КОММУТАЦИОННАЯ СРЕДА Российский патент 1997 года по МПК G06F15/163 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при проектировании БИС, устройств и систем с перестраиваемой архитектурой, а также для получения физических моделей моделируемых цифровых и аналоговых электрических схем в системах моделирования.

Известна коммутационная среда, выполненная в виде множества однотипных, соединенных друг с другом регулярным образом автоматических коммутационных ячеек, которые характеризуются коллективным поведением. Программированием ячеек коммутационной среды осуществляют образование цифровых каналов передачи информации между информационными входами и выходами коммутационной среды [1]
Недостатком известных аналогов являются большие аппаратурные затраты и сложность настройки. Кроме того, образуемые в коммутационной среде цифровые каналы передачи информации по выполненным функциям неадекватны физическим электрическим соединениям. Указанные недостатки ограничивают области применения известных технических решений.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному устройству является коммутационная среда, содержащая (N+1) матричных коммутаторов (K•M), каждый из которых обеспечивает коммутацию К информационных входов на М информационных выходов по принципу "любой на любой", одноименные информационные выходы матричных коммутаторов объединены и являются информационными выходами устройства, информационные входы (N+1) матричных коммутаторов являются информационными входами устройства, а управляющие входы (N+1) матричных коммутаторов являются управляющими входами устройства [2]
На множестве информационных входов коммутационной среды программированием матричных коммутаторов осуществляют любые электрические соединения, имеющие случайный (неупорядоченный, нерегулярный) характер. Максимальное число реализуемых электрических цепей равно М числу информационных выходов.

Недостатком прототипа являются большие аппаратурные затраты.

Коммутационная среда содержит матричные коммутаторы с аналоговыми ключевыми элементами, каждый из которых содержит группу информационных входов, группу информационных выходов и группу управляющих входов, N информационных входов, М информационных выходов и L управляющих входов.

Новым является то, что устройство содержит первую группу из F (где F= N/V) матричных коммутаторов V•V и вторую группу из Q (где Q=V-P) матричных коммутаторов F•H, причем одноименные i-е информационные выходы матричных коммутаторов первой группы матричных коммутаторов объединены, j-е информационные выходы матричных коммутаторов первой группы матричных коммутаторов подключены соответственно к группе информационных входов u-го матричного коммутатора второй группы матричных коммутаторов, информационные входы матричных коммутаторов первой группы матричных коммутаторов являются N информационными входами коммутационной среды, i-е, j-е информационные выходы матричных коммутаторов первой группы матричных коммутаторов и k-е (k-1,H) информационные выходы матричных коммутаторов второй группы матричных коммутаторов являются М информационными выходами коммутационной среды, управляющие входы матричных коммутаторов первой и второй групп матричных коммутаторов являются L управляющими входами коммутационной среды.

В изобретении предлагается решение задачи уменьшения размерности коммутационной среды, что позволяет в сравнении с прототипом сократить аппаратурные затраты более чем на один порядок.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемой коммутационной среды; на фиг. 2 схема матричного коммутатора К590КН14.

Коммутационная среда (фиг. 1) содержит матричные коммутаторы с аналоговыми ключевыми элементами, каждый из которых содержит группу информационных входов, группу информационных выходов и группу управляющих входов, N информационных входов, М информационных выходов и L управляющих входов, первую 1.1.1.F группу из F (где F=N/V) матричных коммутаторов V•V и вторую 2.1.2.Q (где Q=V-P) из матричных коммутаторов F•H, причем одноименные i-е информационные выходы 3.1.3.Р матричных коммутаторов первой группы матричных коммутаторов объединены, j-е информационные выходы 3.(V-P+Y). 3. V матричных коммутаторов первой 1.1.1.F группы матричных коммутаторов подключены соответственно к группе информационных входов 4.1.4.F u-того матричного коммутатора второй группы 2.1.2.Q матричных коммутаторов, информационные входы 5.1.5.V матричных коммутаторов являются N информационными входами коммутационной среды, i-е и j-е и информационные выходы 3.1.3.P,3.(V-P+Y).3.V матричных коммутаторов первой 1.1.1.F группы матричных коммутаторов и k-е информационные выходы 6.1.6.H матричных коммутаторов второй 2.1.2.Q группы матричных коммутаторов являются М информационными выходами коммутационной среды, управляющие входы 7.1.7. β, 8.1.8.Z матричных коммутаторов первой 1.1.1.F и второй 2.1.2.Q групп матричных коммутаторов являются L управляющими входами коммутационной среды.

