Накопитель для многофункционального запоминающего устройства Советский патент 1983 года по МПК G11C11/14 

Изобретение относится -к вычислительной технике и может найти применение при построении устройс1в обработки данных на базе запоминающих устройств (ЗУ) с цилиндрическими магнитными доменами (ЦМД). Известен накопитель для ЗУ, содержащий слой магнитоодноосного материала с ЦМД, на поверхности которого расположены регистры хранения, взаимосвязанные посредством переключателей и репликаторов ЦМД с регистрами ввода и Вывода данных, соединенными с соответствующими генераторами и элементами считывания ЦМД j 1 . Достоинством этого накопителя является высокое быстродействие за счет разделения регистров хранения на четную и нечетную группы, недостатком - ограниченны функциональные возможности, заключаю щиеся в приеме, хранении и выдаче / данных. Наиболее близким по технической супцюсти к изобретению .является накопитель для запоминающего устройства,, содержащий слой одноосного материала с ЦМД, на поверхности которого расположены регистры хранения,.соединенные основными переключателями ввода-вывода ЦМД с регистром связи, котЬрый взаимосвязан с генератором, аннигилятором и элементом с читывания ЦМД, динамические ловушки ЦМД по числу регистров хранения, соединенные посредством дополнительных переключателей ввода-вывода Щ5Д с регистром связи, репликатор ЦМД и логический элемент 2), Достоинством этого накопителя являются широкие функ1йронапьные возможности, заключающиеся в приеме, хранении, логической обработке данных, а недостатком - низкое быстродействие. Цель изобретения - повышение быстродействия накопителя для многофункционального запоминающего устройства. . Поставленная цель достигается тем что накопитель для многофункциональ ного запоминающего устройства, содержащий слой одноосного материала с ЦМД, на поверхности которого расположены регистры хранения данных, взаимосвязанные через соответствующие основные переключатели и репликаторы ЦМД с регистрсши ввода и вывода данных, соединен11ыми с соответствующими генераторами и элементами считывания ЦМД, а также динамические ловушки и дополнительнЕ«г переключатели ЦМД, содержит элементы И-ЗАПРЕТ, причем первый и второй входы, первый, второй и третий выходы каждого из элементов И-ЗАПРЕТ соединены соответственно с первым выходом .одноименного дополнительного переключателя ЦМД, выходом одноименной динамической ловушки ЦМД одноименным регистром хранения данJHux, входом соответствующего основноrq переключателя ЦМД и соответствую-. йщм регистрем ввода данных, а вход и второй выход каждого из дополнительных переключателей ЦМД соединены с одноименньзм регистром хранения данных и входом одноименной динамической ловушки ЦМД.

На чертеже изображена принципиаль ная схема предлагаемого накопителя.

Накопитель для многофункционального запоминающего устройства содержит Слой одноосного материала 1 с ЦМД 2, на поверхности которого расположены. регистры 3 хранения данных, взаимосвязанные через соответствующие осноные переключатели 4 и репликаторы ЦМД 5 с регистрами ввода 6 и вывода

7данных, соединенными с соответству Ющими генераторами -8 и элементами 9 считывания ЦМД, а также динамические ловушки ЦМД 10, элементы И-ЗАПРЕТ 11

и дополнительные переключатели ЦМД

12 с шиной 13 управления.

Цифрами обозначены: 14 - вход, 15 и 16 - первый и второй выходы основного переключателя ЦМД 4; 17 вход, 18 и 19 - первый и второй выходы дополнительного переключателя ЦМД 12; 20 и 21 - выход и вход динамической ловушк.и ЦМД 22 - вход, а 23, 24 и 25 - соответственно выходы ЗАПРЕТ и по А, КОНЪЮНКЦИЯ и переменная А элемента И-ЗАПРЕТ 11.

Предлагаемый накопитель работает следующим образом.

При записи управляющие сигналы в виде-импульсов тока поступают на выходы генератора ЦМД 8 в соответствии со значениями разрядов записываемого слова данных. Слово данных поступает в регистр 6 ввода данных в виде последовательности ЦВД, которая, продвигаясь по регистру 6, поступает на входы 14 основных переключателей ЦМД

8этот момент управляющий сигнал, подаваемый в шину 13 управления, иници.ирует ввод слова данных в регистры 3 При считывании информации -ЦМД слова данных, продвигаясь по регистрам 3, достигают репликаторов ЦМД 5 и переводятся управляющим импульсом тока подаваемым в управляющую шину репликаторов ЦМД, из регистров 3 в регист 7. Последовательность считываемых 1дад поступает разряд за разрядом к элементам 9 считывания ЦМД.

В Ъредлагаемом накопителе помимо функций приема, хранения и выдачи данных выполняю тся логические операции ЗАПРЕТ и КОНЪЮНКЦИЯ, которые об- ладают свойством функциональной полноты.

Возможны два варианта выполнения логических операций. В первом случае оба операнда находятся в регистрах 3, а во втором - один операнд от генераторов ЦМД 8, а второй находится в регистрах 3. При выполнении логичес-ких операций ЗАПРЕТ и КОНЪЮНКЦИЯ над операндами, находящимися в регистрах 3, разряды операнда В из регистров 3 поступают на входы 17 дополнительных переключателей ЦМД 12 и импульсом тока переводятся на их вторые выходы 19 отку.да поступают в динамические ловушки ЩД 10. Рюзряды операнда А, продвигаясь по регистрам 3, поступают на первые входы логических элементов 11, в то как разряды операнда В импульсом тока, поданным на управляющую шину, выводятся из динамических ловушек ЦМД и поступают на вторые входы 22 логических элементов. В этот, момен за счет магнитостатического взаимодействия ЦМД, находищихся в позициях 18 и 22, происходит обработка информации в логических элементах, и на их выходах образуются результаты логических операций. ЦМД результата .ЗАПРЕТ по А по выходу-входу 23-14 поступают на входы основных переключателей ЦМД 4 и при необходимости импульсом тока, поданным на управляющую шину, переводятся в регистры 3 по входу-выходу- выходу 14-16-25. В противном случае ЦМД результата сдвигаются влево по регистру 3 и выводятся за пределы рабочей зоны кристалла. Аналогичным образом ЦМД результата КОНЪЮНКЦИЯ поступают с выходов 24 логических элементов 11 на входы 14 основных переключателей ЦМД и далее либо записываются в регистры 3, либо выводятся за пределы рабочей зоны кристалла.

В том случае, когда ЦМД одного из операндов поступают от генераторов в ЦМД, сначала производится ввод его разрядов в регистры 3, а затем выполняется необходимая логическая операция по рассмотренному алгоритму.

В устройстве-прототипе между разрядами считываемого слова имеются незаполненные битовые позиции, что снижает быстродействие устройства. Так, время выполнения операций ЗАПРЕТ составит порядка 2МТ, где М - длина регистра хранения данных и регистра связи, а Т - период оборота вектора поля управления.

В предлагаемом накопителе незаполненные битовые позиции ликвидируются, а время выполнения логических операций ЗАПРЕТ и КОНЪЮНКЦИЯ составляет (М+7)Т, так как включает в себя время выборки двух операндов из регистров хранения - 2МТ/2, а также время прохождения. ЦМД по выходам и входам 20-22-23-14-ie-25, равное 7Т. Следовательно, время выполнения логических операций ЗАПРЕТ и КОНЪЮНКЦИЯ в предлагаемом накопителе в 2М/(М+7) раз г.1еньше, чем у прототипа. Аналогичный выигрыш,в быстродействии получается и для других логических операций .Формула изобретения Накопитель для многофункционального запоминающего уст15ойства, содержащий слой одноосного материала с цилиндрическими магнитными доменами, на поверхности которого расположены регистры хранения данных, взаимосвязанные через соответствующие основные переключатели и репликаторы цилиндрических магнитных доменов с регистрами ввода и вывода данных, соединенными с соответствующими генераторами и элементами считывания цилиндрических магнитных доменов, а также динамические ловушки и дополнительные переключатели цилиндрических магнитных доменов, отличающий ся тем, что, с целью повьшения быстродействия накопителя для многофункционального ; запоминающего устройства, он содержитэлементы И-ЗАПРЕТ, причем первый и второй входы, первый, второй и третий выходы кс1ждого из элементов И-ЗАПРЕТ. соединены соответственно с первым вы ходом одноименного дополнительного . переключателя цилиндрических магнит-; ных доменов, выходом одноименной дянамической ловушки цилиндрических J магнитных доменов, одноименным регис тром хранения данных, входом соответ ствующего основного переключателя цилиндрических магнитных доменов и соответстЕующим регистром ввода данных, а вход и второй выход каждого из дополнительных переключателей цилиндрических магнитных доменов соединень с одноименным регистром хранения данffijx и входом одноименной динамической ловушки цилиндрических магнитных доменов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Электроника,:. т. 52, 1979, 7, с. 36. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 3273414/18-24, кл. G 11 С 11/14, 1981 (прототип).