FI84114C

FI84114C - Switching System

Info

Publication number: FI84114C
Application number: FI880754A
Authority: FI
Inventors: Kari Paavo Antero Leppaelae
Original assignee: Valtion Teknillinen
Priority date: 1988-02-17
Filing date: 1988-02-17
Publication date: 1991-10-10
Also published as: JPH03502842A; FI880754A0; EP0409841A1; FI84114B; WO1989007797A1; FI880754A

Description

χ 84114 KYTKENTÄJÄRJESTELMÄχ 84114 SWITCHING SYSTEM

Keksinnön kohteena on itsenäisen patenttivaatimuksen johdanto-osassa määritelty kytkentäjärjestel-5 mä.The invention relates to a switching system as defined in the preamble of the independent claim.

Elementeillä tarkoitetaan tässä yhteydessä samaa tyyppiä ja/tai useamman tyyppisiä prosessoreita, muisteja, liitäntäportteja, kanavia yms. osia tai laitteita, joita voidaan kytkeä ainakin pareittain yhteen. 10 Nämä mainitut elementit liittyvät esim. moniprosessori-järjestelmiin, joissa niitä voidaan kytkeä yhteen hyvinkin erilaisina yhdistelminä. Kytkettävät elementit voivat periaatteessa olla toiminnaltaan sähköisiä, optisia, akustisia tms..Elements in this context refer to processors, memories, interface ports, channels and the like of the same type and / or to several types of components or devices that can be connected together at least in pairs. 10 These mentioned elements are related, for example, to multiprocessor systems, where they can be connected together in very different combinations. The elements to be connected can in principle have an electrical, optical, acoustic, etc. function.

15 Monipuoliselta moniprosessoritietokonejärjes telmältä vaaditaan periaatteessa sitä, että kaikkien käytettyjen elementtien välille tulisi voida muodostaa kaikki mahdolliset kytkentäkombinaatiot. Tätä vaatimusta voidaan jonkin verran lieventää siksi, että monet 20 elementeistä ovat toistensa kaltaisia. Kuitenkin moni-puoli- sen kytkentäjärjestelmän toteuttaminen yhdessä portaassa on suurilla kytkettävien elementtien lukumäärillä erittäin vaikeaa. Eräissä nykyisissä moni-prosessori järjestelmissä kytkentäjärjestelmä muodostaa 25 koko järjestelmän laajimman ja kalleimman osan. Kytkentä järjestelmä voidaankin toteuttaa myös hierarkisena järjestelmänä, jossa on useita kytkentävaiheita.15 In principle, a versatile multiprocessor computer system requires that it should be possible to form all possible switching combinations between all the elements used. This requirement can be somewhat relaxed because many of the 20 elements are similar to each other. However, the implementation of a versatile coupling system in one stage is very difficult with large numbers of elements to be coupled. In some current multi-processor systems, the switching system forms the 25 largest and most expensive part of the entire system. The switching system can therefore also be implemented as a hierarchical system with several switching steps.

Keksinnön tarkoituksena on toteuttaa uusi kytkentäjärjestelmä, joka perustuu hierarkiseen järjes-30 telmään. Tämä saadaan aikaan niiden keksinnön tunnusomaisten piirteiden avulla, jotka on esitetty oheisissa patenttivaatimuksissa.The object of the invention is to implement a new switching system based on a hierarchical system. This is achieved by the features of the invention set out in the appended claims.

