Ячейка коммутационной системы Советский патент 1991 года по МПК G06F15/16 G06F7/00 

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для построения коммутационных систем и многопроцессорных вычислительных систем с распределенным управлением.

Целью изобретения является повышение пропускной способности и надежности в работе устройства.

На фиг. 1 представлена функциональная схема ячейки коммутационной системы; на фиг, 2 - то же, содержащая три первых и три вторых блока коммутации; на фиг. 3 - функциональная схема втог рого блока коммутации; на фиг, 4 - то же, первого блока коммутации. Ячейка коммутационной системы (фиг. 1) содержит f вторых блоков 1 коммутации и f первых блоков 2 коммутации, f входов 3 поиска, f информационных входов 4, f выходов 5 фиксации, f выходов 6 поиска, f информационных выходов 7 и f входов 8 фиксации, причем t-й вход 3 поиска (,f) ячейки подключен к входу 9 поиска t-ro второго блока 1, t-й выход 5 фиксации ячейки подключен к входу 10 фиксации t-ro второго блока 1. Каждый информационный вход 4 ячейки подключен к одному из информационных входов каждого первого блока 2, причем t-ri информационный вход 4 ячейки подключен к 1-му информационному входу 11 k-ro первого блока 2 (l,,Ј; k raodr(t+1-1),где modr(...) означает, что число в скобках взято по модулю f). t-й выход 6 поиска, t-й информационный выход 7 и t-й вход 8 фиксации ячейки подключены соответственно к выходу 12 поиска, информационному выходу 13 и входу 14 фиксации t-ro первого блока 2. Входы фиксации, выходы поиска и входы выбора каждого второго блока 1 подключены к соответствующим выходам фиксации, входам поиска и выходам выбора первых ,блоков 2, причем 1-й вход 15 фиксации, 1-й выход 16 поиска и 1-й выход 17 выбора t-ro второго блока 1 подключены соответственно к 1-му выходу 18

5

0

5

0

5

0

5

0

5

фиксации, к 1-му входу 19 поиска и 1-му выходу 20 выбо ра k-ro первого блока 2, Кроме того, каждый вход фиксации t-ro второго блока 2 подключен к одному из входов запрета каждого из соответствующих первых блоков 2, причем 1-й вход 15 фиксации t-ro второго блока 1 подключен к а-му входу 21 запрета s-й группы входов запрета m-ro первого блока 2 коммутации (а 1,(Ј-1); m moclЈ(t+l-4+a); s modЈ(l+a), где l,,f).

Второй блок 1 (фиг. 3) содержит f элементов И 22, f элементов ИЛИ 23, элемент ИЛИ-НЕ 24 и элемент И-НЕ 25.

Второй блок 1 служит для управления направлением распространения сигнала поиска, управление осуществляется с помощью сигналов выбора. Кроме того, в блоке 2 осуществляется формирование сигнала фиксации.

Первый блок 2 (фиг. 4) содержит два элемента ИЛИ 26 и 27JY f элементов НЕ 28, f элементов И 29 и f элементов И-НЕ 30.

Первый блок 2 обеспечивает формирование сигнала поиска ификсирование одного сигнального пути по цепям распространения сигнала поиска, в результате чего образуется информационный канал связи для передачи сигналов с 1-го информационного входа 11 на информационный выход 13 первого блока 2.

Ячейка коммутационной системы может функционировать самостоятельно, а также в составе коммутационной системы. Конструирование коммутационной системы из предлагаемой ячейки осуществляется соединением входов и выходов сигнала поиска, входов и выходов сигнала фиксации и информационных входов и выходов одноименных направлений в соответствии с графом связей коммутационной системы. Ячейка и коммутационная система, построенная на ее основе, дополнительного управления не требуют. Источники информации подключаются к вы ходам 5 фиксации, входам 3 поиска и информационным входам 4 одноименных

направлений, а приемники - к входам - 8 фиксации, выходам 6 поиска и информационным выходам 7 одноименных направлений периферийных ячеек.

