Коммутационное устройство

 

Изобретение относится к вычислительной технике и позволяет строить многопроцессбрные выЧислительные системы с программируемой коммутацией, при .этом за счет устранения потерь времени при опросе незадействованных связей и обеспече-; ния возможности центрапизованной настройки получают высокое быстродействие и расширенные функциональtNd СП

СОВХОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5в 4 С 06 F 15/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3835951/24-24 (22) 03.01. 85 (46) 15.08,86, Бюл. Р 30 (71) Таганрогский радиотехнический институт им. В.Д.Калмыкова (72) В.А.Авдеев (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 314207, кл. G 06 F 15/16, 1971.

Авторское свидетельство СССР

Ф 746492, кл. G 06 F 3/04, 1978, „„SU „1251095 A t (54) KONMYTAUHOHHOE УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к вычислительной технике и позволяет стр оить мног опроцесс брные вы числительные системы с программируемой коммутацией, при .этом эа счет устранения потерь времени при опросе незадействованных связей и обеспече-: ния возможности централизованной настройки получают высокое быстродействие и расширенные функциональб

)25 ные эозможности. Коммутационное устройство содержит матричный коммутатор 1, матрицу 2 управления коммутацией, блок 3 синхронизации и блок

4 памяти, Информационные входы 55 и выходы 6 матричного коммутатора ) являются соответствующими информационными входами и выходами устройства, к которым подклю аются устройства, осуществляющие обмен данных между собой, например процессоры.

В устройстве возможно выполнение как синхронно О Гак и асинхронного способов обмена, централизованная и/или децентрализованная настройка соединений, параллельная настройка на выполнение неординарной связи. иль

Устройство относится к вычисли- . тельной технике и может быть использовано в многопроцессорных вычислительных системах с программируемой коммутацией. %

Целью изобретения является увеличение быстродействия устройства эа счет устранения потерь времени при опросе незадействованных связей и расширение функциональных возмож- lO ностей путем обеспечения возможнос-. ти централизованной настройки, На фиг. 1 представлена структурная схема коммутационного устройст-, ва; на фиг.2 — функциональная сх ма 15 программируемого распределителя сигналов на фиг. 3 — информационный граф соединений и его матричное представление (матрица смежности) в режиме централизованной настройки. ?О

Коммутапионное устройство содержит матричный коммутатор I, матрицу

2 управления коммутациеи., блск 3 синхронизации и блок ч памяти, причем

gC информационные входы матричного ком= мутатора 1 подключены к соответствук>щим информационным входам 5 устрой- . ства, информационные выходы матричного l коммутатора являются соответ-ствуницими информационными выходами 6 устройства.

Информационные входы 7 блока А памяти подключены к шине 8 настройки устройства, адресные входы 9 блока памяти подключены к соответствую- 3„=. щим выходам четвертой группы блока 3 синхронизации. Группы 10 выходов бло-. ка А памяти подключены к соответс.твующей группам 11 настроечных входов матрицы 2 управления коммутацией,4О входы приема 12, сброса 13 и разрешения 14 подключены к соответствуюшим выходам первой, второй и третьей групп блок а 3. Группы 1 5 упр авляющих выходов матрицы 2 управления коммутацией поцключены к соответствующим группам управляющих входов матричного коммутатора 1.

Блок 4 памяти содержит n n-разряд" ных регистров, информационные входы которых подключены к соответствуюпдм информационным входам 7 блока 4, входы сброса и-разрядных регистров 16 подключены к соответствующим управляющим входам 9 блока ч. Выходы одноименных разрядов и "разрядных регистров 16 образуют соответствующие группы 10 выходов блока А.

Матрица 2 управления коммутацией содержит и. программируемых распределителей 1 7 сигналов, информационные входы 18 которых подключены к соответствующим группам 11 настроечных входов матрицы 2 управления, Информационные выходы 19 программируемых распределителей )7 сигналов образуют соответствующие группы 15 управляющих выходов матрицы 2 управления коммутацией, Входы приема 20, сброса

2I и разрешения 22 программируемых распределителей 17 сигналов образуют

; оответственно первую 12 вторую 13 и третью 1 > группы управляющих входов матрицы 2 управления коммутацией.

Программируемый распредегпгтель 17 сигналов содержит n RS-триггеров 23, и пар входных элементов И 24, 25, п элементов И 26 обратной связи, и выходных элементов И 27, п входных элементов ИЛИ 28, п выходных элементов ИЛИ 29 и элемент НЕ 30.

