Устройство для коммутации сообщений Советский патент 1980 года по МПК G06F3/04 

Изобретение относится к вычислитель ной технике и может найти применение в рассредоточенных вычислительных системах, осуществляющих обмен между ЭВМ через центры коммутации сообщений. Известны устройства для коммутации сообщений, содержащие блок ввода-вывода микропроцессор, оперативное запоминающее устройство, внешнее запоминающее устройство, блок сопряжения с каналами, электронный коммутатор и вьшолняющие функции сопряжения разнообразных каналов связи в сети обмена между ЭВМ и терминалами l. Недостаток этих устройств заключается в большом времени доставки сообщений. Наиболее близким ,к изобретению по технической сущности является устройство для коммутации сообщений, содержаще входной и выходной накопители, входной блок опроса, блок дешифрации заголовков сообщений, центральный накопитель, соединенный двухсторонней связью с блоком управления центрального накопителя и адресный блок опроса, соединенный двухсторонней связью с выходными накопителями, вход и первый выход входного накопителя подключены соответственно к вьпеоду входного блока опроса и входу блока дешифрации заголовков 2}. Недостаток этого устройства состоит в низкой надежности, поскольку при больших нагрузках резко повышается вероятность отказа в обслуживании поступающих сообщений, независимо от их категории срочности. Цель изобретения - повышение надежности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены блок сравнения рангов, блок дешифрации рангов, блок хранения адресов свободных зон, блок коммутации, соединенный первым и вторым входами соответственно со вторыми выходами входного накопителя и входного блока опроса, блок управления внешнего накопителя, соединенный двухсторонней связью с внешним накопителем и счетчик, причем блок микропрограммного управления соединен двухсторонними связями с входным блоком опроса, адресным блоком опроса, блоком сравнения рангов, блоком управления центрального накопителя, блоком дешифрации рангов, блоком управления внешнего накопителя и блоком хранения адресов свободных зон, блок дешифрации заголовков соединен с первым входом блока микропрограммного управления, вто рой вход которого соединен с выходом счетчика, первый вход которого соединен с первым выходом блока управления центрального накопителя, соединенного двухсторонней связью с блоком сравнения ран гов, а вторым выходом - с первым входом блока дешифрации рангов, блок хранения адресов свободных зон соединен двухсторонней связью с блоком управления внешнего накопителя, первый и второй вы ходы которого подключены соответственно со вторыми входами счетчика и блока дешифрации рангов, вьпсод которого подключен ко входу блока сравнения рангов, выходы центрального накопителя и внешне го накопителя соединены соответственно с третьим и четвертым входами блока коммутации, выход которого соединен со входами центрального и внешнего накопителей и входом вьЕходного накопителя. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство содержит входной накопитель 1, блок 2 дешифрации заголовка сообщения, входной блок 3 опроса, блок 4 коммутации, блок. 5 микропрограммного управления, блок б сравнения рангов, блок . 7 дешифрации рангов, блок 8 хранения ад ресов свободных зон, блок 9 управления центрального накопителя, блок 10 управления внешнего накопителя, счетчик llj центральный накопитель 12, внешний нако питель 13, адресный блок 14 опроса и вьсходной накопитель 15. Входной накопитель 1 состоит из ячеек 16, а выходной накопитель 15 из ячеек 17, емкость которых соответствует длине стандартного сообщения (программы). Блок 5 микропрограммного управления вырабатывает последовательность управля ющих микрокоманд и сигналов, обеспечивеющих функционирование устройства в соответствии с установленной дисциплиной обслуживания категорийных сообщений. Блок 6 сравнения рангов сравнивает ранг поступившего сообщения и ранг сообщенияе находящегося в очереди по требуемому адресному н.