Децентрализованная система коммутации с приоритетным обслуживанием Советский патент 1986 года по МПК G06F15/16 

« Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении систем обмена информацией между ЭВМ или функциональнь1ми модулями многопроцессорных вычислительных комплексов. Цель изобретения - уменьшение времени установление соединения для абонентов с В1 сокими приоритетами. На фиг.1 представлена структурная схема децентрализованной системы коммутации с приоритетным обслуживанием; на фиг.2 - структурная схема устройства управления обменом; на фиг.З - функциональная схема блока захвата маршрута; на фиг.4 - функциональная схема сравнения; на фиг.З функциональная схема блока задержки импульсов опроса; на фиг.6 - функцио нальная схема комммутатора импульса опроса; на фиг.7 - функциональная схема блока управления коммутатором на фиг.8 - функциональная схема коммутатора. Децентрализованная система коммутации с приоритетным обслуживанием (фиг.l) содержит М коммутаторов 1, соединенных между собой и с N абонен тами 2 информационными шинами 3; N устройств 4 управления Обменом,, подключенных к линиям 5 управления. Каждая линия 5 управления фиксирует занятость соответствующего ребра, т.е. информационной шины 3, соединяющей два смежных коммутатора 1, либо коммутатор 1 и абонент 2. Число линий 5 управления равно числу Q ре бер. Устройства 4 управления обмено соединены между собой через коммутаторы 6 импульса опроса. Линия 7 опроса предназначена для синхронизации процесса захвата ребер информационных шин 3 между абонентами 2, соеди ненными с устройствами 4 управлени обменом адресными шинами 8 и линией 9запроса на обмен. Каждый абонент 2 имеет фиксированньш приоритет в У тановлении соединения. Коммутаторы импульса опроса обеспечивают сокращ ние времени установления соединения для абонентов с высокими приоритета ми. Коммутаторы 6 импульса опроса передают сигналы опроса к следующему устройству 4 управления обменом по линии 7 при отсутствии запросов от абонентов 2 с высшим приоритетом или выдают сигналы опроса на линию 0Оответвления в противном случае. Линия 1I блокировки предназначена 172 для сигнализации о необслуженном запросе данного абонента 2 всем коммутаторам 6, относящимся к абонентам с более низкими приоритетами. Блоки 12 управления коммутаторами соединены с линиями 5 управления и выходами подключены к коммутаторам 1. Начальный запуск осуществляется схемой, содержащей элемент ИЛИ 13, первый вход которого соединен с выходом 14 одновибратора 15 импульса, следующие (N-) входы соединены с линиями 10 ответвления, а N-ьА вход соединен с линией 7 опроса, выходящей из устройства 4 управления обменом N-ro абонента. Устройство 4 управления обменом (фиг.2) содержит блок 16 захвата маршрута для установления и удержания соединения на время обмена; блок 17 памяти маршрутов, в котором хранится информация о том, какие ребра информационных шин 3 необходимо занять при установлении соединений от данного абонента к каждому из абонентовадресатов; блок 18 задержки импульса опроса на время, определяемое переходными процессами в устройствах. Первые входы блока-16 захвата маршрута соединены с выходами блока .17, вторые входы соединены с линиями 5 управления, третий и четвертый входы блока 16 соединены соответственно с линией 7 опроса и линией 9 запроса на обмен. Первые выходы блока 15 подключены к линиям 5 управления по схеме МОНТАЖНОЕ ИЛИ. Второй выход блока 16 подключен ко второму входу блока 18 задержки импульса опроса и ко всем коммутаторам 6 импульса опроса, относящимся к абонентам, приоритет которых равен или ниже приоритета рассматриваемого абонента, а также к коммутатору 6 данного абонента. Блок 16 захвата маршрута (фиг.З) содержит схему 19 сравнения для определения занятости ребер требуемого маршрута, элементы И 20 и 21, RS-триггер 22 с прямым входом установки в единицу и инверсным входом установки в нуль и группу элементов И 23. Выходы группы элементов И 23 являются первьии выходами блока, первые входы подключены к первым входам блока, а вторые входы соединены с прямым входом триггера 22, вход установки в единицу которого подключен к выходу элемента И 20. Инверсный выход триггеpa соединен с первым входом элемента И 21, выход которого является вт рым выходом блока. Инверсный вход установки в нуль триггера 22 соединен с вторым входом элемента И 21, третьим входом элемента И 20, и образует четвертый вход блока. Первые и вторые входы схемы 19 сравнения образуют соответственно первые и вторые входы блока. Выход схемы 19 сравнения соединен с первым входом элемента И 20, второй вход которого образует третий вход блока. Блок 16 захвата маршрута позволя ет установить состояние занятости (логические единицы) на тех линиях 5 управления, которые соответствуют ребрам 3, входящим в назначенный маршрут между соединяемыми абонента ми. Такой захват возможен при наличии разрешающего сигнала на линии 7 опроса при условии, что все ребра назначенного маршрута до момента захвата свободны. Возбуждение блоко 16 линий 5 управления обеспечивает вьщачу блками 12 управления коммутаторами исполнительных сигналов на соединение соответствукяцих ребер 3 в коммутаторах 1. Схема 19 сравнения (фиг.4) содержит О элементов И 24 и элемент ИЛИ-НЕ 25. Первые и вторые входы элементов И 24 и элемент ИЛИ-НЕ 25. Первые