Keksinnön mukaisesti kytkentäjärjestelmä on muodostettu kytkentäelimistä, moduuleista ja väylistä, 35 jotka kytkentäelimet ovat ohjattavia kytkimiä, jotka on järjestetty kytkinryhmiksi ja niitä ohjataan ainakin yhden ohjausyksikön avulla; jotka moduulit ovat yhden 2 84114 tai useamman elementin muodostamia fyysisiä kokonaisuuksia ja ne on väylien ja kytkentäelimien kautta liitetty toisiinsa ja jotka väylät koostuvat useasta kanavasta ja joita kanavia kytkentäelimien avulla sopi-5 vasti yhdistämällä muodostetaan signaaliteitä modulien elementtien välille. Keksinnölle on tunnusmerkillistä, että - kunkin moduulin yhteyteen on järjestetty ainakin kaksi kytkinryhmää, joista 10 - ensimmäinen kytkinryhmä on liitetty moduulin ja väy län väliin ja sen välityksellä moduulin halutut liitän-täkanavat yhdistetään väylän kanaviin, ja - toinen kytkinryhmä on liitetty väylään ja sen avulla yhdistetään väylän kanavia niin, että mainitut ensim- 15 mäiset kytkinryhmät ja moduulit saadaan kytketyksi väylän kanavien kautta toisiinsa.According to the invention, the switching system is formed of switching elements, modules and buses, which switching elements are controllable switches arranged in groups of switches and controlled by at least one control unit; which modules are physical entities formed by one 2 84114 or more elements and are interconnected via buses and switching means and which buses consist of several channels and which channels are connected by means of switching means to form signal paths between the elements of the modules. The invention is characterized in that - at least two switch groups are arranged in connection with each module, of which 10 - the first switch group is connected between the module and the bus and through it the desired connection channels of the module are connected to the bus channels, and - the second switch group is connected to the bus. bus channels so that said first switch groups and modules are connected to each other via bus channels.

Koska moduuli yleisesti sisältää useita erillisiä elementtejä, on edullista, että kunkin moduulin yhteyteen on järjestetty lisäksi kolmas kytkinryhmä, 20 joka on liitetty moduulin liitäntäkanaviin ja jonka avulla suoritetaan moduulin sisäisiä kytkentöjä yhdistämällä liitäntäkanavia toisiinsa ja suoritetaan haluttujen liitäntäkanavien yhdistäminen ensimmäiseen kyt-kinryhmään ja sen kautta toisiin moduuleihin.Since the module generally contains several separate elements, it is advantageous to provide a third switch group 20 in connection with each module, which is connected to the module connection channels and which makes internal connections by connecting connection channels to each other and connecting the desired connection channels to the first switch group. modules.

25 Keksinnön mukaisen kytkentäjärjestelmän etuja ovat mm. järjestelmän helppo laajennettavuus. Kytkin-ryhmien määrä kasvaa prosessoreiden tai vastaavien moduulien määrään verrannollisena. Moduulien määrää voidaan kasvattaa liittämällä järjestelmään uusi moduu- 30 li ja siihen tarvittavat kytkinryhmät. Kytkinryhmien ohjaus voidaan suorittaa paikallisesti tai keskitetysti. Järjestelmä on lisäksi hyvin vikasietoinen; yhden kytkinelementin tai kytkinryhmän osan vioittuminen ei estä moduulin eikä koko järjestelmän toimintaa.The advantages of the switching system according to the invention are e.g. easy extensibility of the system. The number of switch groups increases in proportion to the number of processors or similar modules. The number of modules can be increased by connecting a new module and the necessary switch groups to the system. Switch groups can be controlled locally or centrally. In addition, the system is very fault tolerant; failure of one switch element or part of a switch group does not prevent the operation of the module or the entire system.

35 Keksinnön erään edullisen toteutusesimerkin mukaan kytkinryhmät on muodostettu kytkinmatriiseista. Kytkinmatriisin etuna on se, että sen tulo- ja lähtönä- 3 84114 pojen välille voidaan muodostaa mielivaltaisia kytkentöjä. Lisäksi yleisesti oletetaan, että kytkettävät kanavat ovat kaksisuuntaisia, joten tulo- ja lähtönavat ovat samanlaiset ja keskenään vaihdettavissa. Keksinnön 5 erilaisissa toteutusesimerkeissä voidaan käyttää kyt-kinmatriisien variaatioita, kuten esim. kytkinvektoria, kolmiokytkinmatriisia yms. Lisäksi kytkinryhmät tai ainakin osa niistä voidaan muodostaa siten, että niiden dimensio on pienempi kuin moduulin liitäntäkanavien 10 lukumäärä. Kytkentäryhmien tulo- ja lähtönapojen määrää voidaan tällä tavalla pienentää.According to a preferred embodiment of the invention, the switch groups are formed of switch matrices. The advantage of the switch matrix is that arbitrary connections can be made between its input and output terminals. In addition, it is generally assumed that the channels to be switched are bidirectional, so that the input and output terminals are similar and interchangeable. Various embodiments of the invention 5 may use variations of switch matrices, such as a switch vector, a triangular switch matrix, etc. In addition, switch groups or at least a part thereof may be formed so that their dimension is less than the number of connection channels 10 of the module. The number of input and output terminals of the switching groups can be reduced in this way.

Keksinnön erään toisen edullisen toteutusesi-merkin mukaisesti ainakin kaksi mainituista kytkinryh-mistä voidaan yhdistää yhdeksi yhteiseksi kytkinryhmäk-15 si. Tällainen kytkinryhmä voidaan toteuttaa esim. kyt-kinmatriisina, jolloin tarvittavien ulkoisten tulo- ja lähtönapojen määrää voidaan merkittävästi pienentää. Yhteisen kytkinmatriisin alueita voidaan ryhmitellä halutulla tavalla. Ulkoisten liitäntänapojen tarve on 20 suhteellisen pieni, koska useimmat kytkennät tapahtuvat kytkinryhmän sisällä.According to another preferred embodiment of the invention, at least two of said switch groups can be combined into one common switch group. Such a switch group can be implemented, for example, as a switch matrix, whereby the number of external input and output terminals required can be significantly reduced. The areas of the common switch matrix can be grouped as desired. The need for external terminals is relatively small because most connections take place within a group of switches.

Seuraavassa keksintöä selitetään yksityiskohtaisesti oheisten piirustusten avulla, joissa kuvio 1 esittää moduulia, jossa on 16 ulkoista 25 liitäritäkanavaa; kuvio 2A esittää kytkinmatriisia ja sen ohjainta ja kuvio 2B siitä käytettyä merkintää; kuvio 3 esittää kytkinvektoria; kuvio 4 esittää kytkentäjärjestelmää, jossa on 30 yksiulotteinen väylä; kuvio 5 esittää kytkinryhmien SI ja S3 yhdistämistä yhteiseksi kytkinryhmäksi; kuvio 6 esittää kytkinryhmien SI ja S2 yhdistämistä yhteiseksi kytkinryhmäksi; 35 kuvio 7 esittää kaikkien kytkinryhmien yhdis tämistä yhteiseksi kytkinmatriiseiksi; kuvio 8 esittää kaaviomaisesti yhdistettyä 4 84114 kytkinmatriisia; kuvio 9 esittää kytkintäjärjestelmää, jossa on kaksiulotteinen väylä ja kuvio 10 esittää toista kytkentäjärjestelmää, 5 jossa on myös kaksiulotteinen väylä.The invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings, in which Figure 1 shows a module with 16 external 25 channel channels; Fig. 2A shows the switch matrix and its controller and Fig. 2B a mark used thereon; Figure 3 shows a switch vector; Figure 4 shows a switching system with 30 one-dimensional busses; Fig. 5 shows the merging of switch groups S1 and S3 into a common switch group; Fig. 6 shows the merging of switch groups S1 and S2 into a common switch group; Fig. 7 shows the aggregation of all switch groups into common switch matrices; Fig. 8 schematically shows a combined 4,814,114 switch matrix; Fig. 9 shows a switching system with a two-dimensional bus and Fig. 10 shows a second switching system with a two-dimensional bus.

