Verbindungsnetzwerke für parallel und verteilte Systeme.pdf

Eine Matrix der Größe 4096x4096 erfordert beispielsweise 16 Mio. Schalter,
was aus technischen und finanziellen Gründen nicht realisierbar ist. Andere kostengünstige
Verbindungsstrukturen wurden deshalb gesucht.
C. Clos gelang mit seiner Erfindung im Jahre 1953 eine Reduktion der Schalterzahl
des obigen Beispiels von 4096 Ein- und Ausgängen auf ca. 800 Tsd.
Schalter, was nur ca. 5% des ursprünglichen Aufwandes entspricht und sich
technisch realisieren läßt. Die Komplexität des Verbindungsproblems hatte sich
von O ( N 2 ) beim Kreuzschienenverteiler auf O ( N N)
beim Clos-Netz verringert.
Durch die Erfindung von C. Clos wurde es möglich, die die Kreuzschienenverteiler
enthaltenden Koppelfelder kostengünstig aufzubauen.
4.10.2 Aufbau des Clos-Netzes
Die Clossche Verbindungsstruktur ist in Bild 4.83 dargestellt. Das Clos-Netz
besteht aus drei hintereinandergeschalteten Stufen kleinerer Kreuzschienenverteiler,
die als Eingangs-, Mittel- und Ausgangsstufe bezeichnet werden, wobei
die Eingangs- und Ausgangsstufe jeweils k Kreuzschienenverteiler der Größe
fxs bzw. sxf enthalten, und die Mittelstufe aus s Kreuzschienenverteilern der
Größe kxk besteht. Die Eingangs- und Mittelstufe sowie die Mittel- und Ausgangsstufe
bilden jeweils für sich regelmäßige und nicht-rechteckige Banyan-
Netze, die zifferngesteuert sind (Delta Netze). Die Verdrahtung zwischen den
Stufen ist spiegelsymmetrisch zur Mittellinie und besteht aus einer allgemeinen
Perfect Shuffle- bzw. allgemeinen inversen Perfect Shuffle-Permutation für
N=ks=sk Elemente.
N=fxk Eingänge
N Ausgänge
0
1
...
f-1
0
0
1
...
s-1
0
1
...
k-1
0
0
1
...
k-1
0
1
...
s-1
0
0
1
...
f-1
0
1
...
f-1
1
0
1
...
s-1
0
1
...
k-1
1
0
1
...
k-1
0
1
...
s-1
1
0
1
...
f-1
0
1
...
f-1
k-1
0
1
...
s-1
0
1
...
k-1
s-1
0
1
...
k-1
0
1
...
s-1
k-1
0
1
...
f-1
k mal fxs Kreuz=
schienenverteiler
Bild 4.83: Das Clos-Netz.
s mal kxk Kreuz=
schienenverteiler
k mal sxf Kreuz=
schienenverteiler
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