Ячейка каскадной коммутирующейсреды

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >842788 (61) Дополнительное н авт, саид-ву— (22) Заявлено 2003,79 (21) 2741613/18-24 с присоединением заявки Й9— (23) Приоритет—

Опубликовано 3006,81. Бюллетень М 24

Дата опубликования описания 30.06 81 5 М „э

G 06 F 7/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (5З) УД 681. 327 (088.8) (72) Авторь изобретения (О.Н.Максименко и В.Р.Горовой

Э

° 1.

I с (71) Заявитель (54 ) ЯЧЕЙКА КАСКАДНОЙ КОММУТИРУЮЩЕЙ CPE,ÖÛ

Изооретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при реализации технических средств коммутации повышенной надежности н мультипроцессорных и многомашинных вычислительных комплексах.

Известна ячейка каскадной коммутирующей среды, содержащая элементы

И, ИЛИ, НЕ (11.

Недостаток ее — низкая надежность.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является ячейка каскадной коммутирующей среды, содержащая элементы И-НЕ, элемент НЕ, m входных блоков, каждый из которых содержит три элемента

И-НЕ, причем первый вход первого элемента И-НЕ каждого входного блока является соответствующим входом контроля ячейки, второй нход является соответствующим входом потенциала поиска, третий вход соединен с выходом элемента HE ячейки, а выход подключен к соответствующему входу первого элемента И-НЕ ячейки и к первому входу второго элемента И-НЕ того же входного блока, второй вход второго элемента И-НЕ янляется соответствующим выходом потенциала выдь ления и соединен с выходом третьего элемента 8 † того же входного блока. первый нход которого соединен с выходом второго элемента И-HE того же входного блока, а второй вход подключен к выходу второго элемента

И-HE ячейк:-., входы которого являются соответстнующими входами потенциала выделения ячейки, причем выход третьего э емента И-НЕ i-того {

1,...,m) входного блока соединен с + 3 входом элемента И-НЕ всех входных блоков, кроме i-того, а ныход первого элемента И-HE является соответствующим выходом потенциала поиска (2), Недостаток известного устройстванизкая надежность.

Цель изобретения — повышение наде>кности.

Поставленная цель достигается тем, что ячейка содержит группу элементов ИЛИ, регистр, схему сравнения и в каждом входном блоке группу элементов И, причем выход второго элемента И-HE каждого входного блока соединен первыми входами элементов И группы того же входного блока, 842788

Вторые входы которых являются входами кода ячейки, а выходы соединены с соответствующими входами элементов

ИЛИ группы, выходы которых соединены с первой группой входов схемы сравнения, вторая группа входов которой подключена с выходам регистра, а выход соединен с дополнительным входом третьего элемента И-НЕ ячейки, причем выходы элементов ИЛИ группы являются выходами кода ячейки.

Предлагаемая ячейка представлена на чертеже.

Ячейка содержит входные блоки 1, 1, ..., 1 „, первые элементы Vi-НЕ входных блоков 2„., 2, ..., 2„.„ входы 3, ..., 3 контроля, входы 4 ...,4„„ потенциала поиска, второй элемент И-ИЕ входного блока 5,,...,5„„ третий элемент И вЂ” НЕ входного блска

6„, ..., 6„„, выходы 7„, ..., 7, потенциала выделения, группы элементов

И 8 ..., 8„, входы 9, ..., 9д,, кода приемника, регистр 10, первый эле— мент И-HE ячейки 11, выходы 12, 12„„ потенциала поиска, второй элемент И-HE ячейки 13, входы 14<, 14 потенциала выделения, элемент HE 15, группу элементов ИЛИ 16, выходы кода ячейки 1, ..., 17п, схему 18 сравнения.

Ячейка работает следующим образом.

Процесс образования канала связи между ячейкой-источником и ячейкойприемником осуществляется за два этапа. На этапе поиска формируется дерево каналов связи с несливающимися

BBTBHMH и основанием в ячейке-источнике. На этапе выделения в сформированном дереве каналов связи выделя— ется единственный канал, соединяющий источник с приемником.

Ячейка в процессе образования канала связи (в зависимости от местоположения ее в канале связи) может быть ячейкой-источником, транзиткой ячейкой или ячейкой-приемником.

Инициатором формирования канала связи на первом этапе является ячейкаисточник. Каждой ячейке коммутирующей cHcTBNbl соответствует процессор (ЭВМ), код имени которого хранится в регистре. Содержимое регистра может изменяться автоматически (например под управлением операционной системы), вручную (например с помощью тумблеров) или оставаться неизменным (запаянным). Ячейке-источнику соответствует процессор (ЭВМ), инициирующий процесс образования канала связи и обмен в мультипроцессорной системе.

