Лабораторна робота №7

Тема роботи: Дослідження цифрового комутаційного блока типу «ЧАС».

Мета роботи: Вивчити принцип побудови і функціонування цифрового комутаційного блока типу «ЧАС», побудованого на статичних запам’ятовувальних пристроях з керуванням по входу, керуванням по виходу, керуванням по входу і виходу, а також на динамічних запам’ятовуючих пристроях.

Послідовність виконання роботи:

1. Кожен студент перед початком лабораторної роботи ознайомлюється з темою, метою і теоретичними відомостями до лабораторної роботи, пише коротку підготовку, яка містить схему кожного з заданих видів комутаторів і короткий опис їх роботи.

2. Кожен студент отримує індивідуальне завдання, яке містить:

кількість канальних інтервалів в цифровій ліній,

номер вхідного і вихідного канальних інтервалів, що необхідно скомутувати.

3. Виконати навчальну програму zkp.exe. У цій програмі вибрати пункт “Комутаційний блок час”.

4. Вибрати пункт “Керування по входу”.

У діалоговому вікні ввести вихідні дані згідно з отриманим варіантом і покроково виконати комутацію вхідного і вихідного КІ.

5. Зобразити схему комутатора і записати всю керуючу інформацію, яка використовується для комутації входу з виходом. Коротко описати процес комутації.

6. Вибрати “Комутаційний блок час з керуванням по виходу”. Виконати для цього КБ пункти 4 та 5.

7. У головному вікні програми вибрати пункт “Комутаційний блок час з керуванням по входу і виходу”. Виконати для цього КБ пункти 4 та 5.

8. Вибрати пункт “Комутаційний блок час на динамічних запам’ято­вуючих пристроях”. Виконати для цього КБ пункти 4 та 5.

9. Порівняти роботу розглянутих комутаційних блоків. Пояснити, в яких випадках який комутаційний блок доцільніше використовувати.

10. Знайти кількість точок комутації (еквівалентних і просторових) і порівняти чотири розглянутих схеми по економічності.

11. Знайти тривалість циклу передавання і тривалість канального інтервалу.

12. Зобразити часову діаграму комутації вхідного і вихідного КІ.

13. Зробити висновки.

14. Письмово дати відповідь на контрольні запитання.

Контрольні запитання:

1. Яку комутацію називають часовою ?

2. Від чого залежить тривалість циклу і тривалість канального інтервалу апаратури ІКМ?

3. Навести і пояснити формулу для визначення часу затримки, що вноситься комутатором типу “час”, коли номер вхідного КІ більший за номер вихідного, і навпаки.

4. Яка розрядність однієї комірки адресного запам’ятовувального прист­рою комутатора на статичних і на динамічних запам’ятовувальних пристроях?

5. Від чого залежить розрядність кодового слова апаратури з імпульсно-кодовою модуляцією?

6. Що таке еквівалентна точка комутації. Для чого вона використовується?

7. Від чого залежить кількість комірок і розрядність комірок ІЗП та АЗП?

Варіанти індивідуального завдання до лабораторної роботи № 7:

КІ № Вар.	Кількість КІ	Вхідний КІ	Вихідний КІ
1	132	97	84
2	91	64	56
3	153	9	137
4	66	24	18
5	162	71	10
6	149	52	51
7	156	32	155
8	101	88	80
9	63	5	43
10	126	59	113
11	106	51	87
12	104	97	51
13	20	7	1
14	157	8	12
15	41	0	15
16	160	42	129
17	127	42	55
18	48	10	7
19	144	98	0
20	90	9	65
21	153	46	36
22	107	81	84
23	92	21	44
24	48	4	38
25	114	71	1
26	97	72	68
27	50	4	41
28	52	36	49
29	134	36	52
30	67	44	46

Лабораторна робота №8

Тема роботи: Дослідження цифрового комутаційного блока типу «ПРОСТІР».

Мета роботи: Вивчити принцип побудови і функціонування цифрового комутаційного блока типу «ПРОСТІР», побудованого на мультиплексорах і демультиплексорах з послідовною і паралельною комутацією кодового слова.

Послідовність виконання роботи

1. Кожен студент перед початком лабораторної роботи ознайомлюється з темою, метою і теоретичними відомостями до лабораторної роботи, пише коротку підготовку, яка містить схему кожного з заданих видів комутаторів і короткий опис їх роботи.

