Модуль многокаскадной коммутационной системы Советский патент 1980 года по МПК H03K17/84 

1

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано для коммутации двоичных сигналов.

Известны модули многокаскадных коммутационных систем 1, 2, в которых для коммутации двоичных сигналов в каждой точке коммутации используются триггеры с входной логикой для выбора и переключения заданной точки коммутации. Недостатком известных устройств является то, что при построении из них многокаскадных систем требуется введение в эти системы большого количества донолнительных управляющих выводов и шин и дополнительных блоков для управления.

Наиболее близким к данному изобретению по своей технической сущности и достигаемому результату является многократный координатный соединитель для коммутации двоичных сигиалов 3J, содержащий вертикальные и горизонтальные входные сигнальные шины, первую и вторую группы многовходовых элементов ИЛИ, выходы элементов ИЛИ первой группы являются выходами вертикалей, а выходы элементов ИЛИ второй группы - выходами горизонталей. Устройство содержит также матрицу из расположенных соответственно пересечениям вертикальных и горизонтальных шин коммутационных узлов, каждый

из которых состоит из коммутационного триггера, единичный вход которого подключен к выходу управляющего элемента И, а единичный выход - к нервым входам

5 первого и второго элементов И для передачи информации. Вертикальная и горизонтальная шины, связанные с данным коммутационным узлом, подсоединены соответственно к нервому и второму входам управляющего элемента И, а также к вторым входам первого и второго элементов И для передачи информации. Выходы всех расположенных на одной горнзонтали первых элементов И для передачи информации со15 едииены с входами соответствующего этой горизонтали многовходового элемента ИЛИ второй группы, а выходы всех расположенных на одной вертикали вторых элементов И для передачи информации подключены

20 к входам соответствующего этой вертикали многовходового элемента ИЛИ первой группы. Недостатками этого устройства являются большое количество управляющих шин, равное количеству сигнальных щин, и

25 ограниченные функциональные возмож:ности устройства, не иозволяющие при соединении модулей в многокаскадную коммутационную систему исиользовать децентрализованный принцип управления.

39 Целью изобретения является уменьшение

количества внешних связей при одиовременном расширении функциональных возможностей модуля.

Поставленная цель достигается тем, что в каждую горизонталь матрицы модуля внеден триггер для управления поиском соединительного нути, единичный вход которого связан с выходом многовходового элемента И для определения незанятости горизонтали, ко входам которого подсоединены нулевые выходы всех расположенных на данной горизонтали коммутационных триггеров, в каждый коммутационный узел введены первый и второй элементы И для поиска соединительного пути и второй управляюш,ий элемент И, выход которого соединен с нулевым входом коммутационного триггера, а первый вход вместе с первым входом первого элемента И для поиска соединительного пути - с соответствуюш,ей данному узлу вертикальной шиной, первый вход второго элемента И для поиска соединительного пути подключен к соответствующей данному узлу горизонтальной шине, вторые входы первого и второго элементов И для поиска соединительного пути и третий вход первого управляюш,его элемента И всех расположенных иа одной горизонтали коммутационных узлов связаны с единичным выходом соответствуюш,его этой горизонтали триггера для управления поиском соединительного пути, выходы всех расположенных на одной горизонтали первых элементов И для поиска соединительного пути подсоединены ко входам соответствующего этой горизонтали многовходового элемента ИЛИ второй группы, а выходы всех расположенных на одной вертикали вторых элементов И для поиска соединительного пути - ко входам соответствующего этой вертикали многовходового элемента ИЛИ первой группы, выходы всех многовходовых элементов ИЛИ второй группы через многовходовой элемент ИЛИ для определения наличия соединения связаны с первым входом элемента И для управления разрешением разборки соединительного пути, выход которого подключен к единичному входу триггера для управления разборкой соединительного пути, единичный выход которого соединен с вторым входом второго управляющего элемента И всех коммутационных узлов, вход сигнала разрешения поиска соединительного пути подключен к одному из входов всех много13ХОДОВЫХ элементов И для определения незанятости горизонтали, вход сигнала разрещения передачи информации связан с нулевым входом всех триггеров для управления поиском соединительного пути и триггера для управления разборкой соединительного пути, а вход сигнала разрешения разборки соединительного пути - с вторым входом элемента И для управления разрешением разборки соединительного пути. На фиг. 1 представлена функциональная

схема предлагаемого модуля; на фиг. 2 - трехкаскадная коммутационная система, построенная из этих модулей.

