DE2163721C3

DE2163721C3 - Control circuit for a switching matrix with MOS transistors arranged in a matrix in rows and columns as semiconductor coupling points

Info

Publication number: DE2163721C3
Application number: DE19712163721
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dipl.-Ing. 7900 Ulm Rall
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1971-12-22
Filing date: 1971-12-22
Publication date: 1982-03-04
Also published as: DE2163721A1; DE2163721B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Ansteuerschaltung für ein Koppelvielfaches mit matrixförmig in Zeilen und Spalten angeordneten MOS-Transistoren als Halbleiter-Koppelpunkte, deren Gatekapazität als temporärer Speicher verwendet ist. zur Sprechwegedurchschaltung in Fernmeldeanlagen mit einem dii Steuerinformationen für die Koppelpunkte des Koppelvielfachs speichernden Schieberegister, bei dem je Koppelpunkt eine Stufe des Schieberegisters zugeordnet ist, deren Steuennforma'ton aufgrund eines Übergabesignals dem temporären Speicher des zugeordneten Koppelpunkts durch einen llbergabetransistor übertragbar ist und bei dem die Stufen gemeinsame Taktleitungen aufweisen.The invention relates to a control circuit for a coupling multiple with a matrix in rows and MOS transistors arranged in columns as semiconductor crosspoints, whose gate capacitance is used as temporary storage. for switching through speech channels in telecommunications systems with a dii control information for the crosspoints of the switching matrix storing shift register in which each crosspoint a stage of the shift register is assigned, the control format of which based on a transfer signal is assigned to the temporary memory of the associated crosspoint is transferable through a transfer transistor and at which the stages have common clock lines.

Moderne Fernmeldeanlagen, insbesondere Fernspreehvermittlungseinriehtungen₍ des indirekt gesteuert ten Typs besitzen Koppelfelder aus matrixförmig angeordneten Dürehschaltelementeri, den sog. Koppelpunkten, Zur Zeit werden Koppelpunkte als Schutzkon* takte ausgebildet und in zahlreichen neuen Anlagen eingesetzt. Ihre Funktion kann im Prinzip auch durch Halbleiteranordnurlgen ausgeübt werden. Dps sind Koppelpunkte, die entweder als Thyristoren, z. B.Modern telecommunication systems, in particular telephone exchanges _(of the indirectly controlled type, have coupling fields made up of rotary switch elements arranged in a matrix, the so-called coupling points. Dps are crosspoints that either act as thyristors, e.g.

Vierschichthalbleiterbauelemente, oder Transistoren, z. B. Dreischichthalbleiterbauelemente, oder Dioden, d. h. Zweischichthalbleiterbauelemente, ausgebildet sind. Angestrebt wird eine integrierte Anordnung dieser => Koppelpunkte in einem Koppelvielfach.Four-layer semiconductor components, or transistors, e.g. B. three-layer semiconductor components, or diodes, that is, two-layer semiconductor components, are formed. The aim is an integrated arrangement of these => crosspoints in a switching matrix.

Besonders große technische Fortschritte sind auf dem Gebiet der Feldeffekt-Metall-Oxyd-Transistoren, sog. MOS-Transistoren, erreicht worden. Sie beinhalten wenige technologische Arbeitsgänge, einen g?ringenParticularly great technical advances have been made in the field of field-effect metal-oxide transistors, so-called. MOS transistors. They contain a few technological operations, a ginger

in Leistungsverbrauch sowie einfache Möglichkeiten, Speicherschaltungen in dieser Technologie auszubilden. Dies kann insbesondere durch die Verwendung der internen eingebauten Schaltkapazitäten erreicht werden, wenn diese Speicher dynamisch wieder aufgefrischt werden. Diese Vorteile lassen die Erwartung zu, daß man in dieser Technologie besonders einfache, wirtschaftlich günstige Koppelvielfache aufbauen kann.in power consumption as well as simple ways to train memory circuits in this technology. This can be achieved in particular by using the internal built-in switching capacities, when these memories are dynamically refreshed. These advantages lead one to expect that you can build particularly simple, economically favorable switching matrices in this technology.

Es sind bereits Vorschläge für Koppelpunkte mit MOS-Transistoren gemacht worden. Bei einer vorgegebenen Anzahl von Eingängen und Ausgängen eines Koppelvielfaches kennt man die Zahl der dafür benötigten Anschlüsse eines Gehäuses. Aus Kostengründen ist man bestrebt, die Gesamtzahl der Gehäuseanschlüsse möglichst klein zu halten, weil dieProposals for crosspoints with MOS transistors have already been made. At a given The number of inputs and outputs of a coupling factor is known as the number of them required connections of a housing. For reasons of cost, the aim is to keep the total number of To keep housing connections as small as possible, because the

-'"> Gehäusekosten im wesentlichen durch diese Anzahl bestimmt werden. Das Gleiche gilt für die Verdrahtung, die um so einfacher \j^:.rd, je weniger Gehauseanschlüsse anzuschließen sind.- '"> Housing costs are essentially determined by this number. The same applies to the wiring, which is the easier \ j ^: .rd, the fewer housing connections are to be connected.

