Многоканальное устройство для управления коммутацией сообщений Советский патент 1983 года по МПК G08C15/06 

ничным входом первого триггера и объединенными первыми входами элементов И третьей группы, выходы останых, элементов И второй группы соединены -С вторыми входами соответствующих элементов И третьей группы, выходы каждого элемента И третьей группы кроме последнего соединены с единичным входом соответствующего триггера и соответствующими входами последующих элементов И третьей группы, выход последнего элемента И третьей группы соединен с единичным входом соответствующего триггера, единичные выходы триггеров соединены с выходами второго блока управления, вторые и третьи входы элементов И первой группы, соответственно объединенные вторые входы элементов И второй группы и нулевые входы соответствующих триггеров соединены с первыми,вторыми и третьими входами второго блока управления.

4. Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что блок формирования выходных сообщений выполнен на формирователях импульса, группах элементов И и элементах ИЛИ, выходы элементов И каждой группы соединены с соответствующими входами соответствующего формирователя импульса и соответствующими входами элементов ИЛИ, выходы элементов ИЛИ, выходы формирователей импульсов соединены с первыми и ,вторыми выходами формирователя выходных сообщений соответственно, первые входы элементов И каждой группы объединены и подключены к соответствующему входу формирователя выходных сообщений, вторые входы соответствующих элементов И- каждой группы объединены и подключены к соответствующему второму входу «формирователя выходных сообщений .

1. МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ КОММУТАЦИЕЙ СО-. ОБЩЕНИЙ, содержащее источники информации , выходы которых соединены с первыми входами соответствующих элементов и и первыми входами блока предварительной.коммутации, первые выходы которого соединены с входами соответствующих источников информации блоков, вторые выходы - с вторыми входами соответствующих элементов И, выходы- элемен тов И соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход- которого соединен с.первым входом первого блока управления, первые и вторые выходы и вторые входы первого блока управления соединены соответственно с вторыми и третьими входами и третьими выходами блока . предварительной коммутации, и передающие блоки, первые выходы которых подключены к соответствующим ка налам передачи сообщений, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены второй блок управления, элементы памяти и блок формирования выходных сообщений, четвертые выходы блока предварительной коммутации соединены с входами соответствующихэлементов памяти, первые выходы которых соединены с первыми входами блока, формирования выходных сообщений, вторые выходы - с первыми входами второго блока управления, выходы и вторые входы второго блока управ-ления соединены соответственно с вторыми входами и первыми выходами блока формирования выходных сообще.ний, вторые выходы формирователя выходных сообщений соединены с входами соответствующих передающих блоков, вторые выходы которых соединены.- с третьими входами второго блока управления . 2. Устройство, по п. 1, о т л и чающееся тем,, что первый блок управления выполнен на регистре, дешифраторе элемент&х И и элементе ИЛИ, выходы регистра через дешифра(Л тор соединены с первыми входами соответствующих первых и вторых элементов И, выходы вторых элементов И соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выходы первых элементов И и выход элемента ИЛИ соединены соЪтветственнЪ с первыми и вторыми выходами первого блока управления, вход регистра и объединенные вторые входы первых и вторых элементов И соединены ю соответственно с первым и вторыми входами первого блока управ00 ления. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что второй блок управления выполнен на генераторе тактовых импульсов, распределителе, кодере,.триггерах и группах элементов И , выход генератора тактовых импульсов соединен череэ распределитель с первыми входами элементов И первой группы, выходы которых соединены с соответствующими входами кодера,выходы кодера соединены с первыми входами элементов И второй группы, выход первого элемента второй группы соединен с еди

1

Изобретение относится к технике связи и может найти применение .при построении сетей коммутаций сообще. НИИ для. передачи дискретной информации в интегрированных АСУ промпредприятий, а также при построение управляющих устройств узлов коммутации, реализующих зонный принцип распределения потоков сообщений на сети.

Известно устройство для управления коммутацией сообщений по нескольким каналам передачи, содержащее блок управления, элементы ИЛИ и И, коммутатор, элементы памяти, блок селекции управляющих воздействий и информационные блоки, выхо;да которых соединены со входами коммутатора и через элемент ИЛИ -с первым входом блока управления, выхода котрого соединены с первыми входами эл ментов И, вторые входы .которых соединены с выходами коммутатора, а выходы -,со входами элементов памяти соответственно, первые выходы которых соединены с каналами передачи сообщений, а вторые выходы со входами .блока селекции управляющих воздействий, выходы которого соединены со вторыми входами блока управления соответственно 1 .

Однако при коммутации сообщений на сети связи известным устройством в законе.управления распределением потоков на сети не учитывается группирование устройств коммутации сети в зоны, что увеличивает время доставки сообщений.

Известно также устройство анализа маршрутов в сети связи, содержащее генератор, выходной регистр, , группу элементов И, выходы которых - соединены со входами выходного ре. гистра, два элемента И,.регистр кода кратчайшего пути, регистр кода маршрута, схему сравнения, узел опроса, триггер управления, вход

0 которого соединены с выходами генератора, первый выход - с первыми входами элементов И, второй выход с первыми входами элементов И группы, вторые входы которых соединены

с с соответствующими выходами регистра кода кратчайшегопути, а третьи входы - с первым выходом схемы сравнения, второй и третий выходы которой соединены соответственно со входом генератова.и управляющим вхо0 дом узла опроса, выход выходного регистра через узел опроса соединен с выходом устройства, выходы регистров кода кратчайшего пути и кода маршрута - со входами схемы сравне5ния, первый и третий выходы которой соединены со вторыми входами элементов И, выход первого элемента И соединен с первым входом регистра кода маршрута, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И и первым входом регистра кода кратчс1йшего пути, второй вход которого соедине.н с первым входом устройства, а тре5 тий вход регистра кода маршрута - со вторым входом устройства 23.

Недостаток указанного устройства заключается в ограничении области применения - области коммутации сообщений по заданным статически маршрутам ( неизменным для сообщений данной адресности). Применять заданное устройство для систем с динамическим управлением затруднено. Кроме этого, в устройстве не реализуется данный принцип распределения потоков, позволяющий cyuieственно уменьшить время доставки сообщений на сети связи.

Наиболее близким к изобретению является многоканальный матричный коммутатор, содержащий информационные блоки, выходы которых соеди.нены с первыми входами блока предварительной коммутации, первые выходы которого соединены с первыми входами блока предварительной коммутации, первые выходы которого соединены с первыми входами элементо И, элемент ИЛИ и передающие блоки, первые выходы которых подключены к каналам передачи сообщений, блоки контроля, блок памяти, передатчик телесигнализации и управляющие шины, вход блока памяти подключ:ен к первой управляющей шине, выходы к первым входам блока управления, первые и вторые выходы блока управления соединены соответственно со вторыми-И третьими входгили блока предварительной коммутации, вторые и третьи выходы которого соединены соотвётств ен но со вторыми входс1ми блока управления и входами соответствующих передающих блоков, первые и вторые выходы которых соединены с первыми и вторыми входами соответствующих блоков контроля выходы блоков контроля соединены с третьими входами блока управления и входами передатчика телесигналцзации, выход которого подключен к второй управляющей шине, третьи выходы блока предварительной коммутации соединены со входами информационных блоков , выходы которы соединены со вторыми входами элементов И, выходы которых через элемент И соединены с четвертым входо блока управления.

I

Кроме того, блок управления содержит регистр сдвига, дешифраторы элементы И, ИЛИ и узел выбора приоритетного направления, выход рв.гистра сдвига через лервый дешифратор соединен с первыми входами соответствующих элементов ИЛИ, выходы элементов ИЛИ соединены с соответствующими входами узла выбора приоритетного направления, выходы которого через второй дешифратор соединены с первыми выходами блока управления и входами элемента И, выход которого соединен со вторым

выходом блока управления, вторые, третьи и четвертые входы первых элементов И и вход регистра сдвига подключены соответственно к первым, , третьим и четвертому

входам блока управления ГзД.

