RU2006928C1

RU2006928C1 - System for commutation between computer devices

Info

Publication number: RU2006928C1
Authority: RU
Inventors: И.Г. Куклин
Original assignee: Научно-производственное объединение автоматики
Priority date: 1991-01-03
Filing date: 1991-01-03
Publication date: 1994-01-30

Abstract

FIELD: computer engineering. SUBSTANCE: device has n computer devices 1, l devices among which are control computing units, m units 2 for communication of computer devices, each of which has first and second multiplexers 3 and 4, first and second user selection units 5 and 6, access lock flip-flop 7, register 8, OR gates group 9, univibrator 10. Each unit 2 provides communication between computer unit which are connected to it through bus shapers. Arbitrary number of units can be used. This provides possibility to use different communication routes. EFFECT: increased functional capabilities, increased reliability. 3 dwg

Description

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения системы с распределенной обработкой информации.
Известна многопроцессорная вычислительная система [1] , содержащая группу вычислительных машин и несколько модулей различного уровня, позволяющих через одну или несколько ступеней коммутации установить маршрут обмена между любыми вычислительными машинами.The invention relates to computer technology and can be used to build a system with distributed information processing.
Known multiprocessor computing system [1], containing a group of computers and several modules of various levels, allowing through one or more stages of switching to establish the exchange route between any computers.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является система коммутации вычислительных устройств [2] , содержащая n вычислительных модулей, l из которых являются управляющими, причем l ≅n, m модулей коммутации, каждый из которых содержит первый и второй мультиплексоры, первый и второй блоки выбора абонентов, триггер блокировки обмена, адресный регистр, группу элементов ИЛИ. К каждому модулю коммутации может быть подключено любое сочетание вычислительных модулей (абонентов), ведущих обмен по однонаправленным линиям связи. Задание обмена между абонентами производится одним из управляющих вычислительных модулей после проверки признака незанятости модуля коммутации и задания через некоторое время маршрутов обмена (адресов абонента) на адресный регистр. The closest in technical essence to the proposed one is a switching system of computing devices [2], containing n computing modules, l of which are control, l ≅n, m switching modules, each of which contains the first and second multiplexers, the first and second blocks of choice subscribers, exchange blocking trigger, address register, group of OR elements. Any combination of computing modules (subscribers) exchanging via unidirectional communication lines can be connected to each switching module. The task of exchanging between subscribers is performed by one of the control computing modules after checking the sign of the unemployment of the switching module and after a while setting the exchange routes (subscriber addresses) to the address register.

Такая система не обеспечивает обмен абонентов по двунаправленным линиям связи. Кроме того, модуль коммутации не содержит средств, информирующих о предстоящем задании маршрута обмена после проверки его готовности к обмену. Поэтому в это время возможно получение ложного заключения о незанятости модуля коммутации со стороны другого управляющего модуля и задания им своего маршрута обмена. Это ведет к искажению сеанса обмена, к необходимости организации новых маршрутов и режимов обмена. Such a system does not provide exchange of subscribers on bidirectional communication lines. In addition, the switching module does not contain tools informing about the upcoming task of the exchange route after checking its readiness for exchange. Therefore, at this time, it is possible to obtain a false conclusion about the unemployment of the switching module from another control module and assigning it its own exchange route. This leads to a distortion of the exchange session, to the need to organize new routes and exchange modes.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет организации двунаправленной связи между вычислительными устройствами системы - достигается тем, что в систему коммутации вычислительных устройств, коммутирующую n вычислительных модулей, l из которых являются управляющими, причем l ≅n, m блоков связи вычислительных устройств, каждый из которых содержит первый и второй мультиплексоры, первый и второй блоки выбора абонентов, триггер, регистр, группу элементов ИЛИ, введены n шинных формирователей, а в каждый блок связи одновибратор. The purpose of the invention is the expansion of functionality due to the organization of bidirectional communication between the computing devices of the system - is achieved by the fact that in the switching system of computing devices, switching n computing modules, l of which are control, and l ≅n, m communication blocks of computing devices, each which contains the first and second multiplexers, the first and second blocks of the choice of subscribers, the trigger, the register, the group of OR elements, n bus formers are introduced, and each communication unit has a single-shot the radiator.

На фиг. 1 приведена структурная схема системы коммутации; на фиг. 2 приведены примеры возможной организации маршрутов обмена между вычислительными модулями; на фиг. 3 приведена временная диаграмма организации начала задания маршрутов обмена между абонентами. In FIG. 1 shows a structural diagram of a switching system; in FIG. 2 shows examples of the possible organization of exchange routes between computing modules; in FIG. Figure 3 shows the timing diagram of the organization of the beginning of the task of the exchange routes between subscribers.

Система коммутации (фиг. 1) для n вычислительных модулей 1, l из которых являются управляющими, причем l ≅n, содержит m блоков 2 связи вычислительных устройств, каждый из которых содержит первый и второй мультиплексоры 3 и 4, первый и второй блоки 5 и 6 выбора абонентов, триггер 7 блокировки обмена, регистр 8, группу 9 элементов ИЛИ, одновибратор 10. Система коммутации также содержит n шинных формирователей 11 и имеет группу входов-выходов 12, группу выходов 13 обмена, группу входов 14 обмена, группу управляющих выходов 15, группу входов 16 опроса. The switching system (Fig. 1) for n computing modules 1, l of which are control, and l ≅n, contains m communication units 2 of computing devices, each of which contains the first and second multiplexers 3 and 4, the first and second blocks 5 and 6 subscribers selection, exchange lock trigger 7, register 8, group of 9 OR elements, one-shot 10. The switching system also contains n bus drivers 11 and has a group of inputs / outputs 12, a group of outputs 13 exchange, a group of inputs 14 exchange, a group of control outputs 15 , group of inputs 16 polls.

Система работает следующим образом. The system operates as follows.

К каждому блоку 2 связи через шинные формирователи 11 может быть подключено любое сочетание абонентов 1¹, . . . , 1ⁿ. Каждый блок 2 связи обеспечивает обмен между двумя любыми подключенными к нему абонентами. При этом возможно одновременно задействовать любое количество блоков связи, что позволяет устанавливать различные маршруты обмена между абонентами.Any combination of subscribers 1 ¹ , can be connected to each communication unit 2 through bus shapers 11. . . , 1 ⁿ . Each communication unit 2 provides an exchange between any two subscribers connected to it. At the same time, it is possible to simultaneously use any number of communication units, which allows you to set various exchange routes between subscribers.

На фиг. 2а изображены маршруты обмена по двум параллельным трактам двух пар абонентов 1¹ и 1², 1^l и 1ⁿ; на фиг. 2б - между абонентами 1¹ и 1² с резервированием двух блоков 2¹ и 2² связи; на фиг. 2в дана схема подключения абонента 1¹ к абонентам 1², 1^l; на фиг. 2г - абонента 1¹ к абонентам 1^l, 1ⁿ и абонента 1^l к абонентам 1¹, 1ⁿ.In FIG. 2a shows the exchange routes along two parallel paths of two pairs of subscribers 1 ¹ and 1 ² , 1 ^l and 1 ⁿ ; in FIG. 2b - between subscribers 1 ¹ and 1 ² with redundancy of two communication blocks 2 ¹ and 2 ² ; in FIG. 2c, the connection diagram of subscriber 1 ¹ to subscribers 1 ² , 1 ^{l is given} ; in FIG. 2d - subscriber 1 ¹ to subscribers 1 ^l , 1 ⁿ and subscriber 1 ^l to subscribers 1 ¹ , 1 ⁿ .

