Ячейка каскадной коммутирующей среды Советский патент 1986 года по МПК G06F7/00 

Изобретение относится к вьмнсли- тельной технике и может быть использовано при реализации технических средств параллельной обработки информации.

Цель изобретения - повышение эффективности работы ячейки в режиме коллекторного обмена за счет сокращения временных затрат на этапе определения готовности приемника к коллекторному обмену.

На чертеже приведена функциональная схема ячейки каскадной коммутирующей среды.

Ячейка содержит входные блоки (-, с шинами Zi-2 ввода потенциалов поиска, шинами 3,,-3, контроля, тинами вывода -потенциала выделения, группами входных инфор- мациопньк шин , выходные блоки 6,)-6|,.}.,с шинами 7 7|

h-H цпалов выделения, шинами ,+

ввода потен8Q

1

вывода потенциалов поиска, шинами .ь-, вывода потенциалов квитирования маршрутизации, шинами 10h+ вывода потенциалов квитирования обмена ,и блок 11 управления с пгинами ( ввода потенциалов квитирования маршрутизации, шинами ввода потенциалов квитирования обмена, шиной 14 ввода потенциала признака приемника сообщения, группой информационных входных шин 15 и группами информационных выходных шин . .

Каж,цый входной блок содержит элемент Н-НЕ 17, элемент И 18, группу элементов И 19 и элемент НЕ 20.

Каждый выходной блок содержит элементы И-ПЕ 21, 22 и элементы. И 23-25.

Блок 11 управления содержит группу элементов ИЛИ 26, элемент элемент РиШ 28, элемент задержки 29, элементы ИЛИ 30, 31, элемент И 32, элемент НЕ 33, элемент И 34, элементы НЕ 35, 36 и шину 37 вывода блокировки источника потенциала квитирования обмена.

Коллекторный обмен характеризуется наличием в системе одного приемника и множества источников сообщений. По сигналу готовности приемник источники сообщений поочередно подключаются к приемнику и выдают инПроцессор-приемник сообщения формирует сигнал готовности к коллекторному обмену, который поступает в виде единичного потенциала на соответствующую ячейку по шине 14. Этот потенциал признака приемника сообщения удерживается процессором-приемником сообщений на все время коллекторного обмена. Дважды проин- вертированный элементами НЕ 35 и H-HIi; 27 единичный потенциал признака приемника сообщения поступает на первые входы элементов И 25 выходных блоков (4.-|. Поскольку на вторые входы этих элементов поступают единичные потенциалы с выходов элементов И-НЕ на всех шинах - формируются единичные потенциалы поиска, которые транслируются в смежные ячейки. Потенциалы поиска поступают в смежные ячейки по шинам 2 на входы элементов И-НЕ 17 входных блоков 1. Так как элементы И-НЕ , охвачены обратными связями, то они образуют многоустойчивый триггер, который пропускает на вход лишь один потен- поиска. Поэтому при одновременном поступлении нескольких потенциалов поиска по шинам на выходе элементов И-НЕ формируется лишь один нулевой потенциал, который блокирует по входам все остальные элементы И-НЕ 17 и поступает на вход элемента,И-НЕ 27. На выходе элемента И-НЕ 27 формируется единичньш потенциал, которьш транслируется на все смежные ячейки. Таким образом, на выходах элементов НЕ , ячеек системы формируются единичные потенциалы, которые в совокупности образуют дерево кратчайших каналов связи, объединяющее приемник и источники сообщений. Ячейки, со.ответстформационное сообщение, которое при- 55 вуюище процессорам-источникам соо.бщений, формируют единичные потенциалы вьщеления, которые поступают по ишнам 7| в соответствующие ячейпимается приемником. Ячейки каскадной коммутирующей среды в зависи- . мости от их положения в системе мо

гут быть ячейками-источниками сообщений, транзитными ячейками или ячейками-приемниками сообщений. Ячейке-источнику сооб цений и ячейке-приемнику сообщений соответствуют процессоры вычислительной системы, которые с помощью транзитных ячеек (или непосредственно) обьединя- ются в вычислительную систему.

