ПРОСТРАНСТВЕННАЯ КОММУТАЦИОННАЯ СТРУКТУРА Российский патент 2006 года по МПК G06F7/00 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при проектировании СБИС, устройств и систем.

Известны многослойные печатные платы (МПП), содержащие несколько слоев металлизации и группы выводов для подключения типовых элементов замены: микросхем, разъемов и т.п. Электрические соединения в МПП получают трассировкой печатных проводников по площади каждого слоя и соединением фрагментов печатных проводников, расположенных на разных слоях, посредством, например, металлизированных отверстий.

Известна программируемая коммутационная матрица (ПКМ), выбранная в качестве прототипа, содержащая программируемую коммутационную среду, группы выводов которой электрически связаны с группами выводов для подключения типовых элементов замены [www: Aptix. ru]. ПКМ изготовлена по субмикронной технологии и содержит несколько слоев металлизации. Электрические соединения в ПКМ получают соединением фрагментов печатных проводников путем коммутации двунаправленных ключей, расположенных по площади каждого слоя металлизации и между слоями металлизации определенным оптимальным образом.

В известных устройствах имеющимся уровнем технологии накладываются ограничения на предельно допустимые минимальные физические размеры печатных проводников, расстояния между печатными проводниками, длину печатных проводников и т.д. Традиционно принятая конструкция предполагает разводку топологии реализуемой электрической схемы по плоскостям слоев, что приводит к ограничению ресурса по количеству реализуемых электрических соединений, уменьшению площади поверхности для размещения типовых элементов замены и усложнению технологии изготовления.

Недостатками известных устройств являются ограниченный ресурс по количеству реализуемых электрических соединений и подключаемых типовых элементов замены и сложность технологии изготовления.

Задачей изобретения является увеличение ресурса пространственной коммутационной структуры по количеству реализуемых электрических соединений и подключаемых типовых элементов замены и упрощение технологии изготовления.

Поставленная задача решена за счет того, что пространственная коммутационная структура, содержащая программируемую коммутационную среду, группы выводов которой электрически связаны с группами выводов для подключения типовых элементов замены, согласно изобретению выполнена в виде многогранника с n-гранями, на которых установлены группы выводов для подключения типовых элементов замены, причем программируемая коммутационная среда помещена в центре многогранника.

Поставленная задача решена также за счет того, что пространственная коммутационная структура, содержащая программируемую коммутационную среду, группы выводов которой электрически связаны с группами выводов для подключения типовых элементов замены, согласно изобретению выполнена в виде многогранника с n-гранями, огибающая которого приближается к сфере, на которых установлены группы выводов для подключения типовых элементов замены, причем программируемая коммутационная среда помещена в центре многогранника.

Группы выводов программируемой коммутационной среды электрически связаны с группами выводов для подключения типовых элементов замены посредством проводников, помещенных в соответствующие радиально расположенные каналы.

Например, при реализации конструкции устройства в виде многогранника, огибающая которого приближается к сфере, достижение задачи изобретения складывается из следующих факторов:

- площадь поверхности для размещения групп выводов для подключения типовых элементов замены увеличится приблизительно в 4 раза (отношение площади поверхности шара к площади радиального сечения шара);

- ресурс программируемой коммутационной среды по количеству реализуемых электрических соединений (при реализации ее в соответствии с изобретением - патент РФ №2092896) задается количеством ячеек матричных коммутаторов и практически неограничен. Разводка топологии реализуемой электрической схемы сведена к программированию матричных коммутаторов. Размещение проводников осуществляется в пространстве внутри многогранника и не изменяется при реализации любых электрических схем;

- использование многогранника, огибающая которого приближается к сфере, в том числе правильных многогранников: тетраэдров, кубов, додекаэдров, икосаэдров и т.п. - позволяет добиться одинаковой длины всех реализуемых электрических соединений.

Предлагаемые устройства при увеличении площади поверхности для размещения типовых элементов замены приблизительно в 4 раза допускают реализацию любых электрических схем при максимальном наполнении их типовыми элементами замены.

