DK150438B - Fremgangsmaade og apparat til adressering af en bufferhukommelse i en transitcentral for synkrone datasignaler - Google Patents

Description

150438

Opfindelsen angår en fremgangsmåde og et apparat til ved en transitcentral til overføring af synkrone datasignaler fra indkommende TDM-kæder til udgående TDM-kæder at minimere gennemløbstiden for datasignaler hørende til datakanaler af den type, der er tildelt mere end en tidsspalte i en TDM-ramme svarende til datakanalens datahastighed, hvor transitcentralen indeholder en koblingshukommelse til lagring af indkommende datasignaler i hukommelsespositioner, der hver især er tildelt en indkommende datakanal i de indkommende kæder, og en bufferhukoromelse, til hvilken datasignalerne overføres og lagres i hukommelsespositioner tildelt de til de respektive udgående kanaler hørende tidsspal- 2 150438 ter i de udgående kæder, før de udsendes over disse kæder, hvor indlæsninger og udlæsninger i og fra bufferhukommelsen sker skiftevis med hinanden og med en repetitionsfrekvens, der bestemmes af de respektive kanalers datahastighed og på en sådan måde, at udlæsningerne til de udgående TDM-kæder sker cyclisk, hvor hver cyklus omfatter udlæsning af en tidsspalte med en vist nummer til hver enkelt af kæderne.

En transiteentral af ovenfor angivne art er tidligere beskrevet i dansk patentansøgning nr. 599/76. Til den nævnte lagring af datasignaler i bufferhukommelsen indgår der i transitcentralen en adresseberegningsenhed, der ved hjælp af oplysning om hukommelsespositionen for den første tidsspalte hørende til datakanalen samt oplysning om datakanalens hastighedsklasse bestemmer de succecsive hukommelsespositioner, hvori indskrivningen skal ske i bufferhukommelsen. Adresseberegningsenheden kan være udformet således, at den ved det første indskrivningstilfælde vælger hukommelsespositionen for den første tidsspalte, hvorefter den ved hjælp af en enkel udregningsprocedure genererer adresserne for de øvrige hukommelsespositioner ifølge et cyclisk mønster. Ulempen ved en sådan løsning er, at der ikke tages hensyn til udlæsningsprocessen, hvorfor den tid, der forløber mellem indlæsning og udlæsning af et hukommelsesord, bliver helt tilfældig og i gennemsnit går op til den halve- cyklustid for en TDM-ramme. Denne ulempe afhjælpes ifølge opfindelsen ved, at der bevirkes indlæsning i bufferhukommelsen til den hukommelsesposition, der står nærmest for tur til udlæsning, hvorved gennemløbstiden i bufferhukommelsen begrænses til en værdi, der bestemmes af hastighedsklassen og svarer til afstanden mellem to tidsspalter.

Opfindelsens kendetegn fremgår af patentkravene.

Opfindelsen forklares i det følgende nærmere under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 viser et blokdiagram for en transitcentral, fig. 2 et tidsdiagram, der viser dannelsen af datakanaler med forskellige hastigheder i en tidsmultiplexramme, fig. 3 et tidsdiagram, der viser principperne for afsøgning af multiplexforbindelserne, fig. 4 et principdiagram for koblingshukommelsens organisation, fig. 5 et principdiagram for bufferhukommelsens organisation, og 3 150438 fig. 6 et principdiagram for adresseringsapparatet ifølge opfindelsen.

