Полупостоянное запоминающее устройство

совокупность шин от первой группы разрядов кода адреса, подключен ко входу первого дешифратора 2, а другой выход (совокупность шин от второй группы разрядов кода адреса) - ко входу второго дешифратора 3.Выходы дешифратора 2 подключены к первым (управляющим)входам первых элементов И 4, выходы которых соединены со входами накопителя 5. Вторие входы элементов И 4 подключецы к соединенным между собой выходам ключей записи 6 и ключа стирания и считывания 7. Вход 8 ключа записи 6 предназначен для подачи служебного сигнала "Запись"; входы 9 и 10, соответственно, служат для подачи служебных сигналов Стирание" и Считывание".Выходы второго дешифратора 3 подключены к первым входам вторых элементов И 11, вторые входы которых соединены со входом 8, Выходы элементов И 11 подключены к первым входам элементов ИЛИ 12, вторые входы которых подключены ко, входу ключа стирания и считывания 7, Выходы элементов ИЛИ,12 соединены с первыми входами выходных ключей 13, вторые входы которых подключены к выходам накопителя 25 5, Выходы 14 ключей 13 служат для выдачи сигналов считывания, В накопителе 5 условно показан запоминающий элемент, состоящий иэ последовательно соедипенного бистабильного переключателя 15 и полупро- ЗО водникового диода 16, Элемент ИЛИ 17 подключен ко входу ключа стирания и считывания 7 и ко входам элементов ИЛИ 12.Предлагаемое ППЗУ работает в трех режимах: записи, стирания и считывания, В 35 режиме записи во входной регистр 1 поочервано заносятся коды адреса тех ячеек на- копителя 5, в которые требуется записать информацию, Первая группа разрядов кода . определяет номер строки, а вторая - но Р мер столбца накопителя 5, При поступлении иа вход дешифратора 2 первой группы разрядов иа управляющий вход элемента И 4, выход которого подключен к требуемой строке накопителя 5, подается разрешающий 45 сигнал, Вторая группа разрядов кода адреса йоступает на вход второго дешифратора 3, разрешающий сигнал при этом подается на вход элемента И 11, соответствующего требуемому столбцу накопителя 5. После занесе нив во входной регистр 1 очередного кода адреса на вход 8 подается :сигнал фЗаписьф,который. поступает на вход ключа записи 6 и на вторые входы всех элементов И 11, При, этом на выходе ключа записи 6 формируется импульс напряжения для записи информации, Импульс записи поступает на вторые входы всех элементов И 4 но на соответствующую строку накоВОО пителя 5 через элемент И 4 импульс записи поступает только в том случае, если напервом входе элемента И 4 имеется разрешающий сигнал от дешифратора 2. Совпадение служебного сигнала .Записьф с разре-.шающим сигналом от дешифратора 3 на входе одного иэ элементов И 1 1 приводит кпередаче с его выхода через соответствующий элемент ИЛИ 12 разрешающего сигналана вход соответствующего выходного ключа13, Этот ключ открывается, и для запоминающего элемента, включенного между соответствующим столбцом и выбранной строкой,электрическая цепь записи оказываетсязамкнутой, Все другие выходные ключи 13 остаются закрытыми, иэ-эа чего для остальных зацоминающих элементов выбранной строки накопителя 5 электрическая цепь записи оказывается разомкнутой,Таким образом, в течение импульса записи в заданное состояние переключаетсятолько один запоминающий элемент, адрескоторого занесен во входной регистр 1,После окончания импульса записи бывшие открытыми элементы 4, 11, 12 и ключ13 закрываются, и устройство оказываетсяготовым к приему очередного кода адресаи записи следующего бита информации либок переходу в другой режим работы, В отличие от режима записи в остальных двухрежимах стирание и считывание производятсяне отдельными битами, а целыми "словами",разрядность которых определяется количествомм столбцов накопителя, вынолняющих вданном случае функции разрядных шин ( астроки-функции числовых шин), Для этогово входной регистр 1 заносится код адресастираемого (или считываемого) слова, определяющий номер строки (числовой шины)накопителя 5, в которую это слово записано, Код адреса заносится в первую группуразрядов регистра 1 и, поступая с них надешифратор 2, приводит к появлению разрешающего сигнала на первом (управляющем) входе соответствующего элемента И4, Вторая группа разрядов регистра 1 врежиме стирания и считывания остаетсянезадействованной, а дешифратор 3 заблокирован элементами И 11, открываемымитолько в режиме записи, После подав кодаадреса в регистр 1 на вход 9 подаетсяслужебный сигнал фСтираниеф (а при считывании - на вход 10 служебный сигнал"Считыванием), Этот сигнал, поступая навторые входы элементов ИЛИ 12, приводитк появлению разрешающих сигналов на первых (управляющих) входах всех выходныхключей 13, благодаря чему все они