3. Обоснование выбора элементарной базы проектируемого коммутатора Баньяна

Прямоугольная дельта-система (ДС) емкостью NxN (N входов и N выходов) состоит из K каскадов (звеньев):

K = log_SN= log₂8=3 , (1)

Каждый из которых содержит по M коммутационных элементов (КЭ), емкостью SxS каждый:

M =N/S=8/2=4 . (2)

Вероятность блокировки пакета в ДС определяется как вероятность блокировки в последовательном соединении K коммутационных элементов:

P = 1- (1- P_E)^K, (3)

Где P_E— вероятность блокировки пакета в КЭ.

4.Разработка принципиальной схемы коммутатора Баньяна

Каждый коммутационный элемент состоит из двух мультиплексоров, а управляет работой мультиплексоров D-триггер с инвертирующим элементом. D-триггер выполняет функцию генератора тактовых импульсов (вход С), так же на него поступают адресные данные в виде трехбитового слова (вход D). Так как у коммутационного элемента 2 входа и 2 выхода, тогда нам нужен мультиплексор 2 в 1. Так как такие мультиплексоры не производят, его можно построить на элементах И и ИЛИ.

Таблица состояний коммутационного элемента:

	X1	X2	A	Z1	Z2
MUX1	0 0 1 1	0 1 0 1	0 0 0 0	0 0 1 1	0 1 0 1
MUX2	0 0 1 1	0 1 0 1	1 1 1 1	0 1 0 1	0 0 1 1

Рисунок 2. Структурная схема коммутационного элемента

Принципиальная схема коммутатора Баньяна приведена в приложении.

5. Процесс установления соединения в коммутаторе Баньяна

Передаваемый пакет в своем заголовке содержит трехразрядный двоичный номер узла назначения. Данная сеть относится к сетям с самомаршрутизацией (self-routing), поскольку адрес пункта назначения не только определяет маршрут сообщения к нужному узлу, но и используется для управления прохождением сообщения по этому маршруту. Каждый БКЭ, куда попадает пакет, просматривает один бит адреса и в зависимости от его значения направляет сообщение на выход 0 или 1. Состояние элементов первой ступени сети (левый столбец БКЭ) определяется старшим битом адреса узла назначения. Средней ступенью (второй столбец) управляет средний бит адреса, а третьей ступенью (правый столбец) - младший бит. Если значение бита равно 0, то сообщение пропускается через верхний выход БКЭ , а при единичном значении — через нижний. Адрес узла назначения содержится в заголовке сообщения.

Рисунок 3 показывает пример соединения в Баньян сети 88, где темные линии отражают передающие пути. С правой стороны адрес каждого выходного сигнала обозначен как ряд n-битов, b₁...b_n. Адрес ячейки сигнала закодирован в заголовке ячейки. На первом уровне проверяется бит b₁, если это 0, ячейка будет выдвинута на высший, исходящий уровень; если это 1,то ячейка отправляется на низший уровень. На следующем уровне проверяется бит b₁, передача сигнала происходит аналогично.

Рисунок 3. Баньян сеть 88

Внутренняя блокировка происходит в случае когда ячейка потеряна из-за конфликтных ситуаций на уровне сети. Рисунок 3.3 приводит пример внутренней блокировки внутри Баньян сети 8x8. Тем не менее, Баньян сеть не будет иметь внутренних блокировок, если будут соблюдены следующие условия:

• Нет свободного входного сигнала между любыми двумя активными входами.

• Выходные адреса ячеек находятся либо в прямом, либо в обратном порядке.