Przedmiotem wynalazku jest sposób tworzenia pola permutacyjnego z niesymetrycznych elementów komutacyjnych.Pola permutacyjne sa jednym z rodzajów pól komutacyjnych. Charakteryzuja sie szerokim zastosowaniem, zwlaszcza jako fragmenty systemów telekomunikacyjnych. Stosuje sieje ponadto w coraz wiekszym stopniu w systemach wieloprocesowych, jako podzespoly ukladów diagnosty¬ cznych, w samonaprawiajacych sie elektroniczych maszynach cyfrowych.Wyrózniamy klase pól permutacyjnych, do której naleza pola o sterowaniu centralnym, realizujace tylko pelne tablice polaczen, tj. permutacje i to przez kazdy stan dopuszczalny. Istnieje na ogól kilka stanów realizujacych te sama permutacje.Najlepsza, znana np. z A.E. Joel „On Permutation Switching Networks", BSTJ 5/68, str. 813-822, lub A. Waksman „A Permutation Network", Journal of the ACM, vol. 15, 1968, str. 159-163, konstrukcje z tej klasy pól permutacyjnych jest pole symetryczne, tworzone w oparciu o schemat Ciosa i zbudowane z dwustanowych elementów konstrukcyjnych fi o wymiarach 2X2.Element fi realizuje obie permutacje stopnia 2, posiadajac 2 stany aktywne: w stanie zero 0 polaczone jest wejscie pierwsze z wyjsciem pierwszym i wejscie drugie z wyjsciem drugim, natomiast w stanie jeden 1 — wejscie pierwsze z wyjsciem drugim oraz wejscie drugie z wyjsciem pierwszym.Sposób tworzenia pola permutacyjnego symetrycznego o wymiarach N X N, gdzie N jest calkowita potega liczby 2 jest nastepujacy. Pole permutacyjne o wymiarach NXN buduje sie z trzech sekcji — dwóch skrajnych oraz srodkowej. Kazda z sekcji skrajnych utworzona jest z N/2 elementów fi, natomiast sekcja srodkowa sklada sie z dwóch ukladów o wymiarach N/2 X N/2.Kazdy z elementów fijest polaczony z kazdym z ukladów dokladnie jednym laczem miedzysekcyj- nym. Jeden z elementów sekcji skrajnych mozna pominac, co nie wplwa na wlasnosci laczeniowe pola. Wejscie zredukowanego elementu laczy sie bezposrednio z ukladami sekcji srodkowej.Dalsza rozbudowa pola symetrycznego odbywa sie w sposób rekurencyjny. Uklady sekcji srodkowej zastepowane sa polami trójsekcyjnymi utworzonymi wedlug podanego wyzej schematu, o odpowiednio zmodyfikowanych wymiarach. Postepowanie ulega zakonczeniu z chwila, gdy wszystkie uklady sekcji srodkowej beda posiadaly wymiary 2X2, wówczas zastepuje sieje elementami fi.2 123052 Wada pola symetrycznego jest stosunkowo skomplikowany sposób konstrukcji dla liczby wejsc nie bedaca calkowita potega 2. Dla takich przypadków liczba elementów uzyta do budowy pola wynosi: N[log2N] — 2[log2N]+l gdzie symbol [a] oznacza najmniejsza liczbe calkowita nie mniejsza niza.Pole permutacyjne skonstruowane w powyzszy sposób wymaga zlozonego sterowania, które ulega dalszej komplikacji dla pól symetrycznych o liczbie wejsc innej niz calkowita potega liczby 2.PSYjajdto rózne tablice polaczen wymagaja niejednakowego czasu obslugi.Sposó*b tworzenia pola permutacyjnego z niesymetrycznych elementów komutacyjnych X wedlug wynalazku polega na tym, ze wynikowe pole permutacyjne o wymiarach N X N uzyskuje sie budujac N-l czastkowych ukladów komutacyjnych X o wymiarach kolejno 2 X 2, 3 X 3,... N X N.Czastkowe uklady, komutacyjne X tworzy sie z niesymetrycznych elementów komutacyjnych X charakteryzujacych sie tym, ze w stanie zero 0 posiadaja polaczone wejscie pierwsze z wyjsciem pierwszym, a wejscie drugie nie jest polaczone z wyjsciem drugim. Kazdy z czastkowych ukladów komutacyjnych Xi o wymiarze 1X1 gdzie I = (2,3, ... N) tworzy sie z I elementów X, wejscie oznaczone numerem dwa WE2 elementów Xi, X2, ... Xm laczy sie ze soba oraz z wejsciem oznaczonym numerem jeden WE1 elementu Xi, wyjscia oznaczone numerem dwa WY2 elementów Xi, X2, ... Xi-i laczy sie ze soba oraz z wyjsciem oznaczonym numerem jeden WY1 elementu Xi uzyskujac przez te polaczenia odpowiednio I-te wejscie oraz I-te wyjscie ukladu komutacyjnego Xi.Pozostalym wejsciem WE1, wyjsciom WY1 elementów Xi, X2, ...Xii nadaje sie numery 1,2... (I-I) i stanowia one odpowiednio kolejne wejscia i wyjscia ukladu komutacyjnego Xi. Nastepnie laczy sie czastkowe uklady komutacyjne X tak, ze wyjscia ukladu X o wymiarze 1X1 stanowia pierwsze I wejscie ukladu Xi+o o wymiarze (1+ 1/X/I+ 1), a (14- l)-sze wejscie ukladu Xi+d jest tozsame z (I + l)-szym wejsciem wynikowego pola permutacyjnego N X N, natomiast wyjscia ukladu komuta¬ cyjnego o wymiarze NXN sa wyjsciami wynikowego pola permutacyjnego NXN. Czastkowe uklady komutacyjne X dla 1 = (2,3, ...N) wysterowuje sie tak, by wszystkie elementy X ukladu X byly w stanie 0 lub by element Xi i dokladnie jeden z elementów Xi, X2, ....Xii byl w stanie jeden 1.Zalety pola permutacyjnego utworzonego sposobem wedlug wynalazku sa nastepujace.Liczba operacji wymagana do okreslenia stanu nie zalezy od kontrolnej tablicypolaczen tj. permu- tacji i jest proporcjonalna do liczby wejsc pola N w wyniku czego uzyskuje sie proste sterowanie.Sposób tworzenia pola permutacyjnego jest jednakowy dla dowolnej wartosci liczby wejsc, postac algorytmu sterujacego nie zalezy od wymiarów pola, kazda tablica polaczen realizowana jest przez dokladnie jeden stan dopuszczalny, co ma zasadnicze znaczenie np. w diagnostyce pól.Wynalazek zostanie blizej objasniony na podstawie przykladowego rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat struktury wewnetrznej niesymetrycznego elementu komutacyjnego X wyko¬ nanego w technice elektromechanicznej w dwóch stanach, a — stan zero 0, b - stan jeden 1, fig. 2 przedstawia sposób tworzenia czastkowego ukladu komutacyjnego X z elementów X, a fig. 3 obrazuje schematycznie pole permutacyjne o wymiarach 5X5.Jak pokazano na fig. la element komutacyjny X posiada dwa wejscia WE1, WE2, oraz dwa wyjscia WY1, WY2. Zestyki x przekaznika pamietajacego stan elementu sa w takim polozeniu, ze wejscie WE1 elementu X polaczone jest z wyjsciem WY1, wejscie WE2 i wyjscie WY2 nie sa polaczone — stanowi to istote niesymetrii elementu X. Element Xjest w stanie zero 0. W staniejeden 1 pokazanyn na fig. Ib polaczone sa wejscia WE1 z wyjsciem WY2 oraz wejscie WE2 z wyjsciem WY1.Uklady komutacyjne X tworzone sa z elementów X na zasadzie pokazanej na fig. 2.Uklad Xn o wymiarach N X N konstruuje sie zN elementów X. Wejscie WE2elementów Xi, X2, ... Xn-2, An-i laczy sie ze soba oraz z wejsciem WE1 elementu An. Polaczenie to stanowi N-te wejscie ukladu.Wyjscia WY2 elementów