Ячейка каскадной коммутирующейСРЕды Советский патент 1981 года по МПК G06F7/00 

54) ЯЧЕЙКА КАСКАДНОЙ КОММУТИРУЮЩЕЙ СРЕДЫ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при реализации технических средств коммутации повышенной-надежности в мультипроцессорных и многомашинных вычислительных комплексах.

Известна ячейка каскадной коммутирующей среды, содержгицая элементы

И, ИЛИ, НЕ

Недостаток ее - низкая надежность

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является ячейка каскадной коммутирующей ереды, содержащая элементы И-НЕ, элемент НЕ, m входных блоков, каждый из которых содержит три элемента И-НЕ, причем первый вход первого элемента И-НЕ каждого входного блока. является соответствующим входом контроля ячейки, второй вход является соответствующим входом потенциала поиска, третий вход соединен с выходом элемента НЕ ячейки, а выход подключен к соответствующему входу первого- элемента И-НЕ ячейки и к первому входу второго элемента И-НЕ того же входного блока, второй вход второго элемента И-НЕ является соответствующим выходом потенциала выдьления и соединен с выходом третьего элемента И-НЕ того же входного блока, первый вход которого -соединен с выходом второго элемента И-НЕ того же входного блока, а второй вход подключен к выходу второго элемента И-НЕ ячейки, входы которого являются соответствующими входами потенциала выделения ячейки, причем выход третьего элемента И-НЕ i-того (г 1,...,т) входного блока соединен с i + 3 входом элемента И-НЕ всех входных блоков, кроме i-того, а выход первого элемента И-НЕ является соответствующим выходом потенциала поиска 21,

Недостаток известного устройстванизкая надежность.

Цель изобретения - повышение надености.

