Логический коммутатор

 

ОПИСАНИЕ (п)440663

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 22.01.73 (21) 1877608/18-24 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 25.08.74. Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 05.02.75 (51) М. Кл. G 061 1/04

Государственный комитет

Соввта Министров СССР аа делам изобретений и открытий (53) УДК 681.325 65 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. Н. Глухов, В. Б. Егоров, В. М. Зенки и О. М. Шатохин

Институт электронных управляющих машин (71) Заявитель (54) ЛОГИЧЕСКИЙ КОММУТАТОР

Изобретение относится к вычислительной технике и дискретной автоматике.

Известны логические коммутаторы, называемые также мультиплексорами реализованные в одном корпусе, предназначенном для схем средней интеграции. Основное назначение этих коммутаторов — выбирать одну из входных информационных шин в соответствии с управляющим кодом и выдавать информацию с этих шин на выход.

Для схем, проектируемых на интегральных элементах с достаточно высокой степенью интеграции (СИС и БИС), одной из основных характеристик является параметр функционального разбиения (ПФР), который представляет собой отношение числа логических элементов схемы к числу ее внешних выводов.

Чем выше этот параметр, тем лучше схема приспособлена к исполнению в виде БИС.

ПФР отражает самое важное правило выполнения функционального разбиения полной логической схемы, которое заключается в максимальном увеличении сложности схемы, реализуемой в одном корпусе, при предельном сокращении числа ее внешних выводов, например известный коммутатор, состоящий из двух четырехвходовых мультиплексоров содержит 14 элементов И вЂ” НЕ и 12 внешних выводов. Следовательно, ПФР этой схемы равен приблизительно 1,17, что значительно ниже того уровня, который достигла современная технология производства. Наращивание числа мультиплексоров в одном корпусе и числа входов отдельных мультиплексоров (тем

5 самым числа разрядов схемы и числа направлений приема) не изменяет величины ПФР, так как пропорционально увеличивается и требуемое число выводов корпуса.

В некоторых случаях использования логиче10 ских коммутаторов появляется необходимость сохранения на выходных шинах однажды принятой информации в течение длительного времени, даже если она исчезает на входе. При использовании мультиплексоров для этого тре15 буется регистр, т. е. дополнительное оборудование. Кроме того, если такое запоминание выбранной информации перемежается с выборами без запоминания, то неизбежны потери времени на установку регистра на выходе

20 мультиплексора, хотя сам регистр никаких функций уже не выполняет.

Таким образом, в некоторых случаях при использовании мультиплексоров имеют место потери как времени, так и оборудования.

2б Отсутствие контроля цепей управления также снижает надежность работы мультиплекаторов. В случае обрыва одной из шин, которые начинаются у источника управляющего кода, будет выбрано не то входное направле30 ние, которое задано, и это невозможно про440663 контролировать. Если ложно выбранная информация не нарушает требования формального контроля информации (например, имеет правильную четность при имеющемся паритетном контроле), то обнаружить такую неисправность;;е представляется возможным. Обрыву шипы управляющего кода эквивалентна также неисправность источника управляющего кода, приводящая к тому, что на его выходах появляется постоянная единица.

Цель изобретения — повышение быстродействия и надежности логического коммутатора. .ущность изобретения заключается в том, 1To в сос ав вкоммутатора введены регистры, информационные входы которых соединены с

СООтветству ющими выходами мультиплексоров, втора» группа информационных входов каждого и= xo I Upi-Ix подключена к соответствующим выходам регистров, управляющие входы которых соединены с входом логического коммутатора, один из информационных входов каждого мультиплексора подключен к входу источника питания логического коммутатора.

На чертеже представлена схема логического коммутатора.

В ее состав входят мультипликаторы 1 и 2, регистр 3, информационные входы 4 — б, выходы коммутатора 7, управляющие входы коммутатора 8 и 9, мультиплексор 10 и вход источника питания ll коммутатора.

Набор мультиплексоров 1, 2, 10 образует трехразрядную схему коммутатора для выбора с восьми направлений. Информационные шины с шести направлений по три разряда в каждом подключаются к входам 4, 5, 6 и далее заводятся на входы мультиплексоров 1, 2, 10. 11ри этом самые верхние информационные шины каждой из групп соответствуют нулевому направлени о приема (управляющий код

000), следующие входы каждой группы сооТветствуют первому направлению приема (упр а в ля ю щий код 001), и та к далее.

На все три мультиплексора заведены три общие шины управляющего кода, подключаемые ко входам 8. Выходы мультиплексоров подключены к выходам 7 коммугатора и к входам трехразрядного регистра 3. На этот регистр аведена шина команды приема, подключенная к входу 9. Выходы регистра 3 соединены с информационными входами мультиплексоров, соответствующими шестому направлению приема (управляющий код 110).

Другие информационные входы, соответствующие седьмому направлению приема (управляющий код 111), соединены с внутренней цепью питания так, что на них постоянно пода;отся логические нули.

На чертеже для иллюстрации приведена схема коммутатора, содержащая три восьмивходовых мультиплексора и один трехразрядный регистр, однако, при конкретном задании, в зависимости от количества элементов, которые могут быть помещены внутри корпуса

4 схемы, и количества его выводов эти числа могут принимать любые значения.

На входы 8 подаются управляющие коды.

Их может оыть семь: 000, 001,,, 110. llри подаче одного из кодов 000, 001,, 101 каждыи из мультиплексоров l, 2, IU выоирает соответствующую ив формационную шину и пропускает поступающую il0 неи информацию на выход. Ь тот момент, когда на выходах 7 оказывается информация, которая должна быть сохранена, на вход 9 выдается команда приема, и регистр 3 принимает информацию с выходов мультиплексоров. 11осле снятия команды приема регистр s фиксирует эту информацию и можеr хранить ее сколько угодно, вплоть до появления новои команды на входе

0, Во время хранения коммутатор продолжает раоотать также, как было описано. Для выдачи на выходы 7 сохраненной в регистре информации на входах 8 необходимо установить управляющий код 110. 11ри этом мультиплексоры выберут информационные входы, которые соединены с выходами регистра 3, и хранимая в регистре информация поступает на выходы 7 коммутатора.

Код 111 на входах 8 является запрешенным и не должен появляться в процессе нормальной работы за исключением тех случаев, когда по каким-либо причинам нужно вызвать искусственную ошибку. Если происходит обрыв одной из шин, подключенных к входам

Ь, которые имеют начало у источника управляющего кода, то это приводит к появлению на оборванной шине постоянной логической единицы, которая в управляющем коде может быть ложной (ноль заменяется единицей), 11ри этом на выходы 7 выдается информация не с того направления, которое требуется. Эта ошибка будет обнаружена тогда, когда на входы 8 поступает код с единственным нулем в том разряде, где шина оборвана. В этом случае мультиплексоры выбирают внутренние информационные шины, где жестко зафиксирована константа, представляющая собой все нули, или другая недопустимая комбинация.

Например, если в машине есть паритетный контроль, то может быть зафиксирована любая другая константа с неверной четностью.

Следовательно, ошибка в цепях управления вызывает ошибку в данных, а последняя может быть обнаружена обычными известными методами. В худшем случае, когда все управляющие коды равновероятны, обрыв шины управляющего кода будет обнаружен в среднем в течение ближайших семи пересменок управляющих кодов. Если выбор каких-либо направлений более вероятен, то им следует поставить в соответствие управляющие коды с одним нулем — 011, 101, 110, тогда обрыв будет Обнаружен еще быстрее.

Предмет изобретения

Логический коммутатор, содержащий мультиплексоры, управляющие входы и первые

440663

Составитель А, Жеренов

Техред Т. Миронова

Редактор Е. Гончар

Корректор Н. Стельмах

Заказ 113/8 Изд. № 178«а» Тираж 624 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5К-35, Раушская наб., д, 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 группы информационных входов которых соединены с одноименными входами логического коммутатора, выходы которого подключены к соответствующим выходам мультиплексоров, отличающийся тем, что, с целью повыщения быстродействия и надежности, в него введены регистры, информационные входы которых соединены с соответствующими выходами мультиплексоров, вторыс группы информационных входов каждого п которых подключены к соответствующим гыхо-,F.ì ;регпсгров, управляющие входы которы:; соединены

5 со входом логического коммутатора, один иа информационных входов каждого х1х льтпплсксора подключен к входу источника питания логического коммутатора,