Ассоциативное запоминающее устройство Советский патент 1986 года по МПК G11C11/14 G11C15/02 

.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении устройств хранения информации на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД). Целью изобретения является повышение информационной емкости и упрощение устройства. На фиг. 1 изображена блок-схема предложенного устройства; на фиг. 2 - принципиальная схема части регистра хранения и примыкающих к нему узлов. Ассоциативное запоминающее устройство содержит слой магнитоодноосного материала 1 с ЦМД 2, на поверхности которого расположены регистры 3 хранения, каналы 4 вывода, управляемые репликаторыпереключатели 5, соединяющие выходы регистров 3 хранения с входами соответствующих каналов 4 вывода, каналы 6 ввода, выходы которых соединены с входами соответствующих регистров 3 хранения, динамические ловушки 7 ЦМД по числу регистров хранения, управляемые переключатели 8 первой группы, магнитосвязанные с динамическими ловущками 7 ЦМД, узел 9 генерации ЦМД, узел 10 считывания ЦМД, каналы 11 сопряжения, элементы И-ЗАПРЕТ 12, огибающие каналы 13, отводные каналы 14 первой группы, отводные каналы 15 второй группы, управляемые переключатели 16 второй группы, причем динамические ловушки 7 ЦМД соединены через управляемые переключатели 8 первой группы с соответствующими каналами 11 сопряжения, выходы каналов 4 вывода соединены с первыми входами соответствующих каналов 11 сопряжения, выходы которых соединены с входами соответствующих управляемых переключателей 16 второй группы, входы каналов 6 ввода соединены с первыми выходами соответствующих управляемых переключателей 16 второй группы, второй вход последнего из которых соединен с входом узла 10 считывания ЦМД, второй выход каждого управляемого переключателя 16 второй группы, кроме последнего, соединен с вторым входом соответствующего канала 11 сопряжения, а второй вход первого канала 11 сопряжения соединен с выходом узла 9 генерации ЦМД, третьи выходы управляемых переключателей 16 второй группы соединены с входами соответствующих отводных каналов 15 второй группы, входы отводных каналов 14 первой группы соединены с соответствующими динамическими ловущками 7 ЦМД, огибающие каналы 13 связывают выходы элементов И-ЗАЦРЕТ 12 с соответствующими каналами 11 сопряжения. ЦМД занимают позиции 17-34 во время их продвижения вдоль отдельных элементов устройства. Устройство работает следующим образом. В регистрах 3 хранения располагаются информационные слова в парафазном коде, причем в одном регистре хранения находится одно слово. Находящаяся в каждом регистре 3 хранения последовательность ЦМД состоит из группы нечетных позиций, образующих прямой код двоичного слова, и группы четных позиций, расположенныхвслед за соответствующими нечетными позициями и образующих обратный код двоичного слова. Цроверка на соответствие критерию поиска может подлежать любая группа разрядов хранимого слова. Операции поиска слова, соответствующего ключу поиска, заключается в формировании значений разрядного несовпадения одновременно для всех хранимых слов и накоплении их в динамических ловушках 7 ЦМД. В конце операции поиска в динамических ловушках 7 ЦМД формируются дизъюнкции значений разрядных несовпадений, соответствующие значениям функций несоответствия всех хранимых слов ключу поиска. Формирование значения функции несоответствия Zj происходит аналогично во всех m динамических ловушках 7 ЦМД, где j 1 - п, m - общее число регистров хранения. Ключом поиска может быть как все п-разрядное слово, где 2п - число позиций в находяшейся в каждом регистре 3 хранения последовательности ЦМД, так и любая его маскируемая часть. Подачей в соответствии со значением i-ro замаскированного разряда ключа поиска импульса репликации в токопроводящую шину управляемых репликаторов-переключателей 5 в один из моментов времени iz.i.