專(zhuān)利名稱(chēng):時(shí)分多路傳輸計(jì)算機(jī)化交換分機(jī)的制作方法
本發(fā)明涉及到時(shí)分多路傳輸交換，特別論及到計(jì)算機(jī)化交換分機(jī)。
話音信號(hào)的交換以及某些情況下數(shù)據(jù)信號(hào)的交換，已使用了很多商用計(jì)算機(jī)化交換分機(jī)。話音信號(hào)往往要數(shù)字化，并在一公共時(shí)分多路傳輸總線上交換。例如，在一特定時(shí)隙內(nèi)經(jīng)總線可在兩條線路之間傳輸一串比特信息流。在另一商用計(jì)算機(jī)化交換分種中，數(shù)據(jù)比特在線路之間的一雙向總線上并行傳輸。
一給定總線可能達(dá)到的有用帶寬存在著實(shí)踐和理論兩方面的限制，因此，對(duì)總線上能夠?qū)崿F(xiàn)的呼叫或交換數(shù)有限制。本發(fā)明論述了交換分機(jī)總線中這種帶寬的擴(kuò)展。下面將在本申請(qǐng)的陳述(結(jié)合圖1)中討論由ROLM公司出售的先有技術(shù)的計(jì)算機(jī)化交換分機(jī)，并將揭示同這類(lèi)交換機(jī)結(jié)構(gòu)的帶寬擴(kuò)展有關(guān)的幾個(gè)問(wèn)題。
在Business Communications Keview，V01，14，NO.1，January-February 1984，PP.9-19中，H.W.Johnson以“AN INSIDE LOOK AT THE NEW ROLM CBXⅡ ARCHITE-CTURE”為題又描述了一種計(jì)算機(jī)化的交換分機(jī)，給出了一種具有高速、單向行波總線的CBXⅡ的實(shí)施結(jié)構(gòu)。然而，該文沒(méi)有公開(kāi)像本發(fā)明這樣的整個(gè)裝置，也沒(méi)有公開(kāi)實(shí)現(xiàn)該發(fā)明的一些實(shí)際要求。
本發(fā)明詳細(xì)地描述了計(jì)算機(jī)化交換分機(jī)中時(shí)分多路傳輸總線的改進(jìn)結(jié)構(gòu)。在目前的最佳實(shí)施方案中，交換分機(jī)包括一個(gè)主總線(互連機(jī)架總線)和許多“機(jī)架”總線，使用了許多稱(chēng)作擴(kuò)展器的電路把互連機(jī)架總線與機(jī)架總線連接起來(lái)。用電話局設(shè)備，商用線路等接口的線路插板與這些機(jī)架總線相連。
根據(jù)本發(fā)明，互連機(jī)架總線由一單向源總線和一單向目標(biāo)總線組成，前者接收自擴(kuò)展器來(lái)的信號(hào)，后者將信號(hào)傳輸?shù)綌U(kuò)展器。源總線通過(guò)回轉(zhuǎn)電路向目標(biāo)總線提供信號(hào)?？刂平粨Q機(jī)的計(jì)算機(jī)，通過(guò)所謂時(shí)分多路傳輸控制器電路與源總線和目標(biāo)總線發(fā)生聯(lián)系。該計(jì)算機(jī)通過(guò)時(shí)分多路傳給控制器電路以及源總線和目標(biāo)總動(dòng)去感受諸如摘機(jī)，呼叫號(hào)碼等情況，然后把連接信息分給連接表，此表為擴(kuò)展器的一部分。這種分布式連接表方案消除了每個(gè)時(shí)隙時(shí)間的廣播地址的要求。
回轉(zhuǎn)電路提供了時(shí)延，它是互連機(jī)架總線長(zhǎng)度的函數(shù)，它也提供對(duì)其它交換機(jī)(節(jié)點(diǎn))的連接。
時(shí)鐘信號(hào)沿目標(biāo)總線分布，以使傳輸和接收用的擴(kuò)展器順序啟動(dòng)。在這種方式中，通過(guò)源總線和目標(biāo)總線的傳播時(shí)間可在不致在這些總線上引起干擾的情況下，比總線周期長(zhǎng)一些。
所述計(jì)算機(jī)化交換分機(jī)的其他改進(jìn)將從詳細(xì)敘述中明顯看出來(lái)。
圖1為先有技術(shù)的計(jì)算機(jī)化交換分機(jī)的方塊圖。
圖2是本發(fā)明的計(jì)算機(jī)化交換分機(jī)的總結(jié)構(gòu)方塊圖。
圖3是安放計(jì)算機(jī)化交換分機(jī)的三個(gè)機(jī)柜的后部正視圖。
圖4是用來(lái)描寫(xiě)互連機(jī)架總線定時(shí)用的一組定時(shí)圖表。
圖5為本發(fā)明使用的擴(kuò)展器電路方塊圖。
圖6是本發(fā)明使用的回轉(zhuǎn)電路方塊圖。
圖7是本發(fā)明使用的時(shí)分多路傳輸控制器電路方塊圖。
圖8a和8b是終端負(fù)載和驅(qū)動(dòng)互連機(jī)架總線用的驅(qū)動(dòng)電路的電氣示意圖以及沿總線分發(fā)的時(shí)鐘信號(hào)用的驅(qū)動(dòng)電路的電氣示意圖。
圖9是多部計(jì)算機(jī)化交換分機(jī)互連時(shí)通過(guò)回轉(zhuǎn)電路所用的連接方塊圖。
圖10是圖3所示互連機(jī)架電纜的示意圖。
本發(fā)明描述了計(jì)算機(jī)化交換分機(jī)的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，它可減少與時(shí)分多路傳輸交換有關(guān)的阻塞問(wèn)題和其他問(wèn)題。在下面的敘述中給出了許多特殊的細(xì)節(jié)，諸如特殊時(shí)鐘頻率等，以便詳盡地了解本發(fā)明。顯然，在本技術(shù)領(lǐng)域：
里的普通技術(shù)人員，沒(méi)有這些特殊細(xì)節(jié)亦可以實(shí)踐本發(fā)明。在其它情況下，以方塊圖形式給出了眾所周知的電路，這僅是為了便于理解本發(fā)明。
本發(fā)明將結(jié)合加里福尼亞州圣克拉拉的ROLM公司制造和出售的計(jì)算機(jī)化交換分機(jī)加以討論。顯然，本技術(shù)領(lǐng)域：
中的普通技術(shù)人員，可把本發(fā)明應(yīng)用到其它交換系統(tǒng)。此外，為便于討論，下面的敘述主要涉及話音信號(hào)的交換，顯然，也可交換其它信號(hào)，如數(shù)據(jù)，正如現(xiàn)在所實(shí)現(xiàn)的。
在圖1的先有技術(shù)交換機(jī)中，雙向總線10將許多擴(kuò)展器11互相連接起來(lái)，它也與時(shí)分多路傳輸控制器電路17相連。實(shí)際上，總線10是一個(gè)長(zhǎng)而平的多導(dǎo)體軟性電纜，它把機(jī)柜架子上安置的擴(kuò)展器和時(shí)分多路傳輸控制器電路17相互連接起來(lái)。因此，總線10有時(shí)也稱(chēng)為互連機(jī)架總線(ISB)。在每一個(gè)架子上，擴(kuò)展器11緩沖總線10來(lái)的信號(hào)，并把信號(hào)連接到機(jī)架總線12上。這種總線實(shí)際上成“背面”配置，即在一塊印刷電路板上形成傳導(dǎo)路徑。許多插板(諸如線路插板15)插入機(jī)架總線12。這些插板作為接口與電話局設(shè)備和商用線路相連接，因此，可接收連接電話局設(shè)備，商用線路或諸如此類(lèi)等的絞對(duì)電纜或其他線路。眾所周知，插板15檢測(cè)摘機(jī)狀態(tài)，感受振鈴信息(例如呼叫號(hào)碼)，以及完成其它熟知的功能。
在圖1的交換機(jī)中，地址，數(shù)據(jù)和控制信號(hào)在總線10和總線12上作時(shí)分多路傳輸。這種多路傳輸在中央處理機(jī)(CPU)20的控制下產(chǎn)生。中央處理機(jī)20、磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器21和存儲(chǔ)器22與一個(gè)公共雙向計(jì)算機(jī)總線19相連，該計(jì)算機(jī)總線又通過(guò)時(shí)分多路傳輸控制器電路17與總線10接口。時(shí)分多路傳輸控制器電路17包括一連接表18，它是一個(gè)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。表18存儲(chǔ)著總線10上正在執(zhí)行的每個(gè)呼叫的“到達(dá)”和“起始”地址。這就是說(shuō)，當(dāng)開(kāi)始呼叫時(shí)，通過(guò)總線10感受被呼叫號(hào)碼和呼叫號(hào)碼，并把它存儲(chǔ)在表18的適當(dāng)位置上。在每個(gè)時(shí)間幀要掃描這個(gè)表以提供地址信號(hào)，它在傳輸?shù)綑C(jī)架總線以后進(jìn)入線路插板。
總線10的14條線載有“到達(dá)”地址，14條線載有“起始”地址，16條線載有數(shù)據(jù)，總線10的其它線處理各種雜類(lèi)控制信號(hào)。其中的4條“到達(dá)”地址線和4條“起始”地址線識(shí)別16個(gè)可能的擴(kuò)展器中的一個(gè);余下的10條“到達(dá)”地址線和10條“起始”地址線識(shí)別連接到一個(gè)線路插板的一條特定線。在現(xiàn)在推薦的平直電纜中，電纜中每隔一個(gè)導(dǎo)體要接地以減少噪聲和攜載信號(hào)導(dǎo)體之間的偶合。在每根電纜的邊緣，使用幾個(gè)線傳輸終端負(fù)載(諸如圖1的終端負(fù)載14)和其它目的用的電能(例如5伏)。
總線10和12上的交換可分成一些幀，再進(jìn)一步可分成一些時(shí)隙。(為討論和了解與先有技術(shù)交換系統(tǒng)有關(guān)的問(wèn)題，參考特定的數(shù)目是有用的。)在圖1的商用交換機(jī)中，每幀有384個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙為216毫微秒。因此，可以用12千赫的速率，對(duì)通過(guò)總線進(jìn)行的每一個(gè)連接來(lái)采樣(16比特)。這就為每次連接提供6千赫的理論帶寬(尼奎斯特比率)，但實(shí)際上為了減少濾波要求，采用的帶寬約3.5千赫。在每一時(shí)隙期間，要傳輸“到達(dá)”地址，“起始”地址和數(shù)據(jù)。采用流水線式輸送以允許在地址和數(shù)據(jù)的每個(gè)時(shí)隙期間有連續(xù)信息流。例如，每個(gè)擴(kuò)展器有一個(gè)傳輸?shù)刂泛蛿?shù)據(jù)方面的時(shí)隙延遲。
理論上講，使用384個(gè)時(shí)隙，通過(guò)圖1的交換機(jī)可以實(shí)現(xiàn)多達(dá)192路雙向?qū)υ?。使用某些時(shí)隙從機(jī)架總線傳送振鈴信息，因此減少了可能有的總連接數(shù)。因?yàn)榕c幀速率相比較，振鈴信息變化慢，所以對(duì)線插板比較不常見(jiàn)的終端設(shè)備定時(shí)詢(xún)問(wèn)(輪詢(xún))會(huì)發(fā)生(在圖1的交換機(jī)中，為此目的用了16個(gè)時(shí)隙)。由于連接表的“組裝”問(wèn)題，還有些時(shí)隙不能用，雖然時(shí)隙可用于發(fā)送信息，但沒(méi)有裝置可供用來(lái)發(fā)送驅(qū)動(dòng)此時(shí)隙的有用信息。
很顯然，只要增加每幀的時(shí)隙數(shù)(即縮短總線周期，使時(shí)隙小于216毫微秒)就能夠增加總線能力。但一看圖3就能理解實(shí)現(xiàn)以上方法的難處。假設(shè)交換分機(jī)占據(jù)三個(gè)機(jī)柜CABI、CAB2和CAB3互連機(jī)架總線電纜沿一路徑從這個(gè)機(jī)架到那個(gè)機(jī)架，通過(guò)每個(gè)機(jī)架的互連機(jī)架總線閘板。這些閘板接收擴(kuò)展器插板。時(shí)分多路傳輸控制器一般設(shè)在電纜長(zhǎng)度的中途。正如所看到的，電纜相當(dāng)長(zhǎng)，因此必須考慮信號(hào)沿電纜的傳播時(shí)間和信號(hào)的寬度。如果兩個(gè)信號(hào)同時(shí)在總線上傳輸，一個(gè)信號(hào)可能與另一個(gè)信號(hào)互相干擾。(用先有技術(shù)總線，信號(hào)不能在總線上線性疊加。)假設(shè)傳輸從總線的一端發(fā)生而擴(kuò)展器位于總線另一端。如果在接收第一個(gè)傳輸之前，在總線另一端出現(xiàn)下一個(gè)信號(hào)傳輸，那么在總線上就會(huì)發(fā)生碰撞，數(shù)據(jù)可能丟失。事實(shí)上這種情況發(fā)生了，并被稱(chēng)作“切除效應(yīng)”。(傳輸?shù)囊徊糠帧薄氨磺谐簟薄?在接連而來(lái)的時(shí)隙期間，電纜兩個(gè)極端間正在進(jìn)行傳輸時(shí)，這個(gè)問(wèn)題一般就會(huì)發(fā)生。為避免這個(gè)問(wèn)題，給CPU20編排程序，以阻止電纜兩端間的依次接連的傳輸。這個(gè)限制妨礙了時(shí)隙的充分利用。如果增加總線10上的傳輸頻率，則“切除效應(yīng)”更加嚴(yán)重。例如，不僅對(duì)電纜兩端間的傳輸要求特殊的規(guī)則，而且對(duì)電纜的中間位置傳輸也要求特殊的規(guī)則。因此，只增加每一幀的時(shí)隙數(shù)，不能增加總線10上傳輸?shù)男畔⒘俊?br>從上述內(nèi)容可看出，圖1交換機(jī)的總線結(jié)構(gòu)和劃分限制容量增加。
(圖1只給出商用交換機(jī)的一般結(jié)構(gòu)。例如，沒(méi)有示出冗余互連機(jī)架總線、中央處理機(jī)，時(shí)分多路傳輸控制器和擴(kuò)展器，這些部分常常要用到。)圖2的交換機(jī)以與圖1交換機(jī)類(lèi)似的方式進(jìn)行分布，但總線結(jié)構(gòu)有實(shí)質(zhì)上的差異。象圖1交換機(jī)那樣，在各個(gè)機(jī)架上都使用了擴(kuò)展器(例如擴(kuò)展器31)，用來(lái)使互連機(jī)架總線與各機(jī)架總線互連。雖然擴(kuò)展器31不同于圖1的擴(kuò)展器11，但實(shí)際上，在圖2的實(shí)施例中所用的機(jī)架總線和線路插板都與圖1實(shí)施例中所用的相同。在圖2中，僅例示了一個(gè)擴(kuò)展器31，然而，在本最佳實(shí)施例中，可使用多達(dá)16個(gè)擴(kuò)展器。
