АССОЦИАТИВНЫЙ ЗАПОМИНАЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ Советский патент 1972 года по МПК G11C11/38 

Известен ассоциативный запоминающий элемент, содержащий туннельный диод, катод которого через один резистор подключен к источнику питания и через другой резистор и полупроводниковый диод соединен с шиной слова. Известный элемент также содержит разрядную шину опроса «нулем и разрядную шину опроса «единицей.

Специфические требования, предъявляемые к ассоциативным запоминающим элементам (реализация функции логического сравнения без разрушения информации), затрудняют их использование в быстродействующих запоминающих устройствах. Для известного элемента особенно критичны режимы ассоциативного опроса без разрушения информации, при которых требуется жестко нормировать амплитуды управляющих сигналов. Это снижает надежность И быстродействие работы элемента.

Цель предлагаемого изобретения заключается в повышении надежности и быстродействия ассоциативного запоминающего элемента. Это достигается тем, что анод туннельного диода через соответствующие полупроводниковые диоды подключен к разрядной шине опроса «нулем и шине слова, а катод первого полупроводникового диода через второй полупроводниковый диод - к разрядной шине опроса «единицей.

Принципиальная схема элемента показана на чертеже.

Ассоциативный запоминающий элемент содержит туннельный диод I, катод которого через первый резистор 2 подключен к источнику питания Е и через второй резистор 5 и первый полупроводниковый диод 4 соединен с шиной слова 5. Анод туннельного диода / через полупроводниковые диоды 5 и 7 подключен соответственно к разрядной шине 8 опроса «нулем и шине слова 5, а катод первого полупроводникового диода 4 через второй полупроводниковый диод 9 - к шине 10 опроса «единицей.

Ассоциативный запоминающий элемент работает следующим образом.

В зависимости от сочетаний кода хранимой в элементе двоичной информации и кода признака опроса возможны четыре режима опроса:

I. Предположим, что ассоциативный запоминающий элемент находится в режиме хранения «О, чему соответствует положение рабочей точки туннельного диода / на диффузионной ветви в области малого (близкого к току минимума) тока и высокого напряжения. Через диод 6 будет протекать малый, а через диод 9 - большой ток. (Предполагается, что выходные сопротивления источников сигналов опроса малы). Типы диодов 4, 6, 7, 9 выбраны

таким образом (либо введены соответствующие источники смещения), что в режиме хранения ток протекает только через диоды 5 и 9 и соответствующие разрядные шины 8 и 10.

При опросе «нулем по шине 8 подается импульс отрицательной полярности; диод 6 закрывается, и ток туннельного диода 1 переключается на шину слова 5. В этом случае переключаемый ток мал по величине и может рассматриваться как ток помехи. Амплитуда сигнала опроса практически не влияет на устойчивость хранения информации и на уровень переключаемого тока.

2.При опросе «единицей по шине 10 подается отрицательный импульс, который аналогично переключает ток, протекающий через резистор 3 в шину слова 5. В случае хранения элементом «О (большой уровень напряжения на туннельном диоде 1) переключаемый ток значительно превышает уровень тока помехи. Как и при опросе «нулем, амплитуда сигнала опроса не влияет на режим туннельного диода / и на уровень переключаемого тока.

3.В случае, если элемент хранит «Ь, рабочая точка туннельного диода / находится в области большого тока и малого напряжения. Соответственно, через диод 6 протекает большой, а через диод 9 - малый ток. При опросе «нулем по шине 8 в шину слова 5 переключается значительный по величине ток.

4.При опросе «единицей (и хранении элементом «1) переключаемый в шину слова 5 ток пренебрежимо мал.

Перед записью информации все запоминающие элементы по выбранному адресу устанавливаются в «О. Для этого по шине слова 5 подается импульс напряжения положительной полярности, переключающий все туннельные диоды в «нулевое состояние. Запись «1 осуществляется при совпадении во времени импульсов отрицательной полярности по шине слова 5 и разрядной шине 8. При этом напряжение на туннельном диоде 1 уменьшается и происходит его переключение в низковольтное «единичное состояние. Если в элемент необходимо записать «О, то по разрядной шине сигнал не подается, а воздействие сигнала записи только по шине слова 5 не изменяет первоначального «нулевого состояния элемента.

Как следует из описания работы элемента, в режимах опроса максимальная амплитуда импульсов опроса практически не ограничивается; при этом информация в опрашиваемом, элементе не разрушается. Отношение токов полезного сигнала и сигнала помехи достаточно велико, что позволяет осуществлять считывание без дополнительного усиления считываемого сигнала (например, используя в качестве детектора несовпадения туннельно-диодную схему). Быстродействие ассоциативного запоминающего элемента определяется динамическими качествами используемых полупроводниковых приборов, и, согласно результатам расчета и эксперимента, может достигать частоты обращения порядка 50-100 мгц.

Предмет изобретения

Ассоциативный запоминающий элемент, содержащий туннельный диод, катод которого через первый резистор подключен к источнику

питания и через второй резистор и первый полупроводниковый диод соединен с щиной слова, а также разрядную шину опроса «нулем и разрядную шину опроса «единицей, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия элемента, анод туннельного диода через соответствующие полупроводниковые диоды подключен к разрядной шине опроса «нулем и шине слова, а катод первого полупроводникового диода через второй полупроводниковый диод - к шине опроса «единицей.