аправлению и по результату сравнения, подаваемому в блок 5, задается алгоритм работы устройства. Блок 7. дешифрации ранга сообщения определяет ранг сообщения, находящегося в очереди по требуемому адресному направлению, и совместно с блоком микропрограммного управления 5 организует очередь сообщений и выдачу сообщений в исходящие направления в соответствии с установленной дисциплиной обслуживания. Устройство работает при различных состояниях, входящих в него элементов, следующим образом. I- Одна из ячеек 17 свободна и нет очереди в центральном 12 и внешнем 13 накопителях в одноименный исходящий канал. Блок вырабатывеет сигнал, подавае- мый на входной блок 3, который вырабатывает серию импульсов опроса, подаваемых последовательно на ячейки 16, для определения в них признака завершенного приема сообщения. Прн наличии в какойлибо ячейке входного накопителя 1 признака конец кодограммы на блок 5 поступает сигнал, в ответ на который блок 5 запускает входной блок 3, вырабатывающий серию импульсов, для считывания заголовка сообщения из данной ячейки 16 в блок 2, где определяется вид сообщения, адрес дальнейшей передачи и катего- , рия срочности, которые подаются в блок 5. В соответствии с адресом блок 5 вырабатывает сигналы, подаваемые в адресный блок 14 для определения занятости требуемой ячейки 17 выходного накопителя 15, в блок 7 для определения наличия очереди в требуемый адрес в центральном накопителе 12 и во внешнем накопителе 13. Если очередь отсутствует, то с выхода блока 7 на вход блока 5 подается , в соответствии с которым последний вырабатывает сигнал в блок 3, для выдачи импульсов считывания кодограммы из входного накопителя 1 и отпирающие сиг налы в блок 4, через который кодограмма переписывается в требуемую ячeйKJ 17. |. Некоторая ячейка 17 выходного накопителя 15 занята, в центральном накопителе 12 есть свободная зона, но очередь в одноименный гюходяший канал отсутствует. Работа устройства начинается как. и в первом случае. Однако при поступлении на блок 5 сигнала занятости данной ячейки 17 блок 5 вырабатывает сигнал в 9, по которому определяется а&рес свободной зоны и происходит его фиксадия в блоке 8. Затем блок 5 вырабатывает сигнал, который подается на входной блок 3 для подачи считывающих импульсов на ячейку 16, из которой кодограмма через блок 4 переписывается в свободную зону центрального накопителя 12.

Щ . Некоторая ячейка 17 выходного накопителя 15 свободна, в центральном накопителе 12 есть свободная зона и имеется очередь сообщений в одноименный исходящий канал. Начало работы устройства происходит как и в первом . случае, но только на сигнал опроса, вырабатываемого блоком 5, блок 7 вырабатывает сигнал есть очередь по данному исходящему каналу . В этом случае сигнал с выхода блока 2, соответствующий рангу поступившего сообщения, подается на один из входов блока 6, на второй вход которого подается из блока 7 ранг сообщения, находящегося в очереди. Происходит сравнение рангов сообщений, поступившего и находящегося в очереди, и результат сравне ния подается на блок 5, который в зависимости от соотношения рангов задает соответствующий алгоритм работы. Если ранг поступившего сообщения выше сообщения, находящегося в очереди, то кодограмма из ячейки .16 переписывается в данную ячейку 17 выходного накопите15. Если ранг поступившего сообщения ниже, то в данную ячейку 17 переписывается сообщение, находящееся в очереди, а поступившее сообщение будет записано в свободную зону центрального накопителя и поставлено в очередь в соответствии с установленной дисциплиной обслуживания. W. Некоторая ячейка 17 выходного накопителя 15 занята, в центральном накопителе 12 есть свободная зона и имеется очередь в одноименный исходящий канал. Если поступившее сообщение имеет младший или равный ранг по сравнению с сообщением, находящимся в данной ячей ке 17, но не равным самому старшему ранх, то работа устройства происходит как и в предыдущем случае. Но если же поступившее сообщение имеет самый старший ранг, а сообщение, находящееся в данной ячейке 17 - самый младший .ранг, то блок 5 вырабатывает сигнал в адресный блок 14, который запрещает выдачу кодограммы из данной ячейки 17 при дисциплине обслуживания с абсолютным приоритетом и прерыванием Кодограмма в этой 51чейке 17 стирается, но она сохраняется Ё зоне центрального накопителя 12. Блок 5 перерабатьгоает сигн

льь по которым кодограмма из ячейки 16 . через блок 4 переписывается в соответствующую ячейку 17.

