Матричное коммутационное устройство Советский патент 1990 года по МПК H03K17/00 

Изобретение относится к электронной коммутационной технике и может быть использовано для построения коммутационных полей, в частности, в системах связи.

Целью изобретения является повышение производительности и надежности устройства.

Цель достигается путем введения в каждый коммутатор регистра состояния для управления установкой выходных формирователей. Повышение производительности устройства обусловлено возможностью перевода выходных формирователей за один такт в третье высокоомное состояние путем записи в триггер регистра состояния логической Г, а повышение надежности обусловлено исключением запрещенных состояний выходных формирователей при включении питания, что достигается за счет использования автоматической установки триггера регистра состояния при подаче питания.

На чертеже приведен пример реализации коммутатора 4x4, являющегося основой матричного коммутационного устройства.

Устройство содержит матрицу из М строк и N столбцов коммутационных элементов 1. М входных формирователей 2, N запоминающих элементов 3 и выходных формирователей 4, регистр 5 состояния.

Входы коммутационных элементов 1 подключены к входной шине 6 соответствующей строки и выходу выходного формирователя 2, выходы - к выходной шине 7 соответствующего столбца и входу 8 выходного формирователя 4, а управляющие входы - к шинам 9 и 10 выбора строки и столбца соответственно.

Вход запоминающего элемента 3 также подключен к шине 10 выбора столбца, управляющий вход - к шине 11 управления коммутатора, а выход к первому входу 12 управления выходного формирователя 4. Вторые входы 13 управления выходных формирователей 4 подключены к выходу 14 регистра 5 состояния.

Выходы выходных формирователей 4 составляют группу выходов 15 коммутатора. Коммутационный элемент 1 содержит запоминающий элемент 16, например D- триггер, и ключ 17, например. МДП-транзи- стор. Выход запоминающего элемента 16 подключен к управляющему входу ключа 17, вход и выход которого являются входом и выходом коммутационного элемента 1.

Запоминающий элемент 3 может быть выполнен в виде D-триггера, информационный вход которого является управляющим входом данного элемента, а тактовый вход является входом запоминающего элемента.

Выходной формирователь 4 выполнен на основе элемента с тремя состояниями, содержащего выходной каскад 18 с тремя состояниями, выход которого является вы- 5 ходом 15 выходного формирователя, элемент И-НЕ 19 и ИЛИ-НЕ 20. В состав выходного формирователя входят также элемент ИЛИ 21 и инвертор 22. Входы элемента ИЛИ 21 являются входами 12 и 13 10 управления выходного формирователя 4. Выход элемента ИЛИ 21 соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ 20 и через инвертор 22 - с первым входом элемента И-НЕ 19. Вторые входы элементов ИЛИ-НЕ.20 и 15 И-НЕ 19 подключены к входу 8 выходного формирователя, а выходы тех же элементов - к управляющим входам выходного каскада 18 с тремя состояниями, выполненного, например, на дополняющих МДП-транзисторах. 20 Регистр 5 состояния содержит триггер 23, элемент И-НЕ 24 и RC-цепочку 25. Выход элемента И-НЕ 24 соединен с входом установки триггера 23, вход сброса которого является входом 26 коммутатора, Выход 25 триггера 23 является выходом 14 регистра 5 состояния. Входы элемента И-НЕ 24 подключены соответственно к инверсному входу 27 коммутатора и к выходу RC-цепочки 25, которая включена межд у шинами пита- 30 ния и земли.

Устройство работает следующим образом.

Настройка коммутатора осуществляется с помощью последовательности сигна- 35 лов, подаваемых на шины 9 и 10 выбора строки и столбца. При совпадении сигналов, поступающих по этим шинам, соответствующий запоминающий элемент 16 коммутационного элемента 1 устанавливается в 0 состояние, обеспечивающее открытое состояние ключа 17. При наличии сигнала на выходе соответствующего входного формирователя 2 на выходной шине 7 соответствующего столбца появляется коммутирующий 5 сигнал, который подается на вход 8 выходного формирователя 4.

Выходной формирователь 4 стробиру- ется, т.е. переводится в третье состояние с высоким выходным сопротивлением, с од- 0 ной стороны с выхода 14 регистра 5 состояний, а с другой - с выхода запоминающего элемента 3 соответствующего столбца. Причем, подача сигнала логической 1 на шину 11 управления коммутатором приводит к пе- 5 реводу за один такт выходных формирователей 4 в третье состояние для всех выбранных столбцов. В известном устройстве для этого потребовалось бы несколько тактов. При этом не происходит и разруше- 21ия программы настройки коммутационных

элементов 1. Поэтому имеется возможность перестройки программы настройки параллельно с другими операциями в других коммутаторах матричного коммутационного устройства, что все в целом обеспечивает повышение производительности устройства.

