Коммутирующее устройство Советский патент 1981 года по МПК H03K17/00 G06F7/00 

(54) КОММУТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

I

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике.

Известно коммутирующее устройство, содержащее блоки памяти, регистров и управления и коммутатор П Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является коммутирующее устройство, содержащее блоки памяти, информационные и первый и второй управлякяцие входы каждого из которых соединены соответственно с одноименными информационными входными шинами, входной шиной запроса и выходом блока управления, а информационные и первый и второй управляющие выходы подключены соответственно к одноименной группе информационных входов, одноименному первому управляющему входу основного коммутатора и выходной шине подтверждения, а также блок регистров, управляющий вход которого соединен с одним из выходов блока управления, а первый выход подключен но второму

управляющему входу основного коммутатора, каждая из групп информационных выходов которого соединена с одноименными информационными выходными шинами, а каждый из управляющих 5 выходов подключен к одноименной выходной шине запуска, при этом первая группа входов блока управления соединена с входными шинами запроса С2.

10 Недостаток известных устройств низкое быстродействие.

Целью изобретения является повыIшение быстродействия коммутирующего устройства.

,5 Указанная цель достигается за счет того, что в коммутирующее устройство введены блоки признаков, сравнения и выбора направления, регистр адреса и дополнительный коммутатор, информационные входы которого соединены с входными шинами подтверждения, управляющий вход - с первьм выходом блока регистров, а выходы подключены к третьим управляющим входам блоков 38 памяти и второй группе входов блока управления, третья группа входов которого соединена с выходами блока признаков, информационные входы которого подключены к информационным входным шинам, а управляющий вход - к одному из выходов блока управления, выходы которого соединены также с управляющими входами регистра адреса и блока сравнения и выбора направления, выходы ю ны

которого подключены к информационным входам блока регистров, вторые выходы которого соединены с первыми информационными входами блока выбора направления, вторые информационные входы которого подключены к выходу блока сравнения, первая и вторая группы информационных входов которого соединены соответственно с информационными выходами, блоков памяти и выходами регистра адреса.

На фиг. 1 представлена блок-схема коммутирующего устройства; на фиг. 2функциональная схема блока признаков; на фиг. 3 - то же блока выбора направления; на фиг. 4 - то же блока управления.

Устройство содержит блоки I памяти, информационные и первый и второй управляющие входы каждого из которых соединены соответственно с одноименными информационными входными шинами 2, входной шиной 3 запроса и выходом блока 4 управления, а информационные и первый и второй управляющие выходы подключены соответственно к одноименной группе информационных входов, одноименному первому управляющему входу коммутатора 5 и выходной шине 6 подтверждения, блок 7 регистров, управляющий вход которого соединен с одним из выходов блока 4 управления, а первый выход подключен ко второму управляющему входу коммутатора 5, кажда из групп информационных выходов которого соединена с одноименными информационными выходными шинами 8, а каждый из управляющих выходов подключен к одноименной выходной шине 9 запуска первая группа входов блока 4 унравления соединена с входными шинами 3 запроса, коммутатор 10, информационные входы которого соединены с входными шинами 11 подтверждения, управляющий вход - с первым выходом блока 7 регистров, а выходы подключены к третьим управляющим входам блоков 1 памяти и второй группе входой блока 4 управления , третья группа входов которегистров, вторые входы которого соединены с первыми информационными входами блока 15 выбора направления, вторые информационные входы которого подключены к выходу блока 14 сравнения, первая и вторая группы информационных входов которого соединены соответственно с информационными выходами блоков I памяти и выходами 18 регистра адреса.

Блок 12 признаков (фиг. 2) содержит регистр 16 признаков, элементы 17 сравнения, выходы )8, подключенные к третьей группе входов блока 4 управления {не показано).

Блок 15 выбора направления (фиг. З) содержит информационные шины 19-24, подключенные к выходам блока 14 сравнения (не показано), информационные шины 25-29, подключенные к выходам блока 7 регистров (не показано), злементы И 30 и инверторы 31, а также шины 32-36,

Блок 4 управлений (фиг. 4) содержит элементы И 37-39, инверторы 5 40, триггеры 41 и 42.

Функционирование коммутирующего устройства осуществляется следующим образом.

