Запоминающее устройство с резервированием Советский патент 1982 года по МПК G11C11/00 G11C29/00 

(5) ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО С РЕЗЕРВИРОВАНИЕМ

1 .

Изобретение относится к запоминающим устройствам и может быть использовано для построения оперативных запоминающих устройств с частичным резервированием накопителя.

Известно запоминающее устройство (ЗУ), в котором исключение неисправностей осуществляется путем замены вышедшего из строя оборудования на резервные, содержащее регистр ад- реса, нулевые выходы которого подключены к одним из входов элементов И первой и второй групп, другие входы которых соединены соответственно с входами устройства и выходами одноразрядных блоков памяти, а выходы подключены соответственно к входам одноразрядных блоков памяти и выходам устройства, резервный одйоразрядный блок памяти, управляющую и контрольные шины, третью, четвертую и пятую группы элементов И, причем первые входы элементов И третьей и четвертой групп подключены к единичным выходам регистра адреса, вторые входы - соатветственно к входам устройства и выходу резервного одноразрядного блока памяти, а выходы - соответственно к ВХОДУ резервного одноразрядного блока памяти и выходам устройства, первые входы элементов И пятой группы соединены с входами

о устройства, вторые входы - с управляющей шиной, а выходы - с входами регистра адреса, нулевые выходы регистра адреса подключены к входам первого элемента И, выход которого

15 соединен с первыми входами второго и третьего элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к входной контрольной щине и выходу резервного одноразрядного блока па

20 мяти, а выходы - соответственно к входу резервного одноразрядного блока памяти и выходной контрольной шине l3.

Недостатки данного устройства возможная потеря информации после исключения неисправности и ограниченная возможнйсть дистанционного управления при устранении неисправности что снижает его надежность.

Наиболее близким к предлагаемому является запоминающее устройство, содержащее группу накопителей, триггеры, группу элементов ИЛИ, пять групп элементов И, накопительj элементы И, элементы ИЛИ, генераторы импульсов, счетчик, дешифратор и элемент задержки, причем первые входы элементов И первой, второй и пятой групп являются информационными входами устройства, выходы элементов И первой группы соединены соответственно с входами накопителей группы, выходы которых подключены соответст.венно к первым входам элементов И третьей группы, вторые входы элементов И первой и третьей групп соединены соответственно с йулевыми выходами триггеров и входами первого элемента И, выход которого подключен к первым входам второго и третьего элементов И и вторым входам элементов И пятой группы,выходы которых соединены соответственно с единичными входами триггеров, выход второго элемента И подключен к одному из входов первого элемента ИЛИ, другие входы которого соединены соответственно с выходами элементов И второй группы, выход первого элемента ИЛИ подключен к входу накопителя, выход которого соединен со вторым входом третьего элемента И и первыми входами элементов И четвертой группы, вторые входы элементов И второй и четвертой групп подключены к единичным выходам триггеров соответственно, выходы элементов И третьей и четвертой групп соединены соответственно с первыми и вторыми вхойами элементов ИЛИ группы, выходы которых являются информационными выходами устройства, второй вход второго и выход третьего элементов И являются соответственно контрольными входами и выходами устройства, выход, первого генератора импульсов соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и установочным входом счетчика, выход которого подключен к входу дешифратора, выходы которого соединены с третьими входами элементов И пятой . группы соответственно, выход второго элемента ИЛИ подключен к нулевым входам триггеров, а второй вход - к выходу г;енератора импульсов и входу элемента задержки, выход которого соединен со счетным входом счетчи5 каС2.

Недостатки известного устройства - невозможность одновременного исключения более одной неисправности, что не обеспечивает достаточную надежность запоминающего устройства, и длительное время исключения неисправности, которое зависит от скорости работы оператора.

5 Цель изобретения -.повышение надежности и быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в запоминающее устройство с резервированием, содержащее накоQ п,ители, входы которых подключены к выходам элементов И первой группы, а выходы - к первым входам элементов И второй группы, первые входы элементов И первой группу подключены

J ко вторым входам элементов И второй группы, выходы которых подключены к первым входам элементов ИЛИ первой группы, выходы элементов ИЛИ первой . группы являются информационными выходами устройства, третью группу элементов И, первые входы которых подключены к соответствующим выходам первого дешифратора, вторые входы к выходу первого элемента И, первый триггер, первый вход которого .подклю5 мен к выходу соответствующего элемента И третьей группы, первый выход к первому входу соответствующего элемента И первой группы, второй выход, первого триггера подключен к

первым входам соответствующих элементов И четвертой и пятой группы, выходы элементов И четвертой группы подключены к входам первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к

5 входу первого резервного накопителя,

выход первого резервного накопителя подключен ко вторым входам элементов И пятой группы, первый генератор импульсов, выход которого подключен

0 к управляющему входу первого счетчика и второму .входу первого триггера, выход первого счетчика .подключен к входу первого дешифратора, и второй генератор импульсов, дополнительно

5 введены третий генератор импульсов, одновибраторы, второй триггер, регистр числа, регистры адреса, элементы И, группы элементов И, элементы или, вторую группу элементов ИЛИ второй счетчик второй дешифратор и второй и третий резервные накопители , причем Вход второго резервного накопи.теля подключен к выходу второго элемента ИЛИ, входы которого подключены к выходам элементов И . шестой, группы, выход второго резервного .накопителя подключен к входам элементов И седьмой группы, выходы которых подключены к третьим входам элементов ИЛИ первой группы, вход третьего резервного накопителя подключен к вь(ходу третьего элемента ИЛИ, входы которого подключены к выходам элементов И восьмой группы, выход третьего резервного накопителя подключен к первым входам элементов И девятой группы, выходы которых подключены к четвертым входам соответствующих элементов ИЛИ первой группы, выходы элементов И десятой группы подключены к первым входам соответствующих элементов И первой группы,и входам одновибраторов, выходь которых подключены к первым входам элементов ИЛИ второй группы, входы элементов И десятой группы подключены к соответствующим выходам регистров адреса, первые входы которых подключены к выходу первого генератора импульсов, вторые входы регистров адреса подключены к выходам элементов И третьей группы, третьи входы которых подключены к соответствующему выходу второго дешифратора, первые входы элемент тов И четвертой группы подключены ко вторым входам элементов И пятой группы и соответствующему выходу регистра адреса, первые входы элементов И шестой группы подключены ко вторым входам элементов И седьмой группы и соответствующему выходу регистра адреса, первые входы элементов И восьмой группы подключены ко BTopbiM входам элементов И девятой группы и соответствующему выходу регистра адреса, вторые входы элементов И первой , четвертой, шестой и восьмой групп подключены к соответствующему выходу регистра числа и четвертому входу соответствующего элемента. И третьей группы, первые входы элементов И.одиннадцатой группы подключены к соответствующим выходам первого дешифратора и первым входам элементов И двенадцатой группы, вторые входы элементов И одиннадцатой группы подключены к выходу второго элемента И, входы которого подключены к соответствующим выходам регистров адреса, третьи входы элементов И одиннадцатой группы подключены к соответствующему выходу второго дешиф.ратора, входы которого подключены к выходам второго счетчика, вторые входы элементов И двенадцатой группы подключены к выходу третьего элемента И, входы которого подключены к соответствующим выходам регистров адреса, третьи входы элементов И двенадцатой группы подключены к соответствующему выходу второго дешифратора, четвертые входы элементов И одиннадцатой и двенадцатой групп подключены к соответствующим выходам регистра числа, одни входы

0 регистра числа подключены к выходам элементов ИЛИ второй группы, вторые входы которых подключены к управляющему входу второго счетчика, выходу первого генератора и первому

5 входу четвертого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу второго триггера, второй вход четвертого элемента ИЛИ подключен к выходу четвертого элемента И, входы которого подключены к соответствующим выходам регистра числа, второй вход второго триггера подключен к ёыходу третьего генератора импульсов, а первый выход - к первому входу пятого элемента И, второй выход

5 второго триггера является управляющим выходом устройства, второй вход пятого элемента И подключен к выходу второго генератора импульсов, а выход пятого элемента И подключен к

Д входу первого счетчика, выход которого подключен к входу второго счетчика, другие входы регистра числа являются информационными входами устройства.

5

На фиг. 1 и 2 изображена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генераторы 1-3 импульсов, регистр U числа, сос0тоящий из триггеров, 5 первый 6 и второй 7 счетчики, дешифраторы 8 и 9, группу элементов ИЛИ 10, триггер 11, элемент ИЛИ 12, элементы И 13 и . , элемент 15 индикации, одновибра5 торы 16, информационные входы 17.1 17.П, линии 18-33 связи, одноразрядные накопители 3 группу элементов ИЛИ 35, первую 36, вторую 37,

:третью 38, Meteepryro 39. пятую 40, шестую , седьмую 2, восьмую 3, девятую А, десятую 5, одиннадцатую 46 и двенадцатую Л7 группы элементов И, триггер 48, регистры 49 адреса, первый 50, второй 51 и третий 52 резервные накопители, элементы ИЛИ 53-55. элементы И 56-58, первый 59, второй 60 и третий 61 элемен ты индикации и информационные выходы 62. 1-62.П.

Информационные входы 17.1-17-п соединень с единичными входами триггеров 5 регистра 4 числа, а информационные выходы 62.1-62.П подключены к выходам группы элементов ИЛИ 35Дешифратор 8 имеет (п+1) выходов (где п - количество одноразрядных накопителей).

Дешифратор 9 имеет m выходов (где tn количество резервных одноразрядных накопителей).

Нулевые выходы триггеров 5 регистра 4 числа соединены.с входами четвертого 13 элемента И, выход которого подключен ко второму входу четвертого 12 элемента ИЛИ.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

После подачи питающих напряжений на ЗУ генератор 1 импульсов вырабатывает сигнал, который устанавливает счетчики 6 и 7, триггеры 5 регистра 4 числа, триггер 48 и регистры 49 адреса в нулевое состояние. При этом элементы И 44-46 блокируются по первым входам (нулевой выход первого дешифратора 8 является свободным), что исключает произвольную установку триггера 48 и регистров 49 адреса в единичное состояние.

Сигналы высокого уровня на нулевых выходах триггера 48 и регистров 49 адреса группы открывают элементы И, а сигналы низкого уровня на единичных выходах этих функциональных узлов закрывают элементы И 3739, 41-43. .

Запись числа в ЗУ без включения резервных одноразрядных накопителей происходит через регистр 4 числа и открытые элементы И Зб, а чтение через открытые элементы И 40 и элементы ИЛИ 35.

Устранение неисправности в одном, двух или трех разрядах ЗУ производится следующим образом.

На информационные входы 17.1-17.п подается код, состоящий из нулевых

и единичных сигналов. Нулевые сигналы кода соответствуют исправным разрядам ЗУ, т.е. накопителей 34, а единичные сигналы - неисправным. Код записывается в регистр 4 числа, в результате чего закрывается элемент И.13. Производится запуск генератора 3 импульсов (например, путем однократного нажатия специальной кнопки). При этом

0 триггер 11 переключается в единичное состояние и открывается элемент И 14, соединяя выход, генератора 2 импульсов со счетным входом счетчика 6. Включается счетчик 6 и начинается последовательный опрос элементов И 44. При этом открывается тот элемент И этой группы, на входах которого происходит совпадение сигналов высокого уровня с единичного

0 выхода, одного из триггеров 5 регистра 4 числа, хранящего первую единицу кода, и с того выхода дешифратора 8, порядковый номер которого (не считая нулевого выхода) совпадает с поряд5 новым номером первого неисправного разряда ЗУ. При этом происходит переключение в единичное состояние триггера 48 или первого триггера одного из регистров 49 адреса, в результате чего закрываются соответствующие элементы И 36 и 40 и открываются соответствующие элементы И 37 и 41..

Кроме того, закрьшается элемент И 5б, блокируя триггер 48 и первые триггеры регистрюв 49 адреса по единичным входам, что исключает установку в единичное состояние других триггеров после переключения в единичное состояние одного из этих триггеров в результате последовательного опроса элементов И 44 счетчиком 6.

Переключение выбранного в результате опроса триггера вызывает форми рование одиночного импульса соответствующим одновибратором 16. Этот импульс через соответствующий элемент ИЛИ 10 поступает.на нулевой вход триггера 5 регистра 4 числа, хранящего первую единицу кода, и переключает этот триггер в нулевое состояние, уменьшая на одну единицу записанный в регистр числа код

Если .в коде, записанном в регистр

4 числа в начальный момент времени, была только одна единица, то после переключения выбранного триггера 5 в нулевое состояние открывается эле9|мент И 13 и переключает триггер 11 в нулевое состояние, в результате чего закрывается элемент И 14 и отключает выход генератора импульсов от счетного входа счетчика 6. Возбуж дение элемента 15 индикации после переключения в нулевое состояние тр гера 11 свидетельствует о том, что включение первого резервного одноразрядного накопителя 50 вместо неисправного одноразрядного накопктеля 3 закончено и. ЗУ готово к работе с устройством - пользователем ЗУ. При этом выключается элемент 59 индикации, а элементы 60 и 61 индикации продолжают находиться в возбу денном состоянии, указывая на то, что в ЗУ еще имеются два ненагружен ные резервные одноразрядные накопители. Если в коде, записанном в регист k числа в начальный момент времени, было две или три единицы, то после коммутации первого резервного накоп теля 50 триггер 11 продолжает находиться в единичном состоянии, в рез льтате чего на счетный вход счетчика 6 продолжают поступать тактовые импульсы с выхода генератора 2 импульсов. После заполнения счетчика происходит установка этого счетчика в нулевое состояние и переключение в единичное состояние младшего разряда счетчика 7- При этом возбуждается второй выход дешифратора 9 и .подготавливаются к опросу элементы И 5. При последовательном опрос этих элементов счетчиком 6 открывае ся тот элемент И 45, на входах кото рого происходит совпадение сигналов высокого уровня с единичного выхода одного из триггеров 5 регистра А чи ла, хранящего первую единицу преобразованного кода, и с того выхода дешифратора 8, порядковый номер которого (не считая нулевого выхода) совпадает с порядковым номером второго неисправного разряда ЗУ. При этом происходит переключение в еди-i ничное состояние второго триггера из регистров k адреса, в результате чего закрываются соответствующие элементы И 36 и АО и открываются соответствующие элементы И 38 и 42. : Кроме того, закрывается элемент И 57, блокируя вторые триггеры регистров 49 адреса группы, по единичным входам, что исключает установку в единичное состояние других триггеров после переключения в еди ничное состояние одного из этих триггеров в результате последовательного опроса элементов И kS счетчиком 6. Переключение выбранного в результате второго опроса триггера одного из регистров kS адреса вызывает формирование одиночного импульса соответствующим одновибратором 16. Этот импульс переключает в нулевое состояние соответствующий триггер 5 регистра 4 числа. При этом уменьшается на единицу код, записанный в регистр числа. . Если в коде, записанном в регистр k числа в начальный момент времени, было две единицы, то происходит отключение выхода генератора 2 импульсов от счетного входа счетчика б1 Выключение элементов индикации 59 и 60 указывает на то, что вместо двух неисправных накопителей 3 включены резервные накопители 50 и 51, а возбуждение элемента 15 индикации свидетельствует о готовности ЗУ к работе с устройством - пользователем ЗУ. Если в коде, записанном в регистр 4 числа в начальный момент времени было три единицы, то после коммутации резервных накопителей 50 и 51 на счетный .вход счетчика 6 продолжают поступать тактовые импульсы с выхода генератора 2 импульсов. После заполнения счетчика 6 происходит установка этого счетчика в нулевое состояние и переключение в последующее состояние счетчика 7. При этом . возбуждается третий выход дешифратора 9 и подготавливаются к опросу элементы И 46. При последовательном опросе этих элементов счетчиком 6 Открывается тот элемент,И 46, на входах которого происходит совпадение сигналов высокого уровня с единичного выхода одного из триггеров 5 регистра 4 числаj хранящего остаточную единицу преобразованного кода, и с того выхода дешифратора 8, порядковый номер которого (не считая нулевого выхода) совпадает с порядковым номером третьего неисправного разряда ЗУ. При этом происходит переключение в единичное состояние третьего триггера одного из регистров 49 адреса, в результате чего закрываются соответствующие 11 элементы И 36 и 40 и открываются со ответствующц.е элементы И 38 и 3Кроме того, закрывается элемент 58, блокируя третьи триггеры регистров 9 адреса по единичным входам что исключает установку в единичное состояние других триггеров после пе реключения в единичное состояние од -jHoro из этих триггеров в результате последовательного опроса элементов И itb счетчиком 6. Переключение выбранного в .резуль тате третьего опроса триггера одног из регистров 49 адреса вызывает фор мирование одиночного импульса соответствующим одновибратором 16. Этот импульс переключает в нулевое состо ние соответствующий триггер 5 реги стра k числа. При этом все триггеры регистра числа находятся в нулевом состоянии, в результате чего открывается элемент И 13 и переключает триггер 11 8 нулевое состояние. При этом закрывается элемент И I и отключает выход генератора 2 импу сов от счетного входа счетчика 6. Возбуждение салемента 15 индикаци указывает на готовность ЗУ к работе устройством-потребителем ЗУ, а выключение элементов индикации указывают на то, что все три резерв ные одноразрядные накопители включе ны в работу. Запись числа в ЗУ с включением резервных одноразрядных накопителей происходит через регистр числа и открытые элементы И 36 в исправные одноразрядные накопители или открытые элементы И и элементы ИЛИ в резервные накопители 50-52 соответственно. Чтение числа из ЗУ с включением резервных накопителей происходит через открытые элементы И «О и элементы ИЛИ 35 из исправных одноразрядных накопителей 3 или через открытые элементы И tl-43 и элементы ИЛИ 35 из резервных накопителей 50-52 соответственно; Предлагаемое устройство имеет повышенную надежность за счет резервирования одного, двух или трех неисправных разрядов путем дистанционной электронной коммутации. При этом обеспечивается возможность резервирования любых неисправных разрядов. Время исключения неисправности, т.е. время включения резервных разрядов вместо отказавших основных разрядов, не зависит от скорости работы оператора и определяется только быстродействием электронных элементов устройства. Формула изобретения Запоминающее устройство с резервированием, содержащее накопители, входы которых подключены к выходам элементов И первой группы, а выходы - к первым входам элементов И второй группы, первые входы элем нтов И первой группы подключены ко вторым входам элементов И второй группы, выходы которых подключены к первым входам элементов ИЛИ первой группы, выходы элементов ИЛИ первой группы являются информационными выходами устройства, третью группу элементов И, первые входы которых подключены к соответствующим выходам первого дешифратора, вторые входы - к выходу первого элемента И, первый триггер, первый вход которого подключен к выходу соответствующего элемента И третьей группы, первый выход - к первому входу соответствующего элемента И первой группы, второй выход первого триггера подключен к первым входам соответствующих элементов И четвертой и пятой групп, выходы элементов И четвертой группы подключены к входам первого элемента ИЛИ, выход которого подключен k входу первого резервного накопителя, выход первого резервного накопителя подключен ко вторым входам элементов И пятой группы, первый генератор импульсов, выход которого подключен к управляющему вховходу первого счетчика и ко второму входу первого триггера, выход первого счетчика подключен к входу первого дешифратора, и второй генератор импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия Устройства, оно содержит третий генератор импульсов, одновибраторы, второй три1- гер, регистр числа, регистры адреса, элементы И, группы элементов И, элементы ИЛИ, вторую группу элементов ИЛИ, второй счетчик, второй дег1 шифратор, и второй и третий резервные накопители, причём вход второго резервного накопителя подключен к

выходу второго элемента ИЛИ, входы которого подключены к выходам элементов И шестой группы, выход второго резервного накопителя подключен к первым входам элементов И седьмой группы, выходы которых подключены к треть.им входам элементов ИЛИ первой группы, вход третьего резервного, накопителя подключен к выходу третьего элемента ИЛИ, входы которого подключень к выходам элементов И восьмой, группы, выход третьего резервного накопителя подключен к первым входам элементов И девятой группы, выходы которых подключены к четвертым входам соответствующих элементов ИЛИ первой группы, выходы элементов И десятой группы подключены к первым входам соответствующих элементов И первой группы и входам одновибраторов, выходы которых подключены к первым входам элементов ИЛИ второй группы, входы элементов И десятой группы подключены к соответствующим выходам регистров адреса, первые входы которых подключены к выходу первого гене)атора импульсов, вторые входы регистров адреса подключены к выходам элементов И третьей группы, третьи входы которых подключены к соответствующему выходу второго дешифратора, первые входы элементов И четвертой группы подключены ко вторым входам элементов И пятой группы и соответствующему выходу регистра адреса, первые входы элементов И шестой группы подключены ко вторым входам элементов И седьмой группы и соответствующему выхо.ду регистра адреса, первые входы элементов И восьмой группы подключены ко вторым входам элементов И девятой .группы- и соответствующему выходу регистра адреса, вторые входы элементов И первой, четвертой, шестой и восьмой групп подключены к соответствующему выходу регистра числа и четвертому входу соответствующего элемента И третьей группы, первые входы элементов И одиннадцатой группы подключены к соответствующим выходам первого дешифратора и первым входам элементов И

двенадцатой группы, вторые входы элементов И одиннадцатой группы подключены к выходу второго элемента И, входы которого подключены к соответствующим выходам регистров адреса, третьи входы элементов И одиннадцатой группы подключены к соответствующему выходу второго дешифратора, входы которого подключены к выходам второго счетчика, вторые входы элементов И двенадцатой группы подключены к выходу третьего элемента И, входы которого подключены к соответствующим выходам регистров адреса , третьи входы элементов И двенадцатой группы подключены к соответствующему выходу второго дешифратора , четвертые входы элементов И одиннадцатой и двенадцатой -групп подключены к соответствующим выходам регистра числа, одни входы регистра числа подключены к выходам элементов ИЛИ второй группы, вторые входы которых подключены к управляющему входу вто рого счетчика, выходу первого генератора и первому входу четвертого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу второго триггера, второй вход четвертого элемента ИЛИ подключен к выходу четвертого элемента И, входы которого подключены к соответствующим выходам регистра числа, второй вход второго триггера подключен к выходу третьего генератора импульсов, а первый выход - к первому входу пятого элемента И, второй выход второго триггера является управляющим выходом устройства, второй вход пятого элемента И подключен к выходу второго генератора импульсов, а выход пятого элемента И подключен к входу первого счетчика, выход которого подключен к входу второго счетчика, другие входы регистра числа являются информационными входами устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

кл. G 11 С П/ОО, 1979 (прототип).

iS.

a го2i 12гзmг5Z6 27n29 0з

J2. 35.

3

36

w

3J

Й -Я.г

т

Ш

Ш

5i

52./7