Ячейка каскадной коммутирующей среды

Ячейка каскадной коммутирующей среды

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

<о894701 ф:.

T (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 260979 (21) 2821048/18-24 с присоединением эаявкм Йо (23) Приоритет

Опубликовано 30.1231 Бюллетень Н948

Дата опубликования описания 30.1281 (5!)м. кл з

G 06 F 7/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 681. 3 (088.8) (72) Автор изобретения

Ю.Н. Максименко

1

J (71) Заявитель (54) ЯЧЕЙКА КАСКАДНОЙ КОММУТИРУЮЩЕЙ СРЕДЫ

Укаэанная цель достигается тем, что в ячейке каскадной коммутирующей среды, содержащей шины ввода и вывода потенциалов выделения, шины приема и выдачи имени приемника, блок управления, содержащий группу элементов ИЛИ, элемент И-НЕ и элемент НЕ, блок формирования потенциала выделения, входные блоки, каждый из которых содержит группу вентилей приема имени приемника, первый, второй, третий и четвертый элементы И-НЕ, причем в блоке управления выходы группы элементов ИЛИ соединены с соответствующими шинами выдачи имени приемни" ка, входы элемента И-НЕ подключены к соответствующим шинам ввода потенциалов выделения, а выход элемента И-НЕ подключен ко входу элемента НЕ, входы блока формирования потенциала выделения подключены к

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при реализации технических средств повышенной надежносTHB децентрализованных мультипроцессорных и многомашинных вычислительных комплексах.

Известна ячейка каскадной коммутирующей среды, содержащая шины ввода и потенциалов поиска и выделения, шины приема и выдачи имени приемника, блок формирования потенциала выделения и блок управления (1).

Недостатком ячейки является то, что применение ее в составе децентра- 15 лизованной коммутирующей системы сопряжено с возникновением взаимных блокировок на этапе поиска, когда несколько конечных ячеек (ячеек-источников) формируют свои деревья 20 каналов связи, что снижает быстродействие системы.

Наиболее близкой к предлагаемой является ячейка коммутирующей среды, содержащая входные блоки, блок управ- 25 ленин и блок формирования потенциала выделения (2).

Недостатком известной ячейки является ее низкое быстродействие, так как исключение состояния блокировки 30 возлагается на программные средства, что требует известных временных затрат.

Цель изобретения — повышение быстродействия ячейки при работе ее в составе децентрализованной коммутирующей системы за счет автоматического исключения взаимных блокировок.

894701 выходам группы элементов ИЛИ блока управления, а инверсный выход блока. формирования потенциала выделения подключен к одному из входов элемента И-HE блока управления, причем в каждом из входных блоков информационные входы группы вентилей приема имени приемника подключены к соответствующим шинам приема имени приемника, а выходы группы вентилей приема имени приемника соединены с одним из входов группы элементов

ИЛИ блока управления, первый вход первого элемента И-НЕ подключен к шине блока аппаратного контроля, второй вход первого элемента И-НЕ подключен к выходу элемента НЕ блока уп- 15 равления, а выход первого элемента

И-НЕ подключен к первому входу второго элемента И-НЕ, второй вход которого подключен к выходу третьего элемента И-НЕ, первый вход которого сое- щ динен с выходом элемента И-НЕ блока управления, а второй вход соединен с выходом второго элемента И-НЕ и управляющим входом группы вентилей приема имени приемника, третьи входы первого элемента И-НЕ первого входного блока связаны с третьими выходами первых элементов И-НЕ в остальных входных блоках, блок управления содержит схему сравнения кодов, информационные гходы которой соединены ,с соответствующими шинами приема имени приемника, а выходы подключены к

;четвертым входам первых элементов

И-НЕ соответствующих входных блоков, .причем выход четвертого элемента И-НЕ 35 в каждом входном блоке соединен с соответствующей шиной вывода потенциала выделения, первый вход соединен с выходом второго элемента И-НЕ, а второй вход подключен к выходу эле- 4О мента И-НЕ блока управления.

На чертеже представлена ячейка каскадной коммутирующей среды.

Ячейка содержит блоки1„ -1„„, каж-, дый из которых содержит йервйй элемент -HE 2,,шину 3 блока аппаратного контроля, второй элемент И-НЕ 4, третий элемент И-НЕ 5, четвертый элемент И-НЕ 6, группу вентилей 7 приема имени приемника, шины 8 приема имени приемника, блок 9 управления, содержащий элемент И-НЕ 10, шины

11 -11 ввода потенциала выделения, элемейт! НЕ 12, группу элементов ИЛИ 13 „ шины 14 -14 „ выдачи имени приемника, схему 15 сравнения кодов, олок 55

16 формирования потенциала выделений, шины 17, -17.„„ вывода потенциалов выделения.