Задание обмена между абонентами производится при помощи одного из управляющих модулей 1¹, . . . , 1^l, например модуля 1¹, которое через входы 16¹, . . . , 16^m по очереди опрашивает состояние регистров 8 и одновибраторов 10 во всех блоках 2¹, . . . , 2^m связи. Анализируя коды на первых и вторых частях регистра 8 всех m блоков 2, управляющий модуль определяет задействованные блоки связи и адреса абонентов, ведущих обмен. Нулевое состояние регистра 8 и отсутствие сигнала на выходе одновибратора 10 являются признаком незанятости данного блока связи. При наличии свободных от обмена, например, абонента 1ⁿ и блока 2¹ связи может быть установлен маршрут обмена; абонент 1ⁿ - блок 2¹ - абонент 1¹ - блок 2¹ - абонент 1¹, т. е. сам управляющий модуль. Для этого модуль 1¹ через выходы 15¹ и группу 9 элементов ИЛИ включает триггер 7, с выхода которого на входы С разрешения обмена мультиплексоров 3, 4 поступает сигнал блокировки обмена, затем через выходы 15 на первую и вторую части регистра 8 записывается код адресов соответственно первого 1ⁿ и второго 1¹ абонентов, которые с выходов регистра 8 поступают соответственно на входы А мультиплексора 3, блока 6 выбора абонентов и блока 5 выбора абонентов и мультиплексора 4. Затем управляющий модуль через группу 9 элементов ИЛИ сбрасывает в ноль триггер 7, разрешая прохождение информации через мультиплексоры 3, 4 на входы D данных блоков 5, 6. В результате вход-выход первого абонента 1ⁿ через вход-выход 12ⁿ, шинный формирователь 11ⁿ, выход 13ⁿ, вход 14ⁿ, блок 2¹ связи оказывается подключенным через вход 14¹, выход 13¹ шинного формирователя 11¹, вход-выход 12¹ к входу-выходу второго абонента 1¹, т. е. образуется готовый к обмену тракт связи.The task of exchanging between subscribers is performed using one of the control modules 1 ¹ ,. . . , 1 ^l , for example module 1 ¹ , which through the inputs 16 ¹ ,. . . , 16 ^m in turn polls the status of registers 8 and one-shots 10 in all blocks 2 ¹ ,. . . , 2 ^m connection. By analyzing the codes on the first and second parts of the register 8 of all m blocks 2, the control module determines the involved communication blocks and the addresses of the subscribers conducting the exchange. The zero state of register 8 and the absence of a signal at the output of one-shot 10 are a sign of unemployment of this communication unit. In the presence of free from exchange, for example, subscriber 1 ⁿ and communication unit 2 ^{1, an} exchange route can be established; subscriber 1 ⁿ - block 2 ¹ - subscriber 1 ¹ - block 2 ¹ - subscriber 1 ¹ , i.e. the control module itself. For this, module 1 ¹ through outputs 15 ¹ and group 9 of OR elements includes a trigger 7, from the output of which the exchange blocking signal is received to the inputs C of the exchange resolution of multiplexers 3, 4, then the address code is written through outputs 15 to the first and second parts of register 8, respectively the first 1 ⁿ and the second 1 ¹ subscribers, which from the outputs of the register 8 are received respectively at the inputs A of the multiplexer 3, the subscriber select unit 6 and the subscriber select unit 5 and the multiplexer 4. Then, the control module through group 9 of OR elements resets trigger 7 to zero, allowing information to pass through multiplexers 3, 4 to inputs D of data of blocks 5, 6. As a result, the input-output of the first subscriber 1 ⁿ through input-output 12 ⁿ , bus driver 11 ⁿ , output 13 ⁿ , input 14 ⁿ , communication unit 2 ¹ turns out to be connected through input 14 ¹ , output 13 ^{1 of the} bus driver 11 ¹ , input-output 12 ¹ to the input-output of the second subscriber 1 ¹ , that is, a communication path ready for exchange is formed.

В процессе обмена информация с двунаправленных входов-выходов 12¹, . . . , 12ⁿ шинных формирователей 11¹, . . . , 11ⁿ поступает на их однонаправленные выходы 13¹, . . . , 13ⁿ, а с входов 14¹, . . . , 14ⁿ - на входы-выходы 12¹, . . . , 12ⁿ соответственно, т. е. идет преобразование обмена с двунаправленных линий связи в однонаправленные и наоборот.In the process of exchanging information from bidirectional inputs / outputs 12 ¹ ,. . . , 12 ⁿ bus formers 11 ¹ ,. . . , 11 ⁿ arrives at their unidirectional outputs 13 ¹ ,. . . , 13 ⁿ , and from the inputs 14 ¹ ,. . . , 14 ⁿ - to the inputs and outputs 12 ¹ ,. . . , 12 ^n, respectively, i.e., there is a conversion of the exchange from bidirectional communication lines to unidirectional and vice versa.

Система коммутации может управляться несколькими управляющими модулями, работающими независимо друг от друга. Например, в момент времени t₁ (фиг. 3) модуль 1¹ опрашивает состояние регистра 8 в блоке 2¹ связи, при его сравнении с нулем через некоторое время, значительно превышающее длительность операции обращения к блоку связи, в момент времени t₁ на регистр 8 записывается код маршрута предстоящего обмена. Модуль 1², проведя аналогичный опрос состояния регистра 8 блока 2¹ связи в интервале времени t₁-t₁ ^'' , также может сделать заключение о возможности задания своего маршрута обмена через блок 2¹. В результате происходит искажение сеанса обмена всех абонентов.The switching system can be controlled by several control modules that operate independently of each other. For example, at time t ₁ (Fig. 3), module 1 ¹ polls the state of register 8 in communication block 2 ¹ , when it is compared with zero after some time, significantly exceeding the duration of the operation of accessing the communication block, at time t ₁ on the register 8, the route code of the upcoming exchange is recorded. Module 1 ² , having conducted a similar survey of the state of register 8 of communication unit 2 ¹ in the time interval t ₁ -t ₁ ^'' , can also conclude that it is possible to set its own exchange route through block 2 ¹ . The result is a distortion of the exchange session of all subscribers.

