Логическое запоминающее устройство Советский патент 1980 года по МПК G11C15/00 

I

Изобретение относится к запоминающим устройствам и может быть использовано в системах, в которых требуется выполнение операций запоминания и счета импульсов, в том числе-в многоканальных анализаторах.

Известны логические запоминающие устройства р. и .

В одном из известных устройств применяются счетчики на потенциальных триггерах, причем каждый счетчик выполняет функции счета и запоминания информации 1.

Недостатками этого устройства являются снижение надежности и увеличение количества оборудования при увеличении числа каналов в устройстве.

Наиболее близким техническим решением к дынному изобретению является логическое запоминающее устройство, содержащее накопитель, усилитель счнть вания, адресный распределитель нмпупьсов, формирователь импульсов записи, первый блок местного управления, адресный блок, ключ записи единицы, ключ записи нуля, второй блок местного управления и шину нулевого потенциала, причине выход формирователя импульсов записи подключен к шине записи накопителя, а входы соединены соответственно с выходами ключа записи единицы и ключа записи нуля, первые входы которых подключены к выходу второго блока местного управления, входы блока управления соединены соответственно с выходами первого блока местного управления и адресного блока, а выходы - со входом адресного распределителя импульсов и первым входом второго блока местного управления, первый вход усилителя считывания подключен к шине считывания накопителя 2j.

Недостатками этого устройства являются применение разрушающего считывания инфортъ ации и цепей регенерации для восстановления считанной янформаияи, что снижает быстродействие устройства, и низкая плотность записи информации.

так как запись и хранение информации осушествпяется в матрицах, выполненных на дискретных сердечниках с большим числом обмоток и прошивок, что снижает технологичность и уменьшает эффективную емкость устройства.

Цель изобретения - повышение эффективной емкости и быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем,

что в устройство введены преобразователи электрических импульсов в ультразвуковые импульсы, блок селекции и распределения сигналов считывания, элемент ИЛИ, третий блок местного управления и шина синхронизации. Накопитель информации выполнен на стернсняк из магнитострикционного материала, на одних кон,иах которых закреплены демпферы. Стержни из магнитострикционного материала соединены последовательно, причем один конец стержней соединен с шиной нулево,го потенциала, а другой - с шиной считывания накопителя. Вход блока селекште и распределения сигналов считывания подключен к выходу усилителя считывания, а выходы соединены соответственно со вторыми входами ключа записи единицы и ключа записи нуля и входами элемента ИЛИ, выход которого подключ ен ко входу третьего блока мест ного управления, выход KOTOpoixi соединен со вторым входом усилителя считывания.. Второй вход второго блока мес- ного управления соединен с из выходов блока селекции и распределения сигналов считывания, входы преобразователей электрических 1гмп льсов в ультразвуковые импульсы подключены к выходам адресного распределителя импульсов а выходы соединены с друпми концами стержней из магнитострикшюнного материала, шина синхронизации индуктивно связана со стержнями из магнитострикционного материала и соединена со входом первого блока местного управления.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фт-г. 2 - схема блока селекции и распределения сигналов ситывания, на фиг. 3 временная диаграмма последовательности импульсов, поясняющая работу устройства.

Устройство содержит (см. ф1-гг. l) накопитель 1 из запоминающих элементов 2, представляющих собой зоны на стерж1ШХ 3 из магнитострикшюнного материала, на одних концах которых закреплены демпферы 4, шину записи 5, усилитель считывания G, шину считывания 7, шину синхронизации 8, шину 9 нулевого потенциала, адресный распределитель 10 импульсов, блок управления 11, формирователь 12 импульсов записи, первый блок 13 местного управления, адресный блок 14, ключ 15 записи единицы, ключ 16 записи нуля, второй блок 17 местного управления, преобразователь 18 электрических импульсов в ультразвуковые импульсы, включающий в себя узел 19 электромеханической связи , третий блок 2О местного управления, блок 21 селекции и распределения сигналов, и элемент ИЛИ 22. Накопитель выполнен на стержнях 3 из магнитострикционного материала, которые соединены последовательно, причем один конец стержней соединен с шиной 9 нулевохх потенциала, а другой - с шиной считывания 7 накопителя. На одних концах стержней 3 закреплены демпферы 4, а с другими концами стержней 3 соединены выходы преобразователей 18 электрических импульсов в ультразвуковые импупьсы, входы которых подключены к выходам адресного распределителя 10. Шина синхронизации 8 индуктивно связана . со стержнями 3 из магнитострикционного материала и подключена ко входу первого блока 13 местного управления.

Выход формирователя 12 импульсов записи подключен к шине записи 5 накопителя, а входы соединены соответственно с выходами ключа 15 записи единицы и ключа записи нуля, первые входы которых подключены к выхог:1у второго блока 17 местного управления. Входы блока управления 11 соединены соответс.твенно с выходами первого блока 13 -Местного управления и адресного блока 14, а выходы - со входом адресного распределителя 10 импульсов и первым входом второго блока 17 местного управления. Первый вход усилителя считывания 6 подключен к шине считывания 7 накопителя, а выход - к выходу устройства и ко входу блока 21 селекции и распределения сигналов считывания, выходы которого соединены соответственно со вторыми входами ключей 15, 16 и входами элемента ИЛИ 22. Выход элемента-ИЛИ 22 подключен ко входу третьего блока 2О местного управления, выход которого соединен со BTopbnvi входом усилителя считывания 6. Второй вход блока 17 соединен с одним из выходов блока 21. Блок 21 селекции и распределения сигналов считывания содержит (см. фиг 2)линию задержки 23, усилитель 24 и диодный селектор 25, соединенные последовательно, причем вход линии задерн 23 подключен ко входу блока 21, а вы ды диодного селектора 25 являются вы ходами блока 21. На врейенной диаграмме (см. фиг. 3)последовательности управляющих им пульсов, импульсов записи и счета информации изображены: эпюра д - импульсы, условно обозна чаклпие код канала накопителя, к содержимому которого необходимо прибавить единю ное приращение; эпюра (Ь - пары ультразвуковых импульсов (ПУИ), возбуждаемые в стержнях из магнитострикционного материала выбранного канала накопителя, .- содержимое канала накопителя до момента прибавления единичного приращения;и - импульсы на выходе усилителя блока 21 селекции и распределения сирналов считывания; Un,- импульсы на выходе линии задержки 23 сигнала считывания 1 и О соответственно; 51(3 импульсы на выходе ключа 15 записи единицы и ключа 16 записи соответственно; ,о - сигнал на выходе третьего бло ка 2О местного управления, выходное напряжение формирователя 12 импульсов записи; U-iij - сигнал на выходе первого блока 13 местного управления; и 17 напряжение на выходе первого блока 13 местного управления; UK - содержимое выбранного канала накопителя после прибавления к нему единичного приращения. На диаграмме обозначены также: t - время, равное отношению расстояния от узла 19 электромагнитной связи преобразователя 18 электрических импульсов в ультразвуковые до зоны записи первого разряда накопителя к скорости С распространения ультразвуковых сигналов по стержню из магнито- стрикиионного материала; fcp-Lp/C , где LP - расстояние межд соседними разрядами накопителя (т. е. соседними зонами на стержне 3 (см. 1ФИГ. 3)„ Сц - скорость распространения ультр звуковых сигналов по стержню 3J - время задержки между считывагощим Ь(. записывающим i, ультразвуковыми импульсами. Устройство работает следующим образом. При поступлении входного сигнала адресный блок 14 вырабатывает код адреса канала накопителя (эпюра Гд , фиг. 3), который через блок управления 11 поступает в адресный распределитель 10 импульсов и затем через адресный распределитель подается на вход преобразователя 18 электрических импульсов в ультразвуковые импульсы, связанного с тем каналом накопителя, который соответствует данному коду адреса. Преобразователь 18 возбуждает в стержне 3 из магнитострикционного материала выбранного канала накопителя пару ультразву- ковых импульсов Ъс и Ьч, (эпюра to , фиг. 3). Первый из ультразвуковых импульсов btt предназначен для неразрушающего считывания информации из накопителя. Амплитуда этого импульса выбирается . .исходя из магнитоупругих свойств носителя информации - стержней из магнитострикционного материала, составляющих накопитель. Второй ультразвуковой импульс tJj предназначен для необратимой магнитоупругой записи информации в накопитель пути его действия совместно с импуль -сом магнитного поля в зоне записи на стержне из магнитострикиионного материала. Амплитуда второго ультразвукового импульса , больше амплитуды первого импульса Исходный код, записанный в выбранный канал накопителя О 1 (эпюра UKC фиг. 3). При выборе канала накопителя в соответствии с кодом адреса канала.изменяется на одну двоичную единицу содержимое выбранного канала. Через время t первый ультразвуковой импульс достигает зоны 2 стержня 3, в которой расположен первый разряд хранящегося числа, и считьтает хранящуюся в первом разряде информацию. При считывании храняацейся в зоне первого разряда информации на выходе усилителя считывания 6 появляется сигнал (эпюра U(,, фиг. 3), который поступает на вход блока 21, в котором нормализуется (эпюра U2« фиг 3) и распределяется по двум цепям преобразования в зависимости от полярности импульса. Если импульс и положителен, он поступает на вход ключа 15 записи единицы, если отрицателен - на вход ключа 7 7 16 записи нуля. Блок 21 задерживает импульсы на время t-n . равное времени задержки между считывающим записывающим Ъг ультразвуковыми импульсами. Затем сигнал с выхода блока 2 1 поступает на входы элемента ИЛИ 22, ключа 15 или ключа 16 и блока 17. Блок 17 предварительно открыт сигналом сброса, поступившим с блока управления 11, и поступивший на его вход импульс проходит на вход формирователя 12 импульсов записи, на другой вход которого поступает сигнал с выхода ключа 15 или ключа 16, в результате чего формирователь 12 возбуждает в шине записи 5 импульс записи нуля (при сигнале с выхода ключа 15) или записи единицы (при сигнале с выхода ключа 16), Этот импульс записи воздействует на зону записи первого разряда накопителя в момент прихода в нее ультразвукового импульса записи Zpj, Таким образом, происходит запись в первый разряд выбранного канала накопителя информационного нуля вместо информационной единицы (эпюры и1(,,фиг. 3). В момент записи третий блок 2 О местного управления блокирует усилитель считывания 6 для предотвращения ложных срабатываний блока 21 селекции и распределения сирналов считывания. Через время (i ftp ) ультразвуковой импульс считывания достигает зоны загписи второго разряда. При этом считыва ется сигнал U (О), который проходит через блок 21 и поступает на один из входов ключа 16 и, так как блок 17 в этхэт момент времени открыт (эпюра ), сигнал с выхода ключа 16 возбуж дает форк ирователь 12 импульсов записи, который во втором разряде зааисыва ет 1 (совместно с ультразвуковым им пульсом Tpj) (эпюраU|, фиг. З). Импульс с выхода блока 21 после записи в разряд накопителя закрывает блок 17 (эпюра Цу, фиг. З), который блокирует ключи 15 и 16, что исключает дальнейшее формирование импульсов записи фор мирователем 12. Сигналы считывания U с третьего и последующих разрядов выбранного канала проходят через усилитель считьгоа- кия и блок 21, но не проходят через ключи 15 и 16. Таким образом, информация в старших разрядах после разряда, содержащего первый О, только 7 ,8 считывается неразрушающим ультразвукову М способом. После достижения импульсом Ъ остоянно намагниченной зоны на конце носителя, с которой индуктивно связана шина синхронизации 8, с помогпью блока 13 формируется импульс окончания обращения к выбранному каналу (эпюра Цт, фиг. 3), который, поступая в блок управления 11, снимает блокировку входа адресного распределителя импульсов 10 и вырабатывает импульс сброса. Ультразвуковые импульсы 5. конце цикла обращения к выбранному каналу поглощаются демпферами 4, В режиме считывания без изменения содержимого каналов управляющий сигнал сброса не вырабатывается. Технико-экономические преимущества описываемого устройства заключаются в том, что применение в качестве носителей информации в накопителе стержней из магнитострикционного материала и коротких ультразвуковых импульсов записи и неразрушающего считывания позволяет значительно увеличить линейную плотность записи информации (до плотности записи - 1,510 дв, ед./см), что повышает эффективную емкость и быстродейст вие устройства, а также дает возможность свести число обмоток в матрице накопителя до одной, что вместе с применением неразрушающего считывания позволяет уменьшить число элементов и узлов и тем самым значительно упростить устройство по сравнению с прототипом. Формула изобретения Логическое запоминающее устройство, содержащее накопитель, усилитель считывания, адресный распределитель импуль- . сов, формирователь импульсов записи, первый блок местного управления, адресный блок, ключ записи единицы, ключ записи нуля, второй блок местного управления и шину нулевого потенциала, причем выход формирователя импульсов записи подключен к шине записи накопителя, а входы соединены соответственно с выходами ключа записи единицы и кпюч% записи нуля, первые входы которых подключены к выходу второго блока местного управления, входы блока управления соединены соответственно с выходами первого блока местного управления и адресного блока, а выходы - со входом адресного распределителя импульсов и первым входом второго блока местФипиап ППП FlaTSHT, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ного управления, первый вход усилителя считеюания подключен к шине считьгоания накопителя, отличаюшееся тем, что, с целью повышения эффективной QviKOCTK и быстродействия устройс-рва, оно содержит преобразователи электрических импульсов в ультразвуковые импульсы, блок селекции и распределения сигнал(йз считывания, элемент ИЛИ, третай блок местного управления и шину синхронизации, а накопитель информации выполнен на стержнях из магнитострикдионного материала, на одних концах которых закреплены демпферы, стержни из магнитострикшюнного материала соединены последовательно, причем один конец стержней соединен с шиной нулевого потенциала, а другой - с шиной считывания накопителя, причем вход бло ка селекции и распределения сигналов подключен к выходу усилителя считывания, а выходы соединены соответственно со вторыми входами ключа записи единицы и .ключа записи нуля и входами элемента ИЛИ, выход которого подклю7lOчен ко входу третьего блока местного управления, выход которого соединен со вторым входом усилителя считьшания, второй вход второго блока местного управления соединен с одним из выходов блока селекции и распределения сигналов считывания, входы преобразователей электрических импульсов в ультразвуковые импульсы подключены к выходам адресного распределителя импульсов, а выходы соединены с другими концами стержней из магнитострикиионного материала, шина синхронизации идуктивно связана со стержнями из магнитострикционного материала и соединена со вхоДОМ первого блока местного управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 37O37Q5, кл. Сз 06 F 11/12, опублик. 1977. 2.Балашов Б. П., Кнель А. И. Многофункциональные ЗУ. Л., Энергия, 1972, с. 79-81 (прототип).