Блок управления для ячейки волновой коммутационной системы

 

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для построения мультипроцессорных вычислительных систем с децентрализованным управлением. Цель изобретения - повышение быстродействия системы за счет обеспечения возможности передачи полезной информации во время разрушения ненужных каналов связи. Для достижения поставленной цели в состав ячейки волновой коммутационной системы, содержащей блок 1 ввода - вывода, в состав которых входят элементы И-НЕ 2, 3, элементы ИЛИ-НЕ 4, 5, триггер 6, элементы И 7, 8, элементы ИЛИ 9, 10, собирательный блок 11, состоящий из элемента И-НЕ 12, элемента ИЛИ 13, элемента НЕ 14, входит блок 15 управления, включающий триггер 16, элемент И 17, элемент ИЛИ-НЕ 18, элемент ИЛИ 19, элемент И-НЕ 20, элемент НЕ 21, второй и третий элементы ИЛИ 22, 23, второй триггер 24, третий триггер 25. Ячейка имеет вход 26 ввода сигнала поиска, вход 27 вывода сигнала выделения, вход 28 вывода сигнала поиска, вход 29 ввода сигнала выделения, вход 30 задания приоритетной связи, вход 31 контроля, вход 32 установки в исходное состояние, вход 33 стробирования, вход 34 поиска, вход 35 выделения, первый и второй выходы 36, 37 режима, первый и второй выходы 38, 39 контроля. 1 ил.

!

„„SU„„1599 6

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСИИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (51)5 С 06 F 15 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТНЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4648858/24-24 (22) 07.02.89 . (46) 15.10.90. Бил. У 38 (71) Куйбьппевский политехнический институт им. В.В. Куйбьппева (72) А.М.Кистанов . (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 446059, кл. С 06 F 15/16, 1972.

Авторское свидетельство СССР

Ф 934467, кл. С 06 Р. 15!16, 1980.

2 (54) БЛОК УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ЯЧЕЙКИ

ВОЛНОВОЙ КОММУТАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для построения мультипроцессорных вьиислительнык систем с децентрализованным управлением. Цель изобретения — повьппенне быстродействия системы за счет обеспечения возможности передачи полезной информации во . время разрушения ненужных каналов

1599866 связи. Для достижения поставленной цели в состав ячейки волновой коммутационной системы, содержащей блоки 1 ввода-вывода, в состав которых входят элементы И-НЕ 2, 3, элементы

ИЛИ-НЕ 4, 5, триггер 6, элементы

И 7, 8, элементы ИЛИ 9, 10, собирательный блок 11, состоящий из элемента И-НЕ 12, элемента И 13, элемента НЕ 14, входит блок 15 управления, включающий триггер 16 .элемент И 17, элемент ИЛИ-НЕ 18, элемент ИЛИ 19, элемент И-НЕ 20, элемент HE 21, вто20

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для построения мультипроцессорных вычислительных систем и систем связи с децентрализованным управлением.

Цель изобретения — повышение быстродействия системы за счет обеспечения возможности передачи полезной информации во время разрушения ненужных каналов связи.

На чертеже представлена схема ячейки волновой. коммутации системы с использованием предлагаемого блока управления.

Ячейка содержит блоки 1 ввода/вы вода, в состав каждого из которых . входят элементы И-HE 2, 3, элементы

ИЛИ-НЕ 4, 5, триггер 6, элементы

И 7, 8, элементы ИЛИ 9, 10, собирательный блок 11, состоящий из элемента И-НЕ 12, элемента ИЛИ 13. элемента

НЕ 14;.блок 15 управления, включающий триггер 16, элемент И 17, элемент ИЛИ-НЕ 18, элемент ИЛИ 19, элемент И-НЕ 20, элемент HE 21, второй и третий элементы ИЛИ 22, 23, второй триггер 24, третий триггер 25.

