СИСТЕМА КОММУТАЦИИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ Российский патент 1994 года по МПК G06F15/16 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения системы с распределенной обработкой информации.
Известна многопроцессорная вычислительная система [1] , содержащая группу вычислительных машин и несколько модулей различного уровня, позволяющих через одну или несколько ступеней коммутации установить маршрут обмена между любыми вычислительными машинами.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является система коммутации вычислительных устройств [2] , содержащая n вычислительных модулей, l из которых являются управляющими, причем l ≅n, m модулей коммутации, каждый из которых содержит первый и второй мультиплексоры, первый и второй блоки выбора абонентов, триггер блокировки обмена, адресный регистр, группу элементов ИЛИ. К каждому модулю коммутации может быть подключено любое сочетание вычислительных модулей (абонентов), ведущих обмен по однонаправленным линиям связи. Задание обмена между абонентами производится одним из управляющих вычислительных модулей после проверки признака незанятости модуля коммутации и задания через некоторое время маршрутов обмена (адресов абонента) на адресный регистр.

Такая система не обеспечивает обмен абонентов по двунаправленным линиям связи. Кроме того, модуль коммутации не содержит средств, информирующих о предстоящем задании маршрута обмена после проверки его готовности к обмену. Поэтому в это время возможно получение ложного заключения о незанятости модуля коммутации со стороны другого управляющего модуля и задания им своего маршрута обмена. Это ведет к искажению сеанса обмена, к необходимости организации новых маршрутов и режимов обмена.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет организации двунаправленной связи между вычислительными устройствами системы - достигается тем, что в систему коммутации вычислительных устройств, коммутирующую n вычислительных модулей, l из которых являются управляющими, причем l ≅n, m блоков связи вычислительных устройств, каждый из которых содержит первый и второй мультиплексоры, первый и второй блоки выбора абонентов, триггер, регистр, группу элементов ИЛИ, введены n шинных формирователей, а в каждый блок связи одновибратор.

На фиг. 1 приведена структурная схема системы коммутации; на фиг. 2 приведены примеры возможной организации маршрутов обмена между вычислительными модулями; на фиг. 3 приведена временная диаграмма организации начала задания маршрутов обмена между абонентами.

Система коммутации (фиг. 1) для n вычислительных модулей 1, l из которых являются управляющими, причем l ≅n, содержит m блоков 2 связи вычислительных устройств, каждый из которых содержит первый и второй мультиплексоры 3 и 4, первый и второй блоки 5 и 6 выбора абонентов, триггер 7 блокировки обмена, регистр 8, группу 9 элементов ИЛИ, одновибратор 10. Система коммутации также содержит n шинных формирователей 11 и имеет группу входов-выходов 12, группу выходов 13 обмена, группу входов 14 обмена, группу управляющих выходов 15, группу входов 16 опроса.

Система работает следующим образом.

К каждому блоку 2 связи через шинные формирователи 11 может быть подключено любое сочетание абонентов 1¹, . . . , 1ⁿ. Каждый блок 2 связи обеспечивает обмен между двумя любыми подключенными к нему абонентами. При этом возможно одновременно задействовать любое количество блоков связи, что позволяет устанавливать различные маршруты обмена между абонентами.

На фиг. 2а изображены маршруты обмена по двум параллельным трактам двух пар абонентов 1¹ и 1², 1^l и 1ⁿ; на фиг. 2б - между абонентами 1¹ и 1² с резервированием двух блоков 2¹ и 2² связи; на фиг. 2в дана схема подключения абонента 1¹ к абонентам 1², 1^l; на фиг. 2г - абонента 1¹ к абонентам 1^l, 1ⁿ и абонента 1^l к абонентам 1¹, 1ⁿ.

