Магнитное оперативное запоминающее устройство Советский патент 1982 года по МПК G11C11/63 

(54) МАГНИТНОЕ ОПЕРАТИВНОЕ ЗАПОМИНЙЮЩЕЕ Изобретение относится к эапоминакицим устройствам и может быть исполь зовано в многопроцессорных вычислительных системах с общим оперативным запоминающим устройством. Известно запоминающее устройство, содержащее регистры адреса,подключен ные через соответствующие дешифраторы и формирователи адреснозх) тока к координатным обмоткам накопителя, разрядные обмотки которого через уси лители воспроизведения и коммутатор усилителей подключены к входам регистра слова, а через разрядные формирователи - к выходам регистра слова, логический узел, подключенный своими входами к регистрам адреса, а выходами к коммутатору усилителей, узел числа одновременно обрабатываемых слов. Устройство позволяет, используя накопитель большой разрядности, вести обмен с устройством-потребителем словами меньшей разрядности. При это увеличивается эффективность использо вания устройства 1. Однако при обмене словами любой разрядности запоминающее устройство Обрабатывает целиком всё слово накопителя . Кроме того, нёвoз южнo изУСТРОЙСТВОменение разрядности запоминающего устройства в процессе эксплуатации. Наиболее близким по технической Сущности к предлагаемому является магнитное оперативное запоминающее устройство, содержащее регистр адреса, выходы которого через координатный .дешифратор и формирователи адресного тока соединены с накопителем, блок перезаписи, блок выбора усилителей, регистр слова, выходы которого через коммутаторы усилителей подключены к выходам усилителей,.разрядные формирователи, блок выбора коор.динатных формирователей, блок выбора разрядных формирователей, дополнительные коммутаторы усилителей и дополнительный регистр слова, входы которого соединены с выходами дополнительных коммутаторов усилителей, входы которых подключены к соответствующим выходам блока выбора усилителей и входом блока выбора разрядных формирователей, выходы которых соединены с входами разрядных формирователей, причем входы блоков выбора координатных формирователей :11Одключены к соответствующим выхоss M регистра адреса и блока перезаписи, а выходы ;оедийены с входами коорлинатНых формирователей. В такте чтения данное устройство получает кроме адреса слова число одновременно читаемых слов. Блок выбора координатных формирователей на основании данного адреса и числа выбирает нужное количество формирователей. В результате этого будут поданы адресные токи по одной координатной odjviOTKe у и по нескольким координатным обмоткам х,которые выберу в каждом разряде сразу несколько рядом расположенных сердечников.Сигнал с данных сердечников через усилители и коммутаторы усилителей будут занес ны в соответствующие регистры, т.е. будет считано не одно, а, сразу несколько слов, число которых можно менять „ В такте записи подается обратный TOf по выбранной координатной обмотке у и разрядные токи записи по соот ветствующим выбранным разрядным обмоткам, т.е. одновременно будет записано в накопитель заданное число рядом расположенных слов. Данное уст ройство можно подключить к одному устройству-потребителю. При увеличении числа устройств-потребителей, например, до двух, необходимо уменьшать частоту обращения к запоминающему устройству для каждого устройства-потребителя в два раза, так как одновременн1-ч1й прием и выполнение команд от каждого устройства-потребите ля данное устройство-прототип не может обеспечить 2. Недостатками этого устройства являются невысокое быстродействие и узкая область применения устройства из-за невозможности выполнения в одном такте одновременно двух команд, в частности, двух разнотипных команд Цель изобретения - повышение быст родействия и расширение области применения устройства за счет обеспечеНИН выполнения в одном такте одновременно двух разнотипных команд. Поставленная цель достигается тем что в магнитное оперативное запоминающее устройство, содержащее первый адресный блок, первый блок местного управления, формирователи токов считывания до координате х, формирователи токов считывания по координате у, формирователи токов записи, формирователи разрядных токов, усилители считывания, блоки выбора формирователей разрядных токов, коммутаторы, регистры числа и накопитель входы которого подключены соответственно к выходам формирователей то ков считывания по координатам X и 3 формирователей токоз записи и формирователей разрядных токов, а выходы к входам усилителей считывания, вход формирователей разрядных токов соединены с выходами первого коммутатора, входы которого подключены к выходам блоко.в выбора формирователей разрядных токов, первые входы которых соединены с выходами регистров числа, одни из входов которых подключе-, ны к выходам второго и третьего коммутаторов, первые входы последних соединены с выходами усилителей считывания, вторые входы второго коммуfTaTopa и первого блока выбора формирователей разрядных токов подключены к одному из выходов первого адресного блока, управляющие входы которого и первого регистра числа, а также один из управляющих входов первого коммутатора подключены к из выходов первого блока местного управления,- введены четвертый, пятый и шестой коммутаторы, второй адресный блок, второй блок местного управления, аналогичный Первому блоку местного управления, и блок приоритета, причем, выходы четвертого, пятого и шестого коммутаторов соединены соответственно со входами формирователей токов считывания по координатам х и .у и входами формирователей токов записи, один из выходов второго адресного блока подключен к вторым входам второго блока выбора формирователей разрядных токов и третьего коммутатора, управляющие входы второго адресного блока и второго регистра числа и другой управляющий вход первого коммутатора подключены к одним из выходов второго блока местного управления, управляющие входы четвертого, пятого и шестого коммутаторов и блока приоритета соединены с другими выходами блоков местного управления, другие выходы адресных блоков подключены к входам четвертого, пятого и шестого коммутаторов и входам блока приоритета, выходы которого соединены с входами блоков местного управления. Блок приоритета содержит схемы сравнения, элемент НЕ, элемент ИЛИ, элементы И и генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу первой схемы сравнения и входу элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом второй схемы сравнения, входы элемента ИЛИ подключены соответственно к выходам, третьей, четвертой и пятой схем сравнения, а выход соединен с первыми входами элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с вторыми входами первой и второй схем сравнения, входы третьей, четвертой и пятой схем сравнения и вторые входы первой и второй схем сравнения являются входами блока, выходами которого являются выходы элементов И, первой и второй схем сравнения, генератора импульсов и элемента НЕ.

