les échange~ de message3 entre la station principale et chaque groupe de stations se fort pRr l'intermédiaire d'une voie réservée de la liaiqon multiplex reliant le groupe à la station principale, et plu~
précisément sur chacune des lignes multiplex de la liaison multiplex, cette voie ré~er~ée ayant un débit de 64 kbit/3. Les me~sage3 échangé~
3ur cette voie réser~ée, le sont suivant une procédure de type HDLC
définie par le CCITT, la ~élection d'une station dans un groupe se fai3ant par compétition dans le groupe, la tation ainsi sélcctionnée émettart dè~ réception du message de consultation émis par la station principale à de~t~nation du groupe, ce message étant diffu3é à toutes les ~tatior.~ du groupe. Les échanges sur la voie réservae ~'effectuent en mode bidirectionnel alterné uivant un principe maitre esclave où
la station prinoipale consulte les 3tations par diffusion d'une trame de corsultation, et ce groupe après groupe.
- La figure 2 représerte u~ groupe de stations Gi de la figure 1, comportant chacune le dispositif de l'invention permettant la 3élec-tion d'une station dans un groupe. Chaque station, de type connu par exemple par la demande ~rançaise publiée 2.513.470 "Groupe d'unités de terminaux pour autocommutateur numériquen, comporte ur. circuit d'extraction et d'injection de voie temporelle 2, un contrôleur 3 qui est un circuit d'émissio~ réception ~onctionnant en procédure ~DLC, un microproce~3eur 4, une memoire 5, un circuit d'échange 6, un groupe de terminaux 7 et un circuit d'interface 8 relië à la liaison de signaux d'horloge LSi, ce circuit d'interface di~tribuant les ~ignaux d'horloge et de synchroni3ation aux différents organes de la station.
Le circuit d'extraction et d'injection de ~oie3 temporelles 2 est relié à des liai30ns multiplex de réception Lia et d'é~ission Lib qui constituent la liai30n multiplex Li reliant la station à l'unité de commande, chaque liaison multiplex de réception et d'émission pou~ant comporter plusieurs lignes multiplex, de une à quatre par exemple.
Conformément à l'invention, chaque statio~ S1 à S~ comporte un dispo-sitif d'allocation 9 relié à un bus d'auto-allocation BA commun à
toutes les 3tations 31 à Sk du groupe de qtations Gi. Le bus d'auto-allocation BA e~t relié à traver~ une rési~tance R au pôle positi~
d'une source de tension V dont le pôle négatif est à la ma~se. Danq cbaque station le di3positif d'allocation 9 est relié au mlcropro-ceq~eur 4.
- La ~igure 3 représente, à titre d'exemple, le schéma de la station prircipale SP de l'unité de co = nde UC de la figure 1. Un circuit d'entrée CE est relié par une liaison multiplex entrante 1a au ré~eau de connex1on RC~ de l'unité de commande UC9 et un circuit de sortie CS est relié par une liai30n multiplex sortante lb au ré~eau de conne~ion RCX de l'unité de commande UC ; les liaisou3 multiplex entrarte 1a et sortante 1b constituent la liaison multiplex bidirectionnelle 1 de la ~igure 1.
Quatre contrôleurs C1 à C4, qui sont des contrôleurs 3érie de commu~ication, par exemple du t~pe 8530 commercialisé par AMD, ~ont relié~ en entrée par quatre lignes multiplex entrante~ 25, 26, 27, 28, reqpectivement, au circuit d'entrée CE ; ils sont également reliés en 2Q sortie par quatre ligneq multiplex sortartes 29, 30, 31, 32, respecti-vement, au circuit de sortie CS.
La ~tation principale comporte egalement un circuit accè direct mémoire DMA, une mémoire M, un microprocesseur MP et un circuit inter-face I. Le microprocesseur MP est relié par un bus de données BD et à
tra~ers le circuit inter~ace I, à la mémoire M, au circuit accès direct mémoire DMA, aux contrôleur~ C1 à C4, au circuit d'entrée CE et au circuit de sortie CS ; le microprocesseur MP est également relié par ur. bus de commande BC aux contrôleurq C1 à C4, au circuit accès direct mémoire DMA et à la mémoire M. Chaque contrôleur egt également relié
au circuit accè~ direct mémoire DMA par ur.e liai30n de demande LD.
