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

(54) ЛОГИЧЕСКОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к запоминающим устройствам.

Известно устройство, содержащее накопитель, выполненный на интегральных чис ловых ферритовых линейках, прощитых шинами опроса записи и запрета, формирователи опроса, записи и запрета, входы которых соединены с соответствующими выходами адресных вентилей, а выходы - соответственно с шинами опроса, записи и запрета, входы адресных вентилей соединены с соответствующими выходами регистров адреса и числа, выходные вентили и усилители считывания, а также содержащее схемы ИЛИ, входы которых подключены к соответствующим выходам регистра адреса, а выходы - через выходные вентили - к выходам соответствующих усилителей считывания 1.

Недостатком этого устройства является сравнительно низкое быстродействие.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является логическое запоминающее устройство, которое содержит накопитель на интегральных числовых ферритовых линейках, прошитых адресными шинами опроса и записи и разрядными обмотками считывания и запрета, блоки усилителей воспроизведения, входы которых соединены с соответствующими разрядными обмотками считывания, а выходы - с блоком вентилей сдвига, блоки выборки адресов, подключенные к соответствующим адрес ным шинам опроса и записи, формирователи разрядного тока запрета первых и вторых операндов, соединенные соответствующими обмотками запрета в каждом разряде, разрядные элементы И, входы которых соеди10нены с соответствующими выходами разрядного регистра и блока синхронизации, а выходы с разрядными элементами ИЛИ, узел анализа знака, подключенный к разрядному регистру, и узел анализа переполнения, соединенный с блоком вентилей сдви15га, также содержит генераторы тока первого и второго операндов, подключенные к соответствующим обмоткам запрета каждого операнда, а обмотки считывания первых и вторых операндов включены в каждом разряде встречно. Это устройство имеет достаточно высокое быстродействие 2.

Недостатки этого устройства заключаются в его сложности и больщих аппаратурных затратах. Цель изобретения - упрощение устройства при сохранении достаточно высокого быстродействия. Поставленная цель достигается тем, что в логическое запоминающее устройство, содержащее накопитель, элементы И, блок местного управления, формирователь сигналов переполнения, регистр разрядов и блок управления, причем первые входы элементов И соединены с входными информационными щинами устройства и выходами накопителя, вторые входы - с первым выходом блока управления и первым входом блока местного управления, второй и третий входы которого подключены соответственно к первому входу блока управления и к первому выходу элементов И и одному из входов регистра разрядов, вторые выходы элементов И соединены с входами первой группы регистра разрядов, входы второй группы которого подключены к второму выходу блока управления и первому входу формирователя сигналов переполнения, выход которого соединен со вторым входом блока управления, введены схема сравнения и два счетчика, причем накопитель выполнен на регистрах сдвига, первые входы которых под ключены к соответствующим выходам регистра разрядов, вторые входы соединены с вторым выходом блока управления, а выходы подключены к выходам накопителя, первый вход первого счетчика подключен к первому выходу блока управления, второй вход - к третьему входу блока управления и первому выходу схемы сравнения, второй выход которой соединен со вторым входом блока местного управления, а первый и второй входы подключены соответственно к третьим выходам элементов И и выходам первого счетчика, выходы блока местного управления соединены с суммирующим и вычитаюпхим входами второго счетчика, другой вход которого подключен ко второму выходу блока управления, один из выходов второго счетчика соединен со вторым входом формирователя сигналов переполнения, а другие выходы - соответственно со входами первой группы регистра разрядов. При этом блок местного управления целесообразно выполнить содержащим триггер и три элемента И, причем выход первого элемента И подключен к первым входам второго и третьего элементов И, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами триггера, первые входы первого элемента И и триггера подключены к первому входу блока местного управления, а вторые входы первого элемента И и триггера и выходы второго и третьего элементов И соединены соответственно со вторым и третьим входами и выходами бло.ка местного управления. На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2принципиальная схема блока местного управления. Устройство содержит элементы И 1, имеющие первые 2 и вторые 3 входы, схему 4 сравнения, имеющую входы 5, первый счетчик 6, имеющий входы 7.1 и 7.2 и выходы 8, второй счетчик 9, являющийся реверсивным счетчиком, блок 10 местного управления, имеющий первый 11, второй 12 и третий 13 входы, формирователь 14 сигналов переполнения, имеющий входы 15.1 и 15.2, регистр 16 разрядов, имеющий вход 17, входы первой 18.1 и второй 18.2 групп, накопитель 19, выполненный на регистрах 19.1 - 19.п сдвига, имеющих входы 20 и 21, блок 22 управления, имеющий входы 23-25 и выходы 26 и 27, и информационные щины 28, суммирующий и вычитающий входы 29 второго счетчика 9. Первые входы 2 элементов И 1 соединены со входными информационными щинами 28 устройства и выходами накопителя 19, вторые входы 3 - с первым выходом 26 блока 22 управления и первым входом 11 блока 10 местного управления. Второй 12 и третий 13 входы блока 10 местного управления подключены соответственно к первому входу 24 блока 22 управления и к первому выходу элементов И 1 и одному из входов 17 регистра 16 разрядов. Вторые выходы элементов И 1 соединены со входами первой группы 18.1 регистра 16, входы второй группы 18.2 которого подключены ко второму выходу 27 блока 22 управJ Q pj первому входу 15.1 формирователя 14 сигналов переполнения, выход которой соединен со вторым входом 25 блока 22 управления. Первые входы 20 регистров 19.1 -19.2 сдвига подключены к соответствующим выходам регистра разрядов, вторые входы 21 соединены со вторым выходом 27 блока 22 управления, а выходы подключены к выходам накопителя 19. Первый вход 7.1 первого счетчика 6 подключен к первому выходу 26 блока 22 управления, второй вход 7.2 - к третьему входу 23 блока 22 управления и первому выходу схемы 4 сравнения, второй выход которой соединен со вторым входом 12 блока 10 местного управления, а первый и второй входы 5 подключены соответственно к третьим выходам элементов И 1 и выходам 8 первого счетчика 6. Выходы блока 10 местного управления соединены с суммирующими и вычитающим входами 29 второго счетчика 9, другой вход которого подключен ко второму выходу 27 блока 22 управления. Один из выходов второго счетчика 9 соединен со вторым входом 15.2 формирователя 14 сигналов переполнения, а другие выходы - соответственно со входами первой группы 18.1 регистра 16 разрядов. Блок 10 местного управления (фиг. 2) содержит триггер 30, первый 31, второй 32 и третий 33

элементы И. Выход первого элемента И 31 подключен к первым входам второго 32 и третьего 33 элементов И, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами триггера 30. Первые входы первого элемента И 31 и триггера 30 подключены к первому входу 11 блока 10 местного управления. Вторые входы первого элемента И 31 триггера 30 и выходы второго 32 и третьего 33 элементов И соединены соответственно со вторым 12 и третьим 13 входами и выходами блока 10 местного управления.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы блок 22 управления (фиг. 1) вырабатывает команду «Начальная установка, по которой устанавливаются в исходное состояние регистр 16 разрядов, регистры 19.1 -19.п сдвига на.копителя 19, счетчики 6 и 9. блок 10 местного управления и формирователь 14 сигналов переполнения. Счетчик б является кодирующим, а счетчик 9 - счетчиком результата.

Предлагаемое устройство работает в двух режимах: режиме хранения информации; режиме обработки информации. В режиме хранения информации устройство реализует два подрежима: запись информации и считывание информации.

