Блок каскадной коммутационной системы Советский патент 1988 года по МПК G06F15/163 

OJ

со оо

ел

Изобретение относится к вычислительной и информационной технике и предназначено для использования в качестве блока при построении каскадных коммутационных систем многопроцессорных вычислительных систем и абонентских систем связи с децентрализованным управлением.

Цель изобретения - повьшение бы- стродействия.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемо о блока; на фиг.2 - схема отдельного узла; на фиг.З - схема коммутирующей ячейки.

Блок (фиг.1) содержит коммутирующие узлы 1, входы 2 и выходы 3 сигналов поиска, входы 4 и выходы 5 сигналов вьщеле.ния и собирательные эле-- менты И 6.

Узел 1 (фиг„2) состоит из коммутирующих ячеек 7 с входами 8 - и выходами 9 сигналов поиска, с входами 10 и выходами 11 сигналов вьщеления. Узел 1 имеет b 2 входных полюсов, где m - число ступеней объединения, в данном случае m 3, Первая ступень образована Ь/2 коммутирующими ячейка - ми. Число ячеек в каждой последующей ступени в два раза меньше. Последняя ступень представлена одной коммутирующей ячейкой.

Коммутирующую ячейку 7 (фиг.З) образуют входные элементы И-НЕ 12, выходной элемент И-НЕ 13, элемент НЕ 14 и управляющие элементы И-НЕ 15.

При построении матричной ком1 1ута- ционной системы объединением одноименных входов блоков образуются строки и объединением одноименных выходов - столбцы системы. Причем входы 2 соединяются непосредственно, а выходы 3 объединяются гчерез элемент ИЛИ. В целях вьщеления непосредственным соединением входов 4 одноимен- ных блоков образуются столбцы и объединением выходов 5 - строки. Номера строк и столбцов в обеих цепях должны совпадать. Каскадная коммутационная система строится из блоков непо- средственно, если параметры (числа входов и выходов) совпадают с необходимыми. Если параметры не совпадают, то производится доращивание другими блоками аналогично матричной системе. Неиспользованные входы блокируются подачей на их входы 2 логического нуля. Неиспользованные выход по цепям передачи сигналов поиска работе не мешают, а на связанные с ними входы 4 сигналов вьщеления прикладывается логическая единица.

Блок конструируется объединением узлов 1. Входы 8 сигналов поиска одноименных полюсов ячеек соединены с соответствующими входами 2 этих сигналов в блок. Выходы 11 сигналов выделения одноименных полюсов узлов соединены через собирательный элемент И 6 с выходом 5 этого сигнала из блока. Выходы 3 из блока сигналов поиска соединены с выходами 9 этих сигналов из соответствующих узлов 1, Входы 4 сигналов выделения в блок соединены с входами 10 этих сигналов в соответствующие .узлы.

Узел 1 конструируется объединением коммутирующих ячеек 7. Коммутирующие ячейки 7 объединены в ступени так, что число выходны-х полюсов из предыдущей ступени равно числу входных полюсов последующей, причем выходы 9 сигнала поиска и входы 10 сигналов выделения коммутирующих ячеек предыдущей ступени соединены соответственно с входами 8 сигналов поиска и с выходами 11 сигналов вьщеления одноименных полюсов последующей ступени. Выходы 9 сигнала поиска и входы 10 сигнала вьщеления коммутирующей ячейки 7 последующей ступени со- единяются соответственно с выходом 3 и входом 4 блока.

Входы 8 сигналов поиска коммути- ру1сщей ячейки (фиг.З) соединены с входами входных элементов И-НЕ 12, выход каждого из которых соединен с входами выходного элемента И-НЕ 13, с входами -входного элемента И-НЕ 12 другого входного полюса и с входами управляющего элемента И-НЕ 15 своего полюса. Выход каждого элемента И-НЕ 15 соединен с входами другого управляющего элемента ,И-НЕ 15, с входами входного элемента И-НЕ 12 своего - входного полюса и с выходом 11 сигнала выделения другого полюса. Выход выходного элемента И-НЕ 13 соединен с выходом 9 сигнала поиска коммути- . рующей ячейки. Вход 10 сигнала выделения коммутирующей ячейки соединен через элемент НЕ 14 .с входами управляющих элементов 15.

Рассмотрим работу блока в составе волновой коммутационной системы, об- :служивающей микропроцессорную вычис- лительную систему. Выходы микропроцессоров подключаются к входам 2 сигналов поиска первых периферийных блоков, а входы микропроцессоров подключаются к выходам 3 сигналов поиска g вторых периферийных блоков. Первые образуют вершины-источниьси, вторые - вершины-приемники коммутационной системы.

. Дальнейшее функционирование систе- ю мы рассмотрим для случая неявного поиска подключаемого микропроцессора, у которого додаен быть предусмотрен абонентский комплект в составе стра с именем микропроцессора, блока 15 сравнения, поступившего из системы кода со своим именем, и элемента памяти признака приемника. Побуждение образования .канала связи возникает в вершине-источнике. . .20

Пусть рассматриваемый блок входит в состав первой группы периферийных блоков. При необходимости образования нового канала связи микропроцессор на вход 2 связанного с ним блока выстав- 25 ляет признак источника в виде единичного потенциала, кот орый в дальнейшем вьтолняет функции сигнала поиска. Этот ригнал по. входам 8 прикладывается к .входам входных элементов И-НЕ 12 ад всех узлов блока. Пусть рассматривае- .. мый узел не занят. Это значит, что на

его входах 10 всех ячеек 7 удерживается единичный потенциал. Нулевым потенциалом, снимаемым с вьпсода элемен- gg та НЕ 14, блокируются управляннцие элементы И-НЕ 15 всех ячеек 7. Единичные потенциалы, снимаемые с выходов элементов И-НЕ 15, разрешают входным элемента И-НЕ 12 всех ячеек 40 принимать сигнал поиска. Однако сигнал поиска достигает данную ячейку лишь по одному входу. Приняв этот

сигнал, элемент И-НЕ 12 его инверсией запрещает второму элементу И-НЕ 4S 12 принимать сигнал поиска из другого направление, и через вькодной элемент И-НЕ 13 вновь в виде единичного потенциала сигнал .поиска по входам 2 и 8 прикладывается к входам 50 ячейки второй ступени и последукирпс аналогичным образом. Пройдя узел, сигнал поиска в йиде логической единицы по выходам 9 и 3 выводится из блока на очередную ступень поиска. §5 В матричном варианте системы он прикладывается к входам одноименного i микропроцессора. В результате рас- | пространения волны сигнала поиска в

коммутационной системе строится дере- во сигнальных путей, начинаняцееся на возбужденной вершине-источнике и заканчивающееся на всех занятых в данный момент вершинах-приемниках. В дальнейшем микропроцессор - источник информации по этому дереву сигнальных путей передает код вызываемого микропроцессора. В вершине-приемнике поступивший код сравнивается с собственным ключом и по совпадению микропроцессор - приемтгк информации на вход 4 сигнала вццеления периферийного блока выставляет логический нуль, распространяющийся в систему в качестве сигнала вЕеделетшя. Пусть этот сигнал достигает рассматриваемую ячейку 7 по входу 10. Проинвертнро- вавшись элементом НЕ 14 оконечной ячейки, этот сигнал опрашивает управляющие элементы И-НЕ 15, .разрешая им входить в режим триггера. В результате триггер устанавливается в состояние, (|иксиру1ощее единичный потенциал на выходе 11 полюса,- принимающего сигнал поиска. Действительно, пусть данный элемент И-НЕ 12 принимает сигнал поиска. Нулевым потенциалом,, снимаемым с его выхода, блокируется элемент И-НЕ 15J управляющий этим элементом. По поступлении единичного по- тейциала с выхода элемента 14 на входах другого элемента И-НЕ 15 происходит совпадение логических единиц, С вьпсода его снимается нулевой потенциал, которьй подтверждает состояние другого элемента 15, блокирует элемент И-НЕ 12, не принимающий сигнал поиска, и этот же потенциал в качестве сигнала вьщеления поступает на выход 11 для вывода из ячейки, : причем направления ввода сигнала поиска и вывода сигнала вьщеления сов- падают. Сигнал вьщеления, достигнув следующей ячейки 7, по входу 10 приводит в соответствие состояние его триггера и вновь по выходу 11 выводится в направлении приема сигнала поиска. Так, следуя в обратном порядке, сигнал вьщеления достигает вершины-источника, г.видетельствуя о подключении нужного микропроцессора. По этому каналу может быть передан код имени микропроцессора для обеспечения контроля. Канал связи готов к работе., В дальнейшем информация передается по цепям передачи сигнала выделения от источника к приемнику информации.Если блок находится внутри системы коммутации, то на ячейку 7 возможен приход сигналов поиска из двух направлений. В этом случае меяду элементами ИгНЕ 12 происходит гоночная борьба по эапрещакядим связям, в результате которой выигрьшает направле- «ие с меньшей задержкой. Далее, восстанавливая уровень сигнала поиска выходным элементом И-НЕ 13, ячейка {распространяет его в систему анало гично описанному.

: Стирание ненужного канала связи :осуществляется в произвольный момент времени снятием сигнала выделения с входа 4 периферийного блока. Этот сигнал через элемент НЕ 14 периферий- ;Ного базового блока в виде нулевого потенциала прикладывается к входам управляняпих элементов И-НЕ 15. С их выходов снимаются единичные потенциалы, раярешакщие введение сигналов поиска из любых направлений. Они же :по выходам 11 выводятся из ячейки для восстановления очередной по каналу связи ячейки. Так, в процессе распространения волны съема сигнала выделения происходит восстановление проводимости использованных ранее узлов.