Поставленная цель достигается тем, что ячейка содержит группу элементов ИЛИ, регистр, схему сравнения и в каждом входном блоке группу элементов И, причем выход второго элемента И-НЕ каждого входного блока соединен первыми входами элементов И группы того же входного блока. вторые входы которых являются входами кода ячейки, а выходы соединены с соответствующими входами элементов ИЛИ группы, выходы которых соединены с первой группой входов схемы сравнения, вторая группа входов которой подключена с выходам регистра, а выход соединен с дополнительным входоь третьего элемента И-НЕ ячейки, причем выходы элементов ИЛИ группы являются выходами кода ячейки. Предлагаемая ячейка представлена на чертеже. Ячейка содержит входные блоки 1 , ..., „, первые элементы И-НЕ 2, вховходных блоков 2, 2 у ды 3 , . .., 3j контроля, входы 4 , ...,4fn потенциала поиска,второй элемент И-НЕ входного блока 5, ,. .. , ,, третий элемент И-НЕ входного блока 6 , ..., 6, выходы 7 , ..., 7 потенциала выделения, группы элементов И 8 , . . ., 8, входы- 9j , . . . , 9fr, кода приемника, регистр 10, первый эле мент И-НЕ ячейки 11, выходы 12 ,.. . ..., 12 потенциала поиска, второй элемент И-НЕ ячейки 13, входы 14, ..., 14j потенциала выделения, элемент НЕ 15, группу элементов ИЛИ 16 выходы кода ячейки П) , . ..,, l7;Ti, схему 18 сравнения/ Ячейка работает следующим образом Процесс образования канала связи между ячейкой-источником и ячейкойприемником осуществляется за два эт па. .На этапе поиска формируется дерево каналов связи с несливающимися ветвями и основанием в ячейке-источнике. На этапе выделения в сформиро ванном дереве каналов связи выделяется единственный канал, соединяю-щии источник с приемником. Ячейка в процессе образования канала связи (в зависимости от место положения ее в канале связи) может быть ячейкой-источником, транзи ной ячейкой или ячейкой-приемником. Инициатором формирования канала свя зи на первом этапе является ячейкаисточник. Каждой ячейке коммутирующей системы соответствует процессор (ЭЕМ), код имени которого хранится в регистре. Содержимое регистра может изменяться автоматически (напри мер под управлением операционной системы), вручную (например с помощ тумблеров) или оставаться неизменны (запаянным). Ячейке-источнику соответствует процессор (ЭВМ), иницииру щий процесс образования канала связ и обмен в мультипроцессорной систем В этом случае процессор ячейки-исто ника формирует сигнал запроса и код имени ячейки-приемника, которые поступают соответственно на входы вво да потенциала поиска 4 и входы прие ма кода ячейки 9 одного из m входны блоков (например первого). Далее ра бота ячейки-источника на этапе поис ка ничем не отличается от работы любой другой ячейки. Поэтому рассмотрим работу ячейки в общем случае, когда на ее входы одновременно поступают несколько потенциалов поиска. Пусть потенциал поиска достиг рассматриваемой ячейки одновременно по входам 4 и 4/2. (индексами обозначены номера входных блоков). Так как до этого на входные блоки не поступали потенциалы поиска, то каждый из элементов И-НЕ 2 имеет разрешение на прием потенциала поиска со стороны остальных входных блоков. Предположим, что по входам 3Y и 32 с блоков аппаратного контроля поступают единичные сигналы, разрешающие прием потенциала поиска. Во время воздействия потенциала поиска на входы элементсв 2 и 3 последние совместно с запрещающими связями образуют триггер с двумя устойчивыми состояниями. В результате переходных процессов один из элементов И-НЕ 2, блокируя вход другого, оказывается подключенным к одному из входов 4, находящихся под потенциалом поиска. Допустим, что потенциал поиска принимается элементом 2. При этом его инвертированное значение с выхода элемента 2 прикладывается ко входам элементов И-НЕ , изолируя ячейку от среды по остальным входам, и входу элемента И-НЕ 11. Инвертируясь элементом 11, потенциал поиска распространяется по выходам на смежные ячейки в виде единичного потенциала. Так в среде последовательно формируется концентрически расходящаяся волна потенциала поиска с центром в ячейке-источнике. Эта волна охватывает все исправные и незанятые в данный момент ячейки среды. Если ячейка среды неисправна по i-му направлению, то по входу с блока аппаратного контроля поступает нулевой потенциал, который блокирует поступление потенциала поиска в i-ом входном блоке. В этом случае неисправное i-ое направление ячейки автоматически обходится на этапе поиска и не включается в канал связи. По окончании распространения волны поиска в среде из числа потенциалов поиска, принятых элементами И-НЕ 2, формируется дерево каналов связи с несливающимися ветвями. Поэтому оно имеет единственный канал - ствол дерева, соединяющий ячейку-источник и ячейку-приемник. Выделение ячейки-приемника происходит параллельно с процессом распространения волны поиска. Единичный потенциал поиска, принятый элементом И-НЕ 2 , с выхода элемента И-НЕ 5 поступает на первые входы группы элементов 8. Размерность группы элементов 8 определяется разрядностью передаваемых кодов приемни ков . Для определенности рассматривается передача кода ячейки параллельным кодом, хотя вид- используемого кода не имеет принципиального значения. Код приемника по шинам 9i поступает на информационные входы группы элементов 8 и с выходов группы 8 чере группу элементов ИЛИ 16 поступает в блок 18 и выдается по выходам 17/ ilff на смежные ячейки. В блоке 18 осуществляется выделение ячейки-приемника путем сравнения поступающего кода имени приемника с кодом имени ячейки, хранящимся в регистре 10. Если сравниваемые коды равны, то на инверсном выходе схемы 18 сравнения появляется нулевой потенциал, ко торый поступает по одному-из входов потенциалов выделения 14 rri эле мент И-НЕ 13 ячейки-приемника. С это го момента начинается второй этап формирования канала связи.- выделени единственного канала из дерева каналов. Сформированный в блоке 18 ячейки-приемника нулевой, потенциал выделения инвертируется элементом И-НЕ 13 и поступает на первые входы элементов И-НЕ б всех входных блоков Элементы 5 и б с обратными связями образуют схему защелки, с помощью которой потенциал выделения фиксирует состояние входных блоков. Так, если на выходе элемента 21 был нулевой потенциал (что соответст вует прохождению потенциала поиска через i-ый входной блок), то на втором входе элемента б i удерживается единичный потенциал. Следовательно, с поступлением нулевого потенциала выделения по одному из входов на выходе элемента б i формируется нулевой потенциал выделения, кото рый запоминается элементами 51 и б с обратными связями и по шине 71 поступает на смежную ячейку. Если обну лить потенциал поиска на входе данной ячейки, то ее состояние не изменится, поскольку оно зафиксировано потенциалом выделения. Входной потенциал выделения с выхода элемента И-НЕ 13 через элемент НЕ 15 блокирует все входные блоки, изолируя ячейку на время работы кана ла, и обнуляет выходы 12 in потенциала поиска, освобождая все те ячейки среды, которые -подвергались действию волны поиска, но которые не входят в формируемый канал связи. Процесс выделения канала связи начин ется с ячейки-приемника и,.последова тельно охватывая все ячейки канала, заканчивается в ячейке-приемнике. Ну левой потенциал выделения, сформированный в ячейке-приемнике и соответствующий запросу из процессора (ЭВМ) поступает по одному из входов 7 Jнапример 7) на вход процессора. Этот сигнализвещает процессор о том, ч-то канал установлен и можно чач 1нать обмен. По окончании обмена процессор (ЭВМ) ячейки-источника обнуляет подключенные к нему входы приема кода ячейки, схема сравнения ячейки-приемника через некоторое время зафиксирует несравнение и на ее инверсном выходе отключается нулевой потенциал выделения. На выходе элемента И-НЕ 13 формируется нулевой потенциал, который отключает элементы И-НЕ 6 6, формирующие выходящие потенциалы выделения. Происходит последовательное снятие нулевого потенциала выделения в ячейках канала от ячейки-приемника до ячейки-источника. С момента исчезновения потенциала выделения на выходе элемента И-НЕ б ячейка освобождается и может быть использована для .образования нового канала связи. Сравнительные испытания ячейки каскадной коммутирующей среды показали, что предлагаемая ячейка обеспечивает более высокую надежность и быстродействие коммутирующих сред за счет того, что в коммутирующей .среде отсутствуют общие управляющие центры и шины, что позволяет использовать ее При построении полностью децентрализованных коммутирующих сред и систем. Возможность применения предлагаемой ячейки в составе децентра.лизованных коммутирующих систем является ее важнейшим качеством, открывает перспективы широкого ее использования при построении высоконадежных децентрализованных коммутирующих систем. Быстродействие коммутирующей среды, построенной с применением предлагаемой ячейки, увеличиваете. в 2,5 раза, так как установление канала связи в коммутирующей среде требует только два этапа: поиск и выделение. Предлагаемая ячейка полностью построена на потенциальных элементах, что обеспечивает помехозащищенность коммутирующих системИ сред. Формула изобретения Ячейка каскадной коммутирующей среды, содержащая первый и второй элементы И-НЕ, элемент НЕ, m входных блоков, каждый из которых содержит три элемента И-НЕ, причем первый вход первого элемента И-НЕ каждого . входного блока является соответствуюим входом контроля ячейки, второй вход является соответствующим входом отенциала поиска ячейки, третий ход соединен с выходом элемента НЕ чейки, а выход подключен к соответтвующему входу первого элемента -НЕ ячейки и ft первому входу второо элемента И-НЕ того же входного лока, второй вход второго элемента