Однако при проектировании и эксплуатации сети связи данным устройством выделяются зоны сети, в которых сгруппированы по некоторым

0 признакам узлы коммутации сообщений,

а при передаче сообщений целесообразно с точки зрения минимизации вре-- . мечи доставки сообщений учитывать в функции распределения потоков

5 на сети связи разделение адресности сообщений по зонам, т.е. формировать поток сообщений, направленный в свою зону,. В этом случае по маршруту передается в зону поток сообщений, имеющий адреса зоны, а

0 I в зоне сообщения передаются непосредственно собственным для зоны узлам коммутации. Известное устройство-прототип не осуществляет учета признака зоны и функции рас5пределения потоков сообщений на сети связи, снижает быстродействие устройства, что увеличивает время доставки сообщений, так как возмож.на их коммутация по обходным путям

0;в противоположных направлениях и не осуществляется формирование потоков в большие файлы данных, имеющих один признак адресности.

с Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальное устройство для управления коммутгщией сообщений, содержащее источники

0 информации, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих элементов И и первыми входами блока предварительной коммутации, первые выходы, которого соединены с

5 входами соответствующих источников информации блоков, вторые выходы с вторыми входами соответствующих элементов И, выходы элементов И соединены с соответствующими входами

0 элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого блока управления, первые и вторые выходы и вторые входы первого блока управления соединены соответственно с

c вторыми и третьими входами и.третьими выходами блока преда1арительной коммутации, и передающие блоки, первые выходы которых подключены к соответствующим каналам передами сообщений, введены второй

0 блок управления, элементы памяти и блок формирования выходных сообщений, четвертые выходы блока предварительной коммутации соединены с входами соответствующих элементов

5 памяти, первые выходы которых соединены с первьми входами блока формирования выходных сообщений, вторые выходы - с первыми входами второго блока управления, выходы и вторые входы второго блока управления соединены соответственно с вторыми входами и первыми выходами блока формирования выходных сообщений, вторые выходы формирователя выходных сообщений соединены с входами соответствующих передающих блоков, вторые выходы которых соединены с третьими входами второго блока управления.

Кроме того, первый блок управле- ния выполнен на регистре, дешифра-, (ТОре, элементах И и элементе ИЛИ, выходы регистра через дешифратор соединены с первыми входами соответствующих первых и вторых элементов И, выходы вторых элементов И соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выходы первых элементов И и выход элемента ИЛИ соединены соответственно с первыми и вторыми выходами первого блока управления, вход регистра и объединенные вторые входы первых и вторых элементов И соединены соответственно с первым и вторыми входами первого блока управления.

При этом второй блок управления выполнен на генераторе тактовых импульсов, распределителе , кодере, триггерах и группах элементов и, выходы генератора тактовых импульсов соединен, через распределитель с первыми-входами элементов И первой группы, выходы которых соединены с соответствующими входами кодера, выхода кодера соединены с первыми входами элементов И второй группы, выход первого элемента И второй группы соединен с единичным входом первого триггера и объединенными первыми входами элементов И третьей группы,.выходы остальных элементов И второй группы соединены с вторыми входами соответствующих элементов И третьей группы, выход каждого элемента И третьей группы кроме последнего, соединен с единичным входом соответствующего триггера и соответствующими входами последующих элементов И третьей группы, выход последнего элемента И третьей групы соединен с единичным входом соответствующего триггера, единичные выходы триггеров соединены с выходаи второго блока управления, вторые третьи входы элементов .И первой группы, соответственно объединенные торые входы, элементов И второй групы и нулевые входы соответствующих риггеров соединены соответственно первыми, вторыми и третьими вхоами второго блока управления.

Блок формирования выходных собщений выполнен яа формирователях

импульса, группах- элементов И и эле ментах ИЛИ, выходы элементов И каждой группы соединены с соответствующими входами соответствующего 1)ормирователя импульса и соответствукндими входами элементов ИЛИ, выходы элементов ИЛИ, выходы формирователей импульса соединены с первыми и вторыми выходами формирователя выходных сообщений соответственно, первые входы элементов И каждой группы объединены и подключены к соответствующему входу формирователя выходных сообщений, вторые входы соответствующих элементов И каждой группы объединены и подключены к соответствующему второму входу- формирователя выходных сообщений.

