Блок каскадной коммутационной системы

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 быстродействия.На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого блока; нафиг.2 - схема отдельного узла; нафиг.З - схема коммутирующей ячейки, 15Блок (фиг. 1) содержит коммутирующие узлы 1, входы 2 и выходы 3 сигналов поиска, входы 4 и выходы 5 сигналов выделения и собирательные элементы И 6. 20Узел 1 (фиг 2) состоит из коммутирующих ячеек 7 с входами 8 и выходами 9 сигналов поиска, с входами 10 ивыходами 11 сигналов выделения, Узел1 имеет Ь = 2 входных полюсов, где 25ш - число ступеней объединения, вданном случае ш = 3, Первая ступеньобразована Ь/2 коммутирующими ячейками. Число ячеек в каждой последующейступени в два раза меньше. Последняя 30ступень представлена одной коммутирующей ячейкой,Коммутирующую ячейку 7 (фиг.З)образуют входные элементы И-НЕ 12,выходной элемент И-НЕ 13, элементНЕ .14 и управляющие элементы И-НЕ 15.При построении матричной коммутационной системы объединением одноименных входов блоков образуютсястроки и объединением одноименных вы-щходов - столбцы системы, Причем входы 2 соединяются непосредственно, авыходы 3 объединяются. через элементИЛИ. В целях выделения непосредственным соединением входов 4 одноименных блоков образуются столбцы и объединением выходов 5 - строки. Номерастрок и столбцов в обеих цепях должны совпадать. Каскадная коммутационная система строится из блоков непосредственно, если параметры (числавходов и выходов) совпадают с необходимымиЕсли параметры не совпадают, то производится доращивание другими блоками аналогично матричной55системе. Неиспользованные входы блокируются подачей на их входы 2 логического нуля. Неиспользованные выходыпо 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 элементИ 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 ячеекпредыдущей 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 3и входом 4 блока,Входы 8 сигналов поиска коммутирующей ячейки (фиг,З) соединены свходами входньг элементов И-НЕ 12,выход каждого из которых соединен свходами выходного элемента И-НЕ 13,с входами входного элемента И-НЕ 12другого входного полюса и с входамиуправляющего 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-НЕ 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 НЕ 14 .с входами управляющих элементов 15.Рассмотрим работу блока в составе волновой коммутационной системы, обслуживающей микропроцессорную вычислительную систему. Выходы микропро 1416985цессоров 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, вторые- вершины-приемники коммутационной системы.Дальнейшее функционирование систе О мы рассмотрим для случая неявного по.иска подключаемого микропроцессора, у которого должен быть предусмотрен абонентский комплект в составе регистра с именем микропроцессора, блока 15 сравнения, поступившего из системы . кода со своим именем, и элемента памяти признака приемника. Побуждение образования .канала связи возникает в вершине-источнике. ЮПусть рассматриваемый блок входит в состав первой группы периферийных блоков. При необходимости образования нового канала связи микропроцессор на. вход 2 связанного с ним блока выстав ляет признак источника в виде единичного потенциала, который в дальнейшем выполняет функции сигнала поиска. , Этот сигналпо входам 8 прикладывается к,входам входных элементов И-НЕ 12 З 0 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 входным элемента И-НЕ 12: всех ячеек 40 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 4512 принимать сигнал поиска из другого направления, и через выходной элемент И-НЕ 13 вновь в виде единично.го потенциала сигнал .поиска по входам 2 и 8 прикладывается к входам бОячейки второй ступени и последующиханалогичным образом; Пройдя узел, сигнал поиска в виде логической единицы по выходам 9 и 3 выводится изблока на очередную ступень поиска. .В матричном варианте системы он прикладывается к входам одноименного .микропроцессора. В .результате распространения волны сигнала поиска в коммутационной системе строится дерево сигнальных путей, начинающееся навозбужденной вершине-источнике и за-.