Система коммутации

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 504 С 06 Г 15 ОП ИЕ ИЗОБ к вычис и чу понии абоне 1,соедиОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССпо заявке В 3863009/24,кл. С 06 Р 15/16, 1985.Авторское свидетельство СССРУ 1317449, кл, С 06 Р 15/16, 198(57) Изобретение относит лительной технике, решае вышения надежности соеди тов и содержит коммутатор ненные между собой и с абонентами 2, а также с устройствами 3 управления обменом информационными шинами 4 и линиями 5 управления. Устройства 3 связаны с абонентами адресными шина ми, а между собой линией 6 опроса, К информационным шинам подключены блоки 9 контроля. Сущность изобретения состоит во введении блоков управ ления перестроением, маршрутных блоков 11, связанных между собой сиг 1нальными шинами 14 и подключенных к блокам 9 и 12 линиями индикации отказа и, кроме того, к блоку 12 и к устройствам 3 линиями управлен я перестроением и линиями коррекции.6 ил.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении систем обменаинформацией между ЭВМ или между функциональными мо)акулями многопроцессорных вычислительных комплексов.Цель изобретения - уменьшениевремени восстановления системы.На фиг, 1 представлена структур Оная схема системы коммутации; нафиг. 2 - функциональная схема устройства управления обменом; на фиг.3 -функциональная схема маршрутногоблока на Фиг. 4 - функциональная 15схема блока управления; на фиг. 5 "Функциональная схема блока контроляна Фиг. 6 - функциональная схемакоммутатора.Система коммутации (фиг. 1) содер" 0жит М коммутаторов 1,.К абонентов 2и устройств 3 управления обменом, Ринформационных шин 4, линии 5 управления, линию 6 опроса, блок 7 началь". кого запуска, К адресных линий 8, 26блок 9 контроля, линии 10 индикацииотказа, М маршрутных блоков 11, блок12 управления, линии 13 управленияперестроением, сигнальные шины 14,линии 15 коррекции и линию 16 завер- З 0ПениямиКажцое устройство 3 управленияобьеном (Фиг. 2) содержит памятьмаршрутов, состоящую иэ элементов 17памяти, элемент ИЛИ 18, схему 1935сравнения, элемент И 20, триггер 21,группу элементов И 22, элемент 23 задержки, Формирователи 24,Элементы 17 памяти образуют К, регистров по Р разрядов и предназчачены для хранения и корректировки кодов машрутов, Каждый элемент 17 памяти содержит двухступенчатый триггер25 и три элемента И 26-28.Каждый маршрутный блок 11 (Фиг.3)содержит узел 29 приоритета, сдвигатель 30, группу элементов ИЛИ 31,группу элементов И-ИЛИ 32, приоритетчую схему 33, элемент И 34, элемент35 задержки, группу элементов И 36,два элемента ИЛИ 37, элементы И 38и 39, шифратор 40 начального кодаволны.Блок 12 управления (фиг, 4) содержит Формирователи 41, триггеры 42 и узел 43 приоритета,Каждый блок 9 контроля (Фиг.5) включен в разрывлинии 44 локализации отказа, входящей в состав информационнои шины 4. Блок 9 контроля содержит сумматор 45 по модулю два с инверсным входом, триггера 46, одновибратор 47 и элемент ИЛИ 48.Каждый коммутатор 1 (фиг. 6) содержит элементы И 49 с прямым и инверсным выходами и группы элементов И-ИЛИ 50.Система коммутации функционирует следующим образом.Каждому абоненту 2 присваивается свой уникальный номер, При необходимости установления соединения абонент-инициатор в позиционном коде выдает номер абонента-адресата по адресным линиям 8 в закрепленное устройство 3 управления обменом. Устройство управления считывает соответствующий код маршрута из памяти маршрутов, проверяет состояние занятости этого маршрута и в случае, когда ни одна информационная шина 4, входящая в считанный маршрут, не занята, выдает его код на линии 5 управления. Возбуждение линий 5 приводит к срабатыванию коммутаторов 1, инцидентных к шинам 4, составляющим данный маршрут, и в результате " к установлению соединения между абонентами 2 - инициатором и адресатом. Снятие абонентом-инициатором возбуждения с . адресных линий 8 приводит к разрушению установленного соединения.При возникновении неправильной четности при передаче данных по какой-либо информационной шине 4 сумматор 45 по модулю два данного и всех последующих блоков 9 контроля, входящих в,маршрут, формирует сигнал ошибки. Этот сигнал вызывает установку триггера 46 в единичное состояние, либо линия 44 локахизации отказа к этому моменту еще не возбуждена. После установки триггеров 46 названных блоков 9 контрсля в состояние "1" элементы ИЛИ 48 возбуждают линию 44 на всем ее протяжении от блока 9, первым зафиксировавшего отказ, до конца маршрута. В результате триггеры 46 всех блоков 9, кроме первого, сброшены, На этом завершается процесс локализации неисправной шины 4.Сигнал отказа по линии 10 индикации отказа становится доступным Формирователю 41 блока 12 управления, который выделяет передний фронт си;,- нала и устанавливает соответствуюша:триггер 42 в состояние "1". Поскольку з процессе локализации неисправности целый ряд триггеров 46 блоков 9 контроля фиксируют отказ, являющийся для всех триггеров, кроме первого, ложным, столько же триггеров 42 блока 12 управления могут быть переведены в состояние "1". Для исключения фиксации сигналов ложных отказов в триггерах 42 Формирователи 41 Формируют выходйой сигнал только в том случае, когда. длительность входного сигнала превышает некоторое пороговое значение, определяемое длительностью процесса локализации неисправности.Несколько сигналов отказа в триггерах 42 может быть зафиксировано только в случае их возникновения в различных маршрутах, обмен по которым ведется одновременно. Приоритетная схема 43 выбирает один из сигналов и возбуждает соответствующий ему выход, номер которого равен номеру отказавшей шины 4, Сигнал с возбужденного выхода по трем линиям 13 поступает во все устройства 3 управления обменом в виде сигнала 13 (где г - номер отказавшей шины) и в два маршрутных блока 11 в виде сигналов 13 д и 13"которые перево Удят один блок 11, в режим источника, а другой блок 11" - адресата.В маршрутном блоке-источнике сигнал 13 д запускает шифратор 40 начального кода волны, который выдает код с единицей в младшем разряде (нулевой код не используется, так как является признаком отсутствия волны). Этот код через группу элементов ИЛИ 31 поступает на сдвига- тель ЗО, который сдвигает код на один разряд вправо, отмечая таким образом прохождение фронтом волны маршрутного блока, Поскольку сдвига- тель 30 является безынерционным, код прямой волны без задержки поступает на все группы элементов И Зб и выдается во все возможные исходящие направления, за исключением тех которые соответствуют неисправным. Запрещенные направления индицируются сигналами логического "0" на линиях 10. В транзитный маршрутый блок .11 коды прямой волны в общем случае могут поступать с нескольких входящих направлений. Все зти коды пода 5 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ются на группу элементов ИЛИ 31. Результирующий код на выходе группы элементов ИЛИ 31 является результатом логического сложения всех входных кодов. Младшая (левая) единица в результирующем коде указывает, какой наименьший входной код поступает в блок 1. Сформированный результирующий код повергается модификации в сдвигателе 30, после чего передается по всем разрешенным исходящим направлениям. Отсутствие сигнала 13" в транзитном блоке 11 приводитцк запрету работы шифратора 40, В результате на его выходе формируется нулевой код, который не может изменить код на выходе группы элементов ИЛИ 31. Результирующий код помимо сдвигателя 30 подается на узел 29 приоритета, который выделяет левую (младшую) единицу в этом коде, определяя тем самым длину минимального пути от источника волны до данного маршрутного блока 11. Группа элементов И-ИЛИ 32 выполняет операцию поразрядной конъюнкции над кодом узла 29 приоритета и каждым входным кодом, и, кроме того, операцию дизъюнкции всех поразрядных конъюнкций каждого кода. Поскольку выходной код узла 29 всегда содержит лишь одну единицу, то лишь в одной конъюнкции каждого кода может возникнуть единица, которая возбудит выход дизъюнктора. Таким образом, позиция единицы на выходе группы элементовИ-ИЛИ 32 однозначно указывает направление минимального пути. В случае если таких направлений оказывается несколько, возбуждается несколько выходов группы элементов И-ИЛИ 32. Выбор одного из равноценных направлений производит узел 33 приоритетов. В итоге на выходе узла 33 возбужден единственный выход, соответствующий минимальному пути, который подготавливает условия для прохождения сигнала обратной волны с целью формирования обходного маршрута.В маршрутном блоке 11 - адресате выполняются все действия транзитного блока. Кроме того, наличие сигнала 13 подготавливает элемент И 34 для формирования команды на выдачу сигнала обратной волны. Вторым условием для формирования данной команды является достижение фронтом прямой волны маршрутного блока 11 - адреса1354200 та, что идентифицируется по наличиюненулевого кода на выходе группыэлементов ИЛИ 31. Это приводит квозбуждению сигнала на выходе элемен 5та И 34, который с некоторой за -держкой через элемент 35 поступаетна второй элемент ИЛИ 37 и далее навсе элементы И 38. Поскольку на пер-,вые входы элементов 38 подается кодс узла 33, то только один из этихэлементов возбуждает свой выход. Врезультате формируется сигнал обратной волны, который выдается в "кратчайшее" направление.15Обратная волна в отличие от прямойвсегда передается строго в одномнаправлении, Поэтому в транзитныймаршрутный блок 11 сигнал обратной волны ое посупиь лишь по одной изисходящих сигнальных шин 14 на второй элемент ИЛИ 37, с выхода которого, как в и в блоке 11 - адресате,этот сигнал поступает на вторые входы всех элементов И 38. С выхода 25одного из элементов И 38 ретранслированный сигнал обратной волны передается в смежный транзитный блок 11по заранее выбранному направлению.Подобным образом обрабатывают вход- З 0ной сигнал обратной волны все транзитные маршрутные блоки. Возбужденные линии обратной волны составляюткод искомого обходного маршрута, который по линиям 15 коррекции переда 35ется во все устройства 3 управленияобменом.. По достижении обратной волноймаршрутного блока 11 - источникаформируется сигнал на линии 16 завершения с помощью элемента И 39. Наличие сигнала на линии 16 означаетокончание процесса поиска обходногомаршрута.45Для коррекции содержимого памятимаршрутов используется сигнап налинии 13 , формируемый блоком 12.Этот сигнал позволяет найти те регистры, в которых коды маршрутов содержат единицу в г-позиции, что пред 50полагает использование отказавшейшины 4". Коррекция состоит в исключении указанной единицы и занесениикода обходного маршрута в найденныерегистры,55По сигналу на линии 13 с определеннои задержкой срабатывает Формирователь 24", что вызывает в г-йколонке установку в "0" первой ступе"ни тех триггеров 25, которые находятся в состоянии единицы. Эти же триггеры обеспечивают подготовку своих регистров к приему кода обходного маршрута - на выходах элементов И 26 появляется сигнал "1". включающий входные цепи регистров. Запись указанного кода осуществляется с появлением сигналов на линиях 15 коррекции по мере прохождения сигнала обратной волны через маршрутные блоки.С приходом обратной волны в маршрутный блок 11 ф - источник Формируется сигнал на линии 16 завершения, по .которому блок 12 управления снимает сигнал с линии 13 . Устанавливаются в 0 вторые ступени триггеров 25 в г-й колонке, попадает сигнал на выходе элементов И 26, выключаются элементы И 28. Завершается коррекция кода маршрута и весь процесс обработки сигнала об отказе г-й информационной шины. Аналогично обрабатываются сигналы об отказе других шин. 4. Формула и э р б р е т е н и я Система коммутации, содержащая И коммутаторов, К устройств управления блоком, блок опроса, Р блоков контроля, М маршрутных блоков, группу Формирователей импульсов, регистр и узел приоритета, при этом информационные входы-выходы системы подключены к соответствующим первым ш информационным входам-выходам коммутаторов (К ( шР), адресные входы системы коммутации подключены к адресным входам соответствующих устройств управления объемом, остальные информационные входы-выходы коммутаторов соединены между собой, управляющие входы коммутаторов соединены между собой, управляющие входы коммутаторов соединены с управляющими входами- выходами устройств управления объемом, выход опроса К-го устройства управления объемом (К = 1, 1 подключен к входу опроса (К + 1)-го устроиства управления объемом, а выход опроса К-го и вход опроса первого устройства управления обменом .подключены к входу и выходу блока опроса соответственно, входы блоков контроля подключены к соответствующим ин- .Формационным шинам системы коммута 1354200ции, а выходы - к входам индикацииотказов соответствующих маршрутныхблоков и к входам соответствующихформирователей импульсов группы, выходы которых соединены с входами установки в "1" разрядов ротора, выход регистра подключен к входам узлаприоритета, выходы которого соединеныс входами установки, нуля разрядов регистра, с входами назначения источника и адресата маршрутных блоков ис входами управления перестроениеми устройств управления обменом, выходы коррекции каждого маршрутного блока подключены к входам коррекциивсех устройств управления обменом,прямые и обратные сигнальные входыи выходы маршрутных блоков соединенымежду собой, повторяя топологию связей коммутаторов, причем каждое устройство управления содержит блокпамяти маршрутов, схему сравнения,элемент И, триггер группу элементовИ, элемент задержки, адресный входустройства управления подключен кадресному входу блока памяти маршрутов, управляющие входы-выходы устройства управления обменом соединеныс выходами соответствующих элементовИ группы и вторыми информационнымивходами схемы сравнения, вход опросаустройства управления обменом подключен к входу элемента задержки итретьему входу элемента И, выходопроса устройства управления обменомсоединен с выходом элемента задержки, выход блока памяти маршрутовсоединен с первым информационным входом схемы сравнения и с первыми входами элементов И группы, выход схемысравнения подключен к первому входуэлемента И, выход которого соединенс прямым входом триггера, выход которого подключен к вторым входамэлементов И группы, а каждый маршрутный блок содержит первый узел приоритета, два элемента ИЛИ, два элемента И, две группы элементов И. о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью уменьшения времени восстановления системы, выходы признаков завершения каждого маршрутного блокасоединены с входом синхронизации регистра, причем в каждое устройствоуправления обменом введены элементИЛИ и Р формирователей импульсов,входы которых подключены к входамуправления перестроением устройства 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 управления обменом, а выходы - квходам стробирования блоков памятимаршрутов, входы коррекции устройства управления обменом соединены синформационными входами блоков памяти маршрутов, адресный вход устройства управления объемом подключен квходам элемента ИЛИ, выход которогосоединен с вторым входом элемента Ии с входом сброса триггера, крометого, в каждый маршрутный блок введены шифратор, группа элементов ИЛИ.группа элементов И-ИЛИ. сдвигатель,второй узел приоритета, элемент задержки, причем прямые сигнальныевходы каждого маршрутного блокаподключены к входам элементов ИЛИгруппы и к входам элементов И-ИЛИгруппы, обратные сигнальные входымаршрутного блока подключены к входамвторого элемента ИЛИ, прямые сигнальные выходы маршрутного блока подключены к выходам соответствующих элементов И первой группы, обратныесигнальные выходы маршрутного блокаподключены к выходам сооТветствуЮщихэлементов И второй группы, входыиндикации отказов маршрутного блокаподключены к первым входам соответствующих элементов И первой группы,вход назначения адресата маршрутногоблока подключен к второму входу первого элемента И, вход назначенияисточника маршрутного блока, выходыкоррекции маршрутного блока подключены к выходам соответствующих элементов И второй группы, выходы шифратора подключены к входам соответствующих элементов ИЛИ группы, выходыкоторых соединены с соответствующими входами сдвигателя первого элемента ИЛИ и первого узла приоритета, выходы которого подключены к входам,соответствующих элементов И-ИЛИ.группы, выходы элементов И-ИЛИ группы соединены с входами второго узлаприоритета, выходы которого соединены с вторыми входами соответствующихэлементов И второй группы, выходысдвигателя соединены с соответствующими входами элементов И первойгруппы, выход первого элемента ИЛИподключен к первому входу первогоэлемента И, выход которого черезэлемент задержки соединен с первымвходом второго элемента ИЛИ, выходкоторого подключен к первым входамэлементов И второй группы и к первомувходу второго элемента И.1354200 Составитель В.СычевТехред А.Кравчук Корректор М.Шароши Редак-"ор Н.Тупица Заказ 5695/44 Тирах 671 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 а