Коммутатор Советский патент 1981 года по МПК H03K17/00 

(54) КОММУТАТОР

Изобретение относится к автоматике и телемеханике и может использоваться в качестве бортовых адаптивных коммутаторов.. Известен коммутатор, содержащий две группы аналоговых входов и п групп кодовых входов, распределитель импуль сов, формирователь реперного сигнала сообщения, две группет управляемых клю чей соответствующих аналоговым входам формирователь заднего фронта, выходную многовходовую и двухвходовую схемы Ш1И, генератор импульсов 1 Недостатком этого устройства являет ся то, что, несмотря на повышенную пропускную способность его, возникаю щую за счет уменьшения пауз между сло вами сообщения, оно не позволяет изменять порядок опроса информационных каналов в процессе работы. Наиболее близок к предлагаемому коммутатор, содержащий генератор тактовых импульсов, распределитель импульсов, формирователь реперного сигнала, элементы ЗАПРЕТ, И, ИЛИ, формирователь заднего фронта, блок управления и п - 2 триггера, причем первый выход распределителя импульсов соединен с сигнальным входом элемента ЗАПРЕТ и с одним из входов элемента И первого канала, второй вход этого же элемента И и запрещающий вход элемента ЗАПРЕТ соединены с первым выходом блока управления. Выход элемента ЗАПРЕТ первого канала соединен с управляющим входом соответствующего ключа, выход элемента И первого канала через соединенные последовательно первые элементы и элементы И 2,3,... П-1-ГО каналов соединен с одним из входов элемента ИЛИ п-го канала, вторые входы указанных двухвходовых элементов ИЛИ 2, 3,..., р-го канала соединены с соответствующими выходами распределителя импульсов, а выходы этих элементов ИЛИ соединены с сигнальными входами соответствующих элементов ЗАПРЕТ, выходы которых соединены с управляющими входами соответствующих ключей, Ъри этом выходы элементов ЗАПРЕТ 2, 3, ... п-1-го каналов соединены, кроме того, со входами установки в единицу соответствующих триггеров, а запрещающие.входы элементав ЗАПРЕТ 2, 3,... n-i-ro каналов соединены со вторыми входами соответствующих элементов И и с выходами соответствующих вторых элементов ИЛИ, один из входов которьгх соединены с одноименными выходами блока управления, а вторые входы - с выходами соответствующих триггеров, входы установки в нуль которых соединены со входом сброса распределителя импульсов и с выходом формирователя заднего фронта. Вход этого формирователя соединен с выходом элемента ИЛИ л-го канала , а запрещающий вход элемента ЗАПРЕТ п-го канала соединен с п-ым выходом блока управления непосредственно 2.

Такой коммутатор имеет расширенные функциональные возможности, связанные с реализадаей изменения продолжительности выходного сообщения в зависимости от числа запрещенных входных каналов, количество и номера которых задаются командой, причем порядок следования слов не меняется, а в пределах цикла работы каждый канал может быть опрошен не более одного раза, однако не позволяет непосредственно формировать адресные сообщения и по команде несколько раз подряд опрашивать наиболее важные каналы, что сужает его функщональные возможности и ограничивает пропускную способность.

Цель изобретения - увеличение пропускной способности коммутатора.

Поставленная цель достигается тем, что в коммутатор, содержащий в первом канале К, а во втором канале N входных ключей, сигнальные входы которых подключены к соответствующим входным шинам, а выходы соединены со входами первого многовходового элемента ИЛИ, выход которого через аналого-цифровой преобразователь соединен с первым входом выходного многовходового элё мента ИЛИ, второй вход которого че рез формирователь реперного сигнала соединен с одним из выходов распределителя импульсов, остальные выходы которого соединены с входами управления соответствующих входных ключей второго канала коммутатора, а первый вход через ключ, вход управления которого подключен к выходу триггера, соединен с выходом генератора тактовых импульсов, причем вход управления каждого из входных ключей первого канала коммутатора через последовательно включенные одновибратор и формирователь переднего фронта импульса соединен с первым выходрм соответствующего формирователя сигнала адреса, вторые выходы которых соединены с остальными входами выходного многовходового элемента ИЛИ, npii этом вход каждого формирователя сигнала адреса подключен к выходу одного из элементов ЗАПРЕТ, а выход каждого одновибратора соединен со входом соответствующего формирователя заднего фронта импульса, введены (К+ 1)дополнительных многовходовых элементов ИЛИ, дополнительный формирователь переднего фронта импульса и элемент НЕИЛИ, выход которого соединен с первым входом триггера, второйвход которого соединен со вторым входом распределителя импульсов и через дополнительный формирователь переднего фронта импульса с первым входом элемент НЕ-ИЛИ и выходом (к + 1)-го дополнительного многовходового элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами остальных К дополнительных многовходовых элементов ИЛИ, вход каждого из которых подключен к выходу соответствующих формирователя сигнала адреса и одновибратора, и первьми входами соответствующих элементов ЗАПРЕТ, вторые входы которых подключены к шинам сигнала адреса, при этом второй вход элемента НЕ-ИЛИ соединен с шиной сигнала управления, а остальные входы элемента НЕ-ИЛИ подключены к выходам формирователей заднего фронта импульса.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема коммутатора; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Коммутатор (фиг. О включает в себя первьй канал из К входных ключей 1 -1 - 1 -К и второй канал из N входных ключей 2-1 - 2-N, входы которых под-ключены соответственно к входным шинам 3-1 - 3-К и 4-1 - 4-N, первый многовходовый элемент ИЛИ 5, К элементов ЗАПРЕТ 6-1 - 6-К, формирователи 7-1 - 7-К адреса, формирователи 8-1 - 8-К переднего фронта, одновибраторы 9-1 - 9-К, формирователи 10-1 - Ю-К заднего фронта, шины 11-1 - 1-К команд адресных сообщений, выходной многовх довой элемент ИЛИ 12, К + I дополнит.ельных многовходовых элементов ИЛИ 13-1 - 13-(К + 1) ,. дополнительный фо мирователь 14 переднего .фронта, элемент НЕ-ИЛИ 15, триггер 16, ключ 17, генератор 18 тактовых импульсов, рас пределитель 19 импульсов, формирователь 20 реперного сигнала, -аналогоцифровой преобразователь 21, шину 22 команд. Коммутатор работает следующим образом.. При поступлейии команды на коммутацию адресного сообщения в виде импульса на вход формирователя 7 адреса, на одном из его выходов формируется код адреса данного канала, на другом прямоугольный импульс длитель ностью Сд. При включении питания ключи 1-1 - 1-К и ключи 2-1 - 2-N находятся в ра зомкнутом состоянии. Триггер 16 находится в состоянии логического нуля ключ 17 разомкнут, импульсы от генера тора 18 тактовой-частоты на распреде литель 19 не поступают. На запрещающих входах элементов ЗАПРЕТ 6-1 - 6-К и элемента НЕ-ИЛИ 15 сигналы отсутст вуют. При отсутствии команды на коммута цию адресных сообщений, в случае подачи команды на коммутацию обычных со общений, импульс шины 22 через элемен НЕ-ИЛИ 15 поступает на триггер 16 и вызывает переброс его в единичное состояние. В результате этого ключ 17 за мыкается, и импу.пьсы от генератора 18 поступают на распределитель 19 импуль сов. Первый же импульс поступает на формирователь 20, с выхода которого сигнал Р , окрашенный по длительности поступает через выходной элемент ИЛИ.12 на выход устройства в целом. Последующие N импульсов поступают на управляющие шины ключей 2-1 - 2-N, в результате чего аналоговые сигналы с шин 4-1 - 4-N второго канала поочередно через элемент ИЛИ 5 поступают на вход аналого-цифрового преобразователя 21. С выхода аналого-цифрового преобразователя 21 последовательность кодированных слов через выходной элемент ИЛИ 12 вслед за сигналом Р репе ра сообщения поступает на выход устройства. После опроса последней сигнальной входной шины 4-N, в случае отсутствия команд на коммутацию адресных сообщений, цикл коммутации обычных сообщений повторяется. В случае прихода команды на коммутацию адресного сообщения R-ro канала, если при этом не происходит формирование других адресных сообще-. НИИ, импульс проходит через элеMjfiHT 3AnPElr 6-R на вход формирователя 7-R адреса. При этом на втором выходе формирователя 7-R адреса генерируется прямоугольный импульс длительностью Т , который поступает на входы элементов ИЛИ 13-113-(R-1), 3-(R +1) - I3-K, а также через формирователь 8-R переднего фронта на одновибратор 9-R. Последний генерирует импульс длительностью С , который подает на вход формирователя 10-R и входы элементов ИЛИ 13-1 - 13(R-1), 13-(R + 1) - 13-К. В результате этого на зыходе указанных элементов ИЛИ 13 формируется импульс длительностью , который поступает на запрещакицие входы элементов З.АПРЕТ 6-1 - 6-(R-l), 6-(R + 1) - 6-К, блокируя тем самым прохождение команд поступающих на следующую щину 13-(R + l) на коммутацию других адресных сообщений. Кроме этого, этот же импульс через элемент ИЛИ 13-(К - 1) поступает на вход формирователя 14 переднего фронта и на запрещакчций вход элемента НЕ-ИЛИ 15, блокируя, тем самым прохождение команды на коммутацию обычных сообщений на времяСд + С выхода формирователя 14 импульс поступает на вход перевода в начальное состояние распределителя 19 и на вход триггера 16, перебрасывая его в нулевое состояние, что приводит к размыканию ключа 17 и тем самь1М к остановке работы распределителя 19 и установлению его в начальное состояние. При этом прерывается коммутация обычных сообщений. Одновременно с генерированием прямоугольного импульса длительностью а первом выходе формирователя 7-R адреса генерируется код адреса Ад рее R данного сообщения, который через элемент ИЛИ 12 поступает.на выход комбинированного коммутатора. Выходной импульс одновибратора 9-R поступает на управляющий вход ключа 1-R, в результате чего последний заыкается, аналоговый сигнал с входной ины 3-R подается через этот ключ и элемент ИЛИ 5 на вход аналого-цифроого преобразователя 21, Преобразованое значение величины сигнала в виде кода поступает через элемент ШШ 12 на выход коммутатЪра вслед Sa кодом адреса. , На протяжении всего времени формирования R-ro адресного сообп1ения запрещающие входы элементов ЗАЛРЕТ 6-16-(R-l), 6-(R + l) - 6-К и элемента НЕ-ИЛИ 15 находятся под воздействием импульса, длительностью + Г.в результате чего исключается формирование других адресных сообщений, а также обычного сообщения даже при наличии команд на формирование таких сообщений. После формирования R-ro адресного сообщения при отсутствии команд на формирование других адресных сообщений, задний фронт импульса CTf. , сформированный формирователем lO-R поступает через элемент НЕ-ИЛИ 15 на его запрещающем входе сигнал отсутствует на триггер 16 и перебрасывает последний в единичное состояние, что приводит к формированию обычных сообщений как и в рассмотренном выше случае. Если же до окончания формирования адресного сообщения R-ro канала посту пает еще одна команда на формирование адресного сообщения этого же канала, то новый реперный сигнал адреса R-ro канала не формируется, и слова следующего сообщения следуют непосредственно за словами предыдущего, что по вышает пропускную способность системы Для исключения несинхронной работы новая команда R-ro канала адресной группы запоминается, и благодаря это му соответствующее ей сообщение формируется сразу же после окончания предыдущего. Работу устройства можно представить следующим образом. vA.o.c((Ae bPVD 01-1 1/ t(AД....VAJ Potц7c .i.y.a)). где А - наличие команд на коммутацию адресных сообщений; О - коммутация обычных, сообщений С - коммутация адресных сообщений Р - формирование реперного сигна ла обычного сообщения , Р - формирование адреса. 32° Таким образом, введение в устройство дополнительных блоков многовходовых элементов ИЛИ, формирователя переднего фронта, элемента НЕ-ИЛИ, аналого-цифрового преобразователя позволит расширить функциональные возможности и повысить пропускную способность системы. Формула ИЗобретения / Коммутатор, содержащий в первом канале К, а во втором канапе N вхЪдных ключей, сигнальные входы которых подключены к соответствующим входным шинам, а выходы соединены со входами первого многовходового элемента ИЛИ, выход которого через аналого-цифровой преобразователь соединен с первым входом выходного многовходового элемента ИЛИ, второй вход,,которого через фдрмиров.атель реперного сигнала соединен с одним из выходов распределителя импульсов, остальные выходы которого соединены с входами управления соответствующих входных ключей второго канала коммутатора, а первый вход через ключ, вход управления которого подключен к выходу триггера, соединен с выходом генератора тактовых импульсов, причем вход управления каждого из входных ключей первого канала коммутатора через последовательно включенные одновибратор и формирователь переднего фронта импульса соединен с первым выходом соответствующего формирователя сигнала адреса, вторые вькоды которых соединены с остальньми входами выходного многовходового элемента ИЛИ, при этом вход каждого формирователя сигнала адреса подключен к выходу одного из элементов ЗАПРЕТ, а выход каждого одновибратора соединен со входом соответствующего формирователя заднего фронта импульса, отличающийся тем, что, с целью увеличения пропускной способности коммутатора, в него введены (К + 1) дополнительных многовходовых элементов ИЛИ, дополнительный формирователь переднего фронта импульса и элемент НЕ-ИЛИ, выход которого соединен с первым входом триггера, второй вход которого соединен со вторым входом распределителя импульсов и через дополнительный формирователь переднего фронта импульс t с первым входом элемента НЕ-ИЛИ и выходом (к + 1 )-го дополнительного многч)входового элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами остальных К дополнительных многовходовых элементов ИЛИ, вход каждого из которых подключен к выходу соответствующих формирователя сигнала адреса и одновибратора, и первыми входами соответствующих элементов ЗАПРЕТ, вторые входы которых подключены к шинам сигнала адреса, при этом второй вход элемента

Sxai ммйнд

f lA/V/M/A

сообщений 210 НЕ-ИЛИ соединен с шиной сигнала управления, а остальные входы элемента НЕ-ИЛИ подключены к выходам формирователей заднего фронта импульса. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 681156, кл. Н 03 К 17/60, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР 702518, кл. Н 03 К 17/02, 1977.