La liaison multiplex entrante la eqt constituée de plusieurs lignes multiplex et le circuit d'entrée CE réali3e une commutation spatiale et temporelle entre ces lignes multiplex et les lignes multiplex entrantes 25 à 28 ; de meme la liaison multiplex 30rtante 1b est constituée de plusieurs lignes multiplex et le circuit de ~ortie CS réalise une commutation sptatiale et temporelle entre le3 li~ne3 multiplex sortanteq 29 à 32 et les lignes multiplex de la liai-~on multiplex ~ortante 1b.
Les messages provenant d'une station par la liaison multiplex entrante 1a sont traités dan3 un de~ contrôleur C1 à C4, et les message~ à destination d'un groupe, ou d'une 3tation, sont traités par un de~ controleurq C1 à C4 et émis sur la liaison multiplex sortante lb.
- La figure 4 représerte le dispositi~ d'allocatio~ 9 de la ~igure 2 qui équipe chaque station et comporte, une porte ET 16, une bascule 17, une ré~lstance 18 et deux transi3tors 19 et 20. La porte ET 16 est reliée en sortie à l'entrée de la ba3cule 17, de type D, dont la qortie eqt reliée par la résistance 18 à la ba3e du transistor 19. Le tran~lqtor 19 a son collecteur relié au buq d'auto-allocation BA et on émetteur relié au collecteur du tran~istor 20dont l'émetteur est relié à la ~a3se ; le collecteur du transistor 19 e~t également relié à une entré~ de porte ET 16 et par une ligne d'état de bus 11 au microprocesseur de la station qui est également relié
par : ure ligne de demande 12 à une autre entrée de la porte ET 16, une ligne de libération 13 à une ertrée de remise à zéro de la bascule 17, une ligne d'état 14 à la sortie de la baqcule 17, une ligne de blocage 15 à la base du tran~istor 20.
Lor~qu'une ~tation Si d'ur. groupe Gi désire réserver la voie réservée de la liaison multiplex d'émission ~on microproce3-~eur 4 déroule l'al~orithme représenté figure 5 pour effectuer une tentative de pri3e du bus d'auto-allocation par envoi d'un ~ignal sur la lignP de demande 12 à la porte ET 16 ; celle-ci reçoit sur une entrée un 3ignal d'état du bu3 de valeur 1 si le bu3 d'auto-allocation BA est libre et un signal de valeur 0 si le bus est occupé. Si une autre station a pris le bus, la porte ET est inhibée et la demande est bloquée au niveau de la porte ET. Si le bu3 est libre la porte ET délivre un ~ignal à la bascule 17 qui change d'état et délivre ur signal 3ur la base du transi3tor 19, ce signal rendant le transistor 19 pa3sant. Le tran3is-tor 20 reçoit normalement par la ligne de blocage 15 un ~ignal de commande qui le rend pa~ant ; en cas de dé~aillance interne de la ~Z~q~
station la base du transigtor 20 reçoit un signal qui bloque le transi~tor 20 qui bloque lui même le tran~iqtor 19 puisque les deux transi~tor~ ~ort en ~érie. A-n3i~ lorsque la tation n'e~t pa3 dé~all-lante, le tran~istor 20 est passant et lor3que le tranYi~tor 19 est pa~sant, le bu~ d'auto-allocation BA est pratiquement porté à la masse à traver~ les jonction~ collecteur-émetteur de~ transi~tors 19 et 20.
Le bu~ d'auto-allocation étant ainsi mis à la maqqe, aucune autre statior. du groupe ne peut prendre le bus d'auto-allocation puisque la porte ET 16 de ~on di3positif d'allocation est inhibée. Dan~ la station qui a pri le bus d'auto-allocation l'état du bu~ e3t transmis, par la ligne d'état de bus 11, au microproce~seur qui constate le changement d'état du bu~, et qui reçoit égalemert par la ligne d'état 14 l'etat de la bascule 1~ afin de confirmer que le changement d'état du bu~ résulte bien du changemert d'état de la bascule, donc de la demande de prise émise sur la ligne de demande 12.