圖1的雙向總線10，在本發(fā)明中被分為兩個(gè)分立的單向總線，如圖所示，即為互連機(jī)架總線的源總線27和互連機(jī)架總線的目標(biāo)總線29。事實(shí)上，正如將要說(shuō)明的，圖1交換機(jī)的現(xiàn)用電纜可用來(lái)作為圖2的源總線和目標(biāo)總線。
時(shí)分多路傳輸控制器電路33(它與圖1的時(shí)分多路傳輸控制器電路17相對(duì)應(yīng))，可以連接到目標(biāo)總線和源總線。控制器33也能連接到計(jì)算機(jī)總線19，后者可與圖1的總線19相同?？刂破?3將結(jié)合圖7作詳細(xì)說(shuō)明。
源總線通過(guò)回轉(zhuǎn)電路38連接到目標(biāo)總線。結(jié)合圖6將對(duì)該電路作詳細(xì)說(shuō)明。在理論上，對(duì)圖2中所示的這類(lèi)單一節(jié)點(diǎn)的交換機(jī)而言，無(wú)需使用這一電路。正如結(jié)合圖9將要作的討論那樣，這種電路可給節(jié)點(diǎn)間通信聯(lián)絡(luò)提供很大便利。但是際際上，即使在單節(jié)點(diǎn)場(chǎng)合，回轉(zhuǎn)電路也擔(dān)當(dāng)著幾種功能。例如，它給從總線27至29的信號(hào)傳播提供信號(hào)延遲。傳播延遲時(shí)間可隨總線長(zhǎng)度而變?；剞D(zhuǎn)電路還把源總線上的邏輯電平(7.2伏/低電位狀態(tài)，8.0伏/高電位狀態(tài))變換為目標(biāo)總線上的晶體管一晶體管邏輯電路(TTL)電平信號(hào)。線性電流驅(qū)動(dòng)器用來(lái)驅(qū)動(dòng)源總線。這些驅(qū)動(dòng)器和總線的終端負(fù)載見(jiàn)圖8。
由一個(gè)擴(kuò)展器傳送到另一個(gè)擴(kuò)展器的所有信號(hào)，都在源總線27上傳輸，然后通過(guò)回轉(zhuǎn)電路38再接到目標(biāo)總線29上，最后進(jìn)入另一個(gè)擴(kuò)展器。由時(shí)分多路傳輸控制器到擴(kuò)展器或由擴(kuò)展器到時(shí)分多路傳輸控制器33的各種信號(hào)，也遵循同樣的路徑傳輸，即它們?cè)诳偩€27上傳輸，通過(guò)回轉(zhuǎn)電路38再在總線29上傳輸。
圖2結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要改進(jìn)在于分布式時(shí)鐘信號(hào)與單向總線的配合運(yùn)用。時(shí)鐘信號(hào)由時(shí)鐘源39產(chǎn)生，并傳輸?shù)骄€路40上(時(shí)鐘源39和回轉(zhuǎn)電路38都在同一塊印刷電路板上)。線路40的長(zhǎng)度與總線29相同，實(shí)際上，就是用目標(biāo)總線所用的電纜內(nèi)的導(dǎo)體傳輸時(shí)鐘源39發(fā)出的信號(hào)。在時(shí)鐘源39釋放的各個(gè)時(shí)鐘信號(hào)的控制下，數(shù)據(jù)從回轉(zhuǎn)電路釋放到目標(biāo)總線29上。信號(hào)沿總線29傳播，其傳輸率與時(shí)鐘信號(hào)沿線路40的傳播速率相同。當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)到達(dá)擴(kuò)展器31時(shí)，擴(kuò)展器啟動(dòng)，并接收由總線29送來(lái)的數(shù)據(jù)。線路40上的時(shí)鐘脈沖和總線29上的數(shù)據(jù)，在相同的時(shí)間間隔內(nèi)，從擴(kuò)展器31傳送到時(shí)分多路傳輸控制器33。當(dāng)電路接收時(shí)鐘脈沖時(shí)，它只接收數(shù)據(jù)。時(shí)鐘脈沖和數(shù)據(jù)信號(hào)從一個(gè)單元傳送到下一個(gè)單元(都只是在一個(gè)方向上)。這些信號(hào)決不會(huì)在目標(biāo)總線上彼此交叉(由于源總線上有一個(gè)以上的信號(hào)源，因而信號(hào)可在這一總線上彼此交叉。電流源驅(qū)動(dòng)器將防止這種相互交叉而引起以后將要討論的一個(gè)問(wèn)題。)沿總線29配置的各單元(主要是擴(kuò)展器)，總是按照回轉(zhuǎn)電路把數(shù)據(jù)釋放在總線上的次序，依次接收由總線送來(lái)的數(shù)據(jù)。因而，幾組數(shù)據(jù)信號(hào)和時(shí)鐘脈沖可以同時(shí)沿總線29傳送而不發(fā)生相互干擾(該數(shù)據(jù)是流水線式輸送的)。換句話說(shuō)，由于啟動(dòng)沿總線29分布的各擴(kuò)展器的時(shí)鐘脈沖與數(shù)據(jù)一起傳送，并順序地通過(guò)各個(gè)擴(kuò)展器，因而對(duì)于某一組特定的數(shù)據(jù)和時(shí)鐘脈沖而言，無(wú)需在傳送另一組數(shù)據(jù)和時(shí)鐘脈沖之前就到達(dá)終端負(fù)載41和42。例如，沿總線29間隔開(kāi)的二個(gè)擴(kuò)展器可以同時(shí)接收數(shù)據(jù)。
線路40上的時(shí)鐘信號(hào)也啟動(dòng)由擴(kuò)展器和時(shí)分多路傳輸控制器發(fā)出的在源總線上的信號(hào)傳輸。離回轉(zhuǎn)電路最遠(yuǎn)的擴(kuò)展器第一個(gè)被時(shí)鐘脈沖啟動(dòng)，離回轉(zhuǎn)電路最近的擴(kuò)展器最后一個(gè)被啟動(dòng)。正如原先的總線29的情況那樣，幾個(gè)擴(kuò)展器可在同時(shí)(實(shí)時(shí))傳輸信號(hào)。
終端負(fù)載28吸收由擴(kuò)展器反向傳輸過(guò)來(lái)的全部信號(hào)。只有正向傳輸?shù)男盘?hào)(與時(shí)鐘脈沖一起傳輸)才能到達(dá)回轉(zhuǎn)電路。每個(gè)擴(kuò)展器上的線性電流源驅(qū)動(dòng)器將不會(huì)因存在反向行進(jìn)信號(hào)與被傳送信號(hào)的沖撞抵觸而使工作受到阻礙(在各互連機(jī)架總線時(shí)隙內(nèi)只存在由擴(kuò)展器或時(shí)分多路傳輸電路發(fā)出的一種信號(hào)傳輸)。
與在圖1的總線10上的傳輸速率相比，實(shí)際上，在源總線和目標(biāo)總線上的傳輸速率已改善了4倍。在線路40上的“時(shí)隙”時(shí)鐘信號(hào)以54毫微秒的間隙發(fā)送(線路40載送作為時(shí)隙和幀用的時(shí)鐘信號(hào))。事實(shí)上，對(duì)圖2的實(shí)施例而言，由于從電路38延展到線路30的回程電纜延長(zhǎng)了該電纜，沿總線29的傳播時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)95毫微秒。所以，在某一個(gè)時(shí)間瞬間，在總線上將存在一個(gè)以上的數(shù)據(jù)傳輸和時(shí)鐘信號(hào)(對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施例而言，可同時(shí)存在多達(dá)三個(gè))。然而，由于以上所述的理由，因時(shí)鐘信號(hào)與數(shù)據(jù)一起在總線上分發(fā)，所以彼此不發(fā)生任何干擾。
