ЯЧЕЙКА КОММУТИРУЮЩЕЙ СРЕДЫ Советский патент 1974 года по МПК G06F7/00 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении устройства для трассировки печатных плат.

Известна ячейка коммутирующей среды, содержащая схемы «И, схемы , триггеры и схемы «ИЛИ, входные щины которых соединены с приемными схемами «И- НЕ, выход каждой из которых соединен с входами остальных приемных схем «И-НЕ. Выходы приемных схем «И-НЕ соединены с первым входом схемы «И-НЕ опроса состояний приемных схем «И-НЕ, вторые входы которых соединены с щиной ввода команды записи дерева трасс. Выход схемы «И- НЕ опроса состояний приемных схем «И- НЕ соединен через схему 1«ИЛИ с нулевым входом триггера управления, единичный выход которого соединен с первым входом выходной схемы «И-НЕ анализа принадлежности ячейки траосе, а также с входом приемной схемы «И-НЕ. Кроме того, два других входа выходной схемы «И-НЕ анализа принадлежности ячейки трассе соединены один с нулевым выходом триггера управления смежной ячейки, другой - с выходом входной схемы «И-НЕ анализа принадлежности ячейки трассе. Входы последней соединены с входными щинами анализа принадлежности ячейки трассе, которые также соединены с

входами схемы «И-НЕ запрещения изменения состояния ячейки, последний вход которой соединен с шиной установки ячейки в исходное состояние. Выходы каждой из приемных схем «И-НЕ соединены с входом выходной схемы «И-НЕ, выход которой соединен с выходными шинами ячейки, входы приемных схем :«И-НЕ - с шиной обнуления входов ячейки. Нри этом входные шины ячейки соединены также с первыми входами схем «И-НЕ автоконтроля, вторые входы которых соединены с шиной опроса схем автоко)троля, а выход схемы «И-НЕ автоконтроля соединен через схемы «ИЛИ с нулевым входом триггера управления. Выход выходной схе.мы «И-НЕ анализа принадлежности ячейки трассе соединен с шиной вывода ко.манды выделения следующей ячейки, которая соединена с третьим входом схемы

опроса состояний приемных схем «И-НЕ.

Однако известная ячейка не может быть использована для моделирования процесса трассировки печатных плат в связи с невозможностью распространения волны поиска кратчайшей трассы в заданных направлениях и отсутствием считывания ее состояний.

Предложе}1ная коммутируюидая ячейка отличается тем, что дополнительно содержит

схемы «И-НЕ считывания состояний узла. первые входы которых соединены с единичными выходами соответствующих триггеров управления, а вторые входы подключены к выходу схемы «И координатной выборки )зла. Входы приемных схем «И-НЕ подключены к дополнительным шинам запрещения распространения волны поиска кратчайшей трассы. Это позволяет регулировать щирину трассирующего поля со считыванием состояний его ячеек и тем самым расширить область применения ячейки. Кратчайшие трассы образуются во время волнового процесса в трассирующей моделл. При этом ячейке /)f Р (Р - множество ячеек - источников сигнала трассирующей модели М(х, и), где X- множество ячеек, и - множество звеньев этой модели) задается признак источника сигнала путем подключения его к источнику напряжения с потенциало,м ф относительно общей щины модели. Вершине д(: Q, где Q - множество ячеек - приемников сигнала, задается признак приемника. В модель по звеньям, прилежащим к узлу Р, начинает распространяться волна потенциала поиска. На узлы модели наложено ограничение несливания токов поиска при схождении на ячейках, пути к которым оказали одинаковую задержку волне. Звено ы,п,, подключается к прилегающей ячейке X , если функция тока 8и,„ xt через ключ, разделяющий звено «,„, и узел х/, определяется, mC 1 ,, х /5„„ множество возможных функций ТОКОВ, через ключ втекающих в X. ячейку, п - число прилегающих звеньев. При выполнении условия (1) одновременно для нескольких прилегающих звеньев ячейка подключается лишь к одному из них. Функциональная схема ячейки представлена на чертеже. Входные шины ячейки и шины 2 - 2„ и ,г запрещения распрострапения волны потенциала поиска трассы соответственно по А и по У соединены со входами соответствующих приемных схем «И-НЕ . Выход каждой приемной схемы «И-НЕ соединен со входом выходной схемы «И-НЕ 5, выход которой соединен с выходными шинами ячейки. Кроме этого, выход каждой приемной схемы «И-НЕ соединен со входами остальных приемных схем «И-НЕ. Входы схем соединены с выходам-и соответствующих приемных схем «И- НЕ и шинами ввода команды записи дерева трасс. Выходы схем «И-НЕ 7i-7„ соединены через схемы «ИЛИ с нулевыми .входами соответствующих триггеров управления, единичные выходы которых соединены со входами соответствующих приемных схем «И-НЕ и выходных схем «И-НЕ //1-//„ анализа принадлежности ячейки трассе, входы которых соединены с соответствующими шинами .2„ опроса состояний триггеров управления соседних ячеек. Входные шины анализа принадлежности ячейки трассе соединены с входами входной схемы 14 анализа принадлежности ячейки трассе, выход которой соединен со входами выходных схем «И- НЕ , выходы которых соединены с шинами 15 -:/5„ вывода команд выделения следующей ячейки. Входы схемы «И-НЕ .16 запрещения изменения состояния ячейки соединены с входными шинами .. анализа принадлежности ячейки трассе и шиной 17 установки ячейки в исходное состояние, а выход схемы «И-НЕ 16 соединен с единичными входами триггеров управления. Шины обнуления среды соединены с входами приемных схем «Н-НЕ Выходы схем «И-НЕ автоконтроля соединены через схемы «ИЛИ с нулевыми входами триггеров управления, а входы схем «И-НЕ соединены с входной шиной Д-In и с щинами опроса схем автоконтроля . Выход схемы «И 21 координатного выбора ячейки соединен с входами схем «И-НЕ считывания состояний ячейки. Входы схемы «,И 2-1 соединены с шинами 23 и 24 управления соответственно по /(Г и по У. Пусть потенциал поиска одновременно появился на входных щинах /i и /j узла л;;. Так как до этого среда была обнулена, то каждая из приемных схем «И-НЕ имела по шинам обратной связи -и шинам 2, 2j разрешение на прием потенциала поиска, представляющего собой логическую единицу. Так как каждая из названных схем охвачена запрещающими обратными связями, то схемы 4 и 4j входят в противоречивое неустойчивое состояние, в результате которого одна из них, принимающая потенциал поиска, его инверсией запрещает прием другой. Этим же сигналом прерывается и положительная обратная связь для приемного входа. Допустим, что потенциал поиска принимается схемой 4j. При этом инвертированное значение его прикладывается к схемам «И- НЕ 4i-4j i, 4j-n -4„, изолируя узел от среды по соответствующим входам, и к выходной схеме «И-НЕ 5. Инвертируясь на схеме 5, потенциал вновь в виде логической единицы распространяется по шинам в коммутирующую среду. Таким образом, узел за узлом формируется дерево трасс с несливающимися ветвями, поэтому дерево трасс имеет единственную трассу, соединяющую источник сигнала р с приемником q. Назовем эту трассу центральной. Следующим этапом является запись образованного дерева трасс в собственную память ячеек. Для этого предусмотрены схемы .«И- НЕ 7i-7п, которые опрашивают состояния приемных схем 4i-4„ и при наличии команды записи дерева трасс на шинах ,г через схемы «ИЛИ PI-9п устанавливают триггеры управления , (9„ в нулевые состояния, а те, в свою очередь, блокируют приемные схемы «И-НЕ 4 -4j-i, .5 В результате предыдущих команд только триггер lOj останется в единичном состоянии, разрешая схеме 4j прием потенциала поиска. Выделение центральной трассы осуществляется с помощью схем анализа принадлеж- Ю иости ячейки центральной трассе. Для выделения со стороны ячейки приемника сигнала в сеть схемы анализа подается логическая единица. На остальные входы этой сети подаются логические нули. Признаком 15 принадлежности ячейки центральной трассе является такая ситуация триггеров управления, при которой первый по каналу от ячейки приемника установлен в единичное, второй- в нулевое состо:яние. Соответствующие выходы этих триггеров соединены с выходными схемами «И-НЕ 111-(/./„, первые ло внутренним шинам, вторые - по шинам /2 -}2п. К этим же схемам подключены выходы входной схемы «И-НЕ 25 14 схемы анализа принадлежности ячейки трассе. И поскольку данная ячейка принадлежит центральной трассе, то лишь на выходе схемы «И-НЕ //; появится Нулевой потенциал, который по шине 15j 30 управляет выделением следуюшей по центральной трассе ячейки. Прикладываясь к схеме 1-6, этот потенциал запрещает изменение состояния триггера управления данной ячейки. Таким образом, формируется 35 неразрешение изменения состояния всех триггеров управления ячеек, принадлежащих центральной трассе дерева трасс. По окончании переходных процессов по щине 17, общей для всей среды, подается 40 команда установки среды в исходное состояние. При этом триггеры управления ячеек, не принадлежащих центральной трассе, возвращаясь в исходное состояние, вновь делают остальную часть ее проводящей и готовой к проведению очередной трассы. При включении питания в трассирующей среде может устанавливаться спонтанное дерево трасс. Для его разрушения предусмотрено общее обнуление среды по шинам 18i - 50 20 приемных схем «И-НЕ . С целью предотвращения возникновения в среде ЛОЖ.НОГО потенциала поиска за счет неисправных элементов предусмотрены схемы автоконтроля ./5„, к входам которых подключены входные шины li--.In и шины опроса звеньев 20i-ЗОп- При прохождении ложного потенциала все звенья среды оказываются заняты им. Для локализации источника по шинам MI-/5„ подается команда облуления среды, а по окончании переходных процессов по щинам команда опроса звеньев. При этом на выходах ячейки могут выдавать единицы. Совпадение единиц потенциала и команды опроса порождает на выходе одной из схем «И-НЕ /5i-19п нуль, устанавливающий через схему «ИЛИ 9 триггер управления в нулевое состояние, тем самым блокируя схемы «И-НЕ 4i-4,,i и изолируя ячейку от среды. Контроль среды должен производиться каждый раз церед проведением новой трассы. Для координатного считывания состояний узлов предусмотрена схема совпадения 21. При одновременном поступлении сигналов по щинам координатной выборки 23 и 24 схемы «И-НЕ 22i-22„ подготовлены для выдачи состояний триггеров управления, Среда, построенная из предлагаемых ячеек, способна автоматически устанавливать кратчайшие трассы, запрещать распространение волны поиска кратчайшей трассы в заданных направлениях, контролировать прохождение трассы, получать полную картину печатного монтажа платы, Предмет изобретения Ячейка коммутирующей среды по авт. св. № 408303, отличающаяся тем, что, с целью расширения области применения, она содержит схемы считывания состояний узла, первые входы которых соединены с единичными выходами соответствующих триггеров управления, а вторые входы подключены к выходу схемы «И координатной выборки узла, входы приемных схем «И-НЕ подключены к дополнительным шинам запрещения распространения волны поиска кратчайшей трассы. 1,12г15, 8 г Wz J8h2, .

L 20„ 8п Sj