Многоуровневый коммутатор

,32463 4 Н 03 К 17/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН 1) 3835345/24- 2) 03,01.85 6) 23.07.86. Б 1) Ленинградск коммутаторов 2 х о с вх27 по рдена Лени ут им. М.И литехнический инститнина(56) Мультипроцессорпараллельные вычислеф. Энслоу, М.: Мир,рис. 2.5.Раге 1 1.Н. Ргосеясоппесг 1 опя Гог Мц 1 гб Апп. Бущр. оп Согцге, 1976, Иеы Уог 1 с218. 4,али ые системы и ия, Под ред. 976, с. 47,яог щещогу 1 пгег 1 ргосеяяог. ТЬе щрцгег АгсЬгес 1979, р. 170,У дго э+8, + е входы мн соединены формацион ммтутатор гоуровневог оответствен ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54)(57) МНОГОУРОВНЕВЫЙ КОММУТАТОР, содержащий матрицу коммутаторов 2 х 2 с К столбцами, где К = 1 о Ь 3, Ь = = щах 11, М; И - число информационных входов; М - число информационных выходов многоуровневого коммутатора, причем и-й выход коммутатора 2 х 2 д-г столбца я-й строки, где п=1,2, й = - 1-(К), я = 1 - - , соединен с щ-м входом коммутатора 2 х 2 (с 1+1)-го столбца Б-й строки, где первого столбца, а информационныевыходы соединены соответственно с вы-.Мходами2коммутаторов 2 х 2 К-го толбца, о т л и ч а ю щ и й тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения за счет уменьшения числа управляющих входов, в него введены К управляющих матриц коммутации, причем 1-я управляющая матрица коммутации, где 1=1-К, содержит (1-1) столбцов коммутаторов 2 х 2 и один 1-й столбец управляющих коммутаторов 2 х 2 причем и-й выход коммутатора 2 х 2 гстолбца я-й строки 1-й управляющей матрицы .коммутации, где г=1-(1-1), соединен с щ-м входом коммутатора 2 х 2 (г+1)-го столбца Я-й строки 1-й управляющей матрицы коммутации, а для г = 1 - 1 - с щ-м входом управляющегооммутатора 2 х 2 г-го столбца Я-й стро-ки 1-й управляющей матрицы коммутации, п-й выход запроса управляющего коммутатора 2 х 2 1-го столбца я-й строки 1-й управляющей матрицы коммутации Сф соединен с ш-м входом запроса управ- Ж ляющего коммутатора 2 х 2 Б-й строки 1) (1+1)-го столбца (1+1)-й управляющей матрицы коммутации, первый, второй, третий и четвертый управляющие выходы управляющего коммутатора 2 х 2 8-й стро ки 1-го столбца 1-й управляющей матрицы коммутации соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым управляющими входами коммутаторов 2 х 2 8-й строки 1-го столбца каждой Ь-й управляющей матрицы коммутации, где Ь = (1 + 1) - К, и мат1246360 91 и(-1)о ) Я=11)ат), 1 ит т 2 о.трицы коммутаторов 2 х 2, входы запросамногоуровневого коммутатора соединенысоответственно с входами запроса управляющих коммутаторов 2 х 2 первойуправляющей матрицы коммутаторов, выходы запроса управляющих коммутаторов2 х 2 К-й управляющей матрицы соединенысоответственно с выходами сигналов 1Изобретение относится к автоматике, коммутационной и вычислительнойтехнике и может быть использовано припостроении коммутируемых сетей, связывающих.источники и приемники информации.Цель изобретения - повьппение быстродействия и упрощение за счет уменьшения числа управляющих входов и реализации асинхронного управле 1 тия про 16цессом установления связи информационных входов с информационным выходами по заданным адресам и сигналамзапросов, что уменьшает время установления требуемой связи.На фиг, 1 представлена структурная схема многоуровневого коммутатора; на фиг, 2 - функциональная схемауправляющего коммутатора 2 х 2,Многоуровневый коммутатор содержит коммутаторы 1 2 х 2, управляющиекоммутаторы 2 2 х 2, управляющие матрицы 3- 3коммутации, матрицу 3коммутации, входы 4, , 4; 4,где= 1К, з.-го разряда адреса,информационные выходы 5, 55выходы 6 бт . ,6, запроса, входы7, -1 тт запроса, информационные входыУправляющий коммутатор 2 2 х 2 содер- З 1жит элементы И 9, - 9, элементыЗАПРЕТ 10, - 1 , входы 11 и 11входы 12 и 12, запроса, управлящие выходы 131 - 13 выходы 14, и14 запроса, 31Матрица Зт+ коммутаторов 2 х 2 содержит К столбцов, где К= 1 одЫ,Ь шах 1 И, М, Ы - число информационных входов; М - число информационных выходов многоуровневого коммута Отора, причем и-й выход коммутатора1 2 х 2 с 1-го столбца я-й строки, гдеи 1-2 д и 1-(К)К ф 1В У запроса многоуровневого коммутатора,входы коммутаторов 2 х 2 первого столбца т.-й управляющей матрицы коммутации, а для -1 входы управляющих коммутаторов 2 х 2 соединены соответственно с входами -го разряда адресов информационных выходов многоуровневогокоммутатора. 2соединен с ш-м входом коммутатора 12 х 2 (6+1) -го столбца Я-й строки, гдетп 1 + Мос 1 (а ) 3 + 1 1 дат) (и+,. +1). и-й выход (и=1,2), коммутатора 2 х 2 я-столбца - я-й строки матрицы коммутаторов 2 х 2 и управляющих матриц коммутации: соединен с тп-м входом (ш =1,2), матричного коммутатора 2 х 2 Б-й строки (6+1)-го столбца, где тп 1 + Мос 1 ( , +1) Я=(2-2"(-1)т" т) Мот), 1 и+2 о.т)+ + я Мос 1 ( - - - +1),Модозначает число в скобках, взятое по модулю два; Й = 1+(-1);- номер управляющей матрицы 3 коммутации. Информационные входы 8; многоуровневого коммутатора соединеныИ соответственно с входами2коммутаторов 1 2 х 2 первого столбца матрицы 3 + коммутаторов 1 2 х 2, и-й выход коммутатора 1 2 х 2 с 1-го столбца я-й строки, где п=1-2, с 1 = 1- (К);Е1 -1соединен с ш-м входом2коммутатора 2 х 2 (6+1)-го столбца Б-йстроки, гдетп = 1 + Мос 1 (д.1 +1)9 Б (Кот),1 и+Б.,1 и-(-1) ) (2 тд Иод, 1 п+ ( ., (+1),информационные выходы 5 многоуровне)вого коммутатора соединены соответственно с выходами коммутаторов 1 2 х 25К-го столбца матрицы Зк коммутаторов 2 х 2, и-й выход коммутатора 1 2 х 2г-го столбца я-й строки управляющейматрицы 3; коммутации (г=1-К, гдеОг = 1 (д), соединен с ш-м входомкоммутатора 2 х 2 (г+1)-го столбца Я-й(строки управляющей матрицы 3 а дляг = г - 1 - с ш-м входом управляющегокоммутатора 2 2 х 2 г-го столбца Я-й1 15строки управляющей матрицы 3; коммутации, и-й выход запроса управляющего коммутатора 2 х 2 г-го столбца я-йстроки управляющей матрицы 3, комму-тации соединен с ш-м входом запроса20управляющего коммутатора 2 2 х 2 Б-йстроки (+1) - й управляющей матрицы 3коммутации, первый, второй, третий ичетвертый управляющие выходы 13,13 управляющего коммутатора 2 2 х 225я-й строки 2-го столбца управляющейматрицы 3; коммутации 2 х 2 соединенысоответственно с первым, вторым, третьим и четвертым управляющими входамикоммутаторов 1 2 х 2 я-й строки г-гостолбца управляющих 1 матриц 3;, 3,ЗО3;,з Зк коммутации и матрицы3 к+ коммутации. Входы 7, - 7запроса многоуровневого коммутаторасоединены соответственно с входами12, и 12 2 запроса управляющихкомму- З 5таторов 2 2 х 2 управляющей матрицы3, коммутаторов. Выходы 6, - 6 мсигналов запроса многоуровневого коммутатора соединены соответственно свыходами 14, и 14 2 .запроса управляющих коммутаторов 2 2 х 2 управляющей матрицы Зк коммутации, Входыуправляющих коммутаторов 2 х 2 управляющей матрицы 3 коммутации соеди 11иены соответственно с входами 4,2 Кд4 4, старшего разряда адресов,информационных выходов многоуровневого коммутатора, а входы 4.4; многоуровневого коммутатора г-го разряда адресов выходов 50многоуровневого коммутатора соединенысоответственно с входами коммутаторов 1 2 х 2 первого столбца управляющей матрицы 3; коммутации.Многоуровневый коммутатор работает 55следующим образом.Для образования цепи связи междуинформационными входами 8 и информа- г ционными выходами 5 многоуровневого коммутатора, где 3=1-И, ф 1=1-Г 1, в соответствии с принципом двоичного дерева необходимо осуществлять выборнаправления связи в К столбцах матри.цы 3 коммутации, где К =1 о 8,Ь; Е = п)ахИ,М, в которых размещены матричные коммутаторы 1 2 х 2, дающиевозможность установления связи каждого из двух входов с одним из двух выходов путем подачи на четыре его управляющих входа соответствующих управляющих сигналов. Направление установления связи в каждом г-м столбце задается для каждого информационного входа 8 значением д-го разряда адреса, соответствующего этому информационному входу, поступающим на вход 4 управляющей матрицы 3; коммута,ции. В г-й столбец управляющей мат(рицы 3, коммутации этот разряд ад 14реса поступает с входа 4 по тому же пути, что и в матрице 3+, коммутации, что обеспечивается наличием в управляющей матрице 3 коммутации К столбцов,из которых К - 1 столбцов содержат коммутаторы 1 2 х 2, а К-й столбец - управляющие 2 коммутаторы 2 х 2.Процесс установления связи между информационным входом 8, и выходом 5 у многоуровневого коммутатора начинается с момента подачи на вход 7 запроса сигнала на установление связи. При этом на входы 4", (2=1-К), подаются разряды кода адреса информационного выхода 57. В первой управляющей матрице 3, сигнал с входа 7 запроса поступает на вход запроса управляющего коммутатора 2 2 х 2, на одноименный вход которого поступает с входа 4", старший разряд кода адреса. Последний определяет, во-первых, на какой из двух запросных выходов управляющего коммутатора 2 х 2 будет передан входной сигнал запроса, и, вовторых, значение сигналов на первом, втором, третьем и четвертом управляющих выходах 13 - 13. управляющего коммутатора 2 х 2. Так как управляющие выходы 13, - 13 связаны с соответствующими управляющими входами коммутатора 2 х 2 одноименной строки одноименного столбца управляющих матриц 3 , 3 , ,Зк коммутации и мат)д 2рицы 3 ) коммутации, то подключение входов к выходам в этих коммутаторах 2 х 2 осуществляется в одинаковом их направлении.360 Ь2 х 2 следующего столбца, так, что обесггечивают полнодоступную связь в первом столбце между каждыми двумя входами и двумя выходами каждого коммутатора 2 х 2 первого столбца, в первом и втором столбце между четверками входов и выходов коммутаторов 2 х 2 двух строк и двух столбцов.Таким образом, в предлагаемом многоуровневом коммутаторе повышено быстродействие за счет реализации асинхронного управления процессом установления связи информационных входов с выходами по заданным адресам и сигналам запроса, что уменьшает потери времени на установление связи.Время ожидания разрешения кофликтов при запросе несколькими источниками связи с одним выходом не превос 3 1246Выбор направления установления связи осуществляется в каждой управляющей матрице 3; коммутации в управляющих коммутаторах 2 х 2 -го столбца. Если в каком-либо управляющем коммутаторе 2 х 2 выбираемое направление связи уже занято, то поступивший ранее запрос на установление связи будет блокировать прохождение более позднего запроса и, следовательно, 10 изменения сигналов на управляющих выходах 13 не произойдет. Установленные соединения в многоуровневом коммутаторе удерживаются при удержании сигнала на соответствующем входе 7 15 запроса и освобождаются при снятии этого сигнала, а признак установления связи соответствует сигналу на выходе 6 запроса многоуровневого коммутатора.20Коммутаторы 1 2 х 2 матрицы 3коммутации и управляющих матриц 3, коммутации каждого столбца связаны своими выходами с входми коммутаторов 2 ходит времени использования этоговыхода (И) источником, а количество .управляющих входов уменьшено всравнении с известным устройством в4 М/1 ор 1, раз.1246360 остави ехред ель С. КусОлейник орректор И, Эрдейи едактор В. Петраш Заказ 021 дписно 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 816 ВНИИПИ Государственного комитета СС по делам изобреТений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб