Устройство для моделирования маршрутов сообщений и управления процессом коммутации в сети связи Советский патент 1982 года по МПК G06F15/173 G06F15/163 G06F15/177 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ МАРШРУТОВ СООБЩЕНИЙ И УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ КОММУТАЦИИ В СЕТИ СВЯЗИ

I

Изобретение относится к вычислительной технике и технике связи и может использоваться при проектиро- .вании устройств обработки данных и построении узлов коммутации на сетях передачи дискретной информации в интегрированных АСУ промпредприятий.

Известно устройство для управления коммутацией сообщений по нескольким, каналам, содержащее блок предварительной коммутации, блок селекции управляющих воздействий, накопители сообщений, элементы И, коммутатор, первый вход которого соеданен через элемент ИЛИ с выходами источников сообщений и со входами узла предварительной коммутации, выходы которого соединены с первыми входами элементов И, вторые входы которых соединены с выхода- ми коммутатора, выходы - со входами накопителей сообщений, первые входы которых, соединены с щинами направлений передач а вторые выходы со входами блока селекции управляющих воздействий, выходы которого соединены со вторыми входами коммутатора 5 3

Однако данное устройство обладает недостатком, заключающимся в отсутствии учета маршрута пройденного пути, что может повлечь за собой повторное прохождение сообщения по

to одному и тому же участку маршрута при динамических методах управле шя.

Известно устройство анализа маршрута в сети связи, содержащее генератор, выходной регистр, группу эле1$ментов И, выхода которых соединены со входами выходного регистра, два элемента И, первый и второй блоки регистровой памяти, схему сравнения. узел опроса, триггер управления,

