МНОГОПРОЦЕССОРНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ КОММУТАЦИИ КАНАЛОВ Российский патент 1996 года по МПК G06F15/16 

Изобретение относится к технике телеграфной связи и может быть использовано в сетях с коммутацией каналов при ручном обслуживании абонентов.

Известны устройства [1] позволяющие осуществлять коммутацию каналов с использованием средств вычислительной техники. В этих устройствах используется логическая коммутация (подключение) каналов, когда физический контакт между каналами отсутствует. Основными элементами таких устройств являются центральный процессор, блоки памяти, сопряжения и коммутации, которые имеют сходство с блоками, входящими в состав заявляемого объекта.

Известные устройства не обеспечивают при передаче информации подключение к одному каналу одновременно несколько каналов, т.е. создание циркулярных соединений.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является станция локальной сети [2] содержащая блок управления обменом (микропроцессор), блок сопряжения шин, блок памяти программ, блок сопряжения с ЭВМ, блок буферной памяти, блок сопряжения с каналом связи, блок прямого доступа в память, блок поиска свободных страниц, блок памяти свободных страниц, причем первый, второй и третий выходы блока управления обменом соответственно через первый шины адреса, данных и управления соединены с адресным, информационным и управляющим входами блока памяти программ, информационный выход которого через первую шину данных соединен с входом команды блока управления обменом, адресный вход блока сопряжения шин соединен через первую адресную шину с первым выходом блока управления обменом, группа входов чтения-записи блока сопряжения шин через первую шину управления соединена с третьим выходом блока управления обменом, вход-выход прерывания которого соединен с входом-выходом прерывания блока сопряжения шин, первые информационные вход и выход блока сопряжения шин соединены соответственно через первую шину данных с вторым выходом и входом состояния блока управления обменом, вторые информационные вход и выход блока сопряжения шин соединены через вторую шину данных с информационными выходами и входами блока сопряжения с ЭВМ, блока буферной памяти, блока сопряжения с каналом связи, выход прерывания блока сопряжения с каналом соединен через вторую шину управления с входом прерывания блока сопряжения шин, выходы записи-чтения блока сопряжения с ЭВМ через вторую шину управления соединены с управляющими входами блока буферной памяти, а выход прерывания через вторую шину управления с входом прерывания блока сопряжения шин, адресный выход блока сопряжения с ЭВМ через вторую адресную шину соединен с адресным входом блока буферной памяти, адресный вход-выход блока прямого доступа в память через вторую адресную шину соединен с адресным входом-выходом блока поиска свободных страниц, адресным входом блока сопряжения с каналом связи, адресным выходом блока сопряжения шин, адресным входом блока буферной памяти и адресным входом-выходом блока сопряжения с ЭВМ, информационный вход-выход блока прямого доступа в память через вторую шину данных соединен с информационными входами-выходами блока сопряжения с каналом связи, блока буферной памяти, вторыми информационными входом и выходом блока сопряжения шин, информационным входом блока поиска свободных страниц, входы чтения-записи блока сопряжения с ЭВМ через вторую шину управления соединены с группой выходов чтения-записи блока сопряжения шин, выходом чтения блока сопряжения с каналом, входом-выходом чтения-записи блока прямого доступа в память и входом записи блока поиска свободных страниц, вход разрешения выдачи адреса и вход признака занятости которого соединены соответственно с выходом подтверждения записи блока прямого доступа в память и выходом занятости страницы блока памяти свободных страниц, группы адресных, информационных и управляющих входов которого соединены с группами одноименных выходов блока поиска свободных страниц, первая и вторая группы режимных входов-выходов блока сопряжения с каналом соединены соответственно с группами режимных входов-выходов блока прямого доступа в память и блока поиска свободных страниц.

