Устройство для приема и передачи информации

ОП ИСАНИИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советск икСоциалистическикРеспублик 0198 ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ23) Приоритет - Опубликовано 30.06,82. Бюллетень2 делам зобретенн , н фткрыткй 21398 088. 8) Дата опубликования описания 30,0,8) Авторизобретения И. Финае Таганрогский радиотехнический инстит м. В.Д) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА И ПЕРЕДАЧ ИНФОРМАЦИИ1Изобретение относится к технике связи и может найти применение при построении систем и сетей передачи дискретной информации, в которых реализованы игровые методы динамического децентрализованного управле ния коммутацией сообщений, позволяющие наиболее эффективно использовать емкости канального оборудовани сетей связи.Известно устройство для передачи информации по нескольким каналам, содержащее распределитель, накопите и блок управления, выходы которого соединены с одним из входов элементов И, объединенных в группы в соот .ветствии с направлением передачи, выход накопителя подключен к другим входам первых элементов И каждой группы, другие входы остальных элементов И каждой группы через первые элементы ИЛИ соединены с выходами распределителя, а выходы каждой группы элементов И через соответст 2вующие вторые элементы ИЛИ соединеныс входом канала соответствующегонаправления 1,1.1.Известное. устройство обладает не"достатком, заключающимся в том, чтоне учитывается адрес назначения коммутируемого сообщения, а также тем,что при выборе направления не учитываются параметры, сети связи (структура, марщтуры, время передачи по каналам и т. д.), что увеличивает времядоставки сообщения адресату.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство для приема и передачи информации, содержащее каналы передачисообщений, элементы памятиэлементыИ, блок селекции управляющих команд,блок управления, блок входных воздейго ствий, элемент ИЛИ, блок коммутациии источники сообщений, выходы которых соединены с входами блока коммутации и через элемент ИЛИ с первым вхо; дом блока записи адреса, второй вход кото90198 ектор Г. Решетник каз 1672/72 Подписноекомитета СССР открытийкая наб д. 4 Тираж 612 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Рау3 940198 4 рого соединен с первым выходом блока управления, а выходы - с первыми входами блока управления, вторые выходы которого соединены с первыми входами элементов И, вторые выходы которого соединены с первыми входами элементов И, вторые входы которых соединены с выходами блока коммутации, а выходы соединены с входами элементов памяти, первые выходы которых соединены с каналами передачи сообщений, а вторые выходы - с входами блока селекции управляющих команд, выходы которого соединены с вторыми входами блока управления 1 21Недостаток известного устройства состоит в том, что при реализации игровых методов динамического управления распределением потоков сообщений используются в блоке управления вероятностные автоматы, и, таким образом, оценка их управляющих. действий, а следовательно, и всего блока управления в целом, осуществляется на основе анализа последствий их управляющих действий.В.известном устройстве оценка действий блока управления производится из анализа длин очередей в элементах памяти, Это говорит о том, чтофактически целевая функция управле -ния составлена из одних только параметров - длин очередей, А этого явнонедостаточно, Действительно, кромедлин очередей оптимальность действий блока управления определяют следующие характеоистики: время задержки сообщений го направлениям коммутации, распределение степени загрузки исходящих направлений коммутации, соответствие выбранного блоком управления направления коммутации апостериорно извест -нь 1 м оптимальным направлениям коммутации, минимальное количество промежуточных узлов коммутации на маршрутедоставки сообщения, исходщяем из выбранного направления коммутации. Очевидно, что учет данных характеристик в предлагаемом устройстве качественно улучшит закон управления. Такимобразом, недостаток известного устройства заключается в том, что привыборе направления коммутации сообщения не учитываются параметры - время задержки сообщения, распределениезагрузки исходящих яаправлений коммутации и параметры сети: апостериорно заданные оптимальные маршруты имаршруты с минимальным количестком узлов коммутации, что существенноувеличивает время доставки сообщений,Цель изобретения состоит в скорости передачи сообщений, т. е. повышении быстродействия устройства.