Децентрализованная система коммутации с приоритетным обслуживанием

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении системы обмена информацией между ЭВМ и функциональными модулями многопроцессорных вычислительных комплексов. Изобретение позволяет уменьшить время установления соединения между абонентами для абонентов с высокими приоритетами . Система содержит М коммутаторов 1, посредством которых осуществляется связь между абонентами 2 по информационным шинам 3, N устройств 4 управления обменом, подключенных через линии 5 управления к входам блоков 12 управления комьтутаторами. Устройства 4 соединены через коммутаторы 6 импульсов опроса посред-. ством линии 7 опроса. Абоненты 2 подключаются к устройствам 4 через шины 2 адреса и запроса 9, Каждый абонент 2 имеет фиксированньгй приоритет в установлении соединения. Чем Bbmie приоритет абонента 2, тем о ближе по петле опроса расположена его устройство 4 к схеме начально (Л го запуска, вьтолненной на одновибраторе 15 и элементе ИЛИ 13. Линия 11 блокировки обеспечивает сигнализацию о необслуженном запросе данного абонента 2 всем коммутаторам 6, относящимся к абонентам 2 с более низким приоритетом. 8 ил, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (594 С 06 F 15 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМЪ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТНРЫТИЙ (21) 3829788/24-24 (22) 24.12.84 (46) 07.10.86. Бюп. № 37 (72) Е.И.Петров, С.П.Полковников, А.К.Гонтарь, К.К.Касторский и В.А.Нураев (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 620036, кл. Н 04 Q 3/66, 1971.

Авторское свидетельство СССР № 557358, кл. С 06 F 15/16, 1971.

Авторское свидетельство СССР

¹ )228110, кл. G 06 F 15/16, 1984. (54) ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННАЯ СИСТЕМА КОММУТАЦИИ С DPHOPHTETHblM ОБСЛУЖИВАНИЕМ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении системы обмена информацией между ЭВМ и функциональными модулями многопроцессорных вычислительных комплексов. Изобретение позволяет уменьшить время установления соединения между абонентами для абонентов с высокими приори-.

ÄÄSUÄÄ 1262517 А 1 тетами, Система содержит М коммутаторов 1, посредством которых осуществляется связь между абонентами 2 по информационным шинам 3, N устройств.

4 управления обменом, подключенных через линии 5 управления к входам блоков 12 управления коммутаторами.

Устройства 4 соединены через коммутаторы 6 импульсов опроса посред-, ством линии 7 опроса. Абоненты 2 подключаются к устройствам 4 через шины 2 адреса и запроса 9. Каждый абонент 2 имеет фиксированный приоритет в установлении соединения.

Чем выше приоритет абонента 2, тем ближе по петле опроса расположена его устройство 4 к схеме начально-. го запуска, выполненной на одновибраторе 15 и элементе ИЛИ 13. Линия

1l блокировки обеспечивает сигнализацию о необслуженном запросе данного абонента 2 всем коммутаторам 6, относящимся к абонентам 2 с более низким приоритетом. 8 ил, 1 табл.

12625

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении систем обмена информацией между ЭВМ или функцио— нальными модулями многопроцессорных

Вычислительных ксмплексов.

Цель изобретения — уменьшение времени установления соединения для абонентов с высокими приоритетами.

На фиг.! представлена структур- !0 ная схема децентрализованной системы коммутации с приоритетным обслуживанием; на фиг.2 — структурная схема устройства управления обменом; на фиг.3 — функциональная схема блока захвата маршрута; на фиг.4 — функциональная схема сравнения; на фиг.5 функциональная схема блока задержки импульсов опроса; на фиг.6 — функциональная схема комммутатора импульса gp опроса; на фиг.7 — функциональная схема блока управления коммутатором; на фиг.8 — функциональная схема ком— мутатора.

