Блок каскадной коммутационной системы

 

Изобретение относится к области I вычислительной и информационной техники и предназначено для использова ния в качестве базового блока при построении каскадных коммутационных систем многопроцессорных вычислительных систем и абонентских систем связи с децентрализованным управлением. Цель изобретения - повышение быстродействия блока за счет введения многоступенчатого принципа объединения полюсов. Блок содержит коммутирующие узлы из коммутирующих ячеек в составе двух входных, двух управляклцих и выходного элементов И-НЕ и элемента НЕ. Узел коммутации с 2 входами содержит m ступеней с (И 1 ,т) коммутирующими ячейками в каждой ступени . Это позволяет исключить множественные запрещающие связи между ключевыми элементами и повысить таким образом быстродействие блока. 3 ил. с S (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5д 4 С 06 F 15/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСМОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4138852/24-24 (22) 27.10.86 (46) 15 ° 08.88. Бюл, ¹ 30 (72) Н.И.Денисенко, О.Б.Макаревич, А.И.Стоянов, С.А.Еремин и В.А.Быков (53) 681.325(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1256011, кл. G 06 F 1/04, 1985.

Авторское свидетельство ССБР № 430378, кл. G 06 F 7/00, 1972. (54) БЛОК КАСКАДНОЙ КОММУТАЦИОННОЙ

СИСТЕМЫ (57) Изобретение относится к области вычислительной и информационной техники и предназначено для использования в качестве базового блока при построении каскадных коммутационных

„„SU„„1416985 А 1 систем многопроцессорных вычислительных систем и абонентских систем связи с децентрализованным управлением.

Цель изобретения — повышение быстродействия блока за счет введения многоступенчатого принципа объединения полюсов. Блок содержит коммутирующие узлы из коммутирующих ячеек в составе двух входных, двух управляющих и выходного элементов И-HE и элемента

HE. Узел коммутации с 2 входами сом-H держит m ступеней с 2 (Н = 1,ш) коммутирующими ячейками в каждой ступени. Это позволяет исключить множественные запрещающие связи между ключевыми элементами и повысить таким ф образом быстродействие блока. 3 ил.

1416985

Изобретение относится к вычислительной и информационной технике и предназначено для использования в качестве блока при построении каскадных

5 коммутационных систем многопроцессорных вычислительных систем и абонентских систем связи с децентрализованным управлением.

Цель изобретения — повышение бы- 10 стродействия.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого блока; на фиг.2 †. схема отдельного узла; на фиг.3 — - схема коммутирующей ячейки. 15

Блок (фиг. 1) содержит коммутирующие узлы i входы 2 и выходы 3 сигналов поиска, входы 4 и выходы 5 сигналов выделения и собирательные элементы И 6. 20

Узел 1 (фиг„2) состоит из коммутирующих ячеек 7 с входами 8 и выходами 9 сигналов поиска, с входами iO и выходами 11 сигналов выделения. Узел

1 имеет Ь = 2 входных полюсов, где 25

m — число ступеней объединения, в данном случае ш = 3. Первая ступень образована Ь/2 коммутирующими ячейка

1 ми. Число ячеек в каждой последующей ступени в два раза меньше. Последняя 30 ступень представлена одной коммутирующей ячейкой.

Коммутирующую ячейку 7 (фиг.3) образуют входные элементы И-НЕ 12, выходной элемент И-НЕ 13, элемент

НЕ 14 и управляющие элементы И-HE 15.

При построении матричной коммутационной системы объединением одноименных входов блоков образуются строки и объединением одноименных вы-щ ходов — столбцы системы. Причем входы 2 соединяются непосредственно, а выходы 3 объединяются. через элемент

ИЛИ. В целях выделения непосредственным соединением входов 4 одноименных блоков образуются столбцы и объе-. динением выходов 5 - строки. Номера строк и столбцов в обеих цепях должны совпадать. Каскадная коммутационная система строится из блоков непосредственно, если параметры (числа входов и выходов) совпадают с необходимыми..Если параметры не совпадают, то производится доращивание другими блоками аналогично матричной

55 системе. Неиспользованные входы блокируются подачей на их входы 2 логического нуля. Неиспользованные выходы по цепям передачи сигналов поиска работе не мешают, а на связанные с ними входы 4 сигналов выделения прикладывается логическая единица.

Блок конструируется объединением узлов 1. Входы 8 сигналов поиска одноименных полюсов ячеек соединены с соответствующими входами 2 этих сигналов в блок. Выходы 11 сигналов выделения одноименных полюсов узлов соединены через собирательный элемент

И 6 с выходом 5 этого сигнала из блока. Выходы 3 из блока сигналов поиска соединены с выходами 9 этих сигналов из соответствующих узлов 1, Входы 4 сигналов выделения в блок соединены с входами 10 этих сигналов в соответствующие. узлы.

Узел 1 конструируется объединением коммутирующих ячеек 7. Коммутирующие ячейки 7 объединены в ступени так, что число выходных полюсов из предыдущей ступени равно числу входных полюсов последующей, причем выходы 9 сигнала поиска и входы 10 сигналов выделения коммутирующих ячеек предыдущей ступени соединены соответственно с входами 8 сигналов поиска и с выходами 11 сигналов выделения одноименных полюсов последующей ступени. Выходы 9 сигнала поиска и входы 10 сигнала выделения коммутирующей ячейки 7 последующей ступени соединяются соответственно с выходом 3 и входом 4 блока, Входы 8 сигналов поиска коммутирующей ячейки (фиг.3) соединены с входами входньг элементов И-НЕ 12, выход каждого из которых соединен с входами выходного элемента И-НЕ 13, с входами входного элемента И-НЕ 12 другого входного полюса и с входами управляющего элемента И-НЕ 15 своего полюса. Выход каждого элемента И-НЕ

15 соединен с входами другого управляющего элемента И-НЕ 15, с входами входного элемента И-HE 12 своего входного полюса. и с выходом 11 сигнала выделения другого полюса. Выход выходного элемента И-НЕ 13 соединен с выходом 9 сигнала поиска коммути- . рующей ячейки. Вход 10 сигнала выделения коммутирующей ячейки соединен через элемент HE 14 .с входами управляющих элементов 15.

Рассмотрим работу блока в составе волновой коммутационной системы, обслуживающей микропроцессорную вычис лительную систему. Выходы микропро1416985 цессоров подключаются к входам 2 сигналов поиска первых периферийных блоков, а входы микропроцессоров подключаются к выходам 3 сигналов поиска б вторых периферийных блоков. Первые образуют вершины-источники, вторыевершины-приемники коммутационной системы.

Дальнейшее функционирование систе- 1п мы рассмотрим для случая неявного поиска подключаемого микропроцессора, у которого должен быть предусмотрен абонентский комплект в составе регистра с именем микропроцессора, блока 1б сравнения, поступившего из системы . кода со своим именем, и элемента памяти признака приемника. Побуждение образования .канала связи возникает в вершине-источнике. 20

Пусть рассматриваемый блок входит в состав первой группы периферийных блоков. При необходимости образования нового канала связи микропроцессор на. вход 2 связанного с ним блока выстав- 26 ляет признак источника в виде единичного потенциала, который в дальней шем выполняет функции сигнала поиска., Этот сигнал по входам 8 прикладывается к,входам входных элементов И-HE 12 З0 всех узлов блока. Пусть рассматриваемяй узел ие занят. Это значит, что на

его входах..10 всех ячеек 7 удерживается единичный потенциал. Нулевым потенциалом, снимаемым .с выхода элемента НЕ 14, блокируются управляющие элементы И-НЕ 15 всех ячеек 7. Единичные потенциалы, снимаемые с выходов элементов И-НЕ 15, разрешают l входным элемента И-НЕ 12: всех ячеек ап принимать сигнал поиска. Однако сигнал поиска достигает данную ячейку лишь по одному входу, Приняв этот сигнал,.элемент И-НЕ 12 его инверсией запрещает второму элементу И-НЕ

12 принимать сигнал поиска из друго го направлениц, и через выходной элемент И-НЕ 13 вновь в виде. единично.го потенциала сигнал .поиска по входам 2 и 8 прикладывается к входам бп ячейки второй ступени и последующих аналогичным образом; Пройдя узел, сигнал поиска в виде.логической единицы по выходам 9 и 3 выводится из блока на очередную ступень поиска.

:.В матричном варианте системы он при-. кладывается к входам одноименного .микропроцессора. В .результате распространения волны сигнала поиска в коммутационной системе строится дере во сигнальных путей, начинающееся на возбужденной вершине-источнике и за-. канчивающееся на всех занятых в данный момент вершинах-приемниках. В дальнейшем микропроцессор — источник информации по этому дереву сигнальных путей передает код вызываемого микропроцессора. В вершине-приемнике поступивший код сравнивается с собственным ключом и по совпадению микропроцессор — приемник информации на вход 4 сигнала выделения периферийного блока выставляет логический нуль, распространяющийся в систему в качестве сигнала выделения. Пусть этот сигнал достигает рассматриваемую ячейку 7 по входу 10. Проинвертировавшись элементом НЕ 14 оконечной ячейки, этот сигнал опрашивает управляющие элементы И-НЕ 15, .разрешая им входить в режим триггера. В результате триггер устанавливается в состояние, фиксирующее единичный потенциал на выходе 1f полюса, принимающего сигнал поиска. Действительно, пусть данный элемент И-НЕ 12 принимает сигнал поиска. Нулевым потенциалом,: снимаемьпа с его выхода, блокируется элемент И-НЕ 15 управляющий этим элементом. По поступлении единичного потенциала с выхода элемента 14 на входах другого элемента И-НЕ 15 происходит совпадение логических единиц. С выхода его снимается нулевой потенциал, которьй подтверждает состояние другого элемента И-НЕ 15, блокирует элемент И-НЕ 12, не принимающий сигнал поиска, и этот же потенциал в качестве сигнала выделения поступает на выход 11 для вывода из ячейки, причем направления ввода сигнала поиска и вывода сигнала выделения совпадают. Сигнал выделения, достигнув

f следующей ячейки 7, по входу 10 приводит в соответствие состояние его триггера и вновь по выходу. 11 выводится в направлении приема сигнала поиска. Так, следуя в обратном порядке, сигнал выделения достигает вершины-источника, свидетельствуя о подключении нужного микропроцессора. По этому каналу может быть передан код имени микропроцессора для обеспечения контроля. Канал связи готов к работе., В дальнейшем информация передается по цепям передачи сигнала выделения от источника к приемнику информации. °

5 141б

Если блок находится внутри системы коммутации, то на ячейку 7 возможен приход сигналов поиска из двух направлений. В этом случае между элементами И-, НЕ 12 происходит гоночная

5 борьба по запрещающим связям, в ре;зультате которой выигрывает направление с меньшей задержкой. Далее„ восстанавливая уровень сигнала поиска

:выходным элементом И-НЕ 13, ячейка

:распространяет его в систему анало гично описанному.

Стирание ненужного канала связи .осуществляется в произвольный момент времени снятием сигнала вьделения с входа 4 периферийного блока. Этот сигнал через элемент НЕ 14 периферийного базового блока в виде нулевого .потенциала прикладывается к входам .управляющих элементов И-НЕ 15. С их выходов снимаются единичные потенци;алы, разрешающие введение сигналов поиска из любых направлений. Они же

:.по выходам 11 выводятся из ячейки для 25 восстановления очередной по каналу связи ячейки. Так» в процессе распространения волны съема сигнала выделения происходит восстановление проводимости использованных ранее узлов.

Описанная коммутационная система может обслуживать и абонентскую сеть.

В этом случае каждому абоненту ставится в соответствие пара объектов: вершина-источник и вершина"приемник.

На режим работы накладывается ограничение сохранения сигнального пути.

Для этого необходимо .при молчании ис. точника удерживать на, входе 2 первого периферийного блока сигнал поиска, а при молчании приемника удерживать на входе 4 другого периферийного блока сигнал выделения.

Для обслуживания сети, в которой информация передается одновременно .источник приемнику и приемник источнику, необходима установка дополнительного блока, аналогичного описанному, но ориентированного встречно.

Это оправдано тем, что схемное содержание блока просто, обладает высокой технологичностью, а случаи односторонней передачи информации весьма часты. Функционирование блока со

55 встречной ориентацией ана огично описанному..Здесь каждая вершина системы носит признаки и источника, и приемника информации.

985 6

Формула изобретения

Блок каскадной коммутационной системы, содержащий коммутирующие ячейки, каждая иэ которых состоит из двух входных и двух управляющих элементов

И-НЕ, элемента HE и выходного элемента И-НЕ, причем первый и второй входы сигнала поиска коммутирующей ячей ки подключены к первым входам первого и второго входных элементов И-НЕ соответственно, выход первого входного элемента И-НЕ соединен с первыми входами первого управляющего элемента

И-НЕ, выходного элемента И-НЕ и с вторым входом второго входного эле" мента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом второго управляющего элемента И-HE и с вторыми входами первого входного элемента И-НЕ и выходного элемента И-НЕ» выход которого является выходом сигнала поиска ,коммутирующей ячейки, выход первого управляющего элемента И-НЕ подключен к третьему входу первого входного элемента И-НЕ, к второму входу вто рого управляющего элемента ¹HE и к второму выходу сигнала выделения ком-. мутирующей ячейки, выход второго управляющего элемента И-НЕ подключен к третьему входу второго входного элемента И-НЕ, к второму входу первого управляющего элемента И-НЕ и к первому выходу сигнала выделения комму- тирующей ячейки, вход сигнала выделения которой через элемент HE подключен к третьим входам. управляющих элементов И-HE отличающийся тем, что, с целью повышения быстро- .. действия, каждый. коммутирующий узел содержит m ступеней, по 2 (Н =

1,m) коммутирующих ячеек в каждой

Н-й ступени, причем выход сигнала поиска и вход сигнала выделения P-й коммутирующей ячейки й-й Б 1е(Н-i)j ступени (Р = 2К+1, К =- О, (2 -1)j подключены к первому входу сигнала поиска и первому выходу сигнала выделения Р-й коммутирующей ячейки ($+1)-й.

l ступени, а выход сигнала поиска и вход сигнала выделения (Р+1)- и коммутирующей ячейки S-й ступени подключены к второму входу сигнала поиска и второму выходу сигнала выделения P-й коммутирующей ячейки (S+1)-й ступени. входы сигнала поиска и выходы сигнала выделения коммутирующих ячеек первой ступени и выход сигнала поиска и вход сигнала выделения коммутирующей я ячейки m-й ступени являются входами сигнала поиска, выходами сигнала выделения, выходом сигнала поиска, входом сигнала выделения à-ro (а = 1,А) коммутирующего узла соответственно, b-й вход сигнала поиска (Ь = 1,2 ) каждого а-го коммутирующего. узла соединен с b-м входом сигнала поиска блока каскадной коммутационной.системы, . Ь-й-. выход сигнала выделения каж(16985 8 дого а-ro коммутирующего узла через элемент И соединен с b-м выходом сигнала выделения блока каскадной комму5 тационной системы выход сигнала поФ иска и вход сигнала выделения а-го коммутирующего узла являются а-м выходом сигнала поиска и а-м входом, сигнала выделения блока каскадной коммутационной системы соответст, венно.

1416985

Составитель В.Сычев

Техред Л.Олийнык корректор В.Романенко

Редактор А.Огар

Заказ 4065/46

Подписное

Тираж 704

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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