Brevet FR2253329A1 — publié le 19750627

La présente invention se rapporte aux agencements d'interaonnexion utilisés pour effectuer les liaisons entre les circuits formant des ensembles de traitement de données, notamment entre les circuits mis en jeu dans les calculateurs, dans lesquels des modifieations fréquentes d'i t9rconnexion sont nécessaires, soit pour changer l'ordre de cgb G ca,T7a'me dfopeprateurs, soit pour remplacer des opérateurs défectueux, soit pour intervertir des organes périphériques. Dans la technique actuelle, et notamment dans les calculateurs classiques, ces liaisons sont habituellement réalisées à l'aide de fils et éventuellement de relais électro agnétiques. Les agencements de liaison par fils, comportant généralement des matrices de connexion à fiches, sont lourds, encombrants, réclament un temps de programation considérable et présentent des risques de mauvais contacts. Les agencements de liaison réalisés par relais électromagnétiques présentent également des risques de mauvais contacts et de fonctionnement défectueux en raison des capacités parasites. Les relais électro- magnEtiques réclament une alimentation importante, sont lourds, encombrants et présentent une fiabilité douteuse. La présente invention a pour but de remédier b ces inconvénients en éliminant notamment les risques de mauvais contacts et de permettre la transmission des données à très grande vitesse grâce à la réduction des capacités parasites. A cet effet, ltinvention a pour objet un agencement d'interconnexion permettant de réaliser et de modifier un réseau de liaisons électriques entre des points de raccordement ou des bornes d'entrée ou de sortie d t éléments de channes de traitement de signaux électriques tels que des opérateurs ou des organes périphériques d'une unité de caleul, et en particulier tinter connecter des opérateurs selon un sohéma quelconque. Un tel agencement comprend selon l'invention des organes de commutation électronique établissant les liaisons d'interconnexion voulues sous 11 action de moyens de commande programmables formant un signal codé spécifique de chaque configuration d'interconnexion. Les organes de commutation sont avantageusement des interrupteurs opto-électroniques tels que des photodiodes ou des phototransistors commandés par une source lumineuse à travers un masque perforé amovible dont les trous sont disposés selon un code correspondant à la configuration d'interconnexion désirée, compte tenu de l'ordonnancement matériel desdits interrupteurs. Ces interrupteurs opto-électroniques peuvent réaliser eux-moemes les liaisons électriques entre les éléments à interconnecter auxquels ils sont alors reliés directement. Ils peuvent aussi commander, de préférence par l'intermédiaire de registres à mémoire, des circuits multiplexeurs qui assurent les liaisons désirées entre les éléments à interconnecter. De tels multiplexeurs peuvent aussi titre commandés par un signal électrique codé issu de moyens de programmation, de préférence également par l'intermédiaire de registres recevant en parallèle ou en série (registres à décalage) les informations codées du signal électrique. Un agencement selon l'invention est capable d'assurer les transmissions des informations entre les opérateurs d'une unité de calcul, par exemple, ainsi que toutes les communications avec les organes périphériques d'entrée et de sortie, ou avec tous autres éléments associés à l'ensemble, tels que capteurs, actionneurs, ete. Il permet de réaliser toutes les liaisons sans aucune restriction et en outre d'automatiser la procédure d'interconnexion à l'aide d'un petit ordinateur ou de tout autre dispositif de programmation, en présentant une fiabilité supérieure aux dispositifs connus. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre comment l'invention peut etre mise en pratique. La figure 1 représente une première forme de réalisation d'un agencement selon l'invention faisant appel à des composants opto-électroniques. La figure la représente une configuration dtinter- connexion réalisée au moyen d'un agencement selon la figure 1. La figure 2a représente la structure d'un multiplexeur électronique. La figure 2b représente une deuxième forme de réalisation faisant appel à des multiplexeurs électroniques selon la figure 2a. La figure 3 représente une troisième forme de réalisation faisant appel à des composants électroniques et à des composants opto-électroniques. Dans la deseription qui va suivre, on a pris comme exemple le cas de l'interconnexion