канчивающееся на всех занятых в данньй момент вершинах-приемниках. Вдальнейшем микропроцессор - источникинформации по этому дереву сигнальных путей передает код вызываемогомикропроцессора. В вершине-приемникепоступивший код сравнивается с собственным ключом и по совпадению микропроцессор - приемник информации навход 4 сигнала выделения периферийного блока выставляет логическийнуль, распространяющийся в систему вкачестве сигнала выделения. Пустьэтот сигнал достигает рассматриваемуюячейку 7 по входу 10. Проинвертировавшись элементом НЕ 14 оконечнойячейки, этот сигнал опрашивает управляющие элементы И-НЕ 15 разрешая имвходить в режим триггера. В результате триггер устанавливается в состояние, фиксирующее единичный потенциална выходе 11 полюса, принимающегосигнал поиска. Действительно, пустьданный элемент И-НЕ 12 принимает сигнал поиска. Нулевым потенциалом,: снимаемьш 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. Свыхода его снимается нулевой потенциал, которьй подтверждает состояниедругого элемента И-НЕ 15, блокируетэлемент И-НЕ 12, не принимающий сигнал поиска, и этот же потенциал в качестве сигнала выделения поступаетна выход 11 для вывода из ячейки,причем направления ввода сигнала поиска и вывода сигнала выделения совпадают. Сигнал выделения, достигнувследующей ячейки 7, по входу 10 приводит в соответствие состояние еготриггера и вновь по выходу 11 выводится в направлении приема сигналапоиска. Так, следуя в обратном порядке, сигнал выделения достигает вершины-нсточника, свидетельствуя о подключении нужного микропроцессора. Поэтому каналу может быть передан кодимени микропроцессора для обеспеченияконтроля. Канал связи готов к работеВ дальнейшем информация передаетсяпо цепям передачи сигнала выделенияот источника к приемнику информации,5 141 бЕсли 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 гоночнаяб 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 1 гично описанному.Стирание ненужного канала связи .осуществляется в произвольный момент времени снятием сигнала выделения 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 2 б 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.Зб 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 блокасигнал 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 высокойтехнологичностью, а случаи односторонней передачи информации весьмачасты. Функционирование блока соббвстречной ориентацией аналогично описанномуЗдесь каждая вершина системыносит признаки и источника, и приемника информации. 985 6Формула изобретенияБлок каскадной коммутационной системы, содержащий коммутирующие ячейки, каждая иэ которых состоит из двух входных и двух управляющих элементов И-НЕ, элемента НЕ и выходного элемента И-НЕ, причем первый и второй входы сигнала поиска коммутирующей ячей 1 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 элементаИ-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-НЕ 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 И-НЕ 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 НЕ подключен к третьим входам. управляющих элементов И"НЕ, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстро-действия, каждый коммутирующий узел содержит ш ступеней, по 2(Н =1,111) коммутирУющих ячеек в каждой Н-й ступени, причем выход сигнала поиска и вход сигнала выделения Р-й коммутирующей ячейки Е-й Б 1 (Н) ступени Р = 2 К+1, К = О 2 -1)3 подключены к первому входу сигнала поиска и первому выходу сигнала выделения Р-й коммутирующей ячейки (8+1)-й ступени, а выход сигнала поиска и вход сигнала выделения (Р+1)-й коммутирующей ячейки Б-й ступени подключены к второму входу сигнала поиска и второму выходу сигнала выделения Р-й коммутирующей ячейки (5+1)-й ступени. входы сигнала поиска и выходысигнала выделения коммутирующих ячеек первой ступени и выход сигнала поиска и вход сигнала выделения коммутирующейяячейки а-й ступени являются входамисигнала поиска, выходами сигнала выделения, выходом сигнала поиска, входом сигнала выделения а-го (а = 1,А)коммутирующего узла соответственно,Ь-й вход сигнала поиска(Ь = 1,2)каждого а-го коммутирующего. узла соединен с Ь-м входом сигнала поискаблока каскадной коммутационной системы,.Ь-йвыход сигнала выделения каж(.1 б 985 8дого а-го коммутирующего узла черезэлемент И соединен с Ь-м выходом сигнала выделения блока каскадной коммутационной системы выход сигнала по 9иска и вход сигнала выделения а-гокоммутирующего узла являются а-м выходом сигнала поиска и а-м входом, сигнала выделения блока каскаднойкоммутационной системы соответст, венно.1416985 ль В.Сыч Олийнык оставиехред орректор В.Романенко едактор А.Ог Подписное аказ 4065/46 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/