Коммутатор Советский патент 1986 года по МПК H03K17/00 

Изобретение относится к вычислительной и коммутационной технике. Цель изобретения - повышение быст родействия и расширение функциональных возможностей. На фиг, 1 приведена структурная схема коммутатора; на фиг. 2 - функциональная схема первого переключающего устройства (схема второго переключающего устройства аналогична); на фиг. 3 - функциональная схема первого блока сквозного переноса (схема второго блока сквозного переноса аналогична); на фиг, 4 - функциональная схема блока управления. Коммутатор (фиг. l) содержит .. М-плат 1.1, 1.2-1.М коммутации N входных измерительных сигналов, первый счетчик-2, второй счетчик 3, первый дешифратор 4, второй дешифратор 5, задающий генератор 6, блок 7 временной задержки, аналоговый переключатель 8, блок 9 управления, управляемый высокочастотный генератор 10, блок 11 запрета,, первый элемент И 12, второй элемент И 13, первый злемент ИЛИ 14, второй элемент ИЛИ 15, третий элемент ИЛИ 16, четвертый элемент ИЛИ 17, триггер 18, первый формирователь 19, второй формирователь 20, первое переключающее устрой ство 2I, второе переключающее устройство 22, первый блок 23 и второй блок 24 сквозного переноса. Первое переключающее устройство 21 (фиг. 2) содержит первый элемент 25 задержки, буферный регистр 26, первый элемент ИЛИ 27, второй элемент ИЛИ 28, мультиплексор 29, второй элемент 30 задержки, третий элемент ШЛИ 31, четвертый элемент ИЛИ 32, блок 33 памяти, сдвиговый регистр 34. Первый блок 23 сквозного переноса (фиг. 3) содержит первый элемент И 35, элемент ИЛИ 36, первый элемент 3 задержки, первый одновибратор 38, первый инвертор 39, второй инвертор 40, второй одновибратор 41, триггер 42, второй элемент И 43, второй элемент 44 задержки, каналы 45.1-. 45.(L-l) переноса, каждый из которых состоит из формирователя 46, первого триггера 47,.первого и второго элементов И 48 и 49 и второго триггера 50 Блок 9 управления (фиг. 4) содержит первьй триггер 51, элемент И-НЕ 52, второй триггер 53 и элемент И 54 94 Коммутатор работает следующим образом. По сигналу с шины Сброс первый 23 и второй 24 блоки и сквозного переноса и блок 9 управления устанавливаются в исходное положение, счетчики 2,3 - в О, триггер 18 - в 1. При этом выходные шины счетчиков 2 и 3 и блоков 23 и 24 сквозного переноса устанавливаются в пассивном состоянии, на выходе аналогового переключателя 8 скоммутирован выход нечетной группы плат 1.1, 1.3-1.(М-1) коммутации, а блок 11 запрета, запрещает прохождение импульсов задающего генератора 6 к входу триггера 18. Перед началом работы в переключающие устройства 21 и 22 с информа1Ц1онного канала заносятся данные о номеpax плат и входных измерительных сигналах (измерительных каналах) на платах, участвующих в процессе измерения, а также начальные условия рабо-, ты коммутатора. Переключающее устройство 21 совместно с блоком 23 сквозного переноса, счетчиком 2 и дешифратором 4 управляет нечетной группой плат 1.1, 1.3-1.(М-1) коммутации. Переключающее устройство 22 совместно с блоком 24 сквозного переноса, счетчиком 3 и дешифратором 5 управляет четной группой плат 1.2, 1.4-1.М коммутации.Блок управления нечетной группой плат коммутации работает следующим образом. По сигналу Пуск на выходе блока 23 сквозного переноса устанавливается сигнал Упр., определяющий номер первой платы из группы 1.1, 1.3-1.(М-1), участвующей в процессе измерения . При необходимости пропуска каналов на выбранной плате переключающее устройство 21 через элемент ИДИ 14 запускает высокочастотный генератор 10 и через элементы И 12, ИЛИ 15 на счетный вход счетчика 2 подаются импульсы пропуска каналов, контролируемые переключающим устройством 21. По сигналу Пуск блок 9 управления отсекает первый импульс задающего генератора 6 и дает разрешение на прохождение следующих через блок II запрета к счетному входу триггера 18, работающего по схеме делителя на Г. Сигнал с единичного выхода триггера 18 управляет состоянием аналогового переключателя 8 и через формирователь 19 и элемент ИЛИ 15 по каждому второму импульсу с задающего генератора 6 увеличивает содержимое счетчика 2 на 1, устанавливая тем самым на выходных шинах дешифратора 4 номер следующего канала измерения на выбранной плате коммутации. По сигналу переноса PI с выхода счетчика 2, информирующему о том, что все каналы на данной плате опрошены, блок управления также, как и по сигналу Пуск, определяет номер следующей платы и канала на ней, участвующих в измерениях. Установка и пропуск каналов измерения и плат нечетной группы плат коммутации происходят в промежуток времени,когда на

шине И„ подключен выход четной

вых группы плат коммутации и наоборот.

Блок управления четной группой плат 1.2, 1.4-1.М коммутации работает аналогично схеме управления нечетной группы плат, только по сигналу Пуск они работают параллельно, а в дальнейшем последовательно, в противофазе.

Во время пропуска или переключения каналов измерения блок 7 временной задержки вьщает сигнал Конец операции, управляющий блоком 9 и информирующий о конце переходных процессов в коммутаторе.

Первое переключающее устройство

21 работает следующим образом.

В исходном состоянии мультиплексор 29 подключает к адресным входам A1-AL блока 33 памяти управляющие шины блока 23 сквозного переноса, регистр 34 установлен в режиме Сдви влево, блок 33 памяти - в режиме Чтение. Предварительная установка номеров плат коммутации и каналов на них, участвующих в процессе измерения, начинается сигналом Запись, 2, по которому с информационного канала в буферный регистр 26 запоминается номер первой платы коммутации. По сигналу Запись 1 выходы буферного регистра 26 через мультиплексор 29 подключаются к адресным входам блока33 памяти, который переводится в режиме Запись. По сигналу Запись 1 через элемент ИЛИ 31 в блоке 33 запоминаются номера каналов перво платы, участвующие в измерениях, передаваемые по шинам информационного канала. Запоминание номеров каналов

измерения ост шьных плат коммутации происходит аналогично. Начальные условия коммутации каналов измерения первой платы запоминаются в блоке 33 памяти по адресу и по концу сигнала Запись Г, сигналом С с блока 23 сквозного переноса записываются в сдвиговый ; регистр 34. Запись содержимого блока 33 памяти в сдвиговый регистр 34 может осуществиться также по сигналам PI со счетчика 2 и В с блока 23 сквозного переноса. При этом, если на выходе сдвигового регистра 34 установлена логическая 1 означающая, что первый канал надо пропустить, первый элемент ИЛИ 14 запускает высокочастотный генератор 10, первый импульс которого через первый элемент И 12, второй элемент ИЛИ 15 увеличивает содержимое счетчика 2 на 1 и на один такт сдвигает влево содержимое регистра 34. Данный процесс повторяется до тех пор, пока на выходе регистра 34 не установится состояние логического О. При этом пропуск каналов прекращается. В конце предварительной установки по сигналу Запись 2 в регистре 26 записываются номера всех плат коммутации, участвукицих в процессе измерения.

В момент начального запуска и в процессе коммутации переключающее устройство 21 работает по сигналам В, PI и сигналу с элемента ИЛИ

- 15. При необходимости в переключающем устройстве 21 может быть применена известная схема блокировки блока 33 памяти от пропадания питания основного источника.

Второе переключающее устройство 22 работает аналогично.

ч -

Первый блок 23 сквозного перенос работает следующим образом.

Сигнал Сброс устанавливает все элементы памяти блока 23 в исходное положение. По заднему фронту сигнала Запись 1 и сигналу 1 на выходе одновибратора 41 и блока 23 сквозного переноса появляется сигнал С, устанавливающий триггер 42 в единичное состояние, Это соответствует процессу задания начальных условий коммутации каналов измерения первой .платы в первом переключающем устройстве 21. По переднему фронту сигнала Пуск на выходе О первого одновибратора 38 появляется импульс, по которому в первый триггер 47 каналов 45.1-45,(L-1) сквозного переноса записывается состояние шин блока 23 сквозного переноса. Пассивное состояние шины информирует о том, что соответствующая плата коммутации должна быть пропущена. Через элемент 37 задержки элемент ИЛИ 36 сигнал с выхода Q одновибратора 38 опрашивает каналы 45.1-45.(L-1) и устанавливает на выходных управляющих шинах блока 23 сквозного переноса адрес первой платы коммутации. По заднему фронту сигнала Пуск триггер 42 устанавливается в нулевом состоянии.

При отсутствии сигнала Ъ сигнал Пуск действует согласно описанному алгоритму и, кроме того, через элемент 44 задержки и элемент И 43 формирует сигнал в, который в переклю чающем устройстве 21 по адресу платы коммутация, установленному на шинах блока 23 сквозного переноса, переписывает из блока 33 памяти в сдвиговый регистр 34 данные о порядке коммутацни каналов измерения на выбранной плате. По сигналу Р1, информирующему о том, что на выбранной плате все каналы измерения опрошены, на выходных управляющих шинах блока 23 сквозного переноса выдается адрес следующей платы коммутации, по которому переключающее устройство 21 определяет порядок коммутации каналов измерения на ней. Сигнал с выхода элемента И 49 канала 45.(Ь-1) переключения, информируювшй о том, что все платы нечетной группы опрошены, запускает одновнбратор 38, выход Q которого запрещает сигнал Р1 и устанавливает на выходных управляювшх шинах блока 23 сквозного переноса адрес первой платы коммутации. В дальнейшем работа блока 23 сквозного переноса циклически повторяется.

Второй блок 24 сквозного переноса работает аналогично.

Блок 9 управления работает следующим образом.

По сигналу Сброс триггеры 51 и 53 устанавливаются в нулевое состояние и на выходе блока 9 управле-ния присутствует запрещающий сигнал. Сигнал Пуск /устанавливает триггер 51 в состояние, разрешающее работу элемента И 52, который по концу первого импульса с задающего генератора 6 устанавливает триггер 53 в единичное состояние, и на выходе элемента И 54 при отсутствии сигнала Конец операции появляется разрешающий сигна:л.

Таким образом, построение схемы пропуска плат коммутации по принципу сквозного переноса и организация процесса измерения в начале по каналу нечетной группы плат коммутации с одновременной подготовкой канала измерения четной группы плат, а затем наоборот, позволяет уменьшить время аналого-цифровых (АЦП) преобразований многоканальных АЦП, а автоматизация процесса предварительной установки номеров плат и каналов измерения на них, участвующих в процессе измерения, расширяет круг задач, .решаемых на аналого-цифровых вычислительных комплексах.

Формула изобретения

Коммутатор, содержащий М-плат коммутации входных измерительных сигналов, каждая из которых объединяет по выходу группу из N-каналов с объединенным выходом плат, первый и второй счетчики, первые выходы которых через соответствующие дешифраторы соединены с управляющими входами плат коммутации, задающий генератор, соединенный .с блоком запрета, блок временной задержки сигнала, выход которого соединен с выходной шиной конец операции, первое и второе переключающее устройство, причем первый выход первого переключающего устройства соединен через первый вход первого элемента ИЛИ с высокочастотньм генератором и через первый вход первого элемента И с первым входом второго элемента Ш1И, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, выход высокочастотного генератора соединен с вторьм входом первого элемента И и через первый вход второго элемента И - с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетньм входом второго счетчика, первый выход второго переключающего устройства соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и с вторым входом второго элемента И, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей, М-плат коммутации объединены в нечетную и четную группы и 7 введен аналоговьй переключатель, чет вертый элемент ИЛИ, первый и второй формирователь, триггер, блок управления, первый и второй блок сквозного переноса, причем первые входы первого и второго переключающего устройства соединены с информационной шиной, вторые и третьи входы - с первыми счетными входами и вторыми выходами соответствующих счетчиков, вторые выходы - с первыми входами сооответствующих блоков сквозного переноса, первые выходы которых соединены с третьими входами соответствующих переключающих устройств и с управляющими шинами нечетных и четных групп плат коммутации, вторые входы блоков сквозного переноса сое динены с шиной Пуск, а третьи с шиной Сброс, которая соединена с первым входом блока управления, S-входом триггера и с вторыми входа ми счетчиков, шина Пуск соединена также с вторым входом блока управле 948 ния, третий вход которого соединен с выходом задающего генератора, четвертьм вход - с выходной шиной конец операции, а выход блока управЛенин с вторым входом блока запрета, выход которого соединен с С-входом триггера, инверсный выход которого соединен с его D-входом и с входом второго формирователя, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого - с первым входом четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, а выход - с входом блока временной задержки, прямой выход триггера соединен через первый формирователь с вторым входом второго элемента ИЛИ и с первым входом аналогового переключателя, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами нечетной и четной групп плат коммутации, а выход - с выходной шиной.

Sr

«VJ

vyoHddau 02онсодю fft/efi )/

Изобретение относится к вычислительной и коммутационной технике. Цель изобретения - повьппение быстродействия и.расширение функциональных возможностей устройства. Коммутатор содержит М-плат 1.1-1.М коммутации, N-входных измерительных сигналов , счетчики 2 и 3, дешифраторы 4 и 5, задающий генератор 6, блок 7 временной задержки, управляемый высокочастотный генератор 10, блок II запрета, элементы И 12 и 13, элементы ИЛИ 14, 15 и 16, триггер 18 и переключающие устройства 21 и 22. Введение аналогового переключателя 8, блока 9 управления, элемента ИЛИ 17, формирователей 19 и 20, блоков 23 и 24 сквозного переноса и образование новых функциональных связей позволяет уменьшить время аналого-цифровых преобразователей, а автоматизация процесса предварительной установки номеров плат и каналов измерения на них, участвующих в процессе измерения , расширяет круг задач, решаемых (Л на аналого-цифровых вычислительных комплексах. 4 ил.

DDOHddau o20Heog)f3 ; DMot/ff 3 JMfotwM огонноп вмМнп j

С шины

с шины

(Риг.з

С заданщего

игЛ