Запись информации, поступающей через входные информационные шины 28, на многоканальный вход 2 элементов И 1, осуществляется через выходы элементов И 1, регистр 16 разрядов и через входы 20 в первые разряды регистров 19.1 -19.п сдвига накопителя 19. Затем на входы 21 регистров 19.1 - 19.П сдвига накопителя 19 поступает сигнл от блока 22 управления, по которому происходит сдвиг информации из первых разрядов регистров 19.1 -19.п сдвига во вторые разряды. После этого через входные информационные шины 28, элементы И 1 и регистр 16 разрядов информации записывается в первые разряды регистров 19.1 - 19.П сдвига накопителя 19 и производится следующий сдвиг информации на один разряд и т.д.

При считывании информации по сигналам сдвига блока 22 управления информация с выходов регистров 19.1 - 19.п сдвига выдается -через выходы накопителя 19 во внешние устройства, а через входы 2 элементов И 1 и регистр 16 разрядов поступает для регенерации в регистры 19.1 - 19.п сдвига накопителя 19.

В режиме обработки информации устройство реализует два подрежима: сложение и вычитание входной информации и сложение и вычитание выходной информации.

Эти два подрежима отличаются друг от друга только тем, что в первом подрежи)ле информация поступает на элементы И 1 через входные информационные шины 28, а

во втором подрежиме - с выходов накопителя 19. Поэтому рассмотрим в качестве примера первый подрежим.

Необходимым условием точного сложения или вычитания информации в логическом запоминающем устройстве является равенство разрядов (без учета знака) счетчика 6 и элементов И 1 количеству регистров 19.1 - 19.П сдвига накопителя 19.

Информация через входные информационные шины 28 поступает вход 2 элементов И 1, на другой вход 3 которого поступает управляющий сигнал с выхода 26 блока 22 управления. Этот сигнал разрешает прохождение информации на многоканальный вход 5 схемы 4 сравнения и вход 13 блока 9 местного управления и запрещает ее прохождение на входы 18.1 регистра 16 разрядов и входы 20 регистров 19.1 - 19.п сдвига. Пусть первый счетчик 6 (кодирующий) и код числа, поступающий на многоканальный вход 5 схемы 4 сравнения, имеют п двоичных разрядов. Тогда с многоканального выхода 8 счетчика 6 (кодирующего), имеющего 2 состояний и управляемого по входу 7.1 блоком 22 управления, поступает информация, допустим х , в схему 4 сравнения, на другие входы 5 которой с выходов элементов И 1 поступает код числа, допустим, А. Если содержимое счетчика 6 (xi) меньше кода числа (А), то на одном из выходов схемы 4 сравнения появляются сигналы, которые поступают на входы 12 и 24 соответственно блока 10 местного управления и блока 22 управления. С выхода блока 10 местного управления в зависимости от того или иного знака, поступающего на шины 28, сигналы поступают на суммирующий или вычитающий входы 29 счетчика 9. При поступлении положительного числа, соответствующего сигналу «1 на входе 13 блока 10 местного управления, триггер 30 (фиг. 2) устанавливается в состояние «1 и создает положительный потенциал, соответствующий состоянию «1, на входе элемента И 32. Сигнал с выхода схемы 4 сравнения (фиг. 1) через вход 12 блока 10 местного управления поступает на один вход элемента И 31 (фиг. 2), на другой вход которого с блока 22 управления через многоканальный вход 11 блока 10 местного управления одновременно подается управляющий сигнал. На выходе элемента И 31 появляется сигнал, который поступает на первые входы элементов И 32 и 33. На втором входе элемента И 32 устанавливается положительный потенциал, а на входе элемента И 33-отрицательный потенциал. В результате этого на выходе элемента И 32 появляется сигнал, который поступает на суммирующий вход 29 счетчика 9 (фиг. 1).