Модуль (фиг. 1) в зависимости от размеров содерлсит соответствующее число вертикальных 1 и горизонтальных 2 входных сигнальных шин. Выходы 3 вертикалей являются выходами первой группы многовходовых элементов ИЛИ 4, а выходами 5 горизонталей - выходы второй группы многовходовых элементов ИЛИ 6. В состав модуля входят также коммутационные узлы 7, количество которых определяется числом точек пересечения вертикалей и горизонталей, триггеры 8 для управления поиском соединительного пути и элементы И 9 для определения незанятости горизонтали, число которых равно числу горизонталей модуля, многовходовой элемент ИЛИ 10 для определения наличия соединения, элемент И 11 для управления разрешением разборки соединительного пути, триггер 12 для управления разборкой соединительного пути, вход 13 сигнала разрешения поиска соединительного пути, вход 14 сигнала разрешения передачи информации и вход 15 сигнала разрешения разборки соединительного пути. Каждый из коммутационных узлов 7, в свою очередь, содержит коммутационный триггер 16, первый и второй управляющие элементы И 17 и 18, первый и второй элементы И 19 и 20 для передачи информации, а также первый и второй элементы И 21 и 22 для поиска соединительного пути.

Устройство работает следующим образом.

Поиск соединительного пути начинается после подачи иа вход 13 сигнала разрешения поиска соединительного пути. По этому сигналу от рываются элементы И 9 в тех горизонталях, в которых отсутствуют ранее установленные соединения, т. е. в тех горизонталях, в которых ни один из триггеров 16 коммутационных узлов 7 не находится в состоянии «единица. Выходным сигналом открытых элементов И 9 переводятся в единичное состояние соответствующие им триггеры 8. При иаличии на одной из вертикальных входных сигнальных шин 1 сигнала запроса на установление соединения разрешающие потенциалы с единичных выходов триггеров 8 открывают все те элементы И 21, которые находятся на пересечениях возбужденной вертикальной шины 1 с незанятыми предыдущими соединениями горизонталями. Выходные сигналы открытых элементов И 21 через элементы ИЛИ 6 поступают на соответствующие им выходы 5 модуля и могут быть использованы в качестве сигналов запроса на соединение в последующих каскадах многокаскадной коммутационной системы.

Если сигнал запроса на соединение подан только на одну из незанятых предыдущим соединением горизонтальную шину 2, то открываются все элементы И 22, соответствующие этой горизонтали. ВыхОлТной сигнал всех открытых элементов И 22 через соответствующие им элементы ИЛИ 4 поступает на выходы 3 вертикалей модуля и может быть использован в качестве сигнала запроса на соединение в предыдущих каскадах коммутационной системы. Сигнал запроса, поданный на занятую предыдущим соединением горизонтальную щину 2, не проходит через элементы И 22, закрытые по одному из входов запрещающим потенциалом с триггера 8, и не появляется на выходах 3 вертикалей модуля.

Фиксация соединительного пути происходит в модуле только в том случае, когда сигналы запроса на соединение поступают одновременно на одну из вертикальных шин 1 и на одну из незанятых горизонтальных шин 2. При этом открывается уиравляющий элемеит И 17, находящийся на нересечении соответствующих возбужденным шинам вертикали и горизонтали и открытый по одному из входов разрешающим потенциалом с единичного выхода триггера 8, обслуживающего данную горизонталь. Выходной сигнал с выхода элемента И 17 переводит триггер 16 в единичное состояние. В результате этого разрешающий нотенциал с единичного выхода коммутационного триггера 16 поступает на первые входы элементов И 19 и 20.

Переключение устройства на режим передачи информации осуществляется подачей сигнала разрещения передачи информации на вход 14. При этом сбрасываются в «ноль все триггеры 8, в результате чего будут закрыты все элементы И 21 и 22. Информационные сигналы, подаваемые на соответствующую включенному коммутационному узлу 7 вертикальную шину 1, проход,ят через открытый по другому входу элемент PI 19 и через расположенный в выбранной горизонтали многовходовой элемент ИЛИ 6 поступают на соответствующий выход 5 горизонтали модуля. Сигналы, поступающие на связанную с включенным коммутационным узлом 7 горизонтальную ши-ну 2, передаются на соответствующий этому узлу выход 3 по вертикали через элемент И 20 и включенный с ним последовательно элемент ИЛИ 4.

Для разборки какого-либо соединительного пути необходимо подать на соответствующую ему вертикальную шину сигнал идентификации этого пути. Этот сигнал через элемент И 19 и связанный с ним элемент ИЛИ 6 появится на выходе соответствующей горизонтали и через элемент ИЛИ 10 подготовит элемент И 11 к пропуску сигнала разрещения разборки соединительного пути. После поступления на вход 15 этого сигнала триггер 12 выходным сигналом элемента И 11 будет переведен в единичное состояние. Разрешающий потенциал с единичного выхода триггера 12 через элемент И 18, открытый по другому входу идентифицирующим сигналом, поступ1 т на нулевой вход коммутационного триггера 16 и нереведет его в нулевое состояние, т. е. отключит коммутационный узел.

На фиг. 2 представлена трехкаскадная коммутационная система, имеющая девять входов и выходов для передачи информации слева нанраво и девять входов и выходов для обратной передачи информации. В качестве коммутаторов используются модули 1-9, имеющие размер 3X3. Модули 1, 2, 3 образуют первый каскад, модули 4, 5,

6 - второй каскад, а модули 7, 8, 9 - третий каскад. Сигнальными входами трехкаскадной коммутационной системы являются в данном случае вертикальные входные сигнальные щины 10-12 модуля 1, 13-15 модуля 2 ц 16-18 модуля 3 первого каскада, а также аналогичные щины 19-21, 22-24 и 25-26 модулей 7, 8, 9 третьего каскада соответственно. Выходами первого каскада являются выходы 28-30 вертикалей модуля 1, выходы 31-33 модуля 2 и выходы 34-36 молчуля 3, а выходами третьего каскада выходы 37-39, 40-42 и 43-45 модулей 7, 8 и 9 соответствен 1о. Входы 46-48, 49-51 и 52-54 модулей 1, 2 и 3 первого

каскада и входы 55-57, 58-60 и 63-63 модулей 7, 8 и 9 третьего каскада, а также их вы.чоды 64-66, 67-69, 70-72, 73-75, 76-78 и 79-81 для связи с выходами 91-93, 94-96, 97-99, 109-111, 112-

114 и 115-117ц входами 82-84, 85-87, 88-90, 100-102, 103-105 и 106-108 модулей 4, 5, 6 второго каскада. Входы 118-126 являются входами сигналов разрешения поиска соединительного пути, входы 127-

135 - входами сигнала разрешения передачи информации, а входы 136-144 - входами сигнала разрешения разборки соединительного пути модулей 1-9 соответственно. Межкаскадные соединения в многокаскадной коммутационной системе выполнены таким образом, что, во-первых, любой модуль соединен хотя бы одной линией связи с каждым из модулей предыдущего или последующего каскада, и, во-вторых, каждая

линия связи подключена только к смежным, т. е. принадлежащим либо одной вертикали, либо одной горизонтали входам и выходам.

Пусть в коммутационной системе имеются два ранее зафиксированных соединительных пути, проходящих через включенные коммутационные узлы 145-149 и 150-152. Поиск третьего соединительного пути будет в этом случае происходить следующим образом.

Поиск соединительного пути в многокаскадной коммутационной системе осуществляется от входов, между которыми устанавливается заданное соединение, подачей

на них сигналов запроса сор.пинения. В результате подачи сигналов запроса, например, на вход 13 модуля 2 и вход 25 модуля 9 при наличии сигналов разрешения поиска соединительного пути на входах 118-120 и 124-126 модулей первого и третьего каскадов будут возбуждены выходы всех незанятых горизонталей, а именно - 68, 69, 79 и 81. Сигналы с этих выходов поступят на входы 86, 89, 102 и 108 модулей второго каскада, образуя встречные волны поиска соединительного пути. После этого осуществляется последовательный опрос модулей второго каскада посредством поочередпого возбуладения входов 121, 122 и 123. При подаче сигнала на вход 121 модуля 4, у которого на входе 102 имеется сигнал запроса, фиксации соединительного пути не произойдет, так как на входах 82-84 отсутствуют сигналы запроса, т. е. нет встречной волны поиска. Аналогичная ситуация возникнет и при возбуждении входа 122 модуля 5, у которого есть сигнал на входе 86 вертикали, по нет сигналов на входах 103- 105 горизонталей. Необходимое включение коммутационного узла произойдет только после подачи сигнала разрешения поиска соединительного нути на вход 123 модуля 6, у которого есть сигналы запроса на входе 89 вертикали и входе 108 горизонтали. В результате включения коммутационного узла 153, а также узлов 154 и 155 в коммутационной системе образуется новый соединительный путь, связывающий вход 13 с вы.ходом 43 и вход 25 с выходом 31.

При подаче на входы 127-135 сигнала разрешения передачи информации вся система переключается на режим обмена данными, а при подаче на входы 136-144 сигнала разрешения разборки соедииительного пути одновременно с подачей идентифицирующих сигналов, например, на входы 14 и 19 произойдет разборка соответствующего пути.