2. Кожен студент отримує індивідуальне завдання, яке містить: параметри комутатора – кількість вхідних і вихідних групових трактів, кількість канальних інтервалів у тракті, а також вихідні дані – номер вхідного і вихідного групових трактів і номер КІ, в межах якого їх потрібно скомутувати.

3. Виконати навчальну програму zkp.exe. У цій програмі вибрати пункт “Комутаційний блок “простір”.

4. Вибрати пункт “Комутаційний блок простір на мультиплексорах з послідовною комутацією кодового слова”. У діалоговому вікні ввести параметри комутатора і вихідні дані згідно з отриманим варіантом і покроково виконати комутацію вхідного і вихідного ГТ в межах заданого КІ.

5. Зобразити схему комутатора і записати всю керуючу інформацію, яка використовується для комутації входу з виходом. Коротко описати процес комутації.

6. Вибрати “Комутаційний блок простір на демультиплексорах з пос­лідовною комутацією кодового слова”. Виконати для цього КБ пункти 4 та 5.

7. У головному вікні програми вибрати пункт “Комутаційний блок простір на мультиплексорах з паралельною комутацією кодового слова”. Виконати для цього КБ пункти 4 та 5.

8. Вибрати пункт “Комутаційний блок простір на демультиплексорах з паралельною комутацією кодового слова”. Виконати для цього КБ пункти 4 та 5.

9. Порівняти роботу розглянутих комутаційних блоків. Пояснити, в яких випадках який комутаційний блок доцільніше використовувати.

10. Знайти кількість точок комутації (еквівалентних і просторових) і порівняти чотири розгляниутих схеми за економічністю.

11. Зробити висновки.

12. Письмово дати відповідь на контрольні запитання.

Контрольні запитання:

1. Яку комутацію називать просторовою ?

2. Яка максимальна часова затримка між вхідним і вихідним КІ вноситься КБ кожного виду, розглянутого в лабораторній роботі?

3. Яка розрядність однієї комірки адресного запам’ятовувального пристрою комутатора на мультиплексорах з паралельною і послідовною комутацією кодового слова?

4. Від чого залежить розрядність кодового слова апаратури з ІКМ?

5. Для чого в багатоланкових цифрових комутаційних полях викорис­товується комутатор типу “простір”?

Варіанти індивідуального завдання до лабораторної роботи № 8:

КІ № вар.	К-сть. ГТ	К-сть. КІ	Вх. ГТ	Вих. ГТ	Номер КІ
1	10	115	7	9	31
2	46	65	1	38	4
3	15	169	7	6	91
4	42	158	33	39	32
5	16	26	15	15	22
6	43	145	38	11	119
7	42	38	8	28	31
8	59	27	18	2	11
9	54	25	13	7	23
10	20	168	8	7	23
11	22	99	10	6	55
12	30	59	12	19	23
13	14	155	5	4	41
14	23	84	7	2	49
15	35	49	8	26	14
16	35	83	16	15	30
17	48	113	32	36	67
18	27	47	14	7	46
19	37	86	36	7	33
20	56	86	50	36	28
21	54	77	6	18	16
22	45	112	2	18	103
23	20	109	6	7	73
24	46	103	38	26	62
25	36	98	4	26	47
26	33	32	11	2	28
27	13	165	9	4	14
28	22	114	17	4	39
29	31	78	8	19	11
30	45	38	15	29	37

Опис навчальної програми zfp.exe

Розроблена програма складається з трьох частин для вивчення всіх основних типів комутаційних блоків цифрових комутаційних полів:

Комутаційний блок типу «Час».

Комутаційний блок типу «Простір».

Комутаційний блок «Час-Простір».

Рис.1. Головне вікно програми zkp.exe.

У головному вікні ми бачимо три пункти для вивчення необхідного типу комутаційного блоку. Після наведення курсора миші на потрібний тип комутаційного блоку з’являється додаткове підменю вибору.

Після наведення миші на тип блоку «ЧАС» ми маємо можливість вибрати функціональну реалізацію комутатора «ЧАС» (рис. 2) :

Комутатор типу ЧАС, реалізований на статичних запам’ятовуючих пристроях з керуванням по входу;

Комутатор ЧАС на статичних ЗП з керуванням по виходу;

Комутатор ЧАС на статичних ЗП з керуванням по входу і виходу;

Комутатор типу ЧАС на динамічних запам’ятовуючих пристроях.

Рис. 2. Підменю вибору комутатора типу «ЧАС».

Після наведення миші на тип комутатора «ПРОСТІР», ми бачимо підменю, показане на рис. 3.

Реалізація комутаційного блоку типу «Простір» показана на функціональних елементах мультиплексорах і демультиплексорах з послідовною і паралельною комутацією кодового слова.

Рис. 3. Вибір комутатора типу «ПРОСТІР»

У третій частині лабораторного практикуму вивчається робота просторово-часового комутатора, реалізованого на статичних запам’ятовуючих пристроях. Після наведення миші на тип блоку «ЧАС-ПРОСТІР» (рис. 4) ми бачимо на екрані два підпункти :

без розбиття входів і виходів на групи

з розбиттям входів і виходів на 2 групи.

Рис. 4. Вибір комутатора «ЧАС-ПРОСТІР».

У наступних розділах детальніше розглянуто всі пункти лабораторного практикуму.

У даному пункті детально розглянуто роботу комутатора типу ЧАС на статичних ЗП з керуванням по входу.

Зовнішній вигляд робочого вікна програми показано на рис. 5.

Рис. 5. Зовнішній вигляд вікна програми для вивчення роботи комутатора ЧАС.

На рисунку показано структурну схему комутатора типу ЧАС, що може комутувати вхідні і вихідні канальні ітервали цифрової лінії з заданою кількістю КІ в циклі. У діалоговому вікні можна задати кількість канальних інтервалів в циклі, а також номер вхідного і вихідного КІ, які потрібно зкомутувати.

Також можна вибрати систему числення, у якій відображати результати роботи.

Після натиснення на кнопку «ОК» на екран виводиться схема з вказаними номером комірки АЗП (співпадає з номером вхідного КІ), номером комірки ІЗП (відповідає номеру вихідного КІ), а також вміст комірки ІЗП – тобто кодове слово інформаційного сигналу.

Інформаційний сигнал, який поступає на вхід комутатора у паралельному коді записується ациклічно в інформаційну пам’ять. Номер комірки ІЗП, в яку потрібно записати задане кодове слово, записаний в комірці АЗП за номером вхідного КІ.

Зчитування з ІЗП здійснюється циклічно, тобто кодове слово запишеться за адресою вихідного КІ.

Кількість комірок ІЗП і АЗП відповідає кількості КІ в циклі. Роозрядність комірок – для ІЗП – рівна розрядності кодового слова, для АЗП – log2(V), де V – кількість КІ в циклі.

Кнопки «Дальше» і «Назад» дозволяють вивчати роботу комутатора в покроковому режимі.

У лівому нижньому куті діалогового вікна можна побачити покроковий опис роботи комутатора.

Алгоритм роботи і основні компоненти діалогового вікна однакові у всіх пунктах, тому далі на них увагу не акцентується.

Робота даного комутатора подібна до роботи комутатора, описаного в попередньому пункті. Діалогове вікно даного пункту показано на рис. 6.

Рис. 6. Комутатор «ЧАС» з керуванням по виходу.

Для комутатора такого типу номер вхідного канального інтервалу співпадає з номером комірки ІЗП, а номер комірки АЗП відповідає вихідному КІ. Кодове слово вхідного канального інетрвалу циклічно записується в комірку інформаційної пам’яті (номер комірки відповідає номеру вхідного КІ), а зчитується у вихідний канальний інтервал за адресою комірки АЗП вихідного КІ, вмістом якої є номер комірки ІЗП.

Вихідними даними є кількість канальних інтервалів у циклі, а також номер вхідного і вихідного КІ.

Діалогове вікно цього пункту лабораторного практикуму показано на рис. 7.

Рис. 7. КБ типу «ЧАС» з керуанням по входу і виходу.

Вихідними даними є кількість канальних інтервалів у циклі, а також номер вхідного і вихідного КІ.

Комутатор ЧАС на динамічних запам’ятовуючих пристроях складається з керуючої пам’яті, лінії затримки і логічної схеми, побудованої на елементах І та АБО. Діалогове вікно показано на рис. 8.

Рис. 8. Діалокове вікно КБ типу ЧАС на динамічних ІЗП.

Вихідними даними є кількість канальних інтервалів у циклі, а також номер вхідного і вихідного КІ.

Будь який з розглянутих комутаторів вносить часову затримку, причому максимальна затримка рівна тривалості циклу апаратури ІКМ.

Комутатор типу «ПРОСТІР» комутує тракти в межах одноіменних канальних інтервалів. На рис. 9 показано діалогове вікно програми лабораторного практикуму для вивчення роботи комутатора типу простір на мультиплексорах. Послідовна комутація кодового слова – коли кодове слово в послідовному коді (розряд за розрядом) передається через комутатор.

Рис. 9. Комутаційний блок «Простір» на мультиплексорах з послідовною комутацією кодового слова.

Вихідними даними є кількість вхідних і вихідних групових трактів, кількість канальних інтервалів в тракті, номери вхідного і вихідного групових трактів, а також номер КІ, в межах якого потрібно зкомутувати задані ГТ.

Роботу цього блоку демонструє наступний пункт програми лабораторного практикуму, діалогове вікно якої показано на рис. 10.

Рис. 10. КБ Простір на демультиплексорах.

Вихідними даними є кількість вхідних і вихідних групових трактів, кількість канальних інтервалів в тракті, номери вхідного і вихідного групових трактів, а також номер КІ, в межах якого потрібно зкомутувати задані ГТ.

Паралельна комутація кодового слова – коли через комутатор кодове слово передається в паралельному коді певної розрядності. Як правило, такі комутатори використовуються в багатоланкових цифрових комутаційних полях, щоб уникнути зайвих паралельно-послідовних і послідовно-паралельних перетворень.

Діалогове вікно програми для вивчення роботи даного типу комутатора показано на рис. 11.

Рис. 11. Комутатор типу Простір на MUX з паралельною комутацією кодового слова.

Вихідними даними є кількість вхідних і вихідних групових трактів, кількість канальних інтервалів в тракті, номери вхідного і вихідного групових трактів, а також номер КІ, в межах якого потрібно зкомутувати задані ГТ.

Також параметром комутатора є розрядність кодового слова – r.

Робота даного типу комутатора подібна до роботи КБ, описаного в попередньому пункті.

Діалогове вікно програми показано на рис. 12.

Рис. 12. Комутатор типу «Простір» на демультиплексорах.

Вихідними даними є кількість вхідних і вихідних групових трактів, кількість канальних інтервалів в тракті, номери вхідного і вихідного групових трактів, а також номер КІ, в межах якого потрібно зкомутувати задані ГТ.

Комутатор типу «Простір» не вносить часову затримку при комутації групових трактів.

Комутатор даного типу дозволяє комутувати будь-який КІ будь-якого ГТ з вихідним КІ вихідного ГТ. Комутатор побудований на статичних запам’ятовуючих пристроях, подібно до комутатора типу «ЧАС», але схема керування дозволяє одночасно записувати в пам’ять кодові слова з декількох вхідних групових трактів і так само зчитувати їх у вихідні КІ вихідних ГТ.

Діалогове вікно показано на рис. 13.

Рис. 13. Комутатор «ЧАС-ПРОСТІР».

Вихідними даними є кількість вхідних і вихідних групових трактів, кількість канальних інтервалів в тракті, номери вхідного і вихідного групових трактів, а також номери вхідного і вихідного канальних інтервалів.

Для даного комутатора використовується циклічний запис, ациклічне зчитування ІЗП.

Номер комірки ІЗП відповідає вхідному КІ вхідного ГТ, причому комірки 1 ГТ – 0-v, 2 ГТ – v+1-2v …

Вх/вих. тракти розбивають на групи для того, щоб зменшити швидкість запису/зчитування пам’яті. Цей параметр стає критичним при великій кількості групових трактів і великій кількості КІ в тракті. Ємність інформаційної пам’яті в даному випадку збільшуєтся в 2 рази, але у два рази пом’якшується вимога до швидкодії. Діалогове вікно вивчення роботи даного типу комутатора показано на рис. 14.

Рис. 14. Комутатор ЧАС-Простір з розбиттям вхідних і вихідних трактів на групи.

Вихідними даними є кількість вхідних і вихідних групових трактів, кількість канальних інтервалів в тракті, номери вхідного і вихідного групових трактів, а також номери вхідного і вихідного канальних інтервалів.

Часова затримка, що вноситься просторово-часовим комутатором, визначається, як і для комутатора типу «час», а максимальна затримка рівна тривалості циклу передачі.

http://vnstele.com/system-komut/lab-ok.html