DE2856802C2

DE2856802C2 - Weiche für Digitalsignale

Info

Publication number: DE2856802C2
Application number: DE19782856802
Authority: DE
Inventors: Rolf Dipl.-Ing. 3000 Hannover Wiessell
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1978-12-29
Filing date: 1978-12-29
Publication date: 1980-08-21
Also published as: DE2856802B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Weiche für Digitalsignale mit mindestens zwei Schaltgliedern, bei der zwei Eingänge und zwei Ausgänge vorgesehen Steuersignaleingänge dadurch die abhängig von zwei Steuersignalen dergestalt miteinander verknüpfbar sind, daß beim Vorliegen des ersten Steuersignals die Signale des ersten bzw. zweiten Eingangs an den ersten bzw. zweiten Ausgang und beim Vorliegen des zweiten Steuersignals die Signale des ersten bzw. zweiten Eingangs an den zweiten bzw. ersten Ausgang geführt sind, wobei ein Schaltglied beim Vorliegen des ersten Steuersignals die Signale des ersten Eingangs an den

ίο ersten Ausgang und beim Vorliegen des zweiten Steuersignals an den zweiten Ausgang führt

Zum Steuern des Datenflusses zwischen einer Vielzahl von Geräten sind Weichen der eingangs genannten Gattung weit verbreitet Solche Schaltungen können dabei prinzipiell nach Art einer Poiwendeschaltung aufgebaut sein, wie diese beispielsweise im AEG-Hilfsbuch, 9. Auflage, Bild 11/53, dargestellt ist. Dabei sind zum Realisieren einer derartigen Schaltung zwei Wechselschalter erforderlich. Insbesondere, wenn diese völlig aus elektronischen Bauteilen aufgebaut sind, bedingen zwei Wechselschalter einen nicht unerheblichen technischen Aufwand.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Weiche der eingangs genannten Gattung derart auszubilden, daß diese mit nur einem einzigen Wechselschalter und möglichst wenig Bauteilen funktionsfähig ist.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst daß als zweites Schaltglied ein Majoritätsglied mit drei Eingängen, von denen einer negierend ist, vorgesehen ist, wobei der negierende Eingang mit dem ersten Ausgang der Weiche und die beiden anderen Eingänge des Majoritätsgliedes mit den beiden Eingängen der Weiche verbunden ^r.ind.

Eine erste Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das erste Schaltglied als eine Anordnung zweier UND-Glieder und eines nachgeschalteten ODER-Gliedes ausgebildet ist, dessen Ausgang an den erster. Ausgang der Weiche geführt ist, daß ein Eingang des einen UND-Gliedes an den ersten und

■to ein Eingang des anderen UND-Gliedes an den zweiten Eingang der Weiche geschaltet ist, daß jedes UND-Glied jeweils einen zweiten Eingang aufweist, von denen einer negierend ist, daß die zweiten Eingänge an einen Steuersignaleingang geschaltet sind und daß das ersten und das zweite Steuersignal durch logisch »0« und logisch »1« dargestellt werden. Bei einer solchen Weiche für Digitalsignzle ist nur eine Jußerst geringe Anzahl von handelsüblichen elektronischen Bauteilen erforderlich.

Es ist möglich, daß dabei die UND-Glieder und das ODER-Glied jeweils Majoritätsglieder mit jeweils drei Eingängen sind, von denen jeweils einer als Hilfseingang die UND- bzw. ODER-Charakteristik bestimmend mit logisch »0« bzw. logisch »1« beaufschlagt wird Hierdurch kann die gesamte Weiche mit gleichartigen Majoritätsglicdern realisiert weHen.

Dabei ist es möglich, daß die Hilfseingänge der die UND-Glieder realisierenden Majoritätsglieder und der Hilfseingang des das ODER-Glied realisierenden Majoritätsgliedes an einen Hilfssteuersignaleingang geschaltet sind, wobei der dem das ODER-Glied realisierenden Majoritätsglied zugeordnete Hilfseingang negierend ist, und daß das erste Steuersignal dadurch dargestellt ist, daß an die beiden Steuersignaiein

d^ri »änge logisch »0« bzw. logisch »1«geschaltet ist, während das zweite Steuersignal dadurch dargestellt ist, daß an einen der Steuersignaleingänge logisch »0« und an den jeweils anderen Steuersignaleingang logisch »1«

geschaltet ist Hierdurch kann auf eine ständige Beschaltung der Hilfseingänge der Majoritätsglieder mit logisch »0« bzw. logisch »1« verzichtet werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Schaltung zum Stand der Technik,

F i g. 2, 3 und 4 drei erste Ausführungsbeispiele der Erfindung,

Fig.5 e^:r.e Wahrheitstabelle zu den ersten Ausführungsbeispielen,

Fig.6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung und

F i g. 7 eine Wahrheitstabelle zum weiteren Ausführungsbeispiel.

