Коммутатор

 

Союз Советских

Социалистйчесиих

Республик, я то, а М ЬА (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.0177 (21) 2440874/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 1501-80. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 150180

Н 03 К 17/02

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УЛК S21. З82

{088.8) (72) Автор изобретения

Н.И.Витиска (71) Заявитель

Таганрогский радиотехнический институт им. В.Д.Калмыкова (54} КОММУТАТОР

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении временных коммутационных устройств в универсальных вычислительных системах высокой 5 производительности.

Известны в вычислительных системах коммутаторы для последовательной передачи дискретной информации, содержащие элементы сравнения, задающие {О регистры и регистры для приема и выдачи дискретной информации. Управление передачей и коммутацией двоичных сигналов осуществляется с помощью. двух групп переключателйй, каждая из которых содержит и подгрупп с тремя ключами в каждой, мажоритарного элемента, двух элементов ИЛИ и двух элементов задержки, а также соответствующих элементов сравненйя, первые входы каждого из которых подключены к выходам шифратора, а вторые входы — к выходам соответствующего задающего регистратора МД.

Основным недостатком данного устройства является низкое быстродействие, вызванное тем, что при последовательной передаче дискретной информации требуется одновременная коммутация единичных и нулевых сигналов. З0

С целью повышения быстродействия в коммутаторе, содержащем и-разрядный приемный регистр, rn-разрядный выходкой регистр, единичкые разрядные входы которого соединекы с выходами соответствующих элементов сравнения, первые входы каждого из которых подключены к Ход ;: выходам шифратора, а вторые входы — к выходам соответствующегo задающего регистра, а также два элемента ИЛИ, два элемента задержки, мажоритарный элемент и две гругпы переключателей, каждая из которых содержит и подгрупп с тремя ключами в каждой, i-ый единичный разрядный выход приемного регистра соединен с информационным входом первого ключа i-ой подгруппы первой группы переключателей, информационным входом второго ключа 1-ой подгруппы второй группы переключателей и i-ым входом мажоритарного элемента, а i-ый нулевой разрядный выход приемного регистра подключен к информационному входу второго ключа з -ой подгруппы первой группы переключателей и информационному входу первого ключа i-ой подгруппы второй группы переключателей. При этом первый выход мажоритарного элемента со710104 единен с управляющими входами ключей первой подгруппы первой группы переключателей, а второй выход — с управляющими входами ключей первой подгруппы второй группы переключателей, в каждой группе переключателей выход первого ключа предыдущей подгруппы соединен с управляющими входами ключей последующей подгруппы, а выходы первых ключей последних подгрупп соединены с входами первого элемента

ИЛИ, выходы вторых ключей соответст вующих подгрупп переключателей объединены и подключены к соответствующему входу шифратора. Выходы шифратора соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого через первый элемент задержки подключен к входам третьих ключей всех подгрупп переключателей, выход третьего ключа i-ой подгруппы первой группы переключателей соединен с i ûì единичным разрядным входом приемного регистра, а выход третьего ключа

i-ой подгруппы второй группы переключателей подключен к i-ому нулевому разрядному входу приемного регистра. Выход первого элемента ИЛИ через второй элемент задержки соединен с входами сброса приемного и выходного регистров, первый управляющий вход последнего из которых подключен к выходу первого ключа последней подгруппы переключателей, а второй управляющий .вход соединен с выходом первого ключа последней подгруппы первой группы переключателей.

На чертеже представлена функцис— нальная схема. коммутатора.

Коммутатор содержит и-разрядный приемный регистр 1, m-разрядный выходной регистр 2, единичные разрядные входы которого соединены с выходами соответствующих элементов сравнения 3-1 — 3-m. Первые входы каждого элемента сравнения подключены к

lagoon выходам шифратора 4, а вторые входы — к выходам соответствующего зада.ющего регистра 5 (на чертеже. задающие регистры 5-1 — 5-m). Коммутатор содержит также мажоритарный элемент б, элементы ИЛИ,7 8, элементы задер>кки 9 и 10 и две группы переключателей 11 и 12. Каждая из групп гереключателей содержит .-: подгругr. : 11-1-11-и и 12-1-1?-n,, L одну подгруппу входят ри ключа 13-1 — 13-3

При передаче информации из при-" емного регистра 1 в выходной регистр

2 согласно программе коммутации в задающих регистрах 5-1„ 5-?,...,5-гд, коммутатор работает следующим образом

Записанный в приемном регистре и-разрядный код поступает на все входы мажоритарного элемента б, имеющего порог срабатывания г/2, Если в и-разрядном коде количество единиц больше, чем n/2, та на выхоце 14-1 мажоритарнога элемента присутствует потенциал. Он поступает на управляющие входы ключей 13-1, 13-2, 13-3 подгруппы 11-1 группы переключателей

11. Когда в первом разряде приемного регистра записана логическая единица, то открыт в подгруппе 11-1 ключ

13-1, с которого потенциал поступает на вход ключа 13 — 1 подгруппы 11-2.

Если в первом разряде приемного регистра зафиксирован логический ноль| (O то потенциал с соответствующего выхода проходит через открытый ключ

13-2 и поступает на первый вход шифратора 4. На выходах шифратора образуется двоичный код 00...01, которыи соответствует номеру разряда (в данном случае первому), хранящему логический ноль. Далее образованный двоичный код поступает на входы элементов сравнения 3-1, 3-2,..., 3-m.

В них происходит сравнение с кодами, 20 записанными в задающих регистрах

5-1, 5-2. .. 5-m. Когда произойдет совпадение, сигнал с соответствующих элементов сравнения записывается в необходимые разряды выходного регистра 2. Одновременно с этим на выходе элемента ИЛИ 8 появляется потенциал, который через элемент задержки

9 и открытый ключ 13-3 подгруппы

11 — 1 перебрасывает первый разряд приемного регистра 1 в единичное состояние. В результате этого в подгруппе 11-1 открывается ключ 13-1 потенциал с которого поступает на управляющие входы ключей подгруппы

11-2. Следовательно, потенциал с выхода 14-1 мажоритарного элемента б проходит аналогичным образом через остальные подгруппы (11-2, 11-3,. ° ., ll-r.) группы переключателей 11, причем время затрачивается только на передачу нулевых значений в разрядах приемного регистра и информация из приемного регистра перезаписывается в выходной регистр в обратном коде.

Потенциал„. появившийся в конце передачи на выходе ключа 13-1 подгруппы 11-и поступает на второй управляющий вход выходного регистра

2, По этому сигналу с выходного регистра происходит считывание инфор5р мации в виде инверсного и>-разряднога кода. Сброс в ноль приемного регистра 1 и выходного регистра 2 происходит через элемент задержки 10 сигналом с выхода элемента ИЛИ 7.

Когда в и-разрядном коде приемного регистра количество логических нулей больше, чем единиц, присутствует потенциал на выходе 14-2 мажоритарного элемента б, который поступает на управляющие входы ключей .

60 .13-1, 13-2, 13-3 подгрУппы 12-1 гРУппы переключателей 12. Если в первом разряде приемнога регистра зафиксирован логический ноль, то потенциал с выхода ключа 13-1 подгруппы 12=1

65 поступает непосаедственно ча управ710104 ляющие входы ключей 13-1, 13-2, 13-3 подгруппы 12-2 группы переключателей 12 . формула изобретения

Если в первом разряде приемного регистра зафиксирована логическая единица, то сигнал с единичного выхода данного разряда проходит через открытый ключ 13-2 подгруппы 12-1 и поступает на первый вход шифратора

4. На выходах шифратора образуется двоичный код 00...01, который соот. ветствует номеру разряда (в данном случае первому), хранящему единицу.

Далее образованный двоичный код поступает на входы элементов сравнения

3-1, 3-2,..., З-m, где происходит сравнение с кодами, записанными в задающих регистрах 5-1, 5-2,...,5-щ.

В случае совпадения с выходов соответствующих элементов сравнения появляется сигнал, который записывается в соответствующие разряды выходного регистра 2. Одновременно с этим на выходе зле энта ИЛИ 8 появляется потенциал, который через элемент задержки 9 и открытый ключ 13-3 подгруппы 12-1 группы переключателей 12 перебрасывает первый разряд приемного регистра 1 в нулевое состояние.

С этого момента сигнал через открывающийся ключ 13 — 1 подгруппы 12-1 группы переключателей 12 поступает на управляющие входы ключей 13-1, 13-2, 13-3 подгруппы 12-2. Потенциал с выхода 14-2 мажоритарного элемента б аналогично проходит через остальные подгруппы (12-2, 12-3,...,12-п) группы переключателей 12. При этом время затрачивается только на передачу логических единиц, хранимых в приемном регистре 1. Причем информация из приемного регистра перезаписывается на выходной регистр 2 согласно программе коммутации в прямом коде.

В конце передачи сигнал на выходе ключа 13-1 подгруппы 12-и группы переключателей 12 поступает на первый управляющий вход выходного регистра.

По этому потенциалу с выходного регистра происходит считывание информации в виде прямого m-разрядного кода. Сброс в ноль приемного регистра 1 и выходного регистра 2 осуществляется этим же сигналом с выхода элемента ИЛИ 7 ерез элемент задегжки 10., Когда в и-разрядном коде приемного регистра число нулей и единиц одинаково, на любом из выходов (14-1 и 14-2) мажоритарного элемента б мажет присутствовать потенциал. В этом случае время передачи информации в коммутаторе максимально и равно n/2 тактам.

Коммутатор, содержащий п-разрядный приемный регистр, m-разрядный выходной регистр, единичные разрядные входы которого соединены с выходами соответствующих элементов сравнения, первые входы каждого из которых подключены к Iog2m выходам шифратора, а вторые входы — к выходам соответствующего задающего регистра, а также два элемента ИЛИ, два элемента задержки, мажоритарный элемент и две группы переключателей, каждая

65 из которых содержит и подгрупп с тремя ключами в каждой, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия, i-ый единичный разрядный выход приемного регистра соединен с информационным входом перваго ключа i îé подгругпы первой группы переключателей, информационным входом второго ключа i-ой подгруппы второй группы переключателей и 1-ым входом мажоритарного элемента, а -ый нулевой разрядный выход приемного регистра подключен к информацианHQM» Bxopgi второгo ключа

i-ой подгру:пы первой гругпы переключатenей и информационному входу первого ключа i-ой подгруппы. второй группы переключателей, первый выход мажоритарного элемента соединен с управляющими входами ключей .-.ервсй подгруппы первой группы переключатеИЛИ, выход которого через первый элемент задержки подключен к входам третьих ключеи всех подгрупп переключателей, выход третьего ключа 1-ой подгруппы первой группы переключателей соединен с i-ым единичным разрядным входом приемного регисòðà, а выход третьего ключа i-ой подгруппы второй группы переключателей подключен к i-ам нулевому разрядч му входу приемного регистра, выха ;ерваго элемента ИЛИ через второй элемент задержки соединен с входами. сброса приемного и выходного регистров, первый управляющий вход последнего из которых подключен к выходу первого ключа последней подгруппы переключателей, а второй управляющий вход соединен с выходом первого клювторой выход с управл щими входами ключей первой подгруппы втсрай группы переключателей, н кажцай группе переключателей выход первого ключа предыдущей подгруппы соединен с управляющими входами ключей последующей подгруппы, а выходы первых ключей последних подгрупп соединены с входами первого элемента ИЛИ, выходы вторых ключей соответствующих подгрупп переключателей объединены и подключены к соответствующему входу шифратора, выходы которсга соединены с входами второго элемента

710104

Составитель В.Чачанидзе

Техред Э.Чужик Корректор М.Вигула

Редактор Т.Юрчикова

Заказ 8774/52 Тираж 995 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патен, г. ужгород, ул. Проектная, 4 ча последней подгруппы первой группы переключателей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Евреинов Э.В. и др. Однородные универсальные вычислительные системы высокой производительности, Наука, Новосибирск, 1966, с. 45 (прототип) .