Матричный коммутатор (фиг. 2) содержит дешифратор 9, узел 10 хранения информации и матрицу 11 аналоговых ключей, причем выходы дешифратора 9 соединены с адресными входами узла 10 хранения информации, выходы которого соединены соответственно с управляющими входами ключей матрицы 11 аналоговых ключей, адресные входы дешифратора 9 и два информационных входа узла 10 хранения информации являются управляющими входами матричного коммутатора, вертикальные коммутируемые шины матрицы 11 являются информационными 13 входами матричного коммутатора, горизонтальные коммутируемые шины являются информационными 14 выходами матричного коммутатора.

Программирование матричного коммутатора (фиг. 2) осуществляют записью программы настройки в узел 10 хранения информации путем подачи соответствующих управляющих сигналов на входы 12.1, 12.2 и 12.3.

Например, чтобы осуществить в матричном коммутаторе коммутацию информационного входа 13.1 на информационный выход 14.3, необходимо в матрице 11 "замкнуть" аналоговый ключ, который находится на перекрестье вертикальной 13.1 и горизонтальной 14.3 коммутируемых шин. Для этого на вход 12.1 подают адрес элемента памяти узла 19, выход которого соединен с управляющим входом этого аналогового ключа, на вход 12.3 подают сигнал "Лог.1", а на выход 12.2 подают синхроимпульс. По переднему фронту синхроимпульса в узел 10 хранения информации осуществляется запись информации, при этом соответствующий элемент узла 10 устанавливается в такое состояние, при котором связанный с ним аналоговый ключ открывается и "замыкает" соответствующие вертикальную и горизонтальную коммутационные шины.

Программированием матричных коммутаторов первой и второй групп матричных коммутаторов коммутационной среды реализуют все электрические соединения на множестве N информационных выводов.

Использование: в вычислительной технике и может быть использовано при проектировании БИС, устройств и систем с перестраиваемой архитектурой, а также для получения физических моделей модулируемых цифровых и аналоговых электрических схем в системах моделирования. Целью изобретения является сокращение аппаратурных затрат. Сущность изобретения: указанная цель достигается тем, что коммутаторная среда содержит две группы матричных коммутаторов, информационные входы и выходы которых соединены соответствующим образом. 2 ил.

Коммутационная среда, содержащая матричные коммутаторы с аналоговыми ключевыми элементами, каждый из которых содержит группы информационных входов, группу информационных выходов и группу управляющих входов, N информационных входов, М информационных выходов и L управляющих входов, отличающаяся тем, что содержит первую группу из F матричных коммутаторов V•V и вторую группу из Q матричных коммутаторов F•H, причем одноименные i-e (i= 1, Р) информационные выходы матричных коммутаторов первой группы матричных коммутаторов объединены, j-e (j P + 1, V) информационные выходы матричных коммутаторов первой группы матричных коммутаторов подключены соответственно к группе информационных входов U-го (U 1,Q) матричного коммутатора второй группы матричных коммутаторов, информационные входы матричных коммутаторов первой группы матричных коммутаторов являются N информационными входами коммутационной среды, i- и j-e информационные выходы матричных коммутаторов первой группы матричных коммутаторов и k-е (k 1,Н) информационные выходы матричных коммутаторов второй группы матричных коммутаторов являются информационными выходами коммутационной среды, управляющие входы матричных коммутаторов первой и второй групп матричных коммутаторов являются L управляющими входами коммутационной среды.