Речевое и адресное запоминающие устройства

 

Для унификации элементов в качестве РЗУ и АЗУ используем БИС статического оперативного запоминающего устройства.

Тип микросхемы выбираем по критериям быстродействия и емкости. Быстродействие запоминающего устройства определяется временем выборки адреса:

 

 

где Тц =125 мкс - длительность цикла;  – количество каналов, которое должно быть коммутировано (в принципе, для работы данного коммутатора достаточно  каналов, однако, чтобы не нарушать типовую структуру коммутатора, с восьмой тракт будем записывать только нули или единицы).

 

 

Емкость запоминающего устройства определяется числом входящих ИКМ трактов и разрядностью передаваемых сигналов. Как уже отмечалось, для реализации варианта пространственно-временного коммутатора 7х7 достаточна емкость 168 слов по 8 бит каждое, однако для расчета принимаем емкость запоминающих устройств в коммутаторе 8х8 (т. к. в данном проекте не производим преобразование частоты, и имеем в параллельном коде 8 битные каналы, из которых 1 бит не несет полезной информации) равную 192 слова по 8 бит.

РЗУ работает с управлением по записи, причем учитывается сквозная нумерация, приведенная в приложении А, номера входящих сдвигаем на 8 позиций (рассматриваем 18 входящий – подразумеваем 10).

РЗУ и АЗУ построены на основе микросхемы КМ185РУ7. Параметры микросхемы, назначение выводов и таблица истинности микросхемы КМ185РУ7 приведены в таблицах 4.4–4.6.

Рис. 4.3. Микросхема КМ185РУ7.

 

Таблица 4.4

Параметры микросхемы КМ185РУ7

Информационная емкость	1024 бит
Организация	256 слов´4 разряда
Напряжение питания	5 В 5%
Потребляемая мощность	не более 710 мВт
Диапазон температур	-10…+700С
Совместимость по входу и выходу	с ТТЛ - схемами
Входное напряжение  низкого уровня  высокого уровня	не более 0,8 В не менее 2,1 В
Входное напряжение  низкого уровня  высокого уровня	не более 0,45 В не менее 2,4 В
Входной ток  низкого уровня  высокого уровня	не более 0,3 мА не менее 0,04 мА
Выходной ток  низкого уровня  высокого уровня	не более 8 мА не менее 5,2 мА
Время выборки адреса tА(А)	не более 45 нс
Время выбора tСS	не более 30 нс
Время выборки считывания tА(RD)	не более 40 нс
Время выборки сигнала разрешения по выходу tА(СЕО)	не более 30 нс
Время установления сигнала записи относительно адреса tSU(А-WR)	не менее 10 нс
Время установления сигнала записи относительно входных данных tSU(DI-WR)	не менее 5 нс
Длительность сигнала записи tW(WR)	не менее 30 нс
Время сохранения адреса после сигнала записи tV(WR-A)	не менее 5 нс
Время сохранения входных данных после сигнала записи tV(WR-DI)	не менее 5 нс
Время восстановления высокого сопротивления или время восстановления высокого уровня при подключении RL к UCC после сигнала СS tDIS(CS)	не более 30 нс
Время восстановления высокого сопротивления или время восстановления высокого уровня при подключении RL к UCC после сигнала СЕО tDIS(CEO)	не более 30 нс
Время восстановления высокого сопротивления после сигнала считывания tDIS(RD)	не более 35 нс
Время цикла записи tCY(WR)	не менее 45 нс

 

Таблица 4.5

Назначение выводов микросхемы КМ185РУ7

Выводы	Назначение	Обозначение
1-7, 21	Адресные входы	А1–А7, А0
9, 11, 13, 15	Входы данных	DI0–DI3
10, 12, 14, 16	Выходы данных	DO0–DO3
17, 19	Выбор микросхемы	CS1, CS2
20	Сигнал запись – считывание	W/R
18	Разрешение по выходу	CEO
22	Напряжение питания	UCC
8	Общий	ОВ

 

Таблица 4.6

Таблица истинности микросхемы КМ185РУ7

CS1	CS2	CEO	WR	A0 - A7	DI0 - DI3	DO0 - DO3	Режим работы
М	M	X	X	X	X	Roff	Хранение
В	Н	X	Н	A	Н	Roff	Запись 0
В	Н	X	Н	A	В	Roff	Запись 1
В	Н	Н	В	A	X	Данные в прямом коде	Считывание
В	Н	В	В	A	X	Roff	Запрет выхода

Примечание: М - любая комбинация уровней, отличная от CS1=В и CS2=Н;

X - безразличный уровень сигнала;

В - высокий уровень сигнала;

Н - низкий уровень сигнала;

A - значение текущего адреса.

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

Сигнал записи WR представляет собой последовательность частоты fт.

Сигнал разрешения по выходу СЕО является отрицанием fт.

На вход CS1 подается уровень логической единицы, CS2-логического нуля.

Информация с выходов, данных DO0–DO7 АЗУ поступает на информационные входы регистра К155ИР13, работающего в режиме параллельной загрузки, в котором происходит стробирование сигналов с частотой fт для увеличения длительности сигналов и синхронизации сигналов относительно тактовой частоты fт. Синхронную работу регистра обеспечивают входы выбора режима S0 и S1, на которые подается уровень логической единицы. На вход синхронизации подается сигнал fт. На входы DR и DL подается уровень логического нуля. На выходе регистра получаем данные с задержкой на 1 такт. Сигнал с выхода стробирующего регистра подаются на мультиплексор адреса РЗУ.

На адресные входы РЗУ подаются сигналы с мультиплексора адреса РЗУ. Так как сигналы с мультиплексора адреса РЗУ приходят с задержкой в 1 такт, то сигналы с параллельно-последовательного преобразователя, приходящие на информационные входы РЗУ, необходимо задержать на 1 такт. Задержка данных осуществляется на регистре К155ИР13, работающего в режиме параллельной загрузки. Информация, поступившая на входы данных регистра с параллельно-последовательного преобразователя, появится на его выходах с приходом фронта синхроимпульса на вход С, поэтому на вход синхронизации подается сигнал fт. Режим параллельной загрузки обеспечивается подачей на входы S0 и S1 уровня логической единицы. На входы DR и DL подается уровень логического нуля. Сигналы с выхода данных регистра подаются на вход данных РЗУ.

Запись информации в ячейки РЗУ происходят по адресу со счетчика постоянно, но считываются не все ячейки, а только те, в которых имеется информация 7-и входящих трактов. Таким образом, ячейки по сквозной нумерации 8, 16 и т.д. не будут считываться.

Сигнал записи WR и сигнал разрешения по выходу CEO подаются аналогично сигналам АЗУ; на вход CS1 подается уровень логической единицы, CS2 -логического нуля.

Информация с выходов данных РЗУ поступает на параллельно-последовательный преобразователь.

 

Счетчик

 

Двоичный счетчик К555ИЕ10 запускается положительным перепадом тактового импульса и имеет синхронную загрузку. Специально для синхронного каскадирования микросхема имеет два входа разрешения: СЕР (параллельный) и СЕТ (вспомогательный), а также выход TC (окончание счета). В применяемом двухкаскадном счетчике сигнал с выхода TC первого счетчика поступает на вход E1 второго счетчика, на вход С обоих счетчиков подается fт. Счетчик считает тактовые импульсы, если на обоих его входах СЕТ и СЕТ напряжение высокого уровня. Вход СЕР последующего счетчика получает разрешение счета в виде напряжения высокого уровня от выхода TC предыдущего счетчика. Счетчик потребляет от источника питания ток 32 мА. Максимальная тактовая частота счета 25 МГц. Время распространения сигнала от входа С до выхода TC составляет 27 нс.

Рис. 4.4. Микросхема К555ИЕ10.

 

Режимы работы счетчика К555ИЕ10 сведены в таблицу 4.7.

 

Таблица 4.7

Режимы работы счетчика К555ИЕ10

Режим	Вход						Выход
		C	СЕР	СЕТ	РЕ	Dn	Qn	TC
Сброс	Н	х	х	х	х	х	Н	Н
Параллельная	В	­	х	х	н	н	Н	Н
загрузка	В	­	х	х	н	в	В	В
Счет	В	­	в	в	в	х	Счет	В
Хранение	В	х	н	х	в	х	qn	B
	B	x	x	н	в	х	qn	B

 

Мультиплексоры

 

Мультиплексоры предназначены для автоматической выборки одного из двух информационных каналов и подключения его к своему выходу.

Мультиплексоры адреса АЗУ и РЗУ построены на основе микросхемы К155КП11. Назначение выводов и таблица истинности микросхемы К155КП11 приведены в таблицах 4.9 и 4.10.

Рис. 4.5. Микросхема К155КП11.

 

Таблица 4.8

Параметры микросхемы К155КП11

Напряжение питания	5 В  5%
Выходное напряжение низкого уровня высокого уровня	0,4 В
	2,4 В
Входной ток низкого уровня	–1,6мА
высокого уровня	0,04мА

 

Таблица 4.9

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	S
15	Вход стробирования	EO
4,7,9,12	Информационные выходы	DO0 - DO3
8	Общий	0
16	Напряжение питания	Ucc

 

 

 

 

Таблица 4.10

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 S подаются сигналы частотой fт. На стробирующий вход EO 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 с АЗУ, а на единичные – со счетчика. На адресный вход S подаются сигналы частотой fт co счетчика. На стробирующий вход EO сигнал логического 0. В режиме записи в РЗУ мультиплексор пропускает сигналы со счетчика, в режиме считывания из РЗУ - с выхода АЗУ.

5. Расчет блокировок коммутационного поля в режиме индивидуального искания

 

Режим индивидуального искания (ИИ) характеризуется соединением конкретного канала с конкретным трактом. Необходимо рассчитать блокировки данного коммутационного поля в режиме ИИ. Для расчета блокировок КП используется метод вероятностных графов или метод Ли. Вероятностный граф отображает структуру КП в графе своих состояний. Вероятностный граф трехзвенного коммутационного поля (режим ИИ) построенного на основе коммутатора 7х7 выглядит следующим образом.

 

Рис. 5.1. Вероятностный граф коммутационного поля.

 

Метод вероятностных графов основан на замене вероятности блокировки р интенсивностью нагрузки Y: .

Вероятность блокировки коммутационного поля рассчитывается по формуле:

Заключение

 

В данном курсовом проекте был разработан пространственно - временной коммутатор 7х7 потоков DS1 (24 канала ИКМ по американской иерархии ЦСП) и рассчитана блокировка коммутационного поля, построенного на основе коммутаторов такого типа.

Временные диаграммы работы узлов коммутатора подтверждают его работоспособность и правильность выбора элементов. Расчет блокировок коммутационного поля с помощью метода вероятностных графов показал, что вероятность блокировки очень мала и удовлетворяет требованиям к современным цифровым АТС.