Многоканальный пространственно-временной коммутатор

.И.Ной еЬ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОРГ 10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ В 7 аеЬювв евидетщ"(6) 1. Патент СВА У 359472,кл. 340-147, 340-163; 1968.2. Авторское свидетельство СССРМф 395830, кл. 6 06 Р 3/04, 1971прототип).54)(57) 1. ИНОГОКАНАЛЬНЫЙ ПРОСТРАН-,:СТВЕННО-ВРНЕННОй ОИИУТАТОР, содержащий и входных и выходной каналыиз 1-коммутационных элементов каж"дый (где и ". количество абонентов, .1-разрядность слов), тактовый генератор, счетчик деаифратор,п 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 соответствующегокоммутационного элемента выходногоканала, выход которого соединен ссоответствующим выходои данных коммутатора, первый вход каждого из иформироватрей аипульсов .опроса подключен к соответствующему входу сигнала готовности коммутатора, второй.вход -.к Ьсютветствующему-, выходудевифратора, выход " к управляющимвходам коммутационных элементовсоответствующего входного канала и ксоответствующему входу элемента ИЛИ,1029174 А выход которого соединен с первым .входом первого элемента И, выходы счетчика соединены с входами дешифратора, о т л и ч а ю,щ и й с я тем, что, с целью расширения облас ти п 1 амейения за счет возможности подключения группы абонентов к многоканальному.устройству обработки информации и повышения надежности, , в него введены ввыходных каналовпо 1 коммутационных элементов в каждом (где в - число каналов многоканального вычислительного устройства), второй элеиеит И, первая и вто рая группы элементов Й по числу вы- ходных каналов, е адресных коипара-, торов, датчик цикла опроса, блок настройки адресов и первый элемент НЕ, причем первая и вторая группывходов 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 1 коммутационных элементов соответствующего выходного канала и спервыми входаии соответствующих элементов И второй группы, вторые входы и выходи которых подключены соответственно к выходу тактового генератора и к выходам стробового сигнала коммутатора, выход тактового генератора соединен с первым входом дат" чика цикла опроса и с входом первого элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, выход .которого соединен с тактовым9174 10 гвходом счетчика, второй и третий входы датчика цикла опроса соединенысоответственно с выходом дешифратораи с выходом первого элемента НЕ, апервый и второй выходы датчика цикла опроса соединены соответственно стретьими входами формирователей импульсов опроса, с установочным вхо"дом счетчика и с вторыми входами первого и второго элементов И, четвертые входы Формирователей импульсовопроса соединены с выходом тактово-го генератора.2. Коммутатор по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что Формирователь импульсов опроса содержит дифференцирующую цепь, первый и второйтриггеры, третий, четвертый, пятыйи шестой элементы И, причем входдифференцирующей цепи является первым входом Формирователя, а выходсоединен с первым входом первого триггера, первый и второй входы третьего элемента И подключены соответственно к первому выходу первого триггера и третьему входу Формирователявыходы третьего .и шестого элемен- .тов И подключены соответственно кпервому и второму входам второготриггера, выход которого соединенс первым входом четвертого элемента И, выход которого подключен к пер-вому входу пятого элемента И и является выходом формирователя, выходпятого элемента И подключен к второму входу первого триггера, второйвыход кОторого соединен с первымвходом шестого элемента И, вторыевходы четвертого, шестого и пятогоэлементов И являются соответственновторым, третьим и четвертым входами Формирователя.3. Коммутатор по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что датчик цикла опросов содержит седьмой, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый, двенадцатый и тринадцатый элементы И, третий четвертый, пятыйтриггеры, распределитель импульсовпри этом выход одиннадцатого, двенадцатого, тринадцатого элементовИ 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 Исоединен с вторым входом одиннадцатого элемента И, первый вход датчика цикла опросов соединен. с входомраспределителя импульсов и с первымвходом седьмого элемента И, второйвход которого является вторым входом датчика цикла опросов, выходседьмого элемента И соединен с первым входом третьего триггера, первый выход которого подключен к первому входу восьмого элемента И, распределитель импульсов первым выходомподсоединен 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 входомвторого элемента НЕ, выход которогоподключен к первому входу одиннадцатого элемента И, первый выход четвертого триггера соединен с первымвходом девятого элемента И, выходкоторого связан с первым выходомдатчика цикла .