RU2280891C2

RU2280891C2 - Commutation environment

Info

Publication number: RU2280891C2
Application number: RU2001133237/09A
Authority: RU
Inventors: Олег Хонбинович Ким (RU); Олег Хонбинович Ким
Original assignee: Олег Хонбинович Ким
Priority date: 2001-12-06
Filing date: 2001-12-06
Publication date: 2006-07-27
Also published as: RU2001133237A

Abstract

FIELD: computer engineering, possible use for engineering extremely large integrated circuits, devices and systems with adjustable architecture.

SUBSTANCE: commutation environment has three groups of matrix commutators, each one of which contains a group of information inputs, information outputs and controlling inputs, while j-numbered information outputs of first group of matrix commutators of the same name are connected to information inputs of matrix commutators of second group of matrix commutators, and i-numbered information outputs of first group of matrix commutators of the same name are connected to information inputs of matrix commutators of third group of matrix commutators.

EFFECT: increased number of connections, realized in commutation environment.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при проектировании сверхбольших интегральных схем (СБИС), устройств и систем с перестраиваемой архитектурой.The invention relates to the field of computer technology and can be used in the design of ultra-large integrated circuits (VLSI), devices and systems with a tunable architecture.

Известна коммутационная матрица, изготовленная по субмикронной технологии с многослойной разводкой (не менее 3-х слоев металлизации). Электрические соединения в коммутационной матрице выполняют последовательным соединением фрагментов проводников путем коммутации двунаправленных ключей, расположенных на площади каждого слоя металлизации и между слоями металлизации, определенным оптимальным образом (httpr/www. Aptix.com. - информация по устройству FPIC фирмы Aptix).Known switching matrix made by submicron technology with multilayer wiring (at least 3 layers of metallization). Electrical connections in the switching matrix are performed by serial connection of conductor fragments by switching bi-directional switches located on the area of each metallization layer and between metallization layers, determined in an optimal way (httpr / www. Aptix.com. - information on the FPIC device from Aptix).

Недостатками аналога являются ограниченный ресурс по количеству реализуемых электрических соединений, а также сложность технологии изготовления и сложность управления.The disadvantages of the analogue are the limited resource in the number of electrical connections sold, as well as the complexity of manufacturing technology and the complexity of control.

Известна коммутационная среда [патент РФ №2092896, МПК 6 G 06 F 15/163, бюл. №28, 10.10.97.], выбранная в качестве прототипа, содержащая первую группу из F матричных коммутаторов (V×V) и вторую группу из Q матричных коммутаторов (F×H), каждый из которых обеспечивает коммутацию информационных входов на информационные выходы по принципу *любой на любой*, одноименные i-e (i=1, P) информационные выходы матричных коммутаторов первой группы матричных коммутаторов объединены, одноименные j-e (j=V-P+1, V) информационные выходы матричных коммутаторов первой труппы матричных коммутаторов подключены соответственно к F информационным входам u-го (u=1, Q) матричного коммутатора второй группы матричных коммутаторов. Информационные входы матричных коммутаторов первой группы матричных коммутаторов являются N информационными входами коммутационной среды, i-e информационные выходы матричных коммутаторов первой группы матричных коммутаторов и информационные выходы матричных коммутаторов второй группы матричных коммутаторов являются информационными выходами коммутационной среды, а управляющие входы матричных коммутаторов первой и второй групп матричных коммутаторов являются управляющими входами коммутационной среды.Known switching environment [RF patent No. 2092896, IPC 6 G 06 F 15/163, bull. No. 28, 10.10.97.], Selected as a prototype, containing the first group of F matrix switches (V × V) and the second group of Q matrix switches (F × H), each of which provides switching of information inputs to information outputs via principle * any to any *, the same name information (i = 1, P) information outputs of the matrix switches of the first group of matrix switches are combined, the same name je (j = V-P + 1, V) the information outputs of the matrix switches of the first group of matrix switches are connected respectively to F information inputs u- th (u = 1, Q) matrix commutator of the second group of matrix commutators. The information inputs of the matrix switches of the first group of matrix switches are N information inputs of the switching medium, i.e., the information outputs of the matrix switches of the first group of matrix switches and the information outputs of the matrix switches of the second group of matrix switches are the information outputs of the switching medium, and the control inputs of the matrix switches of the first and second groups of matrix switches are the control inputs of the switching environment.

На множестве информационных выводов N коммутационной среды программированием матричных коммутаторов получают любые электрические соединения, имеющие случайный (неупорядоченный, нерегулярный) характер. Максимальное количество реализуемых электрических соединений равно числу информационных выходов.On the set of information outputs of the N switching environment, programming of matrix switches receives any electrical connections that have a random (disordered, irregular) character. The maximum number of electrical connections sold is equal to the number of information outputs.

Недостатком прототипа является ограниченное число реализуемых электрических соединений.The disadvantage of the prototype is the limited number of sold electrical connections.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличения количества реализуемых в коммутационной среде электрических соединений.The task of the invention is to increase the number of electrical connections implemented in the switching environment.

Поставленная задача решается за счет того, что в коммутационной среде, содержащей первую группу из F матричных коммутаторов (V×V), каждый из которых содержит группу информационных входов, группу информационных выходов и группу управляющих входов, вторую группу из Q матричных коммутаторов (F×H), каждый из которых содержит группу информационных входов, группу информационных выходов и группу управляющих входов, соединенных одноименными j-ми (j=(V-P+1), V) информационными выходами матричных коммутаторов первой группы матричных коммутаторов соответственно с F информационными входами u-го (u=1, Q) матричного коммутатора второй группы матричных коммутаторов, группами информационных входов матричных коммутаторов первой группы матричных коммутаторов соответственно с N информационными входами коммутационной среды, группами информационных выходов второй группы матричных коммутаторов соответственно с первой группой М информационных выходов коммутационной среды, группами управляющих входов матричных коммутаторов первой группы матричных коммутаторов и матричных коммутаторов второй группы матричных коммутаторов с управляющими входами коммутационной среды.The problem is solved due to the fact that in a switching environment containing the first group of F matrix switches (V × V), each of which contains a group of information inputs, a group of information outputs and a group of control inputs, a second group of Q matrix switches (F × H), each of which contains a group of information inputs, a group of information outputs and a group of control inputs connected by the same j-th (j = (V-P + 1), V) information outputs of the matrix switches of the first group of matrix switches, respectively with F information inputs of the u-th (u = 1, Q) matrix switch of the second group of matrix switches, groups of information inputs of the matrix switches of the first group of matrix switches, respectively, with N information inputs of the switching medium, groups of information outputs of the second group of matrix switches, respectively, with the first group M information outputs of the switching environment, groups of control inputs of matrix switches of the first group of matrix switches and matrix switches of the second gr UPP matrix switches with control inputs of the switching environment.

Новым является то, что коммутационная среда дополнительно содержит третью группу из Р матричных коммутаторов (F×H), каждый из которых содержит группу информационных входов, группу информационных выходов и группу управляющих входов, причем одноименные i-e (i=1, Р) информационные выходы матричных коммутаторов первой группы матричных коммутаторов подключены соответственно к информационным входам r-го (r=1, Р) матричного коммутатора третьей группы матричных коммутаторов, при этом информационные выходы Р матричных коммутаторов третьей группы матричных коммутаторов являются второй группой информационных выходов коммутационной среды, а управляющие входы матричных коммутаторов третьей группы матричных коммутаторов являются дополнительными управляющими входами коммутационной среды.What is new is that the switching environment additionally contains a third group of P matrix switches (F × H), each of which contains a group of information inputs, a group of information outputs and a group of control inputs, the information outputs of the same name ie (i = 1, P) matrix switches of the first group of matrix switches are connected respectively to the information inputs of the rth (r = 1, P) matrix switch of the third group of matrix switches, while the information outputs P of the matrix switches of the third group are ary switches are the second group of information outputs switching medium, and the control inputs of the matrix switch matrix switches of the third group are additional control inputs of the switching medium.

