Система коммутации устройств обработки информации Советский патент 1993 года по МПК G06F15/16 

$

V|

Ю 00 1 Ч) О

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

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей системы за счет введения абсолютных приоритетов и уменьшения времени обслуживания прерванных запросов.

На фиг.1 представле.на структурная схема системы; на фиг.2 - функциональная схема устройства управления обменом, . .

Система коммутации устройств обработки информации (фиг.1) содержит М коммутаторов 1, М устройств обработки информации - абонентов 2, Q информационных шин 3, М адресных шин 4, М шин 5 запроса на обмен, М устройств 6 управления обменом, линию 7 опроса, узел 8 опроса, шину 9 управления, шину 10 прерывания, шину 11 восстановления, шину 12 приоритетов прерванных запросов и шину 13 приоритетов вновь поступивших запросов.

Каждое устройство 6 управления обменом (фиг.2) содержит первую группу 14 элементов И, вторую группу 15 элементов И, третью группу 16 элементов И, блок 17 постоянной памяти маршрутов, дешифратор 18 код абонента, схему 19 сравнения кода маршрутов, триггер 20 маршрута, элемент 21 развязки, первую схему 22- сравнения : приоритетов, узел 23 формирования сигналов восстановлений, элемент 24 ИЛИ, узел 25 формирования сигналов прерывания, триггер 26 прерывания, четвертую группу 27 элементов И, вторую схему 28 сравнения приоритетов, элемент 29 И-НЕ, элемент 30 задержки.

Система коммутации функционирует следующим образом.

В исходном состоянии, до выдачи абонентами 2 запросов на обмен,сигналом логического нуля с выхода элемента 24 ИЛИ обеспечивается установка в нулевое состояние триггеров 20 маршрута и 26 прерывания во всех устройствах 6 управления обменом..

Для организации обмена абонент-инициатор выставляет код адреса абонента- получателя на адресную шину 4 и возбуждает одну из линий шины 5 запроса на обмен в соответствии с приоритетом генерируемого запроса.

Блок 17 постоянной памяти маршрутов закрепленного за абонентом-инициатором устройства 6 управления обменом, получив код адреса абонента-получателя, устанавливает на своих выходах код маршрута, который поступает на первую группу входов схемы 19 сравнения кодов маршрутов и первые входы первой группы 14 элементов И. Одновременно дешифратор 18кодаабонента возбуждает один из первых входов второй и третьей групп элементов И.

Сигнал логической единицы на одной из линий шины 5 запроса на обмен поступает на группу одноименных входов устройства

6 управления обменом и выделяется элементом 24 ИЛИ, выходной сигнал которого снимает запрет на установку триггеров 20 и 26, а также на генерацию узлами 25 и 23 сигналов прерывания и восстановления со5 ответственно. Одновременно с этим информация о приоритете запроса поступает на первые группы входов схем 22 и 28 сравнения приоритетов, первые входы четвертой группы 27 элементов И и через элемент 21

0 развязки - на вход-выход кода приоритета вновь поступившего запроса на обмен устройства 6. В результате код приоритета поступившего запроса становится доступным всем устройствам 6 управления обменом.

5 - Схема 19 сравнения кодов маршрутов производит сравнение поступившего из блока 17 постоянной памяти маршрутов кода маршрута с информацией, размещенной на шине 9 управления и поступающей через

0 входы кода маршрута устройства 6 на вторую группу входов схемы 19. Если заявленный маршрут не пересекается ни с одним маршрутом, коды которых размещены на шине 9 управления, схема 19 формирует на

5 своем выходе сигнал логической единицы. В противном случае формируется сигнал логического нуля, запрещающий установку триггера 20 маршрута в единичное состояние и делающий попытку захвата маршрута без0 успешной. Очередная попытка захвата-воз- . мржна лишь после выполнения цикла сканирования импульса опроса по одноименной линии 7.