-i или , когда в соответствующей позиции каждого j-ro регистра 3 хранения находятся либо нечетные, либо четные позиции i-x разрядов хранящегося в нем слова Х, осуществляется формирование в каждом j-м выходном канале 4 i-й пары значений функций , и . В этой паре позиций результирующей j-й последовательности, продвигающейся по j-му каналу 4 вывода, где j l-m, может быть не более одного до.мена. Он на.ходится в позиции XjtYt, если значения i-x разрядов ключа поиска У О и хранимого слова - 1, и в позиции , если YJ, 1, а Xj.i 0. Этот ЦМД соответствует значению функции разрядного несовпадения Z jt,. Продвигаясь по каналам 4 вывода, результирующие последовательности поступают в соответствующие каналы 11 сопряжения. Если значение i-ro разряда ключа поиска Yi О, то в .момент нахождения нечетной позиции i-ro разряда любой j-й результирующей последова тельности, соответствуюшей значению XjiYt, в позиции 22 j-ro канала 11 сопряжения подается импульс тока соответствующей полярности в токопроводящую шину управляемых переключателей 8. Если значение 1-го разряда ключа поиска Yt 1, то такой же импульс тока в токопроводящую шину управляемых переключателей 8 подается в момент нахождения в позиции 22 j-ro канала 11 сопряжения четной позиции i-ro разряда результирующей последовательности, соответствующей значению Xj-iYi. Если в момент подачи импульса тока в токопроводящую щину управляемых переключателей 8 в позиции 22 канала 11 сопряжения находится ЦМД, то он переходит в позицию 23 и после поворота управляющего поля на 180° захватывается полюсом соответствующей динамической ловущки 7 ЦМД позиции 19, после чего заканчивается подача тока в токопроводящую шину управляемых переключателей 8. Если в момент перемещения домена из позиции 21 в позицию 19 в позиции 17 j-й динамической ловущки 7 ЦМД также находится домен, то вследствие доменного взаимодействия последний перемещается в позицию 23 первого отводного канала 14, откуда выводится в ограждение кристалла. Операция установки очередности и выборки регистра 3 хранения, с которым производится обмен данными, необходима вследствие возможности соответствия ключу поиска содержимого нескольких регистров 3 хранения. Эта операция заключается в выборке содержимого динамических ловушек 7 ЦМД, назначения устройством управления очередности обмена с регистрами 3 хранения ЦМД, информация в которых соответствует ключу поиска, с последующим введением в динамические ловушки 7 ЦМД последовательности ЦМД. Цри назначении j-ro регистра хранения ячейкой, с которой будет производиться обмен данными, все динамические ловущки 7 ЦМД, кроме j-й, должны содержать домен. Выборка содержимого динамических ловушек 7 ЦМД осуществляется подачей импульса тока обратной полярности в токопроводящую шину управляемых переключателей 8 в момент нахождения доменов в позиции 19 динамических ловушек 7 ЦМД. Выведенная в соответствующие каналы 11 сопряжения последовательность ЦМД переписывается с помощью узла 10 считывания в буферную память устройства управления. В соответствии с назначенной очередностью узлом 9 генерации ЦМД формируется последовательность ЦМД, которая передвигается по каналам 11 сопряжения и при прохождении через позиции 22 каналов 11 сопряжения передается однократной подачей импульса тока в токопроводящую щину управляемых переключателей 8 в дина.мические ловущки 7 ЦМД. На этом операция выборки j-ro регистра 3 хранения, с которым будет производиться обмен данными, заканчивается. Церед назначением очередного регистра 3 хранения ячейкой обмена необходи.мо вывести содержимое динамических ловушек 7 ЦМД. Операция считывания с разрушением из выбранного j-ro регистра 3 хранения заключается в выводе с помощью соответствующих каналов 4 вывода в соответствующие каналы 11 сопряжения последовательности нечетных позиций парафазного кода хранимых слов, соответствующих прямому коду. Эта последовательность поступает на вход j-ro элемента И-ЗАЦРЕТ 12 позиции 18. Если в j-й динамической ловушке 7 ЦМД отсутствует домен, т. е. слово соответствует ключу поиска и должно быть считано, то последовательность продвигается в направлении предпочтительного продвижения к выходу j-ro элемента И-ЗАЦРЕТ 12 позиции 20. Далее она продвигается по участку j-ro канала 11 сопряжения позиции 20, 24 и 25 и попадает в позицию 26 j-ro канала 1 сопряжения в четный момент времени, если за 1 считать момент нахождения первого разряда считываемой последовательности в позиции 27 j-ro регистра 3 хранения. Выведенная из любого регистра 3 хранения, кроме j-ro (т.е. К j), последовательность ЦМД прямого кода слова поступает на вход /С-го элемента И-ЗАПРЕТ 12 позиции 18. Так как при выполнении операции считывания только в одной (j-й) динамической ловушки ЦМД 7 отсутствует домен, то последовательность ЦМД, выведенная из регистра 3 хранения, взаимодействуя с доменом, циркулирующим по /(-и динамической ловушке ЦМД и поступающим к моменту взаимодействия в позицию 26 К-го элемента И-ЗАПРЕТ 12, продвигается к выходу /С-го элемента И- З.А.ПРЕТ 12 позиции 21 и по Л-му огибающему каналу 13 поступает в позицию 25 /С-го канала 11 сопряжения, а затем в позицию 27 канала сопряжения II в нечетный момент времени. Это позволяет подачей в нечетный момент времени импульса тока, соответствующей полярности в токопроводящую щину управляемых переключателей 16 доменную последовательность, выведенную из любого /С-го регистра 3 хранения, перевести из позиции 26 /(-го канала 11 сопряжения в позицию 28, где после поворота вектора управляющего поля на 90° он захватывается полюсом первой аппликации Д-го канала 6 ввода. ЦМД любого i-ro разряда последовательности ЦМД, выведенной в момент времени t из /С-го регистра 3 хранения, продвигается по /(-му каналу 4 вывода, по К-м каналу 11 сопряжения, проходя позиции 22, 18, 21. 25, 26, по Л-му каналу 6 ввода и достигает позиции 29 слияния канала ввода 6 и регистра 3 хранения в мо.мент времени iц,-ц + 2Ъ Если этот разряд не подвергается выводу из регистра 3 хранения в момент времени taC+t, то он

также достигает позиции 29 в момент t Таким образом, выводимая из любого /С-го регистра 3 хранения последовательность ЦМД вводится в те же позиции регистра 3 хранения, где она находилась ранее. ЦМД любого i-ro разряда продвигается по j-му каналу 4 вывода, по j-му каналу 11 сопряжения, проходя-позиции 22, 18, 20, 24, 25 и достигает позиции 26 -го канала 11 сопряжения в момент t 21+1 + 17, поэтому не подвергается передаче в j-й канал 6 ввода под воздействием импульса тока, подаваемого в нечетные моменты времени в токопроводящую шину управляемых переключателей 16. ЦМД i-ro разряда последовательности достигает позиции 30 следующего (J + 1)-го канала 11 сопряжения в нечетный момент времени т.е. попадает в пробел между двумя значащими позициями, выведенными из (j + l)-ro регистра 3 хранения слова, находящимися в этот момент времени в позициях 31 и 32 (j + l)-ro канала 4 вывода и (j + l)-ro канала 11 сопряжения соответственно. Цоследовательность ЦМД, выведенная из {j + l)-ro регистра 3 хранения, и находящаяся в пробелах между разрядами этой последовательности другая последовательность ЦМД, выведенная из j-ro регистра 3 хранения, поступают на в.ход (j-+-l)-ro элемента И-ЗАПРЕТ 12 позиции 18. Взаимодействуя с доменом, циркулирующим по ( + 1)-й динамической ловушке 7 ЦМД и поступающим к моменту взаимодействия в позицию 26 (j + 1)-го элемента И-ЗАЦРЕТ 12, обе последовательности продвигаются к выходу (j+l)-ro элемента И-ЗАПРЕТ позиции 21 и по (j + l)-My огибающему каналу 13 поступают в позицию 25 (j + 1 )-го канала 11 сопряжения, а затем в позицию 26 (j+I)-ro канала 11 сопряжения. Причем любой разряд последовательности ЦМД, выводимой из (j + l)-ro регистра 3 хранения, поступает в позицию 26 канала сопряжения в нечетный момент времени, после чего воздействием импульса тока, подаваемого в нечетные моменты времени в токопроводящую шину управляемых переключателей 16, попадает в (j-f 1)-й канал 6 ввода, а затем в (+1)-й регистр хранения в тот же разряд циркулирующей по нему последовательности, в котором он находится ранее. Любой i-й разряд последовательности ЦМД, выведенЕюй из (j-f 1)-го регистра хранения, приходит в позицию 26 (j-l-l)-ro канала 11 сопряжения в момент izi-n+ig . поэтому также не подвергается передаче в (-Ь1)-й канал 6 ввода под воздействием импульса тока, подаваемого в нечетные моменты времени в токопроводящую щипу вторых управляемых переключателей 16. Аналогичным образом выводимая из j-ro регистра 3 хранения последовательность ЦМД, соответствующая прямому коду хранимого в нем слова, .продвигается по любому q-му

каналу 11 сопряжения, где q j-bl-T-m, и попадает в узел 10 считывания ЦМД. Последовательность ЦМД, соответствующая обратному коду хранимого в j-м регистре 3 хранения слова, выводится точно так же. Ее вывод служит для очищения j-ro регистра 3 хранения, при этом она может не считываться устройством управления.

Операция считывания без разрушения осуществляется аналогично операции считывания с разрушением за исключением того, что последовательности ЦМД не выводятся в каналы 4 вывода, а фор.мируются там в виде копий, находящихся в соответствующих регистрах 3 хранения последовательностей прямых кодов хранимых слов. При этом репликата последовательности прямого кода слова, находящегося в j-м регистре 3 хранения, продвигается по каналам 11 сопряжения к узлу 10 считывания ЦМД, а репликата последовательности прямого кода любого /(-го слова удаляется соответствующим управляемым переключателе.м 16 в /(-и отводной канал 15, по которому она продвигается в ограждение кристалла. Любая i-я позиция репликаты прямого кода слова, находящегося в /С-м регистре 3 хранения, достигает позиции 33 /(-го канала 11 сопряжения в четный момент t t+i-n- через четверть периода после прохождения позиции 26 этого же канала 11 сопряжения. Подачей импульса тока обратной полярности в токопроБодящую шину управляемых переключателей 16 домен, находящийся в этой позиции, переходит в позицию 34, где через четверть периода захватывается полюсом первой аппликации /(-го отводного канала 15, после чего подача импульса тока может быть прекращена. Аналогично тому, как это происходит при операции считывания с разрушением, позиции репликаты прямого кода, находящегося в j-м регистре 3 хранения слова, попадают в позицию 33 любого q-ro канала 11 сопряжения в нечетный момент времени и поэтому не могут быть выведены с помощью отводных каналов 15 в ограждение кристалла. Последовательность доменов этой репликаты, продвигаясь по каналам 11 сопряжения и соответствующим огибающим каналам 13, достигает узла 10 считывания ЦМД.

Операция записи слова в выбранный и предварительно очищенный j-й регистр 3 хранения состоит из двух этапов: ввода последовательности ЦМД, соответствующей прямому коду слова, и ввода последовательности ЦМД, соответствующей обратному коду слова. Ввод каждой из двух последовательностей заключается в ее формировании узлом 9 генерации, продвижении по р-м каналам 11 сопряжения, где р , передаче с помощью j-ro второго управляемого переключателя 15 в j-й канал 6 ввода и последующем вводе в соответствуюпдие позиции j-го регистра 3 хранения. Если через t обозначить момент прохождения первым разрядом сформированной последовательности позиции 30 первого канала 11 сопряжения, то позиции 18 р-го канала 11 сопряжения она достигнет в момент tjLj(p-j).9 позиции 27 этого канала сопряжения - в момент ti2, позиции 18 j-ro канала сопряжения - в момент tj2(j) , позиции 27 этого канала сопряжения - в момент ti2{j-i)+ijТаким образом, подачей в нечетный момент времени импульса тока соответствующей полярности в токопроводящую шину управляемых переключателей 16 достигается передача записываемой последовательности только в j-й канал ввода с последующим введением ее в соответствующие позиции |-го регистра 3 хранения. Предложенное устройство по сравнению с известным занимает меньшую площадь на доменосодержащем кристалле, что позволяет повысить его информационную емкость. Формула изобретения Ассоциативное запоминающее устройство, содержащее слой магнитоодноосного материала, на поверхности которого расположены регистры хранения, каналы вывода, управляемые репликаторы-переключатели, соединенные с выходами регистров хранения и с входами соответствующих каналов вывода, каналы ввода, выходы которых соединены с входами соответствующих регистров хранения, динамические ловущки цилинд рических магнитных доменов, управляемые переключатели первой группы, магнитосвязанные с динамическими ловущками цилиндрических магнитных доменов, узлы генерации и считывания цилиндрических магнитных доменов, отличающееся тем, что, с целью повыщения информационной емкости и упрощения устройства, оно содержит каналы сопряжения, элементы И-ЗАПРЕТ, огибающие каналы, группы отводных каналов, управляемые переключатели второй группы, причем динамические ловушки цилиндрических магнитных доменов магнитосвязаны через управляемые переключатели первой группы с соответствующими каналами сопряжения, выходы каналов вывода соединены с первыми входами соответствующих каналов сопряжения, выходы каналов сопряжения соединены с входами соответствующих управляемых переключателей второй группы, входы каналов ввода соединены с первыми выходами соответствующих управляемых переключателей второй группы, второй выход последнего из которых соединен с входами узла считывания цилиндрических магнитных доменов, второй выход каждого управляемого переключателя второй группы, кроме последнего, соединен с вторым входом соответствующего канала сопряжения, а второй вход первого канала сопряжения соединен с выходом узла генерации цилиндрических магнитных доменов, третьи выходы управляемых переключателей второй группы соединены с входами соответствующих отводных каналов второй группы, входы отводных каналов первой группы соединены с соответствующими динамическими ловущками цилиндрических магнитных доменов, входы элементов И-ЗАПРЕТ соединены с входами соответствующих динамических ловущек цилиндрических магнитных доменов, а выходы элементов И-ЗАПРЕТ соединены через огибающие каналы с соответствующими каналами сопряжения.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении устройств хранения информации на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД). Целью изобретения является повышение информационной емкости и упрощение устройства. Ассоциативное запоминающее устройство содержит слой магнитоодноосного материала с ЦМД, на поверхности которого расположены регистры хранения, каналы вывода, управляемые репликаторыпереключатели, соединяющие выходы регистров хранения с входами соответствуюпдих каналов вывода, каналы ввода, выходь 1 которых соединены с входами соответствующих регистров хранения, динамические ловушки ЦМД по числу регистров хранения, управляемые переключатели, магнитосвязанные с динамическими ловушками ЦМД, узел генерации ЦМД, узел считывания ЦМД, каналы сопряжения, элементы И - ЗАПРЕТ, огибающие каналы, отводные каналы, управляемые переключатели, причем динамические ловущки ЦМД соединены через управляемые переключатели с соответствующими каналами сопряжения, выходы каналов выхода соединены с первыми входами соответствующих каналов сопряжения, выходы каналов сопряжения соединены с входами соответствующих управляемых переключателей, входы каналов ввода соединены с первыми выходами соответствующих управляемых переключателей, вто рой вход последнего из которых соединен с входом узла считывания. ЦМД, второй высл ход каждого управляемого переключателя соединен с вторым входом соответствующего канала сопряжения, а с вторым входом первого канала сопряжения соединен выход узла генерации ЦМД, третьи выходы управляемых переключателей соединены с входами соответствующих отводных каналов, вхою ды отводных каналов соединены с соответО5 ствующими динамическими ловущками ю ЦМД. 2 ил. СП