如上所述，在本最佳實(shí)施例中，時(shí)鐘源39發(fā)出的時(shí)鐘信號(hào)，既用來(lái)啟動(dòng)接收又用來(lái)激發(fā)傳輸。一個(gè)分立的時(shí)鐘信號(hào)可被分發(fā)給沿源總線配置的各個(gè)擴(kuò)展器和時(shí)分多路傳輸控制器。這一時(shí)鐘信號(hào)可按信號(hào)沿線路40傳輸?shù)南嗤绞?，逐一地通過(guò)各單元。
在圖1的先有技術(shù)交換機(jī)中，在各個(gè)時(shí)隙期間，地址信息和數(shù)據(jù)都在總線18上傳輸，該地址信息由連接表18提供。在圖2的改進(jìn)結(jié)構(gòu)中，連接表分布在各擴(kuò)展器中。例如擴(kuò)展器31有其本身的連接表32，各個(gè)連接表含有一個(gè)IK×18隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(只使用384×18)，它由總線29裝入。由于連接表分布在各個(gè)擴(kuò)展器中，這就無(wú)需在各個(gè)時(shí)隙內(nèi)發(fā)送從時(shí)分多路傳輸電路到擴(kuò)展器的“到達(dá)”和“起始”地址。正如上文所述，相對(duì)于以約12千赫茲的速率進(jìn)行采樣和傳輸?shù)脑捯魯?shù)據(jù)而言，這些地址的變化較慢(例如在各次呼叫的開(kāi)頭和結(jié)束)。圖2的總線27和29主要是數(shù)據(jù)總線，然而這些總線還用來(lái)編排分布式連接表。
參見(jiàn)圖3，正如上文所討論的，互連機(jī)架總線電纜通過(guò)三個(gè)機(jī)柜的各個(gè)機(jī)架。在圖1的先有技術(shù)的交換機(jī)中，該電纜通常從機(jī)柜3下方位置44到機(jī)柜2左上角位置45，在位置44和45之間直接布線的互連機(jī)架總線回程電纜，在先有技術(shù)的結(jié)構(gòu)中沒(méi)有采用(在本最佳實(shí)施例中，在源總線中使用了這種回程電纜，如圖10所示，而在圖2中，回程電纜卻又是目標(biāo)總線的一部分)。本發(fā)明可用圖1原交換機(jī)中已有的電纜布線來(lái)實(shí)現(xiàn)。也就是說(shuō)，先有技術(shù)的交換機(jī)可以在不改變主互連機(jī)架總線電纜的情況下進(jìn)行翻新改造，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的改進(jìn)。正如上文所述，在先有技術(shù)結(jié)構(gòu)中所用的28條地址線，在本發(fā)明中卻沒(méi)有使用，因而，在現(xiàn)有的互連機(jī)架總線電纜中有足夠數(shù)量的線路，可使該電纜既用作為源總線，又可用作為目標(biāo)總線，流進(jìn)流出源總線和目標(biāo)總線的信號(hào)，出現(xiàn)在現(xiàn)有的互連機(jī)架總線閘板上，這些閘板給擴(kuò)展器31提供圖2所示的路徑46和47。
參見(jiàn)圖10，圖3的互連機(jī)架總線電纜的圖解示意圖?；剞D(zhuǎn)電路和源總線終端負(fù)載(ST)在機(jī)柜的位置45處;目標(biāo)總線終端負(fù)載(DT)和源電纜的通路在位置44處。新增加的(回程)電纜從位置44延伸到回轉(zhuǎn)電路。圖1先有技術(shù)交換機(jī)中用作目標(biāo)總線和源總線的電纜線路，經(jīng)現(xiàn)有的閘板直接連接到各擴(kuò)展器和時(shí)分多路傳輸控制器。對(duì)此圖2和10，應(yīng)該指出，在圖10中正是源總線形成返回到回轉(zhuǎn)電路的環(huán)路，而在圖2中，目標(biāo)總線有一個(gè)附加回路，它使擴(kuò)展器和時(shí)分多路傳輸控制器以正確的順序工作。在圖2中，時(shí)鐘信號(hào)沿著回轉(zhuǎn)電路的方向驅(qū)動(dòng)源總線，而在圖10中，時(shí)鐘信號(hào)(目標(biāo)總線傳輸信號(hào)的一部分)按離開(kāi)回轉(zhuǎn)電路的方向驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)入源總線。然而，這些信號(hào)又被環(huán)路傳輸返回到回轉(zhuǎn)電路，從而信號(hào)到達(dá)回轉(zhuǎn)電路并以原來(lái)適當(dāng)?shù)捻樞蛟谀繕?biāo)總線上傳輸。
圖2源總線和目標(biāo)總線上的信號(hào)流的速率是機(jī)架總線信號(hào)流的4倍。正象所述的那樣，機(jī)架總線在216毫微秒的周期或時(shí)隙里操作。在圖4中把這些時(shí)隙標(biāo)為時(shí)隙50。互連機(jī)架總線(源和目標(biāo)總線)為每個(gè)機(jī)架時(shí)隙提供4個(gè)周期，每個(gè)周期54毫微秒。因此擴(kuò)展器間能夠傳送的數(shù)據(jù)是沿著與任何特定擴(kuò)展器有關(guān)的機(jī)架總線傳送的數(shù)據(jù)的4倍。通過(guò)這種交換機(jī)可以處理4倍的連接或呼叫。顯然，如果大量的通信業(yè)務(wù)限制在一條機(jī)架總線上，情況就不是這樣了。
象圖1這種交換情況，每一幀包括384個(gè)機(jī)架時(shí)隙。其中16個(gè)時(shí)隙被圖2的時(shí)分多路傳輸控制器33使用，完成裝入連接表這樣的功能，其余的時(shí)隙多數(shù)用于擴(kuò)展器間的連接(即呼叫)，(有些時(shí)隙沒(méi)有用)。每個(gè)連接表都有存儲(chǔ)384個(gè)機(jī)架地址的存儲(chǔ)器。
在本實(shí)施例中的每幀的開(kāi)始，從時(shí)鐘源39通過(guò)線路40中的一條線路沿目標(biāo)總線播發(fā)幀時(shí)鐘信號(hào)。頭16個(gè)機(jī)架時(shí)隙由時(shí)分多路傳輸控制器使用。(時(shí)分多路傳輸控制器使用的時(shí)隙數(shù)不必是16個(gè)，也就是說(shuō)，由控制器專(zhuān)用的時(shí)隙可以多于或少于16個(gè)。另外，這些時(shí)隙可以出現(xiàn)在一幀的任何一點(diǎn)上，而不必出現(xiàn)在一幀的開(kāi)始)。在每幀開(kāi)始，該控制器發(fā)送一個(gè)信號(hào)，在本專(zhuān)利中稱(chēng)為即時(shí)啟動(dòng)信號(hào)(IMF)。這個(gè)信號(hào)在一線路上傳輸，此線路在圖2中沒(méi)有畫(huà)出)。在互連機(jī)架總線時(shí)鐘周期的Φ1期間(見(jiàn)圖4)，時(shí)分多路傳輸控制器通過(guò)總線22和28播發(fā)一個(gè)識(shí)別信號(hào)，它能識(shí)別將要執(zhí)行指令的擴(kuò)展器電路和回轉(zhuǎn)電路。例如，在Φ1期間，時(shí)分多路傳輸控制器可以指出，一個(gè)連接表要裝入并識(shí)別它的機(jī)架，線路插板要登記，為了核對(duì)一個(gè)表的內(nèi)容要讀數(shù)據(jù)，以及要構(gòu)成回轉(zhuǎn)電路。在Φ2和Φ3期間，(如果要裝入一個(gè)表)，是分多路傳輸控制器識(shí)別要存取的表中的位置，(這個(gè)位置對(duì)應(yīng)于一個(gè)特定的機(jī)架時(shí)隙)，并且提供連接表的入口(機(jī)架地址、讀/寫(xiě)指令和要采用的總線時(shí)鐘階段)。在互連機(jī)架總線時(shí)鐘周期的Φ4上，返回到時(shí)分多路傳輸電路上，讀出數(shù)據(jù)。按照輪詢(xún)等同樣的方法使用互連機(jī)架總線時(shí)鐘的4個(gè)階段，以便構(gòu)成要介紹的回轉(zhuǎn)電路，正是在這16個(gè)時(shí)隙期間，存儲(chǔ)在連接表中的分配的“達(dá)到”和“起始”地址被放到適當(dāng)?shù)臄U(kuò)展器中。
假定從連接到擴(kuò)展器A的插板AA的一條線路上傳來(lái)一個(gè)呼叫。這條線路的地址被寫(xiě)到連接表的53單元，如圖4所示。(中央處理機(jī)“CPU”通過(guò)時(shí)分多路傳輸控制器檢測(cè)摘機(jī)條件，在表A中選擇一個(gè)單元，并把摘機(jī)條件寫(xiě)入那個(gè)單元)。進(jìn)一步假定，被呼叫的線路在擴(kuò)展器B的線路插板BB中。BB插板的被呼叫的線路的地址寫(xiě)到擴(kuò)展器B的連接表的54單元中。(再說(shuō)一次，這是由時(shí)分多路傳輸控制器實(shí)現(xiàn)的)。連接表中的每個(gè)入口都有18位，10位作為機(jī)架地址，5位譯碼后可提供多達(dá)32個(gè)時(shí)隙啟動(dòng)信號(hào)。1位用于讀/寫(xiě)指令，最后兩位識(shí)別在互連機(jī)架總線上通信要用的時(shí)鐘階段(Φ1到Φ4)。
單元53和54在時(shí)間上相隔4個(gè)機(jī)架時(shí)隙。在每幀期間，每個(gè)擴(kuò)展器在線路40上時(shí)鐘信號(hào)的控制下掃描它的連接表。按照時(shí)鐘信號(hào)遞增的一個(gè)時(shí)隙計(jì)數(shù)器形成一個(gè)訪問(wèn)連接表的地址。每個(gè)機(jī)架時(shí)隙產(chǎn)生一個(gè)連接表的新地址。首先，擴(kuò)展器A訪問(wèn)AA插板，并且從該插板讀出數(shù)據(jù)。這需要兩個(gè)機(jī)架時(shí)隙。(實(shí)際上，由于采用流水線技術(shù)，所以訪問(wèn)，存取等同時(shí)進(jìn)行)。例如，在互連機(jī)架總線周期中的一個(gè)周期的Φ2期間，(圖4所示的55)，數(shù)據(jù)放到源總線上，擴(kuò)展器可以利用Φ1到Φ4，4個(gè)互連機(jī)架總線周期中的任何一個(gè)周期，在互連機(jī)架總線上傳送數(shù)據(jù)。在本最佳實(shí)施例中，從源總線通過(guò)回轉(zhuǎn)電路到目標(biāo)總線大約要用432毫微秒。從AA插板尋找數(shù)據(jù)后的4個(gè)機(jī)架時(shí)隙，連接表B的單元54被訪問(wèn)，且擴(kuò)展器B接受來(lái)自目標(biāo)總線的數(shù)據(jù)，并把它接到BB插板的適當(dāng)線路上。雖然沒(méi)有圖例說(shuō)明，在表A和表B留個(gè)入口，以便允許數(shù)據(jù)從BB插板流到AA插板，從而可以完成雙向?qū)υ?。因此，?shù)據(jù)在兩條線路之間傳送，每幀一次。
在本最佳實(shí)施例中，通常假設(shè)互連機(jī)架總線和回轉(zhuǎn)電路的總延遲是432毫微秒。如果一個(gè)特定的交換機(jī)只有一個(gè)機(jī)柜，那么布線就很少，因此通過(guò)電纜的傳輸時(shí)間是比較短的。根據(jù)交換機(jī)的初始狀態(tài)，時(shí)分多路傳輸控制器(作為指令之一)可以把回轉(zhuǎn)電路中的延遲調(diào)整到某一固定的延遲，這一固定的延遲是交換機(jī)中機(jī)柜數(shù)目的函數(shù)。例如，如果只有一個(gè)機(jī)柜，在回轉(zhuǎn)電路中的延遲是比較大的，以使總的延遲保持不變。換句話說(shuō)，回轉(zhuǎn)電路可以測(cè)量延遲，根據(jù)測(cè)量結(jié)果調(diào)整線路中的延遲，以獲得規(guī)定的總延遲。
值得注意的是，源總線和目標(biāo)總線形成一個(gè)螺線。這個(gè)螺線結(jié)構(gòu)的固有特性是，從任何單元的輸出到其輸入的傳輸時(shí)間是一個(gè)常數(shù)，擴(kuò)展器以不變的速率發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，該速率由分布定時(shí)信號(hào)同步，然而，每個(gè)擴(kuò)展器的發(fā)送和接收周期彼此異相，因?yàn)闀r(shí)鐘脈沖沿著電纜分發(fā)。
在本最佳實(shí)施例中，一個(gè)中央處理機(jī)與一個(gè)時(shí)分多路傳輸控制器一起使用。如同所述的那樣，384個(gè)機(jī)架時(shí)隙中的16個(gè)時(shí)隙由該單一時(shí)分多路傳輸控制器使用。由第二個(gè)中央處理機(jī)控制的一個(gè)附加時(shí)分多路傳輸控制器可以與本專(zhuān)利中介紹過(guò)的總線裝置一起使用。要給第二個(gè)時(shí)分多路傳輸控制器指定時(shí)隙，以便允許它為完成呼叫而訪問(wèn)總線。在這里單一計(jì)算機(jī)不能提供充分的控制，所以要采用多部計(jì)算機(jī)。
圖2的典型擴(kuò)展器電路31示于圖5。從擴(kuò)展器電路到目標(biāo)總線和源總線的連接示于該圖的左邊。到機(jī)架總線的連接示于圖的右邊。
擴(kuò)展器電路從線路40接收兩個(gè)定時(shí)信號(hào)，即線路40a上的互連機(jī)架總線時(shí)鐘信號(hào)和線路40b上的幀時(shí)鐘信號(hào)，這兩個(gè)定時(shí)信號(hào)接到時(shí)隙計(jì)數(shù)器63上。在線路58上接收指定為冗余的三條線，BSO到BS。在某些交換機(jī)中有冗余總線。線路58上的信號(hào)被輪詢(xún)，來(lái)確定哪些總線是激勵(lì)的。以前討論過(guò)的即時(shí)啟動(dòng)信號(hào)沿著線路59接到指令譯碼器67上。目標(biāo)總線通過(guò)線路46接到擴(kuò)展器上。線路46通過(guò)數(shù)據(jù)接收器82連接鎖存器68中的一個(gè)數(shù)據(jù)。這些接收器和鎖存器的詳細(xì)情況示于圖8。在線路60上接收奇偶檢驗(yàn)位。(這些位在總線27和29上傳輸)。輸出數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)輸出鎖存器69，發(fā)送器83和線路47接到源總線27上，鎖存器69和發(fā)送器83也詳細(xì)地示于圖8。所發(fā)送的奇偶檢驗(yàn)位通過(guò)線路61連接。線路46、47、58、59、60和61通過(guò)圖3所示的閘板都接到目標(biāo)總線和源總線上。