Анализ дополнительного сигнала с выхода одновибратора позволяет устранить данный недостаток. При обращении к регистру 8 во время t₁ одновибратор 10 включается и на его выходе появляется сигнал длительностью t_u. Продолжительность его должна быть более интервала t₁-t₁ ^'' , может быть установлена опытным путем в зависимости от быстродействия управляющих модулей и быть постоянной для данной системы коммутации. В этом случае модуль 1², считывая во время t₂ информацию из блока 2¹ связи, имеет возможность сделать заключение о готовящемся занятии данного блока и установить другой маршрут обмена, например через блок 2² связи.Analysis of the additional signal from the output of a single-shot allows you to eliminate this drawback. When accessing the register 8 during t _{1, the one-} shot 10 is turned on and a signal of duration t _u appears at its output. Its duration should be more than the interval t ₁ -t ₁ ^'' , can be established empirically, depending on the speed of the control modules and be constant for a given switching system. In this case, module 1 ² , while reading information from communication unit 2 ¹ at time t ₂ , has the opportunity to make a conclusion about the upcoming occupation of this unit and establish another exchange route, for example, through communication unit 2 ² .

Если, например, управляющий модуль 1¹ устанавливает маршрут обмена между двумя другими абонентами, например 1^l и 1ⁿ, то возникает необходимость выдачи в данные абоненты команд на проведение обмена. Система коммутации обеспечивает возможность задания обмена различными способами, например через блок 2¹ последовательно устанавливаются маршруты обмена и транслируются команды на обмен: управляющий модуль 1¹ - абонент 1^l, затем модуль 1¹ - абонент 1ⁿ и, наконец, устанавливается маршрут обмена между абонентами 1^l и 1ⁿ. Задание команд на обмен между абонентами 1^l, 1ⁿ из управляющего модуля 1¹ возможно также путем трансляции управляющих команд абонентам, например, через другие свободные или специально выделенные для этих целей блоки связи с организацией связей аналогично фиг. 2г. Дальнейший обмен между абонентами 1^l и 1ⁿ может проходить под управлением их собственных программных или аппаратных средств.If, for example, the control module 1 ¹ establishes an exchange route between two other subscribers, for example 1 ^l and 1 ⁿ , then it becomes necessary to issue exchange commands to these subscribers. The switching system provides the ability to specify the exchange in various ways, for example, through the block 2 ^{1 the} exchange routes are established and the exchange commands are transmitted: the control module 1 ¹ - subscriber 1 ^l , then module 1 ¹ - subscriber 1 ⁿ and, finally, the exchange route between subscribers 1 ^l and 1 ⁿ . The assignment of exchange commands between subscribers 1 ^l , 1 ⁿ from the control module 1 ¹ is also possible by transmitting control commands to subscribers, for example, through other free or specially allocated communication blocks for organizing communications similar to FIG. 2g Further exchange between subscribers 1 ^l and 1 ⁿ can take place under the control of their own software or hardware.

После завершения абонентами сеанса обмена (определяемого по опросу абонентов, истечении контрольного времени и т. д. ) управляющий модуль может освободить используемый блок связи, сбрасывая в ноль его регистр 8. After subscribers complete the exchange session (determined by polling subscribers, the expiration of the control time, etc.), the control module can release the used communication unit, resetting its register 8 to zero.

Группа 9 элементов ИЛИ содержит (по числу линий связи в шинах управления) набор элементов ИЛИ, входы каждого из которых соединены с одноименными выходами 15¹, . . . , 15^l группы управляющих выходов всех управляющих модулей, а выходы - с соответствующими входами (данных, синхронизации, сброса в ноль и др. ) регистра 8, триггера 7 и одновибратора 10. Запись кода на регистр 8 может производиться последовательным или параллельным способом.The group of 9 OR elements contains (according to the number of communication lines in the control buses) a set of OR elements, the inputs of each of which are connected to the outputs of the same name 15 ¹ ,. . . , 15 ^{l are the} groups of control outputs of all control modules, and the outputs are with the corresponding inputs (data, synchronization, reset to zero, etc.) of register 8, trigger 7, and one-shot 10. The code can be written to register 8 in a sequential or parallel way.

