Коммутирующее устройство

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцнапистнческих

Республик

< «866737 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 29. 1 2. 79 (21) 2863883/18-21 (5! )М. Кл.

Н 03 К 17/00

G 06 F 7/00 с присоединением заявки РЙ—

Гаоудорстееииый комитет

СССР ио делам изебретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 23. 09. 81. Бюллетень М 35

Дата опубликования описания 25. 09 . 81 (53) УЯК881 .32(088.8) (72) Автор изобретения

А. E . .Питько (7l ) Заявитель (64) КОММУТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике.

Известно коммутирующее устройство, содержащее блоки памяти, регистров и управления и коммутатор 1.1 .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является коммутирующее устройство, содержащее" блоки памяти, информационные и первый и второй управляющие входы каждого из которых соединены соответственно с одноименными информационными входными шинами, входной шиной запроса и выходом блока управления, а информационные и первый и второй уп15 равляющие выходы подключены соответственно к одноименной группе информационных входов, одноименному первому управляющему входу основного коммутатора и выходной шине подтверждения, а также блок регистров, управляющий вход которого соединен с одним из выходов блока управления, а первый выход подключен ко второму управляющему входу основного коммутатора, каждая из групп информационных выходов которого соединена с одноименными информационными выходными шинами, а каждый из управляющих выходов подключен к одноименной выходной шине запуска, при этом первая группа входов блока управления соединена с входными шинами запроса 52).

Недостаток известных устройств низкое быстродействие.

Целью изобретения является повышение быстродействия коммутирующего устройства.

Указанная цель достигается за счет того, что в коммутирующее устройство введены блоки признаков, сравнения и выбора направления, регистр адреса и дополнительный коммутатор, информационные входы которого соединены с входными шинами подтверждения, управляющий вход — с первым выходом блока регистров, а выходы подключены к третьим управляющим входам блоков

866737

20 памяти и второй группе входов блока управления, третья группа входов которого соединена с выходами блока признаков, информационные входы которого подключены к информационным входным

5 шинам, а управляющий вход — к одному из выходов блока управления, выходы которого соединены также с управляющими входами регистра адреса и блока сравнения и выбора направления, выходы !О которого подключены к информационным входам блока регистров, вторые выходы которого соединены с первыми информационными входами блока выбора направления, вторые информационные !

5 входы которого подключены к выходу блока сравнения, первая и вторая группы информационных входов которого соединены соответственно с информационными выходами. блоков памяти и выходэми регистра адреса.

На фиг. l представлена блок-схема коммутирующего устройства; на фиг. 2функциональная схема блока признаков; на фиг. 3 — то же блока выбора направления; на фиг. 4 — то же блока

25 управления.

Устройство содержит блоки 1 памяти, информационные и первый и второй управляющие входы каждого из которых соединены соответственно с одноименными информационными входными шинами

2, входной шиной 3 запроса и выходок блока 4 управления, а информационные и первый и второй управляющие выходы подключены соответственно к одноименной группе информационных входов, одноименному первому управляющему входу коммутатора 5 и выходной шине 6 подтверждения, блок 7 регистров, управляющий вход которого соединен с одним 40 из выходов блока 4 управления, а первый выход подключен ко второму управляющему входу коммутатора 5, каждая иэ групп информационных выходов которого соединена с одноименными инфор- 4> мационными выходными шинами 8, а каждый из управляющих выходов подключен к одноименной выходной шине 9 запуска, первая группа входов блока 4 унравле- ния соединена с входными шинами 3 за- so проса, коммутатор 10, информационные входы которого соединены с входными шинами 11 подтверждения, управляющий вход — с первым выходом блока 7 регистров, а выходы подключены к третьим управляющим входам блоков памяти и второй группе входов блока 4 управления, третья группа входов которого соединена с выходами блока 2 признаков, информационные входы которого подключены к информационным входным шинам 2, а управляющий вход — к одному из выходов блока 4 управления, выходы:которого соединены также с управляющими входами регистра 13 адреса, блока !4 сравнения и блока 15 выбора направления, выходы которого подключены к информационным входам блока 7 регистров, вторые входы которого соединены с первыми информационными входами блока 15 выбора направления, вторые информационные входы которого подключены к выходу блока 14 сравнения, первая и вторая группы информационных входов которого соединены соответственно с информационными выходами бло-" ков 1 памяти и выходами 18 регистра адреса.

Блок 12 признаков (фиг. 2) содержит регистр 16 признаков, элементы

17 сравнения, выходы 18, подключенные к третьей группе входов блока 4 управления (не показано).

Блок 15 выбора направления (фиг. 3) содержит информационные шины 19-24, подключенные к выходам блока 14 сравнения (не показано), информационные шины 25-29, подключенные к выходам блока 7 регистров (не показано), элементы И 30 и инверторы 31, а также шины 32-36, Блок 4 управлений (фиг. 4) содержит элементы И 37-39, инверторы

40, триггеры 41 и 42, Функционирование коммутирующего устройства осуществляется следующим образом.

На одну из входных шин 3 запроса поступает сигнал запроса. Этот сигнал поступает на соответствующий блок 1 памяти и на вход блока 4 управления. С выхода блока 1 памяти по выходной шине 6 подтверждения поступает сигнал подтверждения. После этого по информационной входной шине 2 производится запись в блок 1 памяти адреса требуемого коммутирующего устройства. Этот адрес поступает на блок 14 сравнения и сравнивается там с собственным адресом коммути- рующего устройства, поступающим с регистром 13 адреса. Информация о результате сравнения поступает на блок

15 выбора направления. В зависимости от результата сравнения и от состояния коммутатора 5 блок !5 выбора направления вырабатывает адрес того или

5 86 иного выхода. При совпадении адресов выбирается выход, который соединен с приемником информации. В случае, когда адрес требуемого коммутирующего устройства больше собственного адреса данного коммутирующего устройства, вывыбирает".я выход, соединенный с коммутирующим устройством с большим собственным адресом, а в случае, когда адрес требуемого коммутирующего устройства меньше собственного адреса данного коммутируюг;его устройства, выбирается выход, подключенный к коммутирующему устройству с меньшим собственным адресом. Адрес выбранного выхода поступает на блок 7 регистров, с которого передается на коммутаторы

5 и 10. Таким образом, блок 1 памяти соединяется с соответствующими выходом и входом коммутирующего устройства. Сигнал запроса с выхода блока 1 памяти поступает на коммутатор 5 и далее на выбранный выход, указываемый блоком 7 регистров. После получения по входной шине 11 подтверждения сигнала подтверждения, адрес требуемого коммутирующего устройства поступает по информационной выходной шине

8. При этом по выходной шине 6 подтверждения посылается сигнал подтверждения, который разрешает осуществить запись в блок 1 памяти следующего слова информации. После этого коммутирующее устройство переходит в режим ретрансляции и поступающая информация направляется дальше по уже проложенному пути, В этом режиме информация, поступающая на предыдущее коммутирующее устройство, вызывает появление на входной шине 3 запроса сигнала запроса от соседнего коммутирующего устройства. Данное коммутирующее устройство отвечает появлением на выходной шине 6 подтверждения сигнала подтверждения, после чего производится запись информации из блока 1 памяти предыдущего коммутирующего устройства в блок 1 памяти данного коммутирующего устройства. При этом информация, кроме блока 1 памяти, поступает на блок

l2 признаков, который в случае определения им конца сообщения, например по специальной кодовой комбинации, вырабатывает сигнал, поетупающий в блок 4 управления, что, в конечном ,счете, приводит к разрушению установленного соединения в коммутаторах

5 и 10 после прохождения последнего слова информации. В момент окончания

6737 6 записи в блоке 1 памятИ вырабатывается сигнал запроса, поступающий по выходной шине 9 запуска на последующее коммутирующее устройство и гасится сигнал подтверждения, поступающий по

5 выходной шине 6 подтверждения. При получении сигнала подтверждения от соседнего (последующего) коммутирующего устройства по входной шине 11 !

О подтверждения осуществляется чтение

У информации из блока 1 памяти, а после окончания чтения — выдача сигнала подтверждения по выходной шине 6 подтверждения, Таким образом, передача информации через коммутирующее уст15 ройство осуществляется пакетами. В начале пакета имеется заголовок, содержащий адрес требуемого коммути, рующего устройства. В конце пакета содержится признак конца сообщения, 20

Коммутация осуществляется асинхронно.

Блок 12 признаков работает следующим образом.

На информационные входные шины 2 в сопровождении сигнала запроса, 25 поступающе о по входным шинам 3 запроса, на один из входов элементов

l7 сравнения поступает информация.

На другой вход элементов 17 сравнения с регистра 16 признаков поступает код конца сообщения. На элементах 17 сравнения осуществляется сравнение поступившей информации с кодом конца сообщения. В случае совпадения поступившего слова информации с кодом

35 конца сообщения, элемент 17 сравнения вырабатывает сигнал, который

"появляется на одном из выходов 18.

Появление сигнала на выходе 18 означает, что по данной информационной входной шине 2 поступило последнее слово пакета, содержащее признак конца сообщения. Каждый элемент

17 сравнения обслуживает свою информационную входную шину 2, так как

45 информация на отдельных входах коммутирующего устройства независима и поступает асинхронно.

Работа блока 15 выбора направления происходит следующим образом.

Адрес в заголовке пакета состоит из двух составляющих X и У. В блоке

14 сравнения происходит сравнение адреса по этим двум составляющим.

В результате сравнения адресов могут появляться следующие сигналы: Х > — . составляющая Х собственного адреса коммутирующего устройства больше составляющей Х адреса из заголовка

7 86 пакета, Х < — составляющая Х собственного адреса коммутирующвго устройства меньше саставляющей Х адреса из заголовка пакета, Х = — составляющая Х собственного адреса коммутирующего устройства равна составляющей Х адреса из заголовка пакета, Аналогично для составляющей У;У), У<, У=. Эти сигналы в блоке !5 выбора направления поступают по соответствующим шинам: Х ) — по шине 19, Х < — по шине 20, У ) - по шине 21, У< — по шине 22, Х= — по шине 23, У= — по шине 24. Кроме того, в блок:

15 выбора направления поступают сигналы по входным шинам от блока 7 регистров, которые содержат информацию о состоянии выходов коммутирующего устройства: шина 25 — о состоянии выхода "Увеличение по. Х", шина 26— о состоянии выхода "Уменьшение по Х", шина 27 — о состоянии выхода "Умень шение по У", шина 28-о состоянии, выхода "Уменьшение по У" и шина 29 о состоянии выхода Совпадение".

Предположим, что сигнал появился на шине 19 и на шине 22, Если при этом выход "Увеличение по Х" свободен, то на шине 25 сигнал равен логической единице и на выходной шине 32 блока

15 выбора направления появится логическая единица, которая означает, что выбран выход коммутирующего устройства "Увеличенид по Х", при этом сигнал на шине 22 игнорируется. Но, если выход Увеличение по Х" занят (на шине 28 логический нуль) и при этом свободен выход Уменьшение по У" то сигнал логической единицы появляется на выходной шине 36, что озг качает: выбран выход "Уменьшение по У". В случае занятости обоих требуемых выходов коммутирующего устройства выбор направления будет произведен в момент освобождения одного иэ требуемых выходов.

Блок 4 управления работает следующим образом.

В начальный момент триггеры 41 и 42 находятся в нулевом состоянии.

Предположим, что сигнал логической единицы поступил по третьей входной шине 3 запроса. Этот сигнал после обработки элементами И 37 установит третий триггер 41 в единичное состояние. Сигнал логической единицы с единичного выхода третьего триггера

41 через третий элемент И 39, так как третий триггер 42 находится

6737 8

ЗО

SS

Таким образом, введение в коммутирующее устройство блоков признаков, сравнения и выбора направления, регистра адреса и дополнительного коммутатора позволило значительно повысить быстродействие. в нулевом состоянии, поступает на соответствующую выходную шину. В момент, когда сигнал запроса обнулит ся, на выходе третьего инвертора 40 появится сигнал логической единицы, который, пройдя через третий элемент

И 38, установит третий триггер 42 в единичное состояние, а это приведет к тому, что сигнал на соответствующей выходной шине обнулится и будет таким оставаться, какие бы изменения сигнала не происходили на входной шине 3 запроса. В дальнейшем.такое состояние будет сохраняться до тех пор, пока третьи триггеры 41 и 42 не будут установлены в нулевые состояния сигналом, поступающим из блока 12 признаков. Таким образом, блок 4 управления из последовательности сигналов запроса выделяет первый сигнал запроса, сопровождающий заголовок пакета, и использует его в качестве сигнала, ко.орый запускает в работу блок 14 сравнения и блок 15 выбора направления, Информация о выбранном выходе коммутирующего устройства запоминается в блоке 7 регистров. В блоке

7 регистров каждому блоку 1 памяти соответствует свой регистр. Коммутация осуществляется при помощи коммутаторов 5 и 10 под управлением блока 7 регистров. Коммутатор 10 коммутирует входные шины 11 подтверждения, идущие от соседних коммутирующих устройств на соответствующие блоки 1 памяти, а коммутатор 5 каммутирует выходные шины 9 запуска и информационные выходные шины 8 соответствующих блоков 1 памяти с входными шинами соседних коммутирующих устройств. Соединение данного блока

1 памяти с соответствующим входом (выходом) коммутирующего устройства сохраняется только на время прохождения пакета информации. При прохождении последнего слова пакета срабатывает блок 12 признаков, по сигналу которого в блоке 7 регистров в регистре, соответствующем данному блоку памяти, стирается код выхода и этот выход освобождается.

9 8667

Формула изобретения

Коммутирующее устройство, содержащее блоки памяти, информационные и первый и второй управляющие входы каж-, дого из которых соединены соответственно с одноименными информационными входными шинами, входной шиной запроса и выходом блока управления, а информационные и первый и второй управляющие выходы подключены соответственно к одноименной группе информационных и одноименному первому управляющему входам основного коммутатора и вйходной шиной подтверждения, а также блок регистров, управляющий вход которого соединен с одним из выходов блока управления, а первый выход под.ключен ко второму управляющему входу основного коммутатора, каждая из групп информационных выходов которого соединена с одноименными информационными выходными шинами, а каждый из управляющих выходов подключен к одноименной выходной шине запуска, при этом первая группа входов блока управления соединена с входными шинами запроса, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью, повышения быстродей» ствия, введены блоки признаков, сравнения и выбора направления, регистр адреса и дополнительный коммутатор, информационные входы которого соеди37, 10 иены с входными шинами подтвержден ния, управляющий вход — с первым выходом блока регистров, а выходы подключены к третьим управляющим входам блоков памяти и второй группе входов блока управления, третья группа входов которого соединена с выяодами блока признакбв, информационные входы которого подключены к информационным входным шинам, а управляющий вход — к одному из выходов блока управления, выходы которого соединены также с управляющими входами регистра адреса и блоков сравнения и выбора направления, выходы которого подключены к информационным входам блока регистров, вторые выходы которого соединены с первыми информационными входами блока выбора направления, вторые информационные входы которого подключены к выходу блока сравнения, первая и вторая группы информацион ных входов которого соединены соответ-! .ственно с информационными выходами блоков памяти и выходами регистра адреса.

° е

Источники информации, принятые во внимание при экспертиз

1. Каляев А.В. Однородные коммутационные регистровые структуры, M., "Советское радио", 1978, с. 212

2. Авторское свидетельство СССР

1l 503235, кл. 0 06 F 7/00, 1975 (прототип) .

866737 8

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, Составитель В. Чачанидэе

Редактор О. Половка Техреду Л.Пекарь Корректор H ° Швьщкая

Заказ 8100/80 Тираж 991 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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