Montage de transmission de données
La présente demande est une demande de brevet de perfectionnement au brevet n[deg.] 787.945 ayant pour objet un montage de transmission de données pour acheminer des appels
de données entre plusieurs dispositifs numériques interconnectés par une ligne de transmission en boucle fermée ayant plusieurs trajets de communication.
Il est souvent souhaitable d'échanger des informations numériques entre machines numériques. Si des machines de ce genre sont séparées par une distance géographique appréciable,
il était nécessaire dans le passé d'acheter ou de louer un circuit de transmission particulier entre ces machines, ou d'organiser une connexion temporaire entre ces machines au moyen de circuits de transmission communs commutés. Comme par leur nature même les machines numériques requièrent des canaux numériques
de grandes capacités, qui ne sont en fait utilisés
que pendant de courtes périodes et uniquement de manière occasionnelle, les circuits utilisés dans le passé se sont
avérés être d'une utilisation très peu rentable. Les circuits de transmission particuliers, par exemple, restent inutilisés pendant une grande majorité du temps. Les circuits de transmission communs commutés tendent à avoir une largeur de bande limitée
aux fréquences vocales et ils ne sont par conséquent guère immédiatement adaptables à la transmission d'informations numériques
à grande vitesse.
Un autre problème qui surgit avec des circuits de transmission commutés est le fait qu'il faut souvent plus de temps pour établir la voie de transmission que pour la transmission complète des données. Le réseau téléphonique exige une transmission en temps réel en ce sens que les signaux doivent être délivrés pratiquement en même temps qu'ils sont engendrés. Il est
dès lors de pratique courante d'établir la voie de communication dans son entièreté avant qu'un signal quelconque ne soit transmis. Il en résulte qu'une commutation centralisée a été utilisée dans les installations téléphoniques. La transmission numérique
de données, d'autre part, ne doit pas se faire en temps réel et il est par conséquent inutile d'établir une connexion toute entière avant de procéder à la transmission. Ces facteurs tendent à rendre non économiques les circuits de transmission actuellement disponibles pour les communications numériques entre machines.
Les problèmes évoqués ci-dessus se trouvent résolus selon l'invention par un montage de transmission de données organisé pour déterminer un trajet de transmission virtuel propre à desservir chaque appel de données émanant d'un dispositif numérique.
On connaît un système dans lequel les appels de données sont acheminés le long de trajets de transmission distincts choisis parmi différents trajets disponibles. Ce système se trouve décrit par F.E. Heart, R.E. Kahn, S.M. Ornstein, W.R. Crowther
et D.C. Walden dans "The Interface Message Processor for the
ARPA Computer Network", AFIPS Conférence Proceedings, vol. 36,
1970 Spring Joint Computer Conférence, mai 5-7, 1970, pages 551-567. Dans ce système, le trajet utilisé pour une rafale de données n'est pas déterminé à l'avance et il n'est pas conservé pour toutes les rafales composant un appel de données.
Une autre publication décrit un système dans lequel
un trajet de transmission se trouve déterminé préalablement à la transmission de chaque rafale de données ("TYMNET-A Terminal Oriented Communication Network" par L. Tymes, AFIPS Conférence Proceedings, vol. 38, 1971 Spring Joint Computer Conférence,
mai 18-20, 1971, pages 211-216). Dans ce système, chaque rafale
de données contient des informations destinées à divers dispositifs destinataires et non à un même dispositif destinataire.
Le montage de transmission de données selon l'invention comprend des moyens pour allouer virtuellement des trajets de transmission en réponse à une requête préparatoire à l'établissement de connexions de données entre un quelconque des dispositifs numériques et un autre de ces dispositifs numériques en attribuant à chaque connexion une description des ressources de transmission pour acheminer les données, et des moyens pour activer ledit trajet de transmission alloué virtuellement d'après la description attribuée uniquement en réponse à la constatation qu'une giclée de données est réellement transmise.
Lorsqu'est reçue une demande de connexion, les caracté-
<EMI ID=1.1>
demande sont déterminées et emmagasinées. Aucune voie de transmission réelle n'est cependant établie à ce moment et aucune ressource réelle du système n'est désignée à l'exception d'une zone de mémoire utilisée pour emmagasiner les caractéristiques de la voie de transmission. La voie de transmission est établie réellement uniquement lorsque le dispositif numérique commence à transmettre les données. Le débit des données est alors contrôlé conformément aux caractéristiques déterminées antérieurement. Une voie de transmission n'est réellement maintenue qu' aussi longtemps que des données sont transmises. La voie de transmission reste autrement allouée d'une manière virtuelle seulement.
Comme par nature un dispositif numérique transmet des données sous forme de rafales avec des pauses entre les rafales, cette manière de commander le système élimine les voies
<EMI ID=2.1>
de transmission permet ainsi de traiter un volume de données beaucoup plus grand.
Un avantage du montage selon l'invention est de permettre d'établir de façon efficace et économique des communications entre machines numériques ayant des capacités de traitement largement variables. De plus, une machine numérique peut ainsi être en communication avec plusieurs autres machines numériques sans nécessiter de reprogrammation de cette machine lorsque la capacité des machines du système se trouve modifiée.
L'invention est exposée en détail dans ce qui suit avec référence aux dessins ci-annexés sur lesquels :
- la figure 1 est un schéma synoptique d'un système de transmission numérique selon l'invention ;
- la figure 2 montre la manière dont les données et les informations de signalisation sont transmises dans le système de la figure 1 ; - la figure 3 est un schéma plus détaillé de l'unité de commutation montrée à la figure 1 ;
- la figure 4 est un schéma plus détaillé d'une partie du système de transmission de la figure 1 ;
- la figure 5 montre le forsat des signaux apparaissant sur les lignes de transmission et les boucles de transmission du système <EMI ID=3.1> <EMI ID=4.1> figure 5 ;
- la figure 7 montre la manière dont le format de la figure 5 est utilisé dans le système selon l'invention ;
- la figure 8 est une vue agrandie d'une partie de la figure 7 ;
- la figure 9 est une autre vue agrandie d'une partie de la figure 7 ;
- la figure 10 montre la composition d'un mot d'instruction utilisé par l'ordinateur d'interface montré à la figure 4 ;
- la figure 11 est un schéma synoptique de l'ordinateur d'interface montré à la figure 4 ;
- la figure 12 est un diagramme de signaux de temps permettant <EMI ID=5.1> la figure 11 ;
- la figure 13 est un schéma fonctionnel montrant le transfert des données et des signaux entre le dispositif numérique, l'unité d'interface terminale et l'unité de commutation ;
- la figure 14 est un schéma fonctionnel montrant le transfert des données et des signaux entre les unités de commutation ;
- les figures 15, 16 et 17 montrent les formats de données et de signaux qui se trouvent transmis dans le système de la figure 1.
Comme on peut le voir sur le schéma synoptique de la figure 1, le système de transmission de données selon l'invention comprend plusieurs unités de commutation 10 interconnectées au moyen de lignes de transmission 12. Chaque unité de commutation 10 est connectée à au moins une boucle de transmission 14. Chacune de ces boucles est connectée à au moins un module d'accès <EMI ID=6.1>
données le long de la boucle 14 ainsi qu'à introduire des données dans la boucle et à en extraire des données comme on va
le voir en détail plus loin. Chaque module d'accès de boucle 16 est connecté à une unité d'interface terminale 17 qui constitue un équipement intermédiaire entre un dispositif numérique 18 et le restant du système. La transmission des données dans le système est commandée principalement par l'interaction des unités d'interface terminales 17 et des unités de commutation 10.
Cette interaction est illustrée schématiquement à la figure 2. On y voit une voie de transmission duplex dans laquelle une unité d'interface terminale 19, du type montré à la figure 1, transmet des données vers une autre unité d'interface terminale
23. Celle-ci répond en envoyant à l'unité d'interface transmettrice 19 des données ou des signaux ou les deux. Comme la voie de transmission est complètement duplex, ces actions se produisent simultanément.
Bien qu'il soit possible d'établir une communication entre deux unités d'interface 17 connectées à la même boucle de
<EMI ID=7.1> figure 2, fait intervenir plus d'une unité de commutation. L'algorithme détaillé qui commande l'établissement de cette communication sera décrit plus loin après que l'on aura décrit l'équipement. Toutefois, on va donner à présent une brève description du processus de communication dans le système de la figure 1, de manière à donner dès l'abord une vue plus claire du système.
Le système de la figure 1 permet à chaque dispositif numérique 18 de sélectionner jusqu'à 256 autres dispositifs du
<EMI ID=8.1>
lection comprend un canal, c'est-à-dire un trajet préalablement. sélectionné. C'est donc comme si chaque dispositif numérique se trouvait associé à 256 canaux duplex dont il pourrait utiliser chacun d'eux successivement pour envoyer ou recevoir des données.
Bien que chaque dispositif n'ait que 256 canaux, les destinations de ces canaux peuvent être modifiées par le dispositif suivant les besoins. Un de ces canaux est réservé pour communiquer avec l'unité de commutation qui commande la boucle de transmission à laquelle est associé le dispositif numérique particulier. Ce canal, dénommé canal de commande, est utilisé par l'unité d'interface terminale associée au dispositif numérique pour établir une voie de transmission de données en fournissant à l'unité de commutation la plus immédiatement disponible, l'adresse complète de la destination des données apparaissant sur chacun des 255 autres canaux. Le canal de commande est également utilisé par l'unité de commutation pour ordonner le dispositif numérique de se brancher sur le canal sur lequel il désire recevoir des données envoyées par un autre dispositif numérique.
L'unité de commutation entretient une liste montrant la correspondance entre les adresses absolues et les 256 canaux de chacun des dispositifs numériques qui lui sont connectés. Ainsi, pour chaque transmission ou réception de données, un dispositif numérique ne doit traiter qu'une adresse de huit bits. La figure 2 illustre un canal duplex unique entre une unité terminale transmettrice 19 et une unité terminale réceptrice 23. Ces unités et les unités de commutation 20, 21 et 22 sont représentées comme comprenant des composants identifiés par les lettres a et p. Les lettres "a" sont associées à la transmission de données
<EMI ID=9.1>
nées. La connexion entre une partie a particulière et la partie p vers laquelle elle transmet des données est appelée une maille.
<EMI ID=10.1>
nées entre l'unité d'interface transmettrice 19 et l'unité d'in-
<EMI ID=11.1>
sous-canal duplex, qui reçoit les données.
Les parties a et $ des unités représentées à la figure 2 ne désignent pas réellement des équipements mais des processus et paramètres emmagasinés qui servent à commander la transmission et la réception de données entre les unités d'interface terminales et les unités de commutation. Les processus a utilisent les paramètres a pour commander la transmission de données tan-
<EMI ID=12.1>
der la réception de données. La manière exacte dont ces processus assurent la communication voulue des données sera décrite en détail plus loin. En général, une unité d'interface terminale
<EMI ID=13.1>
tres P , les deux groupes étant déterminés de façon unique par les caractéristiques du dispositif numérique particulier asso-
<EMI ID=14.1>
restent donc les mêmes pour chacun des 256 canaux avec lesquels il peut être en communication.
Il n'en est cependant point de même pour les unités de commutation. Chaque unité de commutation, en effet, communique
à un instant quelconque avec un des 256 canaux duplex d'une unité d'interface désignée. Chaque moitié de ce canal a une paire
<EMI ID=15.1>
tion 20 reçoit de l'unité d'interface 19 des données sur la mail-
<EMI ID=16.1>
données à l'unité de commutation 21 sur la maille 25 conformé-
<EMI ID=17.1>
elle retransmet ces données à l'unité d'interface transmettri-. ce 19 sur la maille 29 d'après les paramètres ce _.
<EMI ID=18.1>
que canal duplex qui lui y est associé. Ainsi, l'unité de commutation peut avoir, par exemple, non seulement les deux paires
<EMI ID=19.1>
similaires attribuées à d'autres canaux provenant d'autres unités d'interface terminales associées à l'unité de commutation 20
<EMI ID=20.1>
dans diverses unités de commutation est appelée "affectation virtuelle" car la seule chose à faire est d'emmagasiner les paires a - � correctes. Ainsi, de nombreux canaux peuvent être attribués virtuellement à un instant quelconque. Un canal particulier peut être établi réellement en dirigeant les unités de commutation pertinentes en sorte de recevoir et de retransmettre les
<EMI ID=21.1>
appropriée du canal particulier.
La figure 3 montre un schéma plus détaillé d'une unité de commutation 10. Cette unité comprend un ordinateur de commande unique 30 qui communique avec plusieurs unités de terminaison, de lignes 31. Une unité de terminaison de ligne 31 est nécessaire pour chaque boucle de transmission 14 et chaque ligne de transmission 12 qui se trouve connectée à l'unité de commutation.
Ces unités servent à envoyer sur les boucles de transmission 14 et les lignes 'de transmission 12 les données produites par l'ordinateur 30. Les lignes de transmission 12 ainsi que les boucles de transmission 14 sont du type convenant pour assurer la transmission numérique synchrone de séquences fixes. Dans la description qui va suivre, on supposera que les lignes de transmission 12 et les boucles de transmission 14 comprennent des lignes à porteur T1 classiques bien connuesdans le domaine de l'art.
La figure 4 montre l'équipement requis pour commander une boucle de transmission à laquelle est connecté un module <EMI ID=22.1>
gne 31 fonctionne de la même manière, qu'elle soit connectée à une ligne de transmission 12 ou à une boucle de transmission 14, la description de l'équipement représenté à la figure 4 suffira à expliquer le fonctionnement du système schématisé à la figure 1.
C'est l'ordinateur de commande 30 représenté à la figure 4 qui exécute le processus mentionné ci-dessus d'affectation virtuelle et d'établissement réel des canaux requis pour permettre à une unité d'interface 17 de communiquer avec d'autres unités d'interface du système. L'ordinateur 30 peut être un ordinateur numérique général quelconque disponible dans le commerce.
<EMI ID=23.1>
miné par la capacité du système. Dans la description qui va suivre, l'ordinateur 30 sera supposé être un ordinateur TEMPO 1 fabriqué par la firme américaine Tempo Computers, Incorporated, une division de Général Téléphone and Electric, Incorporated.
L'ordinateur 30 est connecté à la mémoire tampon de transmission 34 de l'unité de terminaison de ligne 31 par l'intermédiaire de lignes 32. Comme l'ordinateur TEMPO 1 a une sortie à 16 bits, les lignes 32 comprennent 16 fils séparés qui interconnectent le registre de sortie de l'ordinateur et la mémoire tampon 34. Celle-ci emmagasine temporairement les mots de seize bits fournis par l'ordinateur 30. Après emmagasinage temporaire des données, la mémoire tampon 34 les envoie à un désassembleur 40. Chaque sortie de la mémoire tampon 34 comprend un mot de dix bits, huit bits de données provenant de l'ordinateur 30 et deux bits d'information de commande fournis par le circuit de la mémoire tampon 34.
Ces mots de dix bits sont envoyés au désassembleur 40 de l'unité de terminaison de ligne 31 par l'intermédiaire de lignes 38 comprenant un fil pour chaque bit. Le désassembleur 40 transforme ces mots en données série propres à être transférées à l'unité d'adaptation 42 par l'intermédiaire de la ligne 44.
L'unité d'adaptation terminale 44 de l'unité de terminaison de ligne 31 assure l'interface pour connecter l'entrée et la sortie de l'ordinateur 30 à la boucle de transmission 14, ou à une ligne de transmission 12 pour les unités de terminaison de lignes 31 qui se trouvent connectées à des lignes de transmission. Cette unité d'adaptation comprend un équipement T1 courant tel lue l'unité Vicom 2020 de la firme américaine Vicom,division de Vidar Corporation. L'unité d'adaptation 42 est connectée au répéteur de central 50 par l'intermédiaire des lignes 46 et 48. Les lignes 46 comprennent une paire de fils qui permettent la transmission de données depuis l'ordinateur 30 jusqu'à la boucle de transmission 14, et les lignes 48 comprennent une paire de fils qui permettent de transmettre les données en-
<EMI ID=24.1>
teur 50 alimente la ligne comprenant la boucle de transmission 14. Ce répéteur peut par exemple être constitué d'un répéteur type Vicom 2010.
Comme on peut le voir à la figure 4, les données obtenues à la sortie du répéteur 50 se trouvent acheminées sur la boucle de transmission 14 vers le répéteur de ligne 52 contenu dans le module d'accès de ligne 16. Le répéteur de ligne 52 re-transmet les données reçues du répéteur 50 sur la boucle de transmission 14, et il sert également de moyen pour dériver des données de la boucle 14 et pour placer des données sur cette boucle. Le répéteur de ligne 52 peut également être un dispositif auto-égaliseur du type Vicom 1550-04. Le répéteur de ligne 52 est alimenté par la ligne et règle automatiquement son gain pour tenir compte des variations de la longueur du câble entre répéteurs adjacents sujets à une limitation de portée.
Dans les installations dans lesquelles les modules d'accès de boucles sont très proches l'un de l'autre et par conséquent en dehors de la gamme de compensation des répéteurs, des lignes artificielles de 15 décibels peuvent être insérées entre les répéteurs d'une manière connue de l'homme de l'art.
Afin d'assurer le fonctionnement correct du système en cas de panne d'alimentation à un module d'accès de boucle particulier, chaque module 16 est muni d'un relais de protection 54 Celui-ci possède des contacts inverseurs qui, lorsqu'il est au repos, connectent les lignes 78 et 80, et, lorsqu'il est attiré, connectent les lignes 79 et 80. Ainsi, si un signal n'est pas appliqué au relais 74 sur la ligne 77 par le dispositif de surveillance 76, le relais de protection court-circuite le module 16 et permet simplement aux données d'être retransmises sur la boucle de transmission 14 par le répéteur de ligne 52.
Le dispositif de surveillance 76 est un multivibrateur à un coup à déclenchement et fournit un signal aussi longtemps qu'il se trouve alimenté à partir de l'unité d'interface 17 et il est également déclenché d'une façon continue par le circuit-ET 73. Celui-ci a deux entrées, une connectée à l'ordinateur d'interface 62, et une connectée au multiplexeur de données 58 par l'intermédiaire de l'inverseur 74. Le signal fourni par le multiplexeur 58 indique qu'une erreur de cadrage a ' été détectée dans des données sur la ligne 71. L'inverseur 74 inhibe le circuit-ET 73 lorsqu'un signal d'erreur est appliqué
à la ligne 75 par le multiplexeur 58. L'unité d'adaptation 56 assure la même fonction que l'unité d'adaptation 42, et elle peut également être constituée d'une unité type Vicom 2020.
Le multiplexeur de données 58 reçoit les données série de l'unité d'adaptation 56 sur les lignes 71 et il les assemble en mots de huit bits destinés à être envoyés à la mémoire tam-pon 60. Il désassemble également les mots de huit bits reçus de la mémoire tampon 60 et les envoie à l'unité d'adaptation 56 sous forme de données série sur les lignes 72. La mémoire tampon 60 emmagasine temporairement les données destinées au ou provenant du dispositif numérique 16. Elle isole ainsi le dispositif numérique du fonctionnement du système.
La commande d'unité d'interface 17 est assurée par l'ordinateur 62. Celui-ci, comme on le verra plus loin en se référant aux figures 11 et 12, est u n ordinateur numérique qui a un répertoire d'instructions limité. Ce répertoire est cependant suffisamment souple pour permettre la programmation de l'ordinateur 62 en sorte d'exécuter une variété de tâches qui sont d'importance critique pour l'établissement de l'algorithme de transmission. Dans la forme de réalisation décrite à titre d'exemple, un ordinateur numérique particulier est prévu; toutefois, les fonctions exécutées par l'ordinateur 62 peuvent aussi bien être exécutées au moyen d'un ordinateur numérique commercial,ainsi qu'il apparaîtra clairement à l'homme de l'art.
Les données série obtenues à la sortie du répéteur de ligne 52 sont renvoyées à l'ordinateur de commande 30 par l'intermédiaire du répéteur de central 50 et de l'unité d'adaptation terminale 42 . Les données sont transférées en série entre
<EMI ID=25.1>
de la ligne 62. L'assembleur 64 exécute l'opération inverse du désassembleur 40, c'est-à-dire qu'il assemble les données série provenant de l'unité d'adaptation 42 pour former des mots de huit bits propres à être transmis à la mémoire tampon de réception 66 sur les lignes 68.
Avant de décrire plus en détail l'équipement de la figure 4, on examinera avantageusement le format des données du système, tel que.montré aux figures 5 et 6.
Le format montré à la figure 5 est le format standard de la ligne T1. La séquence de bits apparaissant sur la ligne T1 est divisée en groupes standards G comprenant chacun un bit de groupe F suivi de 192 tranches de temps. Le bit de groupe alter-
<EMI ID=26.1>
nion de deux groupes successifs constitue un supergroupe SG qui commence toujours par un groupe dont le bit de groupe F est
<EMI ID=27.1>
Les 192 tranches de temps d'un groupe G sont divisées
en 24 sous-groupes S/U de huit tranches de temps chacun,comme montré plus particulièrement à la figure 6. Les tranches de temps
<EMI ID=28.1>
<EMI ID=29.1>
che de temps, ce qui donne lieu à un train d'impulsions ayant un cycle de cinquante pour cent. Ainsi qu'il est bien connu dans le domaine de l'art, il est nécessaire, lorsqu'on utilise une li-
<EMI ID=30.1>
temps de chaque sous-groupe S/U de huit tranches.
Lorsque les données série sur la ligne de transmission sont utilisées dans le système, par exemple par l'assembleur 64 et le multiplexeur 58 à la figure 3, le bit F et le bit occupant la sixième tranche de temps de chaque sous-groupe, que l'on appellera bit A, sont négligés dans la formation du multiplet ou byte. En excluant ces deux types de bits, on peut donc voir que
42 multiplets de huit bits se trouvent formés dans un supergrou-
<EMI ID=31.1>
Le format de ligne fourni par la ligne T1 est utilisé par le système selon l'invention de la manière illustrée par les figures 7, 8 et 9. La signalisation du réseau et la transmission des données du système sont multiplexées sur la même ligne de la même manière. Parmi les 42 multiplets qui existent dans un supergroupe, les quatre premiers multiplets, comme indiqué à la figure 8, sont réservés exclusivement à la signalisation du réseau, et les 38 multiplets restants sont réservés aux données: Les quatre premiers multiplets constituent un paquet de signaux PS, et les 38 multiplets restants constituent un paquet. de données PD. Comme on peut le voir à la figure 8, les paquets de signaux et les paquets de données sont complètement indépendants même s'ils se produisent comme une paire dans un supergroupe.
Le premier multiplet de chaque paquet est réservé à un code d'identification ou un code spécial indiquant que le paquet est effectivement vide. Les formats des paquets seront décrits plus loin en se référant aux figures 15 à 17.
L'ordinateur d'interface 62, qui fait partie de l'unité d'interface 17 comme on le voit à la figure 4, est représenté sous forme synoptique à la figure 11. L' ordinateur 62 est un petit ordinateur numérique contenant un seul accumulateur 602 ayant une capacité de huit bits, une mémoire 604 pouvant contenir seize mots de travail de huit bits chacun, et une mémoire de programme 600 qui est une mémoire morte pouvant contenir 256 mots de seize bits. Cet ordinateur supervise et commande la transmission des données au moyen de lignes de commande qui le relient à divers organes de l'équipement de transmission comme on l'a vu précédemment. Ces lignes de commande sont organisées en, sorte telle qu'elles apparaissent à l'ordinateur 62 pour former sept mots contenant chacun huit bits.
Ces lignes de commande sont appelées collectivement "mémoire périphérique'! et sont représentées par le rectangle 611 sur la figure 11.
Le répertoire d'instructions de l'ordinateur 62 est donné au tableau I. Comme le montre la figure 10, chaque mot d'instruction contient seize bits se répartissant comme suit : une zone opération de deux bits 0 , une zone T de un bit, une zone R de cinq bits, et une zone X de huit bits.
Tableau I
<EMI ID=32.1>
<EMI ID=33.1>
On voit au tableau I que le répertoire d'instructions comprend des instructions de commande et des instructions arithmétiques et logiques. Les instructions de commande sont carac-térisées en ce que la zone R est 0. Si la zone T est 0, l'accumulateur A contient l'opérande de l'instruction. Si la zone T
<EMI ID=34.1>
On remarquera que dans le tableau I les diverses zones des mots d'instruction sont notées par des lettres majuscules tandis que les contenus de ces zones sont notés par des lettres minuscules.
Les instructions arithmétiques et logiques comprennent des fonctions d'addition, d'intersection logique ou fonction ET, et de disjonction logique ou fonction OU-EXCLUSIF. Dans les instructions arithmétiques et logiques, comme dans les instructions de commande, une valeur "1" dans la zone T indique qu'un des opérandes est contenu dans la zone X tandis qu'une valeur "0" dans la zone T indique qu'un des opér andes est contenu dans l'accumulateur A. L'autre opérande dans chaque cas se trouve à l'endroit désigné par r, le contenu de la zone R.
Les adresses qui peuvent être désignées par la zone R sont indiquées au tableau II. Elles comprennentles seize adres-
<EMI ID=35.1>
moire périphérique, et l'accumulateur.
TABLEAU II
<EMI ID=36.1>
On peut voir à la figure 11 que la mémoire de programme 600 envoie des mots d'instructions de seize bits au registre d'instruction 601. La sortie de celui-ci et la sortie de l'accumulateur 602 sont transférées sur huit lignes 609 par l'intermédiaire du circuit de sélection 608. Des lignes 609 l'information peut être transférée dans le compteur de programme 605 qui commande l'adressage de la mémoire de programme 600, dans le géné-rateur de fonction 603,dans la mémoire périphérique 611, ou dans la mémoire de travail 604. Le transfert dans la mémoire périphérique est commandé par le circuit de sélection d'écriture 607.
Le générateur de fonction 603 fournit les moyens pour exécuter les fonctions d'addition, d'intersection logique, de disjonction logique, et une fonction additionnelle par laquelle, sur instruction, les données présentes sur les lignes 609 sont
<EMI ID=37.1>
c'est-à-dire à l'accumulateur 602. Le générateur de fonction 603 engendre également un signal d'état spécial chaque fois que sa sortie est "0". Ce signal d'état est introduit dans la bascule 606. Le générateur 603 reçoit une de ses entrées des huit lignes 609 et l'autre est reçue des huit lignes 610. Les données sur les lignes 609 sont obtenues soit du registre d'inscription 601, soit de l'accumulateur 602 selon l'action du circuit de sélection 608. Les données sur les lignes 610 peuvent provenir de la mémoire de travail 604, de l'accumulateur 602 ou de la mémoire périphérique 611 selon l'état du circuit de transfert
619. Le fonctionnement de l'ordinateur apparaîtra plus clairement en considérant la manière dont les instructions figurant
<EMI ID=38.1>
Chaque cycle de l'ordinateur 62. peut être avantageuse-
<EMI ID=39.1>
<EMI ID=40.1>
tion de seize bits est extraite de la mémoire de programme 600 et introduite dans le registre 601. Les contenus des huit bits de plus fort poids du registre d'instruction 601 déterminent alors le comportement de la machine pendant les trois intervalles restants du cycle. Ce comportement est différent pour chacune des huit instructions différentes décrites au tableau 1. Pour
<EMI ID=41.1>
<EMI ID=42.1>
<EMI ID=43.1>
doit être utilisée pour le cycle de machine suivant.
On considérera d'abord les huit instructions de commande. Ces instructions comprennent deux groupes: le premier ayant une zone T de contenu "0", et le second ayant une zone T dont le contenu est "1". La valeur de T détermine le comportement du circuit de sélection 608. Si T est "0", le circuit de sélec-tion 608 permet à la sortie de l'accumulateur 602 d'être appliquée à la ligne 609. Si T est "1", le circuit de sélection 608 permet aux huits bits de plus faible poids de l'instruction contenue dans le registre 601 d'être appliqués à la ligne 609.
Le contenu de la zone d'opération 0 détermine quelle utilisation est faite de la valeur qui se trouve transmise sur les lignes 609. Dans une instruction "GOTO" le contenu des lignes 609 est chargé inconditionnellement dans le compteur de
<EMI ID=44.1>
te action supplante l'opération indiquée précédemment d'addition d'une unité au compteur de programme. Il en résulte que l'instruction suivante est dérivée de l'adresse désignée par la valeur présente sur les lignes 609.
L'instruction dont la zone de code opération 0 a la valeur "01 est une instruction de branchement qui dépend de la valeur contenue dans l'accumulateur 602. L'effet de cette instruction est de transférer le con tenu des lignes 609 dans le compteur de programme 605 si l'accumulateur contient "0". L'instruction dont la zone 0 a la valeur "10" a pour effet de transférer le contenu des lignes 609 dans le compteur de programme
605 si le contenu de l'accumulateur 602 n'est pas zéro. Il est possible de déterminer si le contenu de l'accumulateur est "0" en examinant la bascule 606. Si la sortie un de la bascule 606 est "0", le contenu de l'accumulateur 602 est zéro.
Dans l'une ou l'autre des deux instructions de branchement conditionnel, si le branchement a lieu réellement et si l'information doit être transférée des lignes 609 dans le compteur de programme 605, cette opération s'effectue en commençant
<EMI ID=45.1>
tion précitée d'incrémentation du compteur de programme.
L'autre instruction de commande a un code opération
<EMI ID=46.1>
le fonctionnement de l'ordinateur 62. Celui-ci reprend sa fonction lorsqu'il reçoit un signal de synchronisation de multiplet du multiplexeur de données 58.
Les huit instructions arithmétiques et logiques figurant dans le tableau 1 peuvent également être groupées en deux groupes de quatre instructions. Danr. un premier groupe le contenu de la zone T est "1", dans l'autre, le contenu de la zone T <EMI ID=47.1>
rieurement, le contenu de la zone T dirige l'action du circuit de sélection 608.
Le code opération de l'instruction dans le registre
601 détermine quelle valeur doit être calculée dans le générateur de fonction et emmagasinée ensuite dans l'accumulateur 602.
La valeur calculée se trouve emmagasinée dans l'accumulateur à
<EMI ID=48.1>
vant. En même temps, la bascule 606 se trouve établie soit à
<EMI ID=49.1>
dans l'accumulateur est "0" ou non-zéro. Pour un code opération "11", la. valeur emmagasinée dans l'accumulateur est égale à la valeur sur les lignes 609. Pour le code opération "10", la valeur emmagasinée dans l'accumulateur est égale à la somme de la valeur sur les lignes 609 et de la valeur sur les lignes 610.
Pour le code opération "01", la valeur emmagasinée dans l'accumulateur est l'intersection logique de la valeur sur les lignes
609 et de la valeur sur les lignes 610. Pour le code opération "00", la valeur emmagasinée dans l'accumulateur est la disjonction logique (fonction OU-EXCLUSIF) de la valeur sur les lignes
<EMI ID=50.1>
Le code opération "11 n a l' effet additionnel d'emmagasiner la valeur présente sur les lignes 609 dans un registre de huit bits, soit dans la mémoire de travail 604, soit dans la mémoire périphérique 611. Le registre particulier concerné se trouve déterminé par le contenu de la zone R de l'instruction contenue dans le registre 601. Cette zone détermine également le contenu des lignes 610 qui est égal au contenu d'un des mots provenant soit de la mémoire de travail 604, soit de l'interface périphérique 605 soit éventuellement de l'accumulateur 602. Si
<EMI ID=51.1>
code opération est "11", cette opération se produit à l'ins- tant t3.
Processus de communication
Le dispositif décrit ci-dessus établit les voies de transmission par lesquelles le système de transmission de données numériques selon l'invention transmet et reçoit réellement les données. Comme décrit brièvement à l'aide de la figure 2, ce dispositif est commandé par des programmes emmagasinés dans l'ordinateur d'interface 62 ou l'ordinateur de commande 30. On va décrire à présent le processus suivant lequel cette commande se trouve exécutée.
La figure 13 est un schéma fonctionnel montrant les données et les signaux qui sont transmis en duplex entre une unité de commutation 10 et un dispositif numérique 18 par l'intermédiaire d'une unité d'interface terminale 17. Comme on le voit, un dispositif numérique 18 envoie une instruction de sélection de canal CS à l'unité d'interface 17 associée chaque fois qu'il désire commencer une nouvelle transmission de données. L'unité d'interface 17 envoie alors un signal de sélection SEL à l'unité de commutation 10 qui répond en envoyant un signal d'accusé de réception ACK. La transmission des données s'effectue alors. A mesure que les multiplets de données D sont envoyés par le dispositif numérique 18 à l'unité d'interface 17, elles se trouvent accumulées en paquets de données PD qui sont en-
<EMI ID=52.1>
ment réception au moyen d'un signal ACK.
Dans l'autre sens, l'unité de commutation 10 envoie un signal de sélection SEL à l'unité d'interface 17 lorsqu'elle
a accumulé une quantité de données pour le dispositif numérique
18. L'unité d'interface 17 informe alors le dispositif numérique 18 par l'intermédiaire d'un signal CB que des données sont prêtes à lui être transmises. Lorsque le dispositif numérique 18 a sélectionné le canal approprié, l'unité de commutation 10 envoie les paquets de données PD à l'unité d'interface 17 qui les transfère en multiplets au dispositif numérique 18 et envoie périodiquement à l'unité de commutation 10 un signal d'accusé
<EMI ID=53.1>
La figure 14 est un schéma fonctionnel montrant les données et signaux qui sont transmis en duplex entre deux unités de commutation 10. Cette transmission est exactement la même sur, les deux voies du canal duplex. Lorsque des données sont sur le point d'être transmises par l'unité de commutation 10a, cette unité envoie à l'unité de commutation 10b un signal de début STRT, et l'unité de commutation 10b en accuse réception au moyen d'un signal ACK. La transmission des données se produit alors..
A mesure que les données deviennent disponibles dans l'unité de commutation 10a, elles se trouvent envoyées en paquets PD vers l'unité de commutation 10b qui en accuse périodiquement récep-
<EMI ID=54.1>
détectées par l'unité de commutation 10b, auquel cas des signaux NACK sont envoyés à l'unité de commutation 10a. Enfin, lorsque celle-ci cesse de transmettre des données, elle envoie un signal de fin IDL à l'unité de commutation 10b.
Les transferts de données et de signaux indiqués schématiquement aux figures 13 et 14 peuvent être mieux saisis en examinant les formats des données représentés aux figures 15,
16 et 17.
La figure 15 montre le format d'un paquet de signaux PS et d'un paquet de données PD. Comme on le voit, un paquet de signaux comprend quatre multiplets de huit bits et un paquet de données comprend trente-huit multiplets de huit bits.
Le premier multiplet 1100 du paquet de signaux PS contient un numéro d'identification ID. Comme le bit de plus fort poids du numéro d'identification ID sert à désigner le sens du transfert de données, le numéro d'identification ID permet
de multiplexer jusqu' à 128 unités d'interface sur chacune des
<EMI ID=55.1>
d'identification ID sert à identifier de façon biunivoque chaque unité d'interface. Comme le même format de données est utilisé sur les lignes de transmission 12 qui desservent les paires d'u-
<EMI ID=56.1>
ve effectivement multiplexée en 128 voies de transmission duplex. Celles-ci sont appelées jonctions et constituent une ressource du système qui est allouée et attribuée de la manière
qui sera expliquée plus loin. Evidemment, un numéro d'identification ID de longueur différente permettant de multiplexer un nombre différent d'unités d'interface et de jonctions, peut être utilisé tout aussi bien sans pour autant sortir du cadre de l'invention.
Le multiplet 1101, qui se trouve représenté plus par- ticulièrement à la figure 16, comprend un numéro de séquence
de six bits 1112 et une zone F 1113 de deux bits. Les numéros de séquence sont appliqués consécutivement aux paquets de signaux SEL et aux paquets de données pendant la transmission sur la boucle 14 et ils sont appliqués consécutivement aux paquets de données pendant la transmission sur la ligne 12. La signification <EMI ID=57.1>
valeur du contenu de la zone F 1113. Si celle-ci est zéro, elle indique que le paquet est un paquet d'accusé de réception (ACK).
La zone SEQ 1112 est utilisée pour accuser réception des données ou des signaux de sélection SEL. et elle contient le numéro de séquence appliqué au dernier paquet de données ou signal SEL correctement reçu. La signification de la zone 1102 dans un paquet de signaux d'accusé de réception dépend des circonstances dans lesquelles lé paquet est utilisé. Lorsqu'un cignal ACK est envoyé par une unité de commutation à une unité d'interface ou à une autre unité de commutation, la zone 1102 sert à autoriser des transmissions ultérieures. Dans ce cas, la zone 1102 contient le numéro de la dernière séquence qui peut être utilisé pour une transmission subséquente.
Lorsque le signal ACK est envoyé par une unité d'interface, la zone 1102 contient un zéro si aucune erreur de transmission n'a été détectée, mais si une erreur a été détectée, cette zone contient un code d'erreurs approprié selon le tableau ni ci-après.
<EMI ID=58.1>
<EMI ID=59.1>
Si le contenu de la zone 1113 est un, il indique un signal SEL lorsqu'il est utilisé sur une boucle 14, et un signal STRT lorsqu'il est utilisé sur une ligne 12. Dans un signal SEL, la zone 1112 est un numéro de séquence, comme décrit..-, plus haut, et le multiplet 1102 contient le numéro du canal sélectionné. Dans un signal STRT les deux zones 1112 et 1102 sont . combinées pour former un numéro de 14 bits identifiant le canal sur lequel la communication est sur le point de démarrer.
Si le contenu de la zone 1113 est deux, il indique un signal IDL et la zone 1112 est le numéro de la dernière séquence utilisé dans la transmission précédant immédiatement.
Si le contenu de la zone 1113 est trois, il indique un signal NACK et les zones 1112 et 1102 sont utilisées respec-tivement de la même manière que dans le signal ACK provenant d'une unité d'interface.
Le dernier multiplet 1103 du paquet de signaux PS contient une somme comportant huit bits, qui se trouve engendrée par programme et qui constitue la disjonction logique des valeurs contenues dans les zones 1100, 1101 et 1102.
Le paquet des données PD débute également par un premier multiplet 1104 contenant un numéro d'identification ID. Le multiplet 1105, représenté plus particulièrement à la figure 17, comprend une zone 1110 contenant un numéro de séquence de six bits, et une zone 1111 de deux bits. Si la zone 1111 a la valeur deux, le paquet de données est un paquet fin de message.
Si la zone 1111 contient la valeur un, le paquet de données est un paquet fin de groupe. Si la zone 1111 contient un zéro, le paquet de données contient simplement des données et il n'est ni une fin de message ni une fin de groupe.
Le multiplet 1106 contient la longueur L des données dans le paquet PD. Une longueur zéro, par convention, indique un paquet complet de 32 multiplets. Si le paquet n'est pas complet, l'information doit être dans la partie antérieure de la zone
1108 et les autres positions peuvent contenir une valeur quelconque.
Le multiplet 1107 contient un total de contrôle comportant liât bits, engendré par programme. La zone 1108 contient les données réelles et elle peut avoir une longueur, de 32 multiplets de huit bits. Enfin, la zone 1109 contient un total de contrôle comportait seize bits, engendré par circuit câblé.
<EMI ID=60.1>
précédemment utilisent les signaux indiqués aux figures 13 et
14 apparaîtra plus clairement en se référant à la figure 2. Cha-
<EMI ID=61.1>
comprend deux sous-canaux, chacun d'eux se rapportant à la transmission des données dans un sens. La description qui suit concerne l'algorithme destiné à traiter la transmission des données dans un sous-canal, le sous-canal 15 sur la figure 2, et il est bien entendu que la transmission des données sur un canal complet se fait en appliquant l'algorithme deux fois.
On rappellera qu'il existe deux groupes de paramètres et deux processus qui interviennent dans la transmission sur un sous-canal. Le processus a commande les dcnnées sortantes et met à jour les paramètres a du sous-canal. Le processus P commande les données entrantes et met à jour les paramètres du sous-canal.
Le processus détaillé du système selon l'invention est basé sur certaines techniques importantes qui vont être décrites à présent avant d'entamer la description des algorithmes.
Les données numériques sont transmises conformément à l'invention en rafales, indiquant par là que les donnée: sont transmises par un dispositif numérique pendant une période continue d'activité sur un canal. Une rafale débute par un signal SEL et prend fin, soit avec le signal SEL suivant, soit avec un paquet de données contenant un code fin de message. Les ressources du système sont attribuées en vue de transmettra une rafale
<EMI ID=62.1>
" ressources du système " on entend les capacités d'emmagasinage des paquets de données dans une unité de commutation et les jonction? sur une ligne de transmission qui interconnectent deux unités de commutation.
Chaque maille d'un canal pour la transmission de données entre une unité de commutation et une autre peut utiliser
<EMI ID=63.1>
absorber toutes les jonctions disponibles. Toutefois, il existe un danger qu'un canal puisse utiliser toutes les capacités d'emmagasinage dans une ou plusieurs unités de commutation. C'est pourquoi les contraintes suivantes sont prévues.
La capacité d'emmagasinage dans une unité de commutation est attribuée en unités de M paquets , M étant un paramètre qui est une constante pour chaque canal. La valeur particulière attribuée à M pour un canal spécifique est déterminée lorsque le canal est virtuellement attribué. Lorsque débute la transmission d'une rafale, le processus? obtient l'affectation de M adresses d'emmagasinement. Lorsque toutes les adresses ont été chargées par le processus pavée des données qu'il a reçues, une autre affectation de M adresses d'emmagasinement est demandée.
Les adresses d'emmagasinement remplies par le proces-
<EMI ID=64.1>
cié en vue de la retransmission. Lorsque la retransmission est <EMI ID=65.1>
adresses d'emmagasinement. Celles-ci sont alors disponibles pour être affectées au processus � suivant qui demande une affectation d'adresse d'emmagasinement. La quantité d'emmagasinement
<EMI ID=66.1>
à un sous-canal actif est la somme de toutes les affectations de M au processus P des sous-canaux moins la quantité d'emmagasinement libérée par le processus a des sous-canaux.
La quantité d'emmagasinement V attribuée à un souscanal particulier est limitée à une valeur qui ne peut être supérieure à une valeur "A" particulière, "A" étant une autre constante prescrite pour le sous-canal. Dès lors, aussi long-
<EMI ID=67.1>
d'affectation d'emmagasinement faites par ce processus? ne seront pas honorées. Cette utilisation des signaux ACK assure le moyen par lequel le système de transmission de données selon l'invention adapte automatiquement la vitesse de transmission de chaque dispositif numérique transmetteur à la vitesse de réception de chaque dispositif numérique vers lequel il transmet les données.
La manière dont le système de transmission de données selon l'invention commande le transfert des données dépend de l'affectation à toutes les données, de numéros de séquence qui sont utilisés par les signaux ACK à la fois pour accuser réception correcte des données qui ont été transmises jusqu'alors et pour autoriser une nouvelle transmission. L'utilisation d'un numéro de séquence de six bits, comme dans la forme de réalisation décrite à titre d'exemple, permet à un seul signal ACK d'autoriser la transmission de 63 paquets de données au plus. D'autres formes de réalisation peuvent évidemment utiliser un
<EMI ID=68.1>
transmission d'un nombre plus grand ou plus petit de paquets de données.
Les paquets transmis entre les signaux d'autorisation successifs sont appelés "un groupe". Comme la forme de réalisation décrite utilise un numéro de séquence de six bits, on voit �ue la capacité d'un groupe ne peut être supérieure à 63 paquets.
<EMI ID=69.1>
rieur, la longueur étant déterminée par le processus a qui le transmet. La longueur maximale qu'un processus � envoie est déterminé par le paramètre N, qui est une constante pour le souscanal. N constitue donc une seconde contrainte qui limite la
<EMI ID=70.1>
quet d'un groupe est identifié de façon unique par la zone 1111
(voir figure 17). Par convention, un signal SEL est toujours la fin d'un groupe. Un dispositif numérique peut diriger arbitrairement les données qu'il envoie à un autre dispositif numérique en unités appelées "messages". Lorsqu'un dispositif numérique transmetteur envoie le dernier multiplet d'un message à l'unité d'interface associée, il envoie un signal approprié à l'unité d'interface associée. Par convention, le dernier paquet d'un message détermine la fin d'un groupe et la fin d'une rafale.
Les opérations commandées par les algorithmes a et seront décrites en se référant à la figure 2 en considérant le transfert de données entre l'unité d'interface 19 et l'unité de commutation 21 par l'intermédiaire de l'unité de commutation 20.
<EMI ID=71.1>
<EMI ID=72.1>
commutation 20. L'autre moitié de l'unité de commutation 20 du
<EMI ID=73.1>
processus PT2 de l'unité de commutation 21.
On considérera d'abord une transmission entrée-, et
<EMI ID=74.1>
<EMI ID=75.1>
méros de séquence sont vérifiés par PT1 - Seuls les paquets de données et de signaux SEL qui sont des numéros consécutifs sont
<EMI ID=76.1>
Lorsque le dispositif numérique associé à l'unité d'interface 19 désire entamer la transmission sur le sous-canal 15, il doit envoyer une demande de sélection de ce canal, ce qui produit la
<EMI ID=77.1>
sous-jonction pour établir la maille 25 et une demande d'emmagasinement dans l'unité de commutation 20 avec une capacité suffisamment grande pour recevoir M paquets de données. Si l'une ou
<EMI ID=78.1> transmission vers l'unité de commutation 20 sur le sous-canal 15 est suspendue jusqu'à ce que des ressources suffisantes deviennent disponibles.
Une fois que les ressources demandées ont été attri-
<EMI ID=79.1>
sant ainsi le démarrage de la transmission de données. Si le dispositif numérique fournit suffisamment de données, le proces-
<EMI ID=80.1>
du groupe. A mesure que chaque paquet de données est reçu, P T2 vérifie son numéro de séquence et l'emmagasine dans l'unité de commutation 20. Lorsque le dernier paquet du groupe se trouve
<EMI ID=81.1>
nouveau signal ACK confirme la réception fructueuse des données transmises et autorise la transmission de données complémentaires jusqu'à ce que la quantité totale transmise soit égale à M.
<EMI ID=82.1>
quet d'un message, indiquant ainsi la fin d'une rafale, toute source d'emmagasinement non utilisée qui se trouve attribuée pendant la transmission d'une rafale mais qui n'est pas utilisée effectivement pour l'emmagasinement de données se trouve restituée aux ressources d'emmagasinement communes dans l'unité de commutation 20.
En ce qui concerne la transmission entre aT2 et �T2, il est clair que cette transmission dépend du transfert des
<EMI ID=83.1>
en une série qui peut également être accessible par aT2. Celui- ci tente constamment de vider la série en retransmettant les
<EMI ID=84.1>
tation des séquences des paquets de données, et l'utilisation du signal ACK pour autoriser une transmission ultérieure comme décrit plus haut est également utilisée pour effectuer cette retransmission.
Bien que le processus de transmission de données sur la maille 25 à la figure 2 soit le même que celui décrit plus haut pour la maille 24, la signalisation associée au début et à la fin d'une rafale est néanmoins différente.
Une rafale sur la maille 25 commence lorsque le pro-
<EMI ID=85.1>
les unités de commutation 20 et 21. A ce moment, un signal STRT est envoyé à l'unité de commutation 21 sur la sous-jonction assignée. Comme indiqué précédemment, les zones 1112 et 1102 du paquet de signaux PS (voir figures 15 et 16) sont combinées pour désigner de façon unique la partie du sous-canal 15 qui traverse l'unité de commutation 21 (voir figure 2). Lorsque l'unité de commutation 21 reçoit le signal STRT, elle associe le numéro de la sous-jonction attribué au sous-canal correct en sorte que des transmissions subséquentes sur cette sous-jonction soient cor-
<EMI ID=86.1>
rafales, de la même manière que décrit plus haut, pour le pro-
<EMI ID=87.1>
La fin d'une rafale se produit lorsque a T2 n'a plus de données à transmettre et lorsque en même temps aucune rafale n'est en cours de transmission sur la maille 24. A ce moment,
<EMI ID=88.1>
maille 25. Là sous-jonction devient alors disponible pour une affectation ultérieure. Lorsque la sous-jonction se trouve libérée, et périodiquement ensuite, l'unité de commutation 20 envoie un signal IDL sur cette sous-jonction pendant tout le temps qu' elle reste non affectée. Si l'unité de commutation 21 reçoit un signal IDL sur la sous-jonction pendant qu'elle est associée à
<EMI ID=89.1>
la fin d'une rafale.
<EMI ID=90.1>
vention comme décrit plus haut est réalisé par des programmes emmagasinés dans chaque ordinateur d'interface 62 et dans chaque ordinateur de commande 30. Chaque ordinateur d'interface exécute le même programme que chaque autre ordinateur d'interface du système et chaque ordinateur de programme exécute le même programme que chaque autre ordinateur de commande du système.
Le programme de l'ordinateur de commande qui utilise les structures de données décrites plus haut commence son intervention dans une communication particulière en répondant à une demande d'affectation virtuelle d'une voie de transmission, et son intervention prend fin par la désaffectation de la voie.
Ce processus requiert la communication entre le programme de l'ordinateur de commande et le restant du système. Cette communication utilise des messages ayant des formats standard, qui
<EMI ID=91.1>
tation 10. Ces messages sont envoyés par le dispositif numérique 18 demandeur et par le dispositif numérique 18 récepteur.