Поставленная цель достигается тем,что устройство для приема и передачиинформации, содержащее источникисообщений, выходы которых подключены 30 к соответствующим входам блока коммутации и элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом блоказаписи адреса, первые выходы блоказаписи адреса подключены к первым 15 входам блока управления, ко вторымвходам которого подключены выходыблока селекции управляющих команд,первые выходы блока управления соединены с первыми входами соответст вующих элементов И, выходы которыхподключены к входам соответствующихэлементов памяти, выходы блока коммутации соединены с вторыми входамисоответствующих элементов И, первыевыходы элементов памяти подключенык информационным выходам устройства,второй выход блока управления соединен с вторым входом блока записиадреса, введены блоки контроля иблок сравнения задержек, вторые выходы блока записи адреса соединеныс соответствующими первыми входамипервого и второго блоков контроля,вторые входы которых подключены ксоответствующим первым выходам блокауправления, выходы первого и второгоблоков контроля соединены с соответствующими первыми входами блока селекции управляющих команд, вторыевходы которого соединены с первыми 4 Овыходами блока управления, вторыевыходы элементов памяти подключенык соответствующим первым входам третьего и четвертого блоков контроляи блока сравнения задержек, вторыевходы которого соединены с соотеетствующими первыми выходами блока управления, управляющие входы устройства подключены к соответствующимвторым входам третьего и четвертого блоков контроля и к третьему входу блока сравнения задержек, выходы которых соединены с соответствующими третьими входами блока селекции уп равляющих команд.Блок сравнения задержек выполнен на цифровых преобразователях, сумматоре, элементе сравнения, элементе деления, регистрах и на элементах И,940198 5первые входы блока сравнения задержек подключены к первым входам цифровых преобразователей и к первым входам соответствующих элементов И, вторые входы блока сравнения задержек соединены с вторыми входами цифровых преобразователей и с первыми входами элемента сравнения, третьи входы блока сравнения задержек через соответствующие регистры подключены к вторым 10 входам элементов И, выходы которых соединены с первыми входами элемента деления, выходы цифровых преобразователей подключены к первым входам сумматора, выход которого соединен с 5 вторым входом элемента деления, выход элемента деления подключен к второму входу элемента сравнения, выход которого соединен с выходом блока сравнения задержек. 20Третий блок контроля выполнен на сумматорах, элементах деления, элементах сравнения и на элементе И, первые входы третьего блока контроля подключены к первым входам суммато ров и к первым входам элементов деления, выходы которого соединены с первыми входами элементов сравнения, второй вход третьего блока контроля подключен к вторым входам сумматоров,50 выходы которых соединены с вторыми входами элементов деления, третий вход третьего блока контроля подключен к вторым входам элементов сравнения, выходы которых соединены с входами55 элемента И, выход элемента И соединен с выходом третьего блока контроля,На фиг. 1 показана функциональная схема устройства; на Фиг. 2 - схемаблока сравнения задержек; на фиг. 3 схема третьего блока контроля; на фиг. 4 - схема четвертого блока контроля; на Фиг, 5 - схема блока записи адреса; на Фиг, 6 - схема первого .блока контроля; на Фиг. 7 - схема45 второго блока контроля; на фиг. 8 схема цифрового преобразователя.