Описанная коммутационная система может обслуживать и абонентскую сеть В этом случае каждому абоненту ставится в соответствие пара объектов: вершина-источник и вершина-приемник. На режим работы накладьшается ограничение сохранения сигнального пути. Для этого необходимо .при молчании источника удерживать на, входе 2 первого периферийного блока сигнал поиска, а при молчании приемника удерживать на входе 4 другого периферийного блока сигнал вьщеления.

I

Для обслуживания сети, в которой

информация передается одновременно . источник приемнику и приемник источнику, необходима установка дополнительного блока, аналогичного описан™ ному, но ориентированного встречно. Это оправдано тем, что схемное содер- ясй-ние блока просто, обладает высокой . технологичностью, а случаи односторонней передачи информации весьма часты. Функционирование блока со встречной ориентацией аналогично описанному. Здесь каждая вершина систем носит признаки и источника, и приемника информации.

о

.

Q g

5

Формула изобретения

Блок каскадной коммутационной системы, содержащий коммутирующие ячейки, каждая из которых состоит из двзгх входных и двух управляющих элементов И-НЕ, элемента НЕ и выходного элемента И-НЕ, причем первый и второй входы сигнала поиска коммутирующей ячей- |КИ подключены к первым входам первого -и второго входных элементов И-НЕ со- . ответственно, выход первого входного элемента И-НЕ соединен с первыми входами первого управляющего элемента И-НЕ, выходного элемента И-НЕ и с вторым входом второго входного элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым.входом второго управляющего элемента И-НЕ и с вторыми входами первого входного элемента И-НЕ и выходного элемента И-НЕ, выход которого является выходом сигнала поиска .коммутирующей ячейки, выход первого управлякщего элемента И-НЕ подключен к третьему входу первого входного элемента И-НЕ, к второму входу . рого управлякхцего элемента И-НЕ и к второму выходу сигнала выделения ком-. мутирующей ячейки, выход второго уп- ; равляющего элемента И-НЕ подключен к третьему входу второго входного элемента И-НЕ, к второму входу первого управляющего элемента И-НЕ и к пер- ; . вому выходу сигнала выделениякомму- тирующей ячейки, вход сигнала вьщеле- ния которой через элемент НЕ подклю- i чек к третьим входам, управлякяцих эле- ментов И-НЕ, отличающийся. тем, что, с целью повьшения быстро- . действия, каждьш. коммутирующий узел содержит ш ступеней, по (Н ) коммутирующих ячеек в каждой Н-й ступени, причем выход сигнала по-- иска и вход сигнала выделения Р-й , коммутирующей ячейки S-й ts 1,(Н-1) . ступени С 2К+1, К 0,() подключены -к первому входу сигнала поиска и первому выходу сигнала вьщеления Р-й коммутирующей ячейки (8+1)-й- ступени, а выход сигнала поиска и ; вход -сигнала выделения (Р+1)- и коммутирующей ячейки S-й ступени подключены к второму входу сигнала поиска и второму выходу сигнала выделения Р-й . коммутирукщей ячейки (3+1)-й ступени. входы сигнала поиска и выходы сигнала выделения коммутирующих ячеек первой ступени и выход сигнала поиска и вход сигнала вьщеления коммутирующей

7

ячейки m-й ступени являются входами сигнала поиска, выходами сигнала выделения, выходом сигнала поиска, вхо дом сигнала вьщеления а-го (а 1,А) коммутирующего узла соответственно,, Ь-й вход сигнала поиска (Ь 1,2) каждого а-го коммутирующего.узла соединен с Ь-м входом сигнала.поиска блока каскадной коммутационной систе мы,.Ь-й- выход сигнала выделения каж

8

дого а-го коммутирующего узла через элемент И соединен с Ь-м выходом сигнала вьщеления блока каскадной коммутационной системы, выход сигнала поиска и вход сигнала вьщеления а-го коммутирующего узла являются а-м выходом сигнала поиска и а-м входом сигнала вьщеления блока каскадной 10 коммутационной системы соответст- венно.

J

Изобретение относится к области I вычислительной и информационной техники и предназначено для использова ния в качестве базового блока при построении каскадных коммутационных систем многопроцессорных вычислительных систем и абонентских систем связи с децентрализованным управлением. Цель изобретения - повышение быстродействия блока за счет введения многоступенчатого принципа объединения полюсов. Блок содержит коммутирующие узлы из коммутирующих ячеек в составе двух входных, двух управляклцих и выходного элементов И-НЕ и элемента НЕ. Узел коммутации с 2 входами со- держит m ступеней с (И 1 ,т) коммутирующими ячейками в каждой ступени. Это позволяет исключить множественные запрещающие связи между ключевыми элементами и повысить таким образом быстродействие блока. 3 ил. с S (Л