Разработка коммутатора

 

Вторая ступень последовательно-параллельного  преобразователя содержит 7 сдвиговых  регистров К155ИР13, которые предназначены  для синхронного вывода данных с  последовательно - параллельного преобразователя. Данные с выхода Q7 регистра К155ИР9 поступают на вход последовательного сдвига вправо DR регистра К155ИР13. Сдвиг происходит при поступлении положительного перепада тактового импульса f_T на вход С. На разных регистрах должен быть получен сдвиг на разное количество тактов, поэтому данные снимаются с разных выходов регистров К155ИР13 (с выхода Q6 со сдвигом на 7 тактов; c Q5 - на 6 тактов; c Q4 - на 5 тактов и т.д.). Последний разряд снимается с выхода восьмого регистра первой ступени последовательно-параллельного преобразователя. Сигналы с выходов регистров подаются на РЗУ.

Рисунок 4 – Условное графическое обозначение микросхемы К155ИР13

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 3 и  4.

 

 

 

 

Таблица 3 -  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(PE) ,S1
13	Вход сброса	R(CE)
4,6,8,10,14 16,18,20	Информационные выходы	Q0-Q7
24	Питание	Ucc
12	Общий	0

 

С	R	S0	S1	DR	DL	Dn	Q0	Q1 … Q6	Q7	Режим работы
X	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

Таблица 4 -  Таблица  истинности микросхемы К155ИР13

 

В качестве дешифратора используем микросхему К155ИД10. Дешифратор формирует  сигналы разрешения параллельной загрузки РЕ, которые поступают на вход регистров  К155ИР9. На вход DI₁ подается сигнал частотой , на DI₂ – , на DI₄ – со счетчика. На вход DI₈ подается уровень логического нуля.

 

Рисунок 6 – Условное графическое обозначение микросхемы К155ИД10

Назначение выводов и  таблица истинности микросхемы К155ИД10 приведены в таблицах 5 и 6.

Т а б л и ц а 5 – Таблица истинности микросхемы К155ИД10

Входы DI				Выходы DO
DI8	DI4	DI2	DI1	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
0	0	0	0	0	1	1	1	1	1	1	1	1	1
0	0	0	1	1	0	1	1	1	1	1	1	1	1
0	0	1	0	1	1	0	1	1	1	1	1	1	1
0	0	1	1	1	1	1	0	1	1	1	1	1	1
0	1	0	0	1	1	1	1	0	1	1	1	1	1
0	1	0	1	1	1	1	1	1	0	1	1	1	1
0	1	1	0	1	1	1	1	1	1	0	1	1	1
0	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	0	1	1
1	0	0	0	1	1	1	1	1	1	1	1	0	1
1	0	0	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	0

 

 

Т а б л и ц а 6 – Назначения контактов микросхемы К155ИД10

Выводы	Назначение	Обозначение
12–15	Информационные входы	DI1, DI2, DI4, DI8
1–7, 9–11	Выходы	DO0 – DO9
8	Общий	0
16	Питание	Ucc

Такой последовательно-параллельный преобразователь вносит задержку на один канальный интервал. Таким образом, при последовательно-параллельном преобразовании содержимое i-го к.и. j-го тр. запишется в РЗУ как содержимое (i+1)-го к.и. j-го тр. Это нужно учесть при считывании   информации с РЗУ. Для этого в АЗУ нужно записать N_вх по N_исх с учетом задержки на 1 канальный интервал.

3.2 Речевое и адресное запоминающие устройства

Тип микросхем речевого и адресного запоминающего устройств  выбираем по критериям быстродействия и емкости.

Для исключения потери информации содержимого входящих цифровых трактов, за время цикла необходимо успеть осуществить запись восьмиразрядных слов в РЗУ и считать их оттуда (где n – количество входящих трактов, К – количество каналов ИКМ в каждом тракте). Поэтому быстродействие речевого и адресного запоминающего устройства определяется временем выборки адреса по формуле:

(1)

По заданию у нас коммутатор , однако, чтобы не нарушать стандартную структуру коммутатора  берем , в котором все 8 трактов информационные. Количество каналов в ИКМ – 30  .

 

Длительность цикла .