Chaque message comprend trente-deux multiplets, le trente-deuxième multiplet étant identifié d'une manière appropriée comme fin de message,comme indiqué plus haut.
Quatre messages différents sont utilisés dans le système. Un message "connecté" est envoyé par le dispositif demandeur à l'unité de commutation associée afin d'entamer un processus d'affectation de voie. Un message "accepté" est envoyé par le dispositif appelé à l'unité de commutation associée en réponse au message "connecté" si le dispositif appelé est disposé à accepter les données du dispositif demandeur. Sinon, le dispositif appelé envoie un message "rejeté". Un message "fin d'appel" est utilisé par le dispositif demandeur ou le dispositif appelé afin de désaffecter un canal.
Lorsqu'un dispositif demandeur désire obtenir l'affectation d'un nouveau canal, il envoie un message connecté à l'ordinateur de commande associé. Ce message achemine l'information d'identification qui désigne de façon unique le disposi-
<EMI ID=92.1>
té au dispositif appelé. Un code de fonction dans le premier multiplet du message permet au dispositif appelé d'identifier le message comme étant une demande de connexion. Si le dispositif appelé désire aceepter la demande de connexion, il ajoute une certaine information à la demande de connexion, il change le code de fonction afin d'indiquer qu'il accepte le message, et il renvoie le message mis à jour vers l'ordinateur de commande associé au dispositif appelé. Si celui-ci désire rejeter la demande de connexion, le code de fonction dans la demande de connexion est modifié afin d'indiquer que le message est rejeté et celui-ci est alors renvoyé à l'ordinateur de commande.
Un message d'acceptation contient toutes les infor- . mations requises par toutes les unités de commutation insérées dans le trajet de communication pour affecter un canal virtuel.
Lorsque l'acceptation est obtenue, le message d'acceptation est renvoyé au dispositif demandeur et en même temps le canal virtuel est alloué. Ce processus se fait maille par maille. La communication peut démarrer à un moment quelconque après que le dispositif demandeur ait reçu le message d'acceptation. Dans le cas de rejet, le message de. réfection est envoyé du dispositif appelé vers le dispositif demandeur sans autre action sur les unités de commutation insérées dans le trajet de communication.
Le dispositif appelé tout comme le dispositif demandeur peuvent provoquer la désaffectation d'un canal virtuel en envoyant un message fin d'appel à l'ordinateur de commande associé. Ce message est transmis à l'autre dispositif. Lorsque cette transmission a lieu, le canal virtuel est désaffecté maille par maille. Toute donnée qui se trouve à ce moment en transit sur le canal virtuel se trouve perdue.
Comme mentionné précédemment, toutes les communications avec l'ordinateur de commande se font par convention sur le canal zéro et tous les messages transmis par l'ordinateur de commande vers un dispositif numérique sont envoyés sur ce canal zéro.
Un message de trente-deux multiplets comprend deux parties de seize multiplets. La première partie contient une désignation du canal virtuel pour le dispositif demandeur,.la deuxième partie contient une désignation du canal virtuel pour le dispositif appelé. Le premier multiplet du premier groupe, dénommé.FONCTION, contient un code de fonction qui indique quel type de message est envoyé. Si ce multiplet a la valeur un, il' indique une demande de connexion; si sa valeur est deux, il indique une acceptation de message; si sa valeur est trois, il indique une réjection; si sa valeur est quatre, il indique une fin d'appel. Les autres multiplets des deux groupes sont utilisés
de la même manière. Les valeurs dépendent évidemment du fait que le dispositif désigné est le dispositif demandeur ou le dispositif appelé. Ces autres multiplets sont les suivants.
Le deuxième multiplet d'un groupe, appelé AOUT, con-tient la quantité de capacité d'emmagasinage temporaire qui doit être utilisée dans chaque unité de commutation traversée par le canal virtuel. Ce nombre désigne un multiple particulier de trente-deux multiplets. La capacité d'emmagasinage de paquets de données est utilisée pour emmagasiner temporairement toutes les données quittant le dispositif dans la désignation duquel le nombre apparaît.
Le troisième multiplet, appelé MIN, désigne le nombre de multiplets de la capacité d'emmagasinage de paquets de données qui doit être affecté au début de chaque transmission de rafale. Ce nombre est un multiple de trente-deux. Ce multiplet s'applique à des rafales quittant le dispositif dans la désignation duquel le nombre est contenu.
Le quatrième multiplet, appelé NOUT", désigne le nombre de multiplets qui doit être collecté dans l'unité de commutation avant que débute le transfert vers le dispositif dans la désignation duquel apparaît ce quatrième multiplet. Dans le cas où un message complet contient moins de multiplets que ceux qui sont indiqués dans cette description, la délivrance du message commence lorsque tous les multiplets ont été assemblés dans l'unité de commutation.
Le cinquième multiplet, appelé RIN, Indique la vitesse maximale à laquelle le dispositif numérique auquel s'applique la description doit accepter les paquets de données sur le canal particulier désigné. Cette vitesse est donnée sous la forme d'un multiple de six microsecondes et elle est le temps al-
<EMI ID=93.1>
Le sixième multiplet, appelé ROUT, indique la vitesse maximalè prévue pour les données sortantes pendant la transmission des rafales. Cette vitesse est également exprimée sous, la forme d'un multiple de six microsecondes et elle est le temps prévu pour fournir un multiplet transmis.
Les septième, huitième et neuvième multiplets, appelés SWITCHNO, LINENO et TERMINALNO, respectivement, identifient de façon unique le dispositif numérique auquel se rapporte la description. Le multiplet SWITCHNO contient l'identité de l'unité de commutation à laquelle est relié le dispositif numérique, le multiplet LINENO désigne la boucle de transmission connectée à cette :unité de commutation, et le multiplet TERMINALNO contiert l'identification de l'unité d'interface terminale.
Le dixième multiplet, appelé CHANNELNO, désigne le numéro du canal qui doit être utilisé par le dispositif numérique lorsqu'il utilise le nouveau canal vjrtuel.
Les onzième à seizième multiplets d'un métrage sont réservés à l'unité de commutation. Les onzième et douzième multiplets forment ensemble une valeur de seize bits, appelée LOOPD, qui est un indicateur vers un descripteur de type 1. Les treizième et quatorzième multiplets forment ensemble une valeur de seize bits, appelée TERMINALD, qui est un indicateur vers un descripteur de type 2. Les quinzième et seizième multiplets forment ensemble une valeur de seize bits, appelée TRUNKN, qui i d e n tifie de façon unique le canal,unité de commutation par unité de commutation.
Les structures de données et les formats de message décrits ci-dessus sont utilisés par le programme de l'ordinateur de commande d'une manière familière à l'homme de l'art.
Comme indiqué précédemment, l'ordinateur utilisé dans la forme de réalisation décrite à titre d'exemple est multiprogrammé. Les programmes et sous-programmes sont en réalité divisés en deux sous-programmes, le sous-programme de niveau 1 et le sous-programme de niveau 2. Ces sous-programmes peuvent interférer, le sous-programme de niveau 1 ayant priorité sur l'autre
et servant à établir l'interruption qui déclenche le sous-programme de niveau 2.
Plusieurs des programmes de l'ordinateur de commande contiennent à la fois des instructions de niveau 1 et des instructions de niveau 2. Les instructions de niveau 1 concernent les lignes de transmission 12 et les boucles de transmission 14
<EMI ID=94.1>
d'instructions de niveau 1 pour chaque ligne de transmission et'.' chaque boucle de transmission connectée à l'ordinateur de commande 30. La série appropriée est exécutée en réponse au branche- ment engendré par un signal provenant d'une des unités de terminaison de ligne 31. Chaque unité de terminaison de ligne 31 reliée à l'ordinateur de commande 30 commande sa propre ligne d'interruption individuelle qui actionne la copie des instructions de niveau 1 associées à cette unité particulière. Comme le temps est primordial dans le cas de boucles et de lignes de transmission synchrones, les instructions de niveau 1 ont une priorité plus élevée que les instructions de niveau 2.
Ainsi qu'il est bien connu de l'homme de l'art, les programmes et sous-programmes de l'ordinateur de commande peuvent être élaborés et organisés de diverses manières pour exécuter les processus indiqués dans le système selon l'invention. En ce qui concerne plus particulièrement l'ordinateur Tempo 1 utilisé dans la forme de réalisation décrite à titre d'exemple, le lecteur peut se référer notamment aux manuels TA-1000-969 (Tempo 1 Interface Reference Manual) et E0002 (Tempo Programmer's Reference Manual).
Data transmission setup
The present request is a patent improvement request to patent n [deg.] 787.945 having as its object a data transmission arrangement for routing calls.
data between multiple digital devices interconnected by a closed loop transmission line having multiple communication paths.
It is often desirable to exchange digital information between digital machines. If machines of this kind are separated by an appreciable geographical distance,
it was necessary in the past to buy or rent a particular transmission circuit between these machines, or to organize a temporary connection between these machines by means of common switched transmission circuits. As by their very nature digital machines require digital channels
large capacities, which are not actually used
that for short periods and only occasionally, the circuits used in the past have
proved to be very unprofitable to use. Particular transmission circuits, for example, remain unused for a large majority of the time. Common switched transmission circuits tend to have limited bandwidth
at voice frequencies and are therefore hardly immediately adaptable to the transmission of digital information
high speed.
Another problem that arises with switched transmission circuits is that it often takes longer to establish the transmission channel than for complete data transmission. The telephone network requires real-time transmission in the sense that signals must be delivered almost at the same time as they are generated. It is
it is therefore common practice to establish the entire communication channel before any signal is transmitted. As a result, centralized switching was used in the telephone installations. Digital transmission
Data, on the other hand, does not have to be done in real time and it is therefore unnecessary to establish an entire connection before transmitting. These factors tend to make the transmission circuits currently available for digital communications between machines uneconomic.
The problems mentioned above are solved according to the invention by a data transmission arrangement organized to determine a virtual transmission path suitable for serving each data call originating from a digital device.
A system is known in which data calls are routed along separate transmission paths chosen from among different available paths. This system is described by F.E. Heart, R.E. Kahn, S.M. Ornstein, W.R. Crowther
and D.C. Walden in "The Interface Message Processor for the
ARPA Computer Network ", AFIPS Conférence Proceedings, vol. 36,
1970 Spring Joint Computer Conference, May 5-7, 1970, pages 551-567. In this system, the path used for a data burst is not determined in advance and it is not kept for all the bursts making up a data call.
Another publication describes a system in which
a transmission path is determined prior to the transmission of each burst of data ("TYMNET-A Terminal Oriented Communication Network" by L. Tymes, AFIPS Conférence Proceedings, vol. 38, 1971 Spring Joint Computer Conférence,
May 18-20, 1971, pages 211-216). In this system, each burst
contains information intended for various recipient devices and not for the same recipient device.
The data transmission arrangement according to the invention comprises means for virtually allocating transmission paths in response to a preparatory request for the establishment of data connections between any one of the digital devices and another of these digital devices by assigning to each connection a description of the transmission resources for transporting the data, and means for activating said transmission path allocated virtually according to the description allocated only in response to the observation that a spurt of data is actually transmitted.
When a connection request is received, the characters
<EMI ID = 1.1>
demand are determined and stored. However, no real transmission channel is established at this time and no real system resource is designated except for a memory area used to store the characteristics of the transmission channel. The transmission path is actually established only when the digital device begins to transmit the data. The data rate is then checked in accordance with the characteristics determined previously. A transmission path is only actually maintained as long as data is transmitted. The transmission path otherwise remains allocated in a virtual manner only.
As by nature a digital device transmits data in the form of bursts with pauses between bursts, this way of controlling the system eliminates the channels
<EMI ID = 2.1>
transmission thus makes it possible to process a much larger volume of data.
An advantage of the assembly according to the invention is that it allows efficient and economical communication between digital machines having widely varying processing capacities. In addition, a digital machine can thus be in communication with several other digital machines without requiring reprogramming of this machine when the capacity of the machines of the system is modified.
The invention is described in detail in the following with reference to the attached drawings in which:
- Figure 1 is a block diagram of a digital transmission system according to the invention;
- Figure 2 shows how the data and signaling information is transmitted in the system of Figure 1; - Figure 3 is a more detailed diagram of the switching unit shown in Figure 1;
- Figure 4 is a more detailed diagram of part of the transmission system of Figure 1;
- Figure 5 shows the forsat of the signals appearing on the transmission lines and the transmission loops of the system <EMI ID = 3.1> <EMI ID = 4.1> Figure 5;
- Figure 7 shows how the format of Figure 5 is used in the system according to the invention;
- Figure 8 is an enlarged view of part of Figure 7;
- Figure 9 is another enlarged view of part of Figure 7;
- Figure 10 shows the composition of an instruction word used by the interface computer shown in Figure 4;
- Figure 11 is a block diagram of the interface computer shown in Figure 4;
- Figure 12 is a diagram of time signals allowing <EMI ID = 5.1> Figure 11;
- Figure 13 is a block diagram showing the transfer of data and signals between the digital device, the terminal interface unit and the switching unit;
- Figure 14 is a block diagram showing the transfer of data and signals between the switching units;
- Figures 15, 16 and 17 show the data and signal formats which are transmitted in the system of Figure 1.
As can be seen in the block diagram of FIG. 1, the data transmission system according to the invention comprises several switching units 10 interconnected by means of transmission lines 12. Each switching unit 10 is connected to at least one transmission loop 14. Each of these loops is connected to at least one access module <EMI ID = 6.1>
data along loop 14 as well as entering data into the loop and extracting data from it as we are going
see it in detail later. Each loop access module 16 is connected to a terminal interface unit 17 which constitutes intermediate equipment between a digital device 18 and the rest of the system. The transmission of data in the system is mainly controlled by the interaction of the terminal interface units 17 and the switching units 10.
This interaction is illustrated diagrammatically in FIG. 2. It shows a duplex transmission path in which a terminal interface unit 19, of the type shown in FIG. 1, transmits data to another terminal interface unit
23. The latter responds by sending to the transmitting interface unit 19 data or signals or both. As the transmission path is completely duplex, these actions occur simultaneously.
Although it is possible to establish communication between two interface units 17 connected to the same loop
<EMI ID = 7.1> Figure 2, involves more than one switching unit. The detailed algorithm which controls the establishment of this communication will be described later after the equipment has been described. However, we will now give a brief description of the communication process in the system of Figure 1, so as to give at first a clearer view of the system.
The system of FIG. 1 allows each digital device 18 to select up to 256 other devices of the
<EMI ID = 8.1>
lection includes a channel, that is to say a path beforehand. selected. It is therefore as if each digital device were associated with 256 duplex channels of which it could use each of them successively to send or receive data.
Although each device has only 256 channels, the destinations of these channels can be changed by the device as required. One of these channels is reserved for communicating with the switching unit which controls the transmission loop with which the particular digital device is associated. This channel, called the control channel, is used by the terminal interface unit associated with the digital device to establish a data transmission channel by supplying the most immediately available switching unit with the full address of the destination. data appearing on each of the other 255 channels. The control channel is also used by the switching unit to order the digital device to connect to the channel on which it wishes to receive data sent by another digital device.
The switching unit maintains a list showing the correspondence between the absolute addresses and the 256 channels of each of the digital devices connected to it. Thus, for each transmission or reception of data, a digital device must only process an address of eight bits. FIG. 2 illustrates a single duplex channel between a transmitting terminal unit 19 and a receiving terminal unit 23. These units and the switching units 20, 21 and 22 are shown as comprising components identified by the letters a and p. Letters "a" are associated with data transmission
<EMI ID = 9.1>
born. The connection between a particular part a and the part p to which it transmits data is called a mesh.
<EMI ID = 10.1>
born between the transmitting interface unit 19 and the information unit
<EMI ID = 11.1>
duplex subchannel, which receives the data.
Parts a and $ of the units shown in Figure 2 do not actually denote equipment but stored processes and parameters which serve to control the transmission and reception of data between the terminal interface units and the switching units. The a processes use the a parameters to control the transmission of tan-
<EMI ID = 12.1>
upon receipt of data. The exact manner in which these processes ensure the desired communication of data will be described in detail later. In general, a terminal interface unit
<EMI ID = 13.1>
very P, the two groups being uniquely determined by the characteristics of the particular digital device associated
<EMI ID = 14.1>
therefore remain the same for each of the 256 channels with which it can be in communication.
The same does not hold true for switching units, however. Each switching unit, in fact, communicates
at any time with one of the 256 duplex channels of a designated interface unit. Each half of this channel has a pair
<EMI ID = 15.1>
tion 20 receives data from the interface unit 19 on the mail-
<EMI ID = 16.1>
data to the switching unit 21 on the mesh 25 conform-
<EMI ID = 17.1>
it transmits this data to the transmitted interface unit. ce 19 on mesh 29 according to the parameters ce _.
<EMI ID = 18.1>
that duplex channel associated with it. So the switching unit can have, for example, not only the two pairs
<EMI ID = 19.1>
signals allocated to other channels from other terminal interface units associated with switching unit 20
<EMI ID = 20.1>
in various switching units is called "virtual assignment" because the only thing to do is to store the pairs a - � correct. Thus, many channels can be assigned virtually at any time. A particular channel can actually be established by directing the relevant switching units to receive and retransmit the
<EMI ID = 21.1>
appropriate for the particular channel.
FIG. 3 shows a more detailed diagram of a switching unit 10. This unit comprises a single control computer 30 which communicates with several termination units, of lines 31. A line termination unit 31 is required for each loop of transmission 14 and each transmission line 12 which is connected to the switching unit.
These units are used to send the data produced by the computer 30 over the transmission loops 14 and the transmission lines 12. The transmission lines 12 as well as the transmission loops 14 are of the type suitable for ensuring synchronous digital transmission of fixed sequences. In the description which follows, it will be assumed that the transmission lines 12 and the transmission loops 14 comprise conventional carrier lines T1 well known in the art.
Figure 4 shows the equipment required to control a transmission loop to which a module is connected <EMI ID = 22.1>
gene 31 works in the same way, whether it is connected to a transmission line 12 or to a transmission loop 14, the description of the equipment shown in Figure 4 will suffice to explain the operation of the system shown schematically in Figure 1 .
It is the control computer 30 shown in Figure 4 which performs the above mentioned process of virtual assignment and actual establishment of channels required to allow an interface unit 17 to communicate with other units system interface. Computer 30 can be any general digital computer available commercially.
<EMI ID = 23.1>
undermined by the capacity of the system. In the following description, computer 30 will be assumed to be a TEMPO 1 computer manufactured by the American firm Tempo Computers, Incorporated, a division of General Telephone and Electric, Incorporated.
The computer 30 is connected to the transmission buffer 34 of the line termination unit 31 via lines 32. Since the TEMPO computer 1 has a 16-bit output, the lines 32 include 16 separate wires which interconnect the output register of the computer and the buffer memory 34. The latter temporarily stores the sixteen-bit words supplied by the computer 30. After temporary storage of the data, the buffer memory 34 sends them to a disassembler 40. Each output of the buffer memory 34 comprises a ten-bit word, eight bits of data coming from the computer 30 and two bits of control information supplied by the circuit of the buffer memory 34.
These ten-bit words are sent to the disassembler 40 of the line termination unit 31 via lines 38 comprising a wire for each bit. The disassembler 40 transforms these words into serial data suitable for being transferred to the adaptation unit 42 via the line 44.
The terminal adaptation unit 44 of the line termination unit 31 provides the interface for connecting the input and output of the computer 30 to the transmission loop 14, or to a transmission line 12 for the line termination units 31 which are connected to transmission lines. This adapter unit includes standard T1 equipment such as the Vicom 2020 unit from the American company Vicom, a division of Vidar Corporation. The adapter unit 42 is connected to the central repeater 50 via the lines 46 and 48. The lines 46 include a pair of wires which allow the transmission of data from the computer 30 to the transmission loop 14, and lines 48 include a pair of wires which allow data to be transmitted
<EMI ID = 24.1>
tor 50 supplies the line comprising the transmission loop 14. This repeater can for example consist of a Vicom 2010 type repeater.
As can be seen in FIG. 4, the data obtained at the output of the repeater 50 is routed on the transmission loop 14 to the line repeater 52 contained in the line access module 16. The line repeater 52 re-transmits the data received from the repeater 50 on the transmission loop 14, and it also serves as a means for deriving data from loop 14 and for placing data on this loop. The line repeater 52 can also be a self-leveling device of the Vicom 1550-04 type. The line repeater 52 is supplied by the line and automatically adjusts its gain to take account of variations in the length of the cable between adjacent repeaters subject to a range limitation.
In installations where the loop access modules are very close to each other and therefore outside the range of repeater compensation, artificial lines of 15 decibels can be inserted between the repeaters of a manner known to those skilled in the art.
In order to ensure the correct functioning of the system in the event of a power supply failure to a particular loop access module, each module 16 is provided with a protection relay 54 This has reversing contacts which, when is at rest, connect lines 78 and 80, and, when attracted, connect lines 79 and 80. Thus, if a signal is not applied to relay 74 on line 77 by the monitoring device 76, the protection relay short-circuits the module 16 and simply allows the data to be retransmitted on the transmission loop 14 by the line repeater 52.
The monitoring device 76 is a one-shot trigger multivibrator and provides a signal as long as it is supplied from the interface unit 17 and is also continuously triggered by the AND circuit 73. The latter has two inputs, one connected to the interface computer 62, and one connected to the data multiplexer 58 via the inverter 74. The signal supplied by the multiplexer 58 indicates that an error has been detected in data on line 71. The inverter 74 inhibits the AND circuit 73 when an error signal is applied
on line 75 by the multiplexer 58. The adaptation unit 56 performs the same function as the adaptation unit 42, and it can also consist of a Vicom 2020 type unit.
The data multiplexer 58 receives the serial data from the adaptation unit 56 on the lines 71 and it assembles them into eight-bit words intended to be sent to the tam-pon memory 60. It also disassembles the eight-bit words received from the buffer memory 60 and sends them to the adaptation unit 56 in the form of serial data on the lines 72. The buffer memory 60 temporarily stores the data intended for or coming from the digital device 16. It thus isolates the digital device how the system works.
The interface unit 17 is controlled by the computer 62. The latter, as will be seen below with reference to FIGS. 11 and 12, is a digital computer which has a limited instruction repertoire. This directory is however flexible enough to allow the programming of computer 62 so as to perform a variety of tasks which are of critical importance for the establishment of the transmission algorithm. In the embodiment described by way of example, a particular digital computer is provided; however, the functions performed by computer 62 may as well be performed by means of a commercial digital computer, as will be apparent to those skilled in the art.
The serial data obtained at the output of the line repeater 52 is sent back to the control computer 30 via the central repeater 50 and the terminal adaptation unit 42. Data is transferred serially between
<EMI ID = 25.1>
of the line 62. The assembler 64 performs the reverse operation of the disassembler 40, that is to say that it assembles the serial data coming from the adaptation unit 42 to form words of eight bits specific to be transmitted to the reception buffer 66 on lines 68.
Before describing in more detail the equipment of FIG. 4, we will advantageously examine the format of the data of the system, as shown in FIGS. 5 and 6.
The format shown in Figure 5 is the standard format for line T1. The sequence of bits appearing on line T1 is divided into standard groups G each comprising a group bit F followed by 192 time slots. The group bit alter-
<EMI ID = 26.1>
nion of two successive groups constitutes a supergroup SG which always begins with a group whose group bit F is
<EMI ID = 27.1>
The 192 time slots of a group G are divided
into 24 S / U subgroups of eight time slots each, as shown more particularly in Figure 6. The time slots
<EMI ID = 28.1>
<EMI ID = 29.1>
time, which gives rise to a train of pulses having a cycle of fifty percent. As is well known in the art, it is necessary when using a li-
<EMI ID = 30.1>
time of each S / U subgroup of eight slices.
When the serial data on the transmission line is used in the system, for example by the assembler 64 and the multiplexer 58 in FIG. 3, the bit F and the bit occupying the sixth time slot of each subgroup, that we will call bit A, are neglected in the formation of the byte or byte. By excluding these two types of bits, we can therefore see that
42 eight-bit bytes are formed in a supergroup
<EMI ID = 31.1>
The line format provided by the line T1 is used by the system according to the invention in the manner illustrated by FIGS. 7, 8 and 9. The signaling of the network and the transmission of the data of the system are multiplexed on the same line of the same way. Among the 42 bytes that exist in a supergroup, the first four bytes, as shown in Figure 8, are reserved exclusively for network signaling, and the remaining 38 bytes are reserved for data: The first four bytes constitute a signal packet PS, and the remaining 38 bytes form a packet. PD data. As can be seen in Figure 8, the signal packets and the data packets are completely independent even if they occur as a pair in a supergroup.
The first byte of each packet is reserved for an identification code or a special code indicating that the packet is actually empty. The packet formats will be described later with reference to Figures 15 to 17.
The interface computer 62, which is part of the interface unit 17 as seen in Figure 4, is shown in block diagram form in Figure 11. The computer 62 is a small digital computer containing a single accumulator 602 having a capacity of eight bits, a memory 604 which can contain sixteen working words of eight bits each, and a program memory 600 which is a read-only memory which can contain 256 words of sixteen bits. This computer supervises and controls the transmission of data by means of command lines which connect it to various organs of the transmission equipment as we have seen previously. These command lines are organized in such a way that they appear at the computer 62 to form seven words each containing eight bits.
These control lines are collectively called "peripheral memory"! And are represented by the rectangle 611 in FIG. 11.
The instruction directory of the computer 62 is given in table I. As shown in FIG. 10, each instruction word contains sixteen bits distributed as follows: an operation area of two bits 0, an area T of one bit , an R area of five bits, and an X area of eight bits.
Table I
<EMI ID = 32.1>
<EMI ID = 33.1>
It can be seen in Table I that the instruction repertoire comprises control instructions and arithmetic and logic instructions. The control instructions are characterized in that the zone R is 0. If the zone T is 0, the accumulator A contains the operand of the instruction. If the T zone
<EMI ID = 34.1>
It will be noted that in Table I the various zones of the instruction words are noted by capital letters while the contents of these zones are noted by small letters.
The arithmetic and logical instructions include functions of addition, logical intersection or AND function, and logical disjunction or OU-EXCLUSIVE function. In the arithmetic and logic instructions, as in the control instructions, a value "1" in the area T indicates that one of the operands is contained in the area X while a value "0" in the area T indicates that one of the operands is contained in accumulator A. The other operand in each case is located at the place designated by r, the content of zone R.
The addresses that can be designated by the R zone are indicated in Table II. They include the sixteen addresses
<EMI ID = 35.1>
peripheral memory, and the accumulator.
TABLE II
<EMI ID = 36.1>
It can be seen in FIG. 11 that the program memory 600 sends instruction words of sixteen bits to the instruction register 601. The output of the latter and the output of the accumulator 602 are transferred on eight lines 609 by via the selection circuit 608. From lines 609 the information can be transferred to the program counter 605 which controls the addressing of the program memory 600, in the function generator 603, in the peripheral memory 611 , or in the working memory 604. The transfer in the peripheral memory is controlled by the write selection circuit 607.
The function generator 603 provides the means to execute the functions of addition, logical intersection, logical disjunction, and an additional function by which, on instruction, the data present on lines 609 are
<EMI ID = 37.1>
that is to say to the accumulator 602. The function generator 603 also generates a special status signal each time its output is "0". This status signal is introduced into the flip-flop 606. The generator 603 receives one of its inputs from the eight lines 609 and the other is received from the eight lines 610. The data on the lines 609 is obtained either from the registration register 601 , either from the accumulator 602 according to the action of the selection circuit 608. The data on the lines 610 can come from the working memory 604, from the accumulator 602 or from the peripheral memory 611 according to the state of the circuit of transfer
619. The operation of the computer will become clearer when considering the way in which the instructions appearing
<EMI ID = 38.1>
Each cycle of the computer 62. can be advantageous-
<EMI ID = 39.1>
<EMI ID = 40.1>
tion of sixteen bits is extracted from the program memory 600 and entered into the register 601. The contents of the eight most significant bits of the instruction register 601 then determine the behavior of the machine during the three remaining intervals of the cycle. This behavior is different for each of the eight different instructions described in Table 1. For
<EMI ID = 41.1>
<EMI ID = 42.1>
<EMI ID = 43.1>
must be used for the next machine cycle.
We will first consider the eight control instructions. These instructions include two groups: the first having a T-zone with content "0", and the second having a T-zone with content "1". The value of T determines the behavior of the selection circuit 608. If T is "0", the selection circuit 608 allows the output of accumulator 602 to be applied to line 609. If T is "1 ", the selection circuit 608 allows the eight least significant bits of the instruction contained in the register 601 to be applied to line 609.
The content of operation area 0 determines what use is made of the value which is transmitted on lines 609. In a "GOTO" instruction the content of lines 609 is loaded unconditionally into the counter.
<EMI ID = 44.1>
te action supersedes the operation indicated above of adding a unit to the program counter. As a result, the following instruction is derived from the address designated by the value present on lines 609.
The instruction whose operation code area 0 has the value "01 is a branch instruction which depends on the value contained in the accumulator 602. The effect of this instruction is to transfer the content of lines 609 to the counter 605 if the accumulator contains "0". The instruction whose area 0 has the value "10" has the effect of transferring the content of lines 609 to the program counter
605 if the content of accumulator 602 is not zero. It is possible to determine whether the content of the accumulator is "0" by examining the flip-flop 606. If the output one of the flip-flop 606 is "0", the content of the accumulator 602 is zero.
In either of the two conditional branching instructions, if the branching actually takes place and if the information is to be transferred from lines 609 to program counter 605, this operation is carried out by starting
<EMI ID = 45.1>
aforementioned tion of incrementing the program counter.
The other command instruction has an operation code
<EMI ID = 46.1>
the operation of the computer 62. The computer resumes its function when it receives a byte synchronization signal from the data multiplexer 58.
The eight arithmetic and logic instructions in Table 1 can also be grouped into two groups of four instructions. Danr. the first group the content of the T zone is "1", in the other, the content of the T zone <EMI ID = 47.1>
laughingly, the content of zone T directs the action of selection circuit 608.
The instruction operation code in the register
601 determines which value should be calculated in the function generator and then stored in the accumulator 602.
The calculated value is stored in the accumulator at
<EMI ID = 48.1>
boast. At the same time, the flip-flop 606 is established either at
<EMI ID = 49.1>
in the accumulator is "0" or non-zero. For an operation code "11", the. value stored in the accumulator is equal to the value on lines 609. For the operation code "10", the value stored in the accumulator is equal to the sum of the value on lines 609 and the value on lines 610.
For operation code "01", the value stored in the accumulator is the logical intersection of the value on the lines
609 and the value on the lines 610. For the operation code "00", the value stored in the accumulator is the logical disjunction (OU-EXCLUSIVE function) of the value on the lines
<EMI ID = 50.1>
The operation code "11 has the additional effect of storing the value present on lines 609 in an eight-bit register, either in working memory 604 or in peripheral memory 611. The particular register concerned is determined by the content of the zone R of the instruction contained in the register 601. This zone also determines the content of the lines 610 which is equal to the content of one of the words coming either from the working memory 604, or from the peripheral interface 605 or possibly accumulator 602. If
<EMI ID = 51.1>
operation code is "11", this operation occurs at time t3.
Communication process
The device described above establishes the transmission channels by which the digital data transmission system according to the invention actually transmits and receives the data. As briefly described with the aid of FIG. 2, this device is controlled by programs stored in the interface computer 62 or the control computer 30. We will now describe the process by which this command is executed .
FIG. 13 is a block diagram showing the data and signals which are transmitted in duplex between a switching unit 10 and a digital device 18 via a terminal interface unit 17. As can be seen, a device digital 18 sends a channel selection instruction CS to the associated interface unit 17 each time it wishes to start a new data transmission. The interface unit 17 then sends a selection signal SEL to the switching unit 10 which responds by sending an acknowledgment signal ACK. Data transmission then takes place. As the bytes of data D are sent by the digital device 18 to the interface unit 17, they are accumulated in data packets PD which are
<EMI ID = 52.1>
reception by means of an ACK signal.
In the other direction, the switching unit 10 sends a selection signal SEL to the interface unit 17 when it
has accumulated a quantity of data for the digital device
18. The interface unit 17 then informs the digital device 18 by means of a signal CB that data are ready to be transmitted to it. When the digital device 18 has selected the appropriate channel, the switching unit 10 sends the data packets PD to the interface unit 17 which transfers them in bytes to the digital device 18 and periodically sends to the switching unit 10 an acknowledgment signal
<EMI ID = 53.1>
FIG. 14 is a block diagram showing the data and signals which are transmitted in duplex between two switching units 10. This transmission is exactly the same on the two channels of the duplex channel. When data is about to be transmitted by the switching unit 10a, this unit sends to the switching unit 10b a start signal STRT, and the switching unit 10b acknowledges receipt thereof by means of a ACK signal. Data transmission then occurs.
As the data becomes available in the switching unit 10a, they are sent in PD packets to the switching unit 10b which periodically acknowledges it.
<EMI ID = 54.1>
detected by the switching unit 10b, in which case NACK signals are sent to the switching unit 10a. Finally, when the latter stops transmitting data, it sends an end signal IDL to the switching unit 10b.
The data and signal transfers shown schematically in Figures 13 and 14 can be better captured by examining the data formats shown in Figures 15,
16 and 17.
Figure 15 shows the format of a PS signal packet and a PD data packet. As can be seen, a signal packet comprises four eight-bit bytes and a data packet comprises thirty-eight eight-bit bytes.
The first byte 1100 of the PS signal packet contains an identification number ID. Since the most significant bit of the ID number is used to designate the direction of data transfer, the ID number allows
to multiplex up to 128 interface units on each of the
<EMI ID = 55.1>
identification ID is used to uniquely identify each interface unit. As the same data format is used on the transmission lines 12 which serve the pairs of u
<EMI ID = 56.1>
ve actually multiplexed into 128 duplex transmission channels. These are called junctions and constitute a system resource that is allocated and allocated in the manner
which will be explained later. Obviously, an identification number ID of different length making it possible to multiplex a different number of interface units and junctions, can be used just as well without departing from the scope of the invention.
Byte 1101, which is shown more particularly in Figure 16, includes a sequence number
of six bits 1112 and an area F 1113 of two bits. Sequence numbers are applied consecutively to SEL signal packets and data packets during transmission on loop 14 and they are applied consecutively to data packets during transmission on line 12. Meaning <EMI ID = 57.1>
value of the content of the area F 1113. If this is zero, it indicates that the packet is an acknowledgment packet (ACK).
The SEQ 1112 area is used to acknowledge receipt of data or SEL selection signals. and it contains the sequence number applied to the last correctly received data packet or SEL signal. The meaning of area 1102 in an acknowledgment signal packet depends on the circumstances in which the packet is used. When an ACK signal is sent from a switching unit to an interface unit or another switching unit, the area 1102 is used to authorize subsequent transmissions. In this case, field 1102 contains the number of the last sequence which can be used for a subsequent transmission.
When the ACK signal is sent by an interface unit, the area 1102 contains a zero if no transmission error has been detected, but if an error has been detected, this area contains an appropriate error code according to the table neither below.
<EMI ID = 58.1>
<EMI ID = 59.1>
If the content of zone 1113 is one, it indicates a signal SEL when it is used on a loop 14, and a signal STRT when it is used on a line 12. In a signal SEL, zone 1112 is a number sequence, as described ..-, above, and byte 1102 contains the number of the selected channel. In a STRT signal the two zones 1112 and 1102 are. combined to form a 14-bit number identifying the channel on which communication is about to start.
If the content of field 1113 is two, it indicates an IDL signal and field 1112 is the number of the last sequence used in the transmission preceding immediately.
If the content of the area 1113 is three, it indicates a NACK signal and the areas 1112 and 1102 are used respectively in the same way as in the ACK signal coming from an interface unit.
The last byte 1103 of the PS signal packet contains a sum comprising eight bits, which is generated by program and which constitutes the logical disjunction of the values contained in the areas 1100, 1101 and 1102.
The data packet PD also begins with a first byte 1104 containing an identification number ID. Byte 1105, shown more particularly in Figure 17, includes an area 1110 containing a six-bit sequence number, and an area 1111 of two bits. If field 1111 is set to two, the data packet is a message end packet.
If field 1111 contains the value one, the data packet is a group end packet. If field 1111 contains a zero, the data packet simply contains data and it is neither an end of message nor an end of group.
Byte 1106 contains the length L of the data in the PD packet. A length of zero, by convention, indicates a complete packet of 32 bytes. If the package is not complete, the information should be in the front part of the area
1108 and other positions can contain any value.
Byte 1107 contains a checksum comprising bit bits, generated by the program. Field 1108 contains the actual data and can have a length of 32 eight-bit bytes. Finally, area 1109 contains a total of sixteen bits, generated by wired circuit.
<EMI ID = 60.1>
previously use the signals shown in Figures 13 and
14 will appear more clearly with reference to FIG. 2. Cha-
<EMI ID = 61.1>
has two subchannels, each of which relates to the transmission of data in one direction. The following description relates to the algorithm intended to process the transmission of data in a subchannel, the subchannel 15 in FIG. 2, and it is understood that the transmission of data on a full channel is done by applying the algorithm twice.
It will be recalled that there are two groups of parameters and two processes involved in the transmission on a subchannel. The process controls the outgoing data and updates the parameters of the subchannel. Process P controls the incoming data and updates the parameters of the subchannel.
The detailed process of the system according to the invention is based on certain important techniques which will now be described before beginning the description of the algorithms.
The digital data are transmitted in accordance with the invention in bursts, thereby indicating that the data: are transmitted by a digital device during a continuous period of activity on a channel. A burst begins with a SEL signal and ends either with the next SEL signal or with a data packet containing an end message code. System resources are allocated in order to transmit a burst
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"system resources" means the capabilities of storing data packets in a switching unit and trunking them? on a transmission line which interconnect two switching units.
Each mesh of a channel for data transmission between one switching unit and another can use
<EMI ID = 63.1>
absorb all available junctions. However, there is a danger that a channel could use all of the storage capacity in one or more switching units. This is why the following constraints are provided.
The storage capacity in a switching unit is allocated in units of M packets, M being a parameter which is a constant for each channel. The particular value assigned to M for a specific channel is determined when the channel is virtually assigned. When does the burst start, the process? obtains the assignment of M storage addresses. When all the addresses have been loaded by the process paved with the data it has received, another assignment of M storage addresses is requested.
The storage addresses filled in by the process
<EMI ID = 64.1>
cie for retransmission. When the retransmission is <EMI ID = 65.1>
storage addresses. These are then available to be assigned to the process � next who requests a storage address assignment. The amount of storage
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to an active subchannel is the sum of all assignments of M to the P process of the subchannels minus the amount of storage released by the process to the subchannels.
The amount of storage V allocated to a particular subchannel is limited to a value which cannot be greater than a particular "A" value, "A" being another constant prescribed for the subchannel. Therefore, as long
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storage allocation made by this process? will not be honored. This use of ACK signals provides the means by which the data transmission system according to the invention automatically adapts the transmission speed of each transmitting digital device to the reception speed of each digital device to which it transmits the data.
The way in which the data transmission system according to the invention controls the transfer of the data depends on the assignment to all the data, of sequence numbers which are used by the ACK signals at the same time to acknowledge correct reception of the data which have been transmitted until then and to authorize a new transmission. The use of a six-bit sequence number, as in the embodiment described by way of example, allows a single ACK signal to authorize the transmission of up to 63 data packets. Other embodiments can obviously use a
<EMI ID = 68.1>
transmission of a larger or smaller number of data packets.
Packets transmitted between successive authorization signals are called "a group". As the described embodiment uses a six-bit sequence number, it is seen that the capacity of a group cannot be greater than 63 packets.
<EMI ID = 69.1>
laughing, the length being determined by the process to which transmits it. The maximum length that a process � send is determined by the parameter N, which is a constant for the subchannel. N therefore constitutes a second constraint which limits the
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group quet is uniquely identified by field 1111
(see figure 17). By convention, a SEL signal is always the end of a group. A digital device can arbitrarily direct the data it sends to another digital device in units called "messages". When a transmitting digital device sends the last byte of a message to the associated interface unit, it sends an appropriate signal to the associated interface unit. By convention, the last packet of a message determines the end of a group and the end of a burst.
The operations controlled by the algorithms a and will be described with reference to FIG. 2 by considering the transfer of data between the interface unit 19 and the switching unit 21 via the switching unit 20.
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switching 20. The other half of switching unit 20 of the
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switching unit PT2 process 21.
We will first consider an input- transmission, and
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sequence numbers are checked by PT1 - Only SEL data and signal packets which are consecutive numbers are
<EMI ID = 76.1>
When the digital device associated with the interface unit 19 wishes to start the transmission on the sub-channel 15, it must send a request for selection of this channel, which produces the
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sub-junction to establish the mesh 25 and a request for storage in the switching unit 20 with a capacity large enough to receive M data packets. If one or
<EMI ID = 78.1> transmission to switching unit 20 on subchannel 15 is suspended until sufficient resources become available.
Once the requested resources have been allocated
<EMI ID = 79.1>
thus starting the data transmission. If the digital device provides enough data, the process
<EMI ID = 80.1>
of the group. As each data packet is received, P T2 checks its sequence number and stores it in switching unit 20. When the last packet in the group is found
<EMI ID = 81.1>
new signal ACK confirms successful reception of the transmitted data and authorizes the transmission of additional data until the total quantity transmitted is equal to M.
<EMI ID = 82.1>
quet of a message, thus indicating the end of a burst, any unused storage source which is allocated during the transmission of a burst but which is not actually used for data storage is restored to the common storage resources in the switching unit 20.
With regard to the transmission between aT2 and T2, it is clear that this transmission depends on the transfer of
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in a series which can also be accessed by aT2. This one constantly tries to empty the series by retransmitting the
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tation of the sequences of the data packets, and the use of the signal ACK to authorize a subsequent transmission as described above is also used to carry out this retransmission.
Although the data transmission process on the mesh 25 in FIG. 2 is the same as that described above for the mesh 24, the signaling associated with the beginning and the end of a burst is nevertheless different.
A burst on mesh 25 begins when the pro-
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the switching units 20 and 21. At this time, a signal STRT is sent to the switching unit 21 on the assigned sub-junction. As indicated previously, the zones 1112 and 1102 of the signal packet PS (see FIGS. 15 and 16) are combined to uniquely designate the part of the subchannel 15 which passes through the switching unit 21 (see FIG. 2). When the switching unit 21 receives the signal STRT, it associates the number of the sub-trunk assigned to the correct sub-channel so that subsequent transmissions on this sub-trunk are corrected.
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bursts, in the same manner as described above, for the pro-
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The end of a burst occurs when a T2 has no more data to transmit and when at the same time no burst is being transmitted on the mesh 24. At this time,
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25 mesh. The sub-junction then becomes available for later assignment. When the sub-junction is released, and periodically thereafter, the switching unit 20 sends an IDL signal to this sub-junction for the entire time that it remains unaffected. If the switching unit 21 receives an IDL signal on the sub-junction while it is associated with
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the end of a burst.
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vention as described above is carried out by programs stored in each interface computer 62 and in each control computer 30. Each interface computer executes the same program as each other interface computer in the system and each program computer executes the same program as every other control computer in the system.
The program of the control computer which uses the data structures described above begins its intervention in a particular communication by responding to a request for virtual assignment of a transmission channel, and its intervention ends in the decommissioning of the way.
This process requires communication between the control computer program and the rest of the system. This communication uses messages in standard formats, which
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These messages are sent by the requesting digital device 18 and by the receiving digital device 18.
Each message includes thirty-two bytes, the thirty-second byte being appropriately identified as the end of the message, as noted above.
Four different messages are used in the system. A "connected" message is sent by the requesting device to the associated switching unit in order to start a channel assignment process. An "accepted" message is sent by the called device to the associated switching unit in response to the "connected" message if the called device is willing to accept data from the requesting device. Otherwise, the called device sends a "rejected" message. An "end call" message is used by the requesting device or the called device in order to deactivate a channel.
When a requesting device wishes to obtain the assignment of a new channel, it sends a message connected to the associated control computer. This message carries identification information that uniquely identifies the device.
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tee to the device called. A function code in the first byte of the message allows the called device to identify the message as a connection request. If the called device wishes to accept the connection request, it adds some information to the connection request, it changes the function code to indicate that it accepts the message, and it sends the updated message back to the control computer associated with the called device. If the latter wishes to reject the connection request, the function code in the connection request is modified to indicate that the message is rejected and it is then returned to the control computer.
An acceptance message contains all the information. required by all switching units inserted in the communication path to assign a virtual channel.
When acceptance is obtained, the acceptance message is returned to the requesting device and at the same time the virtual channel is allocated. This process is done mesh by mesh. Communication can start at any time after the requesting device has received the acceptance message. In the case of rejection, the message from. repair is sent from the called device to the requesting device without further action on the switching units inserted in the communication path.
Both the called device and the requesting device can cause a virtual channel to be assigned by sending a call termination message to the associated control computer. This message is transmitted to the other device. When this transmission takes place, the virtual channel is decommissioned mesh by mesh. Any data that is currently in transit on the virtual channel is lost.
As mentioned above, all communications with the control computer are by convention on the zero channel and all messages transmitted by the control computer to a digital device are sent on this zero channel.
A thirty-two byte message consists of two parts of sixteen bytes. The first part contains a designation of the virtual channel for the requesting device, the second part contains a designation of the virtual channel for the called device. The first byte in the first group, called FUNCTION, contains a function code that indicates what type of message is being sent. If this byte has the value one, it 'indicates a connection request; if its value is two, it indicates message acceptance; if its value is three, it indicates a rejection; if its value is four, it indicates an end of call. The other bytes of the two groups are used
in the same way. The values obviously depend on whether the designated device is the requesting device or the called device. These other bytes are as follows.
The second byte in a group, called AOUT, contains the amount of temporary storage capacity that must be used in each switching unit traversed by the virtual channel. This number indicates a particular multiple of thirty-two bytes. The data packet storage capacity is used to temporarily store all data leaving the device in whose designation the number appears.
The third byte, called MIN, indicates the number of bytes of data packet storage capacity that must be allocated at the start of each burst transmission. This number is a multiple of thirty-two. This multiplet applies to bursts leaving the device in the designation of which the number is contained.
The fourth byte, called NOUT ", indicates the number of bytes which must be collected in the switching unit before the transfer to the device begins in the designation of which appears this fourth byte. In the case where a complete message contains less than bytes than those indicated in this description, the delivery of the message begins when all the bytes have been assembled in the switching unit.
The fifth byte, called RIN, Indicates the maximum speed at which the digital device to which the description applies must accept data packets on the particular designated channel. This speed is given as a multiple of six microseconds and it is the time al-
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The sixth byte, called ROUT, indicates the maximum speed expected for outgoing data during the transmission of bursts. This speed is also expressed as a multiple of six microseconds and is the time expected to provide a transmitted byte.
The seventh, eighth and ninth bytes, called SWITCHNO, LINENO and TERMINALNO, respectively, uniquely identify the digital device to which the description relates. The SWITCHNO byte contains the identity of the switching unit to which the digital device is connected, the LINENO byte indicates the transmission loop connected to this: switching unit, and the TERMINALNO byte contains the identification of the d 'terminal interface.
The tenth multiplet, called CHANNELNO, indicates the number of the channel which must be used by the digital device when it uses the new virtual channel.
The eleventh to sixteenth bytes of footage are reserved for the switching unit. The eleventh and twelfth bytes together form a value of sixteen bits, called LOOPD, which is an indicator to a type 1 descriptor. The thirteenth and fourteenth bytes together form a value of sixteen bits, called TERMINALD, which is an indicator to a descriptor of type 2. The fifteenth and sixteenth bytes together form a value of sixteen bits, called TRUNKN, which uniquely identifies the channel, switching unit by switching unit.
The data structures and message formats described above are used by the control computer program in a manner familiar to those skilled in the art.
As indicated above, the computer used in the embodiment described by way of example is multiprogrammed. Programs and subroutines are actually divided into two subroutines, the Level 1 subroutine and the Level 2 subroutine. These subroutines may interfere, with the Level 1 subroutine having priority over the 'other
and used to establish the interrupt which triggers the level 2 subroutine.
Several of the control computer programs contain both level 1 and level 2 instructions. Level 1 instructions relate to transmission lines 12 and transmission loops 14
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level 1 instructions for each transmission line and '.' each transmission loop connected to the control computer 30. The appropriate series is executed in response to the connection generated by a signal from one of the line termination units 31. Each line termination unit 31 connected to the the control computer 30 controls its own individual interrupt line which activates the copying of the level 1 instructions associated with this particular unit. Since time is of the essence in the case of synchronous loops and transmission lines, level 1 instructions have higher priority than level 2 instructions.
As is well known to those skilled in the art, the programs and subroutines of the control computer can be developed and organized in various ways to carry out the processes indicated in the system according to the invention. As regards more particularly the Tempo 1 computer used in the embodiment described by way of example, the reader can refer in particular to the TA-1000-969 (Tempo 1 Interface Reference Manual) and E0002 (Tempo Programmer's Reference) manuals. Manual).