Fig. 1 viser en transitcentral, til hvilken der over hver sit linieudstyr LU101-LU416 er sluttet 4 * 16 = 64 dobbeltrettede forbindelser MF101-MF416. Hver enkelt af forbindelserne er indrettet til overføring i tidsmultiplex af et antal datakanaler med forskellige hastigheder, der udgør multipla af en basishastighed. Denne basishastighed bestemmes på kendt måde af antallet af tidsspalter i en tidsmultiplexramme. Ifølge den viste udførelsesform antages tidsmultiplexrammerne at være tegnorienterede og foruden synkroniseringsinformation at omfatte 80 tidsspalter for datasignaler hver især repræsenterende basishastigheden 75 tegn pr. sekund. På fig. 2 er der skematisk vist indlægning af 3 forskellige datakanaler i en tidsmultiplexforbindelse. Linie a viser et antal rammer, i hvilke der med forskellige symboler er markeret de tidsspalter, der anvendes, og på linierne b, c og d gengives en række dataelementer, f.eks. tegn, svarende til hver enkelt af kanalerne med datahastighederne henholdsvis 1, 2 og 4 gange basishastigheden for forbindelsen. Linieudstyrene er anbragt i 16 grupper, f.eks. LU101-LU116, der er sluttet dels til hver sin multiplexerenhed, f.eks. MX1, og dels til hver sin demultiplexerenhed, f.eks. DX1, der har til opgave i valgte tidsspalter at gennemkoble forbindelserne til henholdsvis en indkommende fælles skinne MB og til for demultiplexerne individuelle udgående skinner, f.eks. DB1. Multiplexerenhederne MX1-4 udgør tilsammen en eksempleringsanord-ning for de indkommende datakanalers signalværdier, og demulti-plexerenhederne DX1-4 udgør tilsammen en udlæsningsanordning til overføring af indikeringsværdierne vedrørende de udgående datakanalers signalværdier til en i hvert linieudstyr indgående regenereringsanordning, der senere skal beskrives. Hvert linieudstyr indeholder også kredsløb til gensidig synkronisering af på den ene side transitcentralen og på den anden side multiplexforbin-delsens rammestruktur. Samtlige disse kredsløb antages at være i og for sig kendte.

Eksempleringen og udlæsningen løber synkront og styres fra en adressetæller AR ved hjælp af adresseinformation, der overføres til samtlige multiplexorer og demultiplexorer over skinnen AB efter et cyclisk mønster, hvor hver tidsspalte i hver multiplexforbindelse adresseres med gentagelsesfrekvensen 75 gange pr. sekund.

4 150438

Ved hvert adresseringstilfælde overføres en række eksemplerings-værdier vedrørende information i en tidsspalte til en indlæsningsbuffer IB, samtidig med at indikeringsværdien vedrørende den tilsvarende tidsspalte i udgående retning overføres fra en udlæsningsbuffer, f.eks. UBI. Gennemkobling af information fra indlæsningsbufferen til udlæsningsbufferne sker i et centralt koblingsudstyr CK. Dette omfatter en koblingshukommelse KM, hvor indkommende tidsspalteinformation føres over en dataskinne DB ved hjælp af adresseinformation KO fra en adresseberegningsenhed ADI. De i koblingshukommelsen lagrede datasignaler behandles af behandlingslogikken KL, der understøttes af styredatamaskinen SD. Signalbehandlingen omfatter f.eks. dekodning og lagring i koblingshukommelsen af en udgående adresse under et opkoblingsforløb. Fra koblingshukommelsen overføres datasignalerne over koblingslogikken til en bufferhukommelse BM, hvor de lagres i hukommelsesord hørende til udgående tidsspalter. Herunder udnyttes den i koblingshukommelsen lagrede adresse, der omregnes i en adresseberegningsenhed AD2.

Multiplexforbindelserne adresseres cyclisk, idet hver cyklus omfatter 16 sekvenser på 5 trin. Under det første adresseringstrin i hver sekvens overføres fra bufferhukommelsen BM til de 4 udlæsningsbuffere UB1-UB4 information vedrørende en udgående tidsspalte hørende til en multiplexforbindelse i hver enkelt af de 4 demultiplexorer DX1-DX4. Under de følgende 4 adresseringstrin udlæses i rækkefølge de 4 udlæsningsbuffere til de respektive tidsspalter, samtidig med at information fra en indkommende tidsspalte i samme multiplexforbindelse i rækkefølge overføres over multiplexorerne MX1-MX4 til indlæsningsbufferen IB. Samtidig med at information i en tidsspalte indskrives i det tilhørende hukommelsesord i koblingshukommelsen KM, udlæses informationen fra foregående tidsspalte til den position i bufferhukommelsen, der samtidig angives af adresseberegningsenheden AD2. Indskrivningen i bufferhukommelsen sker herved i hukommelsespositioner hørende til på hinanden følgende tidsspalter i hver enkelt datakanal på en måde, der senere skal beskrives.

