Оперативное запоминающее устройство Советский патент 1981 года по МПК G11C11/00 

(54) ОПЕРАТИВНОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

I

Изобретение относится к запоминающим устройствам и может быть использовано во внешних устройствах ЭВМ.

Известно оперативное запоминающее уст.ройство, предназначено для временного хранения, записи и чтения данных, выполнено с применением элементов памяти на интегральных микросхемах и содержит узел хранения, узел дешифрации адреса и узлы приема и выдачи информации 1.

Недостатком устройства является сложность управления узлом хранения, имеющим двухкоординатную систему выборки адреса, и необходимость использования специальных согласующих делителей входных напряжений.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), содержащее накопители и блок для управления памятью, состоящий из генератора тактовых импульсов, счетчика тактовых импульсов, дешифраторов, формирователя управляющих сигналов, регистров адреса и слова, счетчика, делителей частоты, триггера, элементов И и ИЛИ 2.

Недостаток этого устройства состоит в больших аппаратурных затратах, .приводящих к снижению надежности устройства и возврастанию потребляемой мощности от источника питания.

Цель изобретения - упрощение конструкции устройства и повыщение его надежности при сохранении высокого быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что

в оперативное запоминающее устройство, содержащее накопители, счетчик и элемент ИЛИ, введены триггеры, элементы 2И- ИЛИ-НЕ и ИЛИ-НЕ и элемент НЕ, причем одни из входов накопителей подключены к одним из выходов счетчика, а другие -

соответственно к выходам элементов 2И ИЛИ-НЕ и ИЛИ-НЕ, выход элемента ИЛИ соединен со счетным входом счетчика, единичные выходы триггеров подключены к одним из входов элементов 2И-ИЛИ- НЕ, другие входы которых соединены соответственно со входами элемента ИЛИ, являющимися соответственно входами чтения и записи устройства, один из входов элементов ИЛИ-НЕ соединены со входом заriiicii устройства, другие - с выходом элемента НЕ, вход которого подключен ко входу чтения устройства, нулевой выход каждого триггера, кроме первого, подключен к одному из входов сброса предыдущего триггера, другие вЬ1ходы счетчика соединены соответственно со входами установки триггеров, кроме первого, вход сброса счетчика, вход установки первого триггера и вторые входы сброса триггеров являются входом установки устройства. На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит накопители 1-5, представляющие, например, блок интегральной оперативной памяти на 64 бит, организованный в 16 четырехразрядных ячеек памяти с дешифратором четырехразрядного двоичного кода адреса и выполненный по схеме последовательного ступенчатого накопления, семиразрядный двоичный счетчик 6, триггеры 7-11, представляющие тетрадные счетчики, элементы ИЛИ-НЕ 12- 16, 2И-ИЛИ-НЕ 17-21, ИЛИ 22, НЕ 23. При этом адресные входы накопителей 1-5 соединены с одни.ми из выходов счетчика 6, входы разрешения записи накопителей 1-5 соединены соответственно с выходами элементов ИЛИ-НЕ 12-16, а входы разрешения выборки - с выходами элементов 2И-ИЛИ-НЕ 17-21. Одни из входов элементов ИЛИ-НЕ 12-16 соединены с входом записи 24, другие входы элементов ИЛИ-НЕ 12-16 соединены с выходом элемента НЕ 23, вход которого соединен с входом чтения 25. Выход элемента ИЛИ 22 соединен со счетным входом счетчика 6. Единичные выходы триггеров 7-11 подключены к одним из входов элементов 2И- ИЛИ-НЕ 17-21, другие входы которых соединены соответственно со входами элемента ИЛИ 22, являющимися соответственно входами чтения 25 и записи 24 устройства. Нулевой выход каждого триггера 8- 11 подключен к одному из входов сброса предыдущего триггера 7-10. Другие выходы счетчика 6 соединены соответственно со входами установки триггеров 8-11. Вход сброса счетчика 6, вход установки триггера 7 и вторые входы сброса триггеров 8- 11 являются входом установки 26 устройстНакопители 1-5 имеют три режима работы: хранение информации, запись информации и считывание информации. Для ор ганизации этих режимов работы они имеют два управляющих входа: вход разрешения вь1борки 27 и вход разрешения записи 28. При подаче напряжения логической единицы (вьюокого уровня) на входе разрещения выборки 27 не выбирается ни одна из 16 ячеек памяти, при этом накопители работают в режиме хранения независимо от того, какой уровень напряжения на входе разрешения записи 28. Для записи информации в выбранную ячейку памяти необходимо снять запрет выборки, т. е. подать уровень логического нуля (низкий уровень) на вход разрешения выборки 27 и на вход разрешения записи 28. Считывание информации выбранной ячейки производится при снятии запрета и подаче высокого уровня на вход разрешения записи 28. Для записи информации 80 колонной перфокарты накопители 1-5 содержат 5 ступеней. В исходном состоянии перед началом работы подготавливается первая ступень, после выборки первых 16 адресов организуется режим хранения информации первой ступени и подготавливается вторая ступень и т. д. В режиме записи информации устройство работает следующи.м образом. Перед началом работы устройство отрицательным импульсом по входу 26 приводится в исходное состояние. Счетчик 6 и триггеры 8-II сбрасываются в нулевое состояние, триггер 7 устанавливается в единичное состояние. На всех выходах счетчика 6 и на входах дешифраторов адреса накопителей 1-5 присутствует низкий уровень напряжения, при этом в счетчике 6 записывается «О. С единичного выхода триггера 7 высокий уровень напряжения поступает на входы элемента 2И-ИЛИ- НЕ 17. С единичных выходов триггеров 8- И низкий уровень напряжения поступает соответственно на входы элементов 2И- ИЛИ-НЕ 18-21. На входах записи 24 и чтения 25 присутствует низкий уровень напряжения, который поступает на входы элементов 2И-ИЛИ-НЕ 17-21, при этом на выходе элемента НЕ 23 и на одном из входов элементов ИЛИ-НЕ 12-16 присутствует высокий уровень напряжения. С выходов элементов 2И-ИЛИ-НЕ 17-21 высокий уровень напряжения поступает на входы разрешения выборки 27 накопителей 1-5 и запрещает выборку ячейки памяти, таким образом, накопители 1-5 находятся в режиме хранения. При поступлении на вход записи 24 положительного импульса записи на соответствующем входе элемента 2И-ИЛИ-НЕ 1 / появляется высокий уровень, на его выходе и на входе разрещения выборки 27 накопителя 1 появляется низкий уровень напряжения, т. е. организуется режим выборки адреса ячейки памяти. На вход разрешения записи 28 накопителя 1 поступает постоянный низкий уровень с выхода элемента ИЛИ-НЕ 12, при этом происходит запись информации первой колонки перфокарты, По заднему фронту положительного импульса записи в счетчик 6 записывается «1, и на выходе элемента 2И-ИЛИ-НЕ 17 появляется высокий уровень напряжения, который поступает на вход разрешения выборки 27 накопителя 1, и, таким образом, до

поступления следующего импульса первая ступень накопителей 1-5 находится в режиме хранения.

При поступлении на вход 24 второго импульса записи на выходе элемента 2И- ИЛИ-НЕ 17 и на входе разрешения выборки 27 накопителя 1 появляется низкий уровень, а на вход разрешения записи 28 этого же накопителя поступает постоянный низкий уровень напряжения с выхода элемента ИЛИ-НЕ 12, таким образом, происходит запись информации второй колонки перфокарты. По заднему фронту второго импульса записи происходит запись «2 в счетчик 6, и на входе разрешения выборки 27 накопителя 1 появляется высокий уровень напряжения, при этом первая ступень накопителей I-5 до поступления следуюпдего импульса находится в режиме хранения.

Описанная последовательность работы устройства сохраняется до поступления на вход записи 24 16 импульса. При поступлении 16 импульса записи происходит запись информации 16 колонки перфокарты, т. е. в счетчик 6 записывается число «16. С одного из выходов счетчика 6 высокий уровень напряжения поступает на триггер 8 и устанавливает его в единичное состояние.