Второй режим работы устройства отличается от первого тем, что каждый

i-й передатчик непосредственно связан с i-м регистром 16 блока 4 памяти, т.е, ввод слов матрицы смежности (см. фиг.3) производится децентрализованно (каждый i è передатчик в регистр 16 вводит i-e слово матрицы смежности). В дальнейшем работа устройства происходит так же, как и в первом режиме.

Наличие в предлагаемом коммутационном устройстве блока памяти и связанной с ним матрицы управления коммутацией, построенной на программируемых распределителях сигналов, обеспечивает увеличение быстродействия и расширение функциональных возможностей устройства ° з у 1

Первый вход первого входного элемента И 23 i-пары является i — м информационным входом 18 программируемого распределителя 17 сигналов, а

-второй вход элемента И 24 подключен к входу 20 приема блока 17; (i+I)-e входы выходных элементов И 27 подключены к входу элемента НЕ 30 и к входу 22 разрешения блока 17. Выход i-ro выходного элемента И 27 является i-м информационным выходом

19 блока 17. Второй вход i-го входного элемента ИЛИ 28 подключен к входу сброса 21 программируемого распределителя 1? сигналов.

Устройство работает следующим образом.

Рассмотрим примеры выполнения двух режимов: режима централизованной настройки и режима децентрализованной настройки.

В первом режиме для реализации требуемых соединений (фиг.3) в блок

4 памяти осуществляется ввод матрицы смежности последовательно по строкам (словам) . После ввода матрицы смежности сигналом ПРИЕМ (ПР), .сформированным блоком 3 синхронизации, производится запоминание сигналов запросов в RS-триггерах 23 каждого программируемого распределителя 17 сигналов, которые предварительно установлены в нулевое состояние сигналом СБРОС (СБ) от блока

3 синхронизации, 35

Программируемый распределитель

17 сигналов предназначен для последовательного формирования сигналов на выходах 19 в соответствии с хранящимися сигналами запросов в RS- 40 триггерах 23. ПрограммируеььпЪ распределитель сигналов 17 работает таким образом, что только на одном из его выходов 19 присутствует единичный уровень потенциала, который 45 в матричном коммутаторе 1 осуществляет соединение .информационного входа 5 с информационным выходом 6, Формирование одного сигнала на выходе 19 достигается тем, что нуле- 50 вой уровень потенциала с инверсного выхода RS-триггера 23 запрещает появление других сигналов на выходах элементов И 27. Только после сброса триггера 23 возможна выработка сиг" 55 нала на соответствующем по порядку выходе программируемого распределителя 17 сигналов.

095 4

Формирование единичного уровня потенцпапа на од из выходов 19 осуществляется по первому разрешающему сигналу у блока 3, а по сиг1 напу у = у выполняется сброс г

RS-триггера. Сброс RS-триггера 23 через один такт становится возможным благодаря наличию в цепи обратной связи несимметричного триггера (элементы И 26 и ИЛИ 29), который по сигналу на выходе 19 запоминает единич— ное значение триггера 23 и подготавливает элемент И 25 к приему сигнала у, выполняющего сброс триггера 23.

Таким образом, программируемый распределитель 17 сигналов формирует распределенные во времени и в пространстве сигналы только на тех своих выходах, для которых имеются в наличии соответствующие сигналы запросов.

В рассматриваемом программируемом распрецелителе сигналов такт времени для передачи информации жестко задается сигналами у. ., Нетрудно представить программируемый распределитель 17 сигналов, в котором реализуется плавающий такт времени для передачи информации, определяемый каждьм i-м передатчиком, В этом случае на фиг,2 отсутствуют элементы И 26 и ИЛИ 29, элемент f1E

30, а сброс каждого триггера 23 осуществляется самим соответствующим передатчиком, Таким образом, предлагаемое устройство может выполнять как синхронный, так и асинхронный способы обмена информацией.

Увеличение быстродействия достигается, во-первых, благодаря тому, %To наличие программируемых распределителей сигналов в матрице управления коммутацией позволяет опряпплвать только те ее входы (выходы блока памяти), ня которых имеются единичные уровни потенциалов. В известном устройстве матрипя управления коммутацией содержит регистры сдвига с циркулирующи л единичным разрядом, которые производят последова1 тельный опрос. всех ее входов, имеющих и единичные и нулевые уровни потенциалов, имеются непроизводительные затраты времени.

Во-вторых, в предлагаемом устройстве одновременно выполняется режим настройки связей одного передатчика с несколькими приемниками (неординарная связь). В устройстве-прототипе неординарная. связь из-за наличия одного дешифраторя реяпизуется последовательно во времени„ т,е. в т раэ медленнее,где r — число приемников, соединенных с передатчиком.

Коме того, предлагаемое коммутационное устройстно обладает более широкими функциональными в озможностями по сравнению с известным устройством: возможность выполнения как синхронного, так и асинхронного способов Обмена, централизованная и (или),цецентрализованная ня стройка ня вьпголнение желаемых соединений, параллельная настройка устройства на выполнение неординарной связи.

В устройстве-прототипе возможна лишь последовательная децентрализованная настройка на выполнение тре— буемых соединений.

Формуляиэоор

Коммутапионное устройство, содер-. жащее матричный коммутатор, матрицу управления коммутацией и блок синхронизации, причем информационные входы матричного коммутатора понключены к соответствующим информа— ционнь|м входам устройства, а инфор-. мационные выходы матричного коммута" тора являются соответствующими информационными вь|ходами устройства, группы управлявших входов матричного коммутатора соединены с соответ. ствуюшими группами управляюших выходов матрицы упряBJTения коммутацией„ входы приема, сброся и разрешения которой подключены к соответствуюшим выходам соответственно первой, второй и третьей групп блока синхронизации„о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия за счет устранения опросов не з адей с тн ов анных св я з ей и расшир ения функциональных возможностей устройства путем обеспечения центра" лизонанной настройки, устройство содержит блок памяти, информационные входы которого подключены к шине настройки устройства, адресные входык срответстнуюп м выходам четвертой,, группы блока синхронизации, an групп (где и — число направлений, контролируемых устройством) выходов блока памяти подключены к соответствующим группам настроечных входон матрицы управления коммутацией, причем матрица управления коммутацией содержит и программируемых распределителей сигналов, информационные входы которых образуют соответствующие группы няс роечных входов матрицы управления коммутяцйей, информационные выходы программируемых распределителей сигналов образуют соответствующие группы управляющих выходов матрицы управления коммутацией, а входы приема, сброса и разрешения программи— руемых распределителей си -нялов об. разуют соответственно входы приема, сброса и разрешения мятр|лцы управления коммутацией и каждый программируемый распределитель сигналов содер7:ит п триггерОв, п нар входных элементОБ И и элементов И ОбрятнОЙ связи, п выходных элементов И, и входных элементов ИЛИ, и выходных элементов ИЛИ и элемент НЕ, причем вход установки i ãî триггера (i и) подключен к выходу первого входного элемента И i-пары, первый вход которого является i-м информационным в ходом программируемого распределителя сигналов, а второй вход является входом приема программируемого распределителя сигналов, прямой выход i-ro триггера подключен к первому входу i-ro элемента И обратной связи и к первому входу i-го выходного элемента И, входы с 2-го

no i-й которого подключены соответственно к инверсным выходам с 1-го:

l 251 до (i — 1) -го триггеров, (х+1)-е вхо-" ды выходных элементов И подключены к входу элемента FIE и входу разреи ения программируемого распределителя сигналов, выход i-го выходного элемента И является i-м информацион-: ным выходом программируемого распределителя сигналов и т-одключен к первому входу 1-го выходного элемента

ИЛИ выход которого подключен к вто- О рому входу i-го элемента И обратной связи, выход которого подключен к

095 второму входу i-го выхопнсго элемен-. та ИЛИ и первому входу второго входного элемента Il i.-й пары, второй вход которого подключен к выходу элемента HF., а выход второго входпо— го элемента И .-й пары соединен с перв ч3 входом 1-ro входного элемента

ИЛИ, BTopoA вход Eo opoT o I opKJIFo leEi к входу сброса программируемого распределителя сигналов, а выход-к входу сброса J --го триггера.

С о ст авит ел ь Н . 3 ахар евич

Редактор И,Рыбченко Техред 1 - Ходанич Хорректор С,ШекмарЗаказ 4413/47 Тираж 671 " Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-попиграфическое предприятие „г, Ужгород, ул. PpnF ктна я, 4