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Diese
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und auf ein Verfahren
zur Bestimmung der Reihenfolge der Ausgabe (oder der Weiterleitung) von
vorübergehend
gespeicherten Informationen oder Objekten.
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Sie
betrifft insbesondere die Ausgabe eines Flusses von Informationen
oder Objekten, die an einem bestimmten Platz eintreffen, wo sie
vorübergehend
gespeichert werden und von wo sie nach einer von verschiedenen Kriterien
abhängigen
Reihenfolge ausgegeben werden müssen.
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Eine
derartige Ausgabe oder Weiterleitung wirft insbesondere dann, wenn
der Input und der Output hoch sind, schwierig zu lösende Probleme
auf.
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Dieses
Problem stellt sich noch mehr in Telekommunikationsnetzen, wenn
die digitalen Informationssignale in Form von Zellen oder Paketen übertragen
werden und vorübergehend
in Pufferspeichern gespeichert werden. Da diese Zellen oder Pakete Nachrichten
mit verschiedenen Dienstmerkmalen tragen, werden ihnen üblicherweise
die jeweiligen Übertragungsraten
und Prioritäten
verschiedener Dienste zugewiesen. Um die Ausgabe der Pakete oder
Zellen dieses Pufferspeichers in Abhängigkeit von ihrer jeweiligen
Priorität
zu steuern, muss demnach ständig
die Reihenfolge der Weiterleitung (oder der Ausgabe) der sich in
dem Pufferspeicher befindlichen Pakete oder Zellen bestimmt werden.
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Ähnliche
Probleme der Erstellung einer Reihenfolge der Verteilung können sich
auch in anderen technischen Bereichen stellen, wie zum Beispiel
die Landungen und Starts von Flugzeugen in einem Flughafen oder
die Ankünfte
und Abfahrten von Zügen
in einem Bahnhof.
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Allgemein
werden die Arbeitsverfahren eines Pufferspeichers je nach dem Zeitpunkt,
zu dem die Reihenfolge der Weiterleitung bestimmt wird, in zwei Kategorien
unterteilt:
- – die Warteschlangen vom Typ "first in – first
out" (FIFO), in
denen die Dienstreihenfolge beim Eintreffen der Pakete oder Zellen
im Pufferspeicher bestimmt wird;
- – und
die Reihenfolgesteuerungen, in denen die Reihenfolge der Weiterleitung
bei der Ausgabe der Pakete oder Zellen aus dem Pufferspeicher bestimmt
wird.
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In
dem Dokument
US 4.005.391 wird
eine Vorrichtung zur Bestimmung der Rangfolge des Interrupts eines
Prozessors beschrieben, auf den mehrere Peripheriegeräte – jedoch
nicht gleichzeitig – einen Zugriff
haben können.
Die Werte der zu verarbeitenden Signale des Interrupt-Request werden
in einem Eingabe-/Ausgabegerät
gespeichert. Die vorrangigen Informationen werden in den Elementen
eines Speichers gespeichert: Es ist die Position eines Bit mit dem
Wert 1 in einer Abfolge von Bits mit dem Wert 0, die die Priorität der Weiterleitung
für ein
Peripheriegerät
bestimmt. Der Speicherinhalt wird von dem Adresszähler abgesucht,
um eine Art Umcodierung des von diesem Zähler übermittelten Wertes vorzunehmen,
wobei dieser Wert regelmäßig um einen
Schritt erhöht
wird. Der Speicher hat acht Ausgänge,
unter denen es nur einen gibt, der den Wert 1 liefert, wobei der
Inhalt des Speichers so gewählt wird,
dass sämtliche
Peripheriegeräte
verschiedene Prioritätsstufen
besitzen. Jeder Ausgang des Speichers liefert nacheinander den Wert
1, um nacheinander UND-Gatter zu validieren.
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Ein
anhand eines seiner Eingänge
validiertes UND-Gatter überträgt den Interrupt-Request,
den er gegebenenfalls an seinem anderen Eingang empfängt. Die
Absuchung wird gestoppt, sobald ein UND-Gatter ein aktives Signal
eines Interrupt-Request übertragen
hat. Aufgrund dieser Absuchung können
nacheinander die Quellen der Interrupt-Requests nach einer bestimmten
Rangfolge geprüft
und Gatter nacheinander validiert werden, aber es ist nichts vorgesehen,
um jeweils für
jeden Interrupt-Request dynamisch Prioritäten festzulegen.
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In
dem Dokument WO97/24904 ist ein Gerät beschrieben, das in einem
Telekommunikationsnetz für
die Ausgabe eines an einem bestimmten Platz eingehenden Datenflusses
benutzt wird, wobei die Daten dort vorübergehend gespeichert und von
dort in einer von verschiedenen Prioritätskriterien abhängigen Reihenfolge
ausgegeben oder weitergeleitet werden sollen.
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Diese
Erfindung bezieht sich auf eine Reihenfolgesteuerung, mit der jederzeit
jeweilige Prioritäten
der verschiedenen Pakete oder Zellen berücksichtigt werden können, die
beispielsweise in einem Pufferspeicher einer ATM-Vermittlungseinrichtung gespeichert
sind. Die Bestimmung der Reihenfolge der Weiterleitung in einer
derartigen Reihenfolgesteuerung wird durch einen Algorithmus gewährleistet,
mit dem eine Auswahl ermöglicht
wird, die auf den zeitlichen Parametern beruht, die den in dem Pufferspeicher
gespeicherten Paketen oder Zellen zugeordnet sind. Um diese zeitlichen
Parameter zu verwalten, werden bis jetzt in Form von Tabellen oder verknüpften Listen
eingerichtete RAM-Speicher oder Assoziativspeicher benutzt. Derartige
Vorrichtungen verursachen Verarbeitungszeiten, die gegebenenfalls
mit einem Betrieb mit einer hohen Übertragungsrate, bei der die
für jeden
Dienst gewährte
Zeit sehr kurz ist, inkompatibel sind.
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Mit
der Erfindung wird eine Vorrichtung geliefert, mit der innerhalb
einer sehr kurzen Zeit dynamisch eine Rangordnung festgelegt werden
kann.
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Im
folgenden Text wird zur Vereinfachung eine in der Vorrichtung verarbeitete
Information oder ein darin verarbeitetes Objekt gelegentlich als "Objekt" bezeichnet.
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Eine
Vorrichtung gemäß der Erfindung
zur Bestimmung der Reihenfolge der Weiterleitung von vorübergehend
in einem Pufferspeicher gespeicherten Objekten, wobei diesen Objekten
mindestens ein Prioritätsindikator
zugeordnet ist und diese Vorrichtung über folgendes verfügt:
- – eine
Gruppe von Speicherelementen mit RAM-Speichern, die gemäß einem
in C Untergruppen von Elementen organisierten Matrixnetz angeordnet
sind, wobei C die Anzahl von Objekten ist, die vorübergehend
gespeichert werden können;
jede dieser Untergruppen entspricht einem Objekt, und sämtliche
Untergruppen umfassen die gleiche Anzahl P von Elementen, die P Zeitlagen
entsprechen, wobei jedes Element einen Speicher umfasst, der mindestens
einen Typ von Indikator der zeitlichen Priorität empfangen kann,
- – Mittel,
um beim Empfang eines neuen Objekts einen Indikator der zeitlichen
Priorität
in das Speicherelement einzutragen, das diesem Objekt und der diesem
Objekt zugeordneten Zeitlage entspricht,
- – Mittel
zur Auswahl einer ersten Zeitlage, um im Netz unter sämtlichen
Untergruppen das Element (oder die Elemente) zu bestimmen, das (die) durch
einen Indikator der zeitlichen Priorität eines bestimmten Typs gekennzeichnet
ist (sind) und das (die) der Zeitlage mit dem kleinsten Wert entspricht
(entsprechen),
- dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Eintragung über Mittel
verfügen,
um bei jeder Anforderung einer Weiterleitung einen Indikator der zeitlichen
Priorität
in ein Speicherelement einzutragen, das dem Objekt dieser Anforderung
einer Weiterleitung entspricht.
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Somit
können
die Prioritätsindikatoren
dynamisch in eine Matrix von Speicherelementen eingetragen werden,
wobei jede Zeile beispielsweise einer Untergruppe, das heißt einem
Objekt, und jede Spalte einer bestimmten Zeitlage entspricht. Unter
den Zeilen, die ein Element aufweisen, das einen Prioritätsindikator
enthält,
wird die höchste
Priorität
derjenigen (denjenigen) eingeräumt,
deren Indikator den niedrigsten Rang einnimmt.
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In
einer Ausführung
werden Mittel zur vorrangigen Auswahl von Objekten vorgesehen, mit
denen im Netz eine einzige der Untergruppen, die durch die Mittel
zur Auswahl einer ersten Zeitlage in eine Vorauswahl gelangt sind,
ausgewählt
werden kann. In einer Variante wird unter den Objekten, die in eine
Vorauswahl gelangt sind, eine vorbestimmte Anzahl von Objekten ausgewählt, die
gleichzeitig weitergeleitet werden sollen. Es können auch gleichzeitig sämtliche in
der Vorauswahl befindlichen Objekte übertragen werden.
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Somit
umfasst die Vorrichtung in diesen Ausführungen Mittel zur vorrangigen
Auswahl von Objekten, mit denen mindestens eine der Untergruppen ausgewählt werden
kann, die durch die Mittel zur Auswahl einer ersten Zeitlage in
eine Vorauswahl gelangt sind.
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Um
das Fortschreiten der Taktgeberzeit zu berücksichtigen, wird in einer
Ausführung
bei jeder Taktgeberzeit eine Verschiebung einer Zeitlage zwischen
den Indikatoren der zeitlichen Priorität jeder Untergruppe und dem
entsprechenden Rang ihrer Zeitlage vorgenommen, sodass deren neuer
Rang der benachbarten, niedrigeren Zeitlage entspricht.
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Eine
derartige Verschiebung einer Zeitlage wird in dem Fall, dass die
Weiterleitung bei jeder Taktgeberzeit periodisch erfolgt, am Ende
jeder Weiterleitungszeit eines Objekts ausgeführt. Diese Verschiebung der
Zeitlage wird zum Beispiel durchgeführt, indem der Speicherinhalt
jedes Elements in das benachbarte Element verschoben wird, das der
benachbarten, niedrigeren Zeitlage entspricht.
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In
einer Variante werden die Inhalte der Speicher der Elemente nicht
verändert,
aber ihre Ränge werden
verschoben, wobei jeder Rang eines Elements um eine Einheit abnimmt.
Gemäß einer
Ausführungsart
sind die Mittel zur vorrangigen Auswahl eines Objekts (von Objekten)
mittels einer pro Untergruppe eingehenden Leitung an die Speicherelemente
angeschlossen, wobei diese Leitung ein so genanntes Signal eines
ausgewählten
Objekts übermittelt,
und sie nehmen die endgültige
Auswahl mindestens eines Objektes vor, das unter den Objekten der ein
Signal eines ausgewählten
Objekts übertragenden
Untergruppen weitergeleitet werden soll.
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Gemäß einer
Ausführungsart
sind die Mittel zur Auswahl einer ersten Zeitlage mittels zweier
gemeinsamer Leitungen für
jede der P Zeitlagen, das heißt
einer gemeinsamen, eingehenden Leitung zum Empfang eines Signal
einer Zeitlage, die ausgewählt werden
kann, und einer gemeinsamen, abgehenden Leitung, um ein Signal einer
vorgemerkten Zeitlage zu übertragen,
an die Speicherelemente angeschlossen. In diesem Fall identifizieren
die Mittel zur Auswahl einer ersten Zeitlage einerseits unter den
P Signalen, die auf den gemeinsamen, eingehenden Leitungen empfangen
werden, das erste Signal einer Zeitlage, die ausgewählt werden
kann und die der Zeitlage mit dem niedrigsten Wert entspricht, und
andererseits geben sie diese erste gewählte Zeitlage an, indem sie
auf der gemeinsamen, abgehenden Leitung ein Signal der vorgemerkten
Zeitlage übertragen,
das der ersten ausgewählten
Zeitlage entspricht.
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Gemäß einer
Ausführungsart
stellt die Zeitlage des Elements, in dem sich ein Indikator der
zeitlichen Priorität
befindet, für
jede Untergruppe den gewünschten
Zeitpunkt für
die Ausführung
der Weiterleitung des Objekts dieser Untergruppe gegenüber den übrigen Objekten
dar, wobei die Mittel zur Auswahl einer ersten Zeitlage vorrangig
das Objekt (oder die Objekte) auswählen, dessen (deren) Prioritätsindikator
in einem Element angeordnet ist, das der Zeitlage mit dem kleinsten
Wert entspricht.
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Gemäß einer
Ausführungsart
führt jedes Speicherelement
folgendes aus:
- Es aktiviert die gemeinsame eingehende Leitung,
die den Mitteln zur Auswahl einer ersten Zeitlage entspricht, um
an diese ein Signal einer Zeitlage, die ausgewählt werden kann, zu übertragen,
sofern der genannte Indikator der zeitlichen Priorität in seinem Speicher
vermerkt ist,
- es empfängt
von den Mitteln zur Auswahl einer ersten Zeitlage auf einer gemeinsamen
abgehenden Leitung der Zeitlagen ein Signal einer vorgemerkten Zeitlage,
wenn diese Mittel zur Auswahl einer ersten Zeitlage angeben, dass
die Zeitlage dieses Elements ausgewählt worden ist, und
- es erzeugt auf einer gemeinsamen Leitung der Untergruppen ein
Signal eines ausgewählten
Objekts, das für
die Mittel zur vorrangigen Auswahl eines Objekts bestimmt ist, wenn
gleichzeitig:
– der
Indikator der zeitlichen Priorität
in seinem Speicher vermerkt ist,
– und das Signal der vorgemerkten
Zeitlage von der gemeinsamen abgehenden Leitung der Mittel zur Auswahl
einer ersten Zeitlage empfangen wird.
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Gemäß einer
Ausführungsart
stellt für
jede Untergruppe ein Indikator der zeitlichen Priorität den letzten
gewünschten
Zeitpunkt dar, um die Weiterleitung des Objekts auszuführen. Gemäß einer
Ausführungsart
ist (sind) jeder Untergruppe auch mindestens einer und/oder der
andere der beiden folgenden zusätzlichen
Prioritätsindikatoren
zugeordnet: Ein Indikator der Zeitlage der frühestmöglichen Auswahl, vor der das
Objekt nicht weitergeleitet werden kann, wobei dieser Indikator
eine Zeitlage mit einem kleineren Wert als der Indikator besitzt,
der den letzten gewünschten
Zeitpunkt für
die Ausführung
der Weiterleitung darstellt, und ein Indikator der Zeitlage der
optimalen Auswahl zur Ausführung
der Weiterleitung, wobei die Zeitlage dieses Indikators einen niedrigeren
Wert als der Indikator des letzten gewünschten Zeitpunktes für die Ausführung der
Weiterleitung besitzt.
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Sind
ferner diese beiden zusätzlichen
Prioritätsindikatoren
gleichzeitig vorhanden, so weist der Indikator der Zeitlage der
optimalen Auswahl einen Wert auf, der höher als derjenige des Indikators
der frühestmöglichen
Auswahl ist, vor der das Objekt nicht weitergeleitet werden kann.
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Gemäß einer
Ausführungsart
sind jeder Untergruppe mehrere Indikatoren der zeitlichen Priorität verschiedener
Typen zugeordnet, und die Vorrichtung verfügt über eine Anzahl von Netzen
von Indikatorelementen, die der Anzahl von Indikatorentypen entspricht.
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Gemäß einer
Ausführungsart
sind jeder Untergruppe mehrere Indikatoren verschiedener Typen zugeordnet,
und jedes Element verfügt über eine
Anzahl von Speicherpunkten, die mindestens der Anzahl von Indikatorentypen
entspricht, wobei jeder Speicherpunkt einem bestimmten Indikatortyp
zugeordnet ist.
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Gemäß einer
Ausführungsart
verfügt
die Vorrichtung über
Mittel zur Suche nach Indikatoren, sodass während einer ersten Phase in
jeder Untergruppe der erste Indikator einer zeitlichen Priorität gesucht
wird, der unter sämtlichen
Indikatoren der Untergruppe die Zeitlage mit dem höchsten Wert
aufweist, und nachdem eine Vorauswahl der Untergruppen getroffen
worden ist, die diesen ersten Indikator mit der niedrigsten Zeitlage
aufweisen, werden in einer zweiten Phase die folgenden Indikatoren
mit einer niedrigeren Zeitlage in den voraus gewählten Untergruppen gesucht,
und es werden die Untergruppen ausgewählt, die einen Indikator aufweisen,
der auf die niedrigste Zeitlage folgt.
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Gemäß einer
Ausführungsart:
- – speichert
jedes Element einen einzigen Prioritätsindikator,
- – sind
jeder Untergruppe ein Indikator des letzten Zeitpunktes, ein Indikator
der frühestmöglichen Auswahl
und ein Indikator des optimalen Zeitpunktes zugeordnet, wobei diese
Indikatoren in jeder Untergruppe verschiedenen Zeitlagen entsprechen,
- – umfassen
die Mittel zur vorrangigen Auswahl eines Objekts zusätzliche
Mittel, um ein Suchsignal nach Indikatoren der zeitlichen Priorität für jede der
Untergruppen zu erzeugen, deren Indikator der frühestmöglichen Auswahl diese Mittel
der vorrangigen Auswahl eines Objekts erreicht hat, indem er die
kleinste Zeitlage überschreitet
und die Zeitlage des Servers erreicht,
- – umfassen
die Mittel zur Auswahl einer ersten Zeitlage zusätzliche Mittel, um zwei aufeinander folgende
Phasen der Auswahl der übrigen
Prioritätsindikatoren
durchzuführen,
indem zunächst eine
Vorauswahl des Objekts (oder der Objekte) vorgenommen wird, dessen
(deren) Zeitlage des Indikators des letzten Zeitpunktes den kleinsten Wert
aufweist (aufweisen), und indem anschließend unter den voraus gewählten Untergruppen das Objekt
(oder die Objekte) ausgewählt
wird (werden), deren Zeitlage des Indikators des optimalen Zeitpunktes
den kleinsten Wert besitzt.
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Gemäß einer
Ausführungsart
verfügen
die Mittel zur vorrangigen Auswahl eines Objekts ebenfalls für jede Untergruppe über einen
Speicher, in dem folgendes gespeichert wird:
- – eine Information über die
zulässige
Auswahl, sobald die Zeitlage des Prioritätsindikators der zulässigen Auswahl
die Zeitlage des Servers erreicht hat, und
- – eine
Information über
die optimale Lage, die erreicht wird, sobald die Zeitlage des Prioritätsindikators
der optimalen Lage die Zeitlage des Servers erreicht hat.
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Gemäß einer
Ausführungsart
sind die Mittel zur vorrangigen Auswahl eines Objekts an jede Untergruppe
des Netzes von Elementen angeschlossen mittels:
- – einer
abgehenden Leitung, die an das Element der Untergruppe angeschlossen
ist, das der Zeitlage mit dem größten Wert
entspricht, wodurch sie für
die entsprechende Untergruppe ein Bestätigungssignal zur Suche nach
Indikatoren erzeugen können,
um einen Suchvorgang nach einem ersten Indikator auszulösen, der
vorrangig in der Untergruppe auszuwählen ist, und
- – einer
eingehenden Leitung, die von dem Element der Untergruppe, das der
Zeitlage mit dem kleinsten Wert entspricht, kommt und die es ihnen ermöglicht,
ein so genanntes Signal eines ausgewählten Objekts zu empfangen
und die endgültige Auswahl
mindestens eines Objektes vorzunehmen, das unter den Untergruppen
weitergeleitet werden soll, von denen sie ein Signal eines ausgewählten Objekts
empfangen.
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Gemäß einer
Ausführungsart
ist jedes Speicherelement folgendermaßen angeschlossen:
- – durch
einen Eingang zur Suche nach Indikatoren, mit dem ein Suchsignal
nach Indikatoren empfangen werden kann, an das Element der Untergruppe,
das der nächst
höheren
Zeitlage entspricht, wobei das Element der Untergruppe mit dem größten Wert
der Zeitlage ein von den Mitteln zur vorrangigen Auswahl von Objekten übermitteltes
Suchsignal nach Indikatoren empfängt,
- – durch
einen Ausgang zur Suche nach Indikatoren, mit dem ein Suchsignal
nach Indikatoren übertragen
werden kann, an das Speicherelement der Untergruppe, das der nächst niedrigeren
Zeitlage entspricht, wobei das Element mit dem kleinsten Wert der
Zeitlage an die Mittel zur vorrangigen Auswahl eines Objekts dieses
Suchsignal nach Indikatoren übermittelt,
das in aktivem Zustand für
diese Mittel ein Signal eines ausgewählten Objekts bedeutet.
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Außerdem führt in dieser
Ausführung
jedes Speicherelement folgendes aus:
- – Es aktiviert
die gemeinsame, eingehende Leitung, die den Mitteln der zeitlichen
Auswahl entspricht, um an diese ein Signal der Zeitlage, die ausgewählt werden
kann, zu übertragen,
wenn gleichzeitig ein aktives Suchsignal nach Indikatoren empfangen
wird und der genannte Indikator der zeitlichen Priorität in dem
Speicher dieses Elements vermerkt ist,
- – es
aktiviert ein lokales Signal eines nicht ausgewählten Prioritätsindikators,
wenn gleichzeitig:
- – ein
aktives Suchsignal nach Indikatoren empfangen wird,
- – ein
Indikator der zeitlichen Priorität
in seinem Speicher vermerkt ist, und
- – auf
der gemeinsamen, abgehenden Leitung, die von dem Mitteln der zeitlichen
Auswahl kommt, kein Signal einer vorgemerkten Zeitlage empfangen
wird,
- – und
es leitet ein aktives Suchsignal nach Indikatoren an das Element
der Untergruppe mit der nächst
niedrigeren Zeitlage weiter, wenn gleichzeitig:
- – ein
aktives Suchsignal nach Indikatoren empfangen wird, und
- – entweder
das Element keinen Indikator der zeitlichen Priorität in seinem
Speicher vermerkt hat,
- – oder
das Element einen Indikator der zeitlichen Priorität in seinem
Speicher vermerkt hat und das lokale Signal eines nicht ausgewählten Prioritätsindikators
nicht aktiviert ist,
wobei das lokale Signal eines nicht
ausgewählten Prioritätsindikators
dazu führt,
dass die Ausbreitung des Suchsignals nach Indikatoren an die übrigen Elemente
der Untergruppe des niedrigeren Rangs blockiert wird, wenn das Element
ein Signal einer Zeitlage, die in den Mitteln der zeitlichen Auswahl
ausgewählt
werden kann, übermittelt
hat, diese Mittel jedoch kein Signal einer vorgemerkten Zeitlage
zurückgesandt
haben.
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Die
Erfindung betrifft ferner eine Anwendung der Vorrichtung zur Steuerung
von Zellen oder Paketen digitaler Signale in einem Pufferspeicher
eines Telekommunikationssystems, in dem die Zellen oder Pakete mit
einer hohen Frequenz ein- und ausgegeben werden.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der Beschreibung
von einigen ihrer Ausführungsarten
deutlich, wobei diese Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
erfolgt:
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1 ist
ein Schema einer Steuerungsvorrichtung gemäß der Erfindung,
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die 2, 2a und 2b sind
Diagramme, die eine Funktionsweise der Vorrichtung von 1 aufzeigen,
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3 ist
ein Schema einer Ausführung
eines Elements der Vorrichtung von 1,
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die 4a, 4b und 4c sind
Diagramme, die das Prinzip einer zweiten Funktionsweise der Vorrichtung
von 1 darstellen,
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die 5a und 5b sind
Diagramme, in denen die entsprechenden Funktionsweisen
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der 4a und 4b ausführlicher
dargestellt sind,
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6 ist
ein ähnliches
Schema wie dasjenige von 3, aber für eine Variante,
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die 7a und 7b sind
Diagramme, die Indikatoren aufzeigen, die eine Übergangscodierung benutzen,
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die 8 und 9 sind
Diagramme, die eine Funktionsweise der Vorrichtung von 1 aufzeigen,
die mit dem in 6 oder in 11 dargestellten
Element ausgestattet ist,
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10 ist
ein Schema, das eine andere Ausführungsart
der Vorrichtung von 1 darstellt,
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11 ist
ein Schema analog zu demjenigen der 3 und 6,
aber für
eine weitere Variante,
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die 12a bis 12g sind
Diagramme, die Funktionsweisen der Vorrichtung von 1 aufzeigen,
die mit dem in 11 dargestellten Element ausgestattet
ist, und
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13 ist
ein Schema analog zu demjenigen von 11, aber
für eine
weitere Variante.
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Das
Ausführungsbeispiel
der Erfindung, das nun in Bezug auf die Abbildungen beschrieben
wird, bezieht sich auf ein Telekommunikationssystem, in dem die
Signale digital sind und in Zellen oder Paketen übertragen werden. Im folgenden
Text wird lediglich der Ausdruck "Zelle" benutzt.
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Diese
Zellen werden über
Pufferspeicher zu Vermittlungsknoten eines Netzes übertragen.
Wenn sie in einem (nicht dargestellten) Pufferspeicher gespeichert
werden, so müssen
sie in einer Reihenfolge oder Sequenzierung ausgegeben werden, die
beispielsweise von der Art der Nachricht und insbesondere von ihrer Übertragungsrate
und ihrer Dienstqualität
abhängen
kann. Dies bedeutet, dass in bestimmten Fällen die jeweiligen Prioritäten unter
den im Pufferspeicher weiterzuleitenden Zellen berücksichtigt werden
müssen.
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Somit
muss die Reihenfolge bestimmt werden, in der die Zellen aus dem
Pufferspeicher ausgegeben werden müssen, und es muss gewährleistet werden,
dass diese Ausgabe oder Weiterleitung unter Berücksichtigung der Tatsache,
dass im Pufferspeicher ständig
mit hoher Frequenz Zellen ein- und ausgehen, zu dem gewünschten
Zeitpunkt erfolgt.
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Diese
Bestimmung der Reihenfolge der Weiterleitung der Zellen muss außerdem in
einer Zeit erfolgen, die mit der Übertragungsrate und der für jede Nachricht
erforderlichen Frist kompatibel ist.
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Um
diese Ziele zu erreichen, wird eine Steuerungsvorrichtung 30 in
Verbindung mit einem Pufferspeicher vorgesehen (1).
Diese Vorrichtung verfügt über Speicher,
die Angaben über
die zeitlichen Prioritäten
der Zellen enthalten, und sie ermöglicht jederzeit die Übertragung
eines Steuersignals an den Pufferspeicher, um diesem anzugeben,
welche Zelle(n) weitergeleitet werden muss (müssen).
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Diese
Vorrichtung 30 verfügt über ein
Matrixnetz 32, das C×P
Elemente 3411 , 3412 ,... 34CP umfasst. Jedes Element verfügt über mindestens
einen Speicherpunkt, mit dem ein Prioritätsindikator gekennzeichnet
werden kann. Die Elemente sind in C Zeilen, die von 1 bis C nummeriert
sind, und in P Spalten, die von 1 bis P nummeriert sind, angeordnet.
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Jede
Zeile entspricht einer Zelle im Pufferspeicher; letzterer enthält demnach
C Zellen. Jeder Zelle entsprechen P Zeitlagen (Spalten). Beispielsweise
werden 128 Zeilen (Zellen) und 256 Spalten (Zeitlagen) vorgesehen.
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An
dieser Stelle ist zu bemerken, dass im allgemeinen Fall die Anzahl
von Zeitlagen nicht an die Anzahl von Zellen gebunden ist. In einer
Reihenfolgesteuerung hängt
die Anzahl von Zeitlagen ausschließlich von dem Zeitintervall
ab, während
dessen die Anordnung der Zellen ausgeführt werden soll.
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Die
Zeitlagen werden durch ansteigende Kennzahlen dargestellt, die von
rechts nach links von 1 bis P ansteigen, wobei die Kennzahl oder
der Rang mit der Nummer 1 dem nächsten
Zeitpunkt der Weiterleitung entspricht.
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Mit
den C Zeilen ist ein den von der Vorrichtung weiterzuleitenden Zellen
entsprechender Zeilenwähler 36 verbunden,
der bei jeder Übertragungszeit,
wie zum Beispiel einem Taktgebersignal (wenn die Übertragung
periodisch erfolgt), die Zelle(n) bestimmt, die unter Berücksichtigung
einer ersten zeitlichen Auswahl, die zuvor aufgrund eines den verschiedenen
Spalten zugeordneten Zeitlagenwählers 38 vorgenommen
wurde, weitergeleitet werden muss (müssen).
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Ein
jedem Element 34ij zugeordneter,
erster Indikatortyp der zeitlichen Priorität stellt für die betreffende Zelle die
letzte Zeitlage LDT ("Last
Departure Time")
dar, für
die die Zelle weitergeleitet werden muss. Ihre Zeitlage wird durch
eine außerhalb
der Vorrichtung 30 befindliche Verwaltungseinheit des Pufferspeichers
bestimmt. Diese letzte Zeitlage LDT, die zwischen 1 und P liegt,
ist in dem Beispiel einerseits Funktion des Ankunftszeitpunktes
der betreffenden Zelle in dem Pufferspeicher und andererseits Funktion
von Parametern, die mit dem Typ (oder der Klasse) von Zellen, zu
denen sie gehört,
verknüpft sind,
wobei diese Parameter zu einer mehr oder weniger langen, zulässigen Wartefrist
für jede
Zelle führen.
In jeder Zeile des Netzes 32 gibt es nur einen einzigen
LDT-Indikator.
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Die
Wähler 38 und 36 steuern
die Auswahl aufgrund dieser Indikatoren wie nachfolgend erläutert.
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In 2 ist
ein vereinfachtes Beispiel mit fünf
Zellen abgebildet, die durch die Zeilen 401 bis 405 dargestellt sind. In jeder Zeile ist
der Indikator LDT; durch einen Schlitz in der Größe eines Zeitintervalls dargestellt,
das einer mit Pi bezeichneten Zeitlage entspricht,
wobei i die Nummer der entsprechenden Zeile ist.
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Der
Wähler 38 prüft die LDT-Indikatoren
von der niedrigsten Zeitlage 1 ausgehend in Richtung des Pfeils
f, das heißt
in Richtung der höchsten
Zeitlagen. Die Zelle(n), die für
die Weiterleitung ausgewählt
wird (werden), ist (sind) diejenige(n), für die die Zeitlage des LDT-Indikators den niedrigsten
Rang besitzt. In dem Beispiel ist zu sehen, dass der niedrigste Rang der
Rang mit der Zeitlage P1, P3 ist,
für die
die erste und dritte Zeile durch einen Prioritätsindikator dieses Ranges gekennzeichnet
sind. In diesem Fall überträgt der Wähler 36 je
nach dem betreffenden Servertyp (mehrere Zellen oder eine einzige
Zelle bei jeder Übertragungszeit)
gleichzeitig diese beiden Zellen oder eine einzige dieser beiden
Zellen, wobei die Wahl zwischen den beiden entsprechenden Zeilen, die
durch Prioritätsindikatoren
derselben Zeitlage gekennzeichnet sind, willkürlich erfolgen kann.
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Nun
wird in Bezug auf die 3 eine Ausführungsart eines Elementes 34ij beschrieben, mit dem ein einziger
Indikator, zum Beispiel vom Typ LDT, für jede einer Zelle entsprechende
Zeile benutzt werden kann.
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Dieses
Element umfasst einen Speicher 42ij , der
in dem Beispiel ein einfacher Speicherpunkt oder eine Kippschaltung
ist, die einen binären
Zustand 0 oder 1 speichert, wobei der Zustand 1 hier
beispielsweise das Vorhandensein eines Indikators der zeitlichen
Priorität
in dem Element in der Lage j darstellt. Der Ausgang "1" des Speicherpunktes 42ij ist
mit dem ersten Eingang eines UND-Gatters 44ij sowie mit
einem Eingang eines Entkopplungsgatters 48ij verbunden,
dessen Ausgang über
ein verkabeltes ODER-Glied 46ij mit
dem Leiter 50; verbunden ist, der wiederum an den Eingang
von Rang j des Zeitwählers 38 (1)
angeschlossen ist.
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Der
zweite Eingang des UND-Gatters 44ij ist mit
einem Leiter 52j verbunden, der
an den Ausgang von Rang j des Wählers 38 angeschlossen
ist.
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Der
Ausgang des UND-Gatters 44ij ist über ein
verkabeltes ODER-Glied 54ij mit
einem Leiter 56j verbunden, der
an den Eingang von Rang i des Zeilenwählers 36 angeschlossen
ist.
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Der
Speicherpunkt 42ij verfügt auch über einen
Eingang 60ij , der nach jeder Taktgeberzeit,
zum Beispiel nach jeder Übertragungszeit – wenn diese periodisch
ist – das
Signal empfangen soll, das von dem Speicherpunkt des Elementes derselben
Zeile i, aber mit der unmittelbar höheren Zeitlage, das heißt von dem
Speicherpunkt 42(i)(j + 1) kommt. Dieser Speicherpunkt 42ij verfügt auch über einen Ausgang 62ij , mit dem ebenfalls nach jeder Taktgeberzeit
dessen Inhalt in den Speicherpunkt des Elements derselben Zeile,
aber dem unmittelbar niedrigeren Rang, das heißt in den Bezugsspeicherpunkt 42(i)(j-1) übertragen
werden soll. Schließlich
verfügt
der Speicherpunkt 42ij über Eingänge R und
S, mit denen ein Prioritätsindikator
mit der Zeitlage gekennzeichnet werden kann, die bei der Eingabe
der entsprechenden Zelle in den Pufferspeicher erforderlich ist.
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Die
Funktionsweise ist wie folgt: Wenn in einem Speicherpunkt 42ij eine "1" vermerkt
ist, so wird diese Angabe über
das verkabelte ODER-Glied 46ij auf
dem Leiter 50j an den Eingang von
Rang j des Zeitlagenwählers 38 übermittelt,
um diesem das Vorhandensein mindestens eines Prioritätsindikators (auf
einer oder mehreren Zeilen) anzuzeigen, der mit dieser Zeitlage
ausgewählt
werden kann. Wenn der Wähler 38 unter
den Zeitlagen, die ausgewählt
werden können
(und die durch den Empfang eines aktiven Signals im Zustand "1" an ihrem Eingang gekennzeichnet sind),
diejenige mit dem niedrigsten Rang gewählt hat, so aktiviert er den
Leiter 52j , der dieser ausgewählten Zeitlage
entspricht, um den Elementen der entsprechenden Spalte mitzuteilen,
dass diese Zeitlage gewählt
worden ist. In einem Element dieser ausgewählten Spalte ermöglicht das
aktive Signal "1" auf dem Leiter 52j aufgrund eines Signals "1" am ersten Eingang des Gatters 44ij (wenn das Element einen mit "1" gekennzeichneten Prioritätsindikator
in seinem Speicherpunkt 42ij besitzt)
die Übertragung
eines Signals "1" auf dem Leiter 56j , wobei ein Element einer ausgewählten Spalte
kein Signal "1" auf dem Leiter 56j erzeugt, wenn es über keinen mit "1" gekennzeichneten Prioritätsindikator
in seinem Speicherpunkt verfügt.
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Dieses
Signal "1" wird an den Wähler 36 übermittelt,
der wie oben angegeben die endgültige Auswahl
unter den Zellen vornimmt, die den ausgewählten Zeilen entsprechen, wobei
diese durch den Empfang eines Signals mit dem Wert "1" in ihrer Zeile gekennzeichnet sind.
Schließlich
steuert der Wähler 36 die
Entfernung des Prioritätsindikators
in der jeder weitergeleiteten Zelle entsprechenden Zeile.
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Die
Nullrückstellung
einer Zeile erfolgt durch einen (nicht dargestellten) für jede Zeile
spezifischen Leiter.
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Anschließend kann
ein Prioritätsindikator, der
einer neuen, im Pufferspeicher empfangenen Zelle entspricht, in
den Speicher eines der Elemente der entsprechenden Zeile eingetragen
werden.
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Nach
jeder Taktgeberzeit (das heißt
nach jeder Übertragungszeit,
wenn diese periodisch ist), wird der Inhalt jedes Speicherpunktes 42ij in den Speicherpunkt 42i(j-1) des Elements 34i(j-1) der
unmittelbar niedrigeren Zeitlage übertragen. Natürlich empfängt der
Speicherpunkt 42ij dann an seinem
Eingang 60ij den Inhalt des Speicherpunktes 42i(j+1) .
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In
einer Variante werden – anstatt
eine Verschiebung der Inhalte der Speicherpunkte vorzunehmen – die Ränge j in
dem Wähler 38 verändert, das heißt die Kennzahlen 1 bis
P werden von rechts nach links verschoben, wodurch aus dem Rang
j somit der Rang j-1 wird. Der Effekt dieser Verschiebung bei jeder
Taktgeberzeit ist in 2a dargestellt, in der zu erkennen
ist, dass bei der folgenden Taktgeberzeit in der Zeile 401 der Indikator LDT1 nun
bei der Zeitlage P1-1 angeordnet ist, während der
Indikator LDT3 der Zeile 403 verschwunden
ist, da die entsprechende Zelle weitergeleitet worden ist.
-
Es
ist auch zu erkennen, dass sich die übrigen Prioritätsindikatoren
gegenüber
den vorhergehenden, in 2 dargestellten Positionen ebenfalls bei
Zeitlagen des unmittelbar niedrigeren Rangs befinden.
-
Das
Diagramm von 2b stellt den Zustand der Indikatoren
der Elemente dar, nachdem die der Zeile 40, entsprechende
Zelle weitergeleitet worden ist. Es ist nun zu erkennen, dass der
Indikator LDT2 der Zeile 2 die
Zeitlage des niedrigsten Rangs (in diesem Fall die Zeitlage P2-8) einnimmt, und somit die dieser zweiten
Zeile entsprechende Zelle ausgewählt
wird, um aus dem Pufferspeicher ausgelesen zu werden.
-
In
dem ersten in Bezug auf die 3 beschriebenen
Beispiel ist für
jede Zeile ein einziger Indikator der zeitlichen Priorität vorgesehen.
Nun werden mehrere Ausführungsarten
beschrieben, bei denen mindestens zwei Indikatoren pro Zeile vorgesehen
sind.
-
Diese
zusätzlichen
Indikatoren können
zwei verschiedene Arten aufweisen, wie dies in den 4a, 4b und 4c dargestellt
ist.
-
In
dem Diagramm von 4a sind zwei Indikatoren dargestellt,
nämlich
ein Indikator LDT und ein Indikator EDT.
-
Der
Indikator LDT hat die bereits beschriebene Bedeutung, nämlich die
späteste
Lage, für
die die entsprechende Zelle weitergeleitet werden muss. Der Indikator
EDT entspricht der Zeitlage, ab der die entsprechende Zelle frühestens
weitergeleitet werden kann ("Earliest
Departure Time").
Somit kann die Zelle der entsprechenden Zeile nur in einem Zeitintervall
W zwischen den Zeitlagen EDT und LDT übertragen werden.
-
In
dem Diagramm von 4b, das analog zu dem von 4a ist,
ist neben dem Indikator LDT ein Indikator ODT vorgesehen, bei dem
es sich um die optimale Zeitlage der Ausgabe oder Weiterleitung der
Zelle handelt ("Optirmal
Departure Time").
Die Zelle kann somit innerhalb eines Zeitintervalls W1 zwischen
1 und LDT, aber vorzugsweise zu der Zeit ODT oder in der Nähe dieser
Zeitlage ODT weitergeleitet werden. Es ist zu bemerken, dass in
diesem Fall – obwohl
es keinen Indikator EDT gibt – es
gleichwertig ist, davon auszugehen, dass dieser Indikator EDT existiert,
dass er aber die erste Zeitlage (Nummer 1) überschritten hat.
-
Der
in dem Diagramm von 4c dargestellte Fall entspricht
der Benutzung von drei Indikatoren LDT, ODT und EDT. Wie in dem
ersten Fall (4a) kann die entsprechende Zelle
nur zwischen den Zeitlagen EDT und LDT, das heißt in dem Zeitintervall W,
weitergeleitet werden; aber es ist eine zusätzliche Bedingung vorgegeben:
-
Die
Zelle wird vorzugsweise in der Zeitlage ODT oder in der dieser Zeitlage
am nächsten
befindlichen Zeitlage übertragen.
-
5a zeigt
ein Diagramm, das in ähnlicher Weise
wie dasjenige von 2 dargestellt ist und dem Fall
von 4a entspricht, wobei es das Verständnis der Übertragungsreihenfolge
der Zellen ermöglicht,
wenn für
jede Zelle zwei Indikatoren LDT und EDT vorgesehen werden. Dieses
vereinfachte Beispiel verfügt über vier
Zeilen 401 , 402 , 403 und 404 (die
somit vier Zellen entsprechen).
-
Es
ist zu erkennen, dass zu einer gegebenen Zeit t0 die
Zeitlage der Indikatoren LDT1 und LDT3 auf den Zeilen 401 und 403 den niedrigsten Rang besitzt. Die
entsprechenden Zellen können
jedoch noch nicht weitergeleitet werden, da deren Indikatoren EDT (EDT,
beziehungsweise EDT3) die Zeitlage 1 noch nicht überschritten
haben. Dagegen können
die den Zeilen 402 und 404 entsprechenden Zellen übertragen
werden, da deren Indikatoren EDT die Zeitlage 1 überschritten
haben. In diesem Fall wird die der Zeile 404 entsprechende
Zelle zur Ausgabe aus dem Pufferspeicher ausgewählt, da deren Indikator LDT4 sich bei einer Zeitlage PL4 befindet,
die niedriger als die Zeitlage PL2 der Zelle
ist, die der Zeile 402 entspricht.
-
In
der folgenden Übertragungszeit
(nicht dargestellt) kann – sofern
in der Zwischenzeit keine andere Zelle in die Vorrichtung eingegeben
wurde – die der
ersten Zeile 401 entsprechende
Zelle für
die Ausgabe aus dem Pufferspeicher ausgewählt werden, da deren Indikator
EDT, die Zeitlage 1 überschritten
hat und die Zeitlage ihres Indikators LDT den niedrigsten Rang besitzt.
-
Die Überschreitung
der Zeitlage 1 durch jedes Signal EDT wird in dem Wähler 36 gespeichert. Zu
diesem Zweck wird in diesem für
jede Zeile ein Speicher oder Register beispielsweise mit einem Bit vorgesehen,
der vermerkt, ob der Indikator EDT die erste Zeitlage überschritten
hat. Wenn die erste Zeitlage überschritten
ist, so kann die betreffende Zelle an der Auswahl beteiligt werden.
-
Das
Diagramm von 5b entspricht dem in 4b dargestellten
Fall: Jeder Zelle sind zwei Indikatoren LDT und ODT zugeordnet.
-
Der
Wähler 38 nimmt
zunächst
eine Vorauswahl der Zeilen 401 und 404 vor, für die die Zeitlage der Indikatoren
LDT den niedrigsten Rang besitzt, und anschließend wählt er unter diesen in der
Vorauswahl befindlichen Zeilen die Zeile 404 aus,
für die die
Zeitlage des Indikators ODT4 sich am nächsten der
Zeitlage 1 befindet. Somit kann die der Zeile 404 entsprechende Zelle weitergeleitet
werden.
-
In 5b ist
auch zu bemerken, dass die der Zeile 402 entsprechende
Zelle einen der Zeitlage 1 am nächsten befindlichen Indikator
ODT2 aufweist, diese Zeile jedoch nicht
ausgewählt
wird, da die Zeitlage ihres Indikators LDT2 nicht
den niedrigsten Rang besitzt.
-
Für den Fall,
dass die ODT-Indikatoren benutzt werden, muss in dem Wähler 36 auch
deren etwaige Überschreitung
der ersten Zeitlage gespeichert werden, bis die entsprechende Zelle
weitergeleitet worden ist. Zu diesem Zweck wird in dem Wähler 36 ein
Speicher beispielsweise mit einem Bit vorgesehen, dessen Wert 0
oder 1 die Tatsache darstellt, ob der Indikator ODT die Zeitlage 1 überschritten
hat.
-
Es
kann darauf verzichtet werden, ein Funktionsbeispiel zu beschreiben,
das dem in 4c dargestellten Fall entspricht,
da diese Funktion aus der Kombination der mit den 5a und 5b beschriebenen
Beispiele leicht abgeleitet werden kann.
-
Um
eine Vorrichtung 30 auszuführen, mit der Zellen weitergeleitet
werden können,
von denen jede zwei oder drei verschiedene Indikatoren der zeitlichen
Priorität
aufweist, kann auf unterschiedliche Weise vorgegangen werden.
-
Eine
erste Lösung
besteht darin, eine Anzahl von Netzen 32 vorzusehen, deren
Anzahl der Anzahl von verschiedenen Typen von Prioritätsindikatoren entspricht.
-
Eine
zweite Lösung
besteht darin, ein einziges Netz 32 vorzusehen, in dem
jedoch jedes Element 34'ij eine Speicherkapazität besitzt,
die der Anzahl von Prioritätsindikatoren
verschiedener Typen entspricht. In diesem Fall ist die damit verbundene Logik
von der in Bezug auf die 3 beschriebenen Logik verschieden.
-
Ein
diesem Fall entsprechendes Ausführungsbeispiel
eines Elements 34'ij mit zwei Indikatortypen ist in 6 dargestellt.
Dieses Element umfasst somit zwei Speicherpunkte 421 ij und 422 ij , und jedem dieser Punkte oder Register
ist eine logische Einheit zugeordnet, die wie in der in 3 dargestellten
Ausführungsart
ein UND-Gatter und
ein verkabeltes ODER-Glied aufweist. In diesem Fall verfügt der Wähler 38 (1)
für jede
Zeitlage über
zwei Ausgänge
und zwei Eingänge
und folglich über
zwei Leiter 50j und 502 j , die an die
beiden Eingänge
von Rang j des Wählers 38 angeschlossen
sind, sowie über
zwei Leiter 521 j und 522 j , die an die
beiden Ausgänge
von Rang j dieses Wählers
angeschlossen sind. Es werden ebenfalls zwei Leiter 561 i und 562 i vorgesehen,
die an die doppelten Eingänge
von Rang i des Zellenwählers 36 angeschlossen
sind.
-
Der
Speicherpunkt 421 ij speichert
den Indikator LDT, während
der Speicherpunkt 422 ij den
anderen Indikator (EDT oder ODT) speichert. In den Paaren der Eingangs-
und/oder Ausgangsklemmen der Wähler 36 und 38 entspricht
ein Element eines Paares einem Indikator, und das andere Element
des Paares entspricht dem anderen Indikator.
-
In
einer dritten Ausführung,
die bevorzugt wird, wird nur ein Speicherpunkt pro Element 34ij vorgesehen, aber es sind Mittel vorgesehen,
um die Art der Indikatoren in einer Zeile zu erkennen.
-
Somit
wird in jeder Zeile von Elementen eine Anzahl von einen Indikator
aufweisenden Elementen gekennzeichnet, die der pro Zelle vorgesehenen
Anzahl von Indikatoren verschiedener Typen entspricht. Mit anderen
Worten sind sämtliche
Elemente untereinander identisch, und einzeln betrachtet unterscheidet
sich ein als LDT-Indikator gekennzeichnetes Element nicht von einem
Element, das als EDT- oder ODT-Indikator gekennzeichnet ist.
-
Um
die Art des in dem Element gekennzeichneten Indikators zu bestimmen,
besteht eine erste Lösung
darin, das Vorhandensein eines Indikators eher durch einen Übergang
als durch die Polarität
eines Bit zu codieren. Beispielsweise wird bei der Benutzung von
zwei Indikatoren das Vorhandensein des einen durch einen Übergang
0→1 gekennzeichnet,
und das Vorhandensein des anderen durch einen Übergang 1→0 (7a). Werden
drei Indikatoren vorgesehen, werden das Vorhandensein des Ersten
durch einen Übergang
0→1, das
Vorhandensein des Zweiten durch einen Übergang 1→0 und das Vorhandensein des
Dritten erneut durch einen Übergang 0→1 gekennzeichnet.
Dieses letzte Beispiel ist in 7b dargestellt.
-
In
einer zweiten Lösung
ist das Vorhandensein eines Indikators durch die Polarität eines
Bit gekennzeichnet, und die Indikatoren verschiedener Typen werden
durch ihre Zeitlagen bezüglich
einer Zeile unterschieden.
-
So
wird der Indikator LDT daran erkannt, dass er in einer Zeile der
Indikator ist, der die Zeitlage mit dem höchsten Rang aufweist. Um den
Indikator LDT zu erfassen, kann eine Suche durch Abtasten einer
Zeile durchgeführt
werden, indem von der letzten Zeitlage von Rang P ausgegangen und
anschließend in
absteigender Richtung von links nach rechts vorgegangen wird.
-
Der
Indikator EDT kann einfach an seiner Überschreitung der Zeitlage 1 erkannt
werden. Tatsächlich
ist es nicht nötig,
diesen Indikator im Voraus zu erfassen, denn wenn er die Zeitlage 1 nicht überschritten
hat, ist es zu früh,
um die der entsprechenden Zeile zugeordnete Zelle weiterzuleiten.
-
Um
die Zeitlage der Indikatoren ODT zu bestimmen, kann folgendermaßen vorgegangen
werden: Nachdem die Zeitlage des Indikators LDT aufgrund einer Indikatorsuche
von links nach rechts erfasst wurde, die auf die Zellen, die weitergeleitet
werden können,
beschränkt
ist, das heißt
deren Indikator EDT bereits die Zeitlage 1 überschritten
hat, und nachdem eine Vorauswahl des Indikators (oder der Indikatoren)
LDT mit dem niedrigsten Rang durchgeführt wurde, kann für die somit
in der Vorauswahl befindlichen Zeilen eine zweite Suche nach einem
Indikator ODT von der Zeitlage 1 zu den höheren Zeiträngen von
rechts nach links durchgeführt
werden. Dabei ist zu bemerken, dass diese Suche nach Zeitlagen der
Indikatoren ODT nur für
die bei der ersten Suche in die Vorauswahl gelangten Zellen und somit in
den Zeilen erforderlich ist, für
die die Indikatoren LDT den niedrigsten Zeitrang aufweisen. In einer
Variante kann von jedem in der Vorauswahl befindlichen Indikator
LDT ausgehend von links nach rechts eine Suche nach einem (mehreren)
Indikatoren ODT durchgeführt
werden.
-
Für diese
Ausführungsart
ist die allgemeine Struktur der Steuerungsvorrichtung 30 dieselbe
wie die in Bezug auf 1 beschriebene. Die Kennzeichnung
der Indikatoren LDT, EDT und ODT erfolgt in der Zeile 40i , die einer Zelle mit den von der oben genannten
Verwaltungseinheit geforderten Zeitlagen entspricht.
-
Wie
weiter oben erläutert
speichert der Wähler 36 für jede Zeile
eine Information, die das Überschreiten
der ersten Zeitlage 1 durch den Indikator EDT oder durch
die Indikatoren EDT und ODT darstellt.
-
Somit
wird in dem in 4c dargestellten Fall, in dem
jeder Zeile drei Indikatoren, nämlich
die Indikatoren LDT, EDT und ODT zugeordnet sind, in dem Wähler 36 eine
2 Bit-Folgesteuerungsanlage
für jede
Zeile vorgesehen.
-
Aufgrund
einer derartigen Folgesteuerungsanlage kann bestimmt werden, in
welchem der vier folgenden Zustände
sich jede Zeile befindet:
- Zustand 1: der Indikator EDT hat
die Zeitlage 1 noch nicht überschritten.
- Zustand 2: der Indikator EDT hat die Zeitlage 1 überschritten
(was einen Wechsel von dem Zustand 1 in den Zustand 2 bewirkt),
aber dies gilt nicht für
den Indikator ODT.
- Zustand 3: der Indikator ODT hat ebenfalls die Zeitlage 1 überschritten
(was einen Wechsel von dem Zustand 2 in den Zustand 3 bewirkt).
- Zustand 4: es gibt keine aktive Zelle in dieser Zeile.
-
Somit
wird die oben beschriebene Suche nach LDT-Indikatoren und anschließend nach ODT-Indikatoren
nur in Zeilen mit dem Zustand 2 oder 3 durchgeführt, da die Suche bei Zeilen
im Zustand 1 verfrüht
und in den Zeilen im Zustand 4 nicht erforderlich ist.
-
Der
Zustand 4 (wo eine Zeile nicht einer aktiven Zelle entspricht) kann
ebenfalls in vorteilhafter Weise für die beiden folgenden Funktionen
genutzt werden:
- – Die erste Funktion besteht
darin, eine Löschung des
Inhalts der Elemente einer Zeile zu vermeiden, deren Zelle weitergeleitet
worden ist. Tatsächlich
muss nur die Folgesteuerungsanlage der entsprechenden Zeile in dem
Wähler 36 im
Zustand 4 positioniert werden, anstatt die Beseitigung der Indikatoren
dieser Zeile in der Vorrichtung zu veranlassen. Somit wird eine
Belegungszeit der Vorrichtung zur Löschung des Zeileninhalts vermieden,
und die Vorrichtung kann somit schneller arbeiten. Anschließend werden
bei der Kennzeichnung der Prioritätsindikatoren für eine neue
Zelle in einer Zeile mit dem Zustand 4 sämtliche Elemente dieser Zeile
neu positioniert, und zwar mit der "aktiven" Polarität für die mit einem Indikator gekennzeichneten
Elemente und mit der entgegen gesetzten Polarität für sämtliche übrigen Elemente.
- – Die
zweite Funktion besteht darin, auf einfache Art eine Zelle in der
Vorrichtung zu entfernen, ohne deren Funktion zu unterbrechen. Es
muss ebenso nur die Folgesteuerungsanlage der entsprechenden Zeile
in dem Wähler 36 im
Zustand 4 positioniert werden. Es ist zu bemerken, das bis jetzt
davon ausgegangen wurde, dass jede Zelle normal weitergeleitet werden
sollte, um den Pufferspeicher zu verlassen; die Verwaltungseinheit kann
auch entscheiden, eine Zelle in der Vorrichtung vorzeitig zu entfernen,
um zum Beispiel ein Überlastungsproblem
zu lösen.
-
Nun
wird mit Hilfe der Diagramme der 8 und 9 ein
Auswahlvorgang von Zellen für
den Fall beschrieben, in dem für
jede Zelle zwei Indikatoren LDT und ODT vorgesehen sind.
-
8 zeigt
das Prinzip der ersten Suche nach LDT-Indikatoren in einer Zeile 401 , die einer ersten Zelle entspricht,
und in einer anderen Zeile 402 , die
einer zweiten Zelle entspricht.
-
In
dieser ersten Phase der Suche wird in jeder Zeile im Zustand 2 oder 3 eine
Suche nach dem ersten Indikator, nämlich dem Indikator LDT, von
links nach rechts gemäß der Darstellung
durch die Pfeile f1 und f2 in 8,
das heißt
von der Zeitlage P zur Zeitlage 1, durchgeführt. Während dieser
Suche ist der erste gefundene Indikator in jeder Zeile zwangsläufig ein
Indikator LDT. In diesem Beispiel ist ersichtlich, dass der Indikator
LDT2 der Zeile 402 ,
der sich am nächsten
der Zeitlage 1 befindet, demnach von dem Wähler 38 in
eine Vorauswahl gezogen wird.
-
Aber
es kann vorkommen, dass mehrere Zeilen einen Indikator LDT mit derselben
Zeitlage aufweisen, und dass diese in die Vorauswahl gelangt. Ein
derartiger Fall ist in dem Diagramm von 9 dargestellt,
aus der ersichtlich ist, dass die Zeilen 401 und 402 zwei Indikatoren LDT und LDT2 mit derselben Zeitlage aufweisen, die in
die Vorauswahl gelangt ist. Daher wird der Suchvorgang in den während der
ersten Suchphase in die Vorauswahl gelangten Zeilen fortgesetzt.
Diese zweite Suchphase erfolgt stets von der voraus gewählten Zeitlage
LDT ausgehend von links nach rechts, das heißt in Richtung der niedrigeren
Zeitlagen, sodass nach den Indikatoren ODT gesucht wird. Es wird
(werden) dann die Zelle(n) ausgewählt, deren Indikator ODT sich
am nächsten
der Zeitlage 1 befindet. In dem Beispiel von 9 ist
es der Indikator ODT1, der sich in dieser
Lage befindet. Schließlich
setzt sich das Suchsignal auf der Zeile 401 ,
die der ausgewählten
Zelle entspricht, bis zum Wähler 36 fort,
um diesem die Auswahl der dieser Zeile entsprechenden Zelle anzugeben.
-
In
dem in 9 dargestellten Beispiel befinden sich die beiden
Zeilen 401 und 402 im
Zustand 2 (da ihr Indikator ODT die Zeitlage 1 nicht überschritten
hat). Es ist ebenfalls möglich,
dass eine oder mehrere voraus gewählten Zeilen sich im Zustand
3 befinden, das heißt,
dass deren Indikator ODT die Zeitlage 1 bereits überschritten
hat. Für
derartige, während
der ersten Suchphase in die Vorauswahl gelangten Zeilen setzt sich
das Suchsignal direkt von der voraus gewählten Zeitlage LDT bis zum
Wähler 36 fort,
um diesem die Auswahl der dieser Zeile entsprechenden Zelle anzuzeigen.
Wie weiter oben erläutert
wählt der
Wähler 36 dann
vorrangig unter allen Zeilen, die durch den Empfang des Suchsignals ausgewählt worden
sind, diejenigen aus, die sich im Zustand 3 befinden. 10 zeigt
schematisch eine Vorrichtung 30, zur Ausführung der
Suchvorgänge, aufgrund
derer die weiterzuleitenden Zellen ausgewählt werden können, und
bei der jedes der Elemente des Netzes 321 einen
einzigen Zeitindikator aufzeichnet, wobei jedoch mehrere Indikatoren
verschiedener Typen jeder einer Zelle entsprechenden Zeile zugeordnet
sind. Diese Vorrichtung 301 stellt dieselbe
Matrixstruktur wie in 1 dar. Es wurden demnach nur
die Teile der Vorrichtung 301 dargestellt, die
sie von der Vorrichtung 30 unterscheiden.
-
In
dem Zellwähler 36 sind
für jede
Zeile von Rang i ein 2 Bit-Speicher 70i und
ein Decodierer 72i vorgesehen,
dessen Ausgang mittels eines Wendeschalters 74i an
einen Eingang des Elements des letzten Rangs (P) der betreffenden
Zeile i angeschlossen ist.
-
Die
zwei Bits des der Zeile i zugeordneten Speichers 70 stellen
die vier Werte der weiter oben genannten möglichen Zustände dar,
nämlich:
- – Zustand
1: der Indikator EDT hat die Zeitlage 1 noch nicht überschritten;
- – Zustand
2: der Indikator EDT hat die Zeitlage 1 überschritten,
aber dies gilt nicht für
den Indikator ODT;
- – Zustand
3: die Indikatoren EDT und ODT haben beide die Zeitlage 1 überschritten;
- – Zustand
4: es gibt keine aktive Zelle in dieser Zeile.
-
In
dem Beispiel übermittelt
der Decodierer 72i an seinem Ausgang
für jede
Zeile ein Signal mit dem Wert "1", das bedeutet, dass
die Suche nach Indikatoren für
die dieser Zeile entsprechende Zelle zulässig ist, wenn der 2 Bit-Code
des Speichers 70i dem Zustand 2
oder 3 entspricht, das heißt,
dass sich eine aktive Zelle in dieser Zeile befindet und dass mindestens
deren Indikator EDT (sowie gegebenenfalls deren Indikator ODT) die
Zeitlage 1 überschritten
hat.
-
Unter
diesen Bedingungen tritt am Ausgang des Wendeschalters 74i ein Signal mit dem Wert "0" auf, wenn der Wähler 36 ein aktives
Suchsignal in einer Zeile i erzeugt, und dieses Signal wird an den Eingang
des Elements mit dem Rang P der Zeile i übermittelt.
-
Wie
weiter unten deutlich wird, kann in einer Variante auch ein aktives
Suchsignal mit dem Wert "1" benutzt werden;
indessen kann ein aktives Suchsignal mit dem Wert "0" eine einfachere Ausführung der
Elemente des Netzes 321 von 10 ermöglichen.
-
In 11 ist
ein Element 34'ij dargestellt, das Bestandteil des
Netzes 321 der Vorrichtung 301 von 10 ist.
-
Dieses
Element 34'ij verfügt über einen Speicherpunkt 80ij , mit dem das Vorhandensein eines
Indikators, nämlich
LDT, EDT oder ODT gekennzeichnet werden kann. In dieser ersten Ausführung zeigt sich
das Vorhandensein eines derartigen Indikators an einem Ausgang "0" des Speicherpunktes 80ij .
Dieser Ausgang 82ij eines aktiven
Indikators ist an einen ersten Eingang eines NICHT-ODER-Gatters 84ij angeschlossen, dessen zweiter Eingang
bei 86ij an einen Leiter 88j angeschlossen ist, der ein Suchsignal nach
einem Indikator übermittelt,
das von dem Element des höheren
Rangs kommt.
-
Der
Ausgang des NICHT-ODER-Gatters 84ij ist
mittels eines Entkopplungsgatters 94ij und
eines verkabelten ODER-Gliedes 96ij an
den Leiter 50'j (analog zu dem Leiter 50j von 3) angeschlossen.
-
Der
Ausgang des NICHT-ODER-Gatters 84ij ist
ebenfalls an den ersten Eingang eines UND-Gatters 90ij angeschlossen,
dessen zweiter Eingang an den Leiter 52'j angeschlossen
ist, dessen Rolle ähnlich
wie diejenige des in Bezug auf 3 beschriebenen
Leiters 52j ist, außer dass
in dieser Ausführung
das von dem Wähler 38 kommende
Signal im Leiter 52'j mit "0" aktiv
ist, um anzuzeigen, dass der Wähler 38 diese
Zeitlage als diejenige mit dem niedrigsten Rang auswählt (dass
folglich die Zeitlage nicht vorgemerkt wird, wenn er am Leiter 52'j ein
Signal mit dem Wert "1" übermittelt).
-
Der
Ausgang des UND-Gatters 90ij ist
an einen Eingang eines ODER-Gatters 92ij angeschlossen,
das einen anderen, an den Leiter 88j angeschlossenen
Eingang aufweist, mit dem das von dem Element des höheren Rangs
kommende Suchsignal empfangen werden kann. Der Ausgang des ODER-Gatters 92ij ist an einen Leiter 88'j angeschlossen,
mit dem das Suchsignal an das Element des niedrigeren Rangs übermittelt
werden kann. Außerdem
verfügt
der Speicherpunkt 80ij über einen Übertragungseingang 98ij um bei jeder Taktgeberzeit (gegebenenfalls
am Ende jeder Übertragungszeit, sofern
die Übertragung
bei jeder Taktgeberzeit periodisch erfolgt) den Speicherinhalt des
Elements derselben Zeile und des höheren Rangs zu empfangen, sowie über einen
Ausgang 100ij , mit dem dessen Inhalt
an den Speicher des Elements mit dem niedrigeren Rang derselben
Zeile i übertragen
wird.
-
Es
sind ebenfalls Eingänge
R und S vorgesehen, mit denen jeder Speicherpunkt mit "1" oder "0" gekennzeichnet
werden kann.
-
Die
Funktionsweise ist wie folgt:
-
Um
eine (oder mehrere) Zelle(n) auszuwählen, die im Pufferspeicher
weitergeleitet werden sollen, besteht die erste Suchphase nach Indikatoren
in der Vorrichtung darin, unter sämtlichen Zeilen, die einer
aktiven Zelle entsprechen und von denen mindestens der Indikator
EDT die Zeitlage 1 überschritten
hat (demnach unter den Zeilen im Zustand 2 oder 3) nach einem Indikator
LDT zu suchen, der die niedrigste Zeitlage besitzt.
-
Zu
diesem Zweck wird eine Suche nach von der in Bezug auf die 8 beschriebenen
Art (Pfeile f1 und f2)
von links nach rechts, das heißt
von der Zeitlage P zur Zeitlage 1 (in Richtung der abnehmen Kennzahlen
j), mittels des mit "0" aktiven Suchsignals durchgeführt, das
von dem Wähler 36 an
den Ausgang des Wendeschalters 74j jeder
Zeile im Zustand 2 oder 3 übermittelt wird (10).
Jedes Suchsignal versucht, sich nach und nach durch die aufeinander folgenden
Elemente einer Zeile auszubreiten. Ein einzelnes Element empfängt gegebenenfalls
ein Suchsignal von dem Element des höheren Rangs am Eingang 88j und überträgt gegebenenfalls an dem Ausgang 88'j ein
Suchsignal an das Element mit dem niedrigeren Rang (11).
-
Wenn
ein Indikator "0" in dem Speicherpunkt 80'j vorhanden
ist und gleichzeitig ein aktives Suchsignal mit "0" von
dem Element am Eingang 88j empfangen
wird, so weist in jedem Element 34'ij des
Netzes 321 das Ausgangssignal des
NICHT-ODER-Gatters 84ij den Pegel "1" auf, der bedeutet, dass ein Indikator
entdeckt wurde, der ausgewählt
werden kann. Dieses Signal "1" am Ausgang des Gatters 84ij wird an den Leiter 50'j und
folglich an den entsprechenden Eingang des Zeitlagenwählers 38 übermittelt,
um diesem anzuzeigen, dass mindestens ein Indikator, der ausgewählt werden
kann, in der Zeitlage erfasst wurde, die dem Rang dieses Elements
entspricht. In den übrigen
Fällen,
das heißt,
wenn das Element am Eingang 88j kein
aktives Suchsignal mit "0" empfängt, oder
auch wenn es in seinem Speicher 80ij keinen
mit "0" gekennzeichneten
Indikator aufweist, ist der Ausgang des Gatters 84ij bei "0"; ein derartiges Element kann demnach
nicht ausgewählt werden.
Außerdem
ist zu bemerken, dass wenn ein Element in seinem Speicher 80ij keinen mit "0" gekennzeichneten
Indikator besitzt, der Ausgang des Gatters 84ij bei "0" ist; somit wird ungeachtet der Polarität des am
Eingang 88j empfangenen Suchsignals, "0" oder "1 ",
der Zustand des Suchsignals dann in transparenter Weise mit derselben
Polarität über das
ODER-Gatter 92ij am Ausgang 88j an das nächste Element übertragen.
-
Während der
ersten Suchphase des auszuwählenden
Indikators LDT sendet der Wähler
38 zunächst
ein Signal mit dem Pegel "1" an sämtliche
Leiter 52'j (mit der Bedeutung einer nicht vorgemerkten Zeitlage),
um die Ausbreitung jeglichen aktiven Suchsignals über das
erste Element hinaus, für
das das Vorhandensein eines Indikators erfasst wurde, zu vermeiden.
Tatsächlich
ist in einem derartigen Element der Ausgang des UND-Gatters 90ij bei "1 ",
da an den Leitern 52'j und 88i ein
Signal mit dem Pegel "1" empfangen wird,
was ein von dem ODER-Gatter 92ij an
dem Ausgang 88'j erzeugtes Signal mit "1" (inaktive Suche) an das nächste Element
bewirkt.
-
Nachdem
sich die Ausbreitung der Suchsignale durch die Elemente sämtlicher
Zeilen im Zustand 2 oder 3 hindurch stabilisiert hat, führt der
Wähler
38 an seinen Eingängen
(die mit den Leitern 50'ij verbunden sind) unter sämtlichen
Zeitlagen eine Suche durch, um diejenige zu identifizieren, für die der Eingang
bei "1" ist (was auf das
Vorhandensein mindestens eines Elementes mit einem Indikator LDT, folglich
eine Auswahlmöglichkeit,
in dieser Spalte hinweist), und um dann den Rang j der Zeitlage
zu bestimmen, die für
die LDT-Auswahl mit dem niedrigsten Rang ausgewählt werden kann.
-
Die
zweite Suchphase nach Indikatoren besteht anschließend darin,
die Lage der ODT-Indikatoren
für die
während
der ersten Suchphase nach LDT-Indikatoren in die Vorauswahl gelangten
Zeilen zu bestimmen. Zu diesem Zweck wird die Suche fortgesetzt,
indem die Ausbreitung des aktiven Suchsignals mit "0" auf jede Zeile über die zugrunde gelegte Zeitlage
hinaus zugelassen wird. Um hinsichtlich eines Elements die Fortsetzung
der Suche zu ermöglichen,
sendet der Wähler 38 von
der vorgemerkten Zeitlage j ausgehend auf dem Leiter 52'j dieser
einzigen voraus gewählten
Lage j ein Signal mit dem Wert "0" (in dieser Ausführung),
das bedeutet, dass er diese Zeitlage als die Lage auswählt, die
für die LDT-Auswahl mit dem niedrigsten
Rang ausgewählt werden
kann. Gleichzeitig erhält
der Wähler 38 an dem
Leiter 52'j ein Signal mit dem Wert "1" von sämtlichen übrigen Zeitlagen aufrecht.
In jedem Element dieser Spalte, in der ein Indikator (LDT) erfasst
wurde, der ausgewählt
werden kann, bewirkt dieses Signal mit dem Wert "0" den Übergang
des Signals am Ausgang des ODER-Gatters 92ij von "1" auf "0",
das heißt,
es lässt
die Übertragung
eines aktiven Suchsignals mit "0" am Ausgang 88'j des
Elementes 34'ij an das nächste Element zu. Anschließend wird
die Suche nach ODT-Indikatoren stets von links nach rechts in den
während
der ersten Phase in die Vorauswahl gelangten Zeilen von der ausgewählten LDT-Zeitlage ausgehend
fortgesetzt, wie dies oben in 9 durch die
Pfeile aufgezeigt wurde. Diese Suche nach ODT-Indikatoren erfolgt
analog zu der ersten Suchphase nach LDT-Indikatoren. Somit überträgt der mit "1" aktivierte Leiter 50'j wie
in der ersten Phase in jedem Element, das einen Indikator, der ausgewählt werden
kann, erfasst hat, an den entsprechenden Eingang von Rang j des
Wählers 38 ein
Signal, das das Vorhandensein mindestens eines Indikators ODT, der
ausgewählt
werden kann, für
diese Zeitlage j angibt.
-
Nachdem
sich die Ausbreitung der Suchsignale in sämtlichen voraus gewählten Zeilen
stabilisiert hat, führt
der Wähler 38 an
seinen Eingängen eine
Suche durch, um die Zeitlage zu bestimmen, die (mindestens) einen
Indikator ODT aufweist, der ausgewählt werden kann und dessen
Rang sich am nächsten
der Zeitlage 1 befindet.
-
Nachdem
diese Auswahl vorgenommen worden ist, sendet der Wähler 38 wie
während
der ersten Phase auf dem Leiter 52'j dieser
einzigen voraus gewählten
Lage j ein Signal mit dem Wert "0", das bedeutet, dass
er diese Zeitlage als die Lage auswählt, die für die ODT-Auswahl mit dem niedrigsten Rang ausgewählt werden
kann. In jedem Element dieser Spalte, in der ein Indikator (ODT)
erfasst wurde, der ausgewählt
werden kann, bewirkt dieses Signal mit dem Wert "0" den Übergang
des Signals am Ausgang des ODER-Gatters 92ij von "1" auf "0",
das heißt,
es lässt
die Übertragung
eines aktiven Suchsignals mit "0" am Ausgang 88'j des
Elementes 34'ij zu, und das übertragene aktive Suchsignal
mit "0" kann sich dann in
der ausgewählten
Zeile über
die folgenden Elemente bis zum Wähler 36 ausbreiten.
Wenn während
der ersten Suchphase (Suche nach LDT-Indikatoren) der Indikator
ODT einer voraus gewählten Zeile
bereit die Zeitlage 1 überschritten
hat (dies ist bei einer Zeile im Zustand 3 der Fall, deren Situation bereits
in dem entsprechenden Speicher 70j des Wählers 36 gespeichert
ist), erreicht das Suchsignal bei einer solchen Zeile direkt diesen
Wähler 36 gleich zu
Beginn der zweiten Suchphase nach einem ODT-Indikator. Dagegen wird
hier für
die übrigen
in die Vorauswahl gelangten Zeilen, die sich im Zustand 2 befinden
(der Indikator ODT hat die Zeitlage 1 nicht überschritten),
darauf hingewiesen, dass das Suchsignal erst dann am Wähler 36 eintrifft,
wenn dessen Indikator ODT sich in der Zeitlage mit dem niedrigsten
Rang befindet.
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Die
verschiedenen Situationen, die sich während des Suchvorgangs ergeben
können,
sind in den Diagrammen der 12a bis 12g dargestellt.
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In
diesen Diagrammen wurde das Suchsignal mit SSP bezeichnet. Ein aktiver
Suchvorgang in einer Zeile entspricht SSP=0, und das Signal SSP=1 bedeutet,
dass in der entsprechenden Zeile keine Suche durchgeführt wird.
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In 12a ist der Fall einer Zeile im Zustand 4 dargestellt,
der keiner aktiven Zelle in der Vorrichtung entspricht, das heißt, dass
kein Suchsignal SSP für
diese Zeile aktiviert ist, und dass unabhängig von (irgendwelchem) Inhalt
der Speicherpunkte der Elemente dieser Zeile keine Überschreitung
der Zeitlage 1 durch einen Indikator in ungerechtfertigter
Weise erfasst wird.
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In
der in 12b dargestellten Situation wird
kein Suchsignal ausgesandt (SSP=1), da der Indikator EDT der Zeile
noch nicht die Zeitlage 1 überschritten hat; dies ist
bei einer Zeile im Zustand 1 der Fall.
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Der
Fall von 12c, in der der Indikator EDT
bereits die Zeitlage 1 überschritten
hat, entspricht einer Zeile im Zustand 2. Ein aktives Suchsignal
(SSP=0) wird demnach auf der Zeile ausgesandt. Hier wird jedoch
davon ausgegangen, dass die Zeile nicht ausgewählt wird, da deren Indikator
LDT nicht derjenige ist, dessen Zeitlage der Lage 1 am nächsten ist.
Dem Suchsignal SSP wird dann in dem Element, das durch den nicht
in die Vorauswahl gelangten Indikator LDT gekennzeichnet ist, der
Wert 1 aufgezwungen (Beendigung der weiteren Suche).
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Der
Fall von 12d entspricht ebenfalls demjenigen
einer Zeile im Zustand 2, aber es wird nun davon ausgegangen, dass
deren Indikator LDT in die Vorauswahl gelangt, da er unter den Indikatoren
dieses Typs die niedrigste Zeitlage aufweist. Es wird jedoch hier
davon ausgegangen, dass die Zeile während der Suche nach ODT-Indikatoren
nicht ausgewählt
wird (es wird eine andere Zeile ausgewählt, da der Indikator ODT dieser
anderen Zeile eine der Lage 1 nähere
Zeitlage aufweist).
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In
dem in 12e dargestellten Fall wird die
ebenfalls im Zustand 2 befindliche Zeile ausgewählt, da deren Indikator LDT
die Zeitlage mit dem niedrigsten Rang aufweist und unter den in
der Vorauswahl befindlichen Zeilen deren Indikator ODT die der Lage
1 am nächsten
befindliche Lage besitzt.
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In
dem Fall von 12f befindet sich die Zeile
nun im Zustand 3 (ihr Indikator ODT hat die Zeitlage 1 überschritten),
und es wird hier davon ausgegangen, dass die Zeile nicht in die
Vorauswahl gelangt, da die Zeitlage ihres Indikators LDT nicht diejenige
mit dem niedrigsten Rang ist.
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Schließlich ist
die: in 12g dargestellte Situation analog
zu derjenigen des Diagramms von 12f (Zeile
im Zustand 3), aber nun wird davon ausgegangen, dass die Zeile ausgewählt wird,
da die Zeitlage ihres Indikators LDT sich im niedrigsten Rang befindet
und demnach während
der ersten Suchphase nach LDT-Indikatoren durch die Mittel 38 in
die Vorausvahl gelangt ist.
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Wenn
am Ende des Auswahlprozesses in dem Netz durch den Wähler 38 mehrere
Zeilen ausgewählt
werden und wenn jeweils eine einzige Zelle verarbeitet werden soll,
so wählt
der Wähler
36 vorrangig eine Zelle einer ausgewählten Zeile aus, deren Indikator
ODT die Zeitlage 1 überschritten
hat (folglich im Zustand 3).
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Sind
mehrere ausgewählte
Zeilen im Zustand 3 vorhanden, so erfolgt die Auswahl unter ihnen
beispielsweise willkürlich.
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Wenn
unter den ausgewählten
Zeilen keine einen Indikator ODT aufweist, der die Zeitlage 1 überschritten
hat (sämtliche
ausgewählten
Zeilen befinden sich im Zustand 2), dann wählt der Wähler 36 ebenso willkürlich unter
den ausgewählten
Zeilen eine Zelle aus.
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Die
Verwaltungseinheit steuert den Ausgang der ausgewählten Zelle
aus dem Pufferspeicher. Gleichzeitig kann der Wähler 36 die Löschung sämtlicher
Indikatoren (die in diesem Beispiel den Wert "0" besitzen)
in den Elementen der entsprechenden Zeile steuern. In einer Variante
wird – anstatt
eine Löschung
der Indikatoren in den Elementen der freigemachten Zeilen auszuführen – lediglich
der Speicher 70j des Wählers 36 (10)
in den Zeilenzustand 4 versetzt, der keinerlei aktiver Zelle in
der Vorrichtung entspricht, das heißt, dass kein Suchsignal SSP
ausgesandt wird und dass unabhängig
vom Inhalt der Speicherpunkte der Elemente dieser Zeile keine Überschreitung
der Zeitlage 1 durch einen Indikator in ungerechtfertigter
Weise erfasst wird. Es wird hier darauf hingewiesen, dass diese
Variante (ohne Löschung
des Inhalts der Elemente) den Vorteil besitzt, dass die pro Übertragungszeit
erforderliche Verarbeitungszeit verkürzt und somit die Arbeitsfrequenz
der Vorrichtung erhöht
wird.
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Wenn
in diesem Fall eine neue Zelle in die Vorrichtung eingegeben wird,
so wird ihr eine zuvor inaktive Zeile im Zustand 4 zugeordnet, und
die Speicherpunkte sämtlicher
Speicherelemente dieser Zeile werden parallel angeordnet (sodass
für die
durch einen Indikator gekennzeichneten Zeitlagen eine "0" und für sämtliche übrigen Zeitlagen eine "1" eingegeben wird); somit wird für sämtliche
Speicherpunkte der Zeile der restliche Inhalt (der nicht zuvor gelöscht worden
ist) durch einen neuen Inhalt ersetzt.
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Der
dem Speicher 70j aufgezwungene
Zustand 4 einer Zeile im Wähler 36 ist
auch dann von Bedeutung, wenn in der Vorrichtung eine verfrühte Entfernung
einer Zelle ausgeführt
werden soll.
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Zu
diesem Zweck muss lediglich der Speicher 70j in
den Zustand 4 der Zeile versetzt werden, die der zu entfernenden
Zelle entspricht, um sie in der Vorrichtung inaktiv zu machen.
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Somit
stellt die verfrühte
Entfernung einer Zelle (oder allgemein eines Objekts) in dieser
Vorrichtung einen besonders einfachen und raschen Vorgang dar, da
er keinen vorübergehenden
Stillstand der Vorrichtung erfordert.
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Eine
derartige Entfernung ist zum Beispiel nützlich, wenn aus dem Pufferspeicher
einige Zellen entfernt werden sollen, um den Speicher für Zellen mit
einer wichtigeren Priorität
freizumachen, oder wenn eine Zelle nicht weitergeleitet worden ist,
während
ihr Indikator LDT die Zeitlage 1 überschritten hat, oder auch
wenn eine Zelle fehlerhaft ist.
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Wie
weiter oben erwähnt
kann in einer Variante der oben in Bezug auf die 10, 11 und 12 beschriebenen Vorrichtung auch ein aktives
Suchsignal SSP mit dem Wert "1" benutzt werden.
Ein aktives Suchsignal mit dem Wert "0",
das der oben beschriebenen Ausführung
entspricht, kann jedoch eine einfachere Ausführung der Elemente des Netzes 321 von 10, wie
zum Beispiel eines Elementes 34'ij von 11,
ermöglichen.
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In
einer derartigen Variante bleibt die grundlegende Funktion dieselbe.
Die Unterschiede in der Ausführung
sind wie folgt:
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In
Bezug auf die 10 stellt im Wähler 36 das
Signal mit dem Wert "1" am Ausgang des Decodierers 72j (das bedeutet, dass die Suche nach
Indikatoren für
die dieser Zeile entsprechende Zelle zulässig ist, wenn der 2 Bit-Code
des Speichers 70j dem Zustand 2 oder
dem Zustand 3 entspricht) direkt das Suchsignal SSP dar,
das nun mit "1" aktiv sein muss.
Der Wendeschalter 74j entfällt demnach
in diesem Fall.
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13 zeigt
die grundlegende Ausführung eines
Elements 34"ij für
ein aktives Suchsignal SSP=1. Es wird hier daran erinnert, dass
das in 11 dargestellte Element 34'ij einem
Suchsignal SSP=0 entspricht.
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In
dem Element 34"ij ist wie in dem Element 34'ij von 11 ein
Speicherpunkt 80ij oder ein Register
vorgesehen. Jedoch wird in diesem Speicherpunkt das Vorhandensein
eines Indikators durch einen Wert "1" anstatt
eines Wertes "0" für das Element 34'ij gekennzeichnet.
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Der
Ausgang 82ij des Speicherpunktes 80ij ist mit einem ersten Eingang eines
UND-Gatters 110ij verbunden, dessen
zweiter Eingang an den Eingangsleiter 88j angeschlossen
ist.
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Der
Ausgang des UND-Gatters 110ij ist
mit dem Eingang eines Entkopplungsgatters 94ij verbunden,
dessen Ausgang an den Leiter 50'j angeschlossen
ist. Dieser Ausgang des UND-Gatters 110ij ist ebenfalls an den Eingang eines
Wendeschalters 112ij angeschlossen,
dessen Ausgang mit dem ersten Eingang eines ODER-Gatters 114ij verbunden ist, dessen zweiter Eingang
das Signal des Leiters 52'j empfängt.
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Der
Ausgang des ODER-Gatters 114ij ist
mit einem Eingang eines UND-Gatters 116ij verbunden, dessen
zweiter Eingang an den Eingang 88j angeschlossen
ist.
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Schließlich ist
der Ausgang des UND-Gatters 116ij mit
dem Ausgangsleiter 88'j verbunden. Die Funktionsweise ist
wie folgt:
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Der
von dem Wähler 38 kommende
Leiter 52'j ist hier mit "1" aktiv,
um mitzuteilen, dass der Wähler 38 diese
Zeitlage als diejenige mit dem niedrigsten Rang auswählt, während in
der vorhergehenden Beschreibung der entsprechende Leiter in derselben
Situation mit "0" aktiv ist.
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Das
UND-Gatter 116ij lässt die Übertragung eines
aktiven Suchsignals SSP=1 zu, wenn gleichzeitig das Element 34"ij an
dem Eingang 88j ein Signal SSP=1
empfängt
und entweder dessen Zeitlage von dem Wähler 38 nicht ausgewählt wird
oder das Element nicht ausgewählt
werden kann.
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Im
Vergleich dazu wird daran erinnert, dass in dem Ausführungsbeispiel
von 11 das ODER-Gatter 92ij die Übertragung
eines aktiven Suchsignals SSP=0 zulässt, wenn gleichzeitig das Element
ein Signal SSP=0 empfängt
und entweder das Element nicht ausgewählt werden kann oder dessen
Zeitlage vom Wähler 38 nicht
ausgewählt wird.
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In
Bezug auf die Beschreibung der verschiedenen Situationen, die sich
während
des Suchvorgangs ergeben können
und die durch die Diagramme der 12a bis 12g dargestellt sind, ist der einzige Unterschied
der Austausch von SSP=0 durch SSP=1.
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Es
ist zu bemerken, dass die soeben insbesondere in Bezug auf die 10 bis 13 beschriebene
Ausführungsart
nicht auf die Möglichkeit beschränkt ist,
drei Indikatoren pro Zelle zu benutzen. Es können mehr als drei Indikatoren
benutzt werden.
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In
den Anwendungen einer oben beschriebenen Reihenfolgesteuerung wird
die Reihenfolge der Weiterleitung der aus dem Pufferspeicher auszulesenden
Zelle in der eigentlichen Übertragungszeit festgelegt.
In einer Anwendung einer Warteschlange vom Typ FIFO, bei der die
Reihenfolge der Weiterleitung der Zelle gleich bei deren Ankunft
im Pufferspeicher festgelegt wird, ermöglicht es die Vorrichtung, die
Zellen in der Reihenfolge, in der sie empfangen wurden, auszuwählen.
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Zu
diesem Zweck muss lediglich vereinbart werden, dass die P Spalten
des Matrixnetzes in diesem Fall nicht mehr Zeitlagen entsprechen,
sondern einfach den Rängen
der Zellen in der FIFO-Warteschlange.
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In
diesem Fall genügt
ein einziger Indikator pro Zelle, um deren Rang in Bezug auf die übrigen Zellen
in der Warteschlange zu bezeichnen.
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Es
wird ein Pointer benutzt, der den Rang der letzten in einer Warteschlange
angeordneten Zelle bezeichnet, um den folgenden Rang zu bestimmen,
der einer neuen empfangenen Zelle zugeordnet wird. Es muss demnach
bei jeder effektiven Übertragungszeit
(nicht zwangsläufig
bei jeder Taktgeberzeit, außer
wenn die Übertragungszeiten
periodisch bei jeder Taktgeberzeit erfolgen) eine Verschiebung einer
Position eines niedrigeren Rangs vorgenommen werden.
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Ferner
kann eine Hierarchie fester Prioritäten zwischen verschiedenen
Kategorien von Zellen, zum Beispiel zwischen einer Kategorie mit
einer garantierten Dienstqualität
und einer anderen, die nicht darüber
verfügt,
eingegeben werden. In einem derartigen, vereinfachten Beispiel werden
die Zellen mit einer niedrigen Priorität nur dann weitergeleitet,
wenn sämtliche
Zellen mit einer höheren
Priorität
verarbeitet worden sind.
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Um
eine derartige feste Priorität
zwischen Zellen zu unterscheiden, kann in dem Wähler 36 ein Prioritätsbit für jede Zeile
vorgesehen werden. Dieses Prioritätsbit wird in dem Wähler 36 benutzt,
um die Erzeugung eines Suchsignals zu unterbinden, wenn eine Zelle
mit einer niedrigen Priorität
vorliegt, die noch nicht verarbeitet werden darf, solange Zellen
mit einer höheren
Priorität
in der Vorrichtung vorhanden sind. Ein Prioritätsbit, das das Vorhandensein
einer Zelle mit niedriger Priorität in einer Zeile angibt, kann
auch dazu benutzt werden, um die Verschiebung ihrer Zeitlagen bei
jedem Taktgebersignal zu verhindern. Somit bleiben sämtliche
Zellen mit einer niedrigen Priorität in derselben Zeitlage programmiert,
solange die Zellen mit einer höheren
Priorität
nicht alle weitergeleitet worden sind. Um die Verarbeitung der Zellen
zu kontrollieren, kann dem Pufferspeicher ein Zähler zugeordnet werden, der
die Anzahl der in der Vorrichtung verbleibenden Zellen mit einer
höheren
Priorität
angibt, wobei die Zellen mit einer niedrigen Priorität erst dann
verarbeitet werden, wenn dieser Zähler den Wert null erreicht.