На одну из входньпс шин 3 запроса поступает сигнал запроса. Этот сигнал поступает на соответствующий блок 1 памяти и на вход блока 4 управления. С выхода блока 1 памяти по выходной шине 6 подтверждения 5 поступает сигнал подтверждения. После этого по информационной входной шине 2 производится запись в блок 1 памяти адреса требуемого коммутирующего устройства. Этот адрес поступает на блок 14 сравнения и сравнивается там с собственным адресом коммутирующего устройства, поступающим с регистром 13 адреса. Информация о результате сравнения поступает на блок 5 15 выбора направления. В зависимости от результата сравнения и от состояния коммутатора 5 блок I5 выбора направления вырабатывает адрес того или 7 рого соединена с выходами блока 12 признаков, информационные входы которого подключены к информационным входным шинам 2, а управляющий вход - к одному из выходов блока 4 управления, выходы .Которого соединены также с управляющими входами регистра 13 адреса, блока 14 сравнения и блока 15 выбора направления, выходы которого подключек информационным входам блока 7 иного выхода. При совпадении адресов выбирается выход, который соединен с приемником информации. В случае, когда адрес требуемого коммутирующег устройства больше собственного адреса данного коммутирующего устройства, вы выбирает -я выход, соединенный с коммутирующим устройством с большим собственным адресом, а в случае, когда адрес требуемого коммутирующего устройства меньше собственного адреса данного коммутирующего устройства выбирается выход, подключеиньш к коммутирующему устройству с меньшим собственным адресом. Адрес выбранного выхода поступает на блок 7 регистров с которого передается на коммутаторы 5 и 10. Таким образом, блок 1 памяти соединяется с соответствующими выходом и входом коммутирующего устройства. Сигнал aaifpoca с выхода блока I памяти поступает на коммутатор 5 и далее на выбранный выход, указываемьй блоком 7 регистров. После получения по входной шине I1 подтверждения сигнала подтверждения, адрес требуемого коммутирующего устройства поступает по информационной выходной шине 8. При этом по вы5 одной шине 6 подтверждения посылается сигнал подтверж дения, который разрешает осуществить запись в блок 1 памяти следующего сло ва информации. После этого коммутирую щее устройство переходит в режим ретрансляции и поступающая информация направляется дальше по уже проложенному пути. В этом режиме информация, поступающая на предыдущее коммутирующее устройство, вызывает появление на входной шине 3 запроса сигнала запроса от соседнего коммутирующего устройства. Данное коммутирующее устройство отвечает появлением на выходной шине 6 подтверждения сигнала подтверждения, после чего производится запись информации из блока 5 памяти предыдущего коммутирующего устройства в блок } памяти данного коммутирующег устройства. При этом информация, кроме блока 1 памяти, поступает на блок 12 признаков, который в случае опреде ления им конца сообщения, например по специальной кодовой комбинации, вырабатывает сигнал, поступающий в блок 4 управления, что, в конечном .счете, приводит к разрушению установленного соединения в коммутаторах 5 и 10 после прохождения последнего слова информации. В момент окончания 76 . записи в блоке 1 памят вырабатывается сигнал запроса, поступающийпо выходной щине 9 запуска на последующее коммутирующее устройство и гасится сигнал подтверждения, поступающий по выходной шине 6 подтверждения. При получении сигнала подтверждения от соседнего (последующего) коммутирующего устройства по входной щине 11 подтверждения, осуществляется чтение информации из блока 1 памяти, а после окончания чтения - вьщача сигнала подтверждения по выходной шине 6 подтверждения. Таким образом, передача информации через коммутирующее устройство осуществляется пакетами. В начале пакета имеется заголовок, содержащий адрес требуемого коммутирующего устройства. В конце пакета содержится признак конца сообщения. Коммутация осуществляется асинхронно. Блок 12 признаков работает следующим образом. На информационные входные шины 2 в сопровождении сигнала запроса, поступающе о по входным шинам 3 запроса, на один из входов элементов 17 сравнения поступает информация. На другой вход элементов 17 сравнения с регистра 16 признаков поступает код конца сообщения. На элементах 17 сравнения осуществляется сравнение поступившей информации с кодом конца сообщения. В случае совпадения поступившего слова информации с кодом конца сообщения, элемент 17 сравнения вырабатывает сигнал, который появляется на одном из выходов 18. Появление сигнала на выходе 18 означает, что по данной информационной входной шине 2 поступило последнее слово пакета, содержащее признак конца сообщения. Каждый элемент 17 сравнения обслуживает свою информационную входную шину 2, так как информация на отдельных входах коммутирующего устройства независима и оступает асинхронно. Работа блока 15 выбора направлеия происходит следующим образом. Адрес в заголовке пакета состоит з двух составляющих X и У. В блоке А сравнения происходит сравнение дреса по этим двум составляющим. результате сравнения адресов могут оявляться следующие сигналы: . оставляющая X собственного адреса оммутирующего устройства больше оставляющей X адреса из заголовка пакета, X - составляющая X собственного адреса коммутирующего устройства меньше составляющей X адреса из заголовка пакета, X - составляющая X собственного адреса коммутирующего устройства равна составляющей X адреса из заголовка пакета. Аналогично для составлйющей У;У, У, У. Эти сигналы в блоке 5 выбора направления поступают по соответствующим шинам: X - по шине 19, X - по шине 20, шине 21, У, - по шине 22, Х - по шине 23, У - по шине 24, Кроме того, в блок15 выбора нап| авления поступают сигналы по входным шинам от блока 