Xi, X2,... Xn-2,Xn-i,laczy sie ze soba oraz z wyjsciem WY1 elementu Xn.Polaczenie to stanowi N-te wyjscie ukladu.Pozostale wejscia WE1 i wyjscia WY1 elementów Xi, X2,... Xn-2, An-i, numeruje sie od 1 do N-l i stanowia one odpowiednio kolejne wejscia i wyjscia ukladu Xnxn. Zamiast elementu Xn mozna uzyc konwencjonalnego punktu laczeniowego. Powodem tego jest fakt, ze w zestawieniu polaczen123052 3 wykorzystuje sie w pelni jedynie stan zero 0 wspomnianego elementu An; natomiast stan jeden 1 jest istotny o tyle, ze w stanie tym rozlaczone jest polaczenie wejscia WE1 z wyjsciem WY1. Wejscie WE2 i wyjscie WY2 sa niewykorzystane.Pole permutacyjne o wymiarach 5X5 otrzymuje sie przez szeregowe dolaczenie do pola o wymiarach 4X4 ukladu komutacyjnego \t zbudowanego z elementów X, co pokazano na tig. 3.Wyjscia ukladu komutacyjnego X: stanowia pierwsze dwa wejscia ukladu komutacyjnego Aj, o wvjsciach dolaczonych do trzech pierwszych wejsc ukladu komutacyjnego A4. Wejscia czastko¬ wego ukladu komutacyjnego A2, trzecie wejscie ukladu komutacyjnego ^czwarte wejscie ukladu komutacyjnego \* oraz piate wejscie ukladu komutacyjnego \s sa wejsciami wynikowego pola permutacyjnego o wymiarze 5 X 5, a wyjscia ukladu komutacyjnego As stanowia wyjscia wyniko¬ wego pola permutacyjnego.Zastrzezenie patentowe Sposób tworzenia pola permutacyjnego z niesymetrycznych elementów komutacyjnych X o dwóch wejsciach i dwóch wyjsciach, posiadajacych dwa stany aktywne, stan zero 0 i stan jeden 1 w którym polaczone sa wejscia pierwsze z wyjsciem drugim oraz wejscie drugie z wyjsciem pierwszym, znamienny tym, ze buduje sie z niesymetrycznych elementów komutacyjnych X posiadajacych w stanie zero 0 polaczone wejscie pierwsze (WE1) z wyjsciem pierwszym (WY1) N-l czastkowych ukladów komutacyjnych X o wymiarach kolejno 2X2, 3X3, ... NXN, kazdy z czastkowych ukladów komutacyjnych Aj o wymiarach 1X1, gdzie I = (1,3...N) tworzy sie z I elementów komuta¬ cyjnych X, wejscia (WE2) elementów Xi, X2,... Am laczy sie ze soba oraz z wejsciem (WE1)elementu Xi, wyjscia (WY2) elementów Xi, X2, ... Xi-i laczy sie ze soba oraz z wyjsciem (WY1) elementu Xi uzyskujac odpowiednio I-te wejscie oraz I-te wyjscie ukladu komutacyjnego X o wymiarze IX I, a pozostalym wejsciem (WE1) i wyjsciem (WY1) elementów Xi, X2, An nadaje sie numery 1,2... (I-I) i stanowia one odpowiednio kolejne wejscia i wyjscia ukladu komutacyjnego Am, nastepnie laczy sie czastkowe uklady komutacyjne X tak, ze wyjscia ukladu X stanowia pierwsze I wejsc ukladu Xi+n o wymiarze (1+ 1/X/I+ 1), a (1+ l)-sze wejscie ukladu Au+ n jest tozsame z (I-I- l)-szym wejsciem wynikowego pola permutacyjnego NXN, natomiast wyjscie ukladu Ano w wymiarze NXN stanowia wyjscia wynikowego pola permutacyjnego N X N przy czym kazdy z czastkowych ukla¬ dów komutacyjnych X dla 1 = (2,3 ...N) wysterowuje sie tak, by wszystkie elementy X tego uklady byly w stanie zero 0, lub by element Xi i jeden z elementów Xi, X2, ... Xi-i byl w stanie jeden 1.123052 1 we 2 WY |1 «r L X f _ , 2 a) 1 we 2 < \_ i 1 WY X -, x 2 b) Fig. 1123052 WY Fig 2123052 "H l in < < CO < m co en Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 120 egz.Cena 100 zl PL