Коммутационный регистровый элемент Советский патент 1976 года по МПК G06F7/00 

дами блоков формирования выходных функций занятости соседних элементов.

Указанные соединения позволяют производить настройку коммутационной регистровой структуры на заданные каналы связи без индивидуальной настройки элементов, лишь за счет подачи на все коммутационные регистровые элементы структуры вначале одинаковых сигналов распространения, а затем одинаковых сигналов фиксирования. При этом функции занятости исключают прохождение образуемых каналов связи по ранее занятым ячейкам, а также попадание каналов связи в тупиковые зоны, окруженные занятыми ячейками.

В результате на основе автоматических коммутационных регистровых элементов может быть построена полностью автоматическая самонастраивающаяся однородная коммутационная регистровая структура.

Вспомогательные функции распространения, фиксирования и занятости, реализуемые в каждом коммутационном регистровом элементе, определяются следующим образом.

Функции распространения соединений необходимы для автоматического построения дерева соединений, которое образует каналы связи заданного входа коммутан,иониой регистровой структуры со всеми ее свободными выходами. Каждая функция распространения определяет одну составляющую вектора управления К .i yz2 коммутационного регистрового элемента. Функция распространеиия зависит: от сигнала построения дерева соединений R, одинакового для всех элементов; от сигналов распространения соединений TI и Г2, которые представляют собой единицы, находящиеся в вершинах ветвей дерева и продвигающиеся по мере роста дерева во вновь присоединяющиеся к его вершинам элементы; от составляющих вектора управления У YiiYizY2iY22, который настраивал элемент до начала построения дерева на образование каналов связи:

,. Y,,/Y,,, ,,/Y,,,

Yn ,,Y,,,

Y22 ,Y,,,,.

Фунции фиксирования соединений выделяют из дерева соединений, образованного функциями распространения соединений, лишь те каналы связи, которые соединяют заданный вход коммутационной регистровой структуры с заданными ее выходами. При этом выделенные каналы связи фиксируются, а все остальные каналы связи, входящие в данное дерево, ликвидируются путем сброса соответствующих элементов в нулевое состоянле. Каналы связи, которые были образованы ранее до построения данного дерева, при сбросе сохраняются. Перечисленные операции

реализуются в коммутационном регистровом элементе следующими местными функциями фиксирования соединений:

Y,, , У,,(5у)УГ2,

y,.rz:(5Viy5 2I,

Y,,(.

Здесь 5 - сигнал настройки на фиксирование каналов связи одинаковый для всех элементов; El и 2 - входные функции фиксирования, поступающие от последующих коммутационных регистровых элементов, через которые проходят образуемые каналы связи, на вход данного элемента. Для настройки на фиксирование необходимых каналов связи предыдущих по отношению к данному коммутационных регистровых элементов в последние передаются выходные функции фиксирования ti и 2, образуемые в данном элементе:

г - - у /1 у

-1 --Ill V -2 12) 2 --1 - 21 V 2 22Чтобы ИСКЛЮЧИТЬ образование связей коммутационного регистрового элемента с уже занятыми соседними элементами и для исключения попадания образуемых каналов связи в тупиковые зоны коммутационной регистровой структуры, окруженные полностью занятыми ячейками, в каждом коммутационном регистровом элементе вырабатываются функции занятости данного элемента i|5i и

- . , VT2 12Здесь ф1 и ф2 - функции занятости, вырабатываемые соседними элементами, на вход которых подключены выходы данного элемента.

Функции коммутации коммутационного регистрового элемента зависят от функций занятости соседних элементов ф1 и ф2:

.Д..

r,,Y,J,,,,Y,,Xl.

Так как в коммутационном регистровом элементе исключается образование управляющих векторов У 11712 21 22 1010; 1110; 0101; 1101; 1011; 0111 и 1111, которым как и в случае основного нулевого сигнала разъединения Y 0000 соответствует разъединение входов и выходов элемента, то отпадает необходимост1э вводд1ть в функци и коммутации множители () и (), предназначенные для образования разъединения входов и выходов элемента при указан-ных унравляющих векторах.

Управляется коммутационный регистровый элемент с помощью внешних сигналов управления Р ,и PZ, которые определяют сигналы построения дерева соединений R, настройки на фиксирование каналов связи 5 и приведение элемента в нулевое состояние С в соответствии со следующими функциями:

РЛ, S ЛЛ, с---Л ЛЕсли ввести обозначения векторов:

X - вектор входной информации коммутационного регистрового элемента, Г TiT2 - вектор выходной информации,

У YiiYi2Y2,iY2z - управляющий вектор элемента,

г - вектор сигналов распространения соединения, ii|2 - вектор входных функций

фиксирования,

I - вектор выходных функций фиксирования, Ф Ф1Ф2 - вектор входных функций

занятости,

а|) ф1г152 - вектор выходных функций занятости,

Р PiPz - вектор управления настройкой элемента,

то функция распространения, занятости, фиксирования и коммутации, а также сигналы настройки автоматического коммутационного регистрового элемента записываются в следующей компактной векторной форме:

у f() -функции распространения,

У /(SillУ) - местные функции фиксирования, t, Ф(1У) - выходныефункции

фиксирования,

-ф Ф(ф1У) -выходные функции занятости,

Т F(() -функции коммутации, К(Р), S(P), С(Р) - сигналы настройки.

На фиг. 1 изображена функциональная схема коммутационного регистрового элемента с условными обозначениями информационных и управляющих каналов; на фиг. 2 - структура передачи данных между блоками коммутационного регистрового элемента; на фиг. 3 - варианты настройки АКРЭ при управляющем сигнале настройки; на фиг. 4 - варианты образования сигналов занятости АКРЭ; на фиг. 5 - варианты настройки АКРЭ при управляющем сигнале фиксирования.

Коммутационный регистровый элемент (фиг. 1) имеет два информационных входа KI и Xz, по которым передаваемая информация поступает в данный элемент из соседних элементов, и два информационных выхода Ti и TZ, по которы.м передаваемая ипформа и;я направляется в соседние элементы. В пространственном отнощении направления движеПИЯ информации и Х2Т2 взаимно перпендикулярны.

Кроме информационных входов и выходов, автоматический коммутационный элемент имеет управляющий вход Р, по которому поступают сигналы настройки элемента на построение дерева соединений и сигналы настройки на фиксирование каналов связи.

Входы li и и выходы С и i.2 предназначены для передачи от элемента к элементу сигналов фиксирования каналов связи, а входы ф1 и ф2 и выходы -ф и 11)2 для передачи сигналов занятости элементов.

В ячейках памяти 1 и 2 хранится подлежащая коммутации информация, которая поступает в них из соседних элементов по информационным входам Xi и Х. Для образования соединений информационных в.ходов п выходов элемента предназначен блок коммутации 3, который настраивается на определенную

коммутацию под воздействием управляющего вектора Y, хранящегося в управляющем регистре 4.

Блок 5 реализации функций распространения служит и для выработки управляющего

вектора У, позволяющего автоматически настраивать коммутационный регистровый элемент на построение дерева соедипений.

Блок 6 необходим для формирования местных функций фиксирования, с помощью которых элемент настраивается па образование заданных каналов связи. На выходе блока б вырабатывается соответствующий управляющий вектор У, заносимый в управляющий регистр 4. Сигналы фиксирования каналов свяаи 1 и tz, передаваемые от данного элемента к соседним, вырабатываются блоком 7 формирования выходных функций фиксирования.

Для формирования сигналов занятости, передаваемых от данного элемента к соседним,

служит блок 8 формирования выходных функций занятости, который воспроизводит выходные функции занятости i и 2Блок 9 местного управления в зависимости от внешнего сигнала управления Р вырабатывает либо сигнал R настройки элемента на построение дерева соединений либо сигнал S настройки элемента на фиксирование заданных каналов связи, либо сигнал С, необходимый для приведепия элемента в нулевое состояние. Каждый из сигналов подается одновременно на все элементы самонастраивающейся коммутационной регистровой структуры. Структура передачи данных (фиг. 2) повторяет схему АКРЭ (фиг. 1) с той лишь разницей, что вместо отдельных функций и переменных, используемых в последней, на фиг. 2 используется векторное представление всех указанных величин в соответствии с ранее введенными обозначениями векторов. Это позволяет упростить описание передачи информации и управляющих сигналов на входах, выходах и внутри АКРЭ.

Работа автоматического коммутационного регистрового элемента распадается на три этапа: этап настройки на построение дерева соединений, этап настройки на фиксирование каналов связи и этап работы элемента в режиме передачи информации. При перестройке автоматической коммутационной регистровой структуры на другую схему коммутации вводится один дополнительный этап-этап сброса всех элементов в нулевое состояние, при котором все входы и выходы каждого элемента разъединены.

На этапе настройки коммутационного регистрового элемента на построение дерева соединений устройство функционирует следующим образом (фиг. 2). На вход блока местного управления 9 поступает внещний управляющий сигнал настройки Р - 10, вырабатывающий сигнал построения дерева соединений R . Одновременно на входы ячеек памяти 1 и 2 но каналу X поступает от соседних элементов вектор сигналов распространения соединений г. Если до этого коммутационный регистровый элемент был настроен на определенную коммутацию, отличную от нулевой, то в регистре управляющей информации к данному моменту находится соответствующий управляющий вектор У. Сигнал построения дерева соединений R, вектор сигналов распространения соединений и управляющий вектор У поступают на входы блока 5, который вырабатывает управляющий вектор У, предназначенный для настройки элемента на коммутацию, обеспечивающую построение дерева соединений. Управляющий вектор У заносится через блок 6 (без изменения вследствие 5 0) в управляющий регистр 4, а предыдущий управляющий вектор У при этом стирается. В это же время от соседних элементов, с которыми соединен данный элемент, поступает вектор входных функций занятости ф, который подается на блок коммутации 3. Одновременно на тот же блок 3 поступает управляющнй вектор У. В результате блок коммутации осуществляет соответствующее соединение входов и выходов АКРЭ.

