Блок управления для ячейки волновой коммутационной системы Советский патент 1990 года по МПК G06F15/177 

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для построения мультипроцессорных вычислительных систем и систем связи с децентрализованным управлением.

Цель изобретения - повьшение быстродействия системы за счет обеспечения возможности передачи полезной информации во время разрушения ненужных каналов связи.

На чертеже представлена схема ячейки волновой, коммутации системы с использованием предлагаемого блока управления..

; Ячейка содержит блоки 1 ввода/вы. вода, в состав каждого из которых . входят элементы И-НЕ 2, 3, элементы ИПИ-НЕ 4, 5, триггер 6, элементы И 7, 8, элементы ИЛИ 9, 10, собирательный блок 11, состоящий из элемента И-НЕ 12, элемента ИЛИ 13, элемента НЕ 14;-блок 15 управления, включаю- триггер .16, элемент И 17, элемент ИЛИ-НЕ 18, элемент ИЛИ 19, элемент И-НЕ 20, элемент НЕ 21, второй и третий элементы ИЛИ 22, 23, второй триггер 24, третий триггер 25.

Ячейка имеет вход 26 ввода сигнала поиска, выход 27 вывода сигнала вьщеления, выход 28 вывода сигнала поиска, вход 29 ввода сигнала выделения, вход 30 задания приоритетной связи, вход 31 контроля, вход 32 установки в исходное состояние, вход 33 стробирования, вход 34 поиска, вход 35 вьщеления, первый и второй выходы 36 и 37 режима, первый и второй выходы 38 и 39 контроля.

Ячейка с блоком управления функци онирует следующим образом.

0

5

0

5

0

5

0

5

Коммутируемые источники информации по прямым каналам подключаются к входам 26 ввода сигналов поиска и по обратным каналам - к выходам 27 вывода сигналов вьделения периферийных ячеек, а приемники информации подключаются по прямым каналам к входам 29 ввода сигналов вьщеления и по обратным каналам - к выходам 28 вывода сигнала поиска других периферийных ячеек. Полюсы, связанные с источниками информации являются вершинами - источниками системы; полюсы, связанные с приемниками информации - вершинами - приемниками системы. Побуждение образования информационного канала возникает в вершинах-источниках. Поэтому выходному и входному полюсам ставятся соответственно вершина-источник - вершина-приемник в коммутационной системе.

После включевдя питающего напряжения на входах 31 и 32 устанавливаются нулевые, а на входах 30 и 33 единичные потенциалы. Данные входы являются общими для всех ячеек системы. В исходное состояние предлагаемая ячейка устанавливается подачей единичного импульса по входу 32. Пройдя элемент ИЛИ 19 блока 15 управления, эта команда устанавливает .триггер 16 блока 15 зотравления в нулевое состояние и через элемент ИЛИ 9 устанавливает триггеры 6 всех блоков 1 ввода-вьшода в единичное состояние. При этом с инверсных выходов триггеров 6. вьщаются разрешения элементом ИЛИ-НЕ 4 соответству-t ющих блоков 1 . на вьшод из ячейки сигнала вьщеления по всем направленим и через элементы И-НЕ 3 вьщаются азрешения элемент . И-НЕ 2 на ввод ячейку сигнала поиска. Элемент -НЕ 20 блока 15 управления получа- ; т разрешение по инверсному выходу риггера 16 на ввод в ячейку команды онтроля, подаваемой впоследствии о входу 31.

Команда контроля подается в виде единичного импульса перед образованием нового канала связи и после его образования. Контроль системы перед образованием каждого канала необхоим для локализации неисправных ячеек - генераторов сигналов поиска, появившихся в промежутке времени между образованием предьщущего Рданного каналов. Эта команда воспринимается только незанятыми ячейками, поэтому при ее реализации передача информации не прекращается. Сигнал команды, инвертируясь открытым элементом И-НЕ 20 блока 15 управления, закрывает элементы И-НЕ 2 всех блоков 1 ввода-вьшода незанятых ячеек. В результате этого, на выходах 28 всех исправных ячеек устанавливается нулевой уровень. На этих же шинах ячеек-генерато1Уов ложного сигнала удерживаются единичные потенциалы. Через время задержки элемента НЕ 21 блока 15 управления команда контроля в виде единичного HMnyj fcca, поступающего на входы элементов И 8 всех блоков 1 ввода-вьгеода, опрашивает состояние входов 26. Если на данном входе удерживается ложньй сигнал поиска, то команда контроля через элемент И 8 и элемент ИЛИ 10 устанавливает триггер 6 данного блока 1 в нулевое состояние; единичным потенциалом, снимаемым с инверсного выхода триггера 6, закрывает элемент ИЛИ-НЕ 4 и через элемент И-НЕ 3 - элемент И-НЕ 2 этого блока 1. Таким образом, от ячеек-генераторов ложных сигналов поиска система изолируется путем отключения входных полюсов смежных ячеек. Поступая на входы установки в О триггеров 24 и 25 блока 15 управления, команда контроля устанавливает их в нулевое состояние.

Требование .на образование канала связи реализуется в два шага: построение прадерева соединительных-путей и вьзделение ветви и дерева соединительным путем. Первый шаг реализует

;

10

ся путем адресно О выбора вершины - источника системы возбуждения по входу 26 блока 1 ввода-вывода ячейки, связанной с данной вершиной сигнала поиска в виде единичного потенциала. Пройдя периферийную ячейку, данный сигнал появляется на выходе 28 вновь в виде единичного потенциала и далее по незанятым ячейкам волна этого сигнала распространяется до выходов системы. Достигнув периферийных ячеек, сигнал поиска появляется на выходах 28, связанных с вершинами - приемни|с ками информации.

Пусть волна сигнала поиска достигла ячейки по двум направлениям одновременно. Инвертируясь элементами И-НЕ 2 блоков 1 ввода-вывода,свя20 занных с этими направлениями, сигнал поиска в виде нулевого потенциала по обратным связям запрещает элементам И-НЕ 2 остальных блоков 1 ввода- вывода прием данного сигнала по дру25 гим направлениям. Каждый из элементов, принимаюш;их сигнал поиска, стремится закрепить ввод его из другого направления. В результате одно из направлений выигрывает гонки и на выходе элемента И-НЕ 2 данного блока 1 ввода-вывода устанавливается нулевой, а на выходах элементов И-НЕ 2 остальных блоков ввода-вывода еди- ничньш потенциал. В дальнейшем, прой- дя элемент И-НЕ 12 собирательного блока 11, данный сигнал по выходам 28 вновь в виде единичного потенциала распространяется вглубь системы.

Достигнув периферийных ячеек, сигнал поиска появляется на выходах 28, связанных с вершинами-приемниками информации. Таким образом, в процессе распространения волны сигнала поиска в системе строится пра- лс дерево соединительных путей с корнем в возбужденной вершине-источнике и ветвями, оканчивающимися на всех достижимых и незанятых в данный момент вершинах-приемниках, причем каждая ветвь является кратчайшей и проходит по исправным ячейкам, обходя неисправные и занятые участки структуры. Вторая часть требования на образование канала связи реализуется сле55 дующим образом.

На входах 29, связанных с вершинами-приемниками периферийных ячеек, возбуждается сигнал выделения в виде единичного потенциала. В слу30

40

50

чае обслуж1-1вания системой абонент- ской сети каждьш абонентский комплект должен содержать регистр с записан10

13

20

25

30

гистр кода вызываемого абонента и компаратор. Тогда источник информации по построенному прадереву соединительных путей передает коды абонентов, с которыми необходимо образовать канал связи.

Пусть сигнал выделения достиг рассматриваемой ячейки по одному из входов 29. Пройдя элемент ИЛИ 13 элемент НЕ 14 собирательного блока 1.1, данный сигнал в виде нулевого потенциала поступает на входы элементов ИЛИ-НЕ 4 всех блоков 1 ввода-вывода. Однако разрешение на вывод данного сигнала имете лишь блок 1, выигравший гонки сигнала поиска и осуществляющий его прием. Претерпев вторую инверсию элементом ИЛИ-НЕ 4 данно- . го блока 1, сигнал вьщеления вновь в виде единичного потенциала по выходу 27 распространяется в направлении ячейки, осуществляющей передачу сигнала поиска. Таким образом, от ячейки к ячейке сигнал вьщеления, копируя пути прохождения сигнала по- . иска, достигает вершины-источника. При этом по образовавшемуся встречному каналу могут быть переданы квитанции веришне-источнику в виде кодов вершин-приемников, подключившихся ,- в результате вызова.

Процессы распространения сигналов . поиска и вьщеления осуществляются без прерывания передачи информации по установлен11ым ранее каналам. Достигается это за счет удержания на входах 33 единичного потенциала, разрешающего элементами 17 блоков 15. управления всех ячеек принимать признак занятости, в качестве которого используется наличие в ячейке сигналов поиска и вьщеления. При этом ячейки установленных ранее каналов, у которых произошло совпадение сигналов потюка и выделения, подтверждают свои состоя гая вюпочения.

Рассматриваемая ячейка входит во вновь образованный канал. Признаками этого являются совпадение на входах элемента 17 И блока 15 управления единичных потенциалов. Единичным потенциалом, снимаемым с выхода данно- го элемента, триггер 16 устанавливается в единичное состояние, за15998668

крьгеая элемент И-НЕ 20. Если элемент И-НЕ 2 данного блока 1 ввода-вывода осуществляет прием сигнала поиска, то на его выходе удерживается нулевой потенциал, не разрешая элементу И 7 данного блока 1 пропуск единичного потенциала со стороны блока 15 управления, и триггер 6 этого блока 1 ввода-вывода остается в единичном состоянии. На входах элементов И 7 остальных блоков 1 ввода-вывода происходит совпадение единичных потенциалов и через элементы ИЛИ 10 триггеры 6 данных блоков 1 устанавливаются в нулевые состояния, запрещающие элементам И-НЕ 2 и элементам ИЛИ-НЕ 4 данных блоков ввод сигналов поиска и вывод сигналов вьщеления в cooтвeтcтвyюшJ x направлениях. Так, по мере распространения волны сигнала вьщеления происходит фиксация состояний включения,ячеек. Поэтому время, необходимое для образования одного канала связи, независимо от его разветвленности равно времени распространения волны сигнала поиска от вершины-источника до вершин-приемников и времени распространения волны сигнала вьщеления в обратном направлении. Процедура образования канала связи допускает одновременное возбуждение вершин. При этом время построения канала сокращается до времени волны в одном направлении. После образования канала связи вновь подается команда контроля, обеспечивающая изоляцию оставшейся неиспользованной части системы от ячеек нового канала. Реализация ее осуществляется указанным выше образом.

40

45

50

55

Для обеспечения разрушения ненужных каналов .отведен служебньй такт, следуюш 1й периодически. Перед началом слз ебного такта подается сигнал контроля в виде единичного импульса, который устанавливает триггеры 24 и 25 в нулевое состояние. Затем по входам 26 и 27 от источников и приемников информации, для которых необходимо сохранить действующие каналы связи, подаются сигналы в врзде импульсов, которые, пройдя собирательный блок 11, устанавливают триггеры 24 и 25 блока 15 управления в единичное состояние. Сигналы с прямых выходов этих триггерову пройдя элементы ИЛИ 22, 23, запрещают про5

0

5

Для обеспечения разрушения ненужных каналов .отведен служебньй такт, следуюш 1й периодически. Перед началом слз ебного такта подается сигнал контроля в виде единичного импульса, который устанавливает триггеры 24 и 25 в нулевое состояние. Затем по входам 26 и 27 от источников и приемников информации, для которых необходимо сохранить действующие каналы связи, подаются сигналы в врзде импульсов, которые, пройдя собирательный блок 11, устанавливают триггеры 24 и 25 блока 15 управления в единичное состояние. Сигналы с прямых выходов этих триггерову пройдя элементы ИЛИ 22, 23, запрещают прохождение строба через элемент ИЛИ-НЕ 18 После того, как от источников и приемников информации были поданы единичные иьшульсы, подтверждающие сохранение канала связи, сразу может ларедаваться полезная информация, не дожидаясь распространения этих им™: пупъсов по всей системе и окончания переходных процессов, В каналах,-подлежащих разрушению, устанавливаются нулевые потенциалы по названным цепям и, потому на входах элементов ШШ-НЕ 18 блока 15 управления этих ячеек присутствуют разрешения на прохождение строб-импульса, подаваемого по входу 33. Пройдя элемент ИЛИ 19, строб-импульс устанавливает триггер 16 блока 15 управления в нулевое состояние и через элементы ИЛИ 9 блоков 1 ввода-вывода устанавливает триггеры 6 в единичное состояние, т.е. возвращает каждзпо ячейку разрушаемого канала в исходное состояние.Дли20 мент ИЛИ-НЕ 5 и элемент ИЛИ 9 устанавливается триггер 6 данного блока в единичное состояние. Кроме того, единичным потенциалом, сршмаемым с выхода элемента И 17 блока 15 шрав

30

35

тельность служебного такта равн вре- 25 лёния, через элемент И 7 и элемент мени встречного распространения волн сигналов поиска и вьщеления через систему и времени переходных процессов в ячейках по обработке строб-импульсов, протекающих параллельно.

В волновой коммутационной системе, построенной из предлагаемых ячеек, предусмотрен режим приоритетной связи. Достигается он за счет введения соответствующей команды, а также элементов отключения памяти ячеек, перезаписи их состояний и восстановления ориентации включения неиспользованной в приоритетном канале части системы.

При поступлении запроса на приоритетную связь на время поиска и фиксации нужного канала связи происходит отключение источников и приемников информации, работающих в обычном режиме. Затем по входам 30 на все ячейки системы подается команда приоритетной связи в виде нулевого потенциала. Эта команда через элементы И-НЕ 3 всех блоков 1 ввода-вывода вьщает разрешение элементам И-НЕ 2 на ввод сигнала поиска. После этого в нужной вершине-источнике возбуждается сигнал поиска и строится прадере- во соединительных путей указанньм образом так, как будто система свободна. По окончании переходных процессов в нужных вершинах-приемниках возбуждаются сигналы выделения и проИПИ 10 блоков 1 ввода-вывода, не пр нимающих сигнал поиска, триггеры 6 устанавливаются в нулевое состояние соответствующее новой ориентации - включения ячейки. Ячейки, еще не вошедшие в канал приоритетной связи не получают сигнал выделения и свои состояний не меняют. По окончании переходных процессов команда приори тетной связи снимается и система мо жет функционировать в обычном режиме.

Формула изобретени

40

Елок управлеш-гя для ячейки волно вой комг утационной системы, содер5ха щий триггер, элемент ИЛИ, элемент Ш1И-НЕ, элемент И, элемент И-НЕ и

д5 элемент НЕ, причем вход установки . в о триггера подключен к вьтсоду элемента ИЛИ, первый вход которого подютючен к выходу элемента ИЛИ-НЕ, а второй вход элемента ИЛИ является

50 входом установки в исходное состояние блока, первые входы элемента. ШШ-НЕ и элемента И подключены к вх ду стробирования блока, выход элеме та И подключен к входу установки в

55 1 триггера и является первым выхо дом режима блока, второй выход режи которого подключен к выходу элемента ИЛИ, инверсный выход триггера подюпочен к первому входу элемента

исходит встречное распространение по ветвям этого сигнала с перезаписью памяти ячеек.

Пусть волна -сигналов ньщелешся до- стигла предлагаемой ячейки по из входов 29. Состояние включения данной ячейки не совпало с необходимым в приоритетном канале. Сигнал

вьделения,пройдя элемент 1ШИ 13 и элемент НЕ 14 собирательного блока 11., в виде нулевого потенциала подается на входы элементов ИЛИ-ИЕ 5 всех блоков 1 ввода-вывода, разрешая прохождение команды приоритетной связи. Но проходит эта команда только в блоке ввода-вывода 1, элемент 2 И-НЕ которого в данный момек-т осуществляет прием сигнала поиска. Через элемент ИЛИ-НЕ 5 и элемент ИЛИ 9 устанавливается триггер 6 данного блока в единичное состояние. Кроме того, единичным потенциалом, сршмаемым с ыхода элемента И 17 блока 15 шравёния, через элемент И 7 и элемент

лёния, через элемент И 7 и элемент

ИПИ 10 блоков 1 ввода-вывода, не принимающих сигнал поиска, триггеры 6 устанавливаются в нулевое состояние, соответствующее новой ориентации - включения ячейки. Ячейки, еще не вошедшие в канал приоритетной связи, не получают сигнал выделения и своих состояний не меняют. По окончании переходных процессов команда приоритетной связи снимается и система может функционировать в обычном режиме.

Формула изобретения

Елок управлеш-гя для ячейки волновой комг утационной системы, содер5ха- щий триггер, элемент ИЛИ, элемент Ш1И-НЕ, элемент И, элемент И-НЕ и

элемент НЕ, причем вход установки в о триггера подключен к вьтсоду элемента ИЛИ, первый вход которого подютючен к выходу элемента ИЛИ-НЕ, а второй вход элемента ИЛИ является

входом установки в исходное состояние блока, первые входы элемента. ШШ-НЕ и элемента И подключены к входу стробирования блока, выход элемента И подключен к входу установки в

1 триггера и является первым выходом режима блока, второй выход режима которого подключен к выходу элемента ИЛИ, инверсный выход триггера подюпочен к первому входу элемента

I159986612

И-НЕ, второй вход которого является 1 второго и третьего триггеров яв- входом контроля блока, а выход эле-ляются соответственно входом вьиеле- мента И-НЕ подключен к входу элемен-ния и входом поиска блока и соедине- та НЕ и является первым выходом конт- . ны с первыми входами второго и тре- роля блока, второй выход контроля ко- тьего элементов ИЛИ соответственно, торого подключен к выходу элементавторые входы которых соединены с НЕ, отличающийся тем,прямыми выходами второго и третье- что, с целью повышения быстродействияго триггеров, входы установки в О системы путем обеспечения возможно- Qкоторых подключены к входу контрости передачи полезной информации воля блока, выход второго элемента ИЛИ время разрушения ненужных каналов,подключен к вторьм входам элементов связи, блок содержит второй и тре-И и ИЛИ-НЕ, выход третьего элемента тий элементы ИЛИ и второй и третийШШ соединен с третьим входом элемен- триггеры, причем входы установки в J5 ИЛИ-НЕ.

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для построения мультипроцессорных вычислительных систем с децентрализованным управлением. Цель изобретения - повышение быстродействия системы за счет обеспечения возможности передачи полезной информации во время разрушения ненужных каналов связи. Для достижения поставленной цели в состав ячейки волновой коммутационной системы, содержащей блок 1 ввода - вывода, в состав которых входят элементы И-НЕ 2, 3, элементы ИЛИ-НЕ 4, 5, триггер 6, элементы И 7, 8, элементы ИЛИ 9, 10, собирательный блок 11, состоящий из элемента И-НЕ 12, элемента ИЛИ 13, элемента НЕ 14, входит блок 15 управления, включающий триггер 16, элемент И 17, элемент ИЛИ-НЕ 18, элемент ИЛИ 19, элемент И-НЕ 20, элемент НЕ 21, второй и третий элементы ИЛИ 22, 23, второй триггер 24, третий триггер 25. Ячейка имеет вход 26 ввода сигнала поиска, вход 27 вывода сигнала выделения, вход 28 вывода сигнала поиска, вход 29 ввода сигнала выделения, вход 30 задания приоритетной связи, вход 31 контроля, вход 32 установки в исходное состояние, вход 33 стробирования, вход 34 поиска, вход 35 выделения, первый и второй выходы 36, 37 режима, первый и второй выходы 38, 39 контроля. 1 ил.