Ячейка коммутационной системы

 

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для построения коммутационных систем и многопроцессорных вычислительных систем с распределенным управлением. Целью изобретения является повышение пропускной способности и надежности работы ячейки. Ячейка содержит f вторых блоков 1 коммутации, f первых блоков 2 коммутации. Ячейка имеет f входов 3 поиска, f информационных входов 4, f выходов 5 фиксации, f

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COUHAËÈÑÒÈ×EÑHÈХ

РЕСПУБЛИК

Р1Р G 06 F 15/16, 7/ОО

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHflM

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4711762/24 (22) 27.06.89 (46) 07.06.91. Бюл. В 21 (71)Харьковский институт инженеров ,железнодорожного транспорта им. С.M. Кирова (72) И.M. Гулида, И. Г. Филиппенко и С.В. Понеделко (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(1416985, кл. С 06 F 15/16, 1988.

Авторское свидетельство СССР

Н 1559336, кл. С Оо F 7/00, ь 06 F 15/16, 1990.

2 (54) ЯЧЕЙКА КОММУТАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для построения коммутационных систем и многопроцессорных вычислительных систем с распределенным управлением..

Целью изобретения является повьппение пропускной способности и надежности работы ячейки. Ячейка содержит f вторых блоков 1 коммутации, f первых блоков 2 коммутации. Ячейка имеет f входов 3 поиска, f информационных входов 4, f выходов 5 фиксации, 1654833 выходов 6 поиска, f информационных выходов 7, f входов 8 фиксации. Второй блок 1 коммутации имеет вход 9 поиска, входы 10, 15 фиксации, выходы

16 поиска, входы 17 выбора. Первый

Изобретение относится квычислитепьной технике и предназначено для построения коммутационных систем и многопроцессорных вычислительных систем с распределенным управлением.

Целью изобретения является повьпление пропускной способности и надежности в работе устройства.

На фиг. i представлена функциональная схема ячейки коммутационной системы; на фиг, 2 — то же, содержащая три первых и три вторых блока коммутации; на фиг. 3 — функциональная схема второго блока коммутации; на фиг. 4 то же, первого блока коммутации. 25

Ячейка коммутационной системы (фиг. 1) содержит f вторых блоков 1 коммутации и f первых блоков 2 коммутации, f входов 3 поиска, i информационных входов 4, f выходов 5 фикаации, f выходов 6 поиска, f информационных выходов 7 и f входов 8 фик-. сации, причем t-й вход 3 поиска (t=1,f) ячейки подключен к входу 9 поиска t-ro второго блока 1, t-й выход 5 фиксации ячейки подключен к входу 10 фиксации t-го второго блока 1. Каждый информационный вход 4 ячейки подключен к одному из информационных входов каждого первого блока

2, причем t-й информационный вход 4

40 ячейки подключен к 1-му информационному входу 11 k-ro первого блока 2 (1.,k=1, f," k=mody(t+1-1),где mod (...) означает, что число в скобках взято

45 по модулю f). t-й выход б поиска, t-й информационный выход 7 и t-й вход

8 фиксации ячейки подключены соответственно к выходу 12 поиска, информационному выходу 13 и входу 14 фиксации t-ro первого блока 2. Входы фикса50 ции, выходы поиска и входы выбора каждого, второго блока 1 подключены к сооТветствующим выходам фиксации, входам поиска и выходам выбора первых блоков 2, причем 1-й вход 15 фиксации, ll-й выход 16 поиска и 1-й выход 17 выбора t-ro второго блока 1 подключены соответственно к 1-му выходу 18 блок 2 коммутации имеет информацион-, 1 ные входы 11 13, выход 12 поиска, вход

14 фиксации, выходы 18 фиксации, входы 19 поиска, выходы 20 выбора, группы 21 входов запрета. 4 ил. фиксации, к 1-му входу 19 поиска и

1 — му выходу 20 выбора k-ro первого блока 2, Кроме того, каждый вход фиксации t-ro второго блока 2 подключен к одному из входов запрета каждого из соответствующих первых блоков 2, причем 1-й вход 15 фиксации t-ro второго блока 1 подключен к а-му входу 21 запрета s-й группы входов запрета

m-ro первого олока 2 коммутации (а

1, (f-1); m=mod (t+1-1+а); s

= mode(1+a), где 1,t=1,f).

Второй блок 1 (фиг. 3) содержит 1 элементов И 22, f элементов ИЛИ 23, элемент ИЛИ-HE 24 и элемент И-НЕ 25.

Второй блок 1 служит для управления направлением распространения сигнала поиска, управление осуществляется с помощью сигналов выбора. Кроме того, в блоке 2 осуществляется формирование сигнала фиксации.

Первый блок 2 (фиг. 4) содержит два элемента ИЛИ 26 и 27,, f элементов

НЕ 28, f элементов И 29 и f элементов И-НЕ 30.

Первый блок 2 обеспечивает формирование сигнала поиска ификсирование одного сигнального пути по цепям распространения сигнала поиска, в результате чего образуется информационный канал связи для передачи сигналов с

1-го информационного входа 11 на информационный выход 13 первого блока 2.

Ячейка коммутационной системы может функционировать самостоятельно, а также в составе коммутационной системы.

КОнструирование коммутационной системы из предлагаемой ячейки осуществляется соединением входов и выходов сигнала поиска, входов и выходов сигнала фиксации и информационных входов и выходов одноименных направлений в соответствии с графом связей коммутационной системы. Ячейка и коммутационная система, построенная на ее основе, дополнительного управления не требуют. Источники информации подключаются к вы-. ходам 5 фиксации, входам 3 поиска и информационным входам 4 одноименных

5 f65483 направлении, а приемники — к входам

8 фиксации, выходам 6 поиска и информационным выходам 7 одноименных направлений периферийных ячеек.

Ячейка и коммутационная система, построенная на ее основе, предназначе ны для обслуживания равноценных между собой источников и равноценных между собой приемников информации (любой возбужденный источник может передать информацию любому одному готовому к приему информации приемнику) и обеспечивают настройку новых информационных каналов связи, передачу информации по настроенным каналам связи, а также стирание каналов связи, которые не нужны, Каждый возбужденный источник ищет готовый к приему информации приемник„ посылая сигнал поиска, и после Э получения квитанции (сигнала фиксации) от приемника передает ему необходимую информацию через настроенный канал по цепям распространения информационных сигналов. Настройка канала связи осу- 25 ществляется в результате осуществления процессов поиска и фиксации.

Рассмотрим работу ячейки в составе коммутационной системы, обслуживающей многопроцессорную систему. 30

В исходном состоянии на входах поиска 3, фиксации 8 и информации 4 пе-. риферийных ячеек устанавливаются нулевые потенциалы. Пусть волны нулевых потенциалов достигли рассматриваемую ячейку по входам 3,8 и 4 независимо друг от друга.

Процесс распространения нулевых потенциалов по цепям распространения сигналов фиксации ячейки происходит 4р следующим образом. Нулевые потенциалы поступают через входы 8 фиксации данной ячейки на одноименные входы

14 первых блоков 2. При поступлении нулевого потенциала на (2f) é вход 45

1-ro элемента И-НЕ 30 t-ro первого блока 2 (t 1=1,f) на выходе 1-го элемента И-НЕ 30 устанавливается единичный потенциал, который поступает на

1-й выход 18 фиксации t-ro первого блока 2 и на вход 1-ro элемента

1 Е 28, на выходе которого устанавливается нулевой потенциал. С выхода

1-ro элемента НЕ 28 нулевой потенциал поступает на 1-й выход 20 выбора

t-го первого блока.В результате прохождения нулевых потенциалов по цепям распространения сигналов фиксации первых блоков 2 на выходах 18 фиксации

3 6 и выходах 20 выбора каждого первого блока 2 устанавливаются соответственно единичные и нулевые потенциалы.

При этом на входы 1...(f-1) и (f+1)... (2г-1) каждого элемента И-HE 30 каждого первого блока 2 с выходов соответствующих элементов И-HF 30 первых блоков 2 поступают единичные потенциалы. С выходов 18 первых блоков 2 на входы 15 фиксации вторых блоков 1 поступают единичные потенциалы, а с выходов 20 первых блоков на выходы

17 выбора вторых блоков поступают нулевые потенциалы. С 1-го входа 17 выбора t-го второго блока 1 нулевой потенциал поступает на второй вход

1-ro элемента ИЛИ 23 и на 1-й вход элемента ИЛИ-НЕ 24, с выхода которого поступает единичный потенциал на первые входы элементов HJIH 23. На выходах всех элементов ИЛИ 23 устанавлиI ваются единичные потенциалы, которые поступают на вторые входы элементов

