Пространственно-временная цифровая коммутационная система Советский патент 1988 года по МПК H03K17/04 

00

оо о

00

сх

10

15

20

11378038

Изобретение относится к электронной коммутационной технике, в частности, к электронным коммутационным системам с одновременным разделением каналов в пространстве и во времени. Оно может быть использовано в автоматике, вычислительной технике и микроэлектронике при создании субсистем на одном кристалле, а также в электронных коммутационных станцн- ях на сетях связи.

Цель изобретения - повьшение быстродействия и упрощение за счет сокращения фаз управления системой, а также увеличение диапазона частот коммутируемых сигналов.

На чертеже представлена функциональная схема пространственно-временной цифровой коммутационной системы,

Схема содержит И входящих 1 и И исходящих 2 линий; мультиплексоров 3, к входам каждого из которых подсоединено по п входящих 1 линий, демультиплексоров 4, к выходам каждого из которых подключено по m исходящих 2 линий, и коммутационное устройство 5. В коммутационном устройстве 5 имеется информационное запоминающее устройство 6, которое содержит.m п коммутационных регистровых элементов 7, каждый из которых включает сдвиговый регистр 8 и п ключей 9.1,...,9.п выходы которых объединены и подключены к первому входу сдвигового регистра 8, рричем в каждом из п столбцов коммутационных регистровых элементов 7 выход сдвигового регистра В предыдущего коммутационного регистрового элемента 7, например {i-l)-ro, соединен с вторым входом сдвигового регистра 8,последующего i-го (сверху вниз ), коммутационного регистрового

ресного запоминающего устройства 11, адресные входы которого подсоединены к выходам счетчика адреса 14 и адрес ным входам первого адресного запоминающего устройства 10. Входы Чтение адресных запом шающих устройств 10, 11 объединены между собой и подключены к выходу мультиплексора 3 и через элемент задержки 15 к управляющему входу дешифратора 12 и управля ющему входу дещифратора 13.

Выходы первого дешифратора 12 сое динены так с первыми входами ключей 9 коммутационнь1х регистровых элемен- тов 7, что каждый его i-й выход (i 1 ,п) связан с первыми входами тех из m ключей 9 коммутационных регистровых элементов 7, которые находятся в i-M столбце по отношению ко всем коммутационным регистровым элементам 7. Например, первый выход первого дещифратора 12 в первой стро ке соединен с первыми входами клю- 25 чей 9.1 всех коммутационных регистровых элементов 7 первого столбца, а п-й выход первого дешифратора 12 в первой строке соединен с первыми входами ключей 9.Г всех коммутационных регистровых элементов 7 п-го столбца. Аналогично в го-й строке первый вьпсод первого дешифратора 12 соединен с первыми входами ключей 9 всех коммутационных регистровых элементов 7 первого столбца, а п-й выход - с первыми входами ключей 9 всех коммутационных регистровых элементов 7 п-го столбца информационного запоминающего устройства 6.

Определенные комбинаторные связи должны бить осуществлены также и для выходов второго дешифратора 13. Выходы второго дешифратора 13 соединены так с вторыми входами ключей 9 коммутационных регистровых эле30

35

40

элемента 7. В свою очередь, в послед-45 ментов 7, что каждый его j-й выход нем itv-M коммутационном регистровом .(j l ,m) связан с вторыми тех из п элементе 7 данного столбца информаци- ключей 9 коммутационных регистровых онного запоминающего устройства 6 элементов 7, которые находятся в

0

ресного запоминающего устройства 11, адресные входы которого подсоединены к выходам счетчика адреса 14 и адресным входам первого адресного запоминающего устройства 10. Входы Чтение адресных запом шающих устройств 10, 11 объединены между собой и подключены к выходу мультиплексора 3 и через элемент задержки 15 к управляющему входу дешифратора 12 и управляющему входу дещифратора 13.

Выходы первого дешифратора 12 соединены так с первыми входами ключей 9 коммутационнь1х регистровых элемен- тов 7, что каждый его i-й выход (i 1 ,п) связан с первыми входами тех из m ключей 9 коммутационных регистровых элементов 7, которые находятся в i-M столбце по отношению ко всем коммутационным регистровым элементам 7. Например, первый выход первого дещифратора 12 в первой строке соединен с первыми входами клю- 5 чей 9.1 всех коммутационных регистровых элементов 7 первого столбца, а п-й выход первого дешифратора 12 в первой строке соединен с первыми входами ключей 9.Г всех коммутационных регистровых элементов 7 п-го столбца. Аналогично в го-й строке первый вьпсод первого дешифратора 12 соединен с первыми входами ключей 9 всех коммутационных регистровых элементов 7 первого столбца, а п-й выход - с первыми входами ключей 9 всех коммутационных регистровых элементов 7 п-го столбца информационного запоминающего устройства 6.

Определенные комбинаторные связи должны бить осуществлены также и для выходов второго дешифратора 13. Выходы второго дешифратора 13 соединены так с вторыми входами ключей 9 коммутационных регистровых эле0

5

0

выход сдвигового регистра 8 подсоединен к входу демультиплексора 4. Каж- дая строка информационного запоминающего устройства 6 содержит два адресных запоминающих устройства 10, 11 и два дещифратора 12, 13. Входы первого дешифратора 12 соединены с информационными выходами первого адресного запоминающего устройства 10, а ВХОД}, второго дещифратора 13 - с информационными выходами второго адj-й строке по отношению ко всем коммутационным регистровым элементам 7 информационного запоминающего устройства 6. Например, первьй выход дешифратора 13 первой строки подсоединен к вторым входам ключей 9.1 коммутационных регистровых элементов 7, расположенных в первой строке информационного запоминающего устройства 6, а го-й выход дешифратора 13 - к вторым входам ключей 9.1 коммутаци

онных регистровых элементов 7, находящихся в последней строке информационного запоминающего устройства 6.

Коммутационное устройство 5 со- держит также шину 16 сдвига, которая соединена с управляющими входами сдвигового регистра 8, и тактируемую шину 17, которая подсоединена к счетному входу счетчика адреса 14.

Работа устройства происходит следующим образом.

В первых адресных запоминающих устройствах 10 всегда хранится про- грамма для коммутации цифровой ин- формации по пространственной координате. Например, для перекоммутации в i-й строке коммутационных регистровых элементов 7 в любой из п столбцов информационного запоминающего устройства 6. В свою очередь, во вторых адресных запоминающих устройствах 11 находится программа для временной перекоммутации среди m уплотненных исходящих линий 2 в каждом из столбцов информационного запоминающего устройства 6. Весь процесс коммутации делится на две фазы: во-первых, программной записи в коммутационные регистровые элементы 7 с одновременной перекоммутацией входной цифровой информации и, во-вторых, последовательного считывания по столбцам записанной информации из коммутационных регистровых элементов 7 на демультиплексоры 4. Так как информационное запоминающее устройство 6 содержит nv m коммутационных регистровых элементов 7, то по .И входящим линиям 1 поступившие « m бит информации в первой фазе плотность будут записаны в сдвиговые регистры В коммутационных регистровых элементов 7. Следовательно, система является полиодоступкой и в сое тоянии скоммутировать любую входящую линию I с любой исходящей линией 2.

Б первой фазе по каждой строке мультиплексор 3 последовательно подклчает свои входящие линии I к своему выходу, единственный сигнал с кото- рого поступает на входы Чтение дву адресных запоминающих устройств 10, 11.. Одновременно по тактируемой шине 17 синхронно с темпом подключения входящих линий 1 формируются такти- рукяцие импульсы, которые последовательно изменяют адрес в счетчике ад

0

,

с 5 5 0 5

0 5

0

реса 14. В данный момент адрес, сформированный йа выходах счетчика адреса 14, поступает на адресные входы всех адресных запоминающих устройств 10, 11 и по сигналу Чтение на их информационных выходах формируется адрес той исходящей линии 2, с которой должна быть соединена соответствующая входящая линия 1 (например, в i-й строке, где ,т). С запаздыванием на время срабатывания адресных запоминающих устройств 10, 11 на выходе элемента задержки 15 появится входной импульс, который поступит на управлянщие входы двух дешифраторов 12, I3 и включит их на время своего существования в данной входящей линии 1.. В каждом из дешифраторов 12, 13 возбудится свой выход. Так, если с входящей линии 1 информация должна поступить в группу исходящих линий 2, связанных с J-M столбцом (,n) информационного запоминающего устройства 6, то и возбуждается j-й выход дешифратора 12, который открывает по первому входу ключи 9.i своего J-ro столбца. В то же время, если с входящей линии l.i информация должна войти в k-ю исходящую линию 2 выбранной j-й группы, то возбуждается k-й (если считать снизу вверх) выход дешифратора 13, который открывает по второму входу соответс.твующие ключи 9.1 своей k-й строки. Таким образом, полностью откроется только один ключ из 9 1-х, находящийся в коммутационном регистровом элементе 7 на пересечении j-ro столбца и k-й строки (если считать снизу вверх). Сигнал (или сигналы) с открытого ключа 9.1 запишется (запишутся) в соответствующий сдвиговый регистр 8, и тем самым закончится фаза записи для информации, находящейся на данной входящей линии 1.