Ячейка и коммутационная система, построенная на ее основе, предназначе ны для обслуживания равноценных между собой источников и равноценных между собой приемников информации (любой возбужденный источник может передать информацию любому одному готовому к приему информации приемнику) и обеспечивают настройку новых информационных каналов связи, передачу информа- ции по настроенным каналам связи, а также стирание каналов связи, которые не нужны. Каждый возбужденный источни ищет готовый к приему информации приемник, посылая сигнал поиска, и после получения квитанции (сигнала фиксации от приемника пер едает ему необходимую информацию через настроенный канал по цепям распространения информационных сигналов. Настройка канала связи осуществляется в результате осуществления процессов поиска и фиксации.

Рассмотрим работу ячейки в составе коммутационной системы, обслуживающей многопроцессорную систему.

В исходном состоянии на входах поиска 3, фиксации 8 и информации 4 пег риферийных ячеек устанавливаются нулевые потенциалы. Пусть волны нулевых потенциалов достигли рассматриваемую ячейку по входам 3,8 и 4 независимо друг от друга.

Процесс распространения нулевых потенциалов по цепям распространения сигналов фиксации ячейки происходит следующим образом. Нулевые потенциалы поступают через входы 8 фиксации данной ячейки на одноименные входы 14 первых блоков 2. При поступлении нулевого потенциала на (2f)-fi вход 1-го элемента И-НЕ 30 t-ro первого блока 2 (t,,f) на выходе 1-го элемента И-НЕ 30 устанавливается единичный потенциал, который поступает на 1-й выход 18 фиксации t-ro первого блока 2 и на вход 1-го элемента НЕ 28, на выходе которого устанавливается нулевой потенциал. С выхода 1-го элемента НЕ 28 нулевой потенциал поступает на 1-й выход 20 выбора t-ro первого блока .В результате прохождения нулевых потенциалов по цепям распространения сигналов фиксации первых блоков 2 на вькодах 18 фиксаци

0

и выходах 20 выбора каждого первого блока 2 устанавливаются соответственно единичные и нулевые потенциалы. При этом на входы 1...(f-1) и (f+1)... (2Ј-1) каждого элемента И-НЕ 30 каждого первого блока 2 с выходов соответствующих элементов И-НЕ 30 первых блоков 2 поступают единичные потенциалы. С выходов 18 первых блоков 2 на входы 15 фиксации вторых блоков f поступают единичные потенциалы, а с . выходов 20 первых блоков на выходы 17 выбора вторых блоков поступают нулевые потенциалы. С 1-го входа 17 выбора t-ro второго блока 1 нулевой потенциал поступает на второй вход 1-го элемента ИЛИ 23 и на 1-й вход элемента ИЛИ-НЕ 24, с выхода которого 0 поступает единичный потенциал на первые входы элементов ИЛИ 23. На выходах всех элементов ИЛИ 23 устанавливаются единичные потенциалы, которые поступают на вторые входы элементов 5 И 22, С входов 15 фиксации t-ro второго блока 1 на входы элемента И-НЕ 25 поступают единичные потенциалы. На выходе элемента И-НЕ 25 и связанном с ним выходе 10 t-ro второго блока 1 устанавливается нулевой потенциал. В результате прохождения нулевых потенциалов по цепям распространения сигналов фиксации ячейки на всех выходах 5 фиксации данной ячейки устанавливаются нулевые потенциалы, которые распространяются дальше в соответствии с графом связей ячеек.