30 вход которого соединен с выходом ратора, первый выход - с первыми входами элементов И, второй выход с первыми входами элементов И группы, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами первого блока регистровой памяти, а трегьи входы - с первым выходом схемы сравнения, второй и третий выходы которой соединены соответственно со входом генера.тора и управляюпдам входом узла опроса, выход.выходного регистра через узел опроса соединен с выходом устройства, выходы первого и второго блоков регистровой памяти - со входами схемы сравнения, первый и третий выходы которой соединены со вторыми входами элементов И, выход первого элемента И соединен с первым входом второго блока регистровой памяти, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И и первым входом первого блока регистровой памяти, второй вхо которого соединен с первым входом ус ройства, а третий вход второго блока регис.тродой памяти - со вторым входом устройства 2.. Однако это устройство обладает не достатком, заключающимся в ограничении области применения - областью коммутации сообщений по заданным ста тически маршрут чм (неизменным для со общений данной адресности). Применят данное устройство для систем с динамическим управлением в известном виде невозможно. Оно не решает никаких функций управления, а лишь выявляет участок с перегрузкой. Наибапее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее первый блок регистровой памяти, первый взсод котороге соединен с первой кодовой шиной : а Выходы - с перовыми входами блока сравнения, второй вход которого соединен с вьгходом генератора импульсов, а третьи входы - с первыми входами первых элементов И и первыми выходами второго блока регистровой памяти, первый вход которого подключен ко второй кодовой шине, выходы первых элементов И соединены с парвы в входами третьего регистра, П1ервый вход счетчика подключен ко второму входу первого блока регистровой памяти и первому выходу блока сравнения, второй вход - ко второму выходу блока сравнения и первому входу элемента ИЛИ, а выход - ко вторь М входа первых элементов И, ко второму входу элемента ШШ и ко второму входу третьего регистра, выходы котордго чере дешифратор соединены со входами коммутатора и первыми входами вторых элементов И, вторые входы которых подключены к информационной шине, третьи входы - к выходам коммутатора, а выходы - к вьгхоДным шинам устройства, выход элемента ИЛИ через второй блок регистровой памяти и формирователь сигналов соединен со вторым входом дешифратораj третьим входом первого блока регистровой памяти, вторым входом Первого блока регистровой памяти и первым входом генератора тактовых импульсов, второй вход которого соединен с шиной запуска генератора 31. Недостаток известного устройства состоит в схемной избыточности. При реализации дешифратора известного- устройства необходимо предусматривать дешифрирование каждого кодового слова третьего регистра,, т.е. фактически число дешифраторов равно числу кодовых Слов, а.число выходов каждого дешифратора определяется числом адресов узлов коммутации на сети связи. Таким образом, функциональная реализация дешифратора необычайно громоздка и сложность ее увеличивается с с ростом числа узлов коммутации в сети связи. Действительно, в третий регистр известного устройства последовательно записьюаются коды узлов коммутации, через которые возможна трансляция сообщений на Сети связи. Число этих кодов Может быть от единицы до N. Это существенно увеличивает длину третьего регистра, т.е., если , am - число разрядов кода узлов ко№1утации, например для кода с проверкой на четность, то длина третьего регистра равна 120 разрядам. Очевидно что данный регистр будет Отличаться Очень низкой надежностыо работы. Во-вторых, число дешифраторов в зтом.случае равно 19-ти, число их выходов также равно 19-ти. В данном случае получается сложное устройство. Учитывая, что число узлов коммутации может измеряться сотнями чисел, очевидна громоздкость известного устройства, что снижает также и его надежность. Цель изобретения - упрощение устройства. Поставленная цепь достигается тем, что устройство, содержащее первый и второй блоки регистровой памяти, первые входы которых являются соответственно первым и вторыи информационными входами устройства, блок сравне ния, счетчик, генератор тактовых импульсов, две группы элементов И, эле мент ИЛИ, дешифратор нулевого состоя ния и коммутатор, причем информацион ные входы блока сравнения соединены соответственно с информационными вхо дами первого и второго блоков регист ровой памяти, управляющий вход блока сравнения соединен с выходом генератора тактовых импульсов, первый вход которого является запускающим входом устройства, первые входы элементов И первой группы соединены соответственно с информационнь1ми выходами второго блока регистровой памяти, пе вый выход блока сравнения подключен к второму входу первого блока регистровой памяти и к первому входу счетчика, второй выход блока сравнения соединен с первым входом элемента ИЛИ и с вторым входом счетчика, выход которого подключен к вторым входам элемента ИЛИ и элементов И первой группы, выход элемента ИЛИ подключен к второму входу второго бл ка регистровой памяти, управляющий вьпсод которого соединен с входом дешифратора нулевого состояния, выход которого подключен к третьему входу первого блока регистровой памяти и к второму входу генератора ям пульсов, первые входы элементов И второй группы соединеш) с третьим ин формационным входом устройства, вторые входы соединены соответственно х: выходами коммутатора, выходы элементов И второй группы являются выхо дами устройства, содержит элемент за держки, третью группу элементов И, группу триггеров и шифратор, входы которого соединены соответственно с выходами элементов И первой группы, выходы шифратора подключены соответственно к первым входам триггеров группы, вторые входы которых и первые входы элементов И третьей груп- пы соединены с .выходом элемента задерлоси, вход которого подключен к выходу дешифратора нулевого состояни вторые входы элементов И третьей группы соединены соответственно с выходами триггеров группы, выход каж дого элемента И третьей группы подключен к входу коммутатора и к третьему входу соответствующего элемента И второй группы. На фиг, 1 приведена структурная схема устройства на фиг. 2 - временные диаграмь« 1 работы основных узлов устройства во времени на фиг. 3 возможная структура сети связи, заданная в виде графа-, на фиг, 4 функциональная схема шифратора$ на фиг. 5 - функциональная схема коммутатора. Устройство содержит информационилй вход I, блок 2 регистровой памяти, блок 3 сравнения, группа элементов И 4, блок 5 регистровой памяти, счетчик 6, элемент ИЛИ 7, информационный вход 8 устройства, дешифратор 9 нулевого состояния, генератор тестовых 10 импульсов, эле-. мент 11 задержки, группа элементов И 12, группа триггеров 13, запуска1(Ш(ий вход 14 устройства, шифратор 15, коммутатор 16, группа элементов И 17, информационный вход 18 и выходы 19 устройства, входы 20 шифратора 15, элементы НЕ 21, элементы И 22, элементы ИЛИ 23-26, выходы 27 шифратора, входы коммутатора 16, группы элементов И 29, регис1ры , установочные входы 3Ц-3. регистров, узел 32 дифференцирования сигналов, генератор 33 двоичных чисел, схемы 34-i-34 сравнения ,узлы деления 35/)-35., четырехразрядный сумматор 36, элементы И 37-39, одновибраторы ., выходы коммутатора, сумматоры 42-1-424. установочный вход 43 сумматора 42. На фиг. 2 приняты следукицие обозначения: а . - коды первого блока 2 регистровой памяти, Ь; - коды второго 5 блока регистровой памяти, т.i -ый выход коммутатора 16, t,- - длительность прохождения сигнала по i-My направлению коммутации, причем считается, что сообщение прошло три узла коммутации (а, Эп, а,) и возможна Коммутация по трем исходя1шм направлениям и узлам коммутации с адресами Ъ, Ь, b . На фиг.3 под обозначением УК N понимается N-ый узел коммутации сети связи. По входу 1 вводятся коды пройденных узлов коммутации сообщением по сети связи, причем максимальное возможное число кодов равно величине N, определяемой структурой сети и маршрутами сообщений. Коды адресов пройденных узлов коммутации записываются последовательно в блок 2 регистровой памяти в виде последовательностей слов а., разрядность ко торых постоянна, а их число не более N (на фиг. 2 приведен пример записи трех кодовых слов а, а, а J . Од. новременно по входу 8 вводятся, например, от управляющего процессора, коды тех узлов коммутации, которые допустимы как транзитные при прохождении сообщения от адреса узла ком- нутации возникновения к адресу узла коммутации назначения данного сообщения. Коды адресов допустимых узлов коммутации вводятся в блок 5 регис s ровой памяти. Функциональное назначение устройства в целом состоит в следующем. Сеть коммутации сообщений состоит .из узлов коммутации, связа-ннь1х друг с другом каналами связи. При применении децентрализованных стохастичес ких методов управления, которые позволяют наиболее оптимально управлят процессами коммутации, существует ве роятность повторения пройденного пути, например узел коммутации УК1, узел коммутации УКЗ, узел коммутации УК6, узел коммутации УК8, узел коммутации УКЗ, узел коммутации УК2, узел коммутации УК4, т.е. повторение дважды УКЗ (фиг. 3). Функциональ ное назначение рассматриваемого устройства состоит в исключении возможности повторного прохождения одного и того же сообщения по транзитным участкам сети. . . По окончанию ввода кодов по вхоДй 1 и 8, по входу 14 запускается генератор 10, который синхронизирует работу блока 3 сравнения. Блок 3 сравнения осущестЬляет сравнение кода блока 2 регистровой памяти и кода блока 5 регистровой памяти (код а и код Ь на фиг. 2). Если коды отличаются (фиг. 2), то на первом выход блока 3 сравнения имеется потенциал, а на втором выходе потенциал отсутствует. Если же кодь одинаковы (н фиг. 2 одинаковы коды а и bi., т.е. это есть код пройденного сообщением узла коммутации), то потенциал имеется на втором выходе и отсутству ет на первом. Допустим (фиг. 2), коды а и b , не одинаковы и тогда в ( Ч.Л J, fl и ШЗ .Z.JCtD П 1 VI счетчик 6 запишется единица, а в бло ке 2 регистровой памяти, который циклически замкнут, первая кодовая комби нация будет передвинута импульсом

по второму входу на последнее место, т.е. вид слова в первом блоке регистровой памяти 2 будет а/,,а,,..., а,а, вместо имевшегося раньше, слова а, а,, ...,а. С приходом второго тактового импульса от генератора 10 блок 3 сравнения сравнивает коды а и Ь. Если снова коды а Ь поразрядно не равны (фиг. 2), то в счетчик 6 записывается вторая единица, а последовательность кодов в блоке 2 изменяется на слово вида а,, а, ...,а, а, а t. Если среди кодов блока 2 регистровой памяти нет кодов поразрядно равных первому коду блока 5 регистровой памяти, то счетчик 6 досчитает до числа N, и U его выхода будет подан сигнал на вторые входы элементов И 4 и через элементы И 4 на входы шифратора 15будет подан код Ь,. Код Ь определяет узел коммутации, через который не проходило сообщение, и поэтому коммутация к этому узлу возможна. Шифратор 15 определяет допустимые направления коммутации. С выхода счетчика 6 подается сигнал также через элемент ИЛИ 7 на вход второго блока 5 регистровой памяти. второгЬ блока 5 регистровой памяти сдвигается влево со стиранием кода Ь, т.е. в блоке 5 будет СЛОВО Ьп, Ьз,...,Ь, вместо слова Ь, bq,,.., Ь. Счетчик 6 при достижении счета до числа N сбрасывается в исходное состояние. Допустим, при последующем сравнении кодов слова первого блока 2 регистровой памяти с кодов Ь|, код b(i поразрядно совпал с каким-то кодом (на фиг, 2 код Ь о совпал с кодом а). В этом случае, на втором выходе блока 3 сравнения появится потенциал, по которому счетчик 6 будет установлен в исходное нулевое состояние, а через элемент ИЛИ 7 слово второго блока 5 регистровой памяти сдвинется влево. На фиг. 2 также показано что код bi не совпадает с кодом а, а„, а. Как только будет окончено сравнение полностью, т.е. во всех g 3рядах блока 5 будут записаны нули, то дешифратор 9 сработает и сбросит состояние блока 2 регистровой памяти в исходное (т.е. обнулит все его iiw-ie. W- 1 ъ« 9 XlJtfA Л Civ ti J разряды) остановит генератор 10 и подаст сигнал на вход элемента 1I задержки. Шифратор 15 устанавливает соответствие коду узла коммутации исходящих направлений передач (определяет номер выходов 19 устройства) по которым возможна коммутация сообщений с заданной вероятностью. Например, к узлу коммутации с кодом bj сообщение может передаваться по направлениям ., фиг. 2 , что определяется перебросом соответствующих триггеров в единичное состояние, а к узлу коммутации с кодом Ьеще и по направлению 195. На некоторых выходах шифратора 15 будет сиг нал только в том случае, если на входы будет подан любой из элементов множества кодов узлов коммутации, сообщение к которым может пройти через i-ые направления коммутации, определяемые выходами 19, т.е. на каждом выходе шифратора 15 реализовань дизьюнктивно нормальные функции некоторых множеств кодов узлов коммутации. Таким образом, при поступлении кодов Ь;; на.входы шифратора 15 на выходах его будут появляться сигналы, определяющие возможные направления коммутации. По этим сигналам будет осуществляться переброс тригге ра 13 в единичное состояние. По окон чанию процесса моделирования маршру.тов с выхода элемента 1I задержки будет подансигнал, длит1вльность которого равна времени коммутации сообщения по исходящему направлетаю 19; (на фиг. 2 - направление, опреде ляемое выходом I9Q), По зaдaн oмy фронту сигнала от элемента I1 задерж ки триггеры 13 будут сброшены в ис ходное нулевое состояние. С выходов тех элементов И 12, на входы которых подаьы потенциалы с ед ничных выходов триггеров 13, будут поданы сигналы на входы соответствующих элементов И 17 и входы коммутатора 16. Коммутатор 16 по заданной функции управления определяет одно из возможных направлений коммутации и подает сигнал т на вход соответствующего элемента И 17, по первому входу которого сообщение от информац онного входа 18 подается на передачу к выходу. Таким образом, сообщение коммутируется к установленному узлу коммутации по направлению 19 (на фиг. 2-l9f). Примеры реализации составных частей устройства 15 и 16 приведены для узла коммута1Ц1и (УК1), сети связи, (фиг. 3). Считаем, что каналы связи между, узлами -коммутации дуплексные, а при передаче сообщений возможна лишь одна перекоммутация, т.е. передача будет осуществляться через один промежуточный узел коммутации. Тогда с узлом коммутащ1И(УК2) связь возможна по направлениям: 19-) УК1-УКЗ-УК2, 19ij, УК1-УК4-УК2, 193, УК1-УК5-УК2; связь УК1 и УКЗ возможно осуществить по направлениям: 19, УК 1-УКЗ; и как исключение, допустим 19f, УК1-УК4-УК8-УКЗ-, связь УК1 и УК4возможна по направлениям: 19(j, УК-1УК4$ 19 УК1-УК5-УК4, связь УК1 и УК5 возможна по направлениям: УК1-УК4-УК5-, 19 УК1-УК5, связь УК1 и УК7 возможна по направлениям: 19, УК1-УК7; связь УК1 и УКВ возможно осуществить по направлениям: 19 УК1-УКЗ-УК8, 19 УК1-УК7-УК8. Таким образом, направление передач 19 есть передача сообщений от УК1 и УКЗ, направление 19 - от.УК и УК4, нaпpaвлeнi e 19 j - от УК1 и УК5, направление 194 , от УК1 и УК7. Пусть номера узлов коммутации (УК) закодированы в двоичной системе счисления. Тогда при поступлении кода узла коммутации на входы 20 шифратора 15 сигнал будет на выходе только одного элемента И 22. Элемен1Ъ1 И 22 дешифрируют код узла коммутации, поступивший на входы 20. Причем, при поступлении кода УК2 сигнал будет первого слева элемента И 22, фиг, 4 , при поступлении кода УКЗ сигнал будет на выходе второго слева элементаИ 22 и т.д. В соответствии с описанными выше возможными направлениями передач от УК1 к другим УК осуществлена реализация связей элементов И 22 с элементами ИЛИ 23-26. Дейст-вительно, по первому направленик 19-1 возможна передача сообщений от УК1 и УК2, УКЗ, УК6 и УКВ. Таким образом, если поступит иа входы 20 код УК2, то на выходах 27 элементов ИЛИ 23, 24, 23 будет сигнал, что говорит о том, что передача возможна по одному из трех направлений (разрешенным) 19, 19я и 19i, Если поступит код УК7, то .передача возможна по направлению 19, т.е. сигнал будет на выходе 27 элемента ИЛИ 26. Таким образом, происходит функционирование-устройства шифратора 15. В коммутаторе 16 сигналы, определяющие иаправление передач от шифратора 15 через триггеры 13 и элементы И 12 поступают на входы 28 .,-28 Сигналы, определяющие разрешенные направления передач, например, направления 19,, 19г, 19з, поступают на входы 28, 28г 28 и тогда содержимое регистров 30 , 30Y; и ЗОз через элементы И 29 поступает в сумматор 36. В сумматоре 36 формируется сумма чисел регистров 30,, 30 Q я 30. В регистрах хранятся числа, определяющие вероятность коммутации сообщений по направлениям , причем числа записываются в регистры 30 по установочным входам ЗЦ-314. Б узлах 35 -35 деления формируются приведенные значения вероятности коммутации по направлениям . к их сумме, определенной сумматором 36, т.е. сумма приведенных значений вероятности равна 1. Одновременно при поступлений сигналов по входам 28 узел 32 срабатывает на их передний фронт и запускает генератор 33, который выраба1Ъ1вает дво ичное число равномерно распределенно го ряда в интервале от О до I. Данно число сравнивается схемами сравнения с чис. ами, сформированными в сумматорах 42-,-424, причем срабаты вают те схемы сравнения, на входы которых подается от сумматоров 42 число большее числа генератора 33. По установочному входу 43 в сумматор 42 записывается число Ноль. Схемы сравнения подают сигналы на схему приоритета, составленную из элементов И 37, 38 и 39, причем сиг нал на выходе старшей по приоритету схемы 34 сравнения запрещает прохождение сигналов с. выходов схем срав нения младшихпо приоритету, т.е. если появился сигнал на выходе схемы 34, то будет определено первое направление передач 19 и будет сигнал только на выходе 41-, коммутатора 16. Сигналы с остальных схем сравнения не пройдут на выходы 41(-4|. Коммутатор 16 реализует так называемый игровой способ управления на сетк связи. Одновибраторы 40-,-40 держат сигнал на выходах 41-1-414 время, равное времени прохождения сообщения с входа 8 через соответствующий эле мент И 17 на выбранное направление, передач. Таким образом, в предложенном уст ройстве достигается упрощение. Формула изобретения Устройство дпя моделирования маршрутов сообщений и управления процессом коммутации в сети связи, содержащее первый и второй блоки регистровой памяти, первые входы которых являются соответственно первым и вторым информационными входами устройства, блок сравнения, счетчик, генератор тактовых импульсов, две группы элементов И, элемент ИЛИ, дешифратор нулевого состояния и коммутатор, причем информационные входы блока сравнения соединень соответственно с информационнь1ми выходами первого и второго блоков регистровой памяти, управляющий вход блока сравнения соединен с выходом генератора тактовых импульсов, первый вход которого является запускающим входом устройства, первые входа элементов И первой группы соедйнень соответственно с ин- формационныьш выходами второго блока регистровой памяти, первый выход блока сравнения подключен к второму входу первого блока регистровой памяти и к первому входу счетчика, второй выход блока сравнения соединен с первым входом элемента ШШ и с вторым входом , вьссод которого подключен к вторым входам элемента ИЛИ и элементов И первой группы, выход элемента ИЛИ подключен к второму входу второго блока регистровой памяти, уПравлянхций выход которого соединен с входом дешифратора нулевого состояния, выход которого подключен к третьему входу первого блока регистровой памяти и к второму входу генератора тактовых импульсов, первые входы элементов И второй групщ. соединены с третьим инфopмaциoнньiм входом устройства, вторые входы соединены соответственно с выходами коммутатора, выходы элементов И второй группы являются выходами устройства, отличающееся тем, что, с целью упрощения, оно содержит элемент задержки, третью .группу элементов И, группу триггеров и шифратор, входы которого соединены соответственно с выходами элементов И первой группы, выходы шифратора подключены соответ- ственно к первым входам триггеров группы, вторые входы которых и первые входы элементов И третьей группы соединены с -выходом элемента задержки, вход которого подключен к

выходу дешифратора нулевого состояния, вторые входы элементов И третьей группы соединены соответственно с выходами триггеров группы,, выход каждого элемента И третьей группы подключен к входу коммутатора и к третьему входу соответствующего элемента И второй группы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 595704, кл. G 05 В 3/00, G 08 С 15/06, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР № 547771, кл. 6 Об. F 15/20, 1973.

3. Авторское свидетельстйо СССР по заявке № 2732184/18-24, кл. G 06 F 15/20, 1979 (ПРОТОТИП)

Фив.

27

Фit6. 1 .. I I . 11

Ш

I6t

f

/I,

JB-. 922757 h д: -J I Я

Xo:

U9 m f I I Я I

L

T

I

-J

t.

7Д