И 22. С входов 15 фиксации t ro второго блока 1 на входы элемента И-НЕ 25 поступают единичные потенциалы. На выходе элемента И-НЕ 25 и связанном с ним выходе 1О t-го второго блока 1 устанавливается нулевой потенциал. В результате прохождения нулевых потенциалов по цепям распространения сигнаI лов фиксации ячейки на всех выходах

5 фиксации данной ячейки устанавливаются нулевые потенциалы, которые распространяются.дальше в соответствии с графом связей ячеек

Рассмотрим процесс прохождения нулевых потенциалов по цепям распространения сигнала поиска ячейки. Нулевые потенциалы поступают с входов 3 поиска . данной ячейки на одноименные входы 9 вторых блоков 1. С входа 9

t-ro второго блока 1 нулевой потенциал поступает на первые входы элементов И 22, На выходах элементов И 22 и связанных с ними выходах 16 поиска

t-го второго блока 1 устанавливаются нулевые потенциалы. При этом на входы

19 каждого первого блока 2 поступают нулевые потенциалы, С 1-го входа 19 поиска t-го первого блока 2 нулевой потенциал поступает на f-й вход 1-го элемента И-НЕ 30 и 1-й вход первого элемента ИЛИ 26. При поступлении нулевых сигналов на все входы первого элемента ИЛИ 26 на выходе данного элемента ИЛИ 26 и связанном с ним выходе 12 поиска с-ro первого блока 2

1654833 устанавливаются нулевые потенциалы, которые распространяются дальше в соответствии с графом связей ячеек.

Пусть один источник перешел в воз5 бужденное состояние. На соответствующем входе 3 поиска периферийной ячейки появляется единичный потенциал. !

Достигнув рассматриваемой ячейки, единичный потенциал поступает через

t-й вход 3 на вход 9 поиска t-го второго блока 1. При поступлении единичного потенциала на первые входы элементов И 22, на вторых входах которого удерживаются также единичные по.тенциалы, на выходах элементов И 22 устанавливаются единичные потенциалы.

На выходах 16 t-ro второго блока 1 также устанавливаются единичные потенциалы, которые поступают на входы

19 первых блоков 2. С 1-го входа 19 поиска (на который поступил единичный потенциал) k-ro первого блока 2 (1с = — 1,f) единичный потенциал поступает на f-й вход 1-ro элемента И-НЕ 30, 25 на выходе которого удерживается единичный потенциал, и на 1-й вход первого элемента ИЛИ 26, на выходе которого устанавливается единичный потенциал. С выхода первого элемента 30

ИЛИ 26 k-ro первого блока 2 единичный потенциал поступает на выход 12 поиска данного блока 2 и далее на

k-и выход 6 поиска ячейки, В результате прохождения сигнала поиска через

t-й вход 3 ячейки на всех выходах 6 данной ячейки устанавливаются единичные потенциалы, которые поступают к смежным ячейкам коммутационной системы .По окончании процесса прохождения сигнала поиска в коммутационной системе образуется дерево сигнальных путей..по цепям распространения. сигнала поиска, начинающееся на возбужденном источнике и оканчивающееся на входах всех занятых сигналом поиска данного источника приемниках информации, Пусть два источника перешли в возбужденнОе состОЯние и на Данную Ячей >О ку одновременно поступили сигналы поиска по двум входам 3. В этом .случае на выходах 16 поиска двух вторых блоков. 1, на входы 9 которых поступили сигналы поиска, устанавливаются единичные потенциалы. При этом на входы

19 поиска t-ro первого блока 2 поступают единичные потенциалы. С 1-го и

s-ro входов 19 t-ro первого блока 2 единичные сигналы поступают соответственно на 1-й и s-й входы первого элемента ИЛИ 26, на выходе которого также устанавливается единичный потенциал, На всех выходах 6 поиска данной ячейки устанавливаются единичные потенциалы. При этом сигналы поиска от каждого источника логически складываются на каждом выходе 6 данной ячейки, По окончании процесса прохождения двух сигналов поиска в коммутационной системе образуется два дерева сигнальных путей по цепям распространения;сигнала поиска со сливающимися ветвями, первое из которых начинается на первом, а второе — на втором возбужденных источниках, Ветви деревьев оканчиваются на входах приемников информации, занятых этими источниками, Рзссмотрим случай, когда в коммутационной системе,.образовано дерево сигнальных путей по цепям распространения сигнала поиска. В рассматриваемой ячейке образованы сигнальные пути по цепям распространения сигнала поиска, начинающиеся на t-м входе 3 и оканчивающиеся на. всех выходах б данной ячейки. Приемники информации, на которые поступили сигналы поиска, выставили на входы 8 фиксации соответствующих периферийных ячеек сигналы фиксации B виде единичных потенциалов. Пусть единичные потенциалы поступили на рассматриваемую ячейку одновременно через k-й и m-й входы 8 сигнала фиксации данной ячейки. Сигнальный путь по цепям распространения сигнала поиска в k-м блоке 2 образован между 1-м входом 19 и выходом 12 поиска, а в m-м блоке 2 — между и-м входом 19 (n = 1,f) и выходом 12 поиска, При этом 1-й выход (8 фиксации k ãî блока 2 подключен к а-му входу запрета п-й группы входов 21 запрета m-ro блока 2, а п-й выход 18 фиксации