Рассмотрим работу ячейки при фор мировании канала связи. бО

Процесс образования канала свя зан между ячейкой-источником и ячей кой-приемником и осуществляется за два этапа. На этапе поиска формирует. ся дерево связи с несливающимися б5 ветвями и основанием в ячейке-источнике. На этапе выделения в сформированном дереве каналов связи выделяются единственный канал, соединяющий источник с приемником.

Рассмотрим подробнее работу ячейки в процессе образования канала casfзи.

В зависимости от местоположения ячейки в канале связи, она может быть ячейкой-источником, транзитной ячейкой или ячейкой-приемником. Инициатором формирования канала связи на первом этапе является ячейкаисточник. Каждой ячейке комм тирующей системы соответствует процессор (ЭВМ), код имени которого хранится в блоке 16. Ячейке-источнику соответствует процессор(ЭВМ), инициирующий процесс образования канала связи и обмен в мультипроцессорной системе. В этом случае процессор ячейки-источника формирует код имени ячейки-приемника, который поступает на шины 8 приема имени приемника одного из ш входных блоков (например, первого).

Далее работа ячейки-источника на этапе поиска ничем не отличается от работы любой другой ячейки. Поэтому рассмотрим работу ячейки в общем случае, когда на ее шины 8 -8„„ одновременно поступают несколько кодов.

Схема 15 сравнения кодов из числа поступающих по шинам 8 -8„„кодов выбирает максимальный код, которому будет соответствовать единичный потенциал на соответствующем выходе схемы сравнения. В общем случае таких максимальных кодов может оказаться несколько, поэтому рассмотрим случай, когда с выхода схемы 15 сравнения на входные блоки поступает несколько единичных потенциалов (например, на первый и второй входные блоки). Так как до этого на входные блоки не поступали единичные потенциалы и с выхода элемента НЕ 12 поступает единичный потенциал (нет потенциалов выделения),то каждый из элементов И-HE 2 имеет разрешение на прием единичного входного потенциала со стороны остальных входных блоков. Предположим,что по шинам 3 с блоков аппаратного кон!троля поступают единичные сигналы, разрешающие прием единичных потенциалов с выхода схемы 15 сравнения кодов.

Во время воздействия единичных потенциалов на входы элементов И-HE

24 и 2, последние совместно с запрещающими связями образуют триггер с двумя устойчивыми состояниями. В результате переходных процессов один из элементов И-НЕ 2, блокируя вход другого,.окаэывается подключенным к одному из выходов схемы 15.

Допустим, что единичный потенциал с выхода схемы 15 принимается эле894701 лов связи.

Формула изобретения ментом 2, . При этом его инвертированное значение с выхода элемента 2, прикладывается ко входам элементов

И-НЕ 2 -2 изолируя ячейку от среды, поступает на вход элемента И-НЕ 4 и с его выхода в формуле единичного потенциала поступает на первый вход элемента И-НЕ 6 и управляющий .Вход группы вентилей 7 . Максимальный код имени приемника с шин 8 приема имени приемника поступает чеРез .группу элементов 13 на шины 144 -14 выдачи имени приемника, транслируется на все смежные ячейки, образуя расходящуюся волну поиска с центром в ячейке-источнике. Эта волна охватывает все исправные и незанятые в данный момент ячейки среды. Если ячейка неисправна по i-му входу (i=1,...,m), то по шине 3„. с блока аппаратного контроля поступает нулевой потенциал,который блокирует i-ый вход от Щ действия волны поиска.В этом случае неисправное направление исключается на этапе пэиска и не включается в канал связи.

По окончании распространения вол- 25. ны поиско в ячейках среды из числа единичных потенциалов с выхода элементов И-НЕ 4 -4 формируется дере4 Ф ро каналов связи с несливающимися ветвями. Поэтому оно имеет единственный канал — ствол дерева, соединяющий ячейку-источник и ячейкуприемник. С момента выделения ячейкиприемника начинается второй этап формирования канала связи.

Для выделения ячейки-приемника предназначен блок 15 формирования потенциала выделения. Текущий код имени приемника, принятый ячейкой, поступает на входы блока 16 и сравнивается с фиксированным кодом, хра- 40 нящимся в блоке 16. Сравнение этих кодов означает, что данная ячейка является приемником сообщения. В этом случае на инверсном выходе блока 16 фоРмиРуется нулевой потенциал, ко- 45 торый,инвертируясь элементом И-НЕ 10 поступает в виде единичного потенциала на вторые входы элементов

И-НЕ 54 -5 . Элементы И-НЕ 4 -4„„и

5 -5 с обратными связями образуют буферный регистр, в который по сигналам выделения с выхода элемента

И-НЕ 10 записывается состояние элементов И-НЕ 2„ -2„ .

Таким образом, появление нулевого потенциала выделения на входах ячейки сопровождается переписью состояния элементов 2 -2„ в соответствующие триггера буферного регистра. Кроме того, единичный потенциал выделения с выхода элемента И-НЕ 10 поступает 60 на вторые входы элементов И-НЕ 64 -6, на первые входы которых поступают единичные потенциалы соответствую щие дереву каналов связи. Следовательно, поступивший на вход ячей-, 65 ки нулевой потенциал поиска трансли руется в смежную ячейку по кратчай- шему пути, соответствующему сформированному на этапе поиска дере- . ву каналов связи. По достижении потенциала выделения ячейки-источника в среде ячеек сформировался единственный канал связи, соединяющий ячейку-источник и ячейку-приемник.

Все остальные ячейки, задействованные на этапе поиска, но не вошедшие в сформированный канал связи, устанавливаются в исходное состояние.

Для этого процессор (ЭВМ) ячейки-источника обнуляют код имени ячейкиприемника и всей ячейки среды, не вошедшие в канал связи, удерживаются нулевым потенциалом выделения, формируемым ячейкой-приемником. Кроме того, все ячейки сформированного канала связи заблокированы по входам на время обмена нулевым потенциалом с выхода элемента HE 12. По окончании обмена блок 16 ячейки-приемника формирует на своем выходе единичный потенциал, и все ячейки канала связи устанавливаются в исходное незанятое состояние и могут быть использованы при формировании новых канаЭффективность изобретения заключается в повышении быстродействия работы за счет автоматического устранения взаимных блокировок. При этом увеличивается быстродействие работы предлагаемой ячейки в 2-3 раза по сравнению с известной, что позволяет использовать ее при построении надежных и быстродействующих коммутирующих систем со случайным распределением запросов.

Ячейка каскадной коммутирующей среды, содержащая шины ввода и вывода потенциалов выделения, шины приема и выдачи имени приемника, блок управления, содержащий группу элементов ИЛИ, элемент И-НЕ и элемент НЕ, блок формирования потенциала выделения, входные блоки, каждый из которых содержит группу вентилей приема имени приемника, первый, второй, третий и четвертый элементы

И-НЕ, причем в блоке управления выходы группы элементов ИЛИ соединены с соответствующими шинами выдачи имени приемника, входы элемента

И-НЕ подключены к соответствующим шинам ввода потенциалов выделения, а выход элемента И-НЕ подключен ко входу элемента НЕ, входы блока формирования потенциала выделения подключены к выходам группы элементов ИЛИ блока управления, а инверсный выход блока формирования потен894701

ВНИИПИ Заказ 11490/78 Тираж 748 Подписное

Филиал ППП Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4 циала выделения подключен к одному иэ входов элемента И-НЕ блока управления, причем в каждом из входных блоков информационные входы группы вентилей приема имени приемника подключены к соответствующим шинам при5 ема имени.приемника, а выходы группы вентилей приема имени приемника соединены с одним из входов группы элементов ИЛИ блока у правлен ия, первый вход первого элемента И-НЕ под-" ключен к шине блока аппаратного контроля, второй вход первого элемента И-НЕ подключен к выходу элемента

НЕ блока управления, а выход первого элемента И-НЕ подключен к первому входу второго элемента H-HE, вто- 15 рой вход которого подключен к выходу третьего элемента И-НЕ, первый, вход которого соединен с выходам элемента Н-НЕ блока управления, а второй вход соединен с выходом вто- щ рого элемента И-HE и управляющим входом группы вентилей приема имени приемника, третьи входы первого элемента И-HE первого входного блока свя заны с третьими выходами первых эле- д ментов И-НЕ в остальных входных бло ках,отличающаяся тем, чта, с целью повышения быстродейст" вия при работе в составе децентрализованной коммутирующей среды блок управления содержит схему сравнения кодов, информационные входы которой соединены с соответствующими шинами приема имени приемника, а выходы подключены к четвертым входам первых элементов И-НЕ соответствующих входных блоков, причем выход четвертого элемента И-НЕ в каждом входном блоке соединен с соответствующей шиной вывода потенциала выделения, первый вход соединен с выходом второго элемента И-НЕ, а второй вход подключен к выходу элемента И-НЕ блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2741613/24, кл. G 06 F 7/00, 20.03.79.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке В 2786149/24, хл.G Об F 7/00, 29.06.79 (прототип) .