При включении питания за счет наличия RC-цепочки 25 регистра 5 состояния на его выходе 14 формируется сигнал логической 1, который переводит выходные формирователи 4 в третье состояние, что исключает появление в коммутационном устройстве запрещенных состояний, связанных с взаимодействием выходных каскадов 18 KOiyiMy- таторов. Для передачи информации через выходные формирователи 4 на вход 26 коммутатора подается сигнал, переводящий триггер 23 в нулевое состояние. Элемент И-НЕ 24 после заряда конденсатора RC-це- почки 25 на работу регистра 5 состояний не влияет. Подачей сигнала логического О на инверсный вход 27 коммутатора осуществляется дополнительная возможность перевода выходных формирователей 4 данного коммутатора или всего коммутирующего устройства в третье высокоомное состояние. Таким образом, в устройстве при включении питания автоматически происходит установка выходных формирователей в безопасное третье состояние, чем обеспечивается повышение надежности.

Формула изобретения

1. Матричное коммутационное устройство, содержащее матрицу коммутаторов, объединенных между собой по строкам и столбцам одноименными шинами, каждый коммутатор содержит матрицу из М строк и N столбцов коммутационных элементов, входу которых подключены к входной шине соответствующей строки и выходу соответствующего входного формирователя, выходы - к выходной шине соответствующего столб- ца и к входу соответствующего выходного формирователя, а управляющие входы - к шинам выбора строки и столбца, каждый

5

10 15 20 5 0

5

0 5

столбец коммутатора содержит также запоминающий элемент, вход которого соединен с шиной выбора столбца, управляющий вход - с шиной управления коммутатора, а выход- с первым входом управления выходного формирователя того же столбца, выходы которых составляют группу выходов коммутатора, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности и надежности устройства, в каждый коммутатор введен регистр состояния, подключенный своим выходом к второму входу управления выходных формирователей.

2.Устройство по п. 1, отличающее- с я тем, что коммутационный элемент содержит запоминающий элемент, выход которого подключен к управляющему входу ключа, вход и выход которого являются входом и выходом коммутационного элемента, а входы запоминающего элемента являются управляющими входами коммутационного элемента.

3.Устройство по п. 1. отличающее- с я тем. что выходной формирователь выполнен на основе элемента с тремя состояниями и содержит элемент ИЛИ и инвертор, ВХОДЫ) элемента ИЛИ являются входами управления выходного формирователя, выход элемента ИЛИ соединен с первым входом элемента ИЛ И-НЕ и через инвертор - с первым входом элемента И-НЕ, вторые входы элементов ИЛИ-НЕ и И-НЕ объединены и подключены к входу выходного формирователя, а выходы тех же элементов - к управляющим входам выходного каскада с тремя состояниями, выход которого является одним из выходов коммутатора.

4. Устройство по П.1, отличающее- с я тем. что регистр состояния содержит триггер, элемент И-НЕ. и RC-цепочку, выход элемента И-НЕ соединен с входом уста- новки триггера, вход сброса которого является входом коммутато-ра, выход триггера является выходом регистра состояния, входы элемента И-НЕ подключены соответственно к инверсному входу коммутатора и к выходу RC-цепочки. которая включена между шинами питания и земли.

Изобретение относится к импульсной коммутационной технике и может быть использовано для построения коммутационных полей, в частности, в системах связи. Цель изобретения - повышение производительности и надежности устройства - достигается путем введения в каждый коммутатор регистра 5 состояний в результате осуществления возможности перевода выходных формирователей 4 за один такт в третье высокоомное состояние, а также исключения запрещенных состояний выходных формирователей при включении напряжения питания, что достигается путем автоматической установки триггера 23 регистра 5 состояний. Устройство содержит в каждом коммутаторе матрицу 1 коммутационных элементов, состоящую из запоминающего элемента 16 и ключа 17, входные формирователи 2, запоминающие элементы 3. Выходной формирователь 4 выполнен на основе элемента с тремя состояниями и содержит выходной каскад 18, элементы И - НЕ 19, ИЛИ - НЕ 20, И 21 и инвертор 22. Регистр 5 состояний содержит триггер 23, элемент И - НЕ 24 и RG-цепочку 25. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.