и вторые входы элементов И 2 являются первыми и вторыми входами схемы 19 сравнения, а вьсходы соедине ны с входами элемента ИЛИ-НЕ 25, фор мирующего результат сравнения. Схемэ 19 сравнивает код назначенного маршрута, считанный из блока 17 с кодом состояния линий 5, отображаю щим занятость ребер 3. Единица на выходе схемы появляется только в том случае, еспи на выходе всех элементов И 24 - нуль. Такое состояние возможно, когда ребро, входящее в назначенный маршрут, свободно (на первом входе соответствующего элемента И 24 - нуль), либо ребро, пуст даже занятое не входит в данный маршрут (на втором входе элемента И 24 - нуль). Информация в блоке 17 памяти маршрутов хранится в виде матрицы (таблицьО маршрутов, число строк которой определяется числом абонентов-адресатов. В строке записан двоичный код, единица в некоторой j-ой позиции которого указывает, что J-е ребро входит в состав назначенного маршрута к абоненту-адресату. Например,в таблице 11 представлено содержимое блока памяти маршрутов устройства 4 от абонента 2 к абонентам 2 ....2 для системы, отображенной на фиг.1. Так, в маршрут между абонентами 2 и 2 входят ребра 3 и 3 . Входы блока 17 соединены с адресными шинами 8 соответствующего абонента 2 для приема адреса того абонента, с которым необходимо установить соединение, а выходы - с первыми входами блока 16 захвата маршрута. Блок 18 задержки импульса опроса (фиг.5) обеспечивает задержку импульса опроса только при наличии запроса на обсл тживание (первый вход блока 18) и при условии, что данный запрос не обслужен (второй вход блока 18). Блок 18 содержит элементы И 26-28 элемент ИЛИ 29 и элемент 30 задержки. Первьм и второй входы блока 18 образуют соответственно первый и второй вход элемента И 26, выход которого подключен к первому инверсному входу элемента И 27 и к первому входу элемента И 28. Третий вход блока 18 (линия опроса) подключен к вторым входам элементов И 27 и 28. Выход элемента И 27 соединен с первым входом элемента ИЛИ 29, выход которого является выходом блока. Выход элемента И 28 соединен с входом элемента 30 задержки, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 29. Коммутатор 6 импульса опроса для К-го абонента (фиг.6) содержит элемент ИЛИ 31 и элементы И 32 и 33. Входами элемента ИЛИ 31 является (к-1) линии 11 блокировки от блоков 16 захвата маршрутов абонентов, приоритет которых выше приоритета заданного абонента и одна линия блокировки от блока 16 рассматриваемого абонента. Выход элемента ИЛИ 31 подключен к первому входу элемента И 33 и через инвертор - к первому входу элемента И 32. Входы элемента ИЛИ 31 являются первыми входами коммутатора. Второй вход коммутатора 6 импульса опроса (линия 7 опроса) подключен вторым входам элементов И 32 и 33. Выход элемента И 32 является первым ыходом, а выход элемента И 33 являтся вторым (линия 10 ответвления) ыходом коммутора 6 импульса опроса. 51 Блок 12 управления коммутатором (фиг.7)содержит R элементов И с прямыми и инверсными входами. Максималь ное значение определяется числом всех возможных комбинаций по установ лению соединений соответствующим ком мутатором I, к которому подключено Р ребер информационных шин 3, где R Ср . Линии 5 управления, которые отображают занятость подключенных к коммутатору 1 ребер попарно (i,j) соединены с прямыми входами элементов И 34. Инверсные входы элементов И 34 подключены к выходам тек же оставшихся элементов И 34, к которым подключены i или j линия управления Таким образом, появление единиц на паре (i, j) линий 5 обеспечивает срабатьшание только одног о элемент И 34 и соединение ребер 3 и 3- в коммутаторе 1 . Поэтому в последукяцем разрешается соединение в коммутатор другой пары ребер (3 и 3 ) и блокируется соединение между собой ребер, принадлежапщх разным маршрутам. Dl о к I ij пК nf сЗисЗ,ЗсЗисЗ). Коммутатор 1, изображенный на фиг,8 для случая трех (Р) подключенных ребер одноразрядных информацион ных шин 3, содержит шесть (Р-(Р-1) в общем случае) элементов 35 и три (Р) элемента ИЛИ 36. Управляющие си налы от блока 12 позволяют осуществить коммутацию соответствующих ребер. Децентрализованная система коммутации с приоритетным обслуживание абонентов функционирует следующим образом. В исходном состоянии в бло 17 памяти маршрутов каждого устройс ва 4 управления обменом заносятся коды назначенных маршрутов от абонента 2 к остальным абонентам. От генератора 14 одиночного импульса производится запуск системы - по линии 7 от устройства 4 к соседнему устройсву 4 через коммутатор 6 импульса опроса начинает передаваться сигнал, разрешающий устанавливать соединение по запросам абонентов 2. Для организации обмена абонентинициатор 2 подает в устройство 4 по адресной шине адрес искомого абонента, а по линии 9 - запрос на обмен. По адресу из блока 17 считывается код назначенного маршрута между абонентами и в схеме 19 срав ния определяется возможность занять его, т.