Устройство для приема и передачи информации содержит (Фиг. 1) источники 1 , 1 и сообщений, блок 2 коммутации, элемент ИЛИ 3, блок 4 запи 50 си адреса, первый 5 и второй 6 блоки контроля, блок 7 управления, блок 8 сравнения задержек, блок 9 селекций управляющих команд, элементы И 101 О, элементы 11 , 11памяти55 выходы устройства 12 12, третий и четвертый блоки 13 и 14 контроля,управляющие входы. устройства 15-18,бБлок сравнения задержек (фиг. 2)содержит первые входы 19, элементыИ 20, элемент 12 сравнения, цифровцепреобразователи 22, 22 , вторые итретьи входы 23 и 24, регистры 2525 и выход 26, Третий блок контроля(фиг. 3) содержит первые входы 27,вторые входы 28, сумматоры 29 . ,29элементы 304 , 30 деления, элементы 3131, сравнения, элементИ 32, вход 33, выход 34. Четвертыйблок контроля (фиг, 4) содержит первые входы 35 элементы 3636сравнения, второй вход 37, элементИ 38 и выход 39, Блок записи адреса(фиг. 5) содержит первый и второйуправляющие входы 40 и 41, регистр42 адреса, первые информационныевходы 43, дешифратор 44, узел 45 соответствия адреса и выходы 46,Первый блок контроля (фиг. 6) содержит первые и вторые входы 47 и 48,дешифратор 49, элементы И 50, 50элемент ИЛИ 51, выход 52. Второй блокконтроля (фиг. 7) содержит первые ивторые входы 47 и 48, дешиФратор 53,элементы И 54 , 54 , элемент ИЛИ55, выход 56, Цифровой преобразователь сигналов (Фиг. 8) содержит эле"мент 57 деления, вход 58, элемент 59умножения, элемент И 60 и выход 61.Устройство для приема и передачисигналов работает следующим образом.Сообщение представляет собойкодовое слово, состоящее из адреснойчасти и информационной части, а также кодов служебных сигналов. Сообщения от источников информации 1 -1,которые в общем случае могут представлять собой принимающие устройства(приемники) данного устройства коммутации, либо аппаратуру передачиданных, принимающую сообщения отдругих узлов коммутации, поступаютна блок 2 коммутации и через элементИЛИ 3 на вход блока 4 записи адреса,в котором адресная часть сообщениязаписывается в регистр 42 адреса(фиг. 5) при наличии разрешающегопотенциала по второму входу регистра42 адреса, поступающего на второйвход 41 блока 4 от выхода блока 7 управления. Адрес сообщения несет информацию о конечном пункте назначен.;ясообщения (кому предназначено сообщение) и поступает с первых входов43 блока 4 записи адреса на первыевходы 47 первого 5 и второго 6 блоков контроля (Фиг. 6 и 7) и на входы7 9401 деяифратора 44, где определяется номе; адреса, который подается на узле 45 соответствия адреса сообщений допустимых выходным сигналом блока 7 управления, причем, если имеется мно 5 жество входящих адресовХ, где Х - элемент множества, представляющий слово адреса, физически состоящее из нулей и единиц, имеется множество выходову, где у - 3-ый а по номеру выход (3 = 1 , а), в число выходов в блоке 4 записи адреса и блоке 7 управления, равное числу направления коммутации (каналов передачи сообщений) 12 -12 , то логив. ческая функция У представляет собой дизъюнктивно нормальную Форму допустимых адресов Х и задается проектировщикам сети управления коммутацией,С выходов 46 блока 4 записи адреса го выработанный сигнал соответствия входных воздействий блока 7 управления его выходным сигналам подается на первые входы блока 7 управления, на вторые входы которого от блока 25 9 селекции управляющих команд подаются сигналы оценки управляющих действий блока 7 управления.Синтезированный блоком управления сигнал управления подается на первый ЗО вход, соответствующего элемента И 10- на второй вход которого подается сообщение от блока 2 коммутации. Сообщение пропускается соответствующим элементом И 10 -10.и в один из элемен" тов 11-11 памяти, из которого затем поступает в канал связи для передачи другим устройствам коммутации в сети связи.Блок 7 управления содержит вероят О чостный автомат и каждое его действие оценивается сигналами "Поощрение" за -рааильное его действие и "Штраф" за неверное действие вероятностного автомата, а, следовательно, и блока 7 уп равления.