Коммутатор

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик оц00470(22) Заявлено 191081 (21) 3347318/18-21 Н 03 К 17/04 с присоединением заявки Мо(23) Приоритет -Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытийДата опубликования описания 280283(54) КОММУТАТОР Изобретение относится к коммутационной технике.Известны коммутаторы, содержащиесчетчики, дешифратор, генераторы,триггер, блок сравнения и элементзадержки 1 ).К недостаткам известных устройствотносится низкое быстродействие.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является коммутатор, содержащий счетчик каналов,счетный вход которого соединен с выходом тактового генератора, информационные входы подключены к входнымшинам, а выходы соединены через дешифратор с группой выходных шин инепосредственно с первыми входамиблока сравнения, вторые входы которого подключены к выходам счетчикаимпульсов, а также элемент задержкии триггер, единичный выход которогосоединен с входом запуска высокочастотного генератора 2 ),К недостаткам известного устройства относится низкое быстродействие.Цель изобретения - повышение быстродействия коммутатора.Указанная цель достигается тем,что в коммутатор, содержащий счетчикканалов, счетный вход которого соединен с выходом тактового генератора,информационные входы подключены квходным шинам, а выходы соединенычерез дешифратор с группой выходныхшин и непосредственно с первыми входами блока сравнения, вторые входыкоторогоподключены к выходам счетчика импульсов, а также элемент задержки и триггер, единичный выходкоторого соединен с входом запускавысокочастотного генератора, введеныдва формирователя, два элемента ИЛИ,четыре элемента И и инвертор, входкоторого соединен с выходом нулевого канала дешифратора и первым входом первого элемента И, а выход подключен к первому входу второго эле"мента И, второй вход которого соединен с выходом тактового генератора,вторым входом первого элемента И ипервым входом первого элемента ИЛИ,третий вход - с третьим входом первого элемента И, первым выходом блока сравнения и нулевым входом триггера, а выход подключен к первомувходу второго элемента ИЛИ, второйвход которого через первый формирователь соединен с выходом первого элемента И, первой выходной шиной ивходом сброса счетчика импульсов, 100147020 а выход подключен к единичному входутриггера, нулевой выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого через второйформирователь подключен к входу элемента задержки, выход которого соединен с второй выходной шиной, приэтом второй и третий выходы блокасравнения подключены к первым входамсоответственно третьего и четвертогоэлементов И, вторые входы которых 10объединены и соединены с выходомвысокочастотного генератора, выходтретьего элемента И подключен ктретьей выходной шине и вычитающемувходу счетчика импульсов, а выходчетвертого элемента И - к четвертойвыходной шине и суммирующему входусчетчика импульсов.На чертеже представлена функциональная схема коммутатора.Коммутатор содержит счетчик 1каналов, счетный вход которого соеди.нен с выходом тактового генератора2, информационные входы подключенывходным шинам 3, а выходы соединены через дешифратор 4 с группой выходных шин 5 и непосредственно с пер.выми входами блока б сравнения, вторые входы которого подключены квыходам счетчика 7 импульсов, элемент 8 задержки, триггер 9, единичный выход которого соединен с входом запуска высокочастотного генератора 10,инвертор 11, вход которогосоединен с выходом нулевого каналадешифратора 4 и первым входом элемен. З 5та И 12, а выход подключен к первому входу элемента И 13, второй входкоторого соединен с выходом тактового генератора 2, вторым входом элемента И 12 и первым входом элемента 40ИЛИ 14, третий вход - с третьим входом элемента И 12, первым выходомблока б сравнения и нулевым входомтриггера.9, а выход подключен к первому входу элемента ИЛИ 15, второй вход которого через Формирователь 1 б соединен с выходом элемента И 12, выходной шиной 17 и входом сбросасчетчика 7 импульсов, а выход подключен к единичному входу триггера 9, нулевой выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 14, выход которогочерез формирователь 18 подключен к входу элемента 8 задержки, выход которого соединен с выходнойшиной 19, второй и третий выходы блока б сравнения подключены к первым входам соответственно элементов И 20 и 21,вторые входы которых объединены и соединены с выходом высокочастотного генератора 10, выход эле-, 60 мента И 20 подключен к выходной шине 22 и вычитающему входу счетчика 7 импульсов, а выход элемента И 21 к выходной шине 23 и суммирующему входу счетчика 7 импульсов. 65 Коммутатор работает следующим об разом.При централизованной и выносной коммутации обеспечиваются адресный и циклический режимы работы. Перед началом работы производится начальная установка счетчика 1 каналов в положение, соответствующее первому номеру канала в цикле или выбранному номеру канала в адресном режиме. Дешифратор 4 преобразует код счетчика 1 каналов в управляющие сигналы на включение определенного канала при централизованной коммутации. Переключение каналов осуществляется по импульсам тактового генератора 2, поступающим на счетный вход счетчика 1 каналов. При выносной коммутации выходной код счетчика 1 каналов преобразуется в число-импульсный и с выхода высокочастотного генератора 10 определенное число импульсов поступает в выносной коммутатор, где устанавливает его счетчик каналов в положение, соответствующее номеру выбранного канала, коммутатор вырабатывает сигнал "Сброс", производящий сброс счетчика 7 импульсов и одновременно поступающий в выносной коммутатор для сброса его счетчика каналов, что обеспечивает синхронную работу этих устройств. При работе выносного коммутатора сигнал "Сброс" возникает при включении питания для обеспечения синхронизации в начале работы, а затем в процессе работы при выборе каждого нулевого кана- ла. Общее число каналов коммутации, как правило, разбито на группы по 10 каналов в каждой, В таком случае сброс происходит на одном нулевом канале в каждом десятке. При работе в циклическом режиме последующий номер включенного канала отличается от предыдущего всегда на единицу, и при отсутствии сброса счетчика 7. импульсов в начале преобразования число импульсов, вырабатываемых вы-. сокочастотным генератором 10, всегда равно 1.Таким образом, в циклическом режиме работы время преобразования кода является постоянным, независимым от номера включенного канала и минимальным по величине временем выдачи одного импульса высокочастотного генератора 10, Счетчик 7 импульсов реверсивный, позволяющий производить как сложение, так и вычитание, При разбиении каналов на группы по 10 целесообразно использовать двоичнодесятичный счетчик. Блок б сравнения производит сравнение кодов счетчика 1 каналов .и счетчика 7 импульсов с выдачей выходного сигнала "Равенство" при равенстве этих кодов, что определяет момент конца преобразова ния. Кроме того, блок б сравненияпроизводит поразрядное сравнение старших двух разрядов кодов, что позволяет определить разницу между ними, При работе счетчика 7 импульсов в двоично-десятичном коде это позволяет определить, превышает или 5нет разница четыре. Если разница между кодами больше четырех, а новый исходный код счетчика 1 каналов боль. ше предыдущего или разница меньше четырех, а новый исходный код мень ше предыдущего, блок б сравнения вырабатывает выходной сигнал, определяющий работу счетчика 7 импульсов в режиме "вычитание" если разница кодов меньше четырех, а новый исходный код больше предыдущего или разница больше четырех, а новый исходный код меньше предыдущего, блок б сравнения вырабатывает выходной сигнал, определяющий работу счетчика 7 импульсов в режиме "сложение", В зависимости от выходных сигналов блока б сравнения импульсы высокочастотного генератора 10 проходят либо через элемент И 20, либо через элемент И 21 на вычитающий или суммирующий входы счетчика 7 импульсов и по соответствующей шине 22 или 23 поступают в выносной коммутатор. В адресном режиме при любой комбинации предыдущего и последующего исходных кодов число импульсов преобразованного кода не превышает пяти. При поступлении очередного импульса тактового генератора 2 происходит изменение состояния счетчика 1 кана- З 5 лов и возникает сигнал на одном из элементов И 12 или 13 в зависимости от того, требуется ли сброс в начале преобразования. Если преобразование идет с начальным сбросом, то вы дается импульс сброса в выносной ком. мутатор с выхода элемента И 12, В этом случае включение высокочастотного генератора 10 осуществляется после прохождения импульса сброса в 45 выносной коммутатор, т.е. по его заднему фронту. Выходной сигнал элемента И 12 поступает на Формирователь 1 б, выходной импульс которого проходит через элемент ИЛИ 15 на единичный вход триггера 9. Триггер 9 уста-. навливается в единичное. состояние и его единичный выходной сигнал вклю. чает высокочастотный генератор 10, начинается работа счетчика 7 импульсов и выдача необходимого числа импульсов в выносной коммутатор, которые устанавливают его счетчик в положение, соответствующее номеру включенного канала. Работа высокочас. тотного генератора 10 продолжается 60 до момента, когда блок б сравнения вырабатывает сигнал, соответствующий признаку "равенство". Этот выходной сигнал сбрасывает триггер 9 и высокочастотный генератор 10 выключа ется до прихода следующего тактового импульса генератора 2.При отсутствии импульса сброса в начале преобразования тактоцЫе импульсы генератора 2 проходят через элементыИ 13 и ИЛИ 15, и установка триггера9 в единичное состояние, включениевысокочастотного генератора 10 ивыдача импульсов в выносной коммутатор происходят по переднему фронтутактовых импульсов генератора 2,Сброс триггера 9 и выключение высокочастотного генератора 10 также производится по выходному сигналу блока б сравнения, соответствующегопризнаку "равенство",Таким образом, триггер 9 устанавливается в единичное состояние попереднему или заднему фронту тактовых импульсов в зависимости от наличия импульса сброса в начале преобразования, что соответствует моменту начала преобразования, и сбрасывается сигналом признака фравенствоф,что соответствует моменту конца преобразования. Время, в течение которого триггер 9 находится в единичномсостоянии, соответствует интервалупреобразования кода. Нулевой выходной сигнал триггера 9 поступает навход элемента ИЛИ 14, На первый вхОдэлемента ИЛИ 14 поступают тактовыеимпульсы генератора 2; Если кодыравны и время на преобразование кодане требуется, например, при многократных измерениях по одному адресу,триггер 9 находится в сброшенномсостоянии, его нулевой выходной сигнал пропускает тактовые импульсы генератора 2 через элемент ИЛИ 14 наформирователь 18, который по заднему фронту тактовых импульсов Формирует импульс "Конец операции". Есликоды неравны, то триггер 9 устанавливается в единичное состояние итактовые импульсы через элемент ИЛИ14 не проходят, формирование импульсов "Конец операции" происходит пофронту, возникающему в момент окончания преобразования, когда сбрасывает"ся триггер 9 и возникает Фронт навыходе элемента ИЛИ 14.Сигнал "Конец операцииф при выносной коммутации вознйкает с задержкой,равной времени преобразования кодаи изменяющейся вместе с ним. Это по-вышает быстродействие по сравнениюс выбором постоянной задержки, соответствующей максимальному временипреобразования кода. С выхода Формирователя 18 импульсы поступают наэлемент 8.Таким образом, предлагаемое изобретение по сравнению с известнымпозволяет повысить быстродействиекоммутатора при выносной коммутацииформированием сигнала "Конец операции" с переменной задержкой, соот 1001470ветствующей времени преобразованиякода и сокращения самого временипреобразования кода в циклическомрежиме до вянимального благодаря отсутствию сброса в начале преобразования, а в адресном режиме сокращением максимального времени преобразования в два раза путем введениядвух формирователей, двух элементовИЛИ, четырех элементов И, инвертораи соответствующих связей,10 Формула изобретения Коммутатор, содержащий счетчик каналов, счетный вход которого соединен с выходом тактового генератора, информационные входы подключены к входным шинам, а выходы соединены че рез дешифратор с группой выходных шин и непосредственно с первыми входами блока сравнения, вторые входы которого подключены к выходам счетчика импульсов, а также элемент за держки и триггер, единичный выход которого соединен с входом запуска высокочастотного генератора, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействиярв него введены два формирователя, два элемента ИЛИ, четыре элемента И и инвертер, вход которого соединен с выходом нулевого канала дешифратора и первым входом первого элемента И, а выход подключен к первому входу второго элемента И, второй вход кото рого соединен с выходом тактового генератора, вторым входом первого элемента И и первым входом первогоэлемента .ИЛИ, третий вход - с третьимвходом первого элемента И, первымвыходом блока сравнения и нулевымвходом триггера, а выход подключенк первому входу второго элементаИЛИ, второй вход которого через первый формирователь соединен с выходомпервого элемента И, первой выходнойшиной и входом сброса счетчика импульсов, а выход подключен к единичному входу триггера, нулевой выходкоторого соединен с вторым входомпервого элемента ИЛИ, выход которогочерез второй формирователь подключенк входу элемента задержки, выход которого соединен с второй выходнойшиной, при этом второй и третий выходы блока сравнения подключены к первым входам соответственно третьегои четвертого элементов И, вторые входы которых объединены и соединены свыходом высокочастотного генератора,выход третьего элемента И подключенк третьей выходной шине и вычитающему входу счетчика импульсов, а выход четвертого элемента И - к четвертой выходной шине и суммирующемувходу счетчика импульсов,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Долгов В.А, и др, Коммутирующие устройства автоматических системконтроля. "Энергия", М., 1969,с. 70, рис, 47,2Гитис Э,И. Преобразователиинформации для электронных цифровыхвычислительных устройств. "Энергия",М., 1970, с. 234, рис. 5-10 б (прототип).идзеКорре оставит ехред Т Демчик едактор Е. Кин каз 1444/74/5 а Филиал ППП "Патент", г. Ужгоро оектная,Тираж ВНИИПИ Го по делам 113035, М