е. устанавливается факт не1занятости всех входящих в назначенный маршрут ребер. С приходом по линии 7 опроса разрешающего сигнала осуществляется захват маршрута устанавливается в единицу триггер 22 и на линиях 5 управления, соответствуклцих захватываемым ребрам 3, появляются логические единицы. В результате срабатывают блоки 12 управления теми коммутаторами I, которые должны соединить захватьшаемые ребра и коммутаторы 1 производят требуемые соединения. После обмена абонент-инициатор 2 снимает запрос на обмен на линии 9, что приводит к установке в О триггера 22 и к появлению логических ну-ч лей на линиях 5 управления, поддерживающих проложенный маршрут. Как следствие появляются нули на вькодах блоков 12 управления и соединение в коммутаторах разрушается. Если с приходом по линии 7 опроса разрешающего сигнала занято хотя бы одно ребро 3 назначенного маршрута, то триггер 22 в 1 не установится, следовательно, в элементе И 21 вырабатьгеается сигнал блокировки импульса опроса, который обеспечит коммутацию импульса опроса в коммутаторах 6 импульса опроса на линию 10 ответвления. То есть блокировано распространение импульса опроса ко всем остальным блокам 4, относящимся к абонентам с низшим приоритетом и цикл опроса будет повторяться. Однако импульс опроса будет проходить по кольцу, охватывающему блоки 4 только тех абонентов, у которых приоритет не ниже, чем у абонента-инициатора. При освобождении необходимых шин 3 для установления соединения по импульсу опроса устанавливается в 1 триггер 22 и разрешается прохождение импульса опроса к абонентам с низшим приоритетом. Форму.л а из -обретения Децентрализованная система коммутации с приоритетным обслуживанием, содержащая одновибратор, элемент ИЛИ, М коммутаторов, М блоков управления коммутатором, N устройств управления обменом, вход адреса и вход запроса i-го устройства управления обменом являются i -М входом адреса и i-М входом запроса системы соответсфвенно, где (-номер соответствую 7 ющего абонента (i 1, N), первые информационные входы - выходы L х коммутаторов (L 6 М) являются I -ми ( f 1, L) информационными входамивыходами системы, остальные информ ционные входы-выходы М -коммутаторов соединены соответственно между собой, выход iTi -го блока управления .коммутатором (,М) подключен к вх ду управления m -го коммутатора, информационные входы блоков управления коммутатором соединены чеоез линии управления с выходами устройс управления обменом, выход одновибратора подключен к первому вхо ду элемента ИЛИ, выход и второй вход которого подключены к входу и выходу опроса соответственно первого и N -го устройств управлени обменом, причем каждое устройство управления обменом содержит блок памяти маршрутов, блок захвата марш рутов и блок задержки импульсов оп роса, первый вход и выход которого являются соответственно входом и вы ходом опроса устройства управления обменом, вход адреса и вход запроса которого соединены с одноименными входами блока памяти маршрутов и блока захвата маршрутов соответственно , выход блока памяти маршрутов подключен к адресному входу блока захвата маршрутов, выход которого является выходом устройства управления обменом, вход стробирования блока захвата маршрутов подключен к входу опроса устройства управления обменом, а блок захвата маршрутов содержит схему сравнения, пер.вьй элемент И, триггер, группу элементов И, выходы которых являются выходами блока захвата маршрутов и подключены к первой группе информационных входов схемы сравнения, вторая группа информационных входов которой поразрядна объединена с пер вьв4и входами группы элементов И и образует адресный вход блока захвата маршрута, вход запроса которого соединен с первьм входом первого.эл мента И и с инверсным входом сброса триггера, прямой выход которого сое динен с вторьми входами элементов И группы, второй вход элемента И явля ется входом стробирования блсжа 178 захвата маршрутов, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения времени установления соединения для абонентов с высокими приоритетами, в систему введены N-1 коммутаторов импульсов опроса, вмход опроса J -го устройства управления обменом (,N-1) подключен к информационному входу J-ro коммутатора импульсов опроса, первый и второй выходы которого подключены к входу опроса (j+l)-ro устройства управления обменом и к ()-My входу элемента ИЛИ соответственно, выход блокировки J -го устройства управления о&1еном соединен с J -м входом управления коммутаторов импульса опроса (к J), причем в блок захвата маршрутов введен второй элемент И, первый и второй входы которого соединены с инверсным выходом триггера и входом запроса блока захвата маршрутов соответственно, а выход является выходом блокировки блока захвата маршрутов, выход схемы сравнения соединен с третьим входом первого элемента И, выход которого соединен с входом установки триггера, выход блокировки блока захвата маршрутов является одноименным выходом устройства управления обменом и подключен к второму входу бло-п ка задержки импульса опроса, третий вход которого соединен с входом запроса устройства управления обменом, а блок задержки импульса опроса содержит три элемента И, элемент ИЛИ и элемент задержки, первый и второй входы первого элемента И являются вторым и третьим входами блока задержкт импульсов, вькод первого элемента И подключен к первому инверсному входу второго элемента Инк первому входу третьего элемента И, вторые входы второго и третьего элементов И соединены с перв входом блока задержки импульса опроса, выход второго элемента И подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен через элемент задержки с выходом третьего элемента И, выход элемента И является выходом блока задержки импульса запроса