ераый блок 5 контроля осуществляет определение соответствия управляющего действия блока 7 управления известным маршрутом с минимальным сред:;и числом промежуточных узлов коммутации по выбранному исходящему направлению (фиг. 6), При этом на первые входы 47 первого блока 5 контроля подается от блока 4 записи адреса55 адрес назначения сообщения, а на один из вторых входов 48 - потенциал с выхода блока 7 управления, определяющий направление коммутации. Де 98 8шифратор 49 маршрутов устанавливает, какие направления коммутации (каналы передачи сообщений) для адреса поступившего сообщения имеют минимальные средние значения числа промежуточных устройств (узлов) коммутации до конечного пункта назначения сообщения согласно заданной структуры сети. Дешифратор (маршрутов) 49 содержит дешифратор двоичного кода адреса, выходы которого подсоединены к щ элементов ИЛИ. Бсли потенциал с выхода дешифратора 49 подается на тот же элемент И 50, на второй вход которого подан потенциал от входа 48, то на выходе 52 первого блока 5 контроля будет единица, если потенциал с выхода дешифратора 49 и со входа 48 будут поданы на разные элементы И 50, то на выходе 52 блока 5 будет ноль, что соответствует неверному действию блока 7 управления.1Второй блок 6 контроля устанавливает соответствие управляющего действия блока 7 управления апостериорно известным оптимальным маршрутам доставки сообщения данного адреса назначения. Логическую функцию данного блока запишем в виде где щ - выбранное направление комму 1тации по каналу передачи сообщений Ч (1 = 1, щ) - направление коммутации по каналу передачи, соответствующее оптимальным маршрутам (фиг. 7) .На первые входы 47 второго блока6 контроля подается адрес назначения сообщения с первых входов 48 блока 4 записи адреса, а на один из вторых входов 48 потенциала с соответствующего второго выхода блока 7 управления, Дешифратор (направлений) 53 устанавливает соответствие адреса назначения сообщений апостериорно известным оптимальным маршрутам по исходным направлениям коммутации каналов передачи. Бсли потенциал с одного из выходов дешифратора 53 подан на первый вход элемента И 54, на второй вход которого подан потенциал с входа 48, то на выходе 56 второго блока б контроля будет потенциал, что определяет правильное действие блока 7 управления. Бсли потенциалы с выходов дешифратора 53 и входов 48 поданы на разные элементы И, то нагде и - ожидаемое время задержки сообщения по 1-му каналу передачи сообщений.При пуассоновских потоках сообщений по каналам 12 выражение (1) преобразуется в вид где- коэффициент загрузки д-гоканала передачи сообщения;а - ожидаемое время передачигсообщений по 1-му каналупередачи сообщений.Оценка действий блока 7 управления блоком 8 производится из анализа состояний элементов 11 памяти. Пусть Г - длина очереди в х-ом элементе 11 памяти.Известно, цто 25 35 ЬГ(3) или о 4г, р Из выражений (1), (2) и (3) следует, что 45 9 9401 выходе 56 второго блока оценок будет ноль, что определяет неверное действие блока 7 управления,Блок 8 сравнения задержек определяет, выдерживается ли блоком 7 уп равления стратегия осуществления одинаковых задержек по времени сообщений по исходящим каналам передачи сообщений, т. е. выполняется ли условие 1 О 98 10каналу передачи, На вторые входы 23 подаются коды состояний элементов 11 памяти, определяющие, сколько сообщений находится в очереди к передаче. На третьи входы 24 от первого входа 15 подаются значения /Ь времени передачи сообщений по каналам 12, которые записываются в двоичном коде в регистры 25 -25. В циФровом преобразователе 22 на величину в, введенную по входу 58 и постоянную во времени.Величина подается по входу 24 от соответствующего входа 24 блока 8. В элементе 59 умножения цифрового преобразователя 22 производится умножение величины/й, полученной в элементе 57 деления на величину г, поступающую по входу 23. Затем, .