С нулевого выхода триггера 8 низкий уровень напряжения сбрасывает триггер 7. На единичном выходе триггера 7 появляется низкий уровень напряжения, который поступает на входы элемента 2И-ИЛИ-НЕ 17, при этом независимо от того, какой уровень напряжения присутствует на других входах, на выходе элемента 2И-ИЛИ-НЕ 17 и на входе разрешения выборки 27 накопителя 1 устанавливается высокий уровень напряжения. Таким образом, первая ступень накопителей 1-5 находится в .режиме хранения для всех последующих импульсов записи, которые поступают на вход записи 24. С единичного выхода триггера 8 высокий уровень напряжения подается на входы элемента 2И-ИЛИ-НЕ 18, при этом подготавливается работа второй ступени накопителей 1-5 и т. д.

В режиме считывания информации накопителей 1-5 устройство работает следующим образом.

Перед началом работы устройство приводится в исходное состояние отрицательным импульсом по входу 26. Для этого счетчик 6 и триггеры 8-11 сбрасываются в нулевое состояние, триггер 7 устанавливается в единичное состояние. На всех выходах счетчика 6 и на входах дешифраторов адреса накопителей 1-5 устанавливается низкий уровень напряжения, а на единичном выходе триггера 7 и на одних из входов элемента 2И-ИЛИ-НЕ 17 - высокий уровень напряжения, на единичных выходах триггеров 8-11 и на одних из входов элементов 2И-ИЛИ-НЕ 18-21 - низкий уровень напряжения. На входах записи 24 и чтения

25, на одних из входов элементов ИЛИ-НЕ 12-16 и на других входах элементов 2И- ИЛИ-НЕ- 17-21 - низкий уровень напряжения. На другие входы элементов ИЛИ-НЕ 12-16 поступает высокий уровень напряжения с выхода элемента НЕ 23. С выходов элементов ИЛИ-НЕ 12-16 низкий уровень напряжения поступает на входы разрешения записи 28 накопителей 1-5, а на их входы разрешения выборки 27 передается высокий уровень напряжения и за прещает выборку ячейки памяти, при этом накопители 1-5 находятся в режиме хранения.

При поступлении на вход чтения 25 положительного импульса чтения организуется режим выборки адреса ячейки памяти накопителя 1 (аналогично описанному ранее режиму выборки по управляющему входу 24), на входе разрешения выборки 27 которого появляется отрицательный уровень напряжения, разрешаюший выборку.

0 С выхода элемента НЕ 23 низкий уровень напряжения поступает на входьг элементов ИЛИ-НЕ 12-16, на выходах которых устанавливается высокий уровень напряжения, который поступает на входы разрешения

J записи 28 накопителей 1-5 и разрешает считывание информации 1 колонки перфокарты. По заднему фронту импульса считывания записывается «1 в счетчик 6, на выходе элемента 2И-ИЛИ-НЕ 17 и на входе разрешения выборки 27 накопителя

0 1 появляется высокий уровень напряжения. Таким образом, до поступления следующего импульса считывания первая ступень накопителей 1-5 находится в режиме хранения.

Аналогично описанному организуется считывание при поступлении следующих импульсов считывания. После считывания информации первой ступени подготавливается вторая ступень, затем третья и т. д.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает режим хранения, записи и чтения данных, и за счет того, что в устройстве, благодаря схемному рещению, для дешифрации адреса выбираемой ячейки памяти, кроме входов дешифратора адреса, используются входы разрешения выборки

и разрешения записи накопителей 1-5. В

данном случае не требуется дополнительного

оборудования, что значительно упрошает

устройство и повышает его надежность.

Предлагаемое устройство, кроме того,

0 предусматривает возможность ступенчатого наращивания объема памяти. Это обеспечивается тем, что в устройство для каждой ступени вводится свой триггер и элементы 2И- ИЛИ-НЕ для управления выборкой и ИЛИ-НЕ для управления записью, что позволяет при использовании счетчиков с большим числом разрядов строить устройство с большим объемом памяти при относительно простой схеме управления.