1100 О О О 00.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении системы обмена информацией между ЭВМ и функциональными модулями многопроцессорных вычислительных комплексов. Изобретение позволяет уменьшить время установления соединения между абонентами для абонентов с высокими приоритетами. Система содержит М коммутаторов 1, посредством которых осуществляется связь между абонентами 2 по информационным шинам 3, N устройств 4 управления обменом, подключенных через линии 5 управления к входам блоков 12 управления комьтутаторами. Устройства 4 соединены через коммутаторы 6 импульсов опроса посред-. ством линии 7 опроса. Абоненты 2 подключаются к устройствам 4 через шины 2 адреса и запроса 9, Каждый абонент 2 имеет фиксированньгй приоритет в установлении соединения. Чем Bbmie приоритет абонента 2, тем о ближе по петле опроса расположена его устройство 4 к схеме начально(Л го запуска, вьтолненной на одновибраторе 15 и элементе ИЛИ 13. Линия 11 блокировки обеспечивает сигнализацию о необслуженном запросе данного абонента 2 всем коммутаторам 6, относящимся к абонентам 2 с более низким приоритетом. 8 ил, 1 табл.

1 о 00 о I о I 0..

1Б

5

; 7

п -

27

26

И

п

/2

/7

J/

ф1/г.5

J/

фиг.В

f-г

f-J

v

fl

V:

J

Jf

инф

Jff

ww