опросов и с первым входом пятого триггера, выход которогоподключен к первому входу десятогоэлемента И, второй выход третьеготриггера является вторым выходом датчика цикла опросов.:1Изобретение 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 коммутатор12Недостатком 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 ком. мутатор, содержащий входных и выход"3 1029174ной каналы изкоммутационных 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 одноименды одноименных коммутационных эле- ных коммутационных элементов и вход- ментов 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 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, первый 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 управля+1-го элемента ИЛИ, выход которого ющим входам коммутационных элеменсоединен с первым. входом элементатов 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 первого элемента равляющим входам коммутационных И, выходы счетчика соединены с вхо элементов выходного канала, причем 2 дами дешифратора, введены евыпоследовательно соединены тактовый модных каналов по 1 коммутационных генератор и счетчик, выходы которого элементов в каждом (где а-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 И30ного канала, и+1"й выход дешифратора по числу выходных каналов, в адрес- подключен к входам формирователей им- ных компараторов, датчик цикла опропульсов опроса. Каждый формировательса, блок настройки адресов и первый импульсов опроса содержит последо- элемент НБ, причем первая и вторая вательно соединенные дифференцирую- группы входов. каждого адресного комщую цепь, триггер, элемент И Г 23. З 5паратора подключены к выходам счетНедостатками данного коммутато" . чика и к соответствуацим выходам блора являются ограниченные функциональ. ка настройки адресов выходы адрес" ные возможности и низкая надежность, ных компараторов подключены к первым так как входные каналы могут быть входам соответствующих элементов И подсоединены только к одному каналу 40 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- дамикоммутациониых элементов содействий на Формирователи импульсов ответствующего выходнОго канала и с возможен пропуск элементов данных. 45 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 1-коммута- ваго элемента НЕ, выход которого сое ционных элементов каждый (где и динен с первым входом второго элеколичество абонентов, 1-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 выходом102 И 1деаиФратора и с выходом первого эле" мента 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. 10Кроме 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, пер" вый 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 эле" мента И, вторые входы четвертого, шестого и пятого элементов И являются соответственно вторым, третьим и четвертым входами Формирователя.При этом датчик цикла опросов содержит 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 входу соответственно третьего, чвтвер 45того, пятого триггера, вторые выходы третьего, четвертого триггера под"ключены к первым входам соответственно двенадцатого, тринадцатого элемента И, выход десятого элемента Исоединен с вторым входом одиннадцатого элемента И, первый вход датчика цикла опросов соединен с входом распределителя импульсов и с первым вхо" дом седьмого элемента И, второй вход 55 которого соединен с вторым входом датчика цикла опросов, а выход седьмого элемента И является первым вхо 74 Ьдом третьего триггера, первый выходкоторого подключен к первому входувосьмого элемента И распределительимпульсов первым выходом подсоединен к вторым входам девятого .и три"надцатого элементов И, вторым выходом соединен с вторыми. входами восьмого, десятого и двенадцатого элементов И, третий вход датчика циклаопросов соединен с входом второгоэлемента НЕ, выход которого подклю.чен к первому входу одиннадцатогоэлемента И, первый выход четвертоготриггера соединен с первым входом девятого элемента И, выход которогосвязан с первым выходом датчика цик.ла опросов и с первым входом пятоготриггера, выход которого подключен кпервому входу десятого элемента И, авторой выход третьего триггера является вторым выходом датчика циклаопросов,. НаФиг.1 приведена блок-схема многоканального пространственно-времен"ного коммутатрра; на Фиг.2 - Формирователь импульсов опроса; на Фиг.3. датчик цикла опросов,Многоканальный пространственно"временной коммутатор ( Фиг, 1) содержит и входных каналов 1 из 1 коммутационных элементов 2каждый, элементы ИЛИ 3, по числу коммутационных элементов 1, в выходных каналов4 из 1 коммутационных элементов 5 .каждцй,1+1 элемент ИЛИ б,первый эле-мент И 7, .тактовый генератор 8, первый элемент НЕ И, второй элементИ 10, счетчик 11, деаиФратор 12, ад- .ресные компараторы 13, блок настройки адресов 14, датчикцикла опро"сов 15, и Формирователей импульсовопроса 16, первая и вторая группеэлементов И 17 и 18, инФормационные входы 1 И .