Bei einem Entwurf eines integrierten Schaltkreises.When designing an integrated circuit.

in der als Koppelvielfach in Fernmeldeanlagen dienen soll, besteht also das Problem, neben der gewünschten Koppelmatrix, die in dieser integrierten Schaltung eingebaut ist, auch Ansteuerungselemente unterzubringen, insbesondere deshalb, um aie Zahl der zusätzlichenin which is to serve as a switching matrix in telecommunications systems, So there is the problem, in addition to the desired coupling matrix, that in this integrated circuit is installed, also to accommodate control elements, especially because of aie number of additional

H Anschlüsse für diese Ansteuerschqltungen klein /u halten. Es ist ι. B. nicht möglich, für jeden Koppelpunkt einen eigenen Steueranschluß nach außen zu .uhren. Auch die Ansteuerung durch getrennte Zeilen- und Spaltenansteuerleitungen ergibt noch einen relativHold H connectors for these Ansteuerschqltungen small / u. It is ι. B. not possible to .uhren a separate control connection to the outside for each crosspoint. The control by separate row and column control lines also results in a relative

i> hohen Verbrauch an Gehäuseanschlüssen.i> high consumption of housing connections.

Aus der DE-OS 20 61 990 ist eine ^steuerschaltung der eingangs genannten Art bekannt. Bei dieser werden MOS-Koppelpunkte eines Koppelvielfachs über normalerweise leitend gesteuerte ÜbergabetransistorenFrom DE-OS 20 61 990 a ^ control circuit is known of the type mentioned. In this case, MOS crosspoints of a switching matrix are normally over Conducted transfer transistors

4"· von als Schieberegister geschaltete Flip-Flop-Schaltungen angesteuert. Bei einer Koppelfeldeinstellung übergibt das Schieberegister seine gesamte gespeicherte Steuerinformation einem Markierer und nach Verände rung der Steuerinfcrmation im Markierer wird die4 "· from flip-flop circuits connected as shift registers controlled. In the case of a switching network setting, passes the shift register all its stored control information to a marker and after changes The control information in the marker will be updated

>f> geänderte SteuerinfoTnation wieder im Schieberegister gespeichert und an die Koppelpunkte des Koppelviel fachs weitergegeben. Die Ansteuerung ist jedoch auf einen zentralen Rechner angewiesen, der /ur Wegesuche die Freiprüfung von Zeilfn und Spalten eines> f> changed control information back in the shift register stored and passed on to the crosspoints of the Koppelviel fold. However, the control is on instructed a central computer, the / ur route search the free checking of lines and columns of a

^i Koppclvielfaches durchfuhrt.^ i coupling multiple performs.

Die Aufgabe der Erfindung besteht dann, eine Ansteuerschaltung zu finden, die einerseits nachfolgen de Forderungen erfüllt und andererseits mit einem Minimum an Gehäuseanschlussen auskommt:The object of the invention is then to provide a To find control circuit that follow on the one hand de requirements and, on the other hand, manages with a minimum of housing connections:

1) Die Speicherung der Durehsehalte/ustände der Koppelpunkte soll innerhalb des integrierten Schaltkreises erfolgen.1) The storage of the duration / conditions of the Crosspoints should take place within the integrated circuit.

2) Es muß eine einfache Möglichkeit des Einschreibens. Markierens und Löschens der Zustandsinformation über die Koppelpunkte bestehen. 2) There must be an easy way of enrolling. Marking and deleting the status information about the crosspoints exist.

3) Es muß eine einfache Möglichkeit des Freiprüfens von Zeilen und Spalten zur Wegesuche bestehen.3) There must be a simple way of checking lines and columns for route search.

4) Es muß eine vollständige Zustandsausgabe der geschalteten Koppelpunkte zur Fehlersuche und zum Fangen von Verbindungen gewährleistet sein.4) There must be a complete status output of the switched crosspoints for troubleshooting and to catch connections must be guaranteed.

5) Der Stromverbrauch muß möglichst gering sein.5) The power consumption must be as low as possible.

6) Der Zeitverbrauch bei der Wegesuche muß möglichst niedrig sein.6) The time required to search for a route must be as low as possible.

7) Es wird eine Flexibilität bezüglich der gewählten Koppelvielfachkonfiguration, d.h. der Anzahl der Eingänge und Ausgänge, verlangt7) There is flexibility with regard to the switching matrix configuration chosen, i.e. the number of Inputs and outputs, required

Insbesondere soll die Ansteuerschaltung so ausgebildet sein, daß die zentrale Steuerung weitgehend bei der Wegesuche entlastet werden kann.In particular, the control circuit should be designed in this way be that the central control can largely be relieved of the route search.

Die Aufgabe wird bei einer Ansteuerschaltung der eingangs genannten Art durch die Maßnahme gemäß den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Durch die erfindungsgemäße Lösung und ihren weiteren Ausgestaltungen lassen sich die aufgegebenen Forderungen in einfacher Weise erfüllen. Die Schaltung des Schieberegisters zu einem geschlossenen Ring gestattet es, eine einzige Anschlußstelle am Schieberegister vorzusehen, um Steuerinf jrmationen in das Schieberegister einzuspeisen oder den Zustand der Koppelpunkte des Koppelvielfaches dort abzufragen. Durch das ständige Umlaufen der Steuerinformationen im Schieberegister können diese auch an beliebigen Stufen des Schieberegisters abgefragt werden. In the case of a control circuit of the type mentioned at the outset, the task is achieved by the measure in accordance with the features of the characterizing part of claim 1 solved. By the invention Solution and its further refinements can meet the stated requirements in a simple manner fulfill. The circuit of the shift register in a closed ring allows a single connection point to be provided on the shift register in order to receive control information feed into the shift register or the state of the crosspoints of the switching matrix there query. Due to the constant circulation of the control information in the shift register, these can also be sent to any levels of the shift register can be queried.

