Ячейка коммутирующей среды Советский патент 1974 года по МПК G06F9/00 G06F7/00 

1

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

По авт. св. JY 427337 известна ячейка коммутирующей среды, содержащая схемы «И, схемы «П-НЕ, триггеры, схему «ИЛИ, входные шины которых соединены с приемными схемами «И-НЕ, выход каждой из которых связан с входами остальных приемных схем «И-НЕ. Выходы приемных схем «И-НЕ соединены также каждый со своим первым входом схемы опроса состояний приемных схем «И-НЕ, вторые входы которых связаны с шиной подачи команды записи дерева трасс. Выход схемы опроса состояний приемных схем «И-ПЕ подключен через схему «ИЛИ обнуляющих команд к нулевому входу триггера управления, единичный выход которого соединен с первым входом своей выходной схемы «И-НЕ устройства анализа принадлежности данной ячейки трассе, с входом приемной схемы «И-НЕ, а также с первым входом схемы считывания состояний триггеров управления, второй вход которой соединен с выходом схемы «И координатной выборки ячейки, входными шинами которой являются шины выборки ячейки по X и по У. Выход схемы считывания состояний триггеров управления соединен с шиной считывания состояний триггеров управления. Кроме того, два других входа входной схемы «И - НЕ устройства анализа принадлежности данной ячейки трассе соединены один с нулевым выходом триггера управления смежного узла, другой - с выходом входной схемы «И-НЕ устройства анализа принадлежности данного узла трассе, входы которой соединены с входными шина.лш устройства анализа прииадлежности данной ячейки трассе, связанными 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 подключен к выходны.м шинам звеньев. Входы приемных схем «И - НЕ соединены с шинами запрещения распространения волны потенциала поиска в заданных направлениях н с шиной обнуления входов ячейки. Входные шины звеньев связаны также с первым входом схемы «И - НЕ контроля исправности ячейки, второй вход которой соединен с шиной опроса схем автоконтроля. Выход схемы «И - НЕ контроля Исправности ячейки соединен через схемы «ИЛИ обнуляющих команд с нулевым входом триггера управления. Выход выходной схемы «И - НЕ устройства анализа принадлежности ячейки трассе соединен с

шиной вывода потенциала выделения в смежные ячейки, которая также соединена с третьим входом схемы опроса состояний приемных схем «И-НЕ.

Однако такая ячейка не обеспечивает построения трасс с ответвлениями по кратчайшим расстояниям, что приводит к увеличению суммарной длины трассы и снижению плотпости их прокладки.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей ячейки.

Это достигается тем, что предлагаемая ячейка дополнительно содержит первую схему «И, один вход которой соединен с выходом первой схемы «И-НЕ, другой вход - с шиной обнуления среды, а выход - с триггерами управления, вторую схему «И, один вход которой соединен с шиной разрешения вывода потенциала поиска, другой вход - с выходными шинами ячейки, а выход - с шиной включения формирователя записи трассы; вторую схему «И - НЕ, один вход которой соединен с шиной разрешения задания распределенного источника потенциала поиска, другой вход - с входами схем «И - НЕ анализа принадлежности ячейки трассе, а выход - с одним из входов выходной схемы «И - НЕ.

Благодаря этому возможно построение сложных трасс, ветвяшихся в любой точке, что существенно повышает качество печатного монтажа.

Отыскивание трассы между группой точек осуществляется организацией волнового процесса в коммутирующей среде. Пусть необходимо соединить трассой qiQQ ячеек. Начальной ячейке трассы q задают признак источника потенциала поиска, а остальным ячейкам- признак приемника потенциала поиска. Распространяясь от до, волна поиска достигает ближайшей ячейки-приемника, выдавая сигнал на запись этой части трассы. Затем признак источника потенциала поиска задают уже всему построенному участку трассы и выделяют вновь ближайшую ячейку-приемник. Путем присоединения к каждой выделенной части трассы ячеек-приемников получают увеличивающийся по длине распределенный источник потенциала поиска. ,В результате строят сложную трассу с кратчайшими ветвями, отходящими от ранее проложенных участков трассы.

На чертеже показана функциональная схема ячейки.

Входные шины Ь - U ячейки и шины 2, 3 запрещения распространения волны поиска соответственно по X и У соединены с входами соответствующих приемных схем «И - НЕ 4i-4i. Выход каждой из приемных схем «И - НЕ связан с входом выходной схемы «И - НЕ 5, выход которой соединен с выходными шинами 6i - 64 звеньев. Кроме того, выход каждой приемной схемы «И - НЕ подключен к входам остальных приемных схем «И - НЕ. Один из входов первой схемы «И 7, которая осуществляет вывод потенциала поиска, соединен с выходом выходной схемы «И - НЕ, а другой - с шиной 8 разрешения вывода потенциала поиска. Выход схемы «И 7 соединен с шиной 9 включения формирователя записи трассы. Входы схем «И - НЕ, lOi - 104 опроса состояний схем 4 -4 соединены с выходами соответствующих приемных схем «И - НЕ 4i - 44 и с шинами 11 - lU подачи команды записи трассы. Выходы схем «И - НЕ lOi-104 связаны через схемы «ИЛИ 12i - 124 сборки обнуляющих команд с нулевыми входами соответствующих триггеров 13i - 184 управления, единичные входы которых соединены с входами схем

и выходных схем «И - НЕ 14i-144 анализа принадлежности ячейки трассе. Входы схем 14i - 144 соединены с соответствующими шинами 15i-164 опроса состояний триггеров управления соседних ячеек.

Входные шины 16i - 164 анализа принадлежности ячейки трассе соединены с входами выходной схемы «И - НЕ 17 анализа принадлежности ячейки трассе, выход которой соединен с входами выходных схем «И -

НЕ 14i - 144-, выходы которых соединены с шинами 18i-184 вывода потенциалов выделения в смежные ячейки. Входы первой схемы «И - НЕ 19 запрешения изменения состояния ячейки соединены с входными шинами

16i -164 анализа принадлежности ячейки трассе и с шиной 20 установки ячейки в исходное состояние. Выход схемы «И - НЕ 19 соединен с одним из входов первой схемы «И 21 установки среды в проводящее состояние,

второй вход которой соединен с шиной 22 установки среды в проводящее состояние.

Выход схемы «И 21 соединен с единичными входами триггеров 13i - 184. Один из входов второй схемы «И - НЕ 23 задания трассе

распределенного источника потенциала поиска соединен с шиной 24 разрешения задания распределенного источника. Выход схемы «И - НЕ 23 соединен с одним из входов выходной схемы «И - НЕ 5. Выходы схем

«И - НЕ 25i - 264 контроля исправности ячейки соединен с входами схем «ИЛИ 12i-124, один вход - с входными шинами li - U, а другие - с шинами опроса схем автоконтроля. Выход схемы «И 27

координатной выборки ячейки связан с одним из входов схемы «И 28i - 284 считывания состояний триггеров 13i - 184. Входы схемы «И 27 соединены с шипами 29 и 80 выбора по Хи У соответственно. Шины 81i -ЗЦ обнуления

входов ячейки соединены с входами схем 4i -44. Шины 82i - 824 считывания состояний триггеров 18i - 184 подключены к выходам схем «И 28i - 284. Пусть при отыскивании трассы потенциал

поиска одновременно появился на входных шинах li- Is данной ячейки. Так как до этого среда была обнулена, каждая из приемных схем «И - НЕ имела по шинам обратной связи и по шине 2 разрешение на прием потенциала поиска, представляющего собой логическую единицу. Вследствие того, что каждая из названных схем охвачена запрещающими обратными связями, схемы 4i - 44 входят в нротиворечивое 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 4-2. Инвертированное значение его прикладывается к схемам 4i, 4з, 44, изолируя ячейку от среды по этим сходам, и к выходной схеме «И - НЕ 5. Инвертируясь схемой 5, потенциал вновь в виде логической единицы распространяется по шинам 6i - 64 в среду. Таким образом, ячейка за ячейкой формируется прадерево трасс с несливающимися ветвями, поэтому оно имеет единственную трассу, соединяющую источник сигнала с приемником. Назовем указанную трассу центральной.

В момент достижения волной потенциала поиска ближайшей ячейки-приемника схема «И 7, имеющая по шине 8 сигнал разрешения вывода потенциала поиска, выдает по шине 9 сигнал разрешения включения формирователя записи трассы, находящейся в устройстве управления средой. Для записи образованного прадерева трасс в собственную память узлов предусмотрены схемы «И - НЕ lOi -104, которые опрашивают состояния нриемных схем 4i-44 и при наличии команды записи дерева трасс па шинах lli-1 через схемы 2 - 124 устанавливают триггеры 13i, 13з, 134 в нулевые состояния, а они блокируют приемные схемы 4i, 4з, 44. В результате предыдущих команд только триггер 132 остается в единичном состоянии, разрешая схеме 42 прием потенциала поиска.

Для выделения центральной трассы со стороны ячейки-приемника сигнала по одной из шин 16i - 164 подается логический нуль, на аналогичные шины остальных узлов среды - логические единицы. Признаком нринадлежности ячейки центральной трассе является такая ситуация триггеров управления смежных узлов, при которой первый по трассе от ячейки-приемника установлен в единичном, а второй- в нулевом состояниях. Выходы названных триггеров подключаются к выходным схемам анализа принадлежности узла трассе. К этим же схемам подсоединяется выход схемы «И - НЕ 17. Иоскольку данная ячейка принадлежит центральной трассе, то лишь на выходе схемы 142 появляется нулевой потенциал, который, направляясь по шине 182, является командой выделения следующей по центральной трассе ячейки. Ирикладываясь к схеме 19 смежного узла, этот потенциал запрещает изменение состояний триггеров управления смежного узла. Командой запрета изменения состояний триггеров управления данной ячейки является нулевой потенциал, пришедший по одной из шин 15i - 164 от смежных УЗЛОВ.

Таким образом, формируется неразрешение изменения состояний всех триггеров управления ячеек, принадлежащих центральной трассе трасс.

По окончании переходных нроцессов но шине 20, общей для всей среды, подается комапда установки среды в проводящее состояние. При этом триггеры управления ячеек, не принадлежащих центральной трассе, пот ь

ращаясь в исходные состояния, вновь делшчот остальную часть среды нроводящей и готовой к отысканию очередной трассы.

Для образования ответвлений трассы к остальным вершинам-приемникам qt, снимают

признак источника потенциала поиска с вершины до, оставляя прнзпак па вершинах j/(o- По unnic 24 на see у.пы cpcru-i подают единичный потепциал, служащий командой образования распределенпого по цептральной трассе нсточника потенциала поиска, он задается схемой 23. В результате этого от всей центральной трассы распространяется цилиндрическая волна потенциала поиска, образующая неслпвающиеся ветви трассы с остальными верцшнами-приемиика qi QQ. Для выделения ветвей названным вершинам одновременно задают нрнзнаки приемников подключением одной из шин I6i-164 к нулевому потенциалу.

По окончании переходных нроцессов вновь подают команду установления среды в проводяшее состояние. Так, в два шага устанавливают дерево трасс: на первом шаге - лучевую ветвь (центральную трассу), на втором -

ее ветви. При включении питания в коммутирующей среде может устанавливаться спо}; тайное нрадерево трасс. Для его разрушения предусмотрепо общее обнуление среды подачей нулевого потенциала, но шннам 311 - .

Для предотвращения норол-сдения в среде ложного потенциала поиска за счет неисправных элементов служат схемы 25i - 264, к входам которых подключены входные игины 1|-1.; и шнны 26i - 26.. опроса схем автоконтроля. При нрохождепии ложного потепппала поиска все звенья среды оказываются занятыми. Для локализации источника ложного потенциала по шннам 311-314 подается комапда обнуления модели, а по окопчанни

.тереходных процессов по шннам 2Gi - 26.; - команда опроса звеньев. При этом на выходах ячеек (шкны 6i - 6.;) появляются нули к лпшь непсправпые узлы дюгут выдавать единицы. Совпадение едпнпц ложного потенцпала н

команды опроса порождает на выходе одной из схем 25; - 25.i пуль, устапавливаюшнй через схему 12i - 124 триггер управления данным входом узла в нулевое состояние. Такнм образе, локалпзадня источника ложного потенциала поиска осуществляется блокировкой входов смежных узлов.

Для координатного считывания состояний ячеек предусмотрепа схема 27. При одновременном поступлении сигналов по шинам 29 н

30 выбора на схему 27 схемы 28 по шинам 32 считывают состояние триггеров управления ячейки. Среда, построенная из предлагаемых ячеек, способна автоматически устанавливать сложные ветвящиеся трассы с кратчайшими ветвями от ее центрального участка с обходом ранее установленных трасс. Предмет изобретения Ячейка коммутирующей среды по авт. св. № 427337, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, она дополнительно содержит первую схему «И, один вход которой соединен с вы « - ходом первой схемы «И - НЕ, другой вход - с шиной обнуления среды, а выход - с триггерами управления, вторую схему «И, один вход которой соединен с шиной разрешения вывода потенциала поиска, другой вход - с выходными шинами ячеек, а выход - с шиной включения формирователя записи трассы, вторую схему «И - НЕ, один вход которой соединен с шиной разрешения задания распределенного источника нотенциала поиска, другой вход - с входами схем «И - НЕ, анализа принадлежности ячейки трассе, а выход- с одним из входов выходной схемы «И - НЕ. 5