Le microprocesseur étant ainsi informé que le changement d'état du bus d'auto-allocation résulte de sa de~ande de pri3e, commandera l'émi3qion du mes~age qur la liaison multiplex d'émi~ion Lib qui relie le groupe à la 3tation princlpale, dè~ qu'il recevra ur. mes~age de con~ultation de la station principale par la liaison multiplex de réception Lia. Dans le groupe le message de consultation e3t di~fusé à
toute~ les station~, puisque celles-ci sont reliée~ à la liaison multiplex de réception Lia, mais seule la 3tation ayant pris le bu~
d'auto-allocation ~A émettra un mes~age sur la liaison multiplex d'émission Lib, dan~ la vole réservée de la trame de cette liaison multiplex. A la fin de l'échange de mes~age avec la station principale le microproces~eur délivre par la ligne de libération 13 un signal de libération qui remet la bascule 17 à zéro, ce qui libère le bus d'auto allocatior. BA.
Le but de l'algorithme représenté figure 5 e3t d'attribuer à
chacune de3 ~tations dan~ une trame de 125 micro3econde3, un intervalle de tempq déter~iné, fonction de l'adres~e de la 3tation dars le groupe ; la trame e~t délimitée par le signal de synchroni~a-tion acheminé par le~ liaison~ de ~ignaux d'horloge LSl à LSn. Cet intervalle de temps affecté à chaque station évite les conflit3 entre station~ d'un groupe, en permettant de ~éparer les tentativeq de priqe du bu~ d'auto-allocation BA du groupe. Lor3qu'une station Yeut émettre un message, le microproceqseur déroule 1'algorithme qui commence par une attente du paqsage du 3ignal de qynchronisation ; la première transition de celui-ci arme une tempori~ation inltiali~ée à N t micro-3econdeq, N étant l'adresje ~e la station dans le groupe, et t ayant une valeur minimum de 3 micro~econde~, imposée par 1'incertitude i~troduite par l'exécution, par le microprocesseur~ de la boucle d'attente de la transition du signal de synchronisation. Au terme de la tempori~ation une demande de pri~e du bus d'auto-allocatior. est ~aite et le résultat, buq pri~ ou non par la statior., est véri~ié (état de la baqcule 17 transmi~ par la ligne d'état 14 et état du bu~ tran mis par la ligne d'état du bu 11). Si le bus est pris par la qtation, ~uite à
sa demande, la liai~on multiplex d'émission Lib e~t allouée à la ~tation qui émettra son me3gage dè9 réception du me~sage de consulta-tion du groupe émis par la ~tation principale. En ef~et dan3 le ~roupe le message de con~ultation est di~fu~é à toutes les Qtations, mai.~
~eule la qtation qui a pri~ le bus pourra émettre, puisque danq les autre qtations la demande de prise aura été négative, le microproces-seur de chacune d'elle~ ayant été in~ormé, par la ligne d'état dubu~ 11 et la ligne d'état 14, de 1'insuccè3 de la demande de prisedu buq d'auto-allocation. Lor que le réqultat d'une demande de prise du bus d'auto-allocation est négati~, une seconde temporisation est armée au terme de laquelle le proces~uq indiqué ci-de3sus est réitéré (attente de transition du signal de synhcronisation,... etc).