Я. Некоторая spieuKa 17 свободна, в центральном накопителе 12 нет свободной зоны и имеется очередь в одноименный исходящий канал. Если поступившее сообщение имеет высший ранг по сравнению с сообщением, находящимся в очереди в данный исходящий канал, то алгоритм работы устройства будет как и в третьем случае. Если поступившее сообщение имеет младший или равный ранг по сравнению с сообщением, находящимся в очереди в этот исходящий канал, то блок 5 подает в блок 8 сигнал на опрос адреса свобод- ной зоны. Блок 8 вырабатывает сигнал свободных зон нет , который подается в блок 5, последний в блок 9 выдает команду переписать сообщение младшего ранга, находящегося в очереди по данному исходящему каналу, во внешний накопитель 13. По sTorvfy сигналу сообщение из центрального накопителя 12 через блок 4 переписывается во внешний накопитель 13, а блок 8 вырабатывает в блок 5 адрес освободившейся зоны. После этого блок 5 вырабатывает .соответс вующие команды и сигналы для переписи кодограммы из ячейки 16 в освободившуюся зону центрального накопителя 12. %. Некоторая ячейка 17 занята, в центральном накопителе 12 свободных зон нет и имеется очередь в одноименный исходящий канал„ В этом случае из адресного блока 14 в блок 5 поступает сигнал данная ячейка 17 выходного накопителя занята . При опросе блока 7 в блок 5 поступает сигнал есть очередь в данный исходящий канал. Опрашивается блок 8, Который вырабатывает сигналсвободной зоны нет. В блоке 6 происходит сравнение рангов поступающего сообщения и сообщения, находящегося в очереди. В зависимости от результата сравнениявыбкраелся соответствующий алгоритм дальнейшей работы устройства. Работа устройства при выводе сообщений из центрального и втшшнего накопителей выполняется следующим образом. I. В центральном накопителе 12 имеется очередь сообщений различных рангов. Блок 5 Еыра&тывает сигнал, который подается в блок 7 на определение нали ия очереди сообщений в данный исходящий канал. При наличии очереди в блоке 5 вырабатывается сигнал, который подается в блок 14 для подготовки требуемой ячей ки 17 выходного нокопителя 15, Из очереди выбираетса сообщение самого старшего ранга, которое иа центрального накопителя 12 через блок 4 переписывается в требуемую ячейку 17. После получения квитанции от абонента сообщение в зоне центрального накопителя 12 стирается и в блок 8 записывается адрес свободной зоны. П. В центральном накопителе 12 и во внешнем накопителе 13 имеется очередь сообщений в данный исходящий канал. Работа устрюйства начинается как и в первом случае. После того, как сообщение старшего ранга из центрального накопителя 12 переписано в требуемую ячейку 17 и очередь этого ранга в данный исходящий канал отсутствует в центральном накопителе 12, блок 5 производит опрос блока 10 на наличие сообщений того же ранга во внешнем накопителе 13. Если таковое имеется, оно переписывается через блок 4 в требуемую ячейку 17 выход ного накопителя 15, Затем снова анализ руется состояние очереди в центральном накопителе 12 и т.д. Устройство обеспечивает безотказное обслуживание всех поступающих сообщений, выбирая при этом из очереди сообщения с наивысшим рангом срочности. Формула изобретения Устройство для коммутации сообщений содержащее входной и выходной накопители, входной блок опроса, блок дешифрации заголовков сообщений, центральный накопитель, соединенный двухсторонней связью с блоком управления центрального накопителя и адресный блок опроса, соединенный двухсторонней связью с выходным накопителем, вход и первый выход входного Ч1акопителя подключены соответственно к дыходу входного блока опроса и входу блока дешифрации заголовков, отлича ющееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены блок сравнения рангов, блок дешифрации рангов, блок хранения адресов свободных зон, блок коммутации, соединенный первым и вторым входами соответственно со вторыми выходами входного накопителя и входного блока опроса, блок упра&ления внешнего накопителя, соединенный двухсторонней связью с внешним накопителем и счетчик, причем блок микропрограммного управления соединен двухсторонними связями с входным блоком опроса, адресным блоком , блоком сравнения рангов, блоком управления центрального накопителя, блоком дешифрации рангов, блоком управления внешнего накопителя и блоком хранения адресов свободных зон, блок дешифрации заголовков соединен с первым входом б.пока микропрограммного управления, второй вход котороГо соединен с выходом счетчика, первый вход которого соединен с первым выходом блока управления центрального накопителя, соединенного двутссторонней связью с блоком сравнения рангон,, а вторым выходом - с первым входом блока дешифрации ран- ГОВ, блок хранения адресов свободных зон соединен двухсторонней связью с блоком управления внешнего накопителя, первый и второй выходы которого подключены соответственно со вторыми входами счетчика и блока дешифргщии рангов выход которого подключен ко входу блока сравнения рангов, выходы центрального накопителя и внешнего накопителя соединены соответственно с третьим и четвертым входами блока коммутации, выход которого соединен со входами центрального и внешнего накопителей и входом выходного накопителя, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Основы построения больших информационно-вычислительных сетей. Мо, Статистика, 1976, § 3,1, 2.Авторское свидетельство СССР № 479112, кл. G 06 F 9/ОО, 1972 (прототип).