m-ro блока 2 подключен к 1-му входу запрета 1-й группывходов запрета k-ro блока..2. С k-ro u m-го входов 8 ячейки единичные потенциалы поступают через входы 14 соответственно k-ro u

m-го блоков 2 íà (2f)-е входы элементов И-НЕ 30 данных блоков 2, В результате на всех выходах 1-ro элемента

И-НЕ 30 k-ro блока 2 и и-го элемента И-НЕ 30 m-ro блока 2 устанавливаются единичные потенциалы. Установление единичных потенциалов на всех

1654833

9 входах 1-ro элемента И-НЕ 30 k-ro блока 2 и и-го элемента И-HE 30 тп-ro блока 2, а также наличие связей между входами и выходами этих элементов при5 водит к возникновению гоночной борьбы между данными элементами И-НЕ 30. На .ыходе 1-ro HE k-ro блока 2 и и-го элемента И-HE 30 m-ro блока 2 стремятся установиться нулевые1p

i отенциалы, запрещая друг другу прием сигнала фиксации. В результате гоночной борьбы на выходе одного из элемен .;.ов И."НЕ 30, обладающего меньшей инерционностью и подавившего активность др сгсгс элемента И†HE 30, устанавлив .:тс;, пулевой потенциал. С выхода

1-го элемента И-НЕ 30 k-ro первого блока 2 нулевой потенциал поступает на 1-й выход 18 фиксации и вход 1-ro 20 элемента НЕ 28.. ла выходе которого устанав;: :.вается единя .ный потенциал.

Е,::.ини-.vï..:. потенциал устанавливается также ьа втором входе 1--го элемента

29 и 1 †.и выходе ?О выбора к — го пер- 25 вого блока 2. Нулевой потенциал с

1-го выхода 18 и единичный потенциал с 1-rc выход.-; 20 k-го блока 2 поступ;:.ю;:оответственпо на 1-й вход 15 ф;- ксац.-ьи и 1-й вход 1 7 сигнала выбора 30 !

1-го второго блока 1. С 1 — го входа !

7 с-го блока 1 единичный потенциал поступает на второй вход 1-го элемента ИЛИ 23 и на -й вход элемента

ИЛИ-НЕ 24 на выходе которого устанав9 35 лягается нулевой потенциал. С выхода элемент-; ИЛИ-НЕ 24 нулевой потенциал поступает на первые входы элементов

ИЛИ 23, на вторых входах которых, кроме 1-го элемента ИЛИ 24, установ- 4р лены нулевые потенциалы. На выходе

1--го элемента. И 22 удерживается единичный потенциал, на выходах остальных элементов И 22 устанавливаются чулевые потенциалы, В результате этого на 1-м выходе 16 t†- ro блока 1 удерживается единичный потенциал, который поступает на 1 — и вход 19

k-ro блока 2, на остальных выходах поиска t=ro второго блока 1 устанавли- 50 ваются нулевые потенциалы, которые поступают на входы поиска соответствующих блоков 2. На выходе 12 поиска

k-го блока 2 удерживается единичный потенциал, а на выходах 12 остальных блоков 2 рассматриваемой ячейки: ус- танавливаются нулевые потенциалы. Одновременно с этим с 1-го входа 15 фиксации t-го второго блока 1 на 1-й вход элемента И-НЕ 25 поступает нулевой потенциал. На выходе элемента

И-НЕ 25 и связанном с ним выходе 1О фиксации t-го второго блока 1 устанавливается единичный потенциал, которыи поступает на -й выход 5 фиксации ячейки. В результате образования в ячейке сигнального пути по цепям распространения сигнала фиксации между k — м входом 8 и t — м выходом 5 в данной ячейке настраивается информационный канал связи для передачи информационных сигналов с t-го информационного входа 4 на k — и информационный выход 7 данной ячейки.По окончании процесса настройки информационного канала между возбужденным источником и одним из готовых к приему информации приемников в коммутацисонной ! системе происходит стирание ветвей дерева сигнальных путей по цепям распространения сигналов поиска, по которым не проходит информационный канал. Все приемники информации, кроме приемника, который занят сигналом поиска возбужденного источника, освобождаются.

Формула изобретения

Ячейка коммутационной системы, со,держащая по f первых и вторых блоков коммутации, информационные входы вторых блоков коммутации являются информационными входами ячейки, первый блок коммутации содержит шесть элементов И-HE и два элемента И, причем выход первого элемента И-HE подключен к первому входу второго элемента И-НЕ, выход которого подключен к (f-1)-му входу первого элемента И-НЕ, f — e входы первого и второго элементов И†HE являются соответственно первым и втор п входами фиксации первого блока коммутации, второй блок коммутации содержит два элемента И и элемент

И-НЕ, выход которого является выходом фиксации второго блока коммутации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения пропускной способности и надежности в работе системы, в каждый первый блок коммутации введены

f-6 элементов И-НЕ, f-2 элемента И, f элементов НЕ и два элемента ИЛИ, причем 1-й вход (1=1,f) первого элемента ИЛИ подключен к 1-му входу поиска первого блока коммутации и к

f-му входу 1-го элемента И-НЕ, выход первого элемента ИЛИ является выходом

16S483

11 поиска первого блока коммутации, первый вход 1-го элемента И является 1-м информационным входом первого блока коммутации, выход 1-го элемента И подключен к 1-му входу второго элемента

ИЛИ, выход которого является информационным выходом первого блока коммутации, второй вход 1-ro элемента И подключен к 1-Му выходу выбора перво—

10 го блока коммутации и к выходу 1-го элемента НЕ, вход которого подключен к выходу 1-го элемента И-НЕ, к 1-му выходу фиксации первого блока коммутации и к соответствующим входам элемен-1> тов И-НЕ, причем вход 1-ro элемента

НЕ подключен к р-му входу s-го элемента И-НЕ (где sgl s-=1,f; р=1, f-1; з=тпой g(1+р}), d-й вход (d=f+1 2f-1}

1-ro элемента И-НЕ является а-и вхо- 20 дом запрета (a=d-f) 1-й группы входов запрета первого блока коммутации, 2f-е входы элементов И-HF. подключены к входу фиксации первого блока коммутации, в каждый второй блок коммутацин25 введены й-2 элемента И, f элементов

ИЛИ и элемент ИЛИ-НЕ, причем первые входы элементов И подключены к входу поиска второго блока коммутации, выход 1-ro элемента И является 1-м выходом поиска второго блока коммутации, второй вход 1-ro элемента И подключ н к выходу 1-го элемента ИЛИ, пер1вые входы элементов ИЛИ подключены к выходу элемента ИЛИ-НЕ, второй вход

3 12

1-го элемента ИЛИ подключен к 1-му входу элемента ИЛИ-HЕ и к 1-му входу выбора второго блока коммутации, 1-й вход элемента И-НЕ является 1-м входом фиксации второго блока коммутации, входы поиска вторых блоков коммутации являются входами поиска ячейки, каждый информационныи вход ячейки подключен к одному информационному входу каждого первого блока. коммутации, причем t-й информационный вход ячейки подключен к 1-му информационному входу k-ro первого блока коммутации t t,1,k=1 E k odg(t+1-1)), входы фиксации, выходы поиска и информационные выходы первых блоков коммутации являются соответственно входами фиксации, выходами поиска и информационными выходами ячейки, 1-й выход поиска и 1-й вход выбора t-го второго блока коммутации подключены соответственно к 1-му входу поиска и 1-му выходу выбора k-го первого блока коммутации, 1-й вход фиксации

t-го второго блока коммутации подключен к 1-му выходу фиксации k-ro первого блока коммутации и к соответствующим входам запрета первых блоков коммутации, причем 1-й вход фиксации

t-ro второго блока коммутации подключен к а-му входу запрета 1-й группы входов запрета m-го первого блока коммутации а=1, f-1; t, 1 1,f; 1сФпт .

s=modg(1+a); тп=птос1 (й+1-1+а)).

1654833

Фиг.3

7Д

Составитель С. Аверьянова

Редактор Л. Гратилло Техред Л,Олийнык „ Корректор С. Шекмар

Заказ 1952 Тираж 418 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101