當(dāng)即時(shí)啟動(dòng)信號(hào)在線路59上出現(xiàn)時(shí)，從鎖存器68中的數(shù)據(jù)來(lái)的信號(hào)接到機(jī)架譯碼器65上。跨接線組合66為每個(gè)擴(kuò)展器編程序，以便使每個(gè)擴(kuò)展器識(shí)別唯一一個(gè)地址。當(dāng)訪問(wèn)擴(kuò)展時(shí)，指令譯碼器67把從鎖存器68中的數(shù)據(jù)接收的指令翻譯出來(lái)，并且啟動(dòng)適當(dāng)?shù)目刂凭€路以便在即時(shí)啟動(dòng)周期中控制擴(kuò)展器。來(lái)自指令譯碼器67的信號(hào)確定數(shù)據(jù)是否寫(xiě)入連接表72，讀數(shù)是否回到檢驗(yàn)電路47，奇偶校驗(yàn)誤差是否存在，從輸入口到輸出口的傳送是否通，以便檢查擴(kuò)展器電路中的通道。(注意為了不使圖5過(guò)于復(fù)雜，各種定時(shí)信號(hào)沒(méi)有標(biāo)出)。
如果連接表將要被編程，那么就可以通過(guò)緩沖器70和多路傳輸器64選擇適當(dāng)?shù)臅r(shí)隙(連接表單元)。而后，數(shù)據(jù)通過(guò)緩沖器70傳輸?shù)竭B接表72的輸入/輸出數(shù)據(jù)線路中。在檢驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)要再一次從鎖存器64中被訪問(wèn)，通過(guò)緩沖器71傳輸，并且通過(guò)數(shù)據(jù)輸出鎖存器69傳輸?shù)骄€路47上。
所有輸入數(shù)據(jù)的奇偶性，通過(guò)奇偶校驗(yàn)/誤差電路80檢驗(yàn)，錯(cuò)誤狀態(tài)在線路61上傳送。為了輸出數(shù)據(jù)，奇偶發(fā)生裝置81檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，并且為線路61準(zhǔn)備好適當(dāng)?shù)钠媾紮z驗(yàn)位。
數(shù)據(jù)在總線27和29上傳輸期間，來(lái)自計(jì)數(shù)器63的計(jì)數(shù)訪問(wèn)連接表72。從連接表出來(lái)的數(shù)據(jù)(相應(yīng)于機(jī)架尋址和讀/寫(xiě)指令)，接到機(jī)架地址鎖存器73中。從此地址連接到時(shí)隙譯碼器74，接到地址緩沖器75。譯碼器74啟動(dòng)30條線路中的一條。來(lái)自連接表(通過(guò)緩沖器75)的10個(gè)地址位允許在插板上選擇一條特殊的線路。
在雙向總線77上，把進(jìn)入和離開(kāi)機(jī)架總線的數(shù)據(jù)連接起來(lái)。通過(guò)鎖存器76連接輸入數(shù)據(jù)，而通過(guò)鎖存器78把輸出數(shù)據(jù)連接到總線47上。
在操作中，根據(jù)每個(gè)互連機(jī)架總線時(shí)鐘信號(hào)，把數(shù)據(jù)鎖定到鎖存器68。即使數(shù)據(jù)沒(méi)有打算供特殊擴(kuò)展器用，但它仍然被鎖定。這是必要的，因?yàn)闆](méi)有足豿時(shí)間來(lái)確定數(shù)據(jù)是否用于特殊擴(kuò)展器然后再鎖定。通過(guò)擴(kuò)展器使數(shù)據(jù)進(jìn)行流水式傳輸。譯碼器65(因?yàn)橛胁迦氪a66)僅允許對(duì)指令進(jìn)行譯碼，如果這些指令必須執(zhí)行的話(在即時(shí)啟動(dòng)期間)若一個(gè)擴(kuò)展器(在非即時(shí)啟動(dòng)期間)接收到的數(shù)據(jù)不適用于那個(gè)擴(kuò)展器，那末在那個(gè)時(shí)隙中在表72里將沒(méi)有自己的地址。這將避免數(shù)據(jù)寫(xiě)入(或讀出)線路插板。因?yàn)榘疵總€(gè)互連機(jī)架總線時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行流水線傳輸，所以一個(gè)擴(kuò)展器將把數(shù)據(jù)連接到線路插板，而另一個(gè)擴(kuò)展器將讀出數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)將在4個(gè)機(jī)架總線時(shí)隙后為一個(gè)擴(kuò)展器所采用。
圖2的回轉(zhuǎn)電路38如圖6所示。圖示的特殊回轉(zhuǎn)電路用于一種“獨(dú)立”計(jì)算機(jī)化交換分機(jī)，也就是該交換分機(jī)不與另一個(gè)交換機(jī)連接。然而，這種獨(dú)立的交換機(jī)可能有許多機(jī)柜，正如將要指出的，通過(guò)回轉(zhuǎn)電路的延遲隨機(jī)柜的數(shù)目而變化。圖9示出另一類(lèi)型回轉(zhuǎn)電路，這里的回轉(zhuǎn)電路可與另外一些交換機(jī)連接。
圖6的電路，通過(guò)源總線接收器85接收源總線27。回轉(zhuǎn)電路發(fā)送的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器91傳輸?shù)侥繕?biāo)總線29。圖8示出了接收器85和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器91。時(shí)鐘脈沖接收器和檢測(cè)器94接收互連機(jī)架總線時(shí)鐘信號(hào)和來(lái)自線路40終端的幀時(shí)鐘信號(hào)(圖中用線路400a和400b來(lái)表示，以便把它與該線路的驅(qū)動(dòng)端區(qū)別開(kāi)來(lái))。正如時(shí)鐘脈沖驅(qū)動(dòng)器98一樣，圖8示出了時(shí)鐘脈沖接收器94。源總線上的信號(hào)(16個(gè)數(shù)據(jù)，一個(gè)奇偶校驗(yàn)信號(hào)和即時(shí)啟動(dòng)信號(hào))通過(guò)鎖存器86、87、88，然后通過(guò)多路傳輸器89和鎖存器90，再通過(guò)驅(qū)動(dòng)器91，傳到目標(biāo)總線上。當(dāng)即時(shí)啟動(dòng)信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，數(shù)據(jù)由指令譯碼器95譯碼，并將相應(yīng)的控制信號(hào)連接到配置鎖存器96和多路器89。指令譯碼器95識(shí)別指令，以便把鎖存器86輸出的數(shù)據(jù)裝入配置鎖存器96，并讀出存儲(chǔ)在鎖存器96的配置數(shù)據(jù)，再通過(guò)多路傳輸器89(用于校驗(yàn))傳送到目標(biāo)總線。按交換機(jī)初始狀態(tài)，時(shí)分多路傳輸控制器電路將配置數(shù)據(jù)裝入鎖存器96，該鎖存器能表示出交換機(jī)的機(jī)柜數(shù)目(一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)機(jī)柜)。這種配置數(shù)據(jù)控制著通過(guò)鎖存器86、87和88可記錄數(shù)據(jù)的速率。如前所述，現(xiàn)在采用三個(gè)機(jī)柜，記錄數(shù)據(jù)的速率比只用一個(gè)機(jī)柜的要快。這樣做是為了保持一個(gè)固定的總延遲。線路99的時(shí)鐘信號(hào)決定了數(shù)據(jù)通過(guò)三個(gè)鎖存器的速率。發(fā)生器97(圖中未標(biāo)出)產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)控制著通過(guò)鎖存器86、87和88的數(shù)據(jù)傳輸速率。
當(dāng)即時(shí)啟動(dòng)信號(hào)不存在時(shí)，多路傳輸器89將鎖存器88的輸出數(shù)據(jù)引導(dǎo)到鎖存器90，然后再傳送到互連機(jī)架總線電纜29。
線路40的時(shí)鐘信號(hào)由時(shí)鐘脈沖發(fā)生器97產(chǎn)生。時(shí)鐘脈沖發(fā)生器接收外部輸入的時(shí)鐘脈沖，并通過(guò)時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器98驅(qū)動(dòng)線路40。
圖2的時(shí)分多路傳輸控制器33如圖7所示，從圖中可以看出，該控制器通過(guò)線路101與目標(biāo)總線連接，通過(guò)線路102與源總線連接。線路101和時(shí)鐘信號(hào)(線路40)與接收器116連接。圖8示出了這些接收器。通過(guò)發(fā)送器123將信號(hào)傳送到線路102，再傳送到源總線。計(jì)算機(jī)總線19的數(shù)據(jù)通過(guò)單向通道106送到時(shí)分多路傳輸控制器電路的中間總線112，通過(guò)通道107是為了進(jìn)行診斷。微處理機(jī)109(部件編號(hào)8×305)用來(lái)控制總線112上的數(shù)據(jù)流。處理機(jī)109的程序存儲(chǔ)在只讀存儲(chǔ)器110里。隨機(jī)存取存儲(chǔ)器111也與總線112連接，并由處理機(jī)109控制。
圖7中有幾條總線通道，是用來(lái)診斷程序的，但對(duì)本發(fā)明來(lái)說(shuō)這些通道并不是必需的。盡管如此，圖7還是將它們標(biāo)出。計(jì)算機(jī)發(fā)出數(shù)據(jù)流的主通道通過(guò)雙向通道106跨接總線112，并將數(shù)據(jù)送到保持鎖存器115，然后送到輸出緩沖器122，最后通過(guò)發(fā)送器123傳送到源總線。目標(biāo)總線的數(shù)據(jù)從接收器116進(jìn)入輸入緩沖器118，再通過(guò)數(shù)據(jù)輸入門(mén)電路120最后傳送到總線112。數(shù)據(jù)輸出門(mén)電路121允許計(jì)算機(jī)總線送來(lái)的要讀出的數(shù)據(jù)經(jīng)鎖存器115、緩沖器122和數(shù)據(jù)輸出門(mén)121返回總線112。這一回路用于檢驗(yàn)時(shí)分多路傳輸控制器的部分工作。時(shí)分多路傳輸輸入/輸出裝置117接收時(shí)鐘信號(hào)和幀信號(hào)，并通過(guò)圖7的鎖存器和門(mén)電路提供控制數(shù)據(jù)流的控制信號(hào)。奇偶校驗(yàn)位發(fā)生器和檢驗(yàn)裝置119產(chǎn)生并檢驗(yàn)奇偶校驗(yàn)位。
控制電路124接收、譯出、并鎖定與總線19相連接的計(jì)算機(jī)發(fā)出的信號(hào)，該電路還將按要求把狀態(tài)信息送回計(jì)算機(jī)?？刂齐娐?24所提供的信號(hào)有總線選擇信號(hào)BSO-2，該信號(hào)前面已有敘述(與余總線一起使用)。控制電路124還提供系統(tǒng)初始化信號(hào)，還能允許在計(jì)算機(jī)與輸出寄存器122之間進(jìn)行直接存儲(chǔ)器存取(DMA)。這一通道包括總線112和保持鎖存器115。
為正常操作本發(fā)明的計(jì)算機(jī)化交換分機(jī)，在總線27和29傳送和接收信號(hào)應(yīng)特別小心。源總線27有一個(gè)特殊問(wèn)題，只有回轉(zhuǎn)電路才能把信號(hào)傳輸?shù)侥繕?biāo)總線，這條總線由晶體管一晶體管邏輯電路電平驅(qū)動(dòng)。
參見(jiàn)圖2，靠近回轉(zhuǎn)電路38的一個(gè)擴(kuò)展器可在一個(gè)互連機(jī)架總線時(shí)隙傳送信號(hào)，隨后，遠(yuǎn)離回轉(zhuǎn)電路的擴(kuò)展器(如擴(kuò)展器31)可在下一個(gè)互連機(jī)架總線時(shí)隙傳送信號(hào)。每次傳送都在源總線進(jìn)行，信號(hào)向兩個(gè)方向傳播(源總線是單向的，有效的數(shù)據(jù)只向一個(gè)方向傳送)。當(dāng)擴(kuò)展器31必須傳送信號(hào)時(shí)，向終端負(fù)載第一次發(fā)送的信號(hào)(逆向行波)，事實(shí)上可傳到擴(kuò)展器31。鑒于前面所說(shuō)的“切除”效應(yīng)，擴(kuò)展器31傳送的信號(hào)可能有損失。但本發(fā)明中采用電流源驅(qū)動(dòng)器將數(shù)據(jù)發(fā)送到源總線上，故能防止這一損失。實(shí)際上，這些驅(qū)動(dòng)器在它們發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，就在總線加入信號(hào)。即使傳輸信號(hào)正好在總線傳輸?shù)哪嫘行盘?hào)上發(fā)生，也能確?？梢宰x出的發(fā)送信號(hào)。傳輸?shù)碗娖叫盘?hào)時(shí)，這些電流驅(qū)動(dòng)器從總線上獲取18毫安電流;傳輸高電平信號(hào)時(shí)可獲取0毫安。這些電流均需附加在總線的電流上。這就相當(dāng)于在回轉(zhuǎn)電路處，低狀態(tài)為7.2伏電平，高狀態(tài)為8.0伏電平。應(yīng)指出的是，如果用普通的晶體管一晶體管邏輯電路來(lái)驅(qū)動(dòng)源總線，則由于晶體管-晶體管邏輯電路不能將其信號(hào)線性地迭加到已經(jīng)出現(xiàn)的其他信號(hào)上面，因而數(shù)據(jù)就會(huì)丟失。在回轉(zhuǎn)電路33上，由于上述分布式時(shí)鐘脈沖的作用，在發(fā)送指令時(shí)，數(shù)據(jù)按傳送的順序從沿著源總線的各個(gè)擴(kuò)展器抵達(dá)。因?yàn)橹挥谢剞D(zhuǎn)電路能把數(shù)據(jù)傳送到目標(biāo)總線，所以可以使用晶體管-晶體管邏輯電路驅(qū)動(dòng)器。
每個(gè)擴(kuò)展器和時(shí)分多路傳輸控制器使用的是圖8a中虛線83所示的發(fā)送器。這一發(fā)送器用于驅(qū)動(dòng)源總線的每條數(shù)據(jù)線路(典型的發(fā)送器83是圖5中擴(kuò)展器的一部分)。擴(kuò)展器和時(shí)分多路傳輸控制器在線路129輸出晶體管-晶體管邏輯電路電平，再把它轉(zhuǎn)換到電流源驅(qū)動(dòng)器。該線路與晶體管131的基極引出端連接。晶體管131和132為源總線輸送的高電平和低電平信號(hào)。晶體管132的基極接收由晶體管134產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號(hào)。發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)從電路133傳到晶體管134發(fā)射極。線路40來(lái)的時(shí)鐘信號(hào)啟動(dòng)電路133。圖1的終端負(fù)載28是一個(gè)與8伏電源連接的86歐姆電阻。源總線(在回轉(zhuǎn)電路處)的其他線路終端通過(guò)110歐姆電阻接到+8伏電源上。
源總線信號(hào)接收器(回轉(zhuǎn)電路的接收器85)接收晶體管135基極引出端的輸入信號(hào)，而這種信號(hào)通過(guò)圖8b的晶體管135和136轉(zhuǎn)換成晶體管一晶體管邏輯電路電平。例如線路137上的晶體管-晶體管邏輯電路電平信號(hào)傳輸?shù)芥i存器86、87、88和90(見(jiàn)圖6)。
圖8再次表示了圖6的目標(biāo)總線驅(qū)動(dòng)器91，該驅(qū)動(dòng)器是市場(chǎng)上可以買(mǎi)到的晶體管-晶體管邏輯部件(部件號(hào)為74-128或74-AS804)。每個(gè)擴(kuò)展器和時(shí)分多路傳輸電路，通過(guò)虛線68、82內(nèi)的市場(chǎng)上可買(mǎi)到的元件510歐姆電阻感受(接收)目標(biāo)總線信號(hào)。在線路29a的末端還表示了目標(biāo)總線的終端電阻。
在圖8a的下半部分，可以把圖6所示的時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器98視為一個(gè)市場(chǎng)上可以買(mǎi)的晶體管-晶體管邏輯部件。擴(kuò)展器和時(shí)分多路傳輸控制器以虛線138所示的電路接收時(shí)鐘信號(hào)。這個(gè)電路可在線路40上提供一個(gè)晶體管-晶體管邏輯電平時(shí)鐘信號(hào)，使用它來(lái)控制接收數(shù)據(jù)和傳送數(shù)據(jù)，如前所述。在圖8的虛線94里，詳細(xì)地表示了圖6的回轉(zhuǎn)時(shí)鐘接收器94。就數(shù)據(jù)通過(guò)圖6鎖存器86而言，該線路的輸出被指令譯碼器和鎖存器86使用。在圖8中，把圖2的終端負(fù)載41看作接到5伏電壓上的470歐姆電阻。
在圖9中，以簡(jiǎn)略形式示出本發(fā)明的計(jì)算機(jī)化交換分機(jī)，它包括源總線145、目標(biāo)總線146、擴(kuò)展器電路147和149以及時(shí)鐘多路傳輸電路148。在虛線150內(nèi)表示了回轉(zhuǎn)電路。這種回轉(zhuǎn)電路完成的功能與圖6所示的電路相同，線路的構(gòu)成也可與圖6所示的一樣。在方塊152內(nèi)表示了由圖6的鎖存器所提供的延遲。圖9的回轉(zhuǎn)電路包括一個(gè)附加的多路傳輸器153。該多路傳輸器能選擇由源總線145(通過(guò)方塊152延遲)或從線路155來(lái)的數(shù)據(jù)。源總線除了與延遲方塊152連接之外，還與節(jié)間連接電路154連接。該電路經(jīng)線路156與其他節(jié)點(diǎn)聯(lián)系。在共同未決(等審批)的申請(qǐng)(順序號(hào)-、案卷-、題目-)中，說(shuō)到這種電路，并把它們轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人。
多路傳輸器153允許與遙遠(yuǎn)設(shè)置的電話站的一條線路連接，而不必要求使用附加的時(shí)隙。當(dāng)一個(gè)擴(kuò)展器電路正把遠(yuǎn)處交換機(jī)將要接收的信號(hào)傳送到源總線時(shí)，通過(guò)節(jié)間連接電路154，把這些信號(hào)從目標(biāo)總線146轉(zhuǎn)移到遙遠(yuǎn)的交換機(jī)，在這種轉(zhuǎn)移發(fā)生的同時(shí)，把要由傳送數(shù)據(jù)的交換機(jī)電路接收的數(shù)據(jù)與線路155連接，而后，通過(guò)多路傳輸器153進(jìn)入目標(biāo)總線146，這允許傳送和接收數(shù)據(jù)，而不用附加的時(shí)隙。
至此，已經(jīng)敘述了一種改進(jìn)型使用兩個(gè)單向時(shí)分多路傳輸總線的計(jì)算機(jī)化交換分機(jī)。另外，通過(guò)重新規(guī)定在先有技術(shù)總線上的信號(hào)并同這種總線一起使用新線路，本發(fā)明允許使用現(xiàn)有電纜。
權(quán)利要求
1.在一種與時(shí)分多路傳輸系統(tǒng)一起使用的總線裝置中。通過(guò)信號(hào)的時(shí)分多路傳輸方法可使許多第一電路在該總線裝置上傳輸信號(hào)。所說(shuō)的總線裝置包括接收來(lái)自第一電路信號(hào)的第一總線把信號(hào)傳輸?shù)降谝浑娐返牡诙偩€；把來(lái)自第一總線的信號(hào)接到第二總線上的回轉(zhuǎn)電路裝置；上述第一和第二總線的排列使得用上述第一電路裝置的任何一個(gè)時(shí)，信號(hào)的傳送和接收之間的傳播時(shí)間是一個(gè)常數(shù)；所述總線裝置的特征在于所述的回轉(zhuǎn)電路裝置對(duì)從第一總線連到第二總線的信號(hào)提供一個(gè)延遲。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所定義的總線裝置，其中所述的延遲是可調(diào)的。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所定義的總線裝置，其中所述的回轉(zhuǎn)電路裝置把來(lái)自第一總線的信號(hào)從一個(gè)邏輯電平轉(zhuǎn)換到用于傳送到第二總線上的第二邏輯電平。
專(zhuān)利摘要
本發(fā)明是一種計(jì)算機(jī)化交換分機(jī)中的時(shí)分多路傳輸總線的改進(jìn)結(jié)構(gòu)。其中包括一個(gè)主總線(互連機(jī)架總線)和許多機(jī)架總線。用擴(kuò)展器電路把主總線與機(jī)架總線連接起來(lái)。電話局設(shè)備，商用線路等的接口插板與這些機(jī)架總線相連。主總線由一單向源總線和一單向目標(biāo)總線組成，源總線通過(guò)回轉(zhuǎn)電路向目標(biāo)總線提供信號(hào)。計(jì)算機(jī)通過(guò)時(shí)分多路傳輸控制器與源總線和目標(biāo)總線聯(lián)系，以檢測(cè)諸如摘機(jī)，呼叫號(hào)碼等情況。
文檔編號(hào)H04Q11/04GK85101510SQ85101510
公開(kāi)日1987年1月17日 申請(qǐng)日期1985年4月1日
發(fā)明者賀華·強(qiáng)生, 馬克·當(dāng)青, 羅得·辛克斯, 強(qiáng)·愛(ài)德華, 馬丁·格翰, 詹姆斯·卡遜, 查理·寇伯理斯 申請(qǐng)人:國(guó)際商用機(jī)器公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan