Коммутатор

Союз Советских Социалилйчесиих Респблик(23) ПриоритетОпубликовано 150180. Бюллетень М 9 2Дата опубликования описания 150180 г(г Н 03 К 17/02 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(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 5производительности,Известны в вычислительных системахкоммутаторы для последовательной передачи дискретной информации, содержащие элементы сравнения, задающие 10регистры и регистры для приема ивыдачи дискретной информации. Управление передачей и коммутацией двоичных сигналовосуществляется с помощью двух групп переключателйй, каждая из которых содержит п подгруппс тремя ключами в каждой, мажоритарного элемента, двух элементов ИЛИ идвух элементов задержки, а такжесоответствующих элементов сравненйя,первые входы каждого из которых подключены к выходам шифратора, а вторые входы - к выходам соответствующего задающего регистратораМД.Основным недостатком данного устройства является низкое быстродействие, вызванное тем, что при последовательной передаче дискретной информации требуется одновременная коммутация единичных и нулевых сигналов. ЗО С целью повышения быстродействия в коммутаторе, содержащем и-разрядный приемный регистр, ж-разрядный выходкой регистр, единичкые разрядные входы которого соединекы с выходами соответствующих элементов сравнения, первые входы каждого из которых подключены к 1 од в выходам шифратора, а вторые входы - к выходам соответствующего 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, 1-ый единичный разрядный выход приемного регистра соединен с информационным входом первого ключа 1-ой подгруппы первой группы переключателей, информационным входом второго ключа 1-ой подгруппы второй группы переключателей и 1-ым входом мажоритарного элемента, а 1-ый нулевой разрядный выход приемного регистра подключен к информационному входу второго ключа 3.-ой подгруппы первой группы переключателей и информационному входу первого ключа 1-ой подгруппы второй группы переключателей. При этом первый выход мажоритарного элемента соединен с управляющими входами ключей первой подгруппы первой группы переключателей, а второй ныход - с управляющими входами ключей первой подгруппы второй группы переключателей,в каждой группе переключателей выход первого ключа предыдущей подгруппысоединен с управляющими входами ключей последующей подгруппы, а выходыпервых ключей последних подгрупп соединены с входами первого элементаИЛИ, выходы вторых ключей соответствующих подгрупп переключателей объединены и подключены к соответствующему входу шифратора. Выходы шифратора соединены с входами второгоэлемента ИЛИ, выход которого черезпервый элемент задержки подключенк входам третьих ключей всех подгрупп переключателей, ныход третьего ключа 1-ой подгруппы первой группы переключателей соединен с 1-ымединичным разрядным входом приемного регистра, а выход третьего ключа1-ой подгруппы второй группы переключателей подключен к 1-ому нулевому разрядному нходу приемного регистра. Выход первого элемента ИЛИ черезвторой элемент задержки соединен с входами сброса приемного и выходногорегистров, первый управляющий входпоследнего из которых подключен квыходу первого ключа последней подгруппы переключателей, а второй управляющий вход соединен с выходом первого ключа последней подгруппы первой группы переключателей.На чертеже представлена функциональная схема. коммутатора,Коммутатор содержит и-разрядный приемный регистр 1, н-разрядный выходной регистр 2, единичные разрядные входы которого соединены с выходами соответствующих элементов сравнения 3-1-3-щ, Первые входы каждого элемента сравнения подключены к тоу.п выходам шифратора 4, а вторые входы - к ныходам соответствующего задающего регистра 5 (на чертеже задающие регистры 5-1 - 5-щ), Коммутатор содержит также мажоритарный элемент б, элементы ИЛИ,7 и 8, элементы задеркки 9 и 10 и дне группы переключателей 11 и 12. Каждая из групп гереключателей содержит .-: подгрупп: 11-1-11-и и 12-1-1-и,. В одну подгруппу входят три ключа 13 1 13 3 При передаче информации из гри емного регистра 1 в выходной регистр 2 согласно программе коммутации н задающих регистрах 5-1 5-25-га,коммутатор работает следующим образом Записанный в приемном регистре и-разрядный код поступает на все нхо ды мажоритарного элемента б, имеющего порог срабатывания г/2, Если ви-разрядном коде количество единицбольше, чем и/2, то на ныхоце 14-)мажоритарнога элемента присутствует потенциал. Он поступает на управляющие входы ключей 13"1, 13-2, 13-3подгруппы 11-1 группы переключателей11. Когда в первом разряде приемногорегистра записана логическая единица, то открыт в подгруппе 11-1 ключ13-1, с которого потенциал поступаетна вход ключа 13-1 подгруппы 11-2.Если в первом разряде приемногорегистра зафиксирован логический ноль 1 Ото потенциал с соответствующего выхода проходит через открытый ключ13-2 и поступает на первый входшифратора 4. На выходах шифратора образуется двоичный код 0001, которыи соответствует номеру разряда (вданном случае первому), хранящемулогический ноль. Далее образованныйдвоичный код поступает на входы элементов сравнения 3-1, 3-2 З-ш.В них происходит сравнение с кодами, 20 записанными в задающих регистрах5-1, 5-2.5-щ, Когда произойдетсовпадение, сигнал с соответствующихэлементов сравнения записывается внеобходимые разряды выходного регистра 2. Одновременно с этим на выходе элемента ИЛИ 8 появляется потен. циал, который через элемент задержки9 и открытый ключ 13-3 подгруппы11 - 1 перебрасывает первый разрядприемного регистра 1 в единичноесостояние. В результате этого вподгруппе 11-1 открывается ключ 13-1потенциал с которого поступает науправляющие входы ключей подгруппы11-2Следовательно, потенциал с выхода 14-1 мажоритарного элемента бпроходит аналогичным образом черезостальные подгруппы (11-2, 11-3.11-и) группы переключателей 11, причем время затрачивается только напередачу нулевых значений в разрядахприемного регистра и информация изприемного регистра перезаписываетсяв выходной регистр н обратном коде.Потенциал. появившийся в концепередачи на выходе ключа 13-1 подгруппы 11-п, поступает на второйуправляющий вход выходного регистра2. По этому сигналу с выходного регистра происходит считывание инфор 5 р мации в виде инверсного и-разрядногокода. Сброс н ноль приемного регистра 1 и выходного регистра 2 происходит через элемент задержки 10 сигналам с выхода элемента ИЛИ 7.Когда в и-разрядном коде приемного регистра количество логическихнулей 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 первомразряде приемного регистра зафиксирован логический ноль, то потенциалс выхода ключа 13-1 подгруппы 12=1 65 поступает непосоедственно ча управ710104 ляющие входы ключей 13-1, 13-2, 13-3подгруппы 12-2 группы переключателей 12. формула изобретения5 1 О 15 20 25 30 35 4 О 45 50 55 60 65С 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, 12-312-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. 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 0001, который соответствует номеру разряда (в данном случае первому), хранящему единицу, Далее образованный двоичный код поступает на входы элементов сравнения 3-1, 3-2 З-в, где происходит сравнение с кодами, записанными в задающих регистрах 5-1, 5-25-щ. В случае совпадения с выходов соответствующих элементов сравнения появляется сигнал, который записывается в соответствующие разряды выходного регистра 2. Одновременно с этим на выходе злеэнта 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,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 ш-разрядного кода. Сброс в ноль приемного регистра 1 и выходного регистра 2 осуществляется этим же сигналом с выхода элемента ИЛИ 7 через элемент задержки 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 и/2 тактам. Коммутатор, содержащий и-разрядный приемный регистр, ш-разрядный выходной регистр, единичные разрядные входы которого соединены с выходами соответствующих элементов сравнения, первые входы каждого из которых подключены к 1 оу 2 ш 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 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, 1-ый единичный разрядный выход приемного регистра соединен с информационным входом перваго ключа .-ой подгругпы первойгруппы переключателей, информационным входом второго ключа 1-ой подгруппы второй группы переключателейи 1-ым входом мажоритарного элемента, а -ый нулевой разрядный выходприемного регистра подключен к информационному входу второго ключа1-ой подгруппы первой группы переключателей и информационному входупервого ключа 1-ой подгруппы второйгруппы переключателей, первый выходмажоритарного элемента соединен суправляющими входами ключей первсйподгруппы первой группы переключате . лей, а второй выход - с управляющими входами ключей первой подгруппы втс. рай 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 ИЛИ, выход которого через первый элемент задержки подключен к входам третьих ключеи всех подгрупп переключателей, выход третьего ключа 11-ойподгруппы первой группы переключателей соединен с 1-ым единичным разрядным входом приемного регистра,а выход третьего ключа 1-ой подгруппы второй группы переключателей подключен к 1-аму нулевому разрядимувходу приемного регистра, выха- первого элемента ИЛИ через второй элемент задержки соединен с входами.сброса приемного и выходного регистров, первый управляющий вход последнего из которых подключен к выходупервого ключа последней подгруппыпереключателей, а второй управляющийвход соединен с выходом первого клю710 10"4 ча последней подгруппы первой группыпереключателей. Источники информации,принятые во внимание при экспертизеСоставитель В.ЧачанидзеТехред Э.ЧУжик " Коррек Ред тор Т игула чико аказ 8 995 Подпи го комитета СССР й и открытий ская наб д. 4/5 илиал ППП Патент г. УжгоРод, Ул. ПРоектнаЯ 4/52 ЦНИИПИ Го по дела 035, МоскваТираж дарственн изобретен Ж-З 5, Рау 1. Евреинов Э.В, и др. Однородные универсальные вычислительные системы высокой производительности, Наука, Новосибирск, 1966, с. 45 (прототип) .