Дальнейший порядок функционирова5 ния системы определяется ситуацией, сложившейся в устройствах 6 управления обменом. Разнообразие этих ситуаций зависит от состояния маршрутов (занят - свободен) и числа соотношений приоритетов

0 сформированного абонентом 2 запроса и запросов, поступивших в систему р.анее от других абонентов. Кроме того; система различает вновь поступившие запросы и запро- сы(обмен по которым был начат, но прерван

5 более приоритетными запросами.

1. Поступивший от абонента 2 запрос обладает наивысшим на данный момент приоритетом.

В этом случае на выходе первой схемы 22 сравнения приоритетов сформируется

сигнал логической единицы, а на выходе второй схемы 28 сравнения приоритетов - сигнал логического нуля. Последнее приведет к формированию логической единицы на выходе элемента 29 И-НЕ. В результате триггер 20 маршрута подготавливается, а с приходом импульса по линии 7 опроса устанавливается в единичное состояние. Сигнал логической единицы на его выходе разрешает выдачу первой группы 14 элементов И кода заявленного маршрута через выходы кода маршрута устройства 6 управления обменом на шину 9 управления и запрещает установку в единичное состояние триггера 26 прерывания. .

Элемент 30 задерживает сигнал на линии 7 опроса на время, необходимое для выполнения процедуры захвата маршрута. По окончании задержки сигнал опроса через одноименный выход устройства 6 передается следующему устройству 6 управления обменом.

2. Поступивший от абонента 2 запрос имеет приоритет, равный максимальному из приоритетов запросов, обслуживаемых системой.

При этом на выходе первой схемы 22 сравнения приоритетов, как и в предыдущем случае, формируется сигнал логической единицы и готовность триггера 20 маршрута к установке в единичное состояние зависит от сигнала, формируемого второй схемой 28 сравнения приоритетов.

Отсутствие прерванных запросов с приоритетом, равным поступившему, коды которых размещаются на шине. 12 приоритетов прерванных запросов, приведет к установке на выходе второй схемы 28 сравнения приоритетов сигнала логического нуля. Тем самым рассмотренная ситуация полностью повторит предыдущую и захват маршрута окажется возможным. Наличие среди прерванных запросов с приоритетом, равным текущему, вызовет формирование на выходе схемы 28 логической единицы. В результате схема 29 И-НЕ выработает сигнал запрета на установку триггера 20 маршрута в единичное состояние, и попытка захвата маршрута скажется .безуспешной,

3. Поступивший от абонента 2 запрос имеет приоритет, меньший приоритетов запросов, обслуживаемых системой.

Такое соотношение приоритетов приведет к невозможности захвата маршрута по причине запрета установки триггера 20 в единичное состояние сигналом логического нуля, формируемого на выходе первой схемы 22 сравнения приоритетов.

4. В процессе обслуживания некоторого запроса на обмен в систему поступает более приоритетный запрос от другого абонента, Ведение обмена по какому-либо запросу характеризуется единичным состоянием триггера 20 маршрута и нулевым состоянием триггера 26 прерывания в соответствующем устройстве 6 управления обменом. При поступлении в систему нового, более приоритетного, запроса от любого другого абонента на выходе первой схемы 22 сравнения приоритетов будет выработан сигнал логического нуля, который переведет триггер 20 в нулевое состояние. Первая группа 14 элементов И окажется закрытой, и выдача кода маршрута через одноименные выходы устройства 6 управления обменом на шину 9 управления будет заблокирована. В результате произойдет разрыв соединения между

взаимодействующими абонентами 2. Одно- . временно сигналом логического нуля с выхода триггера 20 маршрута снимается запрет на установку триггера 26 прерывания и запускается узел 25 формирования

сигналов прерывания, который устанавли. вает в единичное состояние триггер 26 прерывания и через вторую группу 15

элементов И выдает на шину 10 прерывания

импульсный сигнал о прерывании абонентам 2 - инициатору и получателю.