Программируемая коммутационная среда, выполненная, например, по патенту РФ №2092896, фиг.2, имеет регулярную структуру и может быть изготовлена по любой технологии, позволяющей получать матричные коммутаторы.

Таким образом, в изобретениях решена задача увеличения ресурса по количеству реализуемых электрических соединений и подключаемых типовых элементов замены и упрощения технологии изготовления.

На фиг.1 представлен чертеж конструкции пространственной коммутационной структуры.

На фиг.2 представлена схема электрическая программируемой коммутационной среды.

Пространственная коммутационная структура (фиг.1), выполненная, например, в виде куба 1, на гранях которого размещены группы выводов 2 для подключения типовых элементов замены: микросхем, разъемов и т.п. Программируемая коммутационная среда 3 помещена в центре куба 1. Группы выводов 4 программируемой коммутационной среды 3 посредством проводников 5, размещенных в соответствующих радиально расположенных каналах 6, электрически связаны с группами выводов 2 для подключения типовых элементов замены.

Работа пространственной коммутационной структуры (фиг.1) происходит следующим образом.

Типовые элементы замены устанавливают на гранях многогранника, причем группа выводов каждого элемента соединена с соответствующей группой выводов 2. Расположение типовых элементов замены на гранях многогранника может быть произвольным. Программированием матричных коммутаторов первой (1.1...1.F) и второй (2.1...2.Q.) групп матричных коммутаторов программируемой коммутационной среды (фиг.2) получают топологию реализуемой электрической схемы.

При необходимости объединения устройств, построенных на основе пространственной коммутационной структуры (фиг.1), в более сложные системы, расположение типовых элементов замены на гранях многогранника должно допускать возможность соединения этих устройств в квазирегулярные или регулярные структуры.

Пространственная коммутационная структура может быть выполнена в виде других многогранников, в том числе и правильных многогранников, огибающая которых приближается к сфере.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при проектировании СБИС, устройств и систем. Технический результат - увеличение ресурса пространственной коммутационной структуры по количеству реализуемых электрических соединений и подключаемых типовых элементов замены и упрощение технологии изготовления. Достигается тем, что пространственная коммутационная структура содержит программируемую коммутационную среду, группы выводов которой электрически связаны с группами выводов для подключения типовых элементов замены. Она выполнена в виде многогранника с n-гранями, на которых установлены группы выводов для подключения типовых элементов замены, причем программируемая коммутационная среда помещена в центре многогранника. Отличием второго варианта является то, что пространственная коммутационная структура выполнена в виде многогранника с n-гранями, огибающая которой приближается к сфере. Группы выводов программируемой коммутационной среды по обоим вариантам электрически связаны с группами выводов для подключения типовых элементов замены посредством проводников, помещенных в соответствующие радиально расположенные каналы. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Пространственная коммутационная структура, содержащая программируемую коммутационную среду, состоящую из первой (1.1...1.F) и второй (2.1...2Q) групп матричных коммутаторов, программированием которых получают топологию реализуемой электрической схемы, при этом группы выводов программируемой коммутационной среды электрически связаны тем, что она выполнена в виде многогранника с n-гранями, на которых установлены группы выводов для установки типовых элементов замены, причем программируемая коммутационная среда помещена в центре многогранника.2. Пространственная коммутационная структура, содержащая программируемую коммутационную среду, состоящую из первой (1.1...1.F) и второй (2.1...2Q) групп матричных коммутаторов, программированием которых получают топологию реализуемой электрической схемы, при этом группы выводов программируемой коммутационной среды электрически связаны с группами выводов для подключения типовых элементов замены, отличающаяся тем, что она выполнена в виде многогранника с n-гранями, огибающая которого приближается к сфере, на которых установлены группы выводов для установки типовых элементов замены, причем программируемая коммутационная среда помещена в центре многогранника.3. Пространственная коммутационная структура по любому из пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что группы выводов программируемой коммутационной среды электрически связаны с группами выводов для подключения типовых элементов замены посредством проводников, помещенных в соответствующие радиально расположенные каналы.