In der Darstellung gemäß F i g. 1 ist eine aus dem o. g. Stand der Technik bekannte Weiche gezeigt, die sowohl für Digital- als auch für Analogsignale verwendet werden kann.

Diese Weiche beinhaltet als erstes Schaltglied SC 1 (gestrichelt dargestellt) einen Schalter SCHI und als zweites Schaltglied SG 2 (ebenfalls gestrichelt dargestellt) einen Schalter SCH2. Die Schalter SCHI und SCH 2 sind Wechselschalter, welche die in der Zeichnung dargestellte Grundstellung einnehmen, wenn an einem Steuersignaleingang S1 logisch »0« liegt. Die andere Endlage wird erreicht, sobald am Steuersignaleingang Sl logisch »1« anliegt. Diese Stellung wird im folgenden als Arbeitsstellung bezeichnet.

In der Grundstellung verbindet der Schalter SCH 1 einen Eingang £1 mit einem Ausgang A 1 der Weiche. Der Schalter SCH2 verbindet einen Eingang £2 mit einem Ausgang A 2 der Weiche. In der Arbeitsstellung verbindet der Schalter SCH 1 den Eingang Fl mit dem AusgangA2 der Weiche und der Schalter SCH 2 den Eingang £2 mit dem Ausgang A 1 der Weiche.

In der Darstellung nach F i g. 2 ist ein erstes Ausführungsbeitpiel der Erfindung gezeigt, bei dem anstelle des Schaltgliedes SG 2 (Fi g. 1) ein Majoritätsglied M1 vorgesehen ist. Dadurch ist diese Schaltung in ihrer Funktion zwai auf Digitalsignale beschränkt, erfordert jedoch nur einen äußerst geringen Schaltungsaufwaud. Dabei werden — wie auch in den folgenden Figuren — die der Anordnung nach F i g. 1 entsprechenden Elemente mit den eingeführten Bezugszeichen bezeichnet.

Das Majoritätsglied M 1 weist drei Eingänge auf, von denen einer als negierender Eingang an den Ausgang A 1 der Weiche geschaltet ist, während die beiden anderen Eingänge des Majoritätsgliedes M1 an die so Eingänge £1 und £2 der Weiche geschaltet sind. Der Ausgang des Majoritätsgliedes M1 führt an den Ausgang A 2 der Weiche.

Die Weiche für Digitalsignale gemäß der Darstellung nach Fig.3 entspricht prinzipiell derjenigen nach Fig. 2, jedoch ist die Funktion des Schaltgliedes SG2 nicht durch einen Wechselschalter realisiert, sondern es sind zwei UND-Glieder Ui und U2 vorgesehen, deren Ausgänge ein ODER-Glied Oi steuern, das mit dem Ausgang A i der Weiche verbunden ist, wobei ein Eingang des UND-Gliedes L'l an den Eingang Ei und ein Eingang des UND-Gliedes U2 an den Eingang £2 der Weiche geschaltet ist, während ein weiterer Eingang des UND-Gliedes L/2 sowie ein weiterer negierender Eingang des UND-Gliedes L'l gemeinsam an den Steuersignaleingang S1 führen.

In der Darstellung nach F i g. 4 ist eine Schaltungsanordnung gezeigt, die vom Logikverhalten ihrer Bauelemente her völlig derjenigen nach F i g. 3 entspricht, jedoch sind anstelle der UND-Glieder U1 und U2 zwei Majoritätsglieder M 2 und M 3 vorgesehen, und das ODER-Glied Oi ist durch ein Majoritätsglied M 4 ersetzt. Zur Realisierung der UND- bzw. ODER-Charakteristik werden die Majoritätsglieder M 2 und M 3 bzw. M4 an einem ihrer jeweils drei Eingänge mit logisch »0« bzw. logisch »1« beaufschlagt. Dieser Eingang wird im folgenden als Hilfseingang bezeichnet.

In der Darstellung nach Fig. 5 ist eine Wahrheitstabelle gezeigt, die für alle Schaltungsanordnungen gemäß den F i g. 1 bis 4 anzeigt, welche logischen Zustände an den Ausgängen A 1 und A 2 der Weiche vorliegen, wenn deren Eingänge £1 und £2 mit den zeilenweise dargestellten jeweils vier möglichen Kombinationen binärer Signale beaufschlagt werden und am jeweiligen Steuersignaleingang Sl logisch »0« bzw. logisch »1« anliegt.