d'un ensemble de quatre opérateurs ayant chacun une entrée et une sortie. Il est évident que, sans sortir du cadre de la présente invention, il est possible d'envisager un nombre quelconque d'opérateurs et que certains opérateurs peuvent être remplacés par des donneurs ou des receveurs d'informations. L'agencement représenté en figure 1 comporte deux séries de lignes conductrices croisées 5, 6, 7, 8 d'une part et 9, lO, 11, 12 d'autre part A chaque point de croisement, ces lignes sont reliées par des photodiodes ou des phototransistors 13. Les lignes 9, 10, ll et 12 sont d'une part reliées respectivement aux sorties d'opérateurs 1, 2, 3 et 4, tandis que les lignes 5, 6, 7 et 8 sont reliées respectivement aux entrées desdits opérateurs. Lesdits phototransistors ou photodiodes 13 sont utilisés comme dispositifs de connexion entre les lignes. Chacun de ces dispositifs présente, lorsqutil est éclairé par une source lumineuse de longueur d'onde convenable, une résistance interne très faible et se comporte donc comme un interrupteur fermé, lorsqu'il n'est pas éclairé, il présente une grande résistance interne et est alors assimilable à un interrupteur ouvert. Ces dispositifs peuvent, par conséquent, autoriser ou interdire le passage d'informations (numériques, mais qui peuvent aussi être analogiques) sans les altérer. On voit que, si l'on éclaire certains de ces dispositifs 13, on peut réaliser une liaison dans un crdre déterminé entre les entrées et les sorties des opérateurs l, 2, 3 et 4. Par exemple, si l'on éclaire les dispositifs entourés d'un cercle sur la figure 1, on obtent le réseau d'interconnexion marqué sur eette mAeme figure en traits gras, qui correspond à celui de la figure la où les opérateurs 1, 2, 3, 4 etl sont reliés l'un à la suite de l'autre. Toutes les configurations de liaison peuvent être obtenues. Le programme des configurations peut tre réalisé en intercalant entre l'ensemble des dispositifs 13 et un appareil d'éclairage un masque amovible percé d'un trou en face de chaque dispositif 13 que l'on veut rendre conducteur. Un tel masque peut être avantageusement une carte perforée. Ledit programme peut également être réalisé en utilisant un appareil d'éclairage distinct pour chaque photo-élément, chaque appareil d'éclairage pouvant Aetre rendu actif par un dispositif d'alimentaton classique à interrupteur manuel. I1 est ainsi possible de commander aisément et avec une grande rapidité toute modification de configuration des liaisons entre des éléments tels que les opérateurs 1, 2, 3, 4. La figure 2b représente une autre forme de réalisation dans laquelle le circuit de commutation est un multiplexeur électronique 21. La figure 2a donne le schéma de principe d'un multiplexeur numérique utilisable (par exemple du type SN 74153/ 151/150 de Texas Instruments). Un registre à décalage 22 associé à ce circuit permet de sélectionner les entrées. Le nombre d'étages de ce registre dépend du nombre d'opérateurs à relieur (deux étages pour quatre opérateurs, trois étages pour huit opérateurs, etc.). On peut voir sur la figure 2a un mode de réalisation suivant lequel le multiplexeur 21 comprend quatre pertes ET 15 ayant chacune trois entrées, dont certaines comportent un inverseur 16. Deux des trois entrées de chaque porte ET 15 sont reliées respectivement aux deux sorties du registre à décalage 22.La troisième entrée de chaque porte constitue l'une des quatre entrées 1, 2, 3, 4 du montage. Les sorties des portes ET 15 sont connectées aux entrées d'une porte OU 18 dont la sortie constitue la sortie du multiplexeur d'interconnexion 21 et peut être connectée à l'entrée d'un opérateur. Dans l'état 10 du registre 22 ipdiqué sur la figure 2a, on voit que seule la porte ET reliée à l'entrée 3 du multiplexeur 21 est passante. En effet, sa première entrée est à l'état 1, puisqu'elle est connectée à la première sortie du registre 22 qui est à l'état O et qu'un inverseur 16 est montez série dans cette entrée; sa deuxième entrée est à l'état 1, puisqu'elle est connectée à la deuxième sortie du registre qui est à l'état 1. Tout état 1 présenté sur sa trdsième entrée 3 se retrouvera donc à sa sortie, et également à la sortie de la porte OU 18. De même, suivant les trois autres configurations du registre 22, les trois autres portes ET et les entrées correspondantes 1, 2 et 4 peuvent tre ouvertes respectivement. La figure 2b montre un circuit qui utilise quatre multiplexeurs 21 permettant de réaliser toute interconnexion entre quatre opérateurs 