Ячейка имеет вход 26 ввода сигнала поиска, выход 27 вывода сигнала выделения, выход 28 вывода сигнала поиска, вход 29 ввода сигнала выделения, вход 30 задания приоритетной связи, вход 31 контроля, вход 32 установки в исходное состояние, вход

33 стробирования, вход 34 поиска, вход 35 выделения, первый и второй выходы 36 и 37 режима, первый и второй выходы 38 и 39 контроля.

Ячейка с блоком управления функционирует следующим образом.

55 рой и третий элементы ИЛИ 22, 23, второй триггер 24, третий триггер

25. Ячейка имеет вход 26 ввода сигнала .поиска, вход 27 вывода сигнала вьделения, вход 28 вывода сигнала поиска, вход 29 ввода сигнала выделения, вход 30 задания приоритетной связи, вход 31 контроля, вход 32 установки в исходное состояние, вход 33 стробирования, вход 34 поиска, вход

35 вццеления, первый и второй выходы 36, 37 режима, первый и второй выходы 38, 39 контроля. 1 ил.

Коммутируемые источники информации по прямым каналам подключаются к входам 26 ввода сигналов поиска и по обратным каналам - к выходам 27 вывода сигналов выделения периферийных ячеек, а приемники информации подключаются по прямым каналам к входам 29 ввода сигналов выделения и по обратным каналам — к выходам 28 вывода сигнала поиска других периферий" ных ячеек. Полюсы, связанные с источниками информации являются вершинами — источниками системы, полюсы, связанные с приемниками информации— вершинами — приемниками системы. Побуждение образования информационного канала возникает в вершинах-источниках. Поэтому выходному и входному полюсам ставятся соответственно вершина-источник — вершина-приемник в коммутационной системе.

После включения питающего напряжения на входах 31 и 32 устанавливаются нулевые, а на входах 30 и 33 единичные потенциалы. Данные входы являются общими для всех ячеек системы. В исходное состояние предлагаемая ячейка устанавливается подачей единичного импульса по входу 32.

Пройдя элемент ИЛИ 19 блока 15 управления, эта команда устанавливает триггер 16 блока 15 управления в нулевое состояние и через элемент

ИЛИ 9 устанавливает триггеры 6 всех блоков 1 ввода-вывода в единичное состояние. При этом с инверсных выходов триггеров 6. выдаются разрешения элементом ИЛИ-НЕ 4 соответствующих блоков 1 . на вывод из ячейки сигнала выделения по всем направлени99866 6

5 15 ям и через элементы И-НЕ 3 выдаются разрешения элемент И-НЕ 2 на ввод в ячейку сигнала поиска, Элемент

И-НЕ 20 блока 15 управления получает разрешение по инверсному выходу триггера 16 на ввод в ячейку команды контроля, подаваемой впоследствии по входу 31.

Команда контроля подается в виде единичного импульса перед образованием нового канала связи и после его образования. Контроль системы перед образованием каждого канала необходим для локализации неисправных ячеек — генераторов сигналов поиска, появившихся в промежутке времени между образованием предыдущего и данного каналов. Эта команда воспринимается только незанятыми ячейками, поэтому при ее реализации передача.информации не прекращается. Сигнал команды, инвертируясь открытым элементом И-НЕ 20 блока 15 управления, закрывает элементы И-НЕ 2 всех блоков 1 ввода-вывода незанятых ячеек. В результате этого, на выходах

28 всех исправных ячеек устанавливается нулевой уровень. На этих же шинах ячеек-генераторов ложного сигнала удерживаются единичные потенциалы. Через время задержки элемента

НЕ 21 блока 15 управления команда контроля в виде единичного импульса, поступающего на входы элементов И 8 всех блоков 1 ввода-вывода, опрашивает состояние входов 26. Если на данном входе удерживается ложный сигнал ноиска, то команда контроля через элемент И 8 и элемент ИЛИ 10 устанавливает триггер 6 данного блока 1 в нулевое состояние; единичным потенциалом, снимаемым с инверсного выхода триггера 6, закрывает элемент

ИЛИ-НЕ 4 и через элемент И-НЕ 3 элемент И-НЕ 2 этого блока 1. Таким образом, от ячеек-генераторов ложных сигналов поиска система изолирует ся путем отключения входных полюсов смежных ячеек. Поступая на входы установки в "0" триггеров 24 и 25 бло— ка 15 управления, команда контроля устанавливает их в нулевое состояние.

Требование .на образование канала связи реализуется в два IDara: построение прадерева соединительных путей и выделение ветви и дерева соединительным путем. Первый шаг реализует5

55 ся путем адрес"; о" о выоора вершины— источника системы возбуждения по входу 26 блока 1 ввода-вывода ячейки, связанной с данной вершиной сигнала поиска в виде единичного потенциала.

Пройдя периферийную ячейку, данный сигнал появляется на выходе 28 вновь в виде единичного потенциала и далее

IIo незанятым ячейкам волна этого сигнала распространяется до выходов системы. Достигнув периферийных ячеек, сигнал поиска появляется на выходах

28, связанных с вершинами — приемниками информации.

Пусть волна сигнала поиска достигла ячейки по двум направлениям одновременно. Инвертируясь элементамн

И-НЕ 2 блоков 1 ввода-вывода,связанных с этими направлениями, сигнал поиска в виде нулевого потенциала по обратным связям запрещает элементам И-НЕ 2 остальных блоков 1 вводавывода прием данного сигнала по другим направлениям. Каждый из элементов, принимающих сигнал поиска, стремится закрепить ввод его из другого направления. В результате одно из направлений выигрывает гонки и на выходе элемента И-НЕ 2 данного блока

1 ввода-вывода устанавливается нулевой, а на выходах элементов И-НЕ 2 остальных блоков ввода-вывода единичный потенциал. В дальнейшем, пройдя элемент И-НЕ 12 собирательного блока 11, данный сигнал по выходам

28 вновь в виде единичного потенциала распространяется вглубь системы.

Достигнув периферийных ячеек, сигнал поиска появляется на выходах

28, связанных с вершинами-приемниками информации. Таким образом, в процессе распространения волны сигнала поиска в системе строится прадерево соединительных путей с корнем в возбужденной вершине-источнике и ветвями, оканчивающимися на всех достижимых и незанятых в данный момент вершинах-приемниках, причем каждая ветвь является кратчайшей и проходит по исправным. ячейкам, обходя неисправные и занятые участки структуры.

Вторая часть требования на образование канала связи реализуется следующим образом.

На входах 29, связанных с вершинами-приемниками периферийных ячеек, возбуждается сигнал выделения в виде единичного потенциала. В слу1599866

40 чае обслуживания системой абонентской сети каждый абонентский комплект должен содержать регистр с записанным в него кодом-именем абонента, регистр кода вызываемого абонента и компаратор. Тогда источник информации по построенному прадереву соединительных путей передает коды абонентов, с которыми необходимо образовать канал связи.

Пусть сигнал выделения достиг рассматриваемой ячейки по одному из входов 29. Пройдя элемент ИЛИ 13 элемент

НЕ 14 собирательного блока 11, данный сигнал в виде нулевого потенциала поступает на входы элементов

ИЛИ-НГ 4 всех блоков 1 ввода-вывода.

Однако разрешение на вывод данного сигнала имете лишь блок 1, выигравший гонки сигнала поиска и осуществляющий его прием. Претерпев вторую инверсию элементом ИЛИ-НЕ 4 данного блока 1, сигнал выделения вновь в виде единичного потенциала по выходу 27 распространяется в направлении ячейки, осуществляющей передачу сигнала поиска. Таким образом, от ячейки к ячейке сигнал выделения, копируя пути прохождения сигнала поиска, достигает вершины-источника.

При этом по образовавшемуся встречному каналу могут быть переданы квитанции вершине-источнику в виде кодов вершин-приемников, подключившихся в результате вызова.

Процессы распространения сигналов . поиска и выделения осуществляются без прерывания передачи информации по установленным ранее каналам. Достигается это за счет удержания на входах 33 единичного потенциала, разрешающего элементам И 17 блоков 15 управления всех ячеек принимать признак занятости, в качестве которого используется наличие в ячейке сигналов поиска и выделения. При этом ячейки установленных ранее каналов, у которых произошло совпадение сигналов поиска и выделения, подтверждают свои состояния включения.

Рассматриваемая ячейка входит во вновь образованный канал. Признаками этого являются совпадение на входах элемента 17 И блока 15 управления единичных потенциалов. Единичным потенциалом, снимаемым с выхода данно- го элемента, триггер 16 устанавливается в единичное состояние, закрывая элемент И-НЕ 20. Если элемент

И-НЕ 2 данного блока. 1 ввода-вывода г осуществляет прием сигнала поиска, Р то на его выходе удерживается нулевой потенциал, не разрешая элементу

И 7 данного блока 1 пропуск единичного потенциала со стороны блока 15 управления, и триггер 6 этого блока

1 ввода-вывода остается в единичном состоянии. На входах элементов И 7 остальных блоков 1 ввода-вывода происходит совпадение единичных потенциалов и через элементы ИЛИ 10 триггеры 6 данных блоков 1 устанавливаются в нулевые состояния, запрещающие элементам И-НЕ 2 и элементам

ИЛИ-НЕ 4 данных блоков ввод сигналов поиска и вывод сигналов выделения в соответствующих направлениях. Так, по мере распространения волны сигнала выделения происходит фиксация состояний включения ячеек. Поэтому время, необходимое для образования одного канала связи, независимо от его разветвленности равно времени распространения волны сигнала поиска от вершины-источника до вершин-приемников и времени распространения волны сигнала выделения в обратном направлении. Процедура образования канала связи допускает одновременное возбуждение вершин. При этом время построения канала сокращается до времени волны в одном направлении. После образования канала связи вновь подается команда контроля, обеспечивающая изоляцию оставшейся неиспользованной части системы от ячеек нового канала.

Реализация ее осуществляется указанным выше образом.

Дпя обеспечения разрушения ненужных каналов. отведен служебный такт, следующий периодически. Перед началом служебного такта подается сигнал контроля в виде единичного импульса который устанавливает триггеры

24 и 25 в нулевое состояние. Затем по входам 26 и 27 от источников и приемников информации, для которых необходимо сохранить действующие каналы связи, подаются сигналы в виде импульсов, которые, пройдя собирательный блок 11, устанавливают триггеры 24 и 25 блока 15 управления в единичное состояние. Сигналы с прямых выходов этих триггеров, пройдя элементы ИЛИ 22, 23, запрещают про!

99866

25

9 15 хождение строба через элемент ИЛИ-НЕ 18, После того, как от источников и приемников информации были поданы единичные импульсы, подтверждающие сохранение канала связи, сразу может передаваться полезная информация, не дожидаясь распространения этих им- . пульсов по всей системе и окончания переходных процессов. В каналах, -подлежащих разрушению, устанавливаются нулевые потенциалы по названным цепям и, потому на входах элементов

ИЛИ-НЕ 18 блока 15 управления этих ячеек присутствуют разрешения.на прохождение строб-импульса, подаваемого по входу 33 ° Пройдя элемент ИЛИ 19, строб;-импульс устанавливает триггер

16 блока 15 управления в нулевое состояние и через элементы ИЛИ 9 блоков

1 ввода-вывода устанавливает триггеры 6 в единичное состояние, т.е. возвращает каждую ячейку разрушаемого канала в исходное состояние.Длительность служебного такта равна времени встречного распространения волн сигналов поиска и выделения через систему и времени переходных процессов в ячейках по обработке строб-импульсов, протекающих параллельно, В волновой коммутационной системе, построенной из предлагаемых ячеек, предусмотрен режим приоритетной связи. Достигается он за счет введения соответствующей команды, а также элементов отключения памяти ячеек, перезаписи их состояний и восстановления ориентации включения неиспользованной в приоритетном канале части системы.

При поступлении запроса на приоритетную связь на время поиска и фик- сации нужного канала связи происходит отключение источников и приемников информации, работающих в обычном режиме. Затем по входам 30 на все ячейки системы подается команда приоритетной связи в виде нулевого потенциала. Эта команда через элементы

И-НЕ 3 всех блоков 1 ввода-вывода выдает разрешение элементам И-НЕ 2 на ввод сигнала поиска. После этого в нужной вершине-источнике возбуждается сигнал поиска и строится прадерево соединительных путей указанным образом так, как будто система свободна. По окончании переходных процессов в нужных вершинах-приемниках возбуждаются сигналы выделения и происходит встречное распространение по ветвям этогс сигнапгг с перезаписью памяти ячеек.

Пусть волна спгпа.ьов выделения r;остигла предлагаемой ячейки по одному иэ входов 29. Состояние включения данной ячейки не совпало с необходимым в приоритетном канале. Сигнал выделения, пройдя элемент ИЛИ 13 и элемент НЕ 14 собирательного блока

11, в виде нулевого потенциала подается на входы элементов ИЛИ-НЕ 5 всех блоков 1 ввода-вывода, разрешая прохождение команды приоритетной связи.

Но проходит эта команда только в блоке ввода-вывода 1, элемент 2 И-НЕ которого в данный момент осуществляет прием сигнала поиска. Через элемент ИЛИ-HE 5 и элемент ИЛИ 9 устанавливается триггер 6 данного блока в единичное состояние. Кроме того, единичным потенциалом, снимаемым с выхода элемента И 17 блока 15 управления, через элемент И 7 и элемент

ИЛИ 10 блоков 1 ввода-вывода, не принимающих сигнал поиска, триггеры 6 устанавливаются в нулевое состояние, соответствующее новой ориентации " включения ячейки. Ячейки, еще не вошедшие в канал приоритетной связи, не получают сигнал выделения и своих состояний не меняют. По окончании переходных процессов команда приоритетной связи снимается и система может функционировать в обычно:.л режиме.

Формула изобр ет ения

Блок управления для ячейки волновой коммутационной системы, содержащий триггер, элемент ИЛИ, элемент

ИЛИ-НЕ, элемент И, элемент И-НЕ и

45 элемент НЕ, причем вход установки ,В "0" триггера подключен к вьходу элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ-НЕ, а второй вход элемента ИЛИ является

50 входом установки в исходное состояние блока, первые входы элемента

ИЛИ-НЕ и элемента И подключены к входу стробирования блока, вьмод элемента И подключен к входу установки в

"1" триггера и является первым выходом режима блока, второй выход режима котороГо подключен к выходу элемента ИЛИ, инверсный выход триггера подключен к первому входу элемента

Составитель С.Аверьянова .

Редактор С.Лисина Техред M.Äèäûê Корректор Л. Пилипенко

Заказ 3144 Тираж 566 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

j)„ 159986

И-НЕ, второй вход которого яш алетея входом контроля блока, а выход элемента И-НЕ подключен к входу элемента НЕ и является первым выходом контроля блока, второй выход контроля ко"

5 торого подключен к выходу элемента

НЕ, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия системы путем обеспечения возможности передачи полезной информации во время разрушения ненужных каналов, связи, блок содержит второй и третий элементы ИЛИ и второй и третий триггеры, причем входы установки в

6 12

"1" второго и третьего триггеров являются соответственно входом выделения и входом поиска блока и соединены с первыми входами второго и третьего элементов ИЛИ соответственно, вторые входы которых соединены с

I прямыми выходами второго и третьего триггеров, входы установки в "0" которых подключены к входу контроля блока, выход второго элемента ИЛИ подключен к вторым входам элементов

И и ИЛИ-НЕ, выход третьего элемента

ИЛИ соединен с третьим входом элементов И и ИЛИ-НЕ.