Децентрализованная система комму- д тации с приоритетным обслуживанием фиг.1) содержит M коммутаторов 1, соединенньгх между собой и с N абонентами 2 информационными шинами 3; N устройств 4 управления обменом,, подключенных к линиям 5 управления.

Каждая линия 5 управления фиксирует занятость соответствующего ребра, т.е. информационной шины 3, соединяющей два смежных коммутатора 1, либо коммутатор 1 и абонент 2. Число линий 5 управления равно числу Q ребер. Устройства 4 управления обменом соединены между собой через коммутаторы 6 импульса опроса. Линия 7 опро40 са предназначена для синхронизации процесса захвата ребер информационных шин 3 между абонентами 2, соединенными с устройствами 4 управления обменом адресными шинами 8 и линией

9 запроса на обмен. Каждый абонент

2 имеет фиксированный приоритет в установлении соединения. Коммутаторы 6 импульса опроса обеспечивают сокращение времени установления соединения для абонентов с высокими приоритетами. Коммутаторы 6 импульса опроса передают сигналы опроса к следующему устройству 4 управления обменом по линии 7 при отсутствии запросов от абонентов 2 с высшим приоритетом Ы или выдают сигналы опроса на линию

1О ответвления в противном случае.

Линия 11 блокировки предназначена

17 2. для сигнализации о необслуженном запросе данного абонента 2 всем коммутаторам 6, относящимся к абонен— там с более низкими приоритетами.

Блоки 12 управления коммутаторами соединены с линиями 5 управления и выходами подключены к коммутаторам 1.

Начальный запуск осуществляется схемой. содержащей элемент ИЛИ 13, первый вход которого соединен с выходом

14 одновибратора 15 импульса, следующие (N-1) входы соединены с линиями

10 ответвления, à N-ый вход соединен с линией 7 опроса, выходящей иэ устройства 4 управления обменом 11-го абонента.

Устройство 4 управления обменом (фиг.2) содержит блок !6 захвата маршрута для установления и удержания соединения на время обмена; блок

17 памяти маршрутов, в котором хранится информация о том, какие ребра информационных шин 3 необходимо занять при установлении соединений от данного абонента к каждому из абонентовадресатов; блок !8 задержки импульса опроса на время, определяемое переходными процессами в устройствах.

Первые входы блока.16 захвата маршрута соединены с выходами блока .17, вторые входы соединены с линиями 5 управления, третий и четвертый входы блока 16 соединены соответственно с линией 7 опроса и линией

9 запроса на обмен. Первые выходы блока 15 подключены к линиям 5 управления по схеме МОНТАЖНОЕ ИЛИ.

Второй выход блока 16 подключен ко второму входу блока 18 задержки импульса опроса и ко всем коммутаторам 6 импульса опроса, относящимся к абонентам, приоритет которых равен или ниже приоритета- рассматриваемого абонента, а также к коммутатору

6 данного абонента. Блок 16 захвата маршрута (фиг.3) содержит схему 19 сравнения для определения "-анятости ребер требуемого маршрута, элементы И 20 и 21, RS-триггер 22 с прямым входом установки в единицу и инверсным входом установки в нуль и группу элементов И 23. Выходы группы элементов И 23 являются первыми выходами блока, первые входь." подключены к первым входам блока, а вторые входы соединены с прямым входом триггера 22, вход установки в единицу которого подключен к выходу элемента И 20. Инверсный выход тригге3 1262 ра соединен с псрвым входом элемента И 21, выход которого является вторым выходом блока. Инверсный вход ! установки н нуль триггера 22 соеди— нен с вторым входом элемента И 21, третьим входом элемента И 20, и образует четвертый вход блока. Первые и вторые входы схемы 19 сравнения образуют соответственно первые и вторые входы блока. Выход схемы 19 g сравнения соединен с первым входом элемента И 20, второй вход которого образует третий вход блока.

Блок 16 захвата маршрута позволяет установить состояние занятости (логические единицы) на тех линиях

5 управления, которые соответствуют ребрам 3, входящим в назначенный маршрут между соединяемыми абонентами. Такой захват возможен при наличии разрешающего сигнала на линии 7 опроса при условии, что все ребра назначенного маршрута до момента захвата свободны. Возбуждение блоком

16 линий 5 управления обеспечивает выдачу блками 12 управления коммутаторами исполнительных сигналов на соединение соответствующих ребер 3 в коммутаторах l.

Схема 19 сравнения (фиг.4) со30 держит О элементов И 24 и элемент

ИЛИ-HE 25. Первые и вторые входы элементов И 24 и элемент ИЛИ-НЕ 25.

Первые и вторые входы элементов И 24 являются первыми и вторыми входами схемы 19 сравнения, а выходы соедине-З ны с входами элемента ИЛИ-НЕ 25, формирующего результат сравнения.

Схема 19 сравнивает код назначенного маршрута, считанный из блока 17, с кодом состояния линий 5, отображаю-4О щим занятость ребер 3. Единица на ныходе схемы появляется только в том случае, если на выходе всех элементов И 24 — нуль. Такое состояние возможно, когда ребро, входящее в назначенный маршрут, свободно (на первом входе соответствующего элемента И 24 — нуль), либо ребро, пусть даже занятое не входит и данный маршрут (на втором входе элемента

И 24 — нуль).

Информация в блоке 17 памяти маршрутов хранится в виде матрицы (таблицы) маршрутов, число строк которой определяется числом абонентов-адресатов. В строке записан двоичный код, единица в некоторой j -ой позиции которого указывает, что s --е

5!7 4 ребро входит н состав назначенного маршрута к абоненту-адресату. Например,н таблице 11 представлено содержимое блока памяти маршрутов устрой" ! ства 4 от абонента 2 к абонентам 2 н ....2 для системы, отображенной на фиг.i. Так, н маршрут между абонен-! 7 тами 2 и 2 входят ребра 3 и 3

Входы блока 17 соединены с адресными шинами 8 соответствующего абонента 2 для приема адреса того абонента, с которым необходимо установить соединение, а выходы — с первыми входами блока 16 захвата маршрута.

Блок 18 задержки импульса опроса (фиг.5) обеспечивает задержку импульса опроса только при наличии запроса на обслуживание (первый вход блока 18) и при условии, что данный запрос не обслужен (второй вход блока 18).

Блок 18 содержит элементы И 26 — 28 элемент ИЛИ 29 и элемент 30 задержки.

Первый и второй входы блока 18 образуют соответственно первый и второй вход элемента И 26, выход которого подключен к первому инверсному входу элемента И 27 и к первому входу элемента И 28. Третий вход блока

18 (линия опроса) подключен к вторым входам элементов И 27 и 28. Выход элемента И 27 соединен с первым нходом элемента ИЛИ 29, выход которого является выходом блока. Выход элемента И 28 соединен с входом элемента

30 задержки, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 29.

Коммутатор 6 импульса опроса для к -го абонента (фиг.6) содержит элемент ИЛИ 31 и элементы И 32 и 33.

Входами элемента ИЛИ 31 является (к — 1) линии 11 блокировки от блоков

16 захвата маршрутов абонентов, приоритет которых выше приоритета заданного абонента и одна линия блокировки от блока 16 рассматриваемого абонента. Выход элемента ИЛИ 31 подклю- чен к первому входу элемента И 33 и через иннертор — к первому входу элемента И 32. Входы элемента ИЛИ 31 являются первыми входами коммутатора. Второй вход коммутатора 6 импульса опроса (линия 7 опроса) подключен к вторым входам элементов И 32 и 33.

Выход элемента И 32 является первым выходом, а выход элемента И 33 является вторым (линия IO oTBPTBJlpHHH) выходом коммутора 6 импульса опроса.

S 12625

Блок 12 управления коммутатором фиг.7) содержит R элементов И с пря— мыми и инверсными входами. Максимальное значение определяется числом всех возможных комбинаций по установ5 лению соединений соответствующим коммутатором l, к которому подключено

P ребер информационных шин 3, где

К Ср . Линии 5 управления, которые

2 отображают занятость подключенных к коммутатору 1 ребер попарно (i,j) соединены с прямыми входами элементов И 34. Инверсные входы элементов

И 34 подключены к выходам тех же оставшихся элементов И 34, к которым подключены д или линия управления.

Таким образом, появление единиц на паре (i, j) линий 5 обеспечивает срабатывание только одного элемента

И 34 и соединение ребер 3 и 3 " в коммутаторе 1. Поэтому B последующем разрешается соединение в коммутаторе другой пары ребер (3 и 3 ) и блокируется соединение между собой ребер, принадлежащих разным маршрутам. (3 с 3 и с 3, 3" с 3 и с 3 ).

Коммутатор 1, изображенный на фиг.8 для случая трех (P) подключенных ребер одноразрядных информационных шин 3, содержит шесть (P ° (P-1) в общем случае) элементов 35 и три (Р) элемента ИЛИ 36. Управляющие сигналы от блока 12 позволяют осущест— вить коммутацию соответствующих ребер.

Децентрализованная система ком35 мутации с приоритетным обслуживанием абонентов функционирует следующим образом. В исходном состоянии в блок

17 памяти маршрутов каждого устройст40 ва 4 управления обменом заносятся коды назначенных маршрутов от абонента 2 к остальным абонентам. От генератора 14 одиночного импульса производится запуск системы — по

45 линии 7 от устройства 4 к соседнему устройсву 4 через коммутатор 6 импульса опроса начинает передаваться сигнал, разрешающий устанавливать соединение по запросам абонентов 2.

Для организации обмена абонентинициатор 2 подает в устройство 4 па адресной шине адрес искомого абонента, а по линии 9 — запрос на обмен. По адресу из блока 17 считывается код назначенного маршрута

55 между абонентами и в схеме 19 сравнения определяется возможность занять его, т.е. устанавливается факт не17 Ь занятости всех входящих в назначенный маршрут ребер. С приходом но линии 7 опроса разрешающего сигнала осуществляется захват маршрута— устанавливается в единицу триггер 22 и на линиях 5 управления, соответствующих захватываемым ребрам 3, появляются логические единицы. В результате срабатывают блоки 12 управления теми коммутаторами l, которые должны соединить захватываемые ребра и коммутаторы производят требуемые соединения.

После обмена абонент-инициатор 2 снимает запрос на обмен на линии 9, что приводит к установке в "0" триггера 22 и к появлению логических иу лей на линиях 5 управления, поддерживающих проложенный маршрут, Как следствие появляются нули на выходах блоков 12 управления и соединение в коммутаторах 1 разрушается.

Если с приходом по линии 7 опроса разрешающего сигнала занято хотя бы одно ребро 3 назначенного маршрута, то триггер 22 в "1" не установится, следовательно, в элементе И 21 вырабатывается сигнал блокировки импульса опроса, который обеспечит коммутацию импульса опроса в коммутаторах 6 импульса опроса на линию 10 ответвления. То есть будет блокировано распространение импульса опроса ко всем остальным блокам 4, относящимся к абонентам с низшим приоритетом и цикл опроса будет повторяться. Однако импульс опроса будет проходить по кольцу, охватывающему блоки 4 только тех абонентов, у которых приоритет не ниже, чем у абонента-инициатора. При освобождении необходимых шин 3 для установления соединения по импульсу опроса устанавливается в "1" триггер 22 и разрешается прохождение импульса опроса к абонентам с низшим приоритетом, Формула изобретения

Децентрализованная система коммутации с приоритетным обслуживанием, содержащая одновибратор, элемент ИЛИ, М коммутаторов, М блоков управления коммутатором, Н устройств управления обменом, вход адреса и вход запроса i -ro устройства управления обменом являются 1 -м входом адреса и i ì входом запроса системы соответс!.венно, где -номер соответству

7 l 262 ющего абонента (i = Г, Й), первые информационные входы — выходы 1. =х коммутаторов (L < М) являются -ми (t =1, L) информационными входамивыходами системы, остальные информационные входы-выходы М .коммутаторов соединены соответственно между собой, выход w -ro блока управления .коммутатором (m=1,Ì) подключен к входу управления т -го коммутатора, информационные входы блоков управления коммутатором соединены через линии управления с выходами устройств управления обменом, выход одновибратора подключен к первому входу элемента ИЛИ, выход и второй вход которого подключены к входу н выходу опроса соответственно

-первого и М -ro устройств управления обменом, при ем каждое устройство управления обменом содержит блок памяти маршрутов, блок захвата маршрутов и блок задержки импульсов опроса, первый вход и выход которого являются соответственно входом и выходом опроса устройства управления обменом, вход адреса и вход запроса которого соединены с одноименными входами блока памяти маршрутов и блока захвата маршрутов соответстЭО венно, выход блока памяти маршрутов подключен к адресному входу блока захвата маршрутов, выход которого является выходом устройства управления обменом, вход стробирования блока захвата маршрутов подключен к входу опроса устройства управления обменом, а блок захвата маршрутов содержит схему сравнения, пер.вый элемент И, триггер, группу элементов И, выходы которых являются 4О выходами блока захвата маршрутов и подключены к первой группе информационных входов схемы сравнения, вторая группа информационных входов которой поразрядно объединена с первыми входами группы элементов И и образует адресный вход блока захвата маршрута, вход запроса которого соединен с первым входом первого.элемента И и с инверсным входом сброса триггера, прямой выход которого соединен с вторьии входами элементов H группы, второй вход элемента И является входом стробирования блока

5l 7 8 захвата маршрутов, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью уменьшения времени установления соединения для абонентов с высокими приоритетами, в систему введены N- 1 коммутаторов импульсов опроса, выход опроса -ro устройства управления обменом (j=l,N-1) подключен к информационному входу -го коммутатора импульсов опроса, первый и второй выходы которого подключены к входу опроса (j+1)-ro устройства управления обменом и к (j +2)-му входу элемента ИЛИ соответственно, выход блокировки -го устройства управления обменом соединен с -м входом управления к- коммутаторов импульса опроса (к > j), причем в блок захвата маршрутов введен второй элемент И, первый и второй входы которого соединены с инверсным выходом триггера и входом запроса блока захвата маршрутов соответственно, а выход является выходом блокировки блока захвата маршрутов, выход схемы сравнения соединен с третьим входом первого элемента И, выход которого соединен с входом установки триггера, выход блокировки блока захвата маршрутов является одноименным выходом устройства управления обменом и подключен к второму входу бло ка задержки импульса опроса, третий вход которого соединен с входом запроса устройства управления обменом, а блок задержки импульса опроса содержит три элемента И, элемент ИЛИ и элемент задержки, первый и второй входы первого элемента И являются вторым и третьим входами блока задержкт импульсов, выход первого элемента И подключен к первому инверсному входу второго элемента

И и к первому входу третьего элемента И, вторые входы второго и третьего элементов И соединены с первьи входом блока задержки импульса опроса, выход второго элемента И подключен к первому входу элемента

ИЛИ; второй вход которого соединен через элемент задержки с выходом третьего элемента И, выход элемента И является выходом блока задержки импульса запроса1262517,10

АбоненN ты адресов

Разряды в строках блока 17 ребра маршрутов

1 2 3 4 5 6 7 8 9.....

1 1 О О 0 0 О О О....

1 О О 0 0 I О 1 О

1262517

1262517 еда

Уф@

COIIN

Составитель В.Сычев

Редактор С.Патрушева Техред И.Попович Kopректор С.Черни

Тираж 671 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5430/48

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4