При отрицательном числе сигнал на вход 13 блока 10 местного управления не поступает и триггер 30 (фиг. 2) остается в нулевом состоянии. Поэтому на входе элемента И 32 создается отрицательный потенциал. При поступлении сигнала с выхода схемы 4 сравнения (фиг. 1) через вход 12 блока 10 местного управления и в соответствии с вышеизложенным, на выходе элемента И 33 появляется сигнал, который поступает на вычитающий вход 29 счетчика 9. Сравнение продолжается до тех пор, пока содержимое счетчика 6 (кодирующего) не станет равно коду числа А. Тогда на первом выходе схемы 4 сравнения вырабатывается сигнал, который переходит на вход 23 блока 22 управления и вход 7.1 счетчика 6. В результате этого счетчик 6 сбрасывается в нулевое состояние. Сигналом окончания кодирования является появление в счетчике 6 числа х/ . Таким образом, на выходе схемы 4 сравнения и на суммирующем и вычитающем входах 29 счетчика 9 (результата) за время кодирования появляется ровно А единиц (А-целое число). Если А дробное, то на вход 5 схемы 4 сравнения подается его мантисса как целое число, а на выходе схемы 4 сравнения за время кодирования появляется ровно единиц. Следующее число, поступающее на входные информационные шины 28, обрабатывается аналогичным образом, и в зависимости от его знака, сигналы подаются на суммирующий или вычитающий входы 29 счетчика 9. В результате этого к содержимому счетчику 9 (результата) за время кодирования прибавляется или вычитание еледующий код числа и т.д. После обработки требуемого массивг. чисел, результат поступает с многоканального выхода счетчика 9 на входы 18.1 регистра 16 разрядов. Затем по сигналам управления, поступающим на вход 18.2 регистра 16 разрядов, информация записывает ся в первые разряды регистров 19.1 -19.п сдвига накопителя 19. После сигнала от блока 22 управления, поступающего на входы 21 регистров 19.1 -19.п сдвига накопителя 19 происходит сдвиг информации в следующий разряд регистров 19.1 -19.п. сдвига. Далее обрабатывается следующий массив информации и т.д. Технико-экономическое преимущество предлагаемого устройства заключается в том, что оно значительно проще известного при сохранении достаточно высокого быстродействия, что позволяет создать дешевые серийные логические запоминающие устройства для хранения и обработки дискретной информации на основе интегральной технологии. Формула изобретения 1. Логическое запоминающее устройство, содержащее накопитель, элементы И, блок местного управления, формирователь сигналов переполнения, регистр разрядов и блок управления, причем первые входы элементов И соединены с входными информационными шинами устройства и выходами накопителя, вторые входы - с первым выходом блока управления и первым входом блока местного управления, второй и третий входы которого подключены соответственно к первому входу блока управления и к первому выходу элементов И и одному из входов регистра разрядов, вторые выходы элементов И соединены со входами первой группы регистра разрядов, входы второй группы которого подключены к второму выходу блока управления и первому входу формирователя сигналов переполнения, выход которого соединен со вторым входом блока управления, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит схему сравнения и два счетчика, причем накопитель выполнен на регистрах сдвига, первые входы которых подключены к соответствующим выходам регистра разрядов, вторые входы соединены с вторым выходом блока управления, а выходы подключены к выходам накопителя, первый вход первого счетчика подключен к первому выходу блока управления, второй вход - к третьему входу блока управления и первому выходу схемы сравнения, второй выход которой соединен со вторым входом блока местного управления, а первый и второй входы подключены соответственно к третьим выходам элементов И и выходам первого счетчика, выходы блока местного управления соединены с суммирующим и вычитающим входами второго счетчика, другой вход которого подключен к второму выходу блока управления, один из выходов второго счетчика соединен с вторым входом формирователя сигналов переполнения, а другие выходы - соответственно с входами первой группы регистра разрядов. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок местного управления выполнен содержащим триггер и три элемента И, причем выход первого элемента И подключен к первым входам второго и третьего элементов И, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами триггера, пер вые входы первого элемента И и триггера подключены к первому входу блока местного управления, а вторые входы первого элемента И и триггера и выходы второго и третьего элементов И соединены соответственно со вторым и третьим входами и выходами блока местного управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 470861, кл. G И С 15/00, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР № 507899, кл. G 11 С И/Об, 1974 (прототип).

Ч)

J