При включении триггера 7 с его выхода на входы С мультиплексоров 3, 4 поступает сигнал блокировки обмена через данный блок связи, что, например, исключает задание ложных маршрутов обмена при последовательном сдвиге кодов на регистре 8. When trigger 7 is turned on from its output, the signals from the multiplexers 3, 4 receive an exchange blocking signal through this communication unit, which, for example, eliminates the task of false exchange routes during a sequential shift of codes on register 8.

Адресная выборка шинных формирователей 11¹, . . . , 11ⁿ, управление направлением обмена производится путем подачи сигналов на их соответствующие входы. При этом данные сигналы могут поступать из абонентов 1¹, . . . , 1ⁿ на входы-выходы 12¹, . . . , 12ⁿ по соответствующим линиям связи. Адресные и управляющие входы формирователей могут не быть связаны с абонентами системы, а иметь автономное управление путем подачи на данные входы сигналов постоянного разрешительного значения.Address selection of bus formers 11 ¹ ,. . . , 11 ⁿ , the direction of exchange is controlled by applying signals to their respective inputs. Moreover, these signals can come from subscribers 1 ¹ ,. . . , 1 ⁿ to the inputs and outputs 12 ¹ ,. . . , 12 ⁿ on the corresponding communication lines. The address and control inputs of the shapers may not be connected with the subscribers of the system, but have autonomous control by supplying constant input resolution signals to these inputs.

Таким образом, использование предлагаемого решения позволяет по сравнению с известными сократить число линий в трактах связи с абонентами, обеспечить большую защищенность работы от взаимных искажений из-за несогласованных действий управляющих модулей при задании маршрутов обмена и, следовательно, расширить функциональные возможности системы коммутации. Предлагаемое решение может эффективно использоваться в локальных сетях ЭВМ с относительно стабильными и продолжительными автономными и обменными режимами работы. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 962965, кл. G 06 F 15/16, 1982. Thus, the use of the proposed solution allows, in comparison with the known solutions, to reduce the number of lines in the communication paths with subscribers, to provide greater protection against mutual distortion due to inconsistent actions of the control modules when specifying exchange routes and, therefore, expand the functionality of the switching system. The proposed solution can be effectively used in local area networks of computers with relatively stable and continuous autonomous and exchange modes of operation. (56) 1. USSR copyright certificate N 962965, cl. G 06 F 15/16, 1982.

2. Авторское свидетельство СССР N 1667094, кл. G 06 F 15/16, 1991. 2. Copyright certificate of the USSR N 1667094, cl. G 06 F 15/16, 1991.

Claims

COMPUTER DEVICE COMMUTATION SYSTEM, comprising n communication units of computing devices, each of m communication units of computing devices comprising first and second multiplexers, first and second subscriber select units, a register, a trigger and a block of OR elements, with control units in each communication unit of computing devices the inputs of the communication unit of computing devices are connected respectively to the inputs of the block of elements OR, the outputs of the group of which are connected respectively with the information input of the trigger, with information register input, with a trigger synchronization input, with a register write-read input, with a setup input of “0” trigger, with a setup input of “0” register and with a setup input of “1” trigger, information inputs of the communication unit of computing devices are connected respectively to the information inputs of the first and second multiplexers, the outputs of which are connected respectively to the information inputs of the first and second blocks of the choice of subscribers, the outputs of which are combined according to the circuit OR OR and connected respectively to the information outputs to the communication unit of the computing devices, the trigger output is connected to the synchronization inputs of the subscriber select blocks and to the first polling output of the computing device communication block, the first register output is connected to the control inputs of the first and second multiplexers and to the second polling output of the computing device communication block, the second register output is connected with control inputs of the first and second blocks of the choice of subscribers and with the third output of the survey of the communication unit of computing devices, characterized in that, in order to expand the function national capabilities by organizing bidirectional communication between the computing devices of the system, n bus drivers are introduced into it, moreover, the information inputs and outputs of the a-th group (where a = 1,. . . , n), its control inputs and outputs and address inputs are connected respectively with the inputs and outputs of the a-th bus driver, information outputs of the a-bus driver are connected to the a-information inputs of all communication units of computing devices, a-e the information outputs of which are combined according to the INSTALLING OR scheme and connected to the information inputs of the a-bus driver, the polling outputs of the communication unit of computing devices are connected respectively to the system outputs of the same name, and in each unit Communications computing devices introduced monostable multivibrator, wherein in each block of computer output devices OR element unit connected to the input monostable multivibrator, whose output is connected to the fourth output of the interrogation of computer devices.