Рассмотрим процесс прохождения нулевых потенциалов по цепям распространения сигнала поиска ячейки. Нулевые потенциалы поступают с входов 3 поиска данной ячейки на одноименные входы 9 вторых блоков 1. С входа 9 t-ro второго блока 1 нулевой потенциал поступает на первые входы элементов И 22. На вькодах элементов И 22 и связанных с ними выходах 16 поиска t-ro второго блока 1 устанавливаются нулевые потенциалы. При этом на входы 19 каждого первого блока 2 поступают нулевые потенциалы, С 1-го входа 19 поиска t-ro первого блока 2 нулевой потенциал поступает на f-й вход 1-го элемента И-НЕ 30 и 1-й вход первого 5 элемента ИЛИ 26. При поступлении нулевых сигналов на все входы первого элемента ШШ 26 на выходе данного элемента ИЛИ 26 и связанном с ним выходе 12 поиска t-ro первого блока 2

0

5

0

5

0

устанавливаются нулевые потенциалы, которые распространяются дальше в соответствии с графом связей ячеек.

Пусть один источник перешел в возбужденное состояние. На соответствующем входе 3 поиска периферийной ячейки появляется единичный потенциал. Достигнув рассматриваемой ячейки, единичный потенциал поступает через t-й вход 3 на вход 9 поиска t-ro второго блока 1. При поступлении единичного потенциала на первые входы элементов И 22, на вторых входах которого удерживаются также единичные потенциалы, на выходах элементов И 22 устанавливаются единичные потенциалы, На выходах 16 t-ro второго блока 1 также устанавливаются единичные потенциалы, которые поступают на входы 19 первых блоков 2. С 1-го входа 19 поиска (на который поступил единичный потенциал) k-ro первого блока 2 (k 1,f) единичный потенциал поступает на f-и вход 1-го элемента И-НЕ 30, на выходе которого удерживается единичный потенциал, и на 1-й вход первого элемента ИЛИ 26, на выходе которого устанавливается единичный потенциал. G выхода первого элемента ИЛИ 26 k-ro первого блока 2 единичный потенциал поступает на выход 12 поиска данного блока 2 и далее на k-й выход 6 поиска ячейки, В результате прохождения сигнала поиска через t-й вход 3 ячейки на всех выходах 6 данной ячейки устанавливаются единичные потенциалы, которые поступают к смежным ячейкам коммутационной системы .По окончании процесса прохождения сигнала поиска в коммутационной системе образуется дерево сигнальных путей по цепям распространения, сигнала поиска, начинающееся на возбужденном источнике и оканчивающееся на входах всех занятых сигналом поиска данного источника приемниках информации,

Пусть два источника перешли в воз

5

0

5

единичные сигналы поступают соответственно на 1-й и s-й входы первого элемента ИЛИ 26, на выходе которого также устанавливается единичный потенциал. На всех выходах 6 поиска дан- яой ячейки устанавливаются единичные потенциалы. При этом сигналы поиска от каждого источника логически складываются на каждом выходе 6 данной ячейки. Но окончании процесса прохождения двух сигналов поиска в коммутационной системе образуется два дерева сигнальных путей по цепям распространения .сигнала поиска со сливающимися ветвями, первое из которых начинается на первом, а второе - на втором возбужденных источниках. Ветви деревьев оканчиваются на входах приемников информации, занятых этими источниками .

Рассмотрим случай, когда в коммутационной системе, образовано дерево сигнальных путей по цепям распространения сигнала поиска. В рассматриваемой ячейке образованы сигнальные пути по цепям распространения сигнала поиска, начинающиеся на t-м входе 3 и оканчивающиеся на всех выходах 6 Q данной ячейки. Приемники информации, на которые поступили сигналы поиска, выставили на входы 8 фиксации соответствующих периферийных ячеек сигналы фиксации в виде единичных потенциалов. Пусть единичные потенциалы поступили на рассматриваемую ячейку одновременно чераз k-й и m-й входы 8 сигнала фиксации данной ячейки. Сигнальный путь по цепям распространения сигнала поиска в k-м блоке 2 образован между 1-м входом 19 и выходом 12 поиска, а в го-м блоке 2 - между n-м входом 19 (n Ijf) и выходом 12 поиска. При этом 1-й выход 18 фиксации k-ro блока 2 подключен к а-му входу запрета n-й группы входов 21 запрета т-го блока 2, а n-й выход 18 фиксации т-ro блока 2 подключен к 1-му входу запрета 1-й группы входов запрета k-ro

