Многоканальный пространственно-временной коммутатор

 

. СОЮЗ СОВЕТСКИХ Я Пй

РЕО 1УБЛИК эфщ 6 06 F 3/04; Н 03 К 17/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

) °

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ."3 " н *вмаеснамм авщетв3ы."тВм

» (21) 3329760/18-24 (22) 26.08.81 (46) 15.07.83. 1»юл. И 26 (72) А.Ф.Кулаковский, В.И.Носков. и А.И.Йилов (53) 681.325(088.8)

-(56) 1. Патент США И 3594725 кл. 340-147, 340-163; 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

8 395830, кл. G 06 F 3/04, 1971

° ° прототип).

54)(57) 1. ИНОГОКАНАП»НЫЙ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВР Н НН0й 0НИУТАТОР, содержащий и входных и выходной каналыиз 1-коммутационных элементов каж" дый (где и ". количество абонентов, .

1-разрядность слов), тактовый генератор, счетчик деаифратор,n формирователей импульсов опроса, первый элемент И, группу элементов ИЛИ, элемент ИЛИ, причем информационные, входы коммутационных элементов каждого входного канала являются соответствующими входами данных коммутатора, выходы одноименных коммутационных элементов и входных кана- . лов через соответствующие элементы ИЛИ групп подключены к информационному входу соответствующего коммутационного элемента выходного канала, выход которого соединен с соответствующим выходои данных коммутатора, первый вход каждого из и формирователей щкпульсов .опроса подключен к соответствующему входу сигнала готовности коммутатора, второй вход -.к соответствующему -. выходу деаифратора, выход " к управляющим входам коммутационных элементов соответствующего входного канала и к соответствующему входу элемента ИЛИ,, SU„„1029174 А выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выходы счетчика соединены с входами дешифратора, о т л и ч а ю. шийся тем, что, с целью расширения области примейения за счет возможности подключения группы абонентов к многоканальному.устройству обработки информации и повышения надежности, в него введены а-1 выходных каналов по i коммутационных элементов в каждом (где в - число каналов многоканального вычислительного устройства), второй элеиеит И, первая и вторая группы элементов И по числу выходных каналов, е адресных компара-, торов, датчик цикла опроса, блок настройки адресов и первый элемент

НЕ, причем первая и вторая группы входов каждого адресного компаратора подключены к выходам счетчика и к соответствующим выходам. блока настройки адресов, выходы адресных компараторов подключены к первым вхо дам соответствующих элементов И пер-. вой группы, вторые входы которых соединены с выходом первого элемен" та И, а выходы - с управляющими входами i коммутационных элементов соответствующего выходного канала и с первыми входаии соответствующих эле» ментов И второй группы, вторые входы и выходы которых подключены соответственно к выходу тактового генератора и к выходам стробового сигнала коммутатора, выход тактового генератора соединен с первым входом датчика цикла опроса и с входом первого элемента НЕ, выход которого соединен с первым "входом второго элемента И, выход .которого соединен с тактовым

9174

1OZ входом счетчика, второй и третий входы датчика цикла опроса соединены соответственно с выходом дешифратора и с выходом первого элемента НЕ, а первый и второй выходы датчика цикла опроса соединены соответственно с третьими входами формирователей импульсов опроса, с установочным вхо" дом счетчика и с вторыми входами пер вого и второго элементов И, четвертые входы формирователей импульсов опроса соединены с выходом тактово го генератора.

2. Коммутатор по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что формирователь импульсов опроса содержит дифференцирующую цепь, первый и второй триггеры, третий, четвертый, пятый и шестой элементы И, причем вход дифференцирующей цепи является первым входом формирователя, а выход соединен с первым входом первого триггера, первый и второй входы третьего элемента И подключены соответственно к первому выходу первого триггера и третьему входу формирователя выходы третьего .и шестого элемен- . тов И подключены соответственно к первому и второму входам второго триггера, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, выход которого подключен к пер- вому входу пятого элемента И и является выходом формирователя, выход пятого элемента И подключен к второму входу первого триггера, второй выход кОторого соединен с первым входом шестого элемента И, вторые входы четвертого, шестого и пятого элементов И являются соответственно вторым, третьим и четвертым входами

Формирователя.

3. Коммутатор по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что датчик цикла опросов содержит седьмой, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый, двенадцатый и тринадцатый элементы И, третий четвертый, пятый триггеры, распределитель импульсов, при этом выход одиннадцатого, двенадцатого, тринадцатого элементов

И подключен к второму входу соотве" тственно третьего, четвертого, пятого триггера, вторые выходы третьего, четвертого триггера подключены к первым входам соответственно двенадцатого, тринадцатого элемента И, выход десятого элемента И соединен с вторым входом одиннадцатого элемента И, первый вход датчика цикла опросов соединен. с входом распределителя импульсов и с первым входом седьмого элемента И, второй вход которого является вторым входом датчика цикла опросов, выход седьмого элемента И соединен с первым входом третьего триггера, первый выход которого подключен к первому входу восьмого элемента И, распределитель импульсов первым выходом подсоединен к вторым входам девятого и тринадцатого элементов И, вторым выходом соединен с вторыми входами восьмого, десятого и двенадцатого элементов И, третий вход датчика циКла опросов соединен с входом второго элемента НЕ, выход которого подключен к первому входу одиннадцатого элемента И, первый выход четвертого триггера соединен с первым входом девятого элемента И, выход которого связан с первым выходом датчика цикла опросов и с первым входом пятого триггера, выход которого подключен к первому входу десятого элемента И, второй выход третьего триггера является вторым выходом дат. чика цикла опросов.

:1

Изобретение относится к области связи и вычислительной техники и может использоваться в автоматизирован ных комплексах обработки данных для подключения входных информационных каналов к аппаратуре обработки.

Известен чередующийся электрон ный коммутатор 1) 2

Недостатком его является низкая надежность, обусловленная отсутствием связи схемы синхронизации с выходными каналами, что может привести к пропуску элементов данных при коммутации асинхронных каналов.

Наиболее близок к изобретению коммутатор, содержащий входных и выход"

3 1029174 ной каналы из i коммутационных эле- элементов ИЛИ, элемент ИЛИ, причем ментов каждый, тактовый генератор, информационные входы коммутационных . счетчик, дешифратор, и формирова- элементов каждого входного канала телей импульсов опроса, элемент И, являются соответствующими входами

1+1 элементов ИЛИ, при этом выхо- данных коммутатора, выходы одноимен-. ды одноименных коммутационных эле- ных коммутационных элементов и входментов входных каналов объединены ных каналов через соответствующие по ИЛИ и подключены к информацион- элементы ИЛИ групп. подключены к инному входу соответствующего комму- формаццонному входу соответствующего тационного элемента выходного ка- 10 коммутационного элемента выходного " нала, а первый вход каждого форми- канала, выход которого соединен с

Рователя импульсов опроса подклю- соответствующим выходом данных комчен к входу сигнала готовности ка- мутатора, первы% вход каждого из нала, второй вход - к соответствую- и формирователей импульсов опроса щему выходу дешифратора, выход - к 1 подключен к соответствующему входу управляющим входам коммутационных сигнала готовности коммутатора, втоэлементов соответствующего входного рой вход - к соответствующему выхоканала и к соответствующему входу ду дешифратора, выход - к управля1+1-го элемента ИЛИ, выход которого ющим входам коммутационных элеменсоединен с первым. входом элемента тов соответствующего входного ка"

И, второй вход и выход которого - нала и к соответствующему входу подключены соответственно к строби- элемента ИЛИ, выход которого соедирующему входу коммутатора и к уп- нен с первым входом nepsoro элемента

Равляющим входам коммутационных И, выходы счетчика соединены с вхо элементов выходного канала, причем 2 дами дешифратора, введены m-1 выпоследовательно соединены тактовый о0840< каналов по I коммутационных генератор и счетчик, выходы которого элементов в каждом (где m-число ка- . подключены к входам дешифратора и к налов многоканального вычислительно" информационным входам соответствую- го УстРойства), второй элемент И, щих коммутационных элементов выход- первая и вторая группы элементов И

30 ного канала, n+1-й выход дешифратора по числу выходных каналов, m адресподключен к входам формирователей им. ных компараторов, датчик цикла опропульсов опроса. Каждый формирователь са, блок настройки адресов и первый импульсов опроса содержит последо- элемент НЕ, буричем первая и вторая вательно соединенные дифференцирую- группы входов. каждого адресного комщую цепь, триггер, элемент И P2). 35 паратора подключены к выходам счетНедостатками данного коммутато- . чика и к соответствукнцим выходам блора являются ограниченные функциональ . ка настройки адресов, выходы адресные возможности и низкая надежность, ных компараторов подключены к первым так как входные каналы могут быть входам соответствующих элементов И подсоединены только к одному каналу 4о первой группы, вторые входы которых устройства обработки информации. При :соединены с выходом первого элемениспользовании асинхронных каналов . та И,» а выходы - с управляющими вхои наличии нескольких управляющих воз- дами i коммутациониых элементов содействий на формирователи импульсов ответствующего выходного канала и с возможен пропуск элементов данных. 4> первыми- входами соответствующих элеЦель изобретения - расширение ментов И второй группы, вторые вхообласти применения и повышение на- - ды и выходы которых подключены содежности при коммутации асинхрон- ответственно к выходу тактового геных каналов. нератора и к выходам стробового сигЭта цель достигается тем, что мно-50 нала коммутатора, выход тактового . гоканальный пространственно-времен- генератора соединен с первым входом ной коммутатор, содержащий и вход- датчика цикла опроса и с входом перных и выходной каналы из i-коммута- ваго элемента НЕ, выход которого сое. ционных элементов каждый (где п динен с первым входом второго элеколичество абонентов, i-разрядность 55 мента И, выход которого соединен с слова), тактовый генератор, счетчик, тактовым входом счетчика, второй и дешифратор, и формирователей импуль третий входы датчика цикла опроса сов опроса, первый элемент И, группу соединены соответственно с выходом

10291 дешифратора и с выходом первого элемента НЕ, а первый и второй выходы датчика цикла опроса соединены соответственно с третьими входами формирователей импульсов опроса, с установочным входом счетчика и с вторыми входами первого и второго элементов

И, четвертые входы формирователей импульсов опроса соединены с выходом тактового генератора. 10

Кроме того, формирователь импульсов опроса содержит дифференцирую щую цепь, первый и второй триггеры, третий, четвертый, пятый и шестой элементы И, причем вход дифференцирующей цепи является первым входом формирователя, а выход соединен с первым входом первого триггера, первый и второй входы третьего Элемен-,. та И подключены соответственно. к первому выходу первого триггера и тдетьему входу формирователя, выходы третьего и шестого элементов И подключены соответственно к первому и второму входам второго триггера, выход которого соединен с первым вхо. дом четвертого элемента И, выход которого подключен к первому входу пятого элемента И и является выходом формирователя, выход пятого элемента

И подключен к второму входу первого триггера, второй выход которого соединен с первым входом шестого элемента И, вторые входы четвертого, шестого и пятого элементов И являются соответственно вторым, третьим и четвертым входами формирователя.

При этом датчик цикла опросов со держит седьмой, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый, двенадцатый, и тринадцатый элементы И,третий,четвертый, пятый триггеры, распредели" тель импульсов, причем выход одиннадцатого, двенадцатого, тринадцатого элемента И подключен к второму вхо ду соответственно третьего, чвтвер4S того, пятого триггера, вторые выходы третьего, четвертого триггера под" ключены к первым входам соответственно двенадцатого, тринадцатого элемента И, выход десятого элемента И соединен с вторым входом одиннадцатого элемента И, первый вход датчика цикла опросов соединен с входом распределителя импульсов и с первым входом седьмого элемента И, второй вход 55 которого соединен с вторым входом датчика цикла опросов, а выход седьмого элемента И является первым вхо74 Ь дом третьего триггера, первый выход которого подключен к первому входу восьмого элемента И распределитель импульсов первым выходом подсоединен к вторым входам девятого .и три" надцатого элементов И, вторым выходом соединен с вторыми. входами восьмого, десятого и двенадцатого weментов И, третий вход датчика цикла опросов соединен с входом второго элемента НЕ, выход которого подклю.чен к первому входу одиннадцатого элемента И, первый выход четвертого триггера соединен с первым входом девятого элемента И, выход которого связан с первым выходом датчика цикла опросов и с первым входом пятого триггера, выход которого подключен к первому входу десятого элемента И, а второй выход третьего триггера является вторым выходом датчика цикла опросов, На фиг.l приведена блок-схема многоканального пространственно-времен" ного коммутатрра; на фиг.2 — формирователь импульсов опроса; на фиг.3. датчик цикла опросов.

Многоканальный пространственновременной коммутатор (фиг.11 содержит и входных каналов 1 из 1 коммутационных элементов 2 каждый, элементы ИЛИ 3, по числу коммутационных элементов 1, m выходных каналов

4 из 1 коммутационных элементов 5 каждый,1+1 элемент ИЛИ б,первый эле- мент И 7, .тактовый генератор 8, первый элемент HE 9, второй элемент

И 10 счетчик 11, дешифратор 12, адресные компараторы 13, блок настройки адресов 14, датчик цикла опро" сов 15, и формирователей импульсов опроса 16, первая и вторая группи элементов И 17 и 18, информационные входы 19 .и выходы 20 устройства, входы 21-24 и выходы 25 формирователя импульсов опроса, входы 26-28; выходы 29 и 30 датчика цикла опросов, стробирующий сигнал 31 выход" ных каналов;

Блок формирователя импульсов опроса может быть выполнен (фиг.2} в виде дифференцирующей цепи 32, триггера 33, элемента И 34, триггера 35,. элементов И 36"38.

Блок датчика цикла опросов может быть выполнен (фиг.3) в виде эле" мента И 39, триггера 40, элемента

И 41, триггера 42,элемента И 43, триггера 44, элемента И 45 эпемен1

1029

7 та НЕ 46, элементов И. 47-49, распределителя импульсов 50.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии элементы

И 7 и 10,открыты разревающим потен. циало1и с выхода 30 датчика циклов onроса 15. Импульсы с .выхода тактового генератора 8 через элемент НЕ 9, элемент И 10 поступают на вход счетчи- В ка 11, которнй формирует код адреса (номера) опрашиваемого входного ка.нала. ДешифраторД2 .формирует на со- ответствующем выходе импульс, посту- . пающий- на второй вход 22 соответст- И вующего формирователя импульсов onроса 16..Если в данном формирователе на предыдущем цикле опроса принят.сигнал готовносги входного канала по входу 21, импулъс опроса через выход 25 формирователя поступает на управляющие выходы коммутационных зле . мейтов 2 опрашиваемого входного кана" ла, а через последовательно соединенные элемент ИЛИ: 6, элемент И 7 -. 5 на первые входы элеиентов И 17 первой группы. Одновременно с форми.рователем импульса опроса входного

: канала соответствующий адрес>ей компаратор 13 при совпадении кода с . выходов счетчика 11 с кодом с соо1 . ветствующих выходов блока настройки

- адресов 14 формирует на своем выходе .импульс опроса выходного канала, поступающий через соответ:ствующий элемент И 17 - первой-груп- пы на управляющие входы коммутационных .элементов 5 опрашиваемого выходного канала и на первый вход соответствующего элемента И 18 второй группы, на выход которого через вто" рой вход †.проходит стробирующий сигнал выходного канала от тактового: генератора 8. В результате данные с входов 19 опрашиваемого входного. канала проходят на соответствующие «З выходы 20 выходного канала.

За текущий цикл опроса аналогич- ныи образом осуществляется последовательныи опрос всех входных кайалов

1 и выходных:каналов 5, Необходимые .® соединения между входами и выходами данных коммутаторов определяются блоком настройки адресов 14, содержащих группу шифраторов адресов выходных каналов. После опроса всех М входных каналов дешифратор 12 фор-. мирует импульс окончания цикла on" росаппоступающий на вход 27 дат17" -8 чика циклов опроса 15. Последний на выходе 30 выдает импульс блокировки, закрывающий элемент И 7, элемент

И 10, а на выходе 29 - импульс установки исходного состояния. После установки исходного состояния коммутатора снимается импульс блокировки и начинается новый цикл опроса и коммутации.

Каждый из формирователей импульсов опроса. 16 работает следующим образом.

Сигнал готовности канала через первый вход 21 поступает на вход дифференцирующей цепи 32, при этом триггер 33 устанавливается в "Р . Импульс устайовки исходного состояния . поступает через ахи 23 и устанавливает.. триггер 35: в состояние, повторяющее состояние триггера 33. При сформировании. счетчиком 11 кода адреса опрашиваемого входного канала

-импульс с соответствующего выхода дешифратора 12 поступает через вход

22 на второй вход элемента И. 36. Если при этом триггер 35 находится в состоянии "1"," то импульс опроса проходит на вйход 25 формирователя и на первый вход элемента 4 37. Сопровождающий Фго импульс с выхода тактового råíåðàòîðà 8 через вход 24 поступает на второй вход элемента

И 37 и с его выхода - на установку в "6" триггера 33,-подготавли- вая последним к приему следующего сигнала готовности канала. датчик циклов оп юса 15 работвег следующим образом.

Тактовый:импульс, сопровождающий иммяульс окончания цикла опроса выделяется элеменгом И 39 и устанавливает в и1" трю гер 46. Сигнал с инверсного-выхода триггера 40 яв;ляется -импульсом блокировки, который через выход 36 поступает на вторые входФ элементов И 7 и 16. Pic:пределитель импульсов 56 выделяет из тактовых импульсов первую и вторую, последовательности, импульсы которым .взаимно не перекрываются и имеют в

:сравнении .с тактовыми импульсами вдвое меньшую частоту.

Восле установления а "1" триг;гера 46 импульс. проходит с второго выхода распределителя 56 через эле,:мент 41 и устанавливает в "1" триг:гер 42. С вйхода элемента И 43 на выход 29 поступает импульс установки.

Далее триггеры 40, 42 и 44 последовательно возвращаются в исходное состояние, которое сохраняется до окончания следующего цикла опроса.

Для коммутации без пропусков данных частота циклов опроса должна превышать частоту поступления данных в самом высокоскоростном канале.

Расширение области применения рассматриваемого устройства достигается возможностью подсоединения группы его входных каналов к мно1029174

10 гоканальному устройству обработки информации в соответствии с заданным режимом коммутации.

Вызванное расширением диапазона коммутации увеличение частоты опроса входных каналов не приводит к nponyc" ку элементов информации, благодаря временному разделению операций записи и считывания. ю . Таким образом обеспечивается повышение надежности работы устройства при многоканальной коммутации, 1029174

Составитель Г.Стернин

Редактор Н.йвыдкая Техред N.Tenep Корректор Г.Решетник

Заказ 4981/47 Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, 3-35, Рауаская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент".,. r. Ужгород, ул. Проектная, 4