3o
Claims (5)
1. Procédé de sélection d'une station d'un ensemble de stations dialoguant avec une station principale par l'intermédiaire de liaisons multiplex d'émission ache-minant des messages émis par les stations dudit ensemble et de liaisons multiplex de réception acheminant des messages émis par la station principale, lesdites liaisons multiplex d'émission et de réception étant constituées chacune par au moins une ligne multiplex ayant une voie temporelle réservée au dialogue dans une trame répétitive, les stations dudit ensemble constituant des groupes reliés chacun à la station principale par une liaison multiplex d'émission (Lib) et une liaison multiplex de réception (Lia), caractérisé par le fait que dans chaque groupe les stations reçoivent un signal de synchronisation, que dans chaque groupe chaque station désirant émettre des informations dans la voie réservée de la liaison multiplex d'émission effectue à l'intérieur du groupe une demande de réservation de cette voie d'émission reliant le groupe à la station principale après qu'un temps fonction de son adresse dans le groupe se soit écoulé à
partir de la réception du signal de synchronisation, que la station principale consulte successivement chaque groupe de stations par émission d'un message de consultation diffusé
à toutes les stations du groupe consulté, et que dans le groupe consulté la station qui a obtenu la réservation de la voie réservée émet son message dès réception du message de consultation.
partir de la réception du signal de synchronisation, que la station principale consulte successivement chaque groupe de stations par émission d'un message de consultation diffusé
à toutes les stations du groupe consulté, et que dans le groupe consulté la station qui a obtenu la réservation de la voie réservée émet son message dès réception du message de consultation.
2. Dispositif de sélection d'une station d'un ensemble de stations dialoguant avec une station principale, les stations dudit ensemble constituant des groupes de stations, caractérisé par le fait que chaque groupe de stations comporte un bus d'auto-allocation (BA) relié à
une extrémité à une source de tension continue (V), que chaque station dudit groupe comporte un microprocesseur (4), un dispositif d'allocation (9) et un circuit interface (8), que le dispositif d'allocation est relié d'une part au microprocesseur (4) et d'autre part au bus d'auto-allocation (BA) et que le circuit interface (8) est relié à une liaison de signaux d'horloge (LS) pour distribuer lesdits signaux d'horloge dans la station.
une extrémité à une source de tension continue (V), que chaque station dudit groupe comporte un microprocesseur (4), un dispositif d'allocation (9) et un circuit interface (8), que le dispositif d'allocation est relié d'une part au microprocesseur (4) et d'autre part au bus d'auto-allocation (BA) et que le circuit interface (8) est relié à une liaison de signaux d'horloge (LS) pour distribuer lesdits signaux d'horloge dans la station.
3. Dispositif de sélection selon la revendica-tion 2, caractérisé par le fait que le bus d'auto-allocation (BA) est relié à travers une première résistance (R) à une polarité de la source de tension continue (V) ayant une autre polarité qui est à la masse, et que le dispositif d'allocation (9) comporte une porte ET (16), une bascule (17), un premier et un deuxième transistors (19, 20) en série, et une seconde résistance (18), la porte ET ayant une sortie reliée à une première entrée de la bascule, cette dernière ayant une sortie reliée à travers la seconde résistance (18) à la base du premier transistor (19), le bus d'auto-allocation (BA) étant relié au collecteur du premier transistor (19) et à une entrée de la porte ET, le microprocesseur étant relié par une ligne d'état de bus (11) au bus d'auto-allocation, une ligne de demande (12) à une autre entrée de la porte ET, une ligne de libération (13) à une entrée de remise à zéro de la bascule, une ligne d'état (14) à la sortie de la bascule et une ligne de blo-cage (15) à la base du deuxième transistor (20).
4. Dispositif selon la revendication 2, carac-térisé par le fait que la station principale est reliée à
des groupes de stations locaux, ladite station principale étant pilotée par une base de temps reliée à chaque groupe local par une liaison de signaux d'horloge (LS).
des groupes de stations locaux, ladite station principale étant pilotée par une base de temps reliée à chaque groupe local par une liaison de signaux d'horloge (LS).
5. Dispositif selon la revendication 2, carac-térisé par le fait que la station principale est reliée à
des groupes de stations distants, chaque groupe distant comportant un dispositif de récupération de rythme (RR) relié aux stations du groupe par une liaison de signaux d'horloge (LS).
des groupes de stations distants, chaque groupe distant comportant un dispositif de récupération de rythme (RR) relié aux stations du groupe par une liaison de signaux d'horloge (LS).
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