5

0

5

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для построения коммутационных систем и многопроцессорных вычислительных систем с распределенным управлением. Целью изобретения является повышение пропускной способности и надежности работы ячейки. Ячейка содержит f вторых блоков 1 коммутации, f первых блоков 2 коммутации. Ячейка имеет f входов 3 поиска, f информационных входов 4, f выходов 5 фиксации, f

бужденное состояние и на данную ячей- SQ блока..I, с k-ro и т-го входов а ку одновременно поступили сигналы по- ячейки единичные потенциалы поступают

входы 14 соответственно k-ro и

иска по двум входам 3. В этом случае на выходах 16 поиска двух вторых блоков. 1, на входы 9 которых поступили сигналы поиска, устанавливаются единичные потенциалы. При этом на входы 19 поиска t-ro первого блока 2 поступают единичные потенциалы. С 1-го и з-го входов 19 t-ro первого блока 2

через входы 14 соответственно k-ro т-го блоков 2 на (2f)-e входы элементов И-НЕ 30 данных блоков 2, В результате на всех выходах 1-го элемента И-НЕ 30 k-ro блока 2 и n-го элемента И-НЕ 30 m-го блока 2 устанавливаются единичные потенциалы. Установление единичных потенциалов на всех

входы 14 соответственно k-ro и

через входы 14 соответственно k-ro т-го блоков 2 на (2f)-e входы элементов И-НЕ 30 данных блоков 2, В результате на всех выходах 1-го элемента И-НЕ 30 k-ro блока 2 и n-го элемента И-НЕ 30 m-го блока 2 устанавливаются единичные потенциалы. Установление единичных потенциалов на всех

входах 1-го элемента И-НЕ 30 k-ro блока 2 и n-го элемента И-НЕ 30 m-ro блока 2, а также наличие связей между входами и выходами этих элементов приводит к возникновению гоночной борьбы г .жду данными элементами И-НЕ 30, На отходе 1-го элемента И-НЕ 30 k-ro опока 2 и n-го элемента И-НЕ 30 т-го

блока 2 стремятся установиться нулевыеJQ распространения сигнала фиксации меж- гс енциалы, запрещая друг другу прием сигнала фиксации, В результате гоночной борьбы на выходе одного из элемен- Ч в II-НЕ 30, обладающего меньшей инер- пясньостью и подавившего активность ,цр-гг,-,го элемента И-НЕ 30, устанавли- р тсгл нулевой потенциал. С выхода 1-го сдемг.нта И-НЕ 30 k-ro первого блока 2 нулзвой потенциал поступает ii-j 1-й выход 18 фиксации и вход 1-го зг.емсг та НЕ 28 ча выходе которого устаяя« у дается единичный потенциал. FMKHK«P:L потенциал устанавливается также i а втором входе 1--го элемента

ду k-м входом 8 и t-м выходом 5 в данной ячейке настраивается информационный канал связи для передачи информационных сигналов с t-го пнформа- 15 иионного входа 4 на k-й информационный выход 7 данной ячейки.По окончании процесса настройки информационного канала между возбужденным источником и одним из готовых к приему информации приемников в коммутационной системе происходит стирание ветвей дерева сигнальных путей по цепям распространения сигналов поиска, по которым не проходит информационный ка20

2lj к 1-м выходе 20 выбор k-ro пер- 25 нал. Все приемники информации, кроме

приемника, который занят сигналом поиска возбужденного источника, освобождаются .