 

Определим емкость РЗУ. Он должен запомнить восьмиразрядных слов. Поэтому емкость теоретически равна:

 

Определим разрядность адресной шины по формуле:

(2)

 

 ≈ 8

Определим емкость АЗУ. Он должен запомнить – разрядных слов. По заданию у нас коммутатор , однако, чтобы не нарушать стандартную структуру коммутатора берем , в котором 7 трактов информационные, а 1 не несет информации и заполнен либо «0», либо «1». Поэтому емкость теоретически равна:

 

Для унификации РЗУ и АЗУ  возьмем 

Определим разрядность адресной шины по формуле (2):

8

В качестве АЗУ и РЗУ  выбираем микросхему М1821РУ55 

 

 

 

 

Рисунок 6 - Условное графическое обозначение микросхемы М1821РУ55

 

Таблица 7 - Назначение выводов микросхемы М1821РУ55

Выводы	Назначение	Обозначение
1-8	Адресные входы	А0–А7
9-16	Входы данных	DI0–DI7
17-24	Выходы данных	DO0–DO7
25, 26	Выбор микросхемы	CS1, CS2
27	Сигнал запись – считывание
28	Разрешение по выходу
29	Напряжение питания	UCC
30	Общий	ОВ

 
 

 

 

 

Таблица 8 – Технические характеристики микросхемы М1821РУ55

Наименование	Значение
Информационная  емкость	2048 бит
Организация	256 слов´8 разряда
Напряжение питания	5,0 В 10%
Динамическая  потребляемая мощность (н.к.у)	27,5 мВт
Потребляемая  мощность в режиме хранения	0,55 мВт
Диапазон рабочих  температур	-60…+850С
Время выборки	140 нс
Выходное напряжение низкого уровня максимальное минимальное	не более 0,4 В не менее 0,05 В
Выходное напряжение высокого уровня максимальное минимальное	не более 4,95 В не менее 3,0 В
Входной ток  низкого уровня  высокого  уровня	не более 0,1 мкА не менее 1,0 мкА
Выходной ток  низкого уровня  высокого  уровня	не более 0,5 мкА не менее 5,0 мкА
Время выборки  адреса	не более 170 нс
Время задержки распространения от входа считывания к выходам данных	не менее 10 нс
Время задержки распространения от входа записи к выходу порта	не более 400 нс
Время сохранения сигнала данных относительно сигнала  считывания	не более 100 нс
Максимальная  частота следования импульсов тактовых сигналов на входе	не более 3 МГц
Напряжение питания  в режиме хранения	не менее 2 В
Входная емкость	не более 10 пФ
Емкость входа/выхода	не более 20 пФ

 

Таблица 9 - Таблица истинности микросхемы М1821РУ55

CS1	CS2		/	A0 - A7	DI0 – DI7	DO0 – DO7	Режим работы
М	M	1/0	1/0	1/0	1/0	Roff	Хранение
1	0	1/0	1	A	0	Roff	Запись 0
1	0	1/0	1	A	1	Roff	Запись 1
1	0	0	0	A	1/0	Данные в прямом коде	Считывание
1	0	1	0	A	1/0	Roff	Запрет выхода

 

Примечание:

М - любая комбинация уровней, отличная от CS1=1 и CS2=0;

A - значение текущего адреса.

На информационные входы АЗУ  подаются сигналы номера входящего  канала. На адресные входы - с мультиплексора адреса АЗУ.

Сигнал записи представляет собой последовательность частоты fт.

Сигнал разрешения по выходу является отрицанием fт.

На информационные входы АЗУ  подается в двоичном коде номер входящего  канала, который записывается по адресу исходящего канала. Адресная информация подается на адресные входы АЗУ от мультиплексора адреса АЗУ. Информация о номере исходящего канала подается на вход мультиплексора адреса АЗУ  по команде «Запись» (в виде логической единицы), которая подается на адресный вход мультиплексора адреса АЗУ и  на вход W/ АЗУ. С информационных выходов АЗУ по команде «Считывание» (W/) сигнал подается на вход мультиплексора адреса РЗУ.

Таблица 10 - Соединения каналов абонентов:

канала  (в параллельном виде)	канала  (в параллельном виде)	канала  (с учетом задержки 1 к.и.)
1	1	9
2	3	11
3	6	14
4	10	18
5	8	16
6	5	13
7	11	19
8	2	10
9	7	15
10	0	8
11	12	20
12	4	12
…	…	…
254	-	-
255	-	-
256	-	-