1, 2, 3 et 4. Les entrées de ces opérateurs sont reliées respectivement aux sorties des quatre multiplexeurs 21a, 21h, 21c et 21d qui peuvent être du type conforme à la figure 2a. Les sorties des opérateurs 1, 2, 3 et 4 sont reliées respectivement aux quatre entrées de mime rang de chacun desdits multiplexeurs, la sortie de l'opérateur 1 étant reliée aux entrées la, lb, le, ld, etc. Lesdits multiplexeurs sont commandés chacun par un registre à décalage 22a, 22b, 22e et 22d à deux sorties 'parallèle -" auxquelles ils sont respectivement connectés.Les sorties de quatre portes OU 20a, 20b, 20c et 20d sont connectées respectivement aux entrées sériez desdits registres. Ces quatre portes OU ont chacune deux entrées. Le chargement de ces registres à décalage peut être réalisé en série en les criblant tous en série.-Pans ce cas, une seule ligne de chargement 25 suffit. I1 peut également etre réalisé séparément pour chaque registre (chargement en parallèle). Dans ce deuxième cas, il faut autant de lignes de chargement qu'il y a de registres à adresser. Ce dernier mode est plus rapide que le précédent, car il permet un chargement simultané de tous les registres. Selon l'invention, il est possible d'effeetuer le chargement des registres suivant l'un ou l'autre mode, c'est-à- dire soit en série, soit en parallèle. On peut voir en effet sur la figure 2b que les deuxièmes entrées respectives 25a, 25b, o5c, 25d des portes OU 20a, 20b, 20c et 20d permettent le chargement en parallèle desdits registres. Pour le chargement en série, trois portes ET 19a, 19b et 19c relient respectivement les sorties "série" desdits registres à la première entrée des portes OU 20b, SOc et 20d. Les portes ET 19a, l9b, 19c ont deux entrées, la deuxième servant à inhiber ces portes lorsque le chargement en parallèle est utilisé.A -cet effet, ces entrées sont reliées à un fil 17 que l'on met au niveau O lors d'un chargement en parallèle. Il est possible, par exemple, d'utiliser le chargement /serfleY pour l'affichage complet d'un modèle mathématique et d'utiliser le chargement "parallèle" pour introduire des modifications éventuelles du programme ou modèle. Ceci permet de réduire considérablement les temps d'interruption dus aux modifications. Le chargement peut sleffectuer par tous les moyens classiques. Par exemple, une mémoire câblée ou programmable peut astre utilisée, l'injection des bits du programme étant réalisée par une horloge délivrant des séquences de bits comprenant autant de bits qu'il y a de sorties 1,parallèle" de registres 22 (ces groupes de bits sont ici injectés à l'entrée 25 de la porte OU 20a). Suivant les différents états des registres 22a, 22b, 22c et 22d, il est possible d'obtenir toutes les configurations d'interconnexion possibles opérateurs. Dans la configuration indiquée en traits gras sur la figure 2b, les opérateurs sont criblés dans l'ordre 1-f 2-+3 -+ 4 -+1. Le mot binaire 10010011 a été introduit en série, tandis qu'un état 1 était présent sur chaque entrée lnhibitrice des portes ET 19a, 19b et 19e. La mme configuration peut être obtenue par l'introduction en parallèle de quatre mots binaires : ll - 00 - 10 - 01 (sur les deuxièmes entrées 25a, 25b, 25c et 25d des portes OU 20a, 20b, 20e, 20d). La figure 3 donne le schéma d'une réalisation hybride comprenant à la fois des éléments de commutation éleetroniques et des éléments de commutation opto-électroniques. On y retrouve les principaux éléments de la figure 2b, portant les mêmes références. Ainsi, on peut y voir les opérateurs 1, 2, 3 et 4, les multiplexeurs 21a, 21b, 21c et 21d et les registres à décalage 22a, 22b, 22c et 22d. Lesdits registres à deux sorties "parallèle commandent les multiplexeurs à quatre entrées dont les sorties sont respectivement reliées aux entrées desdits opérateurs. Les sorties de ces derniers sont reliées respectivement aux entrées de mme rang desdits multiplexeurs. La sortie du registre 22a est reliée directement à l'entre du registre 22b.Il en est de même pour la liaison entre 22b et 22cv et entre 22e et 22d. Ces registres sont donc reliés en série d'une manière permanente et sont chargés en série par injection sur l'entrée "série" 25 du registre de tette 22a. Ce chargement peut être automatique. Le chargement en parallèle se fait par inJection sur les entrées "parallèle " des registres, qui sont sans effet sur les sorties "série". La commande de ce chargement se fait par l'intermédiaire de dispositifs opto-électroniques. I1 y a autant de ces éléments qu'il y a de sorties "parallèle" de registres 22. On voit ainsi sur la figure 3 des dispositifs opto-électroniques 23a et 24a > 23b et 24b, 23c et 24c, 23d et 24d dont les entrées sont reliées à un fil d'alimentation 26 fournissant le niveau logique 1 et dont les sorties sont respectivement connectées aux entrées parallèle" des registres 22a, 22b, 22c et 22d. Le chargement de ces registres binaires d'adresse est réalisé en éclairant sélectivement les éléments optoélectroniques, par exemple à ltaide d'un masque perforé, comme dans le cas de la figure 1, mais avec des programmes différents et adaptés à ce cas particulier. On peut envisager, dans les agencements décrits cidessus, d'utiliser des registres 22 qui ne soient pas du type dit à décalage, mais par exemple des registres constitués par, des bascules de comptage ou par des bascules indépendantes, les modes de chargement étant adaptés à chaque cas. On peut même envisager de ne pas incorporer de registrs dans ces agencements, les multiplexeurs recevant directement les informations codées commandant leur état. I1 est à remarquer d'autre part que les multiplexeurs ne sont pas nécessairement des dispositifs numériques, mais peuvent Autre éventuellement du type ''analogique", c'est-à-dire aptes à commuter des signaux analogiques pour réaliser une interconnexion modifiable entre des éléments ou des opérateurs analogiques. REVENDICATIONS 1.- Agencement d'interconnexion permettant de réaliser -et de modifier un réseau de liaisons électriques entre des points de raccordement ou des bornes d'entrée ou de sortie d'éléments de charnues de traitement de signaux électriques tels que des opérateurs ou des organes périphériques d'une unité de calcul, et en particulier de connecter ~ des opérateurs selon -un ordre ou un kohémaquelconque, agencement caractérisé par le fait qu'il comprend des organes de commutation électronique établissant les liaisons d'interconnexion voulues sous l'action de moyens de commande programmables formant un signal codé spécifique de chaque configuration d'interconnexion. 2.- Agencement selon la revendication 1, caracterisé par le fait que les moyens de commande comprennent une source lumineuse d'éclairement sélectif des interrupteurs opto-électroniques à travers un masque perforé amovible interposé entre ces derniers et ladite source, les trous de ce masque étant placés selon un code en regard de certains des dispositifs opto-électroniques. 3.- Agencement selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait. que les organes de commutation sont constitués par les interrupteurs opto-électroniques eux-m"emes qui sont directement reliés aux points à interconnecter. 4.- Agencement selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que les interrupteurs opto électroniques sont des dispositifs à semi-conducteurs photosensi bles tels que des photodiodes ou des phototransistors. 5. - Agencement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les organes de commutation sont constitués par des multiplexeurs dont les entrées et la sortie sont reliées aux points à interconnecter et qui sont susceptibles de prendre plusieurs états sous l'action des moyens de'commande, chaque état correspondant à'la mise en liaison sélective de leur sortie avec l'une de leurs entrées. 6.- Agencement selon l'une quelconque des revendications 2 et 5, caractérisé par le fait que les multiplexeurs sont reliés aux interrupteurs opto-électroniques qui en commandent les états. 7. - Agencement selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les multiplexeurs sont reliés à des moyens de programmation délivrant un signal électrique codé commandant les états desdits multiplexeurs. 8.- Agencement selon l'une quelconque des revendications 5 à 7 > caractérisé par le fait que les multiplexeurs sont commandés à travers des registres interposés qui reçoivent les informations codées de commende et les gardent en mémoire. 9.- Agencement selon la revendication 8, caractérisé par le fait que les registres reçoivent en mode "parallèle" les informations codées de commande. 10.- Agencement selon la revendication 8, caractérisé par le fait que les registres sont des registres à décalage qui peuvent recevoir les informations codées en mode "série" ou en mode tparallèle". 11.- Agencement selon la revendication 10, caractérisé par le fait queues registres à décalage sont reliés en série à travers des portes interposées commandées en fonction du mode de chargement des informations codées dans lesdits registres.