Система коммутации Советский патент 1987 года по МПК G06F15/177 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении систем обмена информацией между ЭВМ или между функциональными модулями многопроцессорных вычислительных комплексов.

Цель изобретения - уменьшение времени восстановления системы.

На фиг, 1 представлена структурная схема системы коммутации; на фиг. 2 - функциональная схема устройства управления обменом; на фиг функциональная схема маршрутного блока; на фиг. 4 - функциональная схема блока управления-, на фиг. 5 функциональная схема блока контроля; на фиг. 6 - функциональная схема коммутатора.

мационной шины А. Блок 9 контролн содержит сумматор 45 по модулю два с инверсным входом, триггера 46, од- новибратор 47 и элемент ИЛИ 48.

Каждый коммутатор 1 (фиг. 6) содержит элементы И 49 с прямым и инверсным выходами и группы элементов И-ИЛИ 50.

10 Система коммутации функционирует следующим образом.

Каждому абоненту 2 присваивается свой уникальный номер. При необходимости установления соединения або15 нент-инициатор в позиционном коде вьдает номер абонента-адресата по адресным линиям 8 в закрепленное устройство 3 управления обменом. Устройство управления считывает соответ3 35

Система коммутации (фиг. 1) содер- jo ствугаций код маршрута из памяти маршрутов, проверяет состояние занятости этого маршрута и в случае, когда ни одна информационная шина 4, входящая в считанный маршрут, не занята, вы25 дает его код на линии 5 управления. Возбуждение линий 5 приводит к сра- батьшанию коммутаторов 1, инщвдент- ных к шинам 4, составляющим данный маршрут, и в результате - к установ30 лению соединения между абонентами 2 - инициатором и адресатом. Снятие ,абонентом-инициатором возбуждения с адресных линий 8 приводит к разрушению установленного соединения.

При возникновении неправильной четности при передаче данных по какой-либо информационной шине 4 сумматор 45 по модулю два данного и всех последующих блоков 9 контроля, входящих в,маршрут, формирует сигнал ошибки. Этот сигнал вызьшает установку триггера 46 в единичное состояние, либр линия 44 локагиза- ции отказа к этому моменту еще не возбуждена. После установки триггеров 46 названных блоков 9 контроля в состояние 1 элементы ИЛИ А8 возбуждают линию 44 на всем ее протяжении от блока 9, первым зафиксировавшего отказ, до конца маршрута. В результате триггеры 46 всех блоков 9, кроме первого, сброшены. На ЭТОЕГ завершается процесс локализации не- ксправной шины 4.

55 Сигнал отказа по линии 10 индикации отказа становится доступным формирователю 41 блока 12 управления, который выделяет -передний фронт сил - нала и устанавливает соответствующий

жит М коммутаторов 1,.К абонентов 2 и устройств 3 управления обменом, Р информационных шин 4, линии 5 управления, линию 6 опроса, блок 7 начального запуска, К адресных линий 8, блок 9 контроля, линии 10 индикации отказа, М маршрутных блоков 11, блок 12 управления, линии 13 управления перестроением, сигнальные шины 14, линии 15 коррекции и линию 16 завершения.

Каждое устройство 3 управления об(еном (фиг, 2) содержит память маршрутов, состоящую из элементов 17 памяти, злемсит ИЛИ 18, схему 19 сравнения, элемент И 20, триггер 21, группу элементов И 22, элемент 23 задержки, формирователи 24.

Элементы 17 памяти образуют К. регистров по Р разрядов и предназначены для хранения и корректировки кодов машрутов. Каждый элемент 17 памяти содержит двухступенчатый триггер 25 и три элемента И 2&-28,

Каждый маршрутный блок 11 (фиг.З) содержит узел 29 приоритета, сдвига- тель 305 группу элементов ИЛИ 31, группу элементов И-ИЛИ 32, приоритетную cxeiHty 33, элемент И 34, элемент 35 задержки, группу элементов И 36, два элемента ИЛИ 37, элементы И 38 и 39, шифратор 40 начального кода волны.

Блок 12 управления (фиг, 4) содержит формирователи 41, триггеры 42 и узел 43 приоритета.

Каждый блок 9 контроля (фиг.5) включен в разрыв линии 44 локализа дии отказа, входящей в состав инфор40

45

50

542002

мационной шины А. Блок 9 контролн содержит сумматор 45 по модулю два с инверсным входом, триггера 46, од- новибратор 47 и элемент ИЛИ 48.

Каждый коммутатор 1 (фиг. 6) содержит элементы И 49 с прямым и инверсным выходами и группы элементов И-ИЛИ 50.

10 Система коммутации функционирует следующим образом.

Каждому абоненту 2 присваивается свой уникальный номер. При необходимости установления соединения або15 нент-инициатор в позиционном коде вьдает номер абонента-адресата по адресным линиям 8 в закрепленное устройство 3 управления обменом. Устройство управления считывает соответтриггер А2 в состояние 1. Поскольку S процессе локализации неисправности целы ряд триггеров 46 блоков 9 контроля фиксируют отказ, являющийся для всех триггеров, кроме первого, ложным, столько же триггеров 42 блока 12 управления могут быть переведены в состояние 1. Для исключения фиксации сигналов ложных отказов в триггерах 42 формирователи 41 формируют выходной сигнал только в том случае, когда длительность входного сигнала превышает некоторое пороговое значение, определяемое длительностью процесса локализации неисправности.

Несколько сигналов отказа в триггерах 42 может быть зафиксировано только в случае их возникновения в различных маршрутах, обмен по которым ведется одновременно. Приоритетная схема 43 выбирает один из сигналов и возбуждает соответствующий ему выход, номер которого равен номеру отказавшей шины 4. Сигнал с возбужденного выхода по трем линиям 13 поступает во все устройства 3 управления обменом в виде сигнала 13 . (где г - номер отказавшей шины) и в два маршрутных блока 11 в виде сигналов 13 и , которые переводят один блок 11. в режим источника, а другой блок 11 - адресата.

В ма1зшрутном блоке-источнике сигнал 13 запускает шифратор 40 начального кода волны, который выдает код с единицей в младшем разряде (нулевой код не используется, так как является признаком отсутствия волны). Этот код через группу элементов ИЛИ 31 поступает на сдвига- тель 30, который сдвигает код на. один разряд вправо, отмечая таким образом прохождение фронтом волны маршрутного блока. Поскольку сдвига- тель 30 является безынерционным, код прямой волны без задержки поступает на все группы элементов И 36 и вьщается во все возможные исходящие направления, за исключением тех которые соответствуют неисправным. Запрещенные направления индицируются сигналами логического О на линиях 10.

В транзитный маршрутый блок .11 коды прямой волны в общем случае могут поступать с нескольких входящих направлений. Все эти коды подаются на группу элементов ИЛИ 31. Результирующий код на выходе группы элементов ILTHi 31 является результатом логического сложения всех входных кодов. Младшая (левая) единица в результирующем коде указывает, какой наименьший входной код поступает в блок 11 . Сформ11рованный резуль0 тирующий код повергается модификации в сдвигателе 30, после чего передается по всем разрешенным исходящим направлениям. Отсутствие сигнала в транзитном блоке 11 приводит

5 к запрету работы шифратора 4.0. В результате на его выходе формируется нулевой код. Который не может изменить код на выходе группы элементов ИЛИ 31. Результирующий код помимо

0 сдвигателя 30 подается на узел 29 приоритета, которьй выделяет левую (младшую) единицу в этом коде, определяя тем самым длину минимального пути от источника волны до данного

5 маршрутного блока 11. Группа элементов И-ИЛИ 32 выполняет операцию поразрядной конъюнкции над кодом узла 29 приоритета и каждым входным кодом, и, кроме того, операцию дизъюнк0 ции всех поразрядных конъюнкций каждого кода. Поскольку выходной код узла 29 всегда содержит лишь одну единицу, то лишь в одной конъюнкции каждого кода может возникнуть единиg ца, которая возбудит выход дизъюнк- тора. Таким образом, позиция единицы на выходе группы элементов И-ИЛИ 32 однозначно указьшает направление минимального пути. В случае

0 если таких направлений оказывается несколько, возбуждается несколько выходов группы элементов И-ИЛИ 32. Выбор одного из равноценных направлений производит узел 33 приорите-

5 тов. В итоге на выходе узла 33 возбужден единственный выход, соответствующий минимальному пути, который подготавливает условия для прохождения сигнала обратной волны с целью формирования обходного маршрута.

В маршрутном блоке 11 - адресате выполняются все действия транзитного блока. Кроме того, наличие сигнала подготавливает элемент И 34 g для формирования команды на выдачу сигнала обратной волны. Вторым условием для формирования данной команды является достижение фронтом прямой волны маршрутного блока 11 - адреса0

та, что идентифицируется по наличию ненулевого кода на выходе группы элементов ИЛИ 31. Это приводит к возбуждению сигнала на выходе элемента И 34, который с некоторой за- держкой через элемент 35 поступает на второй элемент ИЛИ 37 и далее на все элементы И 38. Поскольку на первые входы элементов 38 подается код с узла 33, то Только один из этих элементов возбуждает свой выход. В результате формируется сигнал обратной волны, который выдается в кратчайшее направление.

Обратная волна в отличие от прямой всегда передается строго в одном направлении. Поэтому в транзитный маршрутный блок 11 сигнал обратной волны может поступить лишь по одной из исходящих сигнальных шин 14 на вто- рой элемент ИЛИ 37, с выхода которого, как вив блоке 11

адресате,

этот сигнал поступает на вторые входы всех элементов И 38. С выхеда одного из элементов И 38 ретранслированный сигнал обратной волны передается в смежньй транзитный блок 11 по заранее выбранному направлению. Подобным образом обрабатывают входной сигнал обратной волны все транзитные маршрутные блоки. Возбужденные линии обратной волны составляют код искомого обходного маршрута, который по линиям 15 коррекции передается во все устройства 3 управления обменом.

По достижении обратной волной маршрутного блока 11 - источника формирз ется сигнал на линии 16 завершения с помоа ью элемента И 39. Наличие сигнала на линии 16 означает окончание процесса поиска обходного маршрута.

Для коррекции содержимого памяти маршрутов используется сигнал на линии 13 , формируемый блоком 12, Этот сигнал позволяет найти те регистры, в которых коды маршрутов содержат единицу в г-позиции, что предполагает использование отказавшей шины 4 . Коррекция состоит в исключении указанной единицы и занесении кода обходного маршрута в найденные регистры.

По сигналу на линии с определенной задержкой срабатывает формирователь 24, что вызывает в г-й колонке установку в О первой ступе13542006

ни тех триггеров 25. которые находятся в состоянии единицы. Эти же триггеры обеспечивают подготовку своих регистров к приему кода обходного маршрута - на выходах элементов И 26 появляется сигнал 1. включающий входные цепи регистров. Запись указанного кода осуществляется с по10 явлением сигналов на линиях 15 коррекции по мере прохождения сигнала обратной волны через маршрутные блоки.

С приходом обратной волны в марш15 рутньй блок 11 - источник формируется сигнал на линии 16 завершения, по .которому блок 12 управления сии- мает сигнал с линии 13. Устанавливаются в О вторые ступени тригге20 ров 25 в г-й колонке, попадает сигнал на выходе элементов И 26, выключаются элементы И 28. Завершается коррекция кода маршрута и весь процесс обработки сигнала об отказе

25 t-й информационной шины. Аналогично обрабатываются сигналы об отказе других шин. 4.

30

35

40

45

50

Формула изрбретения

Система коммутации, содержащая М коммутаторов, К устройств управления блоком, блок опроса, Р блоков контроля, М маршрутных блоков, группу формирователей импульсов, регистр и узел приоритета, при этом информационные входы-выходы системы подключены к соответствующим первым m информационном входам-выходам коммутаторов (К m ii Р) . адресные входы системы

о - ...

коммутации подключены к адресным- входам соответствующих устройств управления объемом, остальные информационные входы-выходы коммутаторов соединены между собой, управляющие входы коммутаторов соединены между собой, управляющие входы коммутаторов соединены с управляющими входами- выходами устройств управления объемом, выход опроса К-го устройства

управления объемом (К 1, К) подключен к входу опроса (К + 1)-го устройства управления объемом, а выход. огфог.а К-го и вход опроса первого

gg устройства управления обменом подключены к входу и выходу блока опроса соответственно, входы блоков контроля подключены к-соответствующим информационным шинам системы коммута0

5

0

5

0

Формула изрбретения

Система коммутации, содержащая М коммутаторов, К устройств управления блоком, блок опроса, Р блоков контроля, М маршрутных блоков, группу формирователей импульсов, регистр и узел приоритета, при этом информационные входы-выходы системы подключены к соответствующим первым m информационном входам-выходам коммутаторов (К m ii Р) . адресные входы системы

о - ...

коммутации подключены к адресным- входам соответствующих устройств управления объемом, остальные информационные входы-выходы коммутаторов соединены между собой, управляющие входы коммутаторов соединены между собой, управляющие входы коммутаторов соединены с управляющими входами- выходами устройств управления объемом, выход опроса К-го устройства

управления объемом (К 1, К) подключен к входу опроса (К + 1)-го устройства управления объемом, а выход. огфог.а К-го и вход опроса первого

g устройства управления обменом подключены к входу и выходу блока опроса соответственно, входы блоков контроля подключены к-соответствующим информационным шинам системы коммута

ими, а выходы - к входам нидикацни отказов соответствующих маршрутных блоков и к входам соответствующих формирователей импульсов группы, выходы которых соединены с входами установки в 1 разрядов ротора, выход регистра подключен к входам узла приоритета, выходы которого соединены с входами установки,нуля разрядов регистра, с входами назначения источника и адресата маршрутных блоков и с входами управления перестроением и устройств управления обменом, выходы коррекции каждого маршрутного бло ка подключены к входам коррекции всех устройств управления обменом, прямые и обратные сигнальные входы и выходы маршрутных блоков соединены между собой, повторяя топологию свя- зей коммутаторов, причем каждое устройство управления содержит блок памяти маршрутов, схему сравнения, элемент И, триггер группу злементов И, элемент задержки, адресный вход устройства управления подключен к адресному входу блока памяти маршрутов, управляющие входы-выходы устройства управления обменом соединены с выходами соответствующих элементов И группы и вторыми информационными входами схемы сравнения, вход опроса устройства управления обменом подключен к входу элемента задержки и третьему входу элемента И, выход опроса устройства управления обменом соединен с выходом элемента задержки, выход блока памяти маршрутов соединен с первым информационным входом схемы сравнения и с первыми вхо- дами элементов И группы, выход схемы сравнения подключен к первому входу элемента И, выход которого соеди«ен с прямым входом триггера, выход которого подключен к вторым входам элементов И группы, а каждый маршрут ньй блок содержит первый узел приоритета, два элемента ИЛИ, два элемента И, две группы элементов И. о т личающаяся тем, что, с целью уменьшения времени восстановления системы, выходы признаков завершения каждого маршрутного блока соединены с входом синхронизации ре- гистраГ причем в каждое устройство управления обменом введены элемент ИЛИ и Р формирователей импульсов, входы которых подключены к входам управления перестроением устройства

Q 5 0 5 0 5 0 5 g g

управления обменом, а выходы - к входам стробирования блоков.памяти маршрутов, входы коррекции устройства управления обменом соединены с информационными входами блоков памяти маршрутов, адресный вход устройства управления объемом подключен к входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом элемента И и с входом сброса триггера, кроме того, в каждый маршрутный блок введены шифратор, группа элементов ИЛИ. группа элементов И-ШШ. сдвигатель, второй узел приоритета, элемент задержки, причем прямые сигнальные входы каждого маршрутного блока подключены к входам элементов ИЛИ группы и к входам элементов И-ИЛИ группы, обратные сигнальные входы маршрутного блока подключены к входам второго элемента ИЛИ, прямые сигнальные выходы маршрутного блока подключены к выходам соответствующих эле- ментов И первой группы, обратные сигнальные маршрутного блока подключены к выходам cootвeтcтвyк:)щиx элементов И второй группы, входы индикации отказов маршрутного блока подключены к первым входам соответствующих элементов И первой группы, вход назначения адресата маршрутного блока подключен к второму входу первого элемента И, вход назначения источника маршрутного блока, выходы коррекции маршрутного блока подключены к выходам соответствующих элементов И второй группы, выходы шифра- тора подключены к входам соответ ст- вующих элементов ИЛИ группы, выходы которых соединены с соответствующими входами сдвигателя первого элемента ИЛИ и первого узла приоритета, выходы которого подключены к входам, соответствующих элементов И-ИЛИ. группы,выходы элементов И-ИЛИ группы соединены с входами второго узла приоритета, выходы которого соедине- ны с вторыми входами соответствующих элементов И второй группы, выходы сдвигателя соединены с соответствующими входами элементов И первой группы, выход первого элемента ИЛИ подключен к первому входу первого элемента И, выход которого через элемент задержки соединен с первым входом второго элемента 1ШИ, выход которого подключен к первым входам элементов И -второй группы и к первому входу второго элемента И.

-

2i f3

Изобретение относится к вычислительной технике, решает задачу повышения надежности соединений абонентов и содержит коммутаторы 1,соединенные между собой и с абонентами 2, а также с устройствами 3 управления обменом информационными шинами 4 и линиями 5 управления. Устройства 3 связаны с абонентами адресными шинами, а между собой линией 6 опроса. К информационным шинам подключены блоки 9 контроля. Сущность изобретения состоит во введении блоков управления перестроением, маршрутных блоков 1 1, связанных ежду собой сигнальными шинами 14 и подключенных к блокам 9 и 12 линиями индикации отказа и, кроме того, к блоку 12 и к устройствам 3 линиями управления перестроением и линиями коррекции. 6 ил. (Л (Риг. 1

Физ.З

47

h

n

V5

L/ifif

5

V5

10

.V

8,

Редак ор Н.Тупица

Составитель В.Сычев

Техред А.Кравчук Корректор М.Шароши

Заказ 5695/44Тираж 671Подписное

ВНИИШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производствеино-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4