Варианты возможной настройки автоматического коммутационного регистрового элемента представлены на фиг. 3. Здесь пунктиром изображены соединения, которые существовали до настройки элемента, а сплощными линиями - соединения, которые появляются после настройки (при этом соединения, существовавщие ранее, до настройки, сохраняются). В заключение этапа настройки АКРЭ на построение дерева на входы блока 8 подается управляющий вектор У и вектор входных функций занятости гр, а на выходе его вырабатывается вектор выходных функций занятости. Возможные варианты формирования выходных функций занятости изображены на фиг. 4, где черными кружками показаны сигналы занятости а рходах и выходах АКРЭ,

На этапе фиксирования каналов связи работа автоматического коммутационного регистрового элемента (фиг. 2) протекает следующим образом.

На вход блока 9 местного упраьления поступает внещний управляющий сигнал настройки Р 01, в результате чего на выходе блока 9 вырабатывается сигнал настройки на фиксирование заданных каналов связи . Одновременно на соответствующие входы АКРЭ поступает от соседних элементов (или извне) вектор входных функций фиксирования. Сигнал настройки 5 и вектор | входных функций фиксирования подаются на входы блока 6, реализующего местные функции фиксирования. Одновременно на входы блока 6 из блока 4 через блок 5 поступает (без изменений при прохождении блока 5 вследствие .R 0) управляющий вектор У, выработанный блоком 5 на предыдущем этапе настройки АКРЭ. В результате блок фиксирования 6 вырабатывает окончательный управляющий вектор У, позволяющий образовать заданные каналы связи, который заносится в управляющий регистр 4. При этом ранее хранимый в регистре 4 вектор У стирается. Вектор управления У и вектор входных функций занятости ф поступают на входы блока коммутации 3, который вырабатывает соответствующие каналы связи между информационными входами и выходами АКРЭ. Варианты настройки АКРЭ при сигнале фиксирования 5 1 приведены на фиг. 5. В этот же период времени унравляющий вектор У и вектор входных функций занятости ф направляются на входы блока 8, на выходе которого образуется вектор выходных функций занятости ij), направляемый в соседние элементы. Наконец, одновременно на входы блока 7 поступают управляющий вектор У и вектор входных функций фиксирования |, а на выходе блока 7 формируется вектор выходных функций фиксирования р, который направляется в соседние элементы, подключенные на информационные входы данного элемента.

В течение третьего этапа автоматический коммутационный регистровый элементы (фиг. 1) ,ествляет передачу информации от входов Xi и Xz к выходам Т и Та в соответствии с настройкой схемы коммутации 3, произведенной на двух предыдущих этапах.

На четвертом этапе для приведения коммутационной регистровой структуры в состояние нулевой коммутации на вход блока 9 (фиг. 1 и 2) подается внещний управляющий сигнал Р - 00, который вырабатывает сигнал сброса С , переводящий все ячейки управляющего регистра 4 в нулевое состояние. В результате все элементы коммутационной регистровой структуры оказываются разомкнутыми и все каналы связи, образованные ранее на предыдущих этапах ликвидируются.

После этого можно заново производить автоматическую настройку коммутационных регистровых элементов структуры на образование новых каналов связи в соответствии с описанным первым и вторым этапами настройки. Формула изобретения Коммутационный регистровый элемент, содержащий ячейки памяти, выходы которых /-,- и Л а LLJ,ri Jri/1Т.Ч Г11Ч1 iiLiin/Aiii, jj Jii o/jijjiл1. A j-f соединены с информационными входами блока о коммутации, управляющий регистр, выходы которого соединены с управляющими входами блока коммутации, блок реализации функций распространения, блок реализации мест ных функцийфиксирования,блок формирования выходных функций фиксирования, блок формирования выходных функций занятости, блок местного управления, входы которого соединены с шинами управления, отличающийся тем, что, с целью новыщения надежности и расширения области применения, входы блока реализации функций распространения соединены с выходами ячеек памяти, управляющего регистра и блока местного управления, входы блока реализации местных функций фиксирования соединены с выходами блока реализации функций распространения и блока местного управления того же элемента и с выходами блоков формирования выходных .,,i, функций фиксирования соседних входы блока формирования выходных функ, й„,,л OTJTJXT RKlYnnWfiTV fnVHK ций фиксирования соединены с выходами управляющего регистра того же элемента и с выходами блоков формирования выходных функций фиксирования соседних элементов входы блока формирования вых о дных функций занятости соединены с выходами управляющего регистра того элемента и с выходами блоков формирования выходных функций занятости соседних элементов.

Т

г г и i fz-.

Pys. 3

лН

Иг

Xg

гп

-А--Е

; 1

-Y, Х,еY

V, X,

-Y,

г

V, А ,

V,

,

После олерации фунсураёаиии соеЗиненцу

,-0 г-П

.

f,0

frJ fa t

1, ,й

4

К

-Й

А

1,

ч

ч

ч

-йч

2

ч:

V,

b,