In der Darstellung na;h Fig. 6 ist eine Weiche für Digitalsignale gezeigt, die aus derjenigen gemäß F i g. 4 dahingehend entwickelt worden ist, daß auf eine spezielle, die Charakteristik der Majoritätsglieder M 2, M3 und M4 bestimmende feste Beaufschlagung mil logischen Signalen »0« bzw. »1« verzichtet werden kann. Dies wird dadurch erreicht, daß die Hilfseingänge der Majoritätsglieder M 2 und M 3 miteinander verbunden sind, und daß der Hiifseingang des Majoritätsgliedes M 4 negierend ausgebildet ist und mit den Hilfseingängen der Majoritätsglieder M2 und M 3 auf einen HilfssteuersignaleingangS2führt.

Das Schaltglied SG 1 wird dabei stets dann in seine Grundstellung geschaltet, wenn an den beiden Steuersignaleingängen Sl und S 2 logisch »0« bzw. logisch »1« anliegt. Das Schaltglied SG 1 wird in seine Arbeitsstellung geschaltet, wenn an einem der Steuersignaleingänge Sl bzw. S 2 logisch »0« und am jeweils anderen S2 bzw. Sl logisch»!« anliegt.

Dieses logische Verhalten der Weiche gemäß Fig.6 wird an Hand der in der Darstellung gemäß Fig. 7 gezeigten Wahrheitstabelle verdeutlicht. Dabei sind zeilenweise für alle jeweils vier Kombinationen von logischen Signalen an den Eingängen E1 und £2 für alle vier möglichen Kombinationen der logischen Signale an den Steuersignaleingängen Sl und S 2 die logischen Zustände an den Ausgängen A 1 und A 2 der Weiche aufgezeigt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Weiche für Digitalsignale mit mindestens zwei Schaltgliedern, bei der zwei Eingänge und zwei Ausgänge vorgesehen sind, die abhängig von zwei Steuersignalen dergestalt miteinander verknüpfbar sind, daß beim Vorliegen des ersten Steuersignals die Signale des ersten bzw. zweiten Eingangs an den ersten bzw. zweiten Ausgang und beim Vorliegen des zweiten Steuersignals die Signale des ersten bzw. zweiten Eingangs an den zweiten bzw. ersten Ausgang geführt sind, wobei ein Schaltglied beim Vorliegen des ersten Steuersignals die Signale des ersten Eingangs an den ersten Ausgang und beim Vorliegen des zweiten Steuersignals an den zweiten Ausgang führt, dadurch gekennzeichnet, dai3 als zweites Schaltglied ein Majoritätsglied (M 1) mit drei Eingängen, von denen einer negierend ist, vorgesehen ist, wobei der negierende Eingang mit dem ersten Ausgang (A 1) der Weiche und die beiden anderen Eingänge des Majoritätsgliedes (MX) mit den beiden Eingängen (Ei, E2) der Weiche verbunden sind.

2. Weiche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Schaltglied (SG 1) als eine Anordnung zweier UND-Glieder (Ui, U2) und eines nachgeschalteten ODER-Gliedes (01) ausgebildet ist, dessen Ausgang an den ersten Ausgang (A I) der Weiche geführt ist, daß ein Eingang des einen UND-Gliedes (Ui) an den ersten (Ei) und ein Eingang des anderen UND-Gliedes (U2) an den zweiten Eingang (E2) der Weiche geschaltet ist, daß jedes UND-Glied (Ui, U2) jeweils einen zweiten Eingang aufweist, von denen einer negierend ist, daß die zweiten Eingänge an einen Steuersignaleingang (Sl) geschaltet sind und daß das erste und das zweite Steuersignal durch logisch »0« und logisch »1« dargestellt werden.

3. Weiche nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die UND-Glieder und das ODER-Glied jeweils Majoritätsglieder (M2, Λ/3, M 4) mit jeweils drei Eingängen sind, von denen jeweils einer als Hilfseingang die UND- bzw. ODER-Charakteristik bestimmend mit logisch »0« bzw. logisch »1« beaufschlagt wird.

4. Weiche nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfseingänge der die UND-Glieder realisierenden Majoritätsglieder (M2, M3) und der Hilfseingang des das ODER-Glied (01) realisierenden Majoritätsgliedes (M4) an einen Hilfssteuersignaleingang (52) geschaltet sind, wobei der dem das ODER-Glied (Oi) realisierenden Majoritätsglied (M4) zugeordnete Hilfseingang negierend ist, und daß das erste Steuersignal dadurch dargestellt ist, daß an die beiden Steuersignaleingänge (51 und 52) logisch »0« bzw. logisch »1« geschaltet ist, während das zweite Steuersignal dadurch dargestellt ist, daß an einen der Steuersignaleingänge logisch »>0« und an den jeweils anderen Steuersignaleingang logisch »!«geschaltet ist.