Во второй фазе на пшне 16 сдвига сформируются тактирующие импульсы, которые будут поступать синхронно с включением исходящих линий 2 на де- мультюшексорах 4. Таким образом, когда откроются или подключатся через демультиплексоры 4 первые исходящие линии 2, то первая группа тактирующих импульсов с шины 16 сдвига поступит на управляющие входы сдвиговых регистров 8 и считает с сдвиговых регистров 8, находящихся в

первой строке 1 снизу вверх информационного запоминающего устройства б коммутационных регистровых элементов 7, информацию на вход своих де- мультиплексоров 4 и далее на подключенные первые исходящие линии 2. В то же время информация из сдвиговых регистров 8, находящихся выше первой строки в информационном запоминающем устройстве 6, перепищется сверху вниз в сдвиговые регистры 8 последующих регистровых коммутационных элементов 7 своего столбца. Поэтому к моменту подключения следующей исходящей линии 2 информация необходимая для нее по программе, будет находиться в коммутационных регистровых: элементах 7 первой строки (если считать снизу вверх) информационного запоминающего устройства 6, Следовательно, в фазе считывания все данные, занесенные в первой фазе в информационное запоминающее устройство 6, передадутся последовательно иа требуемые исходяп1ие линии 2 в соответствии с ритмом их включения. Как видно, на вход каждого демультиплексора 4 подключается только один выход со сдвигового регистра 8, и, следовательно, нагрузочная способность устройства не возрастает при увеличении его емкости. В связи с этим не снижается диапазон частот коммутируемых сигналов. С другой стороны, организация управления процессом коммутации в две фазы для записи и считывания данных позволяет уменьшить время реализации программы приблизительно не менее, чем в 1,5 раза, так как в известном устройстве этот цикл составляет не менее, чем 3 фазы.

Формула изобретения

Пространственно-временная цифровая коммутационная система, содержащая И входящих и И исходящих линий, мультиплексоров, к входам каждого из которых подсоединено по п входящих линий, демультиплек- copoJB, к выходам каждого из которых подключено по m исходящих линий, и коммутационное устройство, содержащее информационное и 2т адресных запоминающих устройств, о Т л и ч а- ю щ а я с я тем, что, с целью повы- щения быстродействия и упрощения за счет сокращения фаз управления систе0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

мой, а также увеличения диапазона частот коммутируемых сигналов, информационное запоминающее устройство содержит гах п коммутационных регистровых элементов, каждый из которых имеет сдвиговой регистр и п ключей, выходы которых объединены и подключены к первому входу сдвигового регистра, причем в каждом из п столбцов коммутационных регистровьпс элементов выход сдвигового регистра предыдущего регистрового элемента соединен с вторым входом сдвигового регистра последующего коммутационного элемента, а в последнем га-м коммутационном регистровом элементе выход сдвигового регистра подсоединен к входу своего демультиплексора, и в каждой из m строк коммутационных регистровых элементов содержатся два дешифратора, входы первого из которых соединены с информационными выходами первого адресного запоминающего устройства, а входы второго - с информационными выходами второго адресного запоминающего устройства, адресные входы которого подсоединены к выходам счетчика адреса и адресным входам первого адресного запоминающего устройства, вход Чтение которого подсоединен к входу Чтение второго адресного запоминающего устройства, выходу своего мультиплексора и через элемент задержки - к двум управляющим входам двух дешифраторов, при этом выходы первого дещифратора соединены так с пер- вымк входами ключей коммутационных регистровых элементов, что каждый его i-й выход (,n) связан с первыми входами тех из m ключей коммутационных регистровых элементов, которые находятся в II-M столбце по отнощеиию ко всем коммутационным регистровым элементам, а выходы второго дещифратора соединены так с вторыми входами ключей коммутационных регистровых элементов, что его j-й выход (, га) связан с вторыми входами тех, из п ключей коммутационных регистровых элементов, которые находятся в j-й строке по отнощению также ко всем коммутационным регист- ровым элементам, содержащим в своем сдвиговом регистре управляющий вход,

подключенный к шине сдвига коммутационного устройства, тактируемая щи- на которого подсоединена к счетному входу счетчика адреса.