вого бгтка 2, Нулевой потенциал с 1-го выхода 18 и единичный потенциал с 1-го выхода 20 k-ro блока 2 посту- пг.гл .ответственно на 1-й вход, 15 фп . л 1-й вход 17 сигнала выбора 1-го второго блока 1. С 1-го входа ; 7 с--го 1 единичный потенциал поступает на второй вход 1-го элемента ИЛИ 23 и.па 1-й вход элемента

30 Фор мула изобретения

Ячейка коммутационной системы, содержащая по Ј первых и вторых блоков коммутации, информационные входы вторых блоков коммутации являются инИЛи-НЕ 24, на выходе которого устанав- формационными входами ячейки, первый

лишается нулевой потенциал, С выхода элемент ИЛИ-НЕ 24 гулевой потенциал поступает на первые входы элементов ИЛИ 235 на ВТОРЫХ входах которых, кроме элемента ИЛИ 24, установлены нулевые потенциалы. На выходе 1-го э темента И 22 удерживается единичный потенциал, на выходах остальных элементов И 22 устанавливаются нулевые потенциалы. В результате этого на 1-м выходе 16 t-ro блока 1 удерживается единичный потенциал, который поступает на 1-й вход 19 k-ro блока 2, на остальных выходах поиска t-ro второго блока 1 устанавливаются нулевые потенциалы, которые поступают на входы поиска соответствующих блоков 2. На выходе 12 поиска k-ro блока 2 удерживается единичный потенциалг а на выходах 12 остальных блоков 2 рассматриваемой ячейки ус- | танавливаются нулевые потенциалы. Одновременно с этим с 1-го входа 15 фиксации t-ro второго блока 1 на 1-й

40

45

блок коммутации содержит шесть элементов И-НЕ и два элемента И, причем выход первого элемента И-НЕ подключен к первому входу второго элемента И-НЕ выход которого подключен к (Ј-1)-му входу первого элемента И-НЕ, f-e вхо ды первого и второго элементов И-НЕ являются соответственно первым к второгм входами фиксации первого блока коммутации, второй блок коммутации содержит два элемента И и элемент И-НЕ, выход которого является выходом фиксации второго блока коммутацииs отличающееся тем, что, с

5Q целью повышения пропускной способности и надежности в работе системы, в каждый первый блок коммутации введены f-б элементов И-НЕ, f-2 элемента И, f элементов НЕ и два элемента ИЛИ,

5с причем 1-й вход (,f) первого элемента ИЛИ подключен к 1-му входу поиска первого блока коммутации и к f-му входу 1-го элемента И-НЕ, выход первого элемента ИЛИ является выходом

вход элемента И-НЕ 25 поступает нулевой потенциал. На выходе элемента И-НЁ 25 и связанном с ним выходе 10 фиксации t-ro второго блока 1 устанавливается единичный потенциал, который поступает на t-й выход 5 фиксации ячейки. В результате образования в ячейке сигнального пути по цепям

распространения сигнала фиксации меж-

ду k-м входом 8 и t-м выходом 5 в данной ячейке настраивается информационный канал связи для передачи информационных сигналов с t-го пнформа- иионного входа 4 на k-й информационный выход 7 данной ячейки.По окончании процесса настройки информационного канала между возбужденным источником и одним из готовых к приему информации приемников в коммутационной системе происходит стирание ветвей дерева сигнальных путей по цепям распространения сигналов поиска, по которым не проходит информационный ка

Фор мула изобретения

Ячейка коммутационной системы, содержащая по Ј первых и вторых блоков коммутации, информационные входы вторых блоков коммутации являются ин0

5

блок коммутации содержит шесть элементов И-НЕ и два элемента И, причем выход первого элемента И-НЕ подключен к первому входу второго элемента И-НЕ, выход которого подключен к (Ј-1)-му входу первого элемента И-НЕ, f-e входы первого и второго элементов И-НЕ являются соответственно первым к второгм входами фиксации первого блока коммутации, второй блок коммутации содержит два элемента И и элемент И-НЕ, выход которого является выходом фиксации второго блока коммутацииs отличающееся тем, что, с