В изобретении решается задача увеличения количества реализуемых в коммутационной среде электрических соединений, что позволяет в сравнении с прототипом увеличить общее количество, реализуемых на множестве информационных выводов N, электрических соединений на (Р×Н).The invention solves the problem of increasing the number of electrical connections implemented in the switching environment, which allows, in comparison with the prototype, to increase the total number of electrical connections realized on the set of information terminals N, by (P × H).

На фиг.1. представлена схема предлагаемой коммутационной среды.In figure 1. The scheme of the proposed switching environment is presented.

На фиг.2 представлена схема матричного коммутатора К590 КН14.Figure 2 presents a diagram of the matrix switch K590 KN14.

Коммутационная среда (фиг.1) содержит первую 1.1....1.F. группу из F матричных коммутаторов (V×V), каждый из которых содержит группу 2.1....2.V. информационных входов, группу 3.1....3.V. информационных выходов и группу 4.1....4.β. управляющих входов, вторую 5.1....5.Q. группу из Q матричных коммутаторов (F×Н), каждый из которых содержит группу 6.1....6.F. информационных входов, группу 7.1....7.Н. информационных выходов и группу 8.1....8.Z. управляющих входов, соединенных одноименными j-ми (j=(V-P+1), V) информационными выходами 3.(V-P+1)...3.V. матричных коммутаторов первой группы матричных коммутаторов соответственно с F информационными входами 6.1....6.F. u-го (u=1, Q) матричного коммутатора второй группы матричных коммутаторов, группами информационных входов 2.1....2.V. матричных коммутаторов первой группы матричных коммутаторов соответственно с N информационными входами коммутационной среды, группами информационных выходов 7.1....7.Н. второй группы матричных коммутаторов соответственно с первой группой из М информационных выходов коммутационной среды, группами управляющих входов 4.1....4.β. матричных коммутаторов первой группы матричных коммутаторов и 8.1...8.Z. матричных коммутаторов второй группы матричных коммутаторов с управляющими входами коммутационной среды, дополнительно содержит третью 9.1....9.Р. группу из Р матричных коммутаторов (F×H), каждый из которых содержит группу 10.1....10.F. информационных входов, группу 11.1....11.Н. информационных выходов и группу 12.1....12.Z. управляющих входов, причем одноименные i-e (i=1, Р) информационные выходы 3.1....3.Р. матричных коммутаторов первой группы матричных коммутаторов подключены соответственно к информационным входам 10.1....10.F r-го (r=1, Р) матричного коммутатора третьей группы матричных коммутаторов, информационные выходы 11.1....11.Н. Р матричных коммутаторов третьей группы матричных коммутаторов являются второй группой информационных выходов коммутационной среды, а управляющие входы 12.1....12.Z матричных коммутаторов третьей группы матричных коммутаторов являются дополнительными управляющими входами коммутационной среды.The switching environment (figure 1) contains the first 1.1 .... 1.F. a group of F matrix commutators (V × V), each of which contains a group 2.1 .... 2.V. information inputs, group 3.1 .... 3.V. information outputs and group 4.1 .... 4.β. control inputs, the second 5.1 .... 5.Q. a group of Q matrix commutators (F × H), each of which contains a group 6.1 .... 6.F. information inputs, group 7.1 .... 7.N. information outputs and group 8.1 .... 8.Z. control inputs connected by the same j-mi (j = (V-P + 1), V) information outputs 3. (V-P + 1) ... 3.V. matrix switches of the first group of matrix switches, respectively, with F information inputs 6.1 .... 6.F. u-th (u = 1, Q) matrix switch of the second group of matrix switches, groups of information inputs 2.1 .... 2.V. matrix switches of the first group of matrix switches, respectively, with N information inputs of the switching environment, groups of information outputs 7.1 .... 7.N. the second group of matrix switches, respectively, with the first group of M information outputs of the switching environment, groups of control inputs 4.1 .... 4.β. matrix commutators of the first group of matrix commutators and 8.1 ... 8.Z. matrix switches of the second group of matrix switches with control inputs of the switching environment, additionally contains the third 9.1 .... 9.R. a group of P matrix commutators (F × H), each of which contains a group 10.1 .... 10.F. information inputs, group 11.1 .... 11.N. information outputs and group 12.1 .... 12.Z. control inputs, with the same i-e (i = 1, P) information outputs 3.1 .... 3.P. matrix switches of the first group of matrix switches are connected respectively to the information inputs 10.1 .... 10.F of the rth (r = 1, P) matrix switch of the third group of matrix switches, information outputs 11.1 .... 11.N. P matrix switches of the third group of matrix switches are the second group of information outputs of the switching medium, and the control inputs 12.1 .... 12.Z of the matrix switches of the third group of matrix switches are additional control inputs of the switching medium.

Матричный коммутатор (фиг.2) содержит дешифратор 13, узел 14 хранения информации и матрицу 15 аналоговых (или двунаправленных) ключей, причем выходы дешифратора 13 соединены с адресными входами узла 14 хранения информации, выходы которого соединены соответственно с управляющими входами ключей матрицы аналоговых ключей. Адресные входы 16.1 дешифратора 13 и два информационных 16.2 и 16.3 входа узла 14 хранения информации являются управляющими входами матричного коммутатора. Вертикальные коммутируемые шины матрицы 15 являются информационными 17 входами матричного коммутатора, горизонтальные коммутируемые шины матрицы являются информационными 18 выходами матричного коммутатора.The matrix switch (Fig. 2) contains a decoder 13, an information storage unit 14 and an analog (or bidirectional) key matrix 15, the outputs of the decoder 13 being connected to the address inputs of the information storage unit 14, the outputs of which are connected respectively to the key control inputs of the analog keys matrix. The address inputs 16.1 of the decoder 13 and the two information 16.2 and 16.3 inputs of the information storage unit 14 are the control inputs of the matrix switch. The vertical switched bus lines of the matrix 15 are information 17 inputs of the matrix switch, the horizontal switched bus lines of the matrix are information 18 outputs of the matrix switch.

Программирование матричного коммутатора (фиг.2) осуществляют записью программы настройки в узел хранения информации путем подачи соответствующих управляющих сигналов на входы матричного коммутатора.The programming of the matrix switch (figure 2) is carried out by writing the setup program to the information storage unit by supplying the corresponding control signals to the inputs of the matrix switch.

Например, чтобы осуществить в матричном коммутаторе коммутацию информационного входа 17.1 на информационный выход 18.Y, необходимо в матрице 15 *замкнуть* аналоговый ключ, который находится на перекрестье вертикальной 17.1 и горизонтальной 18.Y коммутируемых шин. Для этого на вход 16.1 подают адрес элемента памяти узла 14, выход которого соединен с управляющим входом этого аналогового ключа, на вход 16.3 подают сигнал Лог.1, а на вход 16.2 подают синхроимпульс. По переднему фронту синхроимпульса в узел 14 хранения информации осуществляется запись информации, при этом соответствующий элемент памяти узла 14 устанавливается в такое состояние, при котором связанный с ним аналоговый ключ открывается и замыкает соответствующие вертикальную и горизонтальную коммутируемые шины.For example, in order to carry out the switching of the information input 17.1 to the information output 18.Y in the matrix switch, it is necessary in the matrix 15 * to close * the analog key, which is located at the crossroads of the vertical 17.1 and horizontal 18.Y switched buses. To do this, the input 16.1 serves the address of the memory element of node 14, the output of which is connected to the control input of this analog key, the signal Log.1 is fed to the input 16.3, and the clock pulse is fed to the input 16.2. On the leading edge of the clock pulse, information is recorded in the information storage unit 14, and the corresponding memory element of the node 14 is set in such a state that the associated analog key is opened and closes the corresponding vertical and horizontal switched buses.

Работу устройства (фиг.1) рассмотрим на следующих примерах.The operation of the device (figure 1) consider the following examples.

Пример 1: Объединяемые в одну цепь информационные выводы на множестве N принадлежат одному из F матричных коммутаторов первой группы матричных коммутаторов.Example 1: Informational outputs united on one set N belong to one of the F matrix commutators of the first group of matrix commutators.

Программируем соответствующий матричный коммутатор таким образом, чтобы соответствующие вертикальные коммутируемые шины, связанные с объединяемыми в одну цепь информационными выводами, были *замкнуты* на одну (любую) свободную горизонтальную коммутируемую шину этого матричного коммутатора.We program the corresponding matrix switch in such a way that the corresponding vertical switched buses connected with the information outputs combined into a single circuit are * closed * to one (any) free horizontal switched bus of this matrix switch.

В этом случае каждая реализуемая электрическая цепь содержит два последовательно соединенных ключа.In this case, each implemented electrical circuit contains two series-connected keys.

Пример 2: Объединяемые в одну цепь информационные выводы на множестве N принадлежат разным матричным коммутаторам из F матричных коммутаторов первой группы матричных коммутаторов.Example 2: Informational outputs united in one circuit on the set N belong to different matrix commutators from F matrix commutators of the first group of matrix commutators.

Программируем соответствующие матричные коммутаторы первой группы матричных коммутаторов таким образом, чтобы соответствующие вертикальные коммутируемые шины, связанные с объединяемыми в одну цепь информационными выводами, были *замкнуты* на одноименные i-e или j-e горизонтальные коммутируемые шины. Затем программируем соответствующий матричный коммутатор второй или третьей группы матричных коммутаторов таким образом, чтобы соответствующие вертикальные коммутируемые шины этого матричного коммутатора, соединенные с i-ми или j-ми горизонтальными коммутируемыми шинами матричных коммутаторов первой группы матричных коммутаторов, были *замкнуты* на одну (любую) свободную горизонтальную коммутируемую шину.We program the corresponding matrix switches of the first group of matrix switches in such a way that the corresponding vertical switched buses connected with the information outputs united in a single circuit are * closed * to the i-e or j-e horizontal switched buses of the same name. Then we program the corresponding matrix switch of the second or third group of matrix switches in such a way that the corresponding vertical switched buses of this matrix switch connected to the i-th or j-horizontal switched bus of the matrix switches of the first group of matrix switches are * closed * to one (any ) a free horizontal switched bus.

В этом случае каждая реализуемая электрическая цепь содержит четыре последовательно соединенных ключа.In this case, each realized electrical circuit contains four keys connected in series.

Программированием матричных коммутаторов первой, второй и третьей групп матричных коммутаторов реализуют все электрические соединения на множестве N информационных выводов.By programming the matrix switches of the first, second and third groups of matrix switches, all electrical connections on the set N of information outputs are realized.

Claims

A switching environment containing the first group of F matrix switches (V × V), each of which contains a group of information inputs, a group of information outputs and a group of control inputs, a second group of Q matrix switches (F × H), each of which contains a group of information inputs, a group of information outputs and a group of control inputs connected by the same j-th (j = (V-P + 1), V) information outputs of the matrix switches of the first group of matrix switches, respectively, with F information inputs of the u-th (u = 1, Q ) matr egg switch of the second group of matrix switches, as well as groups of information inputs of matrix switches of the first group of matrix switches, respectively, with N information inputs of the switching medium, in addition, groups of information outputs of the second group of matrix switches, respectively, with the first group M of information outputs of the switching medium, and groups of control inputs matrix switches of the first group of matrix switches and matrix switches of the second group of matrix switches with the control inputs of the switching medium, characterized in that it additionally contains a third group of P matrix switches (F × H), each of which contains a group of information inputs, a group of information outputs and a group of control inputs, i.e. ie (i = 1, P ) the information outputs of the matrix switches of the first group of matrix switches are connected respectively to the information inputs of the rth (r = 1, P) matrix switch of the third group of matrix switches, while the information outputs P of the matrix comm utatorov third group of matrix switches are the second group of information outputs switching medium, and the control inputs of the matrix switch matrix switches of the third group are additional control inputs of the switching medium.