Задание обмена между абонентами производится при помощи одного из управляющих модулей 1¹, . . . , 1^l, например модуля 1¹, которое через входы 16¹, . . . , 16^m по очереди опрашивает состояние регистров 8 и одновибраторов 10 во всех блоках 2¹, . . . , 2^m связи. Анализируя коды на первых и вторых частях регистра 8 всех m блоков 2, управляющий модуль определяет задействованные блоки связи и адреса абонентов, ведущих обмен. Нулевое состояние регистра 8 и отсутствие сигнала на выходе одновибратора 10 являются признаком незанятости данного блока связи. При наличии свободных от обмена, например, абонента 1ⁿ и блока 2¹ связи может быть установлен маршрут обмена; абонент 1ⁿ - блок 2¹ - абонент 1¹ - блок 2¹ - абонент 1¹, т. е. сам управляющий модуль. Для этого модуль 1¹ через выходы 15¹ и группу 9 элементов ИЛИ включает триггер 7, с выхода которого на входы С разрешения обмена мультиплексоров 3, 4 поступает сигнал блокировки обмена, затем через выходы 15 на первую и вторую части регистра 8 записывается код адресов соответственно первого 1ⁿ и второго 1¹ абонентов, которые с выходов регистра 8 поступают соответственно на входы А мультиплексора 3, блока 6 выбора абонентов и блока 5 выбора абонентов и мультиплексора 4. Затем управляющий модуль через группу 9 элементов ИЛИ сбрасывает в ноль триггер 7, разрешая прохождение информации через мультиплексоры 3, 4 на входы D данных блоков 5, 6. В результате вход-выход первого абонента 1ⁿ через вход-выход 12ⁿ, шинный формирователь 11ⁿ, выход 13ⁿ, вход 14ⁿ, блок 2¹ связи оказывается подключенным через вход 14¹, выход 13¹ шинного формирователя 11¹, вход-выход 12¹ к входу-выходу второго абонента 1¹, т. е. образуется готовый к обмену тракт связи.

В процессе обмена информация с двунаправленных входов-выходов 12¹, . . . , 12ⁿ шинных формирователей 11¹, . . . , 11ⁿ поступает на их однонаправленные выходы 13¹, . . . , 13ⁿ, а с входов 14¹, . . . , 14ⁿ - на входы-выходы 12¹, . . . , 12ⁿ соответственно, т. е. идет преобразование обмена с двунаправленных линий связи в однонаправленные и наоборот.

Система коммутации может управляться несколькими управляющими модулями, работающими независимо друг от друга. Например, в момент времени t₁ (фиг. 3) модуль 1¹ опрашивает состояние регистра 8 в блоке 2¹ связи, при его сравнении с нулем через некоторое время, значительно превышающее длительность операции обращения к блоку связи, в момент времени t₁ на регистр 8 записывается код маршрута предстоящего обмена. Модуль 1², проведя аналогичный опрос состояния регистра 8 блока 2¹ связи в интервале времени t₁-t₁^'' , также может сделать заключение о возможности задания своего маршрута обмена через блок 2¹. В результате происходит искажение сеанса обмена всех абонентов.

Анализ дополнительного сигнала с выхода одновибратора позволяет устранить данный недостаток. При обращении к регистру 8 во время t₁ одновибратор 10 включается и на его выходе появляется сигнал длительностью t_u. Продолжительность его должна быть более интервала t₁-t₁^'' , может быть установлена опытным путем в зависимости от быстродействия управляющих модулей и быть постоянной для данной системы коммутации. В этом случае модуль 1², считывая во время t₂ информацию из блока 2¹ связи, имеет возможность сделать заключение о готовящемся занятии данного блока и установить другой маршрут обмена, например через блок 2² связи.

Если, например, управляющий модуль 1¹ устанавливает маршрут обмена между двумя другими абонентами, например 1^l и 1ⁿ, то возникает необходимость выдачи в данные абоненты команд на проведение обмена. Система коммутации обеспечивает возможность задания обмена различными способами, например через блок 2¹ последовательно устанавливаются маршруты обмена и транслируются команды на обмен: управляющий модуль 1¹ - абонент 1^l, затем модуль 1¹ - абонент 1ⁿ и, наконец, устанавливается маршрут обмена между абонентами 1^l и 1ⁿ. Задание команд на обмен между абонентами 1^l, 1ⁿ из управляющего модуля 1¹ возможно также путем трансляции управляющих команд абонентам, например, через другие свободные или специально выделенные для этих целей блоки связи с организацией связей аналогично фиг. 2г. Дальнейший обмен между абонентами 1^l и 1ⁿ может проходить под управлением их собственных программных или аппаратных средств.

После завершения абонентами сеанса обмена (определяемого по опросу абонентов, истечении контрольного времени и т. д. ) управляющий модуль может освободить используемый блок связи, сбрасывая в ноль его регистр 8.

Группа 9 элементов ИЛИ содержит (по числу линий связи в шинах управления) набор элементов ИЛИ, входы каждого из которых соединены с одноименными выходами 15¹, . . . , 15^l группы управляющих выходов всех управляющих модулей, а выходы - с соответствующими входами (данных, синхронизации, сброса в ноль и др. ) регистра 8, триггера 7 и одновибратора 10. Запись кода на регистр 8 может производиться последовательным или параллельным способом.

При включении триггера 7 с его выхода на входы С мультиплексоров 3, 4 поступает сигнал блокировки обмена через данный блок связи, что, например, исключает задание ложных маршрутов обмена при последовательном сдвиге кодов на регистре 8.

Адресная выборка шинных формирователей 11¹, . . . , 11ⁿ, управление направлением обмена производится путем подачи сигналов на их соответствующие входы. При этом данные сигналы могут поступать из абонентов 1¹, . . . , 1ⁿ на входы-выходы 12¹, . . . , 12ⁿ по соответствующим линиям связи. Адресные и управляющие входы формирователей могут не быть связаны с абонентами системы, а иметь автономное управление путем подачи на данные входы сигналов постоянного разрешительного значения.

Таким образом, использование предлагаемого решения позволяет по сравнению с известными сократить число линий в трактах связи с абонентами, обеспечить большую защищенность работы от взаимных искажений из-за несогласованных действий управляющих модулей при задании маршрутов обмена и, следовательно, расширить функциональные возможности системы коммутации. Предлагаемое решение может эффективно использоваться в локальных сетях ЭВМ с относительно стабильными и продолжительными автономными и обменными режимами работы. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 962965, кл. G 06 F 15/16, 1982.

2. Авторское свидетельство СССР N 1667094, кл. G 06 F 15/16, 1991.

Система относится к вычислительной технике и может быть использована при распределенной обработке информации. Решена задача расширения функциональных возможностей и повышения надежности работы системы. Система содержит n вычислительных устройств 1, l из которых являются управляющими, причем l < n, m блоков 2 связи вычислительных устройств, каждый из которых содержит первый и второй мультиплексоры 3 и 4, первый и второй блоки 5 и 6 выбора абонентов, триггер 7 блокировки обмена, регистр 8, группу 9 элементов ИЛИ, одновибратор 10. Каждый модуль обеспечивает связь между двумя любыми подключенными к нему через шинные формирователи вычислительными модулями. Одновременно может быть задействовано любое количество модулей, что позволяет устанавливать различные маршруты обмена. 3 ил.

СИСТЕМА КОММУТАЦИИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ, содержащая n блоков связи вычислительных устройств, причем каждый из m блоков связи вычислительных устройств содержит первый и второй мультиплексоры, первый и второй блоки выбора абонентов, регистр, триггер и блок элементов ИЛИ, при этом в каждом блоке связи вычислительных устройств управляющие входы блока связи вычислительных устройств соединены соответственно с входами блока элементов ИЛИ, выходы группы которого соединены соответственно с информационным входом триггера, с информационным входом регистра, с входом синхронизации триггера, с входом записи-считывания регистра, с входом установки в "0" триггера, с входом установки в "0" регистра и с входом установки в "1" триггера, информационные входы блока связи вычислительных устройств подключены соответственно к информационным входам первого и второго мультиплексоров, выходы которых соединены соответственно с информационными входами первого и второго блоков выбора абонентов, выходы которых объединены по схеме МОНТАЖНОЕ ИЛИ и соединены соответственно с информационными выходами блока связи вычислительных устройств, выход триггера соединен с входами синхронизации блоков выбора абонентов и с первым выходом опроса блока связи вычислительных устройств, первый выход регистра соединен с управляющими входами первого и второго мультиплексоров и с вторым выходом опроса блока связи вычислительных устройств, второй выход регистра соединен с управляющими входами первого и второго блоков выбора абонентов и с третьим выходом опроса блока связи вычислительных устройств, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем организации двунаправленной связи между вычислительными устройствами системы, в нее введены n шинных формирователей, причем информационные входы-выходы a-й группы (где a= 1, . . . , n), ее управляющие входы-выходы и адресные входы соединены соответственно с одноименными входами-выходами и входами a-го шинного формирователя, информационные выходы a-го шинного формирователя соединены с a-ми информационными входами всех блоков связи вычислительных устройств, a-е информационные выходы которых объединены по схеме МОНТАЖНОЕ ИЛИ и соединены с информационными входами a-го шинного формирователя, выходы опроса блока связи вычислительных устройств соединены соответственно с одноименными выходами системы, причем в каждый блок связи вычислительных устройств введен одновибратор, при этом в каждом блоке связи вычислительных устройств выход блока элементов ИЛИ соединен с входом одновибратора, выход которого соединен с четвертым выходом опроса блока связи вычислительных устройств.