Adresseringsforløbet er anskueliggjort i tidsdiagrammet i fig. 3, hvor der på linierne a, b, c og d er vist det indbyrdes tidsforhold mellem 4 forskellige indkommende tidsmultiplexforbin-delser, der hver især omfatter 80 tidsspalter pr. multiplexramme. Indenfor varigheden af en tidsspalte, ifølge det viste eksempel 5 150438 i indkommende tidsspalter henholdsvis 36, 71/ 30 og 18 for de viste rammer, afsøges samtlige multiplexer i en cyklus, ifølge eksemplet 64 trin, i overensstemmelse med taktimpulserne på linien e. Som tidligere beskrevet omfatter cyklen 16 sekvenser på 5 trin.

De 5 trin hørende til sekvens nr. 1 i cyklen er vist på linierne f-j. Under trinnet 001 på linie f sker ovennævnte overføring af information fra bufferhukommelsen BM til udlæsningsbufferne UB1--UB4 beregnet for de udgående multiplexforbindelser MFlOl, 201, 301 og 401. Under det efterfølgende trin, 101, sker dels indlæsning af en tidsspalte fra den indkommende multiplexforbindelse MFlOl og dels udlæsning til den udgående multiplexforbindelse MFlOl af en tidsspalte synkront med, at nye indskrivninger foretages i koblingshukommelsen og bufferhukommelsen. Under det næste trin, 201, behandles på tilsvarende måde multiplexforbindelsen MF201 osv., indtil cyklen afsluttes med behandling af multiplexforbindelsen MF416.

Koblingshukommelsen KM har som vist i fig. 4 et hukommelsesområde for hver enkelt af de 64 multiplexforbindelser MF101-416. I ' hvert område findes et hukommelsesord for hver enkelt af datakanalerne i den pågældende multiplexforbindelse, hvor antallet af kanaler afhænger af fordelingen af tidsspalterne på forskellige hastigheder. Det største antal kanaler, 80, fås, hvis samtlige kanaler har datahastigheden 75 tegn pr. sekund. Det andet ydertilfælde indebærer, at samtlige tidsspalter i en multiplexforbindelse, f.eks. MF415, anvendes til en enkelt datakanal med hastigheden 6000 tegn pr. sekund Mellem disse ydertilfælde forekommer multiplexer med et varierende antal kanaler med forskellige hastigheder i området 75-1200 tegn pr. sekund. Således har MFlOl ifølge figuren 5 datakanaler K1-K5, alle med hastigheden 1200 tegn/sekund, medens f.eks. .MF416 har 10 datakanaler, hvoraf 2 er til 1200 tegn/sekund og de øvrige ligeligt fordelt mellem 300 og 600 tegn/sekund. Indskrivningen af information i de respektive hukommelsesord sker med en gentagelsesfrekvens, der bestemmes af datakanalens datahastighed og i overensstemmelse med den adresseinformation, der fås fra adresseberegningsenheden ADI. Som tidligere nævnt sker der i forbindelse med opkoblingsfasen en analyse af indkommende information, hvorved adressen til den udgående retning fastslås. Denne lagres da i et delord, der i figuren er markeret med ADR. I delordet KLASSE angives kanalens datahastighed, og i delordet DATA indskrives de datasignaler, der 6 150438 skal overføres til bufferhukommelsen. De øvrige delord er beregnet til varierende oplysninger, såsom tilstandsinformation, signalanalyse, tidsmåling med mere.

Bufferhukommelsen BM har som tidligere nævnt et hukommelsesord for hver udgående tidsspalte i hver enkelt af multiplexfor-bindelserne. Som vist i fig. 5 er bufferhukommelsen opdelt i et antal hukommelsesplaner eller områder, der hver især indeholder et hukomraelsesord for hver multiplexforbindelse. Hvert hukommelsesplan svarertil en af de 80 tidsspalter i multiplexrammen. Hukommelsesordene er ordnet i 4 søjler, svarende til de 4 demulti-plexorer DX1-DX4, og hver søjle omfatter følgelig 16 rækker, der afsøges under en adresseringscyklus. Ved det tidligere beskrevne cycliske adresseringsforløb afsøges buffferhukommelsen ved hjælp af adressetælleren AR på en sådan måde, at der i varigheden af en tidsspalte foretages en udlæsning af information fra bufferhukommelsen til hver enkelt af de udgående multiplexforbindelser, hvorhos der under et og samme adresseringstrin foretages udlæsning til en forbindelse i hver enkelt af de 4 demultiplexorer, f.eks. til forbindelserne MF101, MF201, MF301 og MF401. Ved indskrivning i bufferhukommelsen adresseres et hukommelsesord ad gangen ved hjælp af adresseberegningsenheden AD2 i overensstemmelse med den information, der udlæses fra delordene ADR og KLASSE i koblingshukommelsen samtidig med informationen i delordet DATA. Ved indskrivning af datasignaler, der angår et datasignal omfattende mere end en tidsspalte i multiplexrammen, sker valget af hukommelsesplan på en for gennemløbstiden fordelagtig måde under anvendelse af ådre s seinformation fra adressetælleren AR på en måde, der senere skal beskrives.