и выходы 20 устройства,входы 21-24 и выходы 25 Формировате"пя импульсов опроса, входц 26-28;выходы 29 и 30 датчика цикла опросов, стробирующий сигнал 31 вцход"ных каналов;Блок Формирователя импульсов опроса может быть выполнен (фиг,2) ввиде диФФеренцирующвй цепи 32, триггера 33, элемента И 34, триггера 35,.элементов И 36"38,Блок датчика цикла опросов может быть выполнен (Фиг.3) в виде злемента И 3 И, триггера 40, элементаИ 41, триггера 42,элемента И 43,триггера 44, элемента И 45 эпемен 11029 7та НЕ 46, элементов И. 47-49, распределителя импульсов 50.Устройство работает следующим образом.8 исходном состоянии элементы б И 7 и 10,открыты разреваецим потен. Циалоую с выхода 30 датчика циклов оп" роса Ь. Импульсы.с .выхода тактовогогенератора 8 через элемент НЕ 9, элемент И 10 поступают на вход счетчи ка 11, которнй 4 юрмирует код адреса (номера опрашиваемого входного канала, Дешифратоф 2 .Формирует на соответствующем выходе импульс, посту- . пающий на второй вход 22 соответст- Ивующего Формирователя импульсов оп- роса 16 Если в данном Формирователена предыдущем цикле опроса принят.сигнал готовносги .входного канала повходу 21, импулъс опроса через вы- . 26ход 25 Формирователя поступает на управляющие выходы коммутационных эдеммейтов 2 опрашиваемого входного кана ла, а через последовательно соединенные элемент ИЛИ: 6, элемент И 7 -. 5на первые входы элеиентов И 17 первой группы, Одновременно с Формирователем импульса опроса входного : канала соответствующий адресей компаратор 13 при совпадении кода с . выходов счетчика 11 с кодом с соо 1- . Ветствующих выходов блока настройки. : адресов 14 Формирует на своем вымоде .импульс опроса выходного канала, поступающий через соответ:ствующий элемент И 17 первой груп-ф пы на управляющие входы коммутационных .элементов 5 опрааиваемого выходного канала и на первый вход соответствующего элемента И 18 второй группы, на выход которого через вто" фф рой вход в .проходит стробирующий сигнал выходного канала от тактового . генератора 8. В результате данные с входов 19 опрашиваемого входного: канала проходят на соответствующие 4 выходы 20 выходного канава.За текущий цикл опроса аналогич- ныи образом осуществляется последо-вательный.опрос всех входных кайалов 1 и выходных:каналов 5, Необходимые .фф соединения между входами и выходами данных коммутаторов определяются блоком насгройки адресов 14, содержащих группу шиФраторов адресов выходных каналов. После опроса всех53 входных каналов дешиФратор 12 Фор-. мирует импульс окончания цикла оп" росаппоступающий на вход 27 дат 17" 8чика 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 диФ. Ференцирующей цепи 32, при этом триггер 33 устанавливается в "1"., Импульс устайовки исходного состоянияпоступает через ахи 23 и устанавливает., триггер 35 в состояние, повторяющее состояние триггера 33. При сФормировании счетчиком 11 кода адреса опрашиваемого входного канала импульс с соответствуецего выхода дешиФратора 12 поступает через вход 22 на второй вход элемента И. 36. Если при этом трйггер 35 находится в состоянии и 1", то импульс опроса проходит на вйход 25 Формирователя и на первый вход элемента И 37, Сопровождающий его импульс с выхода таетового.генератора 8 через вход 24 поступает на второй вход элемента И 37 и с его выхода - на установку в ф 6" триггера 33,-подготавливая последним к приему следующего сигнала готовности канала.Датчик циклов опа 15 работвег следующим образом.Тактовый:импульс, сопровождающий импульс окончания цикла опроса выделяется элементом И 39 и устанавливает в и 1 фф трюгер 46. Сигнал с мнверсного выхода триггера 40 яв;ляется импульсом блокировки, кото" рый через выход 36 поступает на вторые входш элементов И 7 и 16, Распределитель "импульсов 56 выделяет из тактовых импульсов первую и вторую последовательности, импульсы которых .взаимно не перекрывается и имеют в :сравнении.с тактовыми импульсами вдвое меньвую частоту.Восле установления а "1" триг" ;гера 46 импульс, проходит с второго выхода расщмделителя 56 через элемент 4 и устанавливает в "1" триг:гер 42. С вйхода элемента И 43 на выход 29 поступает импульс установки.ЭДалее триггеры 10, Й 2 и И 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.Расюирение области применения рассматриваемого устройства достигается возможностью подсоединения группы его входных каналов к мно 1029171 10 гоканальному устройству обработкиинформации в соответствии с заданным режимом коммутации.Вызванное расаирением диапазонакоммутации увеличение частоты опросавходных каналов не приводит к пропус"ку элементов информации, благодарявременному разделению операций за"писи и считывания.ю . Таким образом обеспечивается повышение надежности работы устройства при многоканальной коммутации,Составитель Г.Стернинвыдкая Техред К.Тепер Корректор Г,Решетник Тираж 706 Подписноеосударственного комитета СССРам изобретений и открытийИосква, Ж"35, Раущская наб д,