- •Содержание
- •1. Разработка функциональной схемы пространственно-временного коммутатора 8
- •Задание
- •Введение
- •1. Разработка функциональной схемы пространственно-временного коммутатора
- •1.1. Разработка функциональной схемы цифрового коммутатора
- •1.2. Постановка требований к функциональным блокам коммутатора
- •1.2.1 Выбор разрядности и быстродействия счетчика
- •1.2.2Выбор разрядности и быстродействия рзу и азу
- •1.2.3Мультиплексоры
- •1.2.4 Выбор разрядности и быстродействия последовательно-параллельного и параллельно-последовательного преобразователей
- •1.3. Разработка временных диаграмм
- •1.4. Расчет блокировок разработанного коммутационного поля
- •Заключение
- •4. Цифровые интегральные микросхемы: Справочник /м.И. Богданович, и.Н. Грель, в.А. Прохоренко, в.В. Шалимо - Мн.: Беларусь, 1996.
1.2.3Мультиплексоры
Мультиплексоры предназначены для автоматической выборки одного из двух информационных каналов и подключения его к своему выходу.
В АЗУ информация приходит с маркера, а считывается под управлением счетчика. Поэтому на адресные входы АЗУ нужно передавать информацию то со счетчика, то с маркера. Для переключения АЗУ используется мультиплексор АЗУ. На адресные входы РЗУ подается информация с АЗУ и счетчика, поэтому для переключения необходим мультиплексор РЗУ.
Мультиплексоры адреса АЗУ и РЗУ построены на основе микросхемы К155КП11. Назначение выводов и таблица истинности микросхемы К155КП11 приведены в таблицах 7 и 8 [4].
Рисунок 5 − Микросхема К155КП11.
Т а б л и ц а 6 − Параметры микросхемы К155КП11
Напряжение питания |
5 В 5% |
Выходное напряжение низкого уровня высокого уровня |
|
|
|
Входной ток низкого уровня |
–1,6мА |
высокого уровня |
0,04мА |
Т а б л и ц а 7 − Назначение выводов микросхемы К155КП11
Выводы |
Назначение |
Обозначение |
2,3,5,6,10,11,13,14 |
Информационные входы |
DI00 - DI30 ,DI01 - DI31 |
1 |
Вход выборки адреса |
A |
15 |
Вход стробирования |
S |
4,7,9,12 |
Информационные выходы |
DO0 - DO3 |
8 |
Общий |
0 |
16 |
Напряжение питания |
Ucc |
Т а б л и ц а 8 − Таблица истинности микросхемы К155КП11
EO |
S |
DIi0 |
DIi1 |
DOi |
1 |
X |
X |
X |
Z |
0 |
0 |
Данные в прямом коде |
X |
Данные в прямом коде |
0 |
1 |
X |
Данные в прямом коде |
Данные в прямом коде |
Мультиплексор адреса АЗУ
На нулевые информационные входы мультиплексора адреса АЗУ подаются сигналы со счетчика, а на единичные – с регистра номера исходящих каналов. На адресный вход A подаются сигналы частотой fт. На стробирующий вход S - сигнал логического 0.
В режиме записи в АЗУ мультиплексор пропускает сигналы с регистра, в режиме считывания из АЗУ - со счетчика.
Мультиплексор адреса РЗУ
На нулевые информационные входы мультиплексора адреса РЗУ подаются сигналы со счетчика, а на единичные – с выхода АЗУ. На адресный вход А подаются сигналы частотой отрицания fт co счетчика. На стробирующий вход S сигнал логического 0. В режиме записи в РЗУ мультиплексор пропускает сигналы со счетчика, в режиме считывания из РЗУ - с выхода АЗУ.
1.2.4 Выбор разрядности и быстродействия последовательно-параллельного и параллельно-последовательного преобразователей
Последовательно-параллельный преобразователь S/P осуществляет преобразование входящих ИКМ-трактов, представленных в последовательной форме, в параллельную.
Параллельно-последовательный преобразователь P/S преобразует параллельную кодовую комбинацию с выхода РЗУ в последовательную форму для последующей коммутации с заданным исходящим каналом.
Последовательно - параллельный преобразователь построен на регистрах К555ИР9 и К155ИР13 и дешифраторе К155ИД10.
В регистрах К555ИР9 происходит непосредственное преобразование информации из параллельной формы в последовательную. На информационные входы параллельной загрузки каждого регистра подаются входящие ИКМ тракты. Данные загружаются в регистры, когда на входе разрешения параллельной загрузки РЕ напряжение низкого уровня. При поступлении положительного перепада тактового импульса fT на вход С в регистре происходит сдвиг данных вправо на одну позицию, в результате чего на последовательном выходе Q7 получим данные в последовательном виде, но сдвинутые на 8 тактов.
На входы СЕ и S1 регистров К555ИР9 подается уровень логического нуля. Назначение выводов и таблица истинности микросхемы К555ИР9 приведены в таблицах 9 и 10 [2].
Рисунок 6 − Регистр К555ИР9
Таблица 9 − Назначение выводов микросхемы К555ИР9.
Выводы |
Назначение |
Обозначение |
1 |
Разрешение параллельной загрузки |
РЕ |
10 |
Вход последовательной загрузки |
S1 |
11,14,3-6 |
Входы параллельной загрузки |
D0 - D7 |
2 |
Тактовый вход |
С |
15 |
Разрешение тактовым импульсам |
СЕ |
16 |
Питание |
Ucc |
8 |
Общий |
0 |
Таблица 10 −Таблица истинности микросхемы К555ИР9
Режим работы |
Входы |
Внутреннее состояние |
Выход |
|||||
PE CE C S1 D0-D7 |
Q0 |
Q1…Q6 |
Q7 |
|||||
Параллельная загрузка |
0 |
X |
X |
X |
0 |
0 |
0…0 |
0 |
0 |
X |
X |
X |
1 |
1 |
1…1 |
1 |
|
Последователь-ный сдвиг |
1 |
0 |
|
0 |
Х |
0 |
Q0…Q5 |
Q6 |
1 |
0 |
|
1 |
Х |
1 |
Q0…Q5 |
Q6 |
|
Хранение |
1 |
1 |
Х |
Х |
Х |
Q0 |
Q1…Q6 |
Q7 |
Сдвиговые регистры К155ИР13 предназначены для синхронного вывода данных с последовательно - параллельного преобразователя. Данные с выхода Q7 регистра К555ИР9 поступают на вход последовательного сдвига вправо DR регистра К155ИР13. Сдвиг происходит при поступлении положительного перепада тактового импульса fT на вход С. Так как на разных регистрах должен быть получен сдвиг на разное количество тактов, данные снимаются с разных выходов регистра К155ИР13 (с выхода Q6 со сдвигом на 7 тактов; c Q5 - на 6 актов; c Q4 - на 5 тактов и т.д.) Сигналы с выходов регистров подаются на РЗУ.
Сдвиг вправо обеспечивается подачей уровня логического нуля на вход S0 и уровня логической единицы на вход S1. На информационные входы D0-D7 и вход сдвига влево DL подается уровень логического нуля, а на вход сброса R - логической единицы.
Назначение выводов и таблица истинности микросхемы К155ИР13 приведены в таблицах 11 и 12 [4].
Рисунок 7 − Регистр К555ИР13
Таблица 11 − Назначение выводов микросхемы К155ИР13.
Выводы |
Назначение |
Обозначение |
3, 5, 7, 9, 15, 17, 19, 21 |
Информационные входы |
D0 - D7 |
11 |
Вход синхронизации |
C |
2 |
Сдвиг вправо |
DR |
22 |
Сдвиг влево |
DL |
1,23 |
Выбор режима |
S0 ,S1 |
13 |
Вход сброса |
R |
4, 6, 8, 10, 14 16, 18, 20 |
Информационные выходы |
Q0-Q7 |
24 |
Питание |
Ucc |
12 |
Общий |
0 |
Таблица 12 − Таблица истинности микросхемы К155ИР13
С |
R |
S0 |
S1 |
DR |
DL |
Dn |
Q0 |
Q1 … Q6 |
Q7 |
Режим работы |
|
0 |
X |
X |
X |
X |
X |
0 |
0 … 0 |
0 |
Сброс |
|
1 |
0 |
0 |
X |
X |
X |
Q0 |
Q1 … Q6 |
Q7 |
Хранение |
|
1 |
1 |
0 |
X |
0 |
X |
Q1 |
Q2 … Q7 |
0 |
Сдвиг влево
|
|
1 |
1 |
0 |
X |
1 |
X |
Q1 |
Q2 … Q7 |
1 |
|
|
1 |
0 |
1 |
0 |
X |
X |
0 |
Q0 … Q5 |
Q6 |
Сдвиг вправо
|
|
1 |
0 |
1 |
1 |
X |
X |
1 |
Q0 … Q5 |
Q6 |
|
|
1 |
1 |
1 |
1 |
X |
dn |
d0 |
d1 … d6 |
Q7 |
Параллельная загрузка |
Дешифратор
К155ИД10 формирует сигналы РЕ, которые
поступают на вход регистров К555ИР9. На
вход DI1
подается сигнал частотой
,
на DI2
-
,
на DI4-
со счетчика, на вход DI8
подается уровень логического нуля.
Таблица истинности микросхемы К155ИД10
приведена в таблице 13.
Рисунок 8 − Дешифратор К155ИД10
Таблица 13 − Таблица истинности микросхемы К155ИД10
Входы |
Выходы DO |
||||||||||
DI8 |
DI4 |
DI2 |
DI1 |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
Элементная база и принцип действия параллельно-последовательного преобразователя аналогичны. Так как коммутатор 5х5, то полезные данные содержатся в трактах, начиная с нулевого и заканчивая четвертым, в параллельно-последовательном преобразователе необходимо использовать 9 регистров: 5 в режиме параллельной загрузки и сдвига, 4 только в режиме сдвига вправо.