Keksinnön mukainen kytkintäjärjestelmä perustuu hierarkiseen periaatteeseen. Kytkettävät elementit on ryhmitelty sopiviksi ryhmiksi eli fyysisiksi kokonaisuuksiksi, joita seuraavassa kutsutaan moduuleik-10 si. Kuvio 1 esittää kaaviomaisesti moduulia M, jossa on 16 ulkoista liitäntäkanavaa. Moduulit oletetaan yksinkertaisuuden vuoksi keskenään samanlaisiksi ja yhtä monta elementtiä käsittäviksi. On kuitenkin huomattava, että moduulit voivat olla keskenään erilaisia ja/tai 15 ne voivat sisältää erilaisia määriä elementtejä. Edelleen oletetaan, että kussakin moduulissa on yksi tai useampia liitäntäkanavia. Kanavat voivat olla kaksisuuntaisia, yksisuuntaisia tai kumpaakin tyyppiä; se huomioidaan ainoastaan kytkinten ohjaussäännöis-20 sä. Kanavalla tarkoitetaan käytännössä esim. galvaanista, optista tai muuta vastaavaa informaationsiirto-väylää. Edelleen liitäntäkanaviin voi kuulua yksi tai useampia sarja- tai rinnakkaissiirrolla toimivia fyysisiä väyliä. Joko kaikki tai osa moduulin signaaleista 25 tuodaan moduulin ulkopuolelle. Jälkimmäisessä tapauksessa moduulin sisällä on tehty ennalta joukko kiinteitä kytkentöjä.The switching system according to the invention is based on a hierarchical principle. The elements to be connected are grouped into suitable groups, i.e. physical entities, hereinafter referred to as modules. Figure 1 schematically shows a module M with 16 external connection channels. For the sake of simplicity, the modules are assumed to be similar to each other and to have the same number of elements. It should be noted, however, that the modules may be different from each other and / or may contain different numbers of elements. It is further assumed that each module has one or more connection channels. The channels can be bidirectional, unidirectional, or both; it is only taken into account in the switch control rules-20. In practice, a channel means, for example, a galvanic, optical or other similar information transmission bus. Furthermore, the connection channels may include one or more physical buses operating in series or parallel transmission. Either all or part of the module signals 25 are brought outside the module. In the latter case, a number of fixed connections have been made in advance inside the module.

Varsinaisten kytkentöjen muodostamiseen käytetään kytkinryhmiä. Kytkennät muodostetaan ainakin eri 30 moduuleissa sijaitsevien elementtien välillä, mutta myös usein moduulin sisäisten elementtien välillä. Kyt-kentäryhmien avulla muodostetaan halutut kytkennät moduulin tulo- ja lähtökanavien välillä. Kytkinryhmät on muodostettu ohjattavien kytkentäelimien joukosta, 35 joiden kautta voidaan siirtää signaaleja silloin, kun kytkin on kiinni, ja estää signaalien kulku silloin, kun kytkin on auki. Ohjausyksikön avulla kytkentäelimi- 5 84114 en tilat (auki/kiinni) asetetaan ja tiloja valvotaan.Switch groups are used to make the actual connections. Connections are made at least between elements located in different modules 30, but also often between elements within the module. The switch field groups are used to establish the desired connections between the input and output channels of the module. The switch groups are formed from a plurality of controllable switching means 35 through which signals can be transmitted when the switch is closed and to prevent the passage of signals when the switch is open. Using the control unit, the states of the switching elements (open / closed) are set and the states are monitored.

Kytkinryhmän eräs edullinen toteutustapa on ristikytkentämatriisi eli kytkinmatriisi. Kuviossa 2A on esitetty kaaviomaisesti dimensioltaan 4x4 kytkin-5 matriisi ja kuviossa 2B siitä käytetty piirrosmerkki. Neljä tulonapaa t on yhdistetty kytkentäelimien k välityksellä lähtönapoihin 1. Matriisin riestyskohtiin sijoitettuja kytkentäelimiä k, joita on t x 1 kpl, ohjataan ohjaimen 0 avulla. Kuvion merkinnässä mustattu 10 kolmio merkitsee kiinniohjauttua kytkintä. Kytkinmat-riisin avulla kytkennät voidaan muodostaa vapaasti matriisin tulo- ja lähtönapojen välillä. Lisäksi yleisesti oletetaan, että kytkettävät kanavat ovat kaksisuuntaisia, joten tulo- ja lähtönavat ovat samanlai-15 set ja keskenään vaihdettavissa. Muillakin tavoilla toteutetut kytkinryhmät voivat luonnollisesti tulla kysymykseen mm. moniastekytkimet eri toteutusmuodoissaan. Paikalliset kytkinryhmien ohjausyksiköt O voidaan lisäksi kytkeä yhteen globaalin ohjauksen mahdollista-20 miseksi.A preferred embodiment of the switch group is a cross-connection matrix, i.e. a switch matrix. Fig. 2A schematically shows a 4x4 switch-5 matrix and Fig. 2B shows a drawing symbol used therefrom. The four input terminals t are connected via the switching elements k to the output terminals 1. The switching elements k, of which there are t x 1, located at the rupture points of the matrix, are controlled by means of a controller 0. In the figure marking, a blackened triangle 10 indicates a closed switch. Switch matrix rice allows connections to be made freely between the input and output terminals of the matrix. In addition, it is generally assumed that the channels to be switched are bidirectional, so that the input and output terminals are similar and interchangeable. Switch groups implemented in other ways can of course also come into question e.g. multistage switches in their various embodiments. In addition, the local switch group control units O can be connected together to enable global control.

Kytkettävät moduulit yhdistetään väylän avulla. On tärkeää, että väylän käyttöä optimoidaan paikallisten ja pidemmälle ulottuvien kytkentöjen kesken. Tämä saavutetaan kontrolloimalla väylän käyttöä sopivan 25 kytkinryhmän avulla, kuten seuraavasta käy ilmi.The modules to be connected are connected via a bus. It is important that bus usage is optimized between local and more far-reaching connections. This is achieved by controlling the use of the bus by means of a suitable group of 25 switches, as will be seen below.

Kuviossa 4 on esitetty eräs keksinnön mukainen kytkentäjärjestelmä, jossa moduulit M on kytketty toisiinsa yksiulotteisella väylällä V. Kutakin moduulia M kohden on kolme kytkinryhmää SI, S2 ja S3. Kytkinryhmän 30 SI avulla valitaan ne moduulin M kanavat, joiden kautta ollaan yhteydessä väylään V. Kytkinryhmän S2 avulla hallitaan väylää ja sen avulla jaetaan väylän kanavia eripituisiin jaksoihin sen mukaan, kuinka kaukana ko. kanavaan kytkettävä yksi tai useampi moduuli on.Figure 4 shows a switching system according to the invention, in which the modules M are connected to each other by a one-dimensional bus V. For each module M there are three groups of switches S1, S2 and S3. The switch group 30 S1 is used to select the channels of the module M through which the bus V is connected. The switch group S2 is used to control the bus and to divide the bus channels into periods of different lengths, depending on how far away. one or more modules to be connected to the channel is.

35 Toinen kytkinryhmä S2 on edullista muodostaa kytkinvektoreista, joka on esitetty kaaviomaisesti kuviossa 3. Tulonavat tl, t2 , ..., tn on yhdistetty 6 84114 lähtönapoihin 11, 12, ..., In kytkimien kl, k2, ..., kn avulla. Kytkimiä ohjataan ohjausyksiköstä 02. Kunkin kytkentäelementin kl, k2, ..., kn avulla kukin väylän V kanava 1, 2, ..., n voidaan haluttaessa katkaista kyt-5 kimen kohdalta.The second switch group S2 is preferably formed from the switch vectors shown schematically in Fig. 3. The input terminals t1, t2, ..., tn are connected to the output terminals 11, 12, ..., In of the switches kl, k2, ..., kn through. The switches are controlled from the control unit 02. By means of each switching element kl, k2, ..., kn, each channel 1, 2, ..., n of the bus V can be switched off at the output of the switch-5, if desired.

Kytkinryhmän S3 avulla suoritetaan moduulin sisäiset kytkennät. Kolmas kytkinryhmä S3 ei ole välttämätön kaikissa tapauksissa, mikäli moduuli M on niin yksinkertainen rakenteeltaan, ettei sisäisiä kytkentöjä 10 sen kohdalla tarvitse suorittaa tai että sisäiset kytkennät on toteutettu kiinteästi.Switch group S3 is used to make the internal connections of the module. The third switch group S3 is not necessary in all cases if the module M is so simple in structure that the internal connections 10 do not have to be made at it or that the internal connections are implemented in a fixed manner.

Kuhunkin kytkinryhään SI, S2 ka S3 liittyy joko oman ohjausyksikkönsä 01, 02 ja 03 (ei esitetty kuviossa 4) vastaavasti tai yhteinen paikallinen oh-15 jaus- yksikkö.Each switch group S1, S2 and S3 is associated with either its own control unit 01, 02 and 03 (not shown in Fig. 4), respectively, or a common local control unit.

Kytkinryhmä S3 voidaan toteuttaa kolmiokytkin-matriisina, josta siis puuttuu puolet matriisin kytkimistä k sekä diagonaalielementit. Tämä on mahdollista, koska kytkennät ovat järjestämättömiä pareja.The switch group S3 can be implemented as a triangular switch matrix, which thus lacks half of the switches k in the matrix and diagonal elements. This is possible because the connections are disordered pairs.

20 Kytkinryhmän S3 dimensio voidaan toteuttaa pienempänä kuin moduulin tulo- ja lähtökanavien lukumäärä. Kytkinryhmän dimensio voi olla esim. puolet siitä. Tällainen dimensiojärjestely on mahdollinen, jos toimintoja moduuleille allokoitaessa pidetään huoli 25 siitä, että paikallisesti kytkettävien moduulien lii-täntäkanavat tulevat kytkinryhmän eri puolille.The dimension of the switch group S3 can be implemented smaller than the number of input and output channels of the module. The dimension of the switch group can be, for example, half of it. Such a dimensional arrangement is possible if, when allocating functions to the modules, care is taken to ensure that the connection channels of the locally switchable modules come to different sides of the switch group.

Kytkinryhmien SI ja S3 toiminnat voidaan yhdistää. Tämä tapahtuu siten, että molemmat kytkinryhmät yhdistetään yhdeksi yhteiseksi kytkinryhmäksi. Kuviossa 30 5 on esitetty, miten nämä kytkinryhmät on yhdistetty samaan kytkinmatriisiin. Kytkinmatriisin dimensio voi olla sama kuin moduulin M liitäntäkanavien n lukumäärä. Sovellutuksesta riippuen voidaan käyttää myös muun kokoisia kytkinryhmiä. Samoin paikallisten ja globaali-35 en kytkinryhmien suhde voi olla muu kuin esitetty n/2.The functions of the switch groups SI and S3 can be combined. This is done by combining the two switch groups into one common switch group. Figure 30 5 shows how these switch groups are connected to the same switch matrix. The dimension of the switch matrix can be the same as the number n of the connection channels of the module M. Depending on the application, switch groups of other sizes can also be used. Similarly, the ratio of local to global switch groups may be different from the n / 2 shown.

Kytkinryhmä S2 voidaan kytkinvektorin asemasta toteuttaa kytkinmatriisilla kuten on esitetty kuviossaInstead of the switch vector, the switch group S2 can be implemented with a switch matrix as shown in the figure

IIII

7 84114 5. Tällöin tosin tarvitaan huomattavasti enemmän kytkimiä, mutta menettely voi olla edullinen kytkinryhmien toimintoja yhdisteltäessä.7 84114 5. Although considerably more switches are required, the procedure can be advantageous when combining the functions of switch groups.

Kytkinryhmien SI ja S2 toiminnat voidaan yh-5 distää. Tällöin mainitut kytkinryhmät voidaan yhdistää yhdeksi yhteiseksi kytkinryhmäksi. Kuviossa 6 on esitetty kaaviomaisesti miten nämä kytkinryhmät on yhdistetty samaan kytkinmatriisiin.The functions of the switch groups S1 and S2 can be combined. In this case, said switch groups can be combined into one common switch group. Figure 6 shows schematically how these switch groups are connected to the same switch matrix.

Kaikkien kytkinryhmien SI, S2 ja S3 toiminnot 10 voidaan yhdistää samaan kytkinryhmään. Kuviossa 7 on esitetty kaaviomaisesti, miten kaikki nämä kytkiryhmät on yhdistetty samaan kytkinmatriisiin. Tällöin kytkin-matriisin dimension tulee olla riittävän laaja.The functions 10 of all switch groups S1, S2 and S3 can be combined in the same switch group. Figure 7 shows schematically how all these switch groups are connected to the same switch matrix. In this case, the dimension of the switch matrix must be sufficiently wide.

Kaikkien kytkentäryhmien toteuttaminen yhdellä 15 kytkinmatriisilla on erityisen edullista, jos valmistetaan tähän tarkoitukseen sovellettu kytkinryhmä. Tällöin tarvittavien komponenttien ulkoisten kytkinnapo-jen määrää voidaan merkittävästi pienentää. Eräs tällainen kytkinmatriisi on esitetty kuviossa 8. Moduulin 20 liitäntänavat yhdistetään kytkinmatriisin napoihin ml, väylä V yhdistetään väylän tulonapoihin vs ja väylän lähtönapoihin vu. Kytkinmatriisi jakautuu osiin, joissa paikalliset kytkennät suoritetaan alueella 1, globaalien kanavien valinta alueella 2 ja väyläkanavien jatka-25 minen tai erottaminen alueella 3.The implementation of all coupling groups with a single coupling matrix is particularly advantageous if a coupling group adapted for this purpose is manufactured. In this case, the number of external switch terminals of the required components can be significantly reduced. One such switch matrix is shown in Figure 8. The terminals of the module 20 are connected to the terminals ml of the switch matrix, the bus V is connected to the bus input terminals vs and the bus output terminals vu. The switch matrix is divided into sections where local connections are made in area 1, global channels are selected in area 2, and bus channels are extended or separated in area 3.

Mainittu kytkinmatriisi tulee toteuttaa ns. yleistetynä rakenteena: samalla rivillä tai sarakkeella on luvallista aktivoida useita kytkentäelimiä. Kuviossa 8 kytkinmatriisin osat 1, 2 ja 3 voidaan valita kool-30 taan sovellutusta vastaavaksi. Matriisin osat voidaan ryhmitellä usealla tavalla, joista vain eräs mahdollisuus on esitetty em. kuviossa. Tätä täydellisempi yhdistetty matriisi on kuviossa 7, jossa globaali signaali voidaan valita kummastakin väyläliitimestä. Huo-35 mattakoon erityisesti, että yhdistettyjen matriisikyt-kinten ei tarvitse olla täysiä, ts. ei tarvita välttämättä kytkintä jokaiseen risteykseen, vaan sovellutuk- 3 84114 sesta riippuen kytkimet voidaan sijoittaa kolmiomatrii-siin tai jopa vain diagonaaliin. Yhdistetyn kytkentä-ryhmän huomattava etu on se, että ulkoisia kanavaliit-timiä tarvitaan suhteellisen vähän, koska useimmat 5 kytkennät voidaan suorittaa kytkinmatriisin sisällä.Said switch matrix must be implemented in a so-called as a generalized structure: it is permissible to activate several switching elements on the same row or column. In Fig. 8, the parts 1, 2 and 3 of the switch matrix can be selected according to the application of Kool-30. The parts of the matrix can be grouped in several ways, of which only one possibility is shown in the above figure. A more complete combined matrix is shown in Figure 7, where the global signal can be selected from both bus terminals. In particular, it should be noted that the combined matrix switches do not have to be complete, i.e. a switch is not necessarily required at each junction, but depending on the application, the switches can be placed in a triangular matrix or even just diagonally. A significant advantage of a combined switching group is that relatively few external channel connectors are required, as most connections can be made within a switch matrix.

Edellä keksinnön mukaista kytkentä järjestelmää on havainnollistettu yksiulotteisen väylän yhteydessä. Eräs esimerkki kytkentäjärjestelmän toteutuksesta kaksiulotteisen väylän yhteydessä on esitetty kuviossa 10 9. Moduuleihin M liitetyt kytkinryhmät S, jotka yksin kertaisuuden vuoksi on esitetty yhtenä lohkona, suorittavat moduulien välisten kanavien kytkennän ja eristämisen sekä X- että Y-suuntaisten väylien Via, V16 ja V2a, V2b, V2c suhteen.The switching system according to the invention has been illustrated above in connection with a one-dimensional bus. An example of the implementation of a switching system in connection with a two-dimensional bus is shown in Fig. 10. The switch groups S connected to the modules M, which for simplicity are shown as a single block, connect and isolate the channels between the modules on the X and Y buses Via , With respect to V2c.

15 Kuviossa 10 on esitetty keksinnön mukaisen kytkentäjärjestelmän sovittaminen toiseen kaksiulotteiseen väylään. Väylien Via, Vlb ja V2a, V2b risteyskohtiin on sijoitettu erilliset kytkinryhmät S2. Kytkin-ryhmän S2 avulla voidaan suorittaa kunkin kanavan koh-20 dalla joko kanavan yhdistäminen suoraan X- tai Y-koor-dinaatin suunnassa, kanavan kääntäminen X-suunnasta Y-suuntaan ja päinvastoin, tai kanavan katkaisu. Tämän lisäksi kytkinryhmän SI avulla valitut moduulit M voidaan yhdistää halutuista liitäntäkanavista väylään 25 VI. Kytkinryhmät SI, S2 voidaan toteuttaa samankaltai-sesti kuin yksiulotteisen väylän tapauksessa: matriisi-, vektori- tai moniastekytkimillä ja/tai niiden yhdistelmillä. Myös erilaiset epäsäännölliset kytkin-tyypit saattavat tulla kyseeseen. Erityisen käytännöl-30 linen ratkaisu on soveltaa tässäkin tapauksessa esim. kuvion 7 tai 8 mukaista yhdistettyä kytkinmatriisia.Figure 10 shows the fitting of a switching system according to the invention to another two-dimensional bus. Separate switch groups S2 are located at the intersections of the buses Via, Vlb and V2a, V2b. The switch group S2 can be used to perform either channel connection directly in the X or Y coordinate direction, channel reversal from the X direction to the Y direction and vice versa, or channel disconnection at each channel position. In addition, the modules M selected by means of the switch group S1 can be connected to the bus 25 VI from the desired connection channels. The switch groups S1, S2 can be implemented in a similar way as in the case of a one-dimensional bus: with matrix, vector or multistage switches and / or combinations thereof. Various irregular switch types may also be considered. A particularly practical solution is to apply in this case, for example, the combined switch matrix according to Fig. 7 or 8.

Keksinnön mukaista kytkentäjärjestelmää voidaan soveltaa analogisesti kolmiulotteisten moduulien kytkemiseen ja/tai kolmiulotteisten väylärakenteiden 35 yhteyteen. Myöskin useampiulotteiset kytkennät ovat mahdollisia, mutta esim. moniprosessorien fyysiselle toteutukselle ei tästä enää koidu mitään erityisetua.The switching system according to the invention can be applied analogously to the connection of three-dimensional modules and / or to the connection of three-dimensional bus structures 35. Multidimensional connections are also possible, but this no longer provides any special advantage for the physical implementation of multiprocessors, for example.

9 841149 84114

On huomattava, että vaikka keksintöä on edellä selitetty muutamaan toteutusesimerkkiin viittaamalla, on selvää, että keksintöä ei pidä rajoittaa vain niitä koskevaksi. Keksintöä voidaan soveltaa monenlaisiin 5 kytkentäjärjestelmiin oheisten patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.It should be noted that although the invention has been described above with reference to a few embodiments, it is clear that the invention should not be limited to them only. The invention can be applied to a wide variety of switching systems within the scope of the inventive idea defined by the appended claims.

Claims

A switching system formed by switching elements, modules and busses, which switching elements are controllable switches arranged in groups of switches and controlled by at least one control unit; which modules are physical entities formed by one or more elements and are connected to each other via buses and switching elements and which buses consist of several channels and which are connected by means of switching elements to form signal paths between module elements, characterized in that - each module (M) at least two switch groups (S1, S2) are provided, of which - the first (S1) switch group is connected between the module (M) and the bus (V) and through it the desired connection channels of the module are connected to the bus channels, and - the second switch group (S2) is connected to the bus (V) and 20 connects the channels of the bus so that said first switch groups (SI) and the modules (M) are connected to each other via the channels of the bus.

A system according to claim 1, characterized in that a third switch group (S3) is further arranged in connection with each module (M), which is connected to the connection channels of the module and by means of which internal connections between the various elements of the module are made by connecting the connection channels and connecting the desired connection channels to the first switch group (SI) and through it to the elements of the second modules.

System according to Claim 1 or 2, characterized in that the switch groups (S1, S2, S3) are formed from switch matrices.

System according to Claim 3, characterized in that the second switch group (S2) is formed from switch vectors. and 84114

System according to Claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the third switch group (S3) is formed such that its dimension is smaller than the number 5 of the connection channels of the module (M).

System according to Claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the third switch group (S3) is formed from a triangular switch matrix.

System according to one of the preceding claims, characterized in that at least two of said switch groups (S1, S2; S1, S3; S1, S2, S3) are combined into one common switch group. 12 84114