So bietet die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 die Möglichkeit, an Schieberegisterstufen, die den Koppelpunkten einer einzigen Zeile des Koppelvielfachs zugeordnet sind, nacheinander den Frei- bzw. Besetztzustand der Koppelpunkte aller Zeilen des Koppelvielfachs festzustellen. An Schieberegisterstufen, die den Koppelpunkten einer einzigen Spalte des Koppelvielfachs zugeordnet sind, läßt sich ebenso einfach nacheinander der Zustand der Koppelpunkte aller Spalten des Koppelvielfachs feststellen, so daß der zentralen Steuerung sofort der Zustand der Koppelpunkt⁰ aller Zeilen und aller Spalten eines Koppclvielfachs signalisiert werden kann und dadurch die zentrale Steuerung bei der Wegesuche erheblich entlastet wird, wie in der nachfolgenden Beschreibung ausführlich erläutert wird.Thus, the further development of the invention offers the possibility of successively determining the free or occupied state of the crosspoints of all rows of the switching matrix at shift register stages that are assigned to the crosspoints of a single row of the switching matrix. At shift register stages that are assigned to the crosspoints of a single column of the switching matrix, the status of the switchingpoints of all columns of the switching matrix can be determined just as easily one after the other, so that the central controller can immediately ^{signal the status of switchingpoint 0 of} all rows and all columns of a switching matrix and as a result, the central control is considerably relieved when searching for a route, as will be explained in detail in the following description.

Da die Steuerinformationen im Schieberegister ständig umlrufen. findet die Übertrag mg der Steuerinfcrm^tionen auf die Koppelpunkte bei jedem Umlauf nur dann statt, wenn die einem Koppelpunkt zugeordnete Steuerinformation gerade die dem Koppelpunkt zugec*dnete SchieberegiMerstufe durchläuft. In der Zwischenzeit besteht die Gefahr, daß die die Steuerinformation speichernde Ga'.ekapazität eines Koppelpunktes ihre Ladung so weit verliert, daß sich die Durchschalteeigenschaften des Koppelpunkttransistors in unerwünschter Weise andern können. Dieser Nachteil wird in vorleilhafter Weise durch die im Anspruch ? angegebene Maßnahme vermieden.Because the control information in the shift register is constantly changing. finds the transfer of tax information on the crosspoints in each cycle only if the one assigned to a crosspoint Control information is currently running through the slider level assigned to the coupling point. In the In the meantime, there is a risk that the control information The storage capacity of a coupling point loses its charge so much that the Switching properties of the coupling point transistor can change in an undesirable manner. This The disadvantage is provisionally caused by the im Claim ? specified measure avoided.

Die F.rfindung wird nun anhand von Zeichnungen näher erläutert.The invention is now based on drawings explained in more detail.

In Fig. 1 ist eine einpolige Darstellung eines Koppelvielfaches oder einer Koppelmatrix mit m Eingängen und η Ausgängen gezeigt, wobei m und η gleich 5 gewählt sind. Die Bezifferung der Koppelpunkte erfolgt derart, daß die erste Stelle mit m und die zweite Stelle mit η bezeichnet wird.1 shows a single-pole representation of a coupling multiple or a coupling matrix with m inputs and η outputs, where m and η are selected to be equal to 5. The numbering of the crosspoints is done in such a way that the first digit is designated by m and the second digit by η .

F i g. 2 zeigt die Schaltung eines Koppelpunktes ohne die Ansteuerung. Der Koppelpunkt ist hier it* zweidrähtiger Durchschaltung ausgeführt. Die Anschlußleitungen, d. h. im Inneren de·. Koppelfeldes die Zwischenleitungen, sind über als Widerstände geschaltete Feldeffekttransistoren hochohmig an Masse gelegt, um den Sperrzustand der Koppelstufe aufrechtzuerhalten,
ί Fig.3 zeigt die Schaltung eines Koppelpunktes mit der Ansteuerung durch eine Stufe des Schieberegisters und die Obergabetransistoren Ti und Tj. F i g. 2 shows the circuit of a crosspoint without the control. The coupling point is implemented here with two-wire connection. The connecting lines, ie inside de ·. The coupling field, the intermediate lines, are connected to ground with high resistance via field effect transistors connected as resistors in order to maintain the blocking state of the coupling stage,
ί Fig.3 shows the circuit of a coupling point with the control by a stage of the shift register and the transfer transistors Ti and Tj.

F i g. 3a zeigt eine abgeänderte Einzelheit aus F i g. 3, d. h. zwischen den Übergabetransistoren Ti und Ta ist ίο eine Pufferstufe 71'— Ti" eingebaut, urn Widerstandsschwankungen von 71 bzw. T₂ infolge der Entladung der Schaltkapazität zu vermeiden.F i g. 3a shows a modified detail from FIG. 3, ie between the transfer transistors Ti and Ta , a buffer stage 71'-Ti "is installed in order to avoid resistance fluctuations of 71 or T ₂ as a result of the discharge of the switching capacitance.

Fig.4 zeigt eine Möglichkeit der Verkettung der Schieberegisterstufen, und zwar eine zeilenweise Verkettung.Fig.4 shows one possibility of chaining the Shift register stages, namely a line-by-line concatenation.

Fig. 5 zeigt eine zweite Möglichkeit der Verkettung der Schieberegisterstufen, nämlich eine spaltenweise Verkettung. Die Information wird in Pfeilrichtung geschoben. Die Schiebekette ist grundsätzlich im Kreis geschaltet und erhält ihre Informationen über die Einspeisestelle Fan der linken obere,. Ecke der Ma;rix.FIG. 5 shows a second possibility of concatenating the shift register stages, namely in a column-wise manner Concatenation. The information is shifted in the direction of the arrow. The sliding chain is basically in a circle switched and receives its information via the feed point fan of the upper left ,. Corner of the marix.

Fig. 6 zeigt die gestreckte Darstellung des Schieberegisters und geeignet angeschlossene ODER-Schaltungen zur Freiprüfung der Zeilen und Spalten.
Fig. 7 zeigt die Schaltung der getakteten ODER-Schaltii.igen mit einem Ausgangsverstärker.6 shows the stretched representation of the shift register and suitably connected OR circuits for checking the rows and columns.
Fig. 7 shows the circuit of the clocked OR-Schaltii.igen with an output amplifier.

F i g. 8 zeigt die Schaltung einer Einspeisestelle für ein Schieberegister nach F ι g. 3.F i g. 8 shows the circuit of a feed point for a shift register according to FIG. 3.

Die in Fig. 1 angedeutete Matnxschaltung eines Koppelvielfaches beste ht aus m Zeilen, die als Eingänge, und π Spalten, die als Ausgänge dienen. Die Koppelpunkte liegen in den Kreuzungspunkten der Zeilen und Spalten. Jedem Koppelpunkt ist einer Nummer zugeordnet. Die erste Ziffer der Nummer kennzeichnet is die Zeile und die zweite Ziffer die Spalte. Werden diese Koppelvielfache in einem Sprechwegenetz verwendet, das nur die Funktion der Durchschaltung zu erfüllen hat. dann ist im allgemeinen in einer Zeile und in einer Spalte nur ein einziger Koppelpunkt eingeschaltet. Die gewählte Zahl von m - 5 Eingängen und π = 5 Aufhängen ist nur als Beispiel zu betrachten.The matrix circuit of a coupling multiple indicated in FIG. 1 consists of m rows that serve as inputs and π columns that serve as outputs. The crosspoints are at the intersection of the rows and columns. A number is assigned to each crosspoint. The first digit of the number indicates the column is the row and the second digit. If these switching matrices are used in a speech path network that only has to fulfill the function of switching through. then generally only a single crosspoint is switched on in a row and in a column. The chosen number of m - 5 entrances and π = 5 hanging is only to be considered as an example.

Fig. 2 zeigt die Schaltung eines einzelnen Koppelpunktes. Gewählt wurde eine zweiadrige Durchschaltung, die bei zweidrähtig?r Durchschaltung der 4ί Sprechwege einen symmetrischen Koppelpunkt jnd bei einer vierdrähtigen Durchschaltung der Sprechwege zwei unsymmetrische Koppelpunkte erfordert. Die Durchschaltung wird durch die Koppelpunkt-Transistoren Γι und T₂ vorgenommen. Diese Transistoren werden V) über ihre Gate-Anschlüsse C\ bzw. Gj angesteuert. Für den Fall, daß die Potentiale der Gate-Anschlüsse G₁ und C₂ nega'iv sind, wird über den Kanal der Transistoren Τ, und Ti jeweils die Zeilenleitung mit der Spaltenleituiig verounden. Für den Fall, daß die Gate-Anschlüsse Gi und Cn Erdpotential besitzen, sind die Transistoren Ti und T> gesperrt. Der gesperrte Zustand wird über die Widerstände, hier realisiert als Feldeffekttransistoren mit hohem Kanalwiderstand und fester Vorspannung, aufrechterhalten.Fig. 2 shows the circuit of a single crosspoint. A two-wire connection was chosen, which requires a symmetrical coupling point for two-wire connection of the 4ί speech paths and two asymmetrical coupling points for a four-wire connection of the speech paths. The connection is made by the crosspoint transistors Γι and T ₂ . These transistors are controlled V) via their gate connections C \ and Gj. In the event that the potentials of the gate connections G ₁ and C _{2 are} negative, the row line is connected to the column conductor via the channel of the transistors Τ and Ti. In the event that the gate connections Gi and Cn have ground potential, the transistors Ti and T> are blocked. The blocked state is maintained via the resistors, implemented here as field effect transistors with high channel resistance and fixed bias.

no Der Grundgedanke der Erfindung besteht nun darin, die Ansteuerspannungen für die Koppelfeldtransistoren über ein Schieberegister zuzuführen bzw. iu verändern, dessen Stufen innerhalb des Koppelvielfa.ches zu einem geschlossenen Ring zusammertgeschaltet sind. Oen Stufen des Schieberegisters wird ständig ein Schiebetakt zugeführt und eine Stufe des Schieberegisters hat eine Einspeisestelle zur Einspeisung und Abfrage der im Schieberegister umlaufenden Stetierinformationen. Ie-no The basic idea of the invention is now to feed the drive voltages for the switching matrix transistors via a shift register or change iu, whose steps are zusammertgeschaltet within the Koppelvielfa.ches to form a closed ring. A shift clock is constantly fed to the stages of the shift register, and one stage of the shift register has a feed point for feeding in and querying the continuous information circulating in the shift register. Ie-

dem Koppelpunkt ist hierzu eine Stufe eines Schieberegisters zugeordnet. Der Schieberegisterinhalt wird normalerweise mit einer bestimmten Taktfrequenz zyklisch durch das Koppelfeld hindurchgeschoben. In einer bestimmten Stellung, der Übergabestellung, wird der Inhalt des Schieberegisters über besondere Koppeleinrichtungen auf die Ansteuerelektroden der Koppelpunkte übertragen. Damit wird die Einstellung der Durchschaltetransistoren vorgenommen. Auch wird aufgrund der gewählten, aber nur als einfaches Beispiel hier gezeigten dynamischen Speicherung der Information der Zustand der Koppelpunkte wieder aufgefrischt. Es können auch jedem Koppelpunkt statische Speicher zugeordnet werden.For this purpose, a stage of a shift register is assigned to the crosspoint. The contents of the shift register will normally pushed through the switching network with a certain clock frequency. In In a certain position, the transfer position, the content of the shift register is transferred via special coupling devices transferred to the control electrodes of the crosspoints. This will change the setting of the Switching transistors made. Also is based on the chosen, but only as a simple example The dynamic storage of the information shown here, the state of the crosspoints is refreshed again. Static memories can also be assigned to each crosspoint.

Die Vorteile dieser Anordnung sind folgende:The advantages of this arrangement are as follows:

1. Es werden viel weniger Eingangs- und Ausgangselektroden für den gesamten Schaltkreis benötigt.1. There will be much fewer input and output electrodes required for the entire circuit.

2. Die Anordnung mit Hilfe des Schieberegisters2. The arrangement with the help of the shift register

benötigten und durch eigene Schalungen realisierten Abtastoperationen vor. Schieberegis:^¹' in der MOS-Technologie haben bekanntlich eine einfache Schaltung, die wenig Chipfläche und wenig elektrische Verlustleitung verbraucht.required scanning operations carried out by our own formwork. Shift registers: ^ ¹ 'in MOS technology are known to have a simple circuit that uses little chip area and little electrical power dissipation.

Fig. 3 zeigt einen Koppelpunkt mit der zugehörigen Schieberegisterstufe und den Übergabetransistoren T₁ und Τ*. Die Schieberegisterstufe ist nach dem bekannten Zweitaktprinzip aufgebaut. Die Tsikte Φ\ und Φι, die nicht überlappen dürfen, sorgen für das Verschieben der aus der Gate-Spannung bestehenden Steuerinformation während eines Taktpaares. Der anliegende Takt Φι, der eine negative Spannung an das Gate der Transistoren T$ und T₁ legt, sorgt für die Weitergabe der am Gate des Transistors T₆ gespeicherten Steuerinformation in die Schaltkapazität des Gates des Transistors Τ*. Nach Beendigung des Taktes Φι darf die Steuerinformation am Gate des Transistors Tf, im nächsten Takt verändert werden. Die Steuerinformation, die jetzt am Gate des Transistors Ti gespeichert ist. wird durch den Takt Φι über den Transistor Γιο in der gleichen Weise wie vorher beschrieben auf das Gate bzw. auf die Gate-Kanalkapazität des Transistors Tw übertragen, wo sie für eine gewisse Zeit gespeichert wird. Diese Zeit liegt in der Größenordnung von Millisekunden. Die Steuerinformation wird mit einem regelmäßigen Takt durch das Koppelfeld hindurchgeschoben, d. tu die einem Koppelpunkt zugeordnete Steuerinformation ist nur in einer ausgezeichneten Stellung, der Übergabestellung, gerade an dem Ort des ihr zugeordneten Koppelpunktes vorhanden. In dieser Übergabestellung, die einmal pro Umlauf durchlaufen wird, wird gleichzeitig mit dem Übergabesignal ÜTund dem Takt Φ\ die Spannung am Drain-Anschluß des Transistors Ts auch auf die Gate-Kapazitäten der Transistoren Ti und Ti über die Übergabetransistoren T₁ und T₄ übertragen. In dieser Schaltung wirken also die Gate-Kanalkapazitäten der Transistoren Ti und T? als temporäre (dynamische) Speicher für den Zustand der Durchschaltung der Koppelpunkte. Diese Speicher müssen solange ihre Steuerinformationen behalten, bis die_ Schieberegister nach einem erneuten Umlauf die Ubergabestellung eingenommen haben. Erst dann ist es möglich, mit Hilfe der Übergabetransistoren diese Steuerinformation erneut aufzufrischen.Fig. 3 shows a coupling point with the associated shift register stage and the transfer transistors T ₁ and Τ *. The shift register stage is constructed according to the known two-cycle principle. The tsicts Φ \ and Φι, which must not overlap, ensure that the control information consisting of the gate voltage is shifted during a clock pair. The applied clock Φι, which applies a negative voltage to the gate of the transistors T $ and T ₁ , ensures the transfer of the control information stored at the gate of the transistor T ₆ in the switching capacity of the gate of the transistor Τ *. After the end of the cycle Φι, the control information at the gate of the transistor Tf may be changed in the next cycle. The control information that is now stored at the gate of transistor Ti. is transmitted by the clock Φι via the transistor Γιο in the same way as previously described to the gate or to the gate-channel capacitance of the transistor Tw , where it is stored for a certain time. This time is on the order of milliseconds. The control information is pushed through the switching network at a regular rate, i.e. tu the control information assigned to a crosspoint is only available in one marked position, the transfer position, precisely at the location of the crosspoint assigned to it. In this transfer position, which is passed through once per revolution, the voltage at the drain terminal of the transistor Ts is also transferred to the gate capacitances of the transistors Ti and Ti via the transfer transistors T ₁ and T ₄ at the same time as the transfer signal ÜT and the clock Φ \ . So the gate-channel capacitances of the transistors Ti and T act in this circuit? as temporary (dynamic) memory for the status of the connection of the crosspoints. These memories must retain their control information until the shift registers have taken over the transfer position after another cycle. Only then is it possible to refresh this control information again with the aid of the transfer transistors.

Durch die Entladung der Gate-Karialfcapazitäten kann eine Veränderung der Übergangswiderstände der Transistoren Ti und Tj erfolgen. Das Ausmaß dieser Veränderung hängt von der Temperatur und von der Güte der Isolationsschicht zwischen den Gates und den Kanälen der Transistoren 7Ί und ^ab.A change in the contact resistance of the transistors Ti and Tj can take place as a result of the discharge of the gate Karialfcapacitances. The extent of this change depends on the temperature and on the quality of the insulation layer between the gates and the channels of the transistors 7Ί and ^.

In Fig.3a ist eine Abwandlung der Ansteuerschal- s tung gemäß Fig.3 gezeigt, die diesen Nachteil vermeidet. An die Stelle des großen Kondensators, gegeben durch die Gate-Kapazität der niederohmigen Transistoren Ti oder Tj₁ tritt jetzt als Speicher die kleine Gate-Kanalkapazitäl des Transistors Ti", die genau wieIn Figure 3a is a modification of the Ansteuerschal- s tung according to Figure 3 shown that avoids this disadvantage. In place of the large capacitor, given by the gate capacitance of the low-resistance transistors Ti or Tj ₁ , the small gate-channel capacitance of the transistor Ti ", which is exactly like

ίο die Gale-Kanalkapazität des Transistors Ti über den Transistor Ti während des Übergabetaktes aufgeladen wird. Die die Transistoren Ti" und T\ enthaltende Stufe bildet einen statischen Inverter, an dessen Ausgang B' des Gates des Transistors Ti liegt. Diese Schallung entkoppelt das Gate des Transistors Ti von der Speicherkapazität. Der Nachteil dieser Schaltung besteht in dem meistens stromführenden Inverter (Ti'. Ti"), der den Gesamtleistungsverbrauch der integrierten Schaltung heraufsetzt. Als Vorteil ist allerdings festzustellen, daß die Taktzeit des Übergabetaktes nicht mehr mit Rücksicht auf eine große Gate-Kanal-Kapazität des Transistors Ti groß gewählt werden muß, sondern innerhalb der Taktzeit eines normalen Verschiebetaktes liegen kann. Im anderen Fall wäre es notwendig, die Schiebetakte des Schieberegisters jeweils kurzzeitig für einen längeren Übergabetakt zu unterbrechen.ίο the Gale channel capacitance of the transistor Ti is charged via the transistor Ti during the transfer cycle. The stage containing the transistors Ti "and T \ forms a static inverter, at whose output B ' the gate of the transistor Ti is connected. This sound decouples the gate of the transistor Ti from the storage capacity. The disadvantage of this circuit consists in the usually current-carrying inverter ( Ti '. Ti "), which increases the total power consumption of the integrated circuit. However, it should be noted as an advantage that the cycle time of the transfer cycle no longer has to be selected to be large with regard to a large gate-channel capacitance of the transistor Ti, but can be within the cycle time of a normal shift cycle. Otherwise it would be necessary to briefly interrupt the shift clocks of the shift register for a longer transfer clock.

Für f*ie Informationsein- und -ausgabe dieses Koppelvielfaches unterscheidet man drei Arbeitswei-For information input and output this Coupling multiples are divided into three working methods

3ü sen:3ü sen:

1. Das Einschreiben.1. The registered mail.

2. Das Löschen.2. The deletion.

3. Das Prüfen oder Regenerieren.3. Checking or regenerating.

Alle 3 Arbeitsgänge können, wenn nötig, innerhalb eines Umlaufes für verschiedene Koppelpunkte vorgenommen werden. Da das Schieberegister gemäß den Fig.4 oder 5 zu einem geschlossenen Ring geschaltet ist, kann die Steuerinformation, die einem bestimmten Koppelpunkt zugeordnet ist, zu einem bestimmten Zeitpunkt an der Einspeisestelle E dieses Schieberegisters vorbeigeführt werden. Zum Einschalten eines Koppelpunktes wird die Zeit abgewartet, in der die Steuerinformation, die diesem Koppelpunkt zugeordnet ist. gerade an der Einspeisestelle fliegt. Dann wird dort eine z. B. einer logischen I entsprechende Steuerinformation eingespeist, und nach Beendigung des Umlaufes befindet sich dann diese Steuerinformation an dem ihr zugeordneten Koppelpunkt, wobei sie durch dasIf necessary, all 3 work steps can be carried out within one cycle for different crosspoints. Since the shift register according to FIG. 4 or 5 is connected to form a closed ring, the control information that is assigned to a specific coupling point can be routed past the feed point E of this shift register at a specific point in time. To switch on a crosspoint, the time is waited in which the control information that is assigned to this crosspoint is awaited. just flies at the feed point. Then there is a z. B. a logic I corresponding control information is fed, and after the end of the cycle, this control information is then at the crosspoint assigned to it

so Übergabesignal (JT dann in die Speicherzelle des Koppelpunktes, dem Gate des Koppelpunkttrans'^tors. eingebracht wird. Wird das Übergabesignal gegenüber seiner Lage im Schiebezyklus verschoben, so wird die ganze Durchschalteordnung der Koppelpunkte zyklisch vertauscht, was z.B. bei Umordnungsverfahren im Koppelfeld vorteilhaft istso the transfer signal (JT is then introduced into the memory cell of the coupling point, the gate of the coupling point transformer. If the transfer signal is shifted in relation to its position in the shift cycle, the entire switching order of the coupling points is cyclically interchanged, which is advantageous, for example, in rearrangement processes in the switching network

Das Abschalten eines Koppelpunktes geschieht in der gleichen Weise; die Steuerinformation des Koppelpunktes wird im richtigen Moment an der Einspeisestelle E des Schieberegisters von einer logischen 1. die dort dann stehen muß, in eine logische 0 verwandelt Die der logischen 0 entsprechende Spannung wird beim Weiterschieben durch das Schieberegister zum Kontrollpunkt durch das Übergabesigna] wieder von derSwitching off a crosspoint is done in the same way; the control information of the coupling point is converted at the right moment at the feed point E of the shift register from a logic 1, which must then be there, into a logic 0 the

Speicherkapazität des Koppelpunktes gespeichert und r-v***-*-* Aan lfonnMnimtftrancictAr Storage capacity of the crosspoint saved and rv *** - * - * Aan lfonnMnimtftrancictAr

Soll lediglich der Zustand des Koppelfeldes an einem oder mehreren Punkten festgestellt werden, genügt es.Should only the state of the switching matrix on one or several points are determined, it is sufficient.

ohne Beeinflussung der Stsuerihformation diese durch einmaliges Herumschieben des ganzen Schieberegisterinhaltes an de*· Einspeisestelle E vorbeizuführen. Da ■ufgrund der dynamischen Speicherung der Information die Information im Schieberegister ohnehin ständig umlaufen muß, können alle Prüf' und Wegesuchvorgänge während der Umläufe durchgeführt werden.without influencing the control formation, to feed it past the feed point E by shifting the entire contents of the shift register around. Since the information in the shift register has to circulate continuously anyway due to the dynamic storage of the information, all test and route search processes can be carried out during the circulations.

Du* in Fig.3 gezeigte Schaltungstechnik der P-Kanal-MOS-Transistoren ist nicht zwingend. Es können vielmehr auch andere Technologien, 2. B, bipolare Technologien oder Komplementär-MOS-Techniken, verwendet werden.You * in Fig. 3 shown circuit technology of the P-channel MOS transistors is not mandatory. Rather, other technologies, 2. B, bipolar technologies or complementary MOS technologies, be used.

Für die Verbindung der Schieberegisterstufen untereinander gibt es eine große Anzahl von Möglichkeiten. in Fig.4 ist eine zeilenweise Anordnung gezeigt, in Fig. 5 eine spaltenweise Aneinanderreihung der Schieberegislerslufen. Es sind jedoch auch andere Anordnungen möglich und in speziellen Fällen nützlich. Bei symmetrischen Koppelvielfachen, d. h. bei solchen, die eine gleiche Anzahl von Zeilen und Spalten besi'zen, ist es durchaus möglich, durch Vertauschen von Ein- und Ausgängen, was bei MOS-Koppelpunkten erlaubt ist, die in F i g. 4 gezeigte Form in die in F i g. 5 gezeigte zu überführen.There are a large number of possibilities for connecting the shift register stages to one another. FIG. 4 shows a line-by-line arrangement, and FIG. 5 shows a column-by-column arrangement of the shift register runs. However, other arrangements are also possible and useful in special cases. at symmetrical switching matrices, d. H. for those that have an equal number of rows and columns it is quite possible, by swapping inputs and outputs, which is allowed with MOS crosspoints, the in F i g. 4 into the form shown in FIG. 5 to transfer shown.

Um die Forderung nach Prüfung einer freien Zelle und einer freien Spalte des Koppelvielfaches zu erfüllen, sind gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung an bestimmten Stufen des Schieberegisters ODER-Schaltungen angeschlossen, wie aus Fig.6 zu entnehmen ist Die Fig.6 zeigt die Schieberegisterstufen schematisch in einer Reihe angeordnet, wobei die Anordnung nach Fig.4 durch die Bezifferung der oberen Zeile und die Anordnung nach F i g. 5 durch die Bezifferung der unteren Zeile festgelegt ist. Am Beispiel der oberen Bezifferung nach Fig.4 werde die Wirkungsweise dieser ODER-Schaltung verständlich.To meet the requirement to check a free cell and a free column of the coupling multiple, are according to an advantageous development of the invention at certain stages of the shift register OR circuits connected, as can be seen from Fig.6. Fig.6 shows the shift register stages arranged schematically in a row, the arrangement according to Figure 4 by the numbering of the top line and the arrangement according to FIG. 5 is determined by the numbering on the bottom line. Exemplary The upper numbering according to FIG. 4 makes the operation of this OR circuit understandable.

Die ODER-Schaltung G\ ist an alle einer Zeile des Koppelvielfaches zugeordneten Stufen des Schieberegisters angeschlossen, d. h. in dem Moment, in dem das Übergabesignal eintrifft, befindet sich genau der Zustand der ersten Zeile (z. B. die Gatespannungen der Koppelpunkt-Transistoren der ersten Zeile) an den Eingängen dieser ODER-Schaltung und ergibt an ihrem Ausgang eine logische 1, falls ein Koppelpunkt-Transistor dieser Zeile eingeschaltet ist, also ein Koppelpunkt dieser Zeile besetzt ist, Nach fünf Schiebetakten befindet sich dann in diesem Eieispiel der Zustand der Zeile 2 an der ODER-Schaltung Und kann abgefragt und geprüft werden und nach weiteren je 5 Schiebetakten die Inhalte der Zeilen 3,4 und 5.The OR circuit G \ is connected to all stages of the shift register assigned to a row of the coupling multiple, ie at the moment when the transfer signal arrives, the state of the first row is exactly (e.g. the gate voltages of the crosspoint transistors of the first line) at the inputs of this OR circuit and results in a logical 1 at its output, if a crosspoint transistor of this line is switched on, i.e. a crosspoint of this line is occupied.After five shift clocks, the state of the line is then in this example 2 on the OR circuit and can be queried and checked and after a further 5 shift clocks the contents of lines 3, 4 and 5.

Die ODER-Schaltung d ist an alle einer Spalte des Koppelvielfaches zugeordnete Stufe des Schieberegisters angeschlossen. Während jedes einzelnen Schiebeimpulses gibt der Ausgang der ODER-Schaltung Gi den Zustand einer bestimmten Spalte wieder. Es läßt sich leicht einsehen, daß bei vorhandenem Übergabesignal beispielsweise der Zustand der ersten Spalte untersucht wird, einen Schiebeimpuls später der Zustand der zweiten Spalte usw. Im Ausführungsbeispiel sind folglich während 5 Schiebeimpulse nacheinander alle Spalten auf einen freien Koppelpunkt überprüfbar.The OR circuit d is connected to all stages of the shift register which are assigned to one column of the switching matrix. During each individual shift pulse, the output of the OR circuit Gi reflects the state of a specific column. It can easily be seen that if the transfer signal is present, for example, the state of the first column is examined, a shift pulse later the state of the second column, etc. In the exemplary embodiment, all columns can consequently be checked for a free coupling point during 5 shift pulses one after the other.

In F i g. 7 ist die Schaltung einer ODER-Schaltung mit dem dazugehörigen Ausgangsverstärker wiedergegeben. Sie wird von der Taktleitung Φι angesteuert und ergibt getaktet ein Signal am Ausgang ab, das nicht invertiert ist. Die Eingänge E\ bis E_n dieser ODER-Schaltung sind mit den Punkten A in Fig.3 bzw. 3a verbunden. Nur wenn alle Potentiale der Eingänge £1 bis E_n auf Erde liegen, erscheint getaktet mit dem Takt Φι die Spannung 0 Volt (7. B. der logischen 0 entsprechend) am Ausgangsverstärker, der aus den Transistoren Tie und Ti₉ als Inverter und T₂₀ und T₂\ als Logiktreiber besteht. Sonst erscheint immer die Spannung — i/(z. B. der logischen 1 entsprechend) am Ausgang.In Fig. 7 shows the circuit of an OR circuit with the associated output amplifier. It is controlled by the clock line Φι and results in a clocked signal at the output that is not inverted. The inputs E \ to E _{n of} this OR circuit are connected to points A in FIG. 3 and 3a, respectively. Only when all the potentials of the inputs £ 1 to E _{n are} on earth, the voltage 0 volts (7th B. corresponding to the logical 0) appears at the output amplifier, which consists of the transistors Tie and Ti ₉ as an inverter and T, clocked with the clock Φι ₂₀ and T ₂ \ exist as logic drivers. Otherwise the voltage - i / (e.g. corresponding to the logical 1) always appears at the output.

Die in Fig. 10 gezeigte Einspeisestelle E eines im Ring zusammengeschalteten Schieberegisters (vergl. F i g. 4 bis 6) ist so ausgebildet, daß an ihre während des ersten Halbtaktes Φ\ ein nichtinvertiertes Signal über den Transistor Tn ausgelesen werden kann und während eines zweiten Halbtaktes ein invertiertes Signal über den niederohmigen Transistor Tn eingeprägt werden muß. Damit schrumpft die Zahl der Außenanschlüsse für das Schieberegister in vorteilhafter Weise auf diese Einspeisestelle E, die beiden Taktleitungen Φι und Φ2 und die beiden Ausgänge der ODER-Schaltungen G\ und Gjzusammen.The feed point E shown in Fig. 10 (see Fig. F i g. 4 to 6) of an interconnected in the ring shift register is designed such that a non-inverted signal can be read through the transistor Tn on its during the first half clock Φ \ and during a second half-cycle an inverted signal must be impressed via the low-resistance transistor Tn. This reduces the number of external connections for the shift register in an advantageous manner to this feed point E, the two clock lines Φι and Φ2 and the two outputs of the OR circuits G \ and Gj together.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Control circuit for a switching matrix with MOS transistors arranged in the form of a matrix in rows and columns as a semiconductor coupling point, the gate capacitance of which is used as a temporary memory, for switching through speech paths in telecommunications systems with a shift register storing the control information for the switching points of the switching matrix, in which one per coupling point Stage of the shift register is assigned, the control information of which can be transmitted to the temporary memory of the assigned crosspoint through a transfer transistor on the basis of a transfer signal and in which the stages have common clock lines, characterized in that
that the stages of the shift register are interconnected to form a closed ring within the switching matrix, that a shift clock (Φι, Φ ₂ ) is continuously fed to the stages of the shift register via the clock lines

and that one stage of the shift register has a feed point (L ·) for feeding in and interrogating the control information circulating in the shift register.

2. Control circuit according to »'.nspruch 1, characterized in that a first OR circuit (Ct) for checking the free state of the lines of the switching matrix is connected to shift register stages which are assigned to the crosspoints of a single line of the switching matrix, and that to shift register stages , v'e the crosspoint are assigned to a single column of the switching matrix, a second OR-S holding (C :) is connected to check the free status of the columns of the switching matrix (FIG. 6).

3. Control circuit according to claim I or 2, characterized in that an inverter (7 "Γ. T ₁ ') is connected between the transfer transistors (Ti) and the gate of the respective associated coupling point (T ₁ ) (FIG. 3a).