На фиг. 1 приведена блок-схема предложенного устройства; на фиг.2 фун кцио н ал ь н ая схема блок а предв арительной коммутацииI на фиг. 3 то же, первого блока управления; на фиг. 4 - то же, формирователя выходных сообщений; на фиг. 5 то же, второго блока управления; на фиг. б - временные диаграммы, отображающие прохождение сигнала по основным узлам предлагаемого объекта.

Блок-схема предлагаемого устройства (фиг. 1) содержит: источники 1 - 1ц информации, представляющие собой вид источников сообщений, например системы телесигнализации или телеуправления, приемные полукомплекты аппаратуры передачи данных, например АПД МПП/ блок 2 предварит тельной коммутации, элементы ,И элемент 4 ИЛИ, первый блок управления; элементы -б|, памяти, представляющие собой известные буферные запоминающие блоки, формирователь 7 выходных сообщений; второй блок 8 управления; передающие блоки 9y(-.j, , представляющие собой передающие полукомплекты аппаратуры передачи данных} каналы 10/(-10 передачи сообщений, по которым сообщения передаются к соседним устройствам коммутации на сети связи.

Функциональная схема блока 2 предварительной коммутации фиг. 2) содержит: первые входы 11.-11,; регистры первые элементы первые и вторые дешифра: tojMJ , и соответственно; триггеры ,; вторые элементы 17i -17иИ; первые элементы ИЛИ; вторые; элементы ИЛИ;первые выходы ,; вторые выходы ,; третьи эле-, менты 22,(-22,И третий 23 и вторые 24/j-24 i входы соответственно, третьи 25i-25 и четвертые выходы соответственно, третьи элементы ИЛИ. Функциональная схема первого бло ка 5 управления содержит (фиг. З): первый 28 и вторые , входы со ответственно; регистр 29; дешифратор 30; первые 31/, и вторые элементы И соответственно; элемент 33 ИЛИ. , . Функциональная схема блока 7.фор мирования выходных сообщений содержит (фиг. 4): первые входы , элементы И, вторые входы 36 -36j,/ элементы У)-3 ИЛИ, формирователи 38 импульса, представляю собой каждый элемент ИЛИ с интегрирующей цепью на выходе, при этом на выходе формирователя 38 будет импульс, если хотя бы на один из его входов будет поступать дискретная информационная последовательность; первые и вторые выходы соответственно. Функциональная схема второго бло ка 8 управления (фиг. .5 содержит: первые входы первые элементы И втоЕпде входы 43 43«i кодер 44; распределитель 45 сигналов; реализованный как извёстный распределитель, применяемый в телемеханических системах с временным разделением сигналов; генератор 46 тактовых импульсов/ вторые элементы И, вторые входы 4 8 - 4 8 j, триггеры 49 выходы 50-|г-50и; третьи элементы. И На временных диаграммах (фиг. 6 приняты обозначения: Х| - сообщение адресованное в i-ю зону сети связи Выход Ni - сигнал на i-ом выходе позиции, имеющейся на фиг. 1-5, Выход N| - сигнал j-ом выходе позиции фиг. 1. Устройство работает следующим о разом. Сообщения постуйают от источ1щков ,, допустим, из памяти источника аппаратуры передачи данных входящей в состав информационных блоков , и имеют структуру: НЗ - ПП - СВ - АН - КА - AHG - ДВ - НТ - Т - КГ - КП,.- где НЗ - код начала заголовка; ПП - признак приоритета; СВ - код степени важности и характер сообщения; ..АН - адрес назначения сообщени КА - код конца адреса; АНС - код адреса начальной стан ции (отправителя); ДВ - код времени отправления и конечного времени доставк НТ - код начала текста; Т - текст (информационная час КТ - код конца текста; КП - код конца передачи, т.