Децентрализованная система коммутации с приоритетным обслуживанием

(594 С 06 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТЕЛЬСТВУ 9788/24-212.84(22) 24. (46) 07 . 10 (72) Е.И.П А.К.Гонтар и В.А.Нура (53) 681.3 (56) Автор В 620036,.86. Бюл. У 37етров, С,П.Полковниь, К.К.Касторскийев м 6,леебл,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИ 25 (088.8)ское свидетельство СССР кл. Н 04 Я 3/66, 1971. Авторское свидетельство СССР Р 55358, кл. С 06 Г 15/16, 1971.Авторское свидетельство СССР 9 1228110, кл. С 06 Р 15/16, 1984. (54) ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННАЯ СИСТЕМА КОММУТАЦИИ С ПРИОРИТЕТНЫМ ОБСЛУЖИВАНИЕМ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении системы обмена информацией между ЭВМ и функциональными модулями многопроцессорных вычислительных комплексов. Изобретение позволяет уменьшить время установления соединения между абонен тами для абонентов с высокими приори Л 012625 тетами, Система содержит М коммутаторов 1, посредством которых осуществляется связь между абонентами 2 поинформационным шинам 3, М устройств.4 управления обменом, подключенныхчерез линии 5 управления к входамблоков 12 управления коммутаторами.Устройства 4 соединены через коммутаторы 6 импульсов опроса посред-,ством линии 7 опроса. Абоненты 2подключаются к устройствам 4 черезшины 2 адреса и запроса 9. Каждыйабонент 2 имеет фиксированный приоритет в установлении соединения.Чем выше приоритет абонента 2, темближе по петле опроса расположенаего устройство 4 к схеме начально-.го запуска, выполненной на одновибраторе 15 и элементе ИЛИ 13. Линия11 блокировки обеспечивает сигнализацию о необслуженном запросе данного абонента 2 всем коммутатораотносящимся к абонентам 2 с бонизким приоритетом. 8 ил, 1 та12625 ЗО Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении систем обменаинформацией между ЭВМ или функциональными модулями многопроцессорныхВычислительных ксмплексов.Цель изобретения - уменьшениевремени установления соединения дляабонентов с высокими приоритетами.На фиг. представлена структур Оная схема децентрализованной системыкоммутации с приоритетным обслуживанием; на фиг.2 - структурная схемаустройства управления обменом; нафиг.З - функциональная схема блоказахвата маршрута; на фиг.4 - функциональная схема сравнения; на фиг.5функциональная схема блока задержкиимпульсов опроса; на фиг,б - функциональная схема комммутатора импульса 20опроса; на фиг.7 - функциональнаясхема блока управления коммутатором;на фиг.8 - функциональная схема коммутатора,Децентрализованная система коммутации с приоритетным обслуживаниемфиг.11 содержит М коммутаторов 1,соединенньгх между собой и с М абонентами 2 информационными шинами 3; Хустройств 4 управления обменомподключенных к линиям 5 управления.Каждая линия 5 управления фиксируетзанятость соответствующего ребра,т.е. информационной шины 3, соединяющей два смежных коммутатора 1, либо коммутатор 1 и абонент 2. Числолиний 5 управления равно числу Я ребер, Устройства 4 управления обменомсоединены между собой через коммутаторы б импульса опроса. Линия 7 опро 40са предназначена для синхронизациипроцесса захвата ребер информационных шин 3 между абонентами 2, соединенными с устройствами 4 управленияобменом адресными шинами 8 и линией9 запроса на обмен. Каждый абонент2 имеет фиксированный приоритет в установлении соединения, Коммутаторы 6импульса опроса обеспечивают сокращение времени установления соединениядля абонентов с высокими приоритетами, Коммутаторы 6 импульса опросапередают сигналы опроса к следующему устройству 4 управления обменомпо линии 7 при отсутствии запросовот абонентов 2 с высшим приоритетом 55или выдают сигналыопроса на линию1 О ответвления в противном случае.Линия 11 блокировки предназначена 17 2для сигнализации о необслуженном запросе данного абонента 2 всем коммутаторам 6, относящимся к абонентам с более низкими приоритетами.Блоки 12 управления коммутаторами соединены с линиями 5 управления и выходами подключены к коммутаторам 1. Начальный запуск осуществляется схемой, содержащей элемент ИЛИ 13, первый вход которого соединен с выходом 14 одновибратора 15 импульса, следующие (И) входы соединены с линиями 10 ответвления, а М-ый вход соединен с линией 7 опроса, выходящей иэ устройства 4 управления обменом И-го абонента.Устройство 4 управления обменом (фиг.2) содержит блок 6 захвата маршрута для установления и удержания соединения на время обмена; блок 17 памяти маршрутов, в котором хранится информация о том, какие ребра информационных шин 3 необходимо занять при установлении соединений от данного абонента к каждому из абонентов- адресатов; блок 18 задержки импульса опроса на время, определяемое переходными процессами в устройствах.Первые входы блока 16 захвата маршрута соединены с выходами блока .17, вторые входы соединены с линиями 5 управления, третий и четвертый входы блока 16 соединены соответственно с линией 7 опроса и линией 9 запроса на обмен. Первые выходы блока 15 подключены к линиям 5 управления по схеме МОНТАЖНОЕ ИЛИ.Второй выход блока 16 подключен ко второму входу блока 18 задержки импульса опроса и ко всем коммутаторам б импульса опроса, относящимся к абонентам, приоритет которых равен или ниже приоритета рассматриваемого абонента, а также к коммутатору б данного абонента. Блок 16 захвата маршрута (фиг.З) содержит схему 19 сравнения для определения занятости ребер требуемого маршрута, элементы И 20 и 21, КБ-триггер 22 с прямым входом установки в единицу и инверсным входом установки в нуль и группу элементов И 23. Выходы группы элементов И 23 являются первыми выходами блока, первые входь." подключены к первым входам блока, а вторые входы соединены с прямым входом триггера 22, вход установки в единицу которого подключен к выходу элемента И 20, Инверсный выход тригге 3 1262 ра соединен с псрвым входом элемента И 21, выход которого является вторым выходом блока, Инверсный входустановки н нуль триггера 22 соединен с вторым входом элемента И 21, третьим входом элемента И 20, и образует четвертый вход блока. Первые и вторые входы схемы 19 сравнения образуют соответственно первые и вторые входы блока, Выход схемы 19 О сравнения соединен с первым входом элемента И 20, второй вход которого образует третий вход блока.Блок 16 захвата маршрута позволяет установить состояние занятости (логические единицы) на тех линиях 5 управления, которые соответствуют ребрам 3, входящим в назначенный маршрут между соединяемыми абонентами. Такой захват возможен при наличии разрешающего сигнала на линии 7 опроса при условии, что все ребраназначенного маршрута до момента захвата свободны. Возбуждение блоком 16 линий 5 управления обеспечивает выдачу блками 12 управления коммутаторами исполнительных сигналов на соединение соответствующих ребер 3 в коммутаторах 1.Схема 19 сравнения (фиг.4) со 30 держит Ц элементов И 24 и элемент ИЛИ-НЕ 25. Первые и вторые входы элементов И 24 и элемент ИЛИ-НЕ 25. Первые и вторые входы элементов И 24 являются первыми и вторыми входами схемы 19 сравнения, а выходы соедине-З ны с входами элемента ИЛИ-НЕ 25, формирующего результат сравнения.Схема 19 сравнивает код назначенного маршрута, считанный из блока 17, с кодом состояния линий 5, отображающим занятость ребер 3. Единица на ныходе схемы появляется только в том случае, если на выходе всех элементов И 24 - нуль. Такое состояние возможно, когда ребро, входящее в назначенный маршрут, свободно (на первом входе соответствующего элемента И 24 - нуль), либо ребро, пусть даже занятое не входит и данный маршрут (на втором входе элементаИ 24 - нуль).Информация в блоке 17 памяти маршрутов хранится в виде матрицы (таблицы) маршрутов, число строк которой определяется числом абонен- Ы тов-адресатов, В строке записан дво. ичный код, единица в некоторой 1 -ой позиции которого указывает, что-е 57 4ребро входит н состав назначенного маршрута к абоненту-адресату. Например,н таблице 11 представлено содержимое блока памяти маршрутов устрой"ства 4 от абонента 2 к абонентам 2н2 для системы, отображенной на фиг.1. Так, н маршрут между абонен7 тами 2 и 2 входят ребра 3 и 3Входы блока 17 соединены с адресными шинами 8 соответствующего абонента 2 для приема адреса того абонента, с которым необходимо установить соединение, а выходы - с первыми входами блока 16 захвата маршрута.Блок 18 задержки импульса опроса(фиг.5) обеспечивает задержку импульса опроса только при наличии запроса на обслуживание (первый вход блока 18) и при условии, что данный запрос не обслужен (второй вход блока 18).Блок 18 содержит элементы И 26-28 у элемент ИЛИ 29 и элемент 30 задержки.Первый и второй входы блока 18 образуют соответственно первый и второй вход элемента И 26, выход которого подключен к первому инверсному входу элемента И 27 и к первому входу элемента И 28. Третий вход блока18 (линия опроса) подключен к вторым входам элементов И 27 и 28, Выход элемента И 27 соединен с первым нходом элемента ИЛИ 29, выход которого является выходом блока. Выход элемента И 28 соединен с входом элемента 30 задержки, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 29.Коммутатор 6 импульса опроса для к -го абонента (фиг.б) содержит элемент ИЛИ 31 и элементы И 32 и 33. Входами элемента ИЛИ 31 является(к - 1) линии 11 блокировки от блоков 16 захвата маршрутов абонентов, приоритет которых выше приоритета заданного абонента и одна линия блокировки от блока 16 рассматриваемого абонента. Выход элемента ИЛИ 31 подклю- чен к первому входу элемента И 33 и через иннертор - к первому входу элемента И 32. Входы элемента ИЛИ 31 являются первыми входами коммутатора, Второй вход коммутатора 6 импульса опроса (линия 7 опроса) подключен к вторым входам элементов И 32 и 33. Выход элемента И 32 является первым выходом, а выход элемента И 33 является вторым (линия 10 ответвления) выходом коммутора б импульса опроса.25 5 12625Блок 12 управления коммутаторомфиг.7) содержит К элементов И с пря -мыми и инверсными входами. Иаксимальное значение определяется числомвсех возможных комбинаций по установ 5лению соединений соответствующим коммутатором 1, к которому подключеноР ребер информационных шин 3, гдеКСр . Линии 5 управления, которые2отображают занятость подключенныхк коммутатору 1 ребер попарно (1,)соединены с прямыми входами элементов И 34. Инверсные входы элементовИ 34 подключены к выходам тех жеоставшихся элементов И 34, к которымподключены д илилиния управления.Таким образом, появление единиц напаре (1, З) линий 5 обеспечиваетсрабатывание только одного элементаИ 34 и соединение ребер 3и 3 " вкоммутаторе 1, Поэтому в последующемразрешается соединение в коммутаторедругой пары ребер (3 и 3 ) и блокируется соединение между собой ребер,принадлежащих разным маршрутам.(3 с 3 и с 3, 3" с 3 и с 3 ).Коммутатор 1, изображенный нафиг,8 для случая трех (Р) подключенных ребер одноразрядных информационных шин 3, содержит шесть (Р (Р)в общем случае) элементов 35 и три(Р) элемента ИЛИ 36. Управляющие сигналы от блока 12 позволяют осуществить коммутацию соответствующих ребер,Децентрализованная система ком 35мутации с приоритетным обслуживаниемабонентов функционирует следующимобразом, В исходном состоянии в блок17 памяти маршрутов каждого устройст 40ва 4 управления обменом заносятсякоды назначенных маршрутов от абонента 2 к остальным абонентам. Отгенератора 14 одиночного импульсапроизводится запуск системы - по45линии 7 от устройства 4 к соседнемуустройсву 4 через коммутатор 6 им-пульса опроса начинает передаватьсясигнал, разрешающий устанавливатьсоединение по запросам абонентов 2.Для организации обмена абонентинициатор 2 подает в устройство 4па адресной шине адрес искомогоабонента, а по линии 9 - запрос наобмен. По адресу из блока 17 считывается код назначенного маршрута55между абонентами и в схеме 19 сравнения определяется возможность занятьего, т.е. устанавливается факт не 17 Ьзанятости всех входящих в назначенный маршрут ребер. С приходом но линии 7 опроса разрешающего сигнала осуществляется захват маршрута - устанавливается в единицу триггер 22 и на линиях 5 управления, соответствующих захватываемым ребрам 3, появляются логические единицы. В результате срабатывают блоки 12 управления теми коммутаторами 1, которые должны соединить захватываемые ребра и коммутаторыпроизводят требуемые соединения.После обмена абонент-инициатор 2 снимает запрос на обмен на линии 9, что приводит к установке в "О" триггера 22 и к появлению логических иу, лей на линиях 5 управления, поддерживающих проложенный маршрут, Как следствие появляются нули на выходах блоков 12 управления и соединение в коммутаторах 1 разрушается, Если с приходом по линии 7 опроса разрешающего сигнала занято хотя бы одно ребро 3 назначенного маршрута, то триггер 22 в "1" не установится, следовательно, в элементе И 21 вырабатывается сигнал блокировки импульса опроса, который обеспечит коммутацию импульса опроса в коммутаторах 6 импульса опроса на линию 10 ответвления. То есть будет блокировано распространение импульса опроса ко всем остальным блокам 4, относящимся к абонентам с низшим приоритетом и цикл опроса будет повторяться. Однако импульс опроса будет проходить по кольцу, охватывающему блоки 4 только тех абонентов, у которых приоритет не ниже, чем у абонента-инициатора, При освобождении необходимых шин 3 для установления соединения по импульсу опроса устанавливается в "1" триггер 22 и разрешается прохождение импульса опроса иабонентам с низшим приоритетом,Формула изобретенияДецентрализованная система коммутации с приоритетным обслуживанием, содержащая одновибратор, элемент ИЛИ, И коммутаторов, И блоков управления коммутатором, Н устройств управления обменом, вход адреса и вход запроса 1 -го устройства управления обменом являются 1 -м входом адреса и 1-м входом запроса системы соответсвенно, где-номер соответству7 1262 ющего абонента ( = Г, Й), первые информационные входы - выходы 1.:х коммутаторов (1.М) являются 1 -ми ( 1 =1, 1.) информационными входами- выходами системы, остальные информационные входы-вькоды М .коммутаторов соединены соответственно между собой, выход ь -го блока управления .коммутатором (ш=1,М) подключен к входу управления т -го коммутатора, 10 информационные входы блоков управления коммутатором соединены чепез линии управления с вькодами устройств управления обменом, выход одновнбратора подключен к первому входу элемента ИЛИ, выход и второй вход которого подключены к входу н выходу опроса соответственно -первого и М -го устройств управления обменом, причем каждое устройство управления обменом содержит блок памяти маршрутов, блок захвата маршрутов и блок задержки импульсов опроса, первый вход и выход которого являются соответственно входом и выходом опроса устройства управления обменом, вход адреса и вход запроса которого соединены с одноименными входами блока памяти маршрутов и блока захвата маршрутов соответстЭО венно, выход блока памяти маршрутов подключен к адресному входублока захвата маршрутов, выход которого является выходом устройства управления обменом, вход стробирования блока захвата маршрутов подключен к входу опроса устройства управления обменом, а блок захвата маршрутов содержит схему сравнения, пер.вый элемент И, триггер, группу элементов И, вькоды которых являются 4 О выходами блока захвата маршрутов и подключены к первой группе информационных входов схемы сравнения, вторая группа информационных входов которой поразрядно объединена с пер- ф 5 выми входами группы элементов И и образует адресный вход блока захвата маршрута, вход запроса которого соединен с первым входом первого.эле" мента И и с инверсным входом сброса триггера, прямой выход которого соединен с вторьии входами элементов И группы, второй вход элемента И является входом стробирования блока 57 8захвата маршрутов, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что, с целью уменьшения времени установления соединения для абонентов с высокими приоритетами, в систему введены Ю коммутаторов импульсов опроса, выход опроса-го устройства управления обменом (1=1,И) подключен к информационному входу-го коммутатора импульсов опроса, первый и второй выходы которого подключены к входу опроса (Э+1)-го устройства управления обменом и к (1+2)-му входу элемента ИЛИ соответственно, выход блокировки-го устройства управления обменом соединен с-м входом управления к-" коммутаторов импульса опроса (к ) 1), причем в блок захвата маршрутов введен второй элемент И, первый и второй входы которого соединены с инверсным выходом триггера и входом запроса блока захвата маршрутов соответственно, а вькод является вькодом блокировки блока захвата маршрутов, вькод схемы сравнения соединен с третьим входом первого элемента И, выход которого соединен с входом установки триггера, выход блокировки блока захвата маршрутов является одноименным вькодом устройства управления обменом и подключен к второму входу бло ка задержки импульса опроса, третий вход которого соединен с входом запроса устройства управления обменом, а блок задержки импульса опроса содержит три элемента И, элемент ИЛИ и элемент задержки, первый и второй входы первого элемента И являются вторым и третьим входами блока задержкт импульсов, выход первого элемента И подключен к первому инверсному входу второго элемента И и к первому входу третьего элемента И, вторые входы второго и третьего элементов И соединены с первии входом блока задержки импульса опроса, выход второго элемента И подключен к первому входу элемента ИЛИ; второй вход которого соединен через элемент задержки с выходом третьего элемента И, вькод элемента И является выходом блока задержки импульса запрос аа,О Абоненты адресов Разряды в строках блока 17 ребра маршрутоврректор С.Черн Тираж 671 Подп ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д.4(5аказ 5430/4 1303 олигра оизводств Редактор С.Патрушева ое предприятие, г,Ужгород, ул.Проектная,