если выбрано направление передач 1-ое, то будут открыты все элементы И 60 (3 = 1, 3 п; 3 г 1) и числа элемента 59 умножения преобразователя 22 3 (3 = 1, й, 3 г Ц поступают в сумматор 29, где будет сФормировано числоуа21 -1:1 3 гя Через открытый элемент И 20 код1подается на вход 27, в котором формируется число согласно уравнению (4). Полученное число сравнивается элементом 21 сравнения с числом г, код которого подан от вторых входов 23 на входы элемента 21 сравнения,Если разряды двух чисел не совпадают, то это говорит о невыполнении соотношения (1), и на входе 28 блока 8 будет ноль. Очевидно, цто точность сравнения двух чисел возможно задать путем исключения из рассмотрения младших разрядов.Блок 14 проверяет, выдерживается ли после действия блока 7 управления условие равномерного распределения загрузки по каналам передачи сообще- нийследовательно, для того, цтобы определить соответствие действия блока 7 управления условию (1), достаточно блоку 8 проверить выполнение соотношения (4) в заданных пределах точности, На один из первых входов 19 блока 8 (фиг, 2) подается с выхода блока 7 управления потенциал, определяющий направление коммутации по(6) етий блок контроля лнение условия (6). проверяет вы оисходит этоЮ12 Блок 9 селекции управляющих команд синтезирует на основе выходных потенциалов блоков 5, б, 8, 13 и 11 сигналы "Поощрения" и "Штрафа" за действия блока 7 управления. На первые входы 19 блока 9 подаются сигналы со вторых выходов блока 7 управления, а на второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы потенциалы с выходов 5, 6, 8, 13 и 1 ч блоков соответственно.. В установиваемся режиме работы блока 7 управления оптимальность его действия определяется в известном устройстве только оценкой очередей сообщений в элементах памяти, т, е. не учитываются в функции управления основные показатели функционирования устройства коммутации - время задержки сообщений в каналах передачи и загрузке каналов, а также структура сети и маршруты сообщений на сети связи, В предлагаемом устройстве эти показатели учитываются. Учет последних уменьшает время доставки сообщений, так как существенно повышается вероятность коммутации по оптимальным по времени доставки сообщений направлениям коммутации. Численно это возможно выразить следующим образом, Если в известном устройстве среднее число промежуточных устройств коммутации И,1 на маршруте доставки сообщения, то в предлагаемом в связи с большей величиной вероятности выбора блоком управления оптимального направления коммутации, а следовательно, и маршрута, это число. промежуточных устройств коммутации будет И , причем ИИи, если среднее время доставки сообщений между двумя соседними устройствами коммутации равно С, то эффективность предлагаемого устройства можно определить по фор- муле Р -Мх)Э=И формула изобретения Устройство для приема и передачи информации, содержащее источники сообщений, выходы которых подключены к соответствующим входам блока коммутации и элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом блока записи адреса первые выходы блока записи адреса. подключены к первым входам блока управления, к втоТаким образом, каждый из блоков55 6, 5, 8, 13 и 11 проверяет выполнение заданных условий после каждого действия блока 7 управления,11 94019:следующим образом (фиг. 3). Значенияг; подаются от элементов 11 памятина первые входы 23 блока 13, на второй вход которого подается число "1."от второго входа 16, а на третий звход 33 подается число А от третьеговхода 17. В сумматорах 29 определяются числа сумм т + 1, а в элементах30 деления - частные от деления,т /т + 1. В элементах 31 сравнения 10сравниваются числа элементов 30 деления с числом А в заданных пределахточности. Число А записано в регистри поразрядно сравнивается с частнымот деления, код которого подан на 1входы элементов 31 сравнения. Есличисла совпадают, то на выходах элементов 31 сравнения будет потенциал.Если на выходах всех элементов сравнения 311 -31есть потенциал, то на 20выходе 3 ч третьего блока 13 контролябудет единица, что соответствует выполнению условияпосле действияблока 7 управленияЕсли на выходе,хотя бы одного элемента сравнения Ю;будет ноль, то на выходе 31 блока 13будет также ноль, что соответствует;невыполнению условия (5) после действия блока 7 управления.блок 1 проверяет, Выдерживается Золи после действия блока 7 управленияравенство длин очередей сообщенийв элементах 11 памяти в заданных пределах точности.При этом значения чиселт от эле- зментов 11 памяти подаются на первыевходы 23 блока 11, с которых поступают на первые входы элементов 3 б 36 сравнения, реализованные аналогично элементам 31 сравнения, на вто,:е входы которых поступает число Б,подаваемое на втОрой вход 37 четвертого блока 1 Ч контроля от четвертоговхода 18. Если на выходах всех элементов 36 сравнения есть потенциал,т, е, г = т,= 6 в заданныхпределах точности) то на выходе 39етвертого блока 11 оценок будетединица что говорит о верном действии блока 7 управления, а если навыходе хотя бы одного элемента 36сравнения будет ноль, то и на выходеблока 1 М будет ноль, что говорит оневерном действии этого блока,13 9401 рым входам которого подключены выходы блока селекции управляющих команд первые выходы блока управления сое-динены с первыми входами соответствующих элементов И, выходы которых подключены к входам соответствующих элементов памяти, выходы блока коммутации соединены с вторыми входами соответствующих элементов И, первые выходы элементов памяти подключены к 10 информационным выходам устройства, второй выход блока управления соединен с вторым входом блока записи адреса, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействияв устройство введены блоки контроля и блок сравнения задержек, вторые .выходы блока записи адреса соединены с соответствующими первыми входами первого и второго блоков контроля, вторые входы которых подключены к соответствующим первым выходам блока управления, выходы первого и второго блоков контроля соединены с соответствующими первыми входами блока селекции управляющих команд, вторые входы которого соединены с первыми выходами блока управления, вторые выходы элементов памяти подключены к соответствующим первым входам третьего и четвертого блоков контроля и блока сравнения задержек, вторые входы которого соединены с соответствующими первыми выходами блока управления, управляющие входы устройства подключены к соответствующим вторым входам35 третьего и четвертого блоков контроля и к третьему входу блока сравнения задержек, выходы которых соединены с соответствующими третьими входами40 блока селекции управляющих команд.2. Устройство по и, 1, о т л.ич а ю щ е е с я тем, что блок сравнения задержек выполнен на цифровых преобразователях, сумматоре, элементе сравнения, элементе деления, регистрах и на элементах И, первые входы 98 14блока сравнения задержек подключены к первым входам цифровых преобразователей и к первым входам соответствующих элементов И, вторые входы блока сравнения задержек соединены с вторыми входами цифровых преобразователей и с первыми входами элемента сравнения, третьи входы блока сравнения задержек через соответствующие регистры подключены к вторым входам элементов И, выходы которых соединены с первыми входами элемента деления, выходы цифровых преобразователей подключены к первым входам сумматора, выход которого соединен с вторым входом элемента деления, выход элемента деления подключен к второму входу элемента сравнения, выход которого соединен с выходом блока сравнения задержек.УстройствО по и. 1, 0 т л и ч а ю щ е е с я тем, что третий блок контроля выполнен на сумматорах, элементах деления, элементах сравнения и на элементе И, первые входы третьего блока контроля подключены к первым входам сумматоров и к первым входам элементов деления, выходы которого соединены с первыми входами элементов сравнения, второй вход третьего блока контроля подключен к вторым входам сумматоров, выходы которых соединены с вторыми входами элементов деления, третий вход третьего блока контроля подключен к вторым входам элементов сравнения, выходы которых соединены с входами элемента И, выход элемента И соединен с выходом третьего блока контроля. Источники информации,принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССРВ 378932, кл. 6 08 С 19/32, 19732, Авторское свидетельство СССРУ 708387, кл. 6 08 С 15/06, 19801 прототип).