Q целью повышения пропускной способности и надежности в работе системы, в каждый первый блок коммутации введены f-б элементов И-НЕ, f-2 элемента И, f элементов НЕ и два элемента ИЛИ,

с причем 1-й вход (,f) первого элемента ИЛИ подключен к 1-му входу поиска первого блока коммутации и к f-му входу 1-го элемента И-НЕ, выход первого элемента ИЛИ является выходом

п

поиска первого блока коммутации, первый вход 1-го элемента И является 1-м информационным входом первого блока коммутации, выход 1-го элемента И подключен к 1-му входу второго элемента ИЛИ, выход которого является информационным выходом первого блока коммутации, второй вход 1-го элемента И подключен к 1-му выходу выбора первого блока коммутации и к выходу 1-го элемента НЕ, вход которого подключен к выходу 1-го элемента И-НЕ, к 1-му выходу фиксации первого блока коммутации

тов И-НЕ, причем вход 1-го элемента НЕ.подключен к р-му входу s-ro эле- мента И-НЕ (где ,f; , s odjd+p)), d-й вход (, 2f-f) 1-го элемента И-НЕ является а-м входом запрета () 1-й группы входов запрета первого блока коммутации, 2f-e входы элементов И-НЕ подключены к входу фиксации первого блока комму165483312

1-го элемента ИЛИ подключен к 1-му входу элемента ИЛИ-НЕ и к 1-му входу выбора второго блока коммутации, 1-й вход элемента И-НЕ является 1-м входом фиксации второго блока коммутации, входы поиска вторых блоков коммутации являются входами поиска ячейки, каждый информационный вход ячейки подключен к одному информационному входу каждого первого блока, коммутации, причем t-й информационный вход ячейки подключен к 1-му информационному входу k ro первого блока комму10

и к соответствующим входам элемен- г тации П:,1,,Ј; (t+1-1 )J ,

входы фиксации, выходы поиска и информационные выходы первых блоков коммутации являются соответственно входами фиксации, выходами поиска и ин- 20 формационными выходами ячейки, 1-й выход поиска и 1-й вход выбора t-ro второго блока коммутации подключены соответственно к 1-му входу поиска и 1-му выходу выбора k-ro первого

Ьации, в каждый второй блок коммутации25 блока коммутации, 1-й вход фиксации введены f-2 элемента И, i элементов t-ro второго блока коммутации подклю- ЙЛИ и элемент ИЛИ-НЕ, причем первые входы элементов И подключены к входу поиска второго блока коммутации, выход 1-го элемента И является 1-м выходом поиска второго блока коммутации, второй вход 1-го элемента И подключен к выходу 1-го элемента ИЛИ, вые входы элементов ИЛИ подключены к выходу элемента ИЛИ-НЕ, второй вход

30

чен к 1-му выходу фиксации k-ro первого блока коммутации и к соответствующим входам запрета первых блоков коммутации, причем 1-й вход фиксации t-ro второго блока коммутации подключен к а-му входу запрета 1-й группы входов запрета т-го первого блока коммутации

, f-1; t, ,f; kЈn;.

35

(l+a); /(t-fl-1+аЛ.

входы фиксации, выходы поиска и информационные выходы первых блоков коммутации являются соответственно входами фиксации, выходами поиска и ин- формационными выходами ячейки, 1-й выход поиска и 1-й вход выбора t-ro второго блока коммутации подключены соответственно к 1-му входу поиска и 1-му выходу выбора k-ro первого

блока коммутации, 1-й вход фиксации t-ro второго блока коммутации подклю-

чен к 1-му выходу фиксации k-ro первого блока коммутации и к соответствующим входам запрета первых блоков коммутации, причем 1-й вход фиксации t-ro второго блока коммутации подключен к а-му входу запрета 1-й группы входов запрета т-го первого блока коммутации

, f-1; t, ,f; kЈn;.

(l+a); /(t-fl-1+аЛ.

1