На фиг. 1 изображена структурная схема магнитного огГеративного- запоминающего устройства; на фиг. 2 структурная схема блока приоритета; на фиг. 3 - электрическая схема накопитеЛя.

Магнитное оперативное запоминающее устройство (фиг. 1) содержит первый 1 и второй 2 адресные блоки, первый 3 и второй 4 блоки местного управления. Блок 1 содержит первый регистр 5 адреса по координате х, первый регистр 6 гщреса по координа(ге у, первый дешифратор 7 адреса по координате х, первый дешифратор 8 адреса по координате у и блок 9 выбора усилителей считывания.

Устройство также содержит формирователи 10 токов считывания по координате у, формирователи 11 токов записи, формирователи 12 разрядных , токов, первый коммутатор 13, первый 14 и второй 15 блоки выбора формирователей разрядных токов, усилители 16 считывания, формирователи 17 токов считывания по координате х, второй 18 и третий 19 коммутаторы, первый 20 и второй 21 регистры числа, накопитель 22. Блок 2 содержит второй регистр 23 адреса пб координате X, второй регистр 24 адреса по координате у, второй дешифратор 25 адреса по координате у, второй дешифратор 26 адреса по координате х, блок 27 выбора усилителей считывания, чётвертый 28, пятый 29 коммутаторы, шестой коммутатор 30, имеющийвход 31, и блок 32 приоритета.

Устройство имеет входы.33 и 34, выходы 35-37, входы 38-40, выход 41. Блок 32 имеет выходы 42 и 43. Блок 32 содержит (фиг. 2) первую 44, вторую 45, третью 46, четвертую 47 и пятую 48 схемы сравнения, элемент НЕ 49, элемент ИЛИ 50, элементы И.51 к 52f генератор 53 импульсов. Накопитель 22 (фиг. 3) содержит двухсторонние матрицы 54, по одной на разряд. Сердечники 55 и 56 в каждой из сторон матриц ориентированы соосно и развернуты на 90. Сердечники накопителя 22 пронизывают S координатных обмоток 57 по координате х, с помощью которых накопитель 22 подключен к выходам формирователей 9 6 координатных обмоток 58 по координате у, с помощью которых накопитель 22 подключен к выходам формирователей 10 и 11 и по С. в каждом разряде разрядных обмоток 59, которые могут выполняться как совмещенными, как изображено на фиг. 3, так и раздельными для сигналов чтения и для сигналов записи. Разрядные обмотки 59 с.помощью сйязей 60 подключены к входам усилителей 16, а t: помощью связей 61 к выходам формирователей 12, Выбранные в накопителе обмотки (62- /

66) и выбранные сердечники (67-72) изображены утолщенными линиями.

Устройство работает следующим образом.

Входы блоков 1 и 3 и выходы 35 и 5 36 устройства подключаются к первому устройству-потребителю, входы блоков 2 и 4 и выходы 37 и 41 - к второму устройству-потребителю.

10 Генератор 53 вырабатывает импу |Ьсы, длительность которых, равна одному такту работы устройства. Длительность паузы между импульсами равна одному такту работы устройства. Данные импульсы по выходу 42 блока 32 через блок 3 и далее по Ьыходу 35 устройства выдаются в первое устройство-потребитель. Отсутствие на выходе 35 сигнала свидетельствует, например, о разрешении уст.ройству-потребителю выдавать команду , Считать , а наличие на выходе 35 сигнала - команду ,Записать,Кроме этого, через эле 1ент НЕ 49 данные импульсы по выходу 43 блока 32 через блок 4 и далее по выходу 41 выдаются во второе устройство-потребитель. Второе, устройство-потребитель принимает инверсные сигналы генератора 53, В результате этого, если, например, первое устройство-потребитель получает разрешение выдать команду Считать , то второе устройство-потребитель в это время получает разрешение выдавать команду Записать,

5 По входам блока 1 устройство получает код адреса слова в накопителе, например, слова, разряды которого составляют сердечники, аналогичные сердечнику 70, а по входу блока 3,

0 например, команду Считать и сигнал обращения от первого устройства-потребителя. По входам 38 и 39 устройство получает код адреса ело-. ва в накопителе, например, слова,

5 разряды которого составляют сердечник 1, аналогичные сердечнику 69, по входу 34 - слово для записи в накопи|тель 22, по входу 40 - команду За.писать и сигнал обращения от втоQ рого устройства-потребителя. На основании данных команд блок 3 выдает в блок 32 единичный уровень, указывающий о приеме блоком команды Записать. Данные уровни поступают

е соответственно на вторые входы схем 44 и 45. На первый вход схемы 44 в это время поступает нулевой уровень сигнала от генератора 53 (отсутствие сигнала). Схема 44 выдает нулевой уровень--сигнала, указывающий о нес0равнении поступающих на его входы сигналов,т.е. об отсутствии нарушения в выдаче команды первЕви устройством-потребителем. На первый вход схемы 45 в это время с элемента

5 НЕ 49 поступает высокий уровень. Скема 45 также выдает нулевой уровен сигнала, указывающий о несравнении поступивимх на его входы сигналов, т.е, об отсутствии нарушения в выдаче команды вторым устройством-потребителем. На основании данных нулевых уровней сигналов, поступивших соответственно по выходам 42 и 43, блоки 3 и 4 организуют занесение адре. сов в соответствующие регистры 5,6 и 23,24 и слово для записи в регистр 21, Далее подключаются к работе дешифраторы. 7,8,26,25 и блоки 9 и 27, которые определяют номера разрядных обмоток и затем дешифрируют данные номера. Одновременно коды адресов х с регистров 5 и 23, коды адресов.у с регистров б и 2.4 и коды номеров разрядных обмоток с блоков 9 и 27 поступают в блок 32/ где они проверяются соответственно на равенство с -ПОМОЩЬЮ схем 46-48. Для разрешения дальнейшей работы эти схемы должны определить отсутствие равенства кодо поступивших на их входы. Нулевые уро ни сигналов с их выходов через элемент ИЛИ 50 и далее через элементы И 51 и 52, соответственно, по выходам 42 и 43 блока 32 поступают .в блоки 3 и 4, которые формируют сигналы синхронизации работы всего устройства. Блок 3 с помощью коммутатора 28 по результату работы дешифратора 7 вклю чает формирователь.17, который формирует импульс, полутока по обмотке 62. Направление данного полутока изо ражено на фиг. 3 стрелками вдоль обмотки, с помощью коммутатора 29 (по результату работы дешифратора 8) бло 3 включает формирователь 10,,который формирует импульс полутока по обмотке 64. Напряжение данного полутока также изображено на фиг. 3.стрелками вдоль обмотки.. В результате прохождения данных полутоков в каждом разряде будут выбраны сердечники, аналогичные сердечнику 70. С помощью ког мутатбра 18 по результату работы блока 9 к регистру 20 будут пЬдключеныусилители 16 считывания, связан ные с разрядными обмотками 65. Считанные сигналы с выбранных сердечников по данным разрядным обМоткам поступают на входы подключенных усилителей считывания и далее после уси-. л.ения через коммутатор -18 заносятся в регистр 20. Данное считанное слово по выходу 36 с этого момента будет доступно первому устройству-потребителю. Одновременно с работой блока 3 ра ботает и блок 4. С помощью коммутатора 30 по результату работы дешифратора 25 выбирается формирователь 11, который формирует импульс полуто ка по обмотке 63. Направление данног полутока также изображено на фиг. 3 стрелками вдоль обмо.тки. Одновремёное появление данного, п-олутока с описанными ранее полутоками не приводит к ненужному перемагничиванию сердечников. СердечникиВО всех разрядах, аналогичные сердечнику 71 под влиянием полутока в обмотке 63 формирует в выбранных разрядных обмотках 65. помехи полувозбуждения. Сердечники .во всех разрядах, аналогичные сердечнику 72 не перемагничиваются, так как полутоки протекающие по пронизывающим данные сердечники обмоткам 63 и 64, имеют противополояшое направление.:Помехи полувозбуждения от данных сердечников не влияют на результат чтения,.так как разрядные обмотки, на которых находятся дан.ные сердечники, подключены к выбранным усилителям 16. С помощью коммутатора 13 выбирают разрядные фррмирователи 12, выходы которых , подключены к разрядным обмоткам 66. Данные разрядные формирователи выбираются с помощью блока 15 по результату работы блока 27. При этом включение выбранного разрядного формирователя или не включение зависит от состояния соответству1бщего ему разряда регистра 21. При записи О в один из сердечников, аналогичных сердечнику 69, не формируется импульс полутока в разрядной обмотке, пронизывающей данный, сердечник. В этом случае все сердечники данного разряда не подвергаются изменению, а данный сердечник остается в исходном нулевом состоянии. Магнитное оперативное запоминающее устройство, как обычно,.требует перед записью информации предварительного стирания ранее записанной ин ормации. Поэтому считается, что перед выдачей команЗаписать второе устройствопотребитель выдает команду Считать . При записи 1 разрядной обмотке выбранный формирователь 12 формиру,ет полуток записи 1. Направление данных полутоков по обмоткам 66 изображено на фиг. 3 стрелками вдоль обмотки. В результате прохождения данных полутокоБ и полутока в обмотке 63 сердечники, аналогичные сердечнику 69, перемагничены В: состояние хранения 1, так как направление полутоков в обмотках, пронизывающих сов- . местно данные середечники, совпадает. Кроме этого,, сердечники во всех разрядах, аналогичные сердечнику 67, подвергнуты также влиянию двух полутоков, протекающих по обмоткам 66 и 64. Однако, полутоки в данных обмотках имеют противоположное направление и поэтому не влияют на состояние данных сердечников. Остальные сердечники, принадлежащие разрядным обмоткам 66, подвергнуты влиянию только одного полутока, который не в состоянии изменить состояние середечников Предлагаемое устройство за один такт считывает информацию для первого устройства-потребителя и записывает заданное вторым устройствомпотребителем слово, т.е. выполняет одновременно две разнотипных команды В следующем такте в первое устрой ство-потребитель выдается по выходу 35 разрешение на выдачу команды За писать , а во второе устройствопотребитель по выходу 41 - разрешени на выдачу команды Считать. Прием и выполнение данных команд устройство осуществляет аналогичным образом. Так работает устройство в обычных неконфликтных ситуациях. Устройство в состоянии различать следующие конфликтные ситуации: одно или оба устройства-потребители выдали не разрешенные в данном такте команды и оба устройства-потребители выдали адреса слов, сердечники которых расположены на одних и тех же обмотках. Обе одинаковые команды, например Считать, не могут быть выполнены,, так как при подаче полутоков чтения разрушается информация в соответству ющих сердечниках. Тоже йожно отметить и при выдаче двух команд Записать, когда кроме записи информа ции в нужные сердечники, происходит запись 1 в сердечники, не относящиеся к заданным словам. Не могут быть выполнены две разнотипные команды, если сердечники двух заданных слов расположены на одной и той же обмотке. Если с сердечника 70 считывается информация, то в сердечник 67 не может быть записана информация, так ка действие разрядного полутока записи полностью компенсируется полутоком чтения по обмотке 64. Если с сердечника 70 считывается информация, то в сердечнике 68 невозможно записать ин формацию, так как в обмотке 62 необходимо кроме полутока чтения подать полуток записи, который имеет противоположное направление. Если в сердечник 71 записывается информация, то с сердечника 7-0 невозможно считать информацию, так йак действие . разрядного полутока записи 1 компенсирует действие одного из полутоков чтения. Организацию данных запретов осуществляет блок 32, который в случае конфликта- предоставляет приоритет одной из команд или одному из устройств потребителей. Изображенный на фиг.2 блок 32 предоставляет приоритет команде Записать .Обычно в магнитных оперативных запоминающих устройствах командыСчитатьиЗаписатьвыпол няются последовательно парами.Исходя из этого и дан приоритет команде Записать , которая является про- , должение,м начатого цикла обращения к устройству. Если устройство получило две одинаковые команды, то одна из схем 44 или 45 вьадает единичный уровень сигнала, который говорит о том, что устройство-потребитель выдало неверную команду. Данный сигнал по соответствующему выходу 42 или 43 блока 32 поступает в соответствующий блок 3 или 4 и далее по одному из выходов 35 или 41 в устройство-потребитель, нарушевшее разрешение на выдачу той или иной команды, блок 3 или 4, получивший данный сигнал, блокирует прием сбойной команды и не выполни- ет ее ЕсЛи устройство получило от двух устройств-потребителей коды адресов, которым соответствуют одни и те же обмотки по координате х, или обмотки по координат-е у, или разрядные обмотки, то одна из схем 46-48 или несколько одновременно выдадут единичный уровень сигнала, который через элемент ИЛИ 50 поступает на один из входов элементов И 51 и 52. Один из данных элементов, на другой вход которого поступает положительный уровень, указывающий о приеме команды Считать, выдает единичный уровень сигнала по соответствующем выходу 42 или 43. Затем в аналогичной последовательности данный сигнал поступает в один из блоков 3 или 4 и по из выходов 35 или 41 в устройство-потребитель, выдавшее команду Считать. Выполнение команды Считать соответствующим блоком 3 или 4 будет прекращено. Устройствопотребитель в обоих случаях по данным сигналам должно прекратить выдачу данной команды и повторить при необходимости выдачу в последующих Тактах. Если первый случай (одновременная выдача однотипных команд) является сбойной ситуацией и при правильной работе устройств-потребителей не должен возникать, то второй случай (запрет обращения по заданному уст- . ройством-потребителем коду адреса) ожет встречаться. Технико-экономическое преимущество предлагаемого устройства перед прототипом заключается в повышение быстроействия и расширен ия области применения устройства за счет выполнения в одном такте двух разнотипных команд. Использование устройства.в двухроцессорных вычислительных системах озволяет повысить производительность оследних. Формула изобретения 1. Магнитное оперативное запомиающее устройство, содержащее первый

адресный блок, первый блок местного управления, формирователи токов считывания по координате х , формирователи токов считывания по координате у, формирователи токов записи, формирователи разрядных токов, усилители считывания, блоки выбора формирователей разрядных токов, коммутаторы, регистры числа и накопитель, входы которого подключены соответственно к выходам формирова.телей токов считывания по координатам х и у, формирователей токов записи и формирователей разрядных токов, а выходы к входам усилителей c |:итывaния, входы формирователей разрядных токов соединены с выходами первого коммутат;ора, входы которого подключены к выходам блоков выбора формирователей разрядных токов, первые входы которых соединены с выходами регистров числа, одни из входов которых подключены к выходам второго и третьего коммутаторов , первые входы последних соединены с выходами усилителей считывания , вторые входы второго коммутатора и первого блока выбора формирователей разрядных токов подключены к одному из выходов первого адресного блока, управляющие входы которого и первого регистра числа, а также один из управляющих входов первого коммутатора подключены к одним из выходов первого блока местного управления, отличающее ся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены четвертый, пятьй и шестой коммутаторы, второй адресный блок, второй блок местного управления, аналогичный первому блоку местного управления, и блок приоритета, причем выходы четвертого, пятого и шестого коммутаторов соединены соответственно с входами формирователей токов считывания по координатам X и у и входами формирователей токов записи, один из выходов

второго адресного блока подключен к вторым входам второго блока выбора формирователей разрядных,токов и третьего коммутатора, управляющие входы второго адресного блока и второго регистра числа и другой управ- , ляющий вход первого коммутатора подключены к одним из выходов второго блока местного управления, управляющие входы четвертого, пятого и

0 шестого коммутаторов и блока приоритета соединены с другими выходами блоков местного управления, другие выходы Адресных блоков подключены к входам четвертого, пятого и шестого

5 коммутаторов и входам блока приоритета, выходы которого соединены с входами блоков местного управления. 2, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок приоритета содержит схемы сравнения, элемент НЕ, элемент ИЛИ, элементы И и генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу первой схемы сравнения и входу элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом второй схемы сравнения,входы элемента ИЛИ подключены соответственно к выходам третьей,четвертой и пятой схем сравнения,а соединен с первыми входами элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с вторыми входами первой и второй схем сравнения, входы третьей, четвертой и. пятой схем сравнения и вторые входы первой и второй схем сравнения являются входами блока, выходами которого являются выходы элементов И, первой и второй схем сравнения, генератора импульсов и элемента НЕ.

Источники информа ции,.

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 526019, кл. G 11 С 11/00, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР № 647742, кл. G 11 С 11/00, 1976

5 (прототип).

J7

вз

.-II