7 регистров, которые содержат информацию о состоянии выходов коммутирующего устройства: шина 25 - о состоянии вы хода Увеличение по X, шина 26 о состоянии выхода Уменьшение по X шина 21 - о состоянии выхода Уменьшение по У, шина 28-о состоянии выхода Уменьшение по У и шина 29 о состоянии выхода Совпадение. Предположим, что сигнал появился на шине 19 и на шине 22. Если при этом выход Увеличение по X свободе то на шине 25 сигнал равен логическо единице и на выходной шине 32 блока 15 выбора направления появится логическая единица, которая означает, что выбран выход коммутирующего усчройства Увеличение по X, при этом сигнал на шине 22 игнорируется. Но, если выход Увеличение по X занят (на шине 28 логический нуль) и при этом свободен выход Уменьшение по У то сигнал логической единицы появляется на выходной шине 36, что означает: выбран выход Уменьшение по У. В случае занятости обоих требуемых выходов коммутирующего устрой ства выбор направления будет произведен в момент освобождения одного из требуемых выходов. Блок 4 управления работает следую щим образом. В начальный момент триггеры 41 и 42 находятся в нулевом состоянии. Предположим, что сигнал логической единицы поступил по третьей входной шине 3 запроса. Этот сигнал после обработки элементами И 37 установит третий триггер 41 в единичное состо ние. Сигнал логической единицы с единичного выхода третьего триггера 41 через третий элемент И 39, так как третий триггер 42 находится 3 в нулевом состоянии, поступает на соответствующую выходную шину. В момент, когда сигнал запроса обнулится, на выходе третьего инвертора 40 появится сигнал логической единицы, который, пройдя через третий элемент И 38, установит третий триггер 42 в единичное состояние, а это приведет к тому, что сигнал на соответствующей выходной шине обнулится и будет таким оставаться, какие бы изменения сигнала не происходили на входной шине 3 запроса. В дальнейшем такое состояние будет сохраняться до тех пор, пока третьи триггеры 41 и 42 не будут установлены в нулевые состояния сигналом, поступающим из блока 12 признаков. Таким образом, блок 4 управления из последовательности сигналов запроса вьщеляет первый сигнал запроса, сопровождающий заголовок пакета, и использует его в качестве сигнала, кочорый запускает в работу блок 14 сравнения и блок 15 выбора направления. Информация о выбранном выходе коммутирующего устройства запоминается в блоке 7 регистров. В блоке 7 регистров каждому блоку 1 памяти соответствует свой регистр. Коммутация осуществляется при помощи коммутаторов 5 и 10 под управлением блока 7 регистров. Коммутатор 10 коммутирует входные шины 11 подтверждения, идущие от соседних коммутирующих устройств на соответствующие блоки 1 памяти, а коммутатор 5 коммутирует выходные шины 9 запуска и информационные в кодные шины 8 соответствующих блоков 1 памяти с входными шинами соседних коммутирующих устройств. Соединение данного блока 1 памяти с соответствующим входом (выходом) коммутирующего устройства сохраняется только на время прохождеНИН пакета информации. При прохождении последнего слова пакета срабатывает блок 12 признаков,по сигналу которого в блоке 7 регистров в регистре, соответствующем данному блоку памяти, стирается код выхода и этот выход освобождается. Таким образом, введение в коммутирующее устройство блоков признаков, сравйения и выбора направления, регистра адреса и дополнительного коммузначительно повысить татора позволило быстродействие. Формула изобретения Коммутирующее устройство, содержащее блоки памяти, информационные и первый и второй управляющие входы каж дого из которых соединены соответственно с одноименными информационными входными шинами, входной шиной sanRoса и выходом блока управления, а информационные и первый и второй управляющие выходы подключены соответственно к одноименной rjjynne информационных и одноименному первому управляющему входам основного коммутатора и выходной шиной подтверждения, а также блок регистров, управляющий вход которого соединен с одним из выходов блока управления, а первый выход подт ключен ко второму управляющему входу основного коммутатора, каждая из груп информационных выходов которого соеди нена с одноименными информационными выходными шинами, а каждый из управляющих выходов подключен к одноименной выходной щине запуска, при этом первая группа входов блока управления соединена с входными шинами запроса, отличающееся тем, что, с целью .повышения быстродей ствия, введены блоки признаков, сравнения и выбора направления, регистр адреса и дополнительный коммутатор, информационные входы которого соединены с входными шинами подтверждения, управляющий вход - с перв№1 выходом блока пегистров, а выходы подключены к третьим управляющим входам блоков памяти и второй группе входов блока управления, третья группа входов которого соединена с выходами блока признаков, информационные вкоды которого подключены к информационным входным шинам, а управляющий вход - к одному из выходов блока управления, выходы которого соединены также с управляющими входами регистра адреса и блоков сравнения и выбора направления, выходы которого подключены к информационным входам блока регистров, вторые выходы которого соединены с первыми информационными входами блока выбора направления, вторые информационные входы которого подклк1чень к выходу блока сравнения, первая и вторая группы информационHbtx входов которого соединены соответственно с информационными выходами блоков памяти и выходами регистра адреса. г Источники информации, принятые во внимание при экспертиз. 1. Каляев А.В. Однородные коммутационные регистровые структуры, М., Советское радио, 1978, с. 212 2.-Авторское свидетельство СССР № 503235, кл. G 06 F 7/00, 1975 (прототип).

фие.1

21

25 2627 28 29

Фаг .2

-эг

-53 -ЗА -35 -36

до

Фие. «3