Ассоциативное запоминающее устройство Советский патент 1981 года по МПК G11C15/00 

(54) АССОЦИАТИВНОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретение относится к запоминающим устройствам.

Известно устройство, содержащее входной и выходной регистры, местное устройство управления, матрицу-накопитель, цепи очередности записи новых слов

Недостатком этого устройства является низкое быстродействие.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является ассоциативнре запоминающее устройство, содержащее местное устройство управления, входной и выходной регистры, матрицу ассоциативных элементов 2.

Недостатком этого устройства является отсутствие функции самоконтроля занятости строк и поиска первой свободной для записи строки матрицы ассоциативных элементов, что снижает быстродействие устройства.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем. что S ассоциативное запоминающее устройство, содержащее входной и выходной регистры и матричный накопитель, выполненный на ассоциативных запоминающих элемент sue, причем информационные входы и выходы столбцов матричного накопителя подключены сортветственно к выходам входного регистра и ко входам выходного регистра, управляющие входы ассоциативных запоминающих элементов первого столбца матричного накопителя являются управляющими входами устройства, введены п групп элементов И. (где п - число строк матричного на10копителя) и (п-1) элементов НЕ, причем первый вход первого элемента И группы соединен с выходом второго элемента И группы, второй вход первого элемента И группы подключен к

15 выходу элемента НЕ, третий вход - ко входу записи устройства, а выход - к шине разрешения записи соответствующей строки матричного накопителя, входы второго элемента И группы сое20динены с управляющими выходами соответствующей строки матричного накопителя, вход каждого элемента НЕ, кроме последнего, подключен к выходу второго элемента И последующей

25 группы..

На чертеже приведена функциональная схема предложенного устройства.

Устройство содержит входной регистр 1, выходной регистр 2, матрич30ный накопитель 3, выполненный на ассоциативных запоминающих элементах 4 и имеющий управляющие выходы строк 5 информационные входы столбцов 6-8, управляющие входы первого столбца 9, шины разрешения записи 10 и информационные выходы столбцов 11 - 13, первый 14 и второй 15 элементы И группы и элементы НЕ 16. Ассоциативный запоминающий элемент содержит элементы И 17 - 22, элементы ИЛИ 23 25, элемент НВ 26 и триггер 27. На чертеже обоэначены вход записи устройства 28 и выходы строк 29 накопителя.

Информационные входы 6 - В и выходы 11 - 13 столбцов накопителя 3 подключены соответственно к выходам входного регистра 1 и ко входам выходного регистра 2. Управляющие входы 9 ассоциативных запоминающих элементов 4 первого столбца накопителя 3 являются управляющими входами устройства. Первый вход первого элемента И 14 группы соединен с выходом второго элемента И 15 группы. Второй вход первого элемента И 14 группы подключен к выходу элемента НЕ 16, третий вход - ко входу записи 28 устройства, а выход - к шине разрешения записи 10 соответствующей строки, накопителя 3. Входы второго элемента И 15 группы соединены с управляющими выходами 5 соответствующей строки накопителя 3. Вход каждого элемента ИВ кроме последнего, подключен к выходу второго элемента И 15 последующей группы.

Устройство работает следующим образом.

Производят запись с опросом. Слово, которое подлежит записи, подается с входного регистра 1 на информационные входы 6-8 столбцов накопителя 3 таким образом, что прямой код каждого разряда подается на вход 6, а обратный код этого же разряда - на вход 7 соответствующего столОда накопителя 3. На управляющие входы первого -толбца 9 накопителя 3 подается сигнал О. На шины 10 разрешения записи в тех строках, которые были выбраны по признаку опроса, подается сигнал для осуществления записи. Маскирование записи производится путем одновременной подана информационные

чи сигнала

входы 6 и 7 соответствующего столбца накопителя 3.

Производят запись в первую свободную строку. Функции самоконтроля занятости и подготовки первой свободной строки накопителя 3 и записи информации осуществляются следующим образом. Пусть (т-1)-я строка занята какой-либо информацией, а т-я, (т+1)-я, (т+2)-я и т.д. строки являются свободными. Тогда какой-либо из триггеров (т-1)-и строки находится в нулевом состоянии и с его выхода снимается сигнал О. Цри этом второй элемент и 15 группы этой строки закрыт, с его выхода снимается сигнал О,закрывающий первый элемент И 14 группы (т-1)-и строки по первому входу.Одновременно этот сигнал О поступает на элемент НЕ 16; га-й строки, инвертируется и подготавливается по второму входу первый элемент И 14 группы т-й строки. Так как 1П-Я строка является свободной, то сигналами с нулевых выходов триггеров 27 эе элементов 4 через управляющие выходы строки 5 второй элемент И 15 группы этой строки откроется, подавая на первый вход первого элмента И 14 группы га-й строки сигнал , а через элемент НЕ 16 на второй вход первого элемента и 14 группы (т+1)-й строки - сигнал О.Таким образом, подготовленным к открытию является первый элемент и 14 группы только одной т-й (первой из всех свободных) строки накопителя 3. При выдаче микрокоманды Запись в первую свободную строку по входу записи 28 подается сигнал i на третьи входы первыхэлементов И 14 группы. При этом открывается первый элемент И 14 группы только т-й (первой свободной строки) и с его выхода на шину разрешения записи 10 этой

строки подается сигнал

разрешая, запись информации в эту строку. Слово, подлежащее записи, подается с входного регистра 1 по информационным входам 6-8 накопителя 3 таким образом, что прямой код каждого разряда подается на вход 6, а обратный код этого же разряда - на вход 7 соответствующего столбца накопителя 3 На управляющие входы первого столбца 9 накопителя 3 подается сигнал О. После записи информации в т-ю строку подготовлена автоматически для записи следукмдая первая свободная строка (для рассматриваемого случая это (т+1)-я строка).

Производят чтение. Для считывания содержимого некоторой строки накопителя 3 на соответствующий управляющий вход первого столбца 9 подается сигнал 1. На входы 9 всех остальных строк, а также на все шины разрешения записи 10 подается сигнал О. Кроме того, необходимо подать

на информационньае вхосигнал

ды б и сигнал 1 на информационные входы 7 и 8 столбцов накопителя 3. При этом содержимое выбранной строки поступает иа информационные выходы столбцов 11 накопителя 3.

Производят ассоциативный поиск. Разряды признака опроса подаются с входного регистра 1 на информационные входы 8 соответствующих столбцов накопителя 3. Маскирование опроса производится путем подачи сигнала на информационные входы 7 соответствующих столбцов накопителя 3. На все шины 10 разрешения записи подается сигнал О, а на все управляющие входы первого столбца 9 - сигHcui . При этом сигнал i появляется на выходах строк 29 последнего столбца в тех строках,в которых содержийое всех незамаскированных разрядов совпадает с кодами соответствующих разрядов признака опроса. Поиск максимума производится с помощью параллельного по словам и последовательного по разрядам просмотра (начиная со старших разрядов) содержимого накопителя 3, Для регшизации данного гшгоритма достаточно подать сигнал i на информационные входы столбцов 6 и 8 и на все управляющие входы первого столбца 9 накопителя 3. В тех столбцах, которые должны быть замаскированы, на |. информационный вход 7 подается сигнал . По окончании переходных процессов сигнал i появляется на выходс1Х строк 29 последнего столбца1Гакопителя 3 в тех и только тех строках, в которых содержимые незг ласкированных разрядов,рассматриваемые как двоичные числа в позиционной системе и считывания, имеют максимальные значения.

Технико-экономическое преимущество предложенного ассоциативного запоминающего устройства заключается в том, что оно позволяет реашизовать режим записи информации в первую свободную строку накопителя без предварительного опроса всего накопителя, за счет чего быстродействие устройства при выполнении операций записи в сободную строку повьЕиается примерно на 70.

Формула изобретения Ассоциативное запоминающее устройство, содержащее входной и выходной регистры, и матричный накопитель, выполненный на ассоциативных запоьлинающих элементах, причем информационные входы и выходы столбцов матричного накопителя подключены соответственно к выходам входного регистра и ко входам выходного регистра, управляющие входы ассоциативных запоминающих

o элементов первого столбца матричного накопителя являются управляющими входами устройства, отличающеес я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно

5 содержит п групп элементов И Сгде п - число строк матричного накопителя) и (п-1) элементов НЕ,, причем первый вход первого элемента И группы соединен с выходом второго элемента

0 И группы второй вход первого элемен- та И группы подключен к выходу элемента НЕ, третий вход - ко входу за- писи устройства, а выход - к шине разрешения записи соответствующей ts строки матричного накопителя, входы

5 второго элемента И группы соединены с управляющими выходами соответствующей строки матричного накопителя, вход каждого элемента НЕ, кроме последнего, подключен к выходу второго

0 элемента И последующей группы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5 для групповой обработки данных.-Автоматика и телемеханика , 1972, № 1, с. 171-184.

№ 478297, кл. G 06 F 1/00,1973 (прототип) .