е. сообщение представляет собой слово, состоящее из кодов служебно информационной части и кодов адрес части, в конторой .фиксируется адреспункта возникновения сообщения (АНС и пункта назначения сообщения (АН7, в котогжлй входит и код признака зоны, в составе которой находится устройство коммутации сообщений, к которому адресовано сообщение. Сообщения от источников информа ии поступают на первые входы , блока 2 и на первые входы элементов И, которые в исходном состоянии открыты сигналамиС первых выходов блока 2. Через элементы .И и элемент 4 ИЛИ сообщения поступают на первый вход 28 первого блока 5 управления. На примере временных диаграмм (фиг. б) от источника 1 поступает сообщение, адресованное некоторому устройству коммутации находящемуся в третьей зоне...В рассматриваемом случае сообщение от источника it поступает на йход 11 блока 2 и через элемент 3 И, элемент 4ИЛИ на первый вход блока 5 управления. Число элементов , пгиляти равно m и равно числу зон, имеющихся на сети. Тогда функция первого блока 5управления состоит в задаче разделения входящего потока сообщений блоков на m потоков, адресованных m зонам сети. Осуществляется это следукицим образом. Сообщение от первого входа 28 блока 5 записывается в регистр 29. На адрес назначения АН срабатывает дешифратор 30, дешифрирующий адрес зоны, и на его соответствукяцем выходе появляется потенциал. В рассматриваемом случае потенциал находится на третьем выходе дешифратора З0. Если в элементе 6 памяти в данный момент нет записи ранее поступивших сообщений, то на выходе 25 блока 5 - нулевой потенциал и, следовательно, элемент 31 И срабатывает, а на входе 2А блока5 - потенцйал, который подается на соответствующий второй вход 24 первого коммутатора,2. Если в данный момент времени элемент 6 памяти занят записью в него.сообщения то на выходе 25 находится единица и элемент 32, И срабатывает. На выходе 23 элемента 33 ИЛИ, присутствует потенциал, который подается на третий вход 23 первого коммутатора 2. Назначение блока 2 состоит в осуществлении коммутации цепи соединения источника 12 ко входу элемента 6| па мяти. Осуществляется это следующим образом. Для рассматриваемого случая сообщение-, с выхода источника 1 а поступает на первый i выход 112 блок а 2 : и проходит через регистр 12. Первый дешифратор 142 срабатывает на адрес назначения и на его выходе появляется потенциал, поторый подается на первые входы вторых элементов 17, 17у„ И п)ичем, учитывая, что есть потенциал на втбром входе 245, срабатывает элемент 17 И, и триггер 16i устанавливается в состояние . Сигнал с единичного выхода триггера 16 S открывает элемент 13 и и устанавливается цепь ДЛЯ передачи сообщения от источника Л. к элементу 6 памяти через первый вход И, регистр 12, первый элемент 13, И, тре- Ю тий элемент 27, четвертый выход 26. Кроме того, сигнал на выходе ; второго элемента 19 ИЛИ от второго выхода 20 блока 2 подается на второй вход элемента 3 И, и тем са- 5 мым запрещается подача информационной части сообщения в первый блок 5 управления. Также появляется сигнал на выходе первого элемента 18 ИЛИ, а на второй вход 25 блока 5 от второго выхода 25э, блока 2 подается сигнал, свидетельствующий о занятости элемента б памяти приемом сообщения.

В случае, когда элемент 6 памяти занят записью в него предыдуще- го сообщения, то на третий вход 23 блока 2 подается потенциал от второго выхода 23 блока 5 управления, после чего срабатывает элемент , а на запирающий вход информадион- 30 ного источника 1 подается сигнал, который прерывает дальнейшую передачу сообщения, которое .остается в памяти источника l. Последний возобновляет передачу его заново 35 с кода НЗ через некоторый промежуток времени..

Аналогичным образом распределяются сообщения других источников информации, как показано на времен- Q нах диаграммах фиг. 6.

Итак, в элементах б памяти формируются группы сообщений, адресован ные каждая в своей зоне на сети и конкретно устройствам коммутации 45 внутри зоны.

Назначение второго блока 8 управления состоит в выборе направления передачи группы сообщений элемента б памяти по некоторому кана- 50 лу 10| передачи сообщений. Осуществляется это следующим образом.

Если в элементе б памяти имеются сообщения С одно или несколько; о на втором выходе элемента б;{ па- j ятй находится потенциал, который подается на первыйвход 41| второго блока 8 управления. Генератор 46 задает такты временных интервалов проса состояний элементов б памяти. Сигналы с выходов распределите- « я 45 появляются последовательно во времени, разрешая прохождение сигналов на входах 41 -41уи через первые элементы 42 -42у„И на входы коера 44, при на втрры5 вхо- 65

дах элементов 42 -42, И нулевых потенциалов, подаваемых с вторых входов . Кодер устанавливает соответствие номеру элемента б памяти некоторого множества возможных направлений передач по каналам 10. Так, например, если сообщение элемента б памяти возможно передавать по каналам 10-, 104., Ю, lOg то на третьем, четвертом, шестом и восьмом выходах кодера 44 находится потенциалы при поступлении на его третий вход сигнала от элемента 42 И. По входам , поступают сигналы, свидетельствующие о занятости передающих блоков 9 передачей сообщений. Если передающий блок 9 занят передачей, то на :выходе 48 блока 8 находится единичный потенциал и элемент 47,- И зперт. Сигналы, соответствующие воможным направлениям передач, с выходов кодера 44 через открытые элементы 47 ИЛИ подаются на элементы 51 -51у| И, представляющие схему приоритета, т.е. схемой приоритета избирается сигнал, снимаемый с выхода элемента 47 И, величина i которого меньшая по номеру. Триггер 49д для рассматриваемого примера перебрасывается в состояние 1 и с выхода 50д второго блока 8 управления на второй вход блока 7 подается потенциал определяющий направление передачи слова элемента памяти б по каналу 104 передачи. Отметим, что если для рассматриваемого на временных диаграммах (фиг. б) случая передающий блок 9j занят, а блок 94 свободен от передчи, то элемент 43 И заперт, поэтому перебрасывается триггер 49.

Блок 7 предназначен для установления цепи коммутации выходов элемента б.; на вход передающего блока 9.; . Происходит это следующим образом.

На первые входы , уц,6лока 7 подаются сообщения с выходов элементов- б - б пал1яти. Сигнал, определяющий направление передачи от блока 8управления подается на вторые входы 36 36. Для рассматриваемого случая сигнал подают на второй вход 36(j и тогда устанавливается цепь передачи сообщений элементов б памяти через первый вход 34., соответствующий элемент 354 И элемент 37 ИЛИ, выход 40 в передающий блок 9. На сигналы, снимаемые с выхода соответствующего элемента 344 И, срабатывает формирователь 38 импульса и на его выходе сигнал присутствует до тех пор пока информация элемента б памяти передается в передающий блок 9 и из него в канал 104Сигналом с выхода 39 блока 7, по даваемым на второй вход 43з второго блока 8 управления, запирается элемент 42 И, и информация о наличии сообщений в элементе 63 памяти не рассматривается вторым блоком & управления до тех пор, пока все сообй1ения. элемента 6 памяти не передадутся.. .

Аналогичным образом осуществляется выбор направлений передач для остальных сообщений, как показано на фиг. 6. Так, например, сообщения, адресованные-к первой зоне Х передаются по каналу Юз ,. а ко второй зоне X 2 - rto кангшу 10 .

Технико-экономическая эффективность предложенного устройства коммутации сообщений по отношению к прототипу возможно оценить следующим образом.

.Пусть на сети связи имеется N улов (устройств) коммутации,, входящих в vri зон, а интенсивность исходящего из каждого узла коммутации

потока сообщений равнаоб. Длительность передачи сообщений между соседними узлами коммутации равна , Тогда в сети с известным базовым объектом среднее время доставки сообщений при пуансоновском распределении потоков сообщений определяется

2Nfi

N

N

Т (с).

(AJ, 1

NJb

где т - время, затрачиваемое на выбор направлений передачи сообщений.. . f 5 Учитывая, что в предложенном устройстве сообщения в процессе передачи группируются в файлы с признаком адреса зоны, можно определить эффективность предложенного объекта

20

Э ( ,

где С - средние потери, связанные с задержкой сообщения (РУб/с).

it.

w

2i til 2#„

«

IS,

- «i.J

KOl

1

fe

Шч

3Sn

3S2 36i

i

ц

«WW

1

фиг л