Известное техническое решение позволяет обеспечивать коммутацию канала связи и ЭВМ. Коммутация осуществляется соответствующими блоками в виде логического контакта между каналом связи и входом-выходом ЭВМ по соответствующей программе осуществляется путем побайтного переноса кадра данных из канала связи в ЭВМ или обратно посредством промежуточных блоков буферной памяти, памяти свободных страниц и др. Однако известное устройство также, как и ранее рассмотренные, не обеспечивает подключения нескольких каналов в данном случае к ЭВМ одновременно, т.е. создания циркулярного соединения.

Целью изобретения является обеспечение циркулярных соединений при полнодоступной коммутации каналов за счет подключения к устройству нескольких каналов связи.

Для этого в станцию локальной сети, содержащую блок управления обменом (микропроцессор), блок сопряжения шин, блок буферной памяти и блок памяти программ, входы-выходы которого посредством первой системной шины соединены с входами-выходами блока управления обменом и блока сопряжения шин, введены последовательно соединенные таблично-знаковый индикатор с первым блоком согласования и телеграфный аппарат с вторым блоком согласования, вторые входы-выходы которого соединены посредством первой системной шины с входами-выходами первого блока таймера, блока микропроцессора; блока буферной памяти и вторыми входами-выходами второго блока согласования, блок центрального процессора, входы-выходы которого соединены посредством второй системной шины с входами-выходами блока оперативной памяти, блока постоянной памяти, второго блока таймера и другими входами-выходами блока сопряжения шин, блок канального обмена, соединенный одними входами-выходами посредством второй системной шины с входами-выходами блока центрального процессора, а другими входами-выходами с блоками концентрации, вторые входы-выходы каждого блока концентрации соединены с входами-выходами блоков согласования с каналами связи, другие входы-выходы которых являются канальными входами-выходами станции коммутации.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемая станция отличается наличием новых элементов, а именно первого и второго блоков согласования, таблично-знакового индикатора, телеграфного аппарата, блока центрального процессора, блока оперативной памяти, блока постоянной памяти, блока канального обмена, блоков концентрации, блоков согласования с каналом связи и их связями с остальными элементами станции. Таким образом, заявляемая станция соответствует критерию "новизна".

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что вышеперечисленные вновь введенные блоки широко известны (2). Однако при их введении в указанной связи с остальными элементами схемы в заявляемой станции, они проявляют новые свойства, что приводит к обеспечению циркулярных соединений при полнодоступной коммутации каналов. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 и 2 представлена структурная схема многопроцессорной станции коммутации.

Микропроцессорная станция (фиг.1) для коммутации каналов содержит микропроцессор 1, блок 2 сопряжения, блок 3 буферной памяти программ, блок 4 памяти программ, первый и второй блоки 5 и 6 согласования параметров, таблично-знаковый индикатор (ТЗИ) 7, телеграфный аппарат 8, первый и второй таймеры 9 и 10, центральный процессор 11, блок 12 оперативной памяти, блок 13 постоянной памяти, блок 14 канального обмена, n блоков 15 концентрации информации, 2p блоков 16 согласования с каналами связи.

Блок 15 (фиг.2) концентрации информации содержит процессор 17, блок 18 оперативной памяти, первый и второй блоки 19 и 20 постоянной памяти, адаптер 21, блок 22 приема информации, блок 23 согласования с каналами связи, таймер 24.

Многопроцессорная станция для коммутации каналов работает следующим образом.

При включении питания происходит установка всех блоков станции в исходное состояние. При этом все абоненты свободны, микропроцессор 1, центральный процессор 11 и процессор 17, выполняя программы, записанные в блоках 4, 13, 20 соответственно, находятся в режиме ожидания прерываний от соответствующих блоков станции (ТЗИ 7, блока 2 сопряжения и др.).

Вся память в блоке 3 буферной памяти, блоках 12 и 18 оперативной памяти является свободной и может быть использована, например, для блока 3 как со стороны первого блока 5 согласования параметров, так и со стороны блока 2 сопряжения, память блока 12 может быть использована как со стороны блока 2, так и со стороны блока 14, а память блока 18 как со стороны блока 19, так и со стороны блока 22.

Таймеры 9, 10, 24 создают программируемые временные интервалы и шкалу текущего времени.

При необходимости установления соединения абонент передает по низкоскоростному каналу связи комбинацию знаков "Вызов", например, в телеграфном коде. Сигналы знаков этой комбинации поступают из канала связи в последовательном коде на вход блока 16 согласования с каналами связи, где преобразуются как по уровню, так и коду, используемому в вычислительной системе. Блок 22 приема информации осуществляет сканирование (последовательный опрос) блоков 16 согласования с каналами связи. При обнаружении информации в одном из блоков 16 сканирование прекращается и в магистраль управление/данные первой общей шины блока 15 концентрации из блока 22 поступает сигнал прерывания. Процессор 17, получив этот сигнал, переходит в подпрограмму обслуживания блока 22 приема информации. По коду команды, поступающей из второго блока 20 постоянной памяти, процессор 17 формирует последовательности микрокоманд и в цикле "ввод" считывает информацию с выхода блока 22, который после этого возобновляет сканирование. В случае отсутствия сигналов прерывания таймер 24 через определенное время формирует свое прерывание, по которому программа выводится из цикла ожидания прерывания и на индикацию поступает сообщение о неисправности. После обработки считанной информации процессор 17 приформировывает к ней адрес передающего абонента и в цикле "Вывод" осуществляет запись этой информации в определенную область блока 18 оперативной памяти. Когда в блоке 18 будет сформирована за каждого из передающих абонентов адресно-кодовая комбинация, содержащая адрес абонента и знак информации, процессор 17 осуществляет посредством магистрали управление/данные последовательный вывод таких комбинаций через первый блок 19 постоянной памяти в блок 23 согласования с каналами связи и далее в уплотненный по времени групповой тракт высокоскоростного канала связи. В блоке 19 осуществляется преобразование адресно-кодовых комбинаций из параллельного кода вычислительной системы в последовательный код. Блок 23 осуществляет преобразование сигналов по уровню, ввиду модуляции и т.д. В таком порядке осуществляется объединение (концентрация) информации, поступающей из нескольких низкоскоростных каналов связи в единый информационный поток, который передается по высокоскоростному каналу и поступает на входы со второго по n+1 блока 14 канального обмена.

В блоке 14 канального обмена поступившая информация преобразуется в обратном порядке и последовательно от каждого высокоскоростного канала считывается центральным процессором 11, обрабатывается и помещается в определенную область блока 12 оперативной памяти в том порядке, как было рассмотрено ранее. Если в соответствии с программой, хранящейся в блоке 13 постоянной памяти, центральный процессор 11 определит, что от передающего абонента поступила информация "Вызова", то из блока 12 оперативной памяти эта информация посредством магистрали управление/данные второй общей шины через блок 2 сопряжения выводится в магистраль управление/данные первой общей шины. Микропроцессор 1 аналогичным образом обрабатывает информацию, помещает ее в определенную область блока 3 буферной памяти и затем посредством первого и второго блоков 5 и 6 согласования выводит накопленную информацию на экран ТЗИ 7 и на телеграфный аппарат 8. Одновременно в соответствии с программой, хранящейся в блоке 4 памяти программ, микропроцессор 1 осуществляет вывод текущего времени, создаваемого таймером 9.

Выведенная информация "Вызова" отображается на экране ТЗИ 7 в зоне "Вызов" и документируется на телеграфном аппарате 8 с привязкой к текущему времени. Оператор с клавиатуры ТЗИ 7 вводит команду на соединение с данным абонентом, которая аналогично документируется телеграфным аппаратом 8. По этой команде осуществляется подключение абонента к ТЗИ 7 и к телеграфному аппарату 8. После этого информация, вводимая с клавиатуры ТЗИ 7 либо с телеграфного аппарата, через первый 5 согласования, либо второй блок согласования 6 поступает в магистраль управление/данные первое общей шины, обрабатывается микропроцессором 1, помещается в блок 3 буферной памяти и далее через блок 2 сопряжения в обратном порядке через адаптер 21 выводится в низкоскоростной канал связи вызывающего абонента. Информация, поступающая от абонента на установление соединения, отображается на экране ТЗИ 7 в зоне "Заявки" и одновременно документируется телеграфным аппаратом 8.

После получения от абонента заявки на обычное (парное) или циркулярное соединение оператор с клавиатуры ТЗИ 7 либо с телеграфного аппарата 8 осуществляет обслуживание заявки. При парном соединении оператор станции производит по соответствующей команде соединение с каналом вызываемого абонента. В канал передается комбинация знаков "Вызов абонента". После переговоров с абонентом оператор предупреждает его о соединении, отключается от него и по соответствующей команде с клавиатуры ТЗИ 7 (телеграфного аппарата 8) осуществляет соединение абонентов.

Если в заявке на установление циркулярного соединения указан тот или иной номер списка, число которых и адреса, входящих в них абонентов, предварительно заносятся с клавиатуры ТЗИ 7 в блок 3 буферной памяти, то оператор осуществляет соединение по списку соответствующей командой без предварительного опроса абонентов. Если абонент входит в список, но участвует в парном соединении, то последнее соединение разрушается и абонент включается в схему циркуляра. В случае, когда вызывающий абонент заказывает схему циркуляра, абоненты которой не принадлежат одному какому-то списку, то оператор станции с клавиатуры ТЗИ 7 набирает адреса этих абонентов и затем осуществляет соединение по набранной схеме циркуляра как было рассмотрено выше.

Во всех случаях после установления соединения на экране ТЗИ 7 номера каналов, за которыми закреплены абоненты, отображаются в зоне "Занятые каналы". Передаваемые команды отображаются в зоне "Команда" и документируются телеграфным аппаратом 8. Одновременно адресная информация об установленных соединениях заносится в блок 3 буферной памяти и в блок 12 оперативной памяти.

В соответствии с хранящейся в блоке 12 оперативной памяти адресной информацией об установленных соединениях центральный процессор 11 отводит в блоке 12 определенную область памяти для накопления информации, поступающей от абонентов, а также в передаваемой адресно-кодовой комбинации передающего абонента заменяет на адрес(а) принимающего(их) абонента(ов). После этого адресно-кодовая комбинация из блока 12 оперативной памяти через блок 14 канального обмена выводится в соответствующий высокоскоростной канал и далее через блок 15 концентрации информации соответствующий блок 16 согласования с каналом связи поступает в адрес(а) принимающего(их) абонента(ов). Таким образом осуществляется обмен информацией между абонентами.

При необходимости разъединения один из абонентов или оба в случае парного соединения передает комбинацию знаков "Отбой". Аналогично, как и комбинация "Вызов", эта комбинация анализируется в блоке 15 концентрации информации, затем центральным процессором 11 через блок 2 сопряжения выводится в магистраль управление/данные первой общей шины и далее на экран ТЗИ 7. Оператор с клавиатуры ТЗИ 7 вводит соответствующую команду на разрушение соединения. В соответствии с этой командой стирается информация из блока 3 буферной памяти и из блока 12 оперативной памяти об адресах, участвовавших в соединении абонентов. Одновременно на экране ТЗИ 7 стирается информация о занятых каналах и на телеграфном аппарате 8 с привязкой к текущему времени документируется факт разрушения установленного ранее соединения.

Перед разрушением циркулярного соединения оператор станции или вызывающий абонент передает запрос подтверждения, а затем сигнал "Отбой". После этого в соответствии с программой, хранящейся в блоке 4 памяти программ, микропроцессор 1 с помощью таймера 9 в течение определенного времени, например 3 мин, удерживает ранее установленное циркулярное соединение. После приема текста сообщения и сигнала запроса о его подтверждении каждый абонент передает квитанцию о получении циркулярного сообщения. При приеме информации подтверждения она записывается в отведенную для этого область блока 12 оперативной памяти. После этого центральный процессор 11 начинает осуществлять вывод подтверждений оператору станции через магистраль управление/данные первой общей шины либо абоненту-инициатору циркуляра через блок 14 канального обмена. Затем путем сравнения номеров каналов в списке и в массиве циркуляра определяются номера каналов, от которых не поступило подтверждений. Эта информация отображается на экране ТЗИ 7 и документируется телеграфным аппаратом 8. После этого оператор станции вводит команду на разрушение циркулярного соединения, которое выполняется аналогично команде разрушения парного соединения.

Использование: многопроцессорная система коммутации относится к телеграфии, а непосредственной областью ее использования являются сети с ручным обслуживанием абонентов. Сущность изобретения: многопроцессорная система для коммутации каналов содержит микропроцессор 1, блок 2 сопряжения, блок 3 буферной памяти, блок 4 памяти программ, первый и второй блоки 5 и 6 согласования параметров, таблично-знаковый индикатор 7, телеграфный аппарат 8, два таймера 9 и 10, центральный процессор 11, блок 12 оперативной памяти, блок 13 постоянной памяти, блок 14 канального блока, n блоков 15 концентрации информации, 2p блоков 16 согласования с каналами связи. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Многопроцессорная система для коммутации каналов, содержащая микропроцессор, блок сопряжения, блок буферной памяти, блок памяти программ, причем входы-выходы микропроцессора соединены через магистраль управление - данные первой общей шины с первым входом-выходом блока сопряжения, с входом-выходом блока буферной памяти, с входом-выходом блока памяти программ, отличающаяся тем, что в нее введены первый и второй блоки согласования параметров, таблично-знаковый индикатор, телеграфный аппарат, первый и второй таймеры, центральный процессор, блок оперативной памяти, блок постоянной памяти, блок канального обмена, n блоков концентрации информации, 2p блоков согласования с каналами связи, причем вход-выход таблично-знакового индикатора соединен с первым входом-выходом первого блока согласования параметров, второй вход-выход которого соединен через магистраль управление данные первой общей шины с входами-выходами микропроцессора, выход телеграфного аппарата соединен с первым входом-выходом второго блока согласования, второй вход-выход которого соединен через магистраль управление данные первой общей шины с входами-выходами микропроцессора, вход-выход первого таймера соединен через магистраль управление данные первой общей шины с входами-выходами микропроцессора, входы-выходы центрального процессора соединены через магистраль управление данные второй общей шины с вторым входом-выходом блока сопряжения, с входом-выходом блока оперативной памяти, с входом-выходом блока постоянной памяти, с первым входом-выходом второго таймера, с входом-выходом блока канального обмена, входы-выходы с второго по (n + 1)-й блока канального обмена соединены соответственно с первыми входами-выходами с первого по n-й блоков концентрации информации, вторые разрядные входы-выходы которых соединены соответственно с первыми входами-выходами с первого по p-й блоков согласования с каналами связи, вторые входы-выходы которых являются информационным входом-выходом многопроцессорной системы для коммутации каналов. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что блок концентрации информации содержит процессор, блок оперативной памяти, первый и второй блоки постоянной памяти, адаптер, блок приема информации, блок согласования с каналами связи, таймер, причем входы-выходы процессора соединены через магистраль управление данные с входом-выходом блока оперативной памяти, с первым входом-выходом первого блока постоянной памяти, с входом-выходом второго блока постоянной памяти, с первым входом-выходом адаптера, с первым входом выходом блока приема информации, с входом-выходом таймера, второй вход-выход первого блока постоянной памяти соединен с первым входом блока согласования с каналами связи, выход которого является первым входом-выходом блока концентрации информации, второй вход-выход адаптера и второй вход-выход блока приема информации образуют второй вход-выход блока концентрации информации.