Данный модуль многокаскадной коммуташ-юнной системы имеет, иезависимо от его размеров, только три управляющих входа, следств1ем чего является малое количество впешних связей при использовании этого модуля для создания многокаскадных коммутационных систем. Кроме того, использование данного изобретения в коммутационных системах исключает необходимость использования в них специальной аппаратуры для определения занятости коммутационных узлов, так как в состав модуля введены средства, позволяющие вести децентрализованный поиск соединительного пути.

Дополнительным преимуществом изобретения является упрощение управления иопском соединительного пути, поскольку это управление заключается, в поочередном возбуждении входов сигнала разрешения поиска соедипительпого пути только в одиом - среднем каскаде независимо от количества

каскадов, что, в свою очередь, позволяет повысить скорость иоиска.

Формула изобретения

Модуль многокаскадной коммутационной системы, содержащий вертикальные и горизонтальные входные сигнальные шины, первую и вторую группы многовходовых элементов ИЛИ, выходы элементов ИЛИ первой группы являются выходами вертикалей, а выходы элементов ИЛИ второй группы - выходами горизонталей, и матрицу из расположенных соответственно пересечениям вертикальиых и горизонтальных шин коммутационных узлов, каждый из которых состоит из коммутационного триггера, единичный вход которого подключен к выходу управляющего элемента И, а единичный выход - к первым входам первого и второго элемеитов И для передачи информации, вертикальная и горизонтальная шины, связанные с данным коммутационным узлом, подсоедипены соответственно к иервому и второму входам управляющего элемента И,

а также к вторым входам первого и второго элемента И для передачи ипформации, выходы всех расположенпых на одной горизонтали первых элементов И для передачи ииформапии соединены с входами соответствующего этой горизонтали многовходового элемента ИЛИ второй группы, а выходы всех расположенных на одной вертикали вторых элементов И для передачи информации подключены к входам соответствующего этой вертикали многовходового элемента ИЛИ первой группы, отличающееся тем, что, е пелью уменьшения количества внешних связей при одиовремениом расширении функциональных возможностей, в каждую горизонталь матрицы введен триггер для управления поиском соедипительпого пути, единичный вход которого связан с выходом многовходового элемента И для определения незанятости горизонтали, к входам которого подсоединены нулевые выходы всех расположенных на данной горизонтали коммутационных триггеров, в каждый коммутационный узел введены первый и второй элемеиты И для поиска соедипительного пути и второй управляющий элемент И, выход которого соединен с нулевым входом коммутационного триггера, а первый вход совместно с первым входом первого элемента И для поиска соединительного пути - с соответствующей данному узлу вертикальной шиной, первый вход второго элемента И для поиска соедипительного пути подключен к соответствующей данному узлу горизонтальной шине, вторые входы

первого и второго элемеитов И для поиска соединительного пути и трет1 й вход первого управляющего элемента И всех расположенных па одной горизонтали коммутапиоиных узлов связаны с единичным выходом

соответствующего этой горизонтали триггеpa для управления поиском соединительного пути, выходы всех расположенных на одной горизонтали первых элементов И для поиска соединительного пути подсоединены ко входам соответствующего этой горизонтали многовходового элемента ИЛИ второй группы, а выходы всех расположенных на одной вертикали вторых элементов И для поиска соединительного пути - к входам соответствующего этой вертикали многовходового элемента ИЛИ первой группы, выходы всех многовходовых . элементов ИЛИ второй группы через многовходовой элемент ИЛИ для определения наличия соединения связаны с первым входом элемента И для управления разрешением разборки соединительного пути, выход которого подключен к единичному входу триггера для управления разборкой соединительного пути, единичный выход которого соединен с вторым входом второго управляющего элемента И всех коммутационных узлов.

вход сигнала разрешения поиска соединительного пути подключен к одному из входов всех многовходовых элементов И для определения незанятости горизонтали, вход

сигнала разрешения передачи информации связан с нулевым входом всех триггеров для управления поиском соединительного пути и триггера для управления разборкой соединительного пути, а вход сигнала разрешения разборки соединительного пути - с вторым входом элемента И для управления разрешением разборки соединительного пути.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1Авторское свидетельство

СССР № 511578, кл. G 06F 1/00, 1971. СССР

2Авторское свидетельство № 489097, кл. G 06F 1/00, 1972. СССР

3. Авторское свидетельство ДГо 396831, кл. Н ОЗК 17/84, 1971.