В этом случае процессор ячейки-источника формирует сигнал запроса и код имени ячейки-приемника, которые поступают соответственно на входы ввода потенциала поиска 4 и входы приема кода ячейки 9 одного из m входных блоков (например первого). Далее работа ячейки-источника на этапе поиска ничем не отличается от работы любой другой ячейки. Поэтому рассмотрим работу ячейки в общем случае, когда на ее входы 4 — 4 одновременно поступают несколько потенциалов . поиска.

Пусть потенциал поиска достиг рассматриваемой ячейки одновременно по входам 4 ч 41 (индексами обозначены номера входных блоков). Так как до этого на входные блоки не поступали потенциалы поиска, то каждый из элементов И†HE 2 имеет разрешение на прием потенциала поиска со стороны остальных входных блоков. Предположим, что по входам 3 и 32 с блоков аппаратного контроля поступают единичные сигналы, разрешающие прием потенциала поиска. Во время воздействия потенциала поиска на входы эле— ментсв 2„ и 2, последние совместно * с запрещающими связями образуют триггер с двумя устойчивыми состояниями.

В результате переходных процессов один из элементов И-НЕ 2, блокируя вход другого, оказывается подключенным к одному из входов 4, находящихся под потенциалом поиска.

Допустим, что потенциал поиска принимается элементом 2<. При этом его инвертированное значение с выхода элемента 2 прикладывается ко входам элементов И-НЕ 2 — 2, изолируя ячейку от среды по остальным входам, и входу элемента И-НЕ 11. Инвертирунсь элементом 11, потенциал поиска распространяется по выходам 12 † на смежные ячейки в виде единичного потенциала. Так в среде последовательно формируется концентрически расходящаяся волна потенциала поиска с центром в ячейке †источни. Эта вол— на охватывает все исправные и незанятые в данный момент ячейки среды.

Если ячейка средьi неисправна по i-му направлению, то.по входу 3, с блока аппаратного контроля поступает нулевой потенциал, который блокируе= поступление потенциала поиска в -ом входном блоке. В этом случае неисправное i-ое каправление ячейки автоматически обходится на этапе поиска и не включается в канал связи.

По окончании распространения волны поиска в среде из числа потенциалов поиска, принятых элементами И-НЕ

2, формируется "дерево" каналов связи с несливающимися ветвями. Поэтому оно имеет единственный канал — ствол

"дерева", соединяющий ячейку-источ- ник и ячейку-приемник. Выделение ячейки-приемника происходит параллельно с процессом распространения волны поиска. Единичный потенциал поиска, принятый элементом И-НЕ 2, с выхода элемента И-НЕ 5 поступает на первые входы группы элементов 8. Размерность группы элементов 8 определяется раз842788 рядностью передаваемых кодов приемников.

Для определенности рассматривается передача кода ячейки параллельным кодом, хотя вид используемого кода не имеет принципиального значения. 5

Код приемника по шинам 91 поступает на информационные входы группы элементов 8„ и с выходов группы 8 через группу элементов ИЛИ 16 поступает в блок 18 и выдается по выходам 17 —

1 „, на межные ячейки. В блоке 18 осуществляется выделение ячейки-приемника путем сравнения поступающего кода имени приемника с кодом имени ячейки, хранящимся в регистре 10.

Если сравниваемые коды равны, то на инверсном выходе схемы 18 сравнения появляется нулевой потенциал, который поступает по одному из входов потенциалов выделения 14 — 14 на элео мент И-HE 13 ячейки- приемника. С это- 20 го момента начинается второй этап формирования канала связи — выделение единственного канала из "дерева" каналов. Сформированный в блоке 18 ячейки-приемника нулевой потенциал выделения инвертируется элементом

И-HE 13 и поступает на первые входы элементов И-HE 6 всех входных блоков.

Элементы 5 и 6 с обратными связями образуют схему "защелки", с помощью . которой потенциал выделения фиксирует состояние входных блоков.

Так, если на выходе элемента 2i был нулевой потенциал (что соответствует прохождению потенциала поиска через 1-ый входной блок), то на втоЗS ром входе элемента 6i удерживается единичный потенциал. Следовательно, с поступлением нулевого потенциала выделения по одному из входов 14

14„„на выходе элемента 6 i формирует- 40 ся нулевой потенциал выделения, кото— рый запоминается элементами 5i и 6i с обратными связями и по шине 7i поступает на смежную ячейку. Если обнулить потенциал поиска на входе данной ячейки, то ее состояние не изменится, поскольку оно зафиксировано потенциалом выделения.

Входной потенциал выделения с выхода элемента И†HE 13 через элемент

НЕ 15 блокирует все входные блоки, изолируя ячейку на время работы канала, и обнуляет выходы 12 -12 выдачи потенциала поиска, освобождая все те ячейки среды, которые подвергались действию волны поиска, но которые не входят в формируемый канал связи.

Процесс выделения канала связи начинается с ячейки-приемника и,.последовательно охватывая все ячейки канала, заканчивается в ячейке-приемнике. Ну- 6() левой потенциал выделения, сформированный в ячейке-приемнике и соответствующий запросу из процессора (ЭВМ), поступает по одному из входов 7 -7 (например 7<) на вход процессора. 65

Этот сигнал извещает процессор о roM, что канал установлен и можно начинать обмен.

По окончании обмена процессор (ЭВМ) ячейки-источника обнуляет подключенные к нему входы приема кода ячейки, схема сравнения ячейки-приемника через некоторое время зафиксирует несравнение и на ее инверсном выходе отключается нулевой потенциал выделения. На выходе элемента И-НЕ

13 формируется нулевой потенциал, который отключает элементы И-НЕ 6

6, формирующие выходящие потенциалы выделения. Происходит последовательное снятие нулевого потенциала выделения в ячейках канала от ячейки-приемника до ячейки-источника. С момента исчезновения потенциала выделения на выходе элемента И-НЕ 6 ячейка освобождается и может быть использована для образования нового канала связи.

Сравнительные испытания ячейки каскадной коммутирующей среды показали, что предлагаемая ячейка обеспечивает более высокую надежность и быстродействие коммутирующих сред за счет того, что в коммутирующей .среде отсутствуют общие управляющие центры и шины, что позволяет использовать ее при построении полностью децентрализованных коммутирующих сред и систем. Возможность применения предлагаемой ячейки в составе децентрализованных коммутирующих систем является ее важнейшим качеством, открывает перспективы широкого ее использования при построении высоконадежных децентрализованных коммутирующих систем, Быстродействие коммутирующей среды, построенной с применением предлагаемой ячейки, увеличивается в 2,5 раза, так как установление канала связи в коммутирующей среде требует только два этапа: поиск и выделение.

Предлагаемая ячейка полностью построена на потенциальных элементах, что обеспечивает помехозащищенность коммутирующих систем и сред.

Формула изобретения

Ячейка каскадной коммутирующей среды, содержащая первый и второй элементы И-НЕ, элемент HE, m входных блоков, каждый из которых содержит три элемента И-НЕ, причем первый вход первого элемента И-НЕ каждого входного блока является соответствующим входом контроля ячейки, второй вход является соответствующим входом потенциала поиска ячейки, третий вход соединен с выходом элемента HE ячейки, а выход подключен к соответствующему входу первого элемента

И-НЕ ячейки и к первому входу второго элемента И-HE того же входного

1блока, второй вход второго элемента

842788

Заказ 5102/60 Тираж 745 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная 4

И-НЕ является соответствующим выхо. дом потенциала выделения ячейки и соединен с выходом третьего элемента

И-НЕ того же входного блока, первый вход третьего элемента И-HE соединен с выходом второго элемента И-НЕ того же входного блока, а второй вход подключен к выходу второго элемента ИНЕ ячейки, входы которого являются соответствующими входами потенциала выделения ячейки, причем выход третьего элемента И-НЕ i-того (i = 1,...m) входного блока соединен с i + 3 входом первого элемента И-HE всех. входных блоков, кроме i-того, а выход первого элемента И-HE ячейки является соответствующим выходом потенциала поиска, отличающаяся тем, что, с целью повьыения надежности, она содержит группу элементов

ИЛИ, регистр, схему сравнения и в каждом входном блоке группу элементов И, причем выход второго элемента

И- НЕ каждого входного блока соединен с первыми входами элементов И группы того же входного блока, вторые входы которых являются входами кода ячейки, а выходы соединены с соответствующими входами элементов ИЛИ группы, выходы которых соединены с первой группой входов схемы сравнения, вторая группа входов которой подключена к выходам регистра, а с дополнительным входом третьего элемента И-HE ячейки, причем выходы элементов ИЛИ группы являются выходами кода ячейки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 407304, кл. G 06 F 7/00, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

М 416686, кл. G 06 F 1/04, 1974

Щ (про отип).