Сигнал логического нуля с инверсного выхода триггера 26 прерывания разрешает передачу кода приоритета прерванного запроса с группы входов запроса на обмен

устройства 6 управления обменом на вход- выход кода приоритета прерванного запроса того же устройства через четвертую группу 27 элементов И, а следовательно, и на шину 12 приоритетов прерванных запросов на обмен, после чего указанный кодста- новится доступным всем остальным устройствам 6. Кроме того, этот же сигнал обеспечивает формирование на выходе элемента 29 И-НЕ сигнала логической единицы,

подготавливая тем самым триггер 20 маршрута к установке в единичное состояние по окончании прерывания.

После завершения обслуживания более приоритетного запроса код его приоритета

снимается с шины 13 приоритетов вновь поступивших запросов на обмен, что вызывает формирование сигнала логической единицы на выходе первой схемы 22 сравнения приоритетов, При поступлении импульса по

линии 7 опроса устанавливается триггер 20 маршрута, который сигналом логической единицы на своем выходе разрешает выдачу первой группы 14 элементов И кода разрушенного ранее маршрута на шину 9 управления через выходы кода маршрута

устройства б, что приводит к восстановлению соединения между абонентами 2 - инициатором и получателем.

Одновременно сигнал логической единицы с выхода триггера 20 маршрута сбрасывает триггер 26 прерывания. Перепад потенциалов на выходе этого триггера запускает узел 23 формирования сигналов восстановления, обеспечивая оповещение абонентов 2 о восстановлении соединения через третью группу 16 элементов И и шину 11 восстановления, Сигнал логической единицы с инверсного выхода триггера 26 прерывания запрещает выдачу кода приоритета с шины 5 запроса на обмен на шину 12 приоритетов прерванных запросов на обмен.

При снятии абонентом 2 - инициатором запроса на обмен на выходе элемента 24 ИЛИ формируется сигнал логического нуля, который сбрасывает триггеры 20 маршрута и 26 прерывания и обеспечивает блокировку ложного срабатывания узлов 25 и 23 формирования сигналов прерывания и восстановления соответственно.

Формула изобретения

1. Система коммутации устройств обработки информации, содержащая М коммутаторов, соединенных между собой первыми информационными входами-выходами через информационные шины, вторые информационные входы-выходы коммутаторов являются информационными входами системы для подключения к выходам соответствующих устройств обработки информации, Н устройств управления обменом, подключенных входами и выходами кода маршрута через шину управления к управляющим входам всех коммутаторов, узел опроса, выход которого подключен к входу опроса первого устройства управления обменом, а вход узла опроса соединен с выходом опроса Н-го устройства управления обменом, выход опроса К-го устройства управления обменом (К 1.....Н-1) соединен с входом опроса (К-И)-го устройства управления обменом, информационный вход и вход запроса на обмен т-го устройства управления обменом (т 1.....Н) является т-м входом адреса абонента и m-м входом запроса на обмен системы, при этом каждое т-е устройство управления обменом содержит блок постоянной памяти маршрутов, элемент ИЛИ, схему сравнения кода маршрута, первую группу элементов И, триггер маршрута и элемент задержки, группа входов запроса на обмен устройства управления обменом является группой входов элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому инверсному входу сброса триггера

маршрута, информационный вход устройства управления обменом является адресным входом блока постоянной памяти маршрутов, выходы которого подключены к первой

группе входов схемы сравнения кодов маршрута и элементов И первой группы, выход схемы сравнения кодов маршрута соединен с первым установочным входом триггера маршрута, выход которого подключен к вторым входам элементов И первой группы, выходы которых являются выходами кода маршрута устройства управления обменом, вторая группа входов схемы сравнения кодов маршрута соединена с входами кода

маршрута устройства управления обменом, вход опроса устройства управления обменом подключен к входусинхронизации триггера маршрута и через элемент задержки - к выходу опроса устройства управления обменом, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей системы за счет введения абсолютных приоритетов и уменьшения времени обслуживания прерванных запросов, вход-выход

кода приоритета прерванного запроса по обмену и вход-выход кода приоритета вновь поступившего запроса на обмен через одноименные шины приоритета подключены к входам-выходам соответственно приоритета прерванного запроса на обмен и приоритета вновь поступившего запроса на обмен остальных устройств управления обменом, т-е разряды выходов прерывания и восстановления т-го устройства управления обменом являются соответственно т-ми выходами прерывания и восстановления системы, при этом в каждое устройство управления обменом введены триггер прерывания, узел формирования сигнала

прерывания и узел формирования сигнала восстановления, первая и вторая схемы сравнения приоритетов, дешифратор кода абонента, вторая, третья и четвертая группы элементов И, элемент И-НЕ и элемент развязки, причем вход запроса на обмен устройства управления обменом подключен к входу элемента развязки, к первым входам первой и второй схем сравнения приоритетов и к первым входам элементов И четвертой группы, информационный вход устройства управления обменом подключен к информационному входу дешифратора кода абонента, вход-выход приоритета вновь поступившего запроса на обмен и второй

вход первой схемы сравнения приоритетов соединены с выходом элемента развязки, вход-выход приоритета прерванного запроса на обмен устройства управления обменом и второй вход

второй схемы сравнения приоритетов соединены с выходами элементов И четвертой группы, выходы прерывания и восстановления устройства управления обменом образованы выходами элементов И второй и третьей групп, выход дешифратора кода абонента соединен с первыми входами элементов И второй и третьей групп, выход первой схемы сравнения приоритетов соединен с вторым установочным и вторым инверсным входами сброса триггера маршрута, выход второй схемы сравнения приоритетов соединен с первым входом элемента И-НЕ, выход которого подключён к третьему установочному входу триггера маршрута, второй вход элемента И-НЕ и вторые инверсные входы элементов И четвертой группы соединены с инверсным выходом триггера прерывания, выход элемента ИЛИ соединен с управляющими входами узла формирования сигнала прерывания и узла формирования сигнала восстановления и с инверсным входом сброса триггера прерываний, выход триггера маршрута подключен к информационному входу узла формирования сигнала прерывания и к входу сброса триггера прерывания, выход которого соединен с информационным входом узла формирования сигнала восстановления, выход которого соединен с вторыми входами элементов И третьей группы и с пл-м разрядом выхода восстановления

0

5

0

5

0

устройства управления обменом, выход узла формирования сигнала прерывания соединен с установочным входом триггера формирования, с вторыми входами элементов И второй группы и т-м разрядом выхода прерывания устройства управления обменом.

2. Система по п.1,отличающаяся тем. что узел формирования сигнала прерывания содержит элемент И, элемент задержки и элемент НЕ, причем управляющий вход узла подключен к первому входу элемента И, информационный вход узла соединен с входом элемента задержки и входом элемента НЕ, выход которого подключен к второму входу элемента И, третий вход которого подключен к выходу элемента задержки, выход элемента И является выходом узла.

3. Система по п. 1,отличающаяся тем, что узел формирования сигнала восстановления содержит элемент И, элемент задержки и элемент НЕ, причем управляющий вход узла подключен к первому входу элемента И, информационный вход узла соединен с входом элемента задержки и входом элемента НЕ, выход которого подключен к второму входу элемента И, третий вход которого подключен к выходу элемента задержки, выход элемента И является выходом узла.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении системы обмена данными между ЭВМ или между модулями многопроцессорных вычислительных комплексов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей системы за счет введения абсолютных приоритетов и уменьшения времени обслуживания прерванных запросов. Система коммутации содержит коммутаторы 1, соединенные между собой и с абонентами 2 информационными шинами 3, устройства 6 управления обменом, связанные с абонентами 2 шинами 4 запроса на обмен и адресными шинами 5, между собой - линией 7 опроса, а с коммутаторами - шиной 9 управления. Сущность изобрете- .ния состоит во введении шин 10 прерывания и 11 восстановления, а также двух шин приоритетов 12 и 13, подключенных к устройствам 6 управления обменом и избирательно к абонентам 2, что позволяет сократить время обслуживания высокоприоритетных запросов и устранить бесконечные ожидания процесса дообслуживания прерванных низкоприоритетных запросов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. Ё