Ifølge det foreliggende kræves ialt 80 · 16 · 4 = 5120 hukommelsesord til lagring af de datasignaler, der udlæses fra koblingshukommelsen. Adressen til et hukommelsesord kan altså udtrykkes med 13 binære cifre og kan tænkes at bestå af 3 adressedele svarende til de i figuren viste koordinatakser x, y, z. Fra adressetælleren AR fås kun adressedelene y og z, men fra adresseberegningsenheden AD2 fås alle 3 dele. Den ifølge den viste hukommelses-opbygning mest signifikante adressedel er z, der udpeger hukommelsesplanet. Dernæst kommer delen y, der udpeger rækkerne, og til sidst x, der udpeger søjlerne eller de enkelte hukommelsesord på den adresserede række. For større overskuelighed er der her ikke 7 150438 anvendt en binær form, men adressedelene angives decimalt fra 0.

I fig. 6 vises et eksempel på, hvorledes adresseberegningsenheden AD2 kan være opbygget. Apparatet omfatter 3 indgangsregistre IR1, IR2, IR3 til lagring af de til adresseberegning nødvendige grundoplysninger samt et udgangsregister UR til lagring af den beregnede adresse. Endvidere indgår en dekoder DE og en hukommelse MK med tilhørende udlæsningsregister RK og læseimpulsgenerator LG til fremtagelse af adressekonstanter hørende til de forskellige datahastighedsklasser, som det senere skal beskrives, samt en adder AD til addition af adressekonstanter til indgangsadressen. Apparatet omfatter også et par sammenligningskredsløb KOI, K02, to OG-porte AGI, AG2 samt tre ELLER-porte OGI, 0G2, 0G3, der sørger for den logiske behandling.

På indgangen UA fås fra koblingshukommelsen KM dels informationen KLASSE, der lagres i indgangsregisteret IR1, og dels informationen ADR, der lagres i indgangsregisteret IR2. KLASSE angiver datahastigheden for den datakanal, der i det foreliggende tilfælde adresseres i koblingshukommelsen, og ADR angiver adressen til det hukommelsesord i bufferhukommelsen BM, der angår første tidsspalte for datakanalen. Ifølge figuren er IR2 inddelt i 3 dele. Disse dele svarertil de tidligere nævnte 3 adressedele x, y, z og angår således søjle og række i det hukommelsesplan, der indeholder den første tidsspalte i den ovenfor nævnte datakanal. Som eksempel kan det antages, at den datakanal, der er tale om, tilhører multi-plexforbindelsen MF205, at den arbejder med datahastigheden 300 t/s, samt at den er indlagt i tidsspalterne nr. 12, 32, 52 og 72 (nummerering 0-79). Til IRl indkommer der herved en klassekode, der dekodes af DE og angives på en af dennes fem udgange, hvoraf en er sluttet til ELLER-portkredsen OGI og det øvrige er sluttet til konstanthukommelsen MK. Til IR2 indkommer ifølge eksemplet en adresse, der er sammensat af tre adressedele x= 1, y= 4, z= 12. Af disse overføres x- og y-delene direkte til udgangsregisteret, medens z-delen føres til adderen AD til videre behandling ved hjælp af logikkredsløbene. Resultatet overføres til udgangsregisteret efter modtagelse af en skriveimpuls fra OGI ved afsluttet behandling, og den komplette adresse kan udlæses på linien BO. Den logiske behandling sker afhængigt af dels klassebetegnelsen og dels den adresseinformation, der indkommer på linien AB fra adressetælleren AR, og som angiver det hukommelsesord i bufferhukommelsen, der sidst 8 150438 er blevet udlæst til udlæsningsbufferne UB1-UB4. Det antages her, at hukommelsesordet har adressedelene y = 9, z = 52, der lagres i IR3.

Ifølge ovenstående antagelser arbejder datakanalen med hastigheden 300 t/s og hører dermed til en af de hastighedsklasser, der indikeres til konstanthukommelsen. Klassen 75 t/s indikeres ikke til hukommelsen, men i stedet til ELLER-porten OGI, hvilket medfører, at den i IR2 stående adresse overføres til UR uden logisk behandling. Adressedelen z overføres herved over adderen AD, der på indgangen fra registeret RK modtager konstanten = 0. Dette register forudsættes nemlig O-stillet fra begyndelsen. I det følgende skal der redegøres for behandlingen af den eksemplificerede kanal for 300 t/s.

Den logiske behandling indledes med en sammenligning af tidsspaltenummeret for den sidst foretagne udlæsning fra bufferhukommelsen med tidsspaltenummeret for den aktuelle kanal. Det første repræsenteres af adressedelen z i indgangsregisteret IR3, og det andet af adressedelen z i indgangsregisteret IR2 og foreligger på udgangen adderen AD. Sammenligningen udføres i sammenligningskredsløbet KOI, der har 3 udgange. Den venstre udgang angiver, at z-værdien fra IR3 er størst, den højre at z-værdien fra AD er størst, og midterudgangen at værdierne er lige store.

Ifølge eksemplet er z-værdien i IR2 = 12 og i IR3 = 52, hvorfor der fås indikering på den venstre udgang fra KOI. Over ELLER-porten OG2 aktiveres læseimpulsgeneratoren LG, der afgiver en første impuls til konstanthukommelsen MK. Som resultat af dette udlæses til registeret RK en værdi, der angiver det tilskud, der skal føres til adressedelen z for den aktuelle datakanal for at danne adressen til næste tidsspalte. Dette tilskud adderes i z-delen i AD og bevirker på denne måde en ny værdi til sammenligning, i dette tilfælde 12 + 20 = 32. Sammenligningen giver samme resultat som tidligere, hvorfor en ny udlæsning initieres fra konstanthu-kommelsen. Atter udlæses værdien 20, der adderes til den tidligere i RK stående værdi 20, og der fås således nu fra adderen AD 12 + 40 =52. Denne gang indikerér sammenligning lighed mellem de to z-vær-dier, hvilket indebærer aktiveringsbetingelsen for den ene indgang på hver af OG-kredsløbene AGI og AG2. Aktivering af hver af de to andre indgange sker afhængigt af en sammenligning mellem adressedelene y i registerene IR2 og IR3, dvs. mellem linieadresserne for på den ene side den aktuelle datakanal og på den anden side 9 150438 det sidst udlæste hukonmielsesord. Hvis sammenligningen viser, at det hukommelsesord, der indeholder den aktuelle datakanal, endnu ikke er udlæst, dvs. at y-delen i IR2 er størst, fås indikering på den højre udgang fra sairanenligningskredsløbet K02, hvorved AGI får sin anden aktiveringsbetingelse opfyldt og over ELLER-porten OGI bevirker overføring af samtlige adressedele til udgangsregisteret UR. Hvis sammenligningen derimod viser, at det pågældende hukommelsesord allerede er blevet udlæst, enten i den igangværende eller i en tidligere adresseringscyklus, angives dette på henholdsvis den midterste og den venstre udgang fra K02. I det foreliggende tilfælde fås fra IR2 y = 4 og fra IR3 y = 9, hvorfor der altså fås indikering på den venstre udgang fra K02. AG2 får derved sin anden aktiveringsbetingelse opfyldt over ELLER-portkredsen 0G3 og aktiverer læseimpulsgeneratoren LG over 0G2. LG afgiver en ny læseimpuls til konstanthukommelsen og i RK adderes atter værdien 20 til den tidligere stående værdi 40. På den måde vil der nu på adderens udgang indikeres z-værdien 12 + 60 = 72, hvilket er større end 52. Herved sker der indikering på højre udgang fra sammenligningskredsløbet KOI, og over OGI bevirkes en overføring til udgangsregisteret UR af adressedelene x og y fra indgangsregisteret IR2 og af adressedelen z fra adderen AD. Den til udgangen BO afgivne adresse vil på denne måde have delene x = 1, y = 4, z ~ 72.

Den højeste gyldige værdi for adressedelen z er 79. Ved addition af værdien fra konstanthukommelsen indtræffer det ofte, at denne værdi overskrides, men i så fald skal der til udgangsregisteret angives en værdi svarende til den første tidsspalte for den aktuelle kanal, medens der til sammenligningskredsløbet KOI skal angives en værdi, der giver det rette udslag ved sammenligning med z-værdien fra IR3. En løsning på dette problem er at lade adderen repræsentere sit resultat med yderligere et ciffer, hundredetalscifferet, der opfattes af sammenligningskredsløbet KOI, men negligeres af udgangsregisteret. AD kan på denne måde repræsentere talværdier i serien 000-079, 100-179, hvilket for udgangsregisteret fremstår som to cykler af serien 0-79, medens sammenligningskredsløbet får mulighed for at udføre en retvisende sammenligning mellem værdier fra adderen, der kan være større end 79, og værdier fra IR3, der aldrig kan være større end 79. Hvis forudsætninger således i det aktuelle eksempel havde været så- 150438 ίο danne, at yderligere en konstantudlæsning skulle have været foretaget, var resultatet af additionen blevet z = 12 + 80 = 112, hvilket ikke er et rent decimalt udtryk, eftersom det første ettal har den decimale værdi 80. Ved overføring til udgangsregisteret forsvinder dette ettal, og den resulterende adresse får altså adressedelen z = 12, hvilket er den første tidsspalte for datakanalen.

Claims (2)

11 150438 Patentkrav.

1. Fremgangsmåde til ved en transitcentral til overføring af synkrone datasignaler fra indkommende TDM-'-kæder til udgående TDM-kæder at minimere gennemløbstiden for datasignaler hørende til datakanaler af den type, der er tildelt mere end en tidsspalte i en TDM-ramme svarende til datakanalens datahastighed, hvorhos transitcentralen indeholder en koblingshukommelse (KM) til lagring af indkommende datasignaler i hukommelsespositioner, der hver især hører til et indkommende datasignal i de indkommende kæder, og en bufferhukommelse (BM), til hvilken datasignalerne overføres og lagres i hukommelsespositioner tildelt de til de respektive udgående kanaler hørende tidsspalter i de udgående kæder, inden de udsendes over disse kæder, hvor indlæsninger og udlæsninger i og fra bufferhukommelsen (BM) sker skiftevis, med hinanden og med en repetitionsfrekvens, der bestemmes af den pågældende kanals datahastighed og på en sådan måde, at udlæsning til de udgående TDM-kæder sker cyclisk, hvor hver cyklus omfatter udlæsning af en tidsspalte med et vist nummer til hvert enkelt af kæderne, kendetegnet ved, at indlæsningen i bufferhukommelsen (BM) af datasignaler hørende til en datakanal, der er tildelt mere end en hukommelsesplads, sker på den hukommelsesplads, der står nærmest for tur til udlæsning, på en sådan måde, at nummeret på den sidst udlæste tidsspalte (IR3) sammenlignes med nummeret på den førstkommende, til den aktuelle kanal hørende tidsspalte (IR2) i TDM-rammen, idet der, hvis det sidste nummer er højest, sker indskrivning i den hukommelsesposition, der svarer til denne pågældende tidsspalte, medens der, hvis det sidste nummer er lavest, sker sammenligning med nummeret på den næstkommende, til den aktuelle kanal hørende tidsspalte, hvilket gentages, indtil der påtræf-fes et højere nummer, hvorefter indskrivningen sker i den position, som svarer til det påtrufne højere nummer, medens der, hvis'det påtrufne tidsspaltenummer er lig med nummeret for den sidst udlæste tidsspalte, eller der påtræffes lighed allerede ved sammenligning af nummeret for den først på tale kommende, til kanalen hørende tidsspalte, til afgørelse af, hvorvidt der er sket udlæsning fra hukommelsespositionen svarende til den pågældende tidsspalte til den udgående TDM-kæde, som overfører den aktuelle datakanal, sker sammenligning af dennes nummer med nummeret på den TDM-kæde, til hvilken der sidst er sket udlæsning, hvorved