, Рассмотрим работу ячейки в режиме коллекторного обмена.

Процессор-приемник сообщения формирует сигнал готовности к коллекторному обмену, который поступает в виде единичного потенциала на соответствующую ячейку по шине 14. Этот потенциал признака приемника сообщения удерживается процессором-приемником сообщений на все время коллекторного обмена. Дважды проин- вертированный элементами НЕ 35 и H-HIi; 27 единичный потенциал признака приемника сообщения поступает на первые входы элементов И выходных блоков (4.-|. Поскольку на вторые входы этих элементов поступают единичные потенциалы с выходов элементов И-НЕ на всех шинах - формируются единичные потенциалы поиска, которые транслируются в смежные ячейки. Потенциалы поиска поступают в смежные ячейки по шинам 2 на входы элементов И-НЕ 17 входных блоков 1. Так как элементы И-НЕ , охвачены обратными связями, то они образуют многоустойчивый триггер, который пропускает на вход лишь один потен- поиска. Поэтому при одновременном поступлении нескольких потенциалов поиска по шинам на выходе элементов И-НЕ формируется лишь один нулевой потенциал, который блокирует по входам все остальные элементы И-НЕ 17 и поступает на вход элемента,И-НЕ 27. На выходе элемента И-НЕ 27 формируется единичньш потенциал, которьш транслируется на все смежные ячейки. Таким образом, на выходах элементов НЕ , ячеек системы формируются единичные потенциалы, которые в совокупности образуют дерево кратчайших каналов связи, объединяющее приемник и источники сообщений. Ячейки, со.ответст

вуюище процессорам-источникам соо.бщекн на входы элементов И-НЕ 21 . . Элементы И-НЕ с обратными связями образуют многоустайчивый триггер, которьй пропускает на выход лишь один нулевой потенциал, соответствующий единичному входному потенциалу выделения, который, инвертируясь элементом И-НЕ 22, подтверждает вьщачу единичного потенциала . поиска по данному направлению. Если в данный момент на ячейку поступает несколько потенциалов вьщеления по шинам (имеем несколько источников сообщений, стремящихся захватить один и тот же приемник сообщения) , то с помощью элементов И-НЕ выходных схем с обрат ными связями, аналогичных элементами И-НЕ входных схем, выбирается один потенциал вьщелбния, а остальные блокируются. По заблокированному i -му ( i 1, 2, .,.h+ + 1) направлению на выходе элемента И-НЕ 22j формируется нулевой потенциал, который блокирует вьщачу единичного потенциала поиска по 1 -му направлению. Обнуление потенциала поиска по заблокированному направлению приведет в итоге к обнулению потенциала вьщеления по данному направлению и изолированию неподключенных ячеек-источников сообщений. Таким образом, потенциал вьзделения выделяет в дереве единственньй ствол, соединяющий источник и приемник сообщения. Единичные потенциалы вьщеления объединяются элементом ИЛИ 28 и обратным ходом по дереву кратчайших путей транслируются в ячейку-приемник сообщения. Направления трансляции потенциала вьщеления задаются элементами И ,, единичные управляющие входы которых соответствуют дереву кратчайших путей. Элемент задержки 29 предотвращает появление на выходах элементов И-НЕ . случайных импульсных помех, вызванных переходным процессом в момент переключения многоустойчивого триггера. Величина задержки должна быть не менее 2 i, где LJ.- время задержки элемента.

По достижении потенциалом вьщеления ячейки-приемника сообщения на выходе элемента И 32 формируется едИ ничный потенциал-источник квитирования маршрутизации, который через элемент ИЛИ 30 поступает на информационные входы элементов И 24 -24.

218377

Единичный потенциал квитирования из ячейки-приемника сообщения по выде- лейному с помощью потенциала вьщеления стволу дерева транслируется

5 в единственную ячейку-источник сообщения.

Потенциал квитирования маршрутизации поступает по одному из входов на элемент ИЛИ 30 ячейки-ис10 точника сообщения и на выходе элемента И 24ц формируется единичный потенциал, который транслируется в соответствующий процессор, извещая его о том, что путь обмена установ15 лен. Процессор вьщает сообщение, которое по шинам 15 поступает в ячейку и по вьщеленному стволу дерева транслируется в ячейку-приемник, из которой по шинам 16 поступает

20 в соответствующий процессор. Процессор-приемник сообщения по концу обмена формирует единичный потенциал квитирования обмена, который по шине 13цц. поступает в соответствую2J щую ячейку. Этот потенциал через

элемент НЕ 33 блокирует источник единичного потенциала квитирования маршрутизации (элемент И 32) и через элемент ИЛИ 31 поступает на инфор30 мационные входы элементов И 25i-25h выходных схем. Потенциал квитирования обмена по вьщеленному стволу дерева транслируется в ячейку-источник сообщения, где он с выхода элемента И 25 f. поступает в соответствующий процессор-источник сообщения. Процессор-источник сообщения по сигналу квитирования обмена обнуляет информационные шины 15 и обнуляет потенциал вьщеления (запроса) на шине 7н-ц . С этого момента начинается разрушение вьщеленного ствола дерева от источника до приемника сообщения. Обнуление потенциала вьщеления в ячейке-приемнике сообщения сопровождается формированием единичного потенциала на выходе элемента И 34, которьй по шине 37 транслируется в процессор-приемник сообщения и по которому происходит

обнуление потенциала квитирования обмена на шине 13(v. .

Обнуление потенциала вьщеления в ячейках, в которых осуществлялась блокировка неподключенных ячеек-ис55 точников сообщений, сопреволадается снятием этих блокировок, по заблокированным ранее направлениям транслируются потенциалы поиска, деформи35

40

45

руется дерево кратчайших путей, выявляются новые источники сообщений Из числа выявленных источников сообщений выбирается один, который формирует единственный ствол, соединяющий данный источник и приемник сообщения. Неподключенные источники сообщений изолируются от системы за счет блокировки потенциалов поиска по неподключенным ветвям дерева Далее нач П1ается новый этап обмена с новым подключением источником сообщения.

Формула изобретения

Яче11ка каскадной коммутирующей среды, содержащая блок упргтленпя, состоящий и:1 гру1Н1ы элементов ИЛИ, элементов И, ИЛИ, И-ИЕ, НЕ и элемента задержки, и входных блоков, калс- дый из которых содержит группу элементов И и элемент И-ИЕ, и выходных блоков, каждый из которых содержит элементы И-НЕ, причем j -и вход элемента i -го входного блока (. i I ,и о - 1 ,1 ) соединен с выхдом И-НЕ j -го входного блока. ( J ( ), ,i -и вход элемента И-ИЕ I -го входного блока соединен с I-и шиной ввода потенциала поиска, (h+ 1)-й вход элемента И-ИЕ i -го входного блока соединен с 1-й шиной контроля, выход элемента И-НЕ -го вход)юго блока соединен с | -и входом элемента И-НЕ блока управления, I -я группа информационных входных шин ячейки соединена с группой информационных входов группы элементов И i -го входного блока, группа выходов которой соединена с i -и группой входов группы элементов ИЛИ блока .управления, група выходов которой соединена с VA группами информационных выходных шин ячейки, первьй вход первого элемента И1М блока управления соединен с выходом первого элемента И блока управления, первый вход которого соединен с выходом первого, элемента НЕ блока управления, j-и вход первого элемента И-ИЕ i -го выходного блока соединен с выходом первого элемента И-ИЕ j -го выходного блока С у 7 I ), выход первого элемента И-ИЕ | -го выходного блока соединен с первым входом второго элемента И-ИЕ i -го выходного блока

0

5

0

5

0

0

5

0

5

отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности работы ячейки в режиме коллекторного обмена за счет сокращения временных затрат на этапе определения готовности приемника к коллекторному обмену, в нее введены элементы И, ИЛИ и (h+ 1)-й выходной блок, причем калсдый входной блок содержит дополнительно элемент И и элемент НЕ, каждый выходной блок содержит дополнительно элементы И, блок управления содерлсит дополнительно элементы И, ИЛИ и НЕ, выход элемента И-НЕ i-го входного блока соединен с входом элемен.та ИЕ j -го входного блока, выход которого соединен с первым входом элемепта И и управляющими входами элементов И группы i-го входного блока, выход элемента И | -го входного блока соединен с i -и шиной вывода потен1.щала вьщеле- ,ния, вторые входы элементов И i -го входного блока объединены и соединены с вторым входом первого элемента И блока управления, третий вход которого соединен с 1яиной ввода потен- щшла признака приемника сообщения, первым входом второго элемента И и входом второго элемента ИЕ блока управления, выход которого соединен с (h -ь 1)-м входом элемента И-ИЕ

блока управления, выход которого соединен с первыми входами первых элементов И выходных блоков, |- -и вход первого элемента И-ИЕ (н+ 1)-го выходного блока соединен с выходом первого элемента И-ИЕ i -го выходного блока, i -и вход первого элемента И-ИЕ ( -го выходного блока соединен с выходом первого элемента И-ИЕ (и + 1- 1)-го вькодного блока и первым входом второго элемента И-НЕ ( + + 1)-го выходного блока, вторые входы вторых элементов И-ИЕ выходных блоков (Объединены и соединены с выходом второго элемента ИЛИ блока управлепия, входом третьего элемента НЕ блока управления и входом элемента задержки, выход которого соединен с третьими входами вторых элементов выходных блоков, выход второго элемента И-ИЕ Ff-ro (к Ijh . 1) выходного блока соединен с вторым входом первого элемента И и первыми входами второго и третьего элементов И К-го выходного блока, выходы которых соединены

с шиной вывода потенциала квитирования маршрутизации и шиной вывода потенциала квитирования обмена соответственно, вторые входы второго и третьего элементов И К -го выходного блока объединены и соединены с К-и шиной ввода потенциала вьщеления, (h + 1)-м входом первого элемента И-НЕ ,К-го выходного блока и К-м входом второго элемента ИЛИ блока управления, третьи входы вторых элементов И выходных блоков объединены и соединены с выходом первого элемента ИЛИ блока управления, (i + + 1)-й вход которого соединен с i шиной ввода потенциала квитирования маршрутизации, третьи входы третьих элементов И выходных блоков объединены и соединены с выходом третьего

элемента ИЛИ, К-и вход которого соединен с К-и шиной ввода потенциала квитирования обмена, (h + 1)-я шина ввода потенциала квитирования обмена соединена с входом первого элемента НЕ блока управления, выход третьего элемента НЕ блока управления соединен с вторым входом второ)0 го элемента И блока управления, выход которого соединен с шиной вывода блокировки источника потенциала квитирования обмена, (h + 1)-я группа входных информационных шин единена с третьей группой входов группы элементов ИЛИ блока управления, выход первого элемента ИК-го выходного блока соединен с Х -и шиной вывода потенциала поис20|Ка.

6,

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при реализации технических средств параллельной обработки информации. Цель изобретения - повышение эффективности работы ячейки в режиме коллекторного обмена за счет сокращения временных затрат на этапе определения готовности приемника к коллекторному обмену. Ячейка содержит h входных блоков, h выходных блоков и блок управления. Процессор-приемник сообщения формирует сигнал готовности к коллекторному обмену, который поступает на соответствующую ячейку. Ячейка выдает сигналы поиска, поступающие в смежные ячейки. Ячейки, соответствующие процессорам-источникам, формируют единичные потенциалы вьщеления. Ячейка-приемник выбирает один потенциал вьиеления, а остальные блокирует. Таким образом, в дереве кратчайших каналов связи, объединяющих приемник и источники сообщений, вьщеляется единственный ствол, по которому осуществляется обмен информацией. По окончании обмена вьзделен- ный ствол дерева разрушается, снимаются блокировки неподключенных ячеек-источников сообщений, деформируется дерево кратчайщих путей, выявляются новые источники сообще- НИИ. Из числа выявленных источников сообщений выбирается один, а остальные Ьлокируются. По вьщеленному стволу дерева начинается новый этап обмена информацией с новым источником сообщений. 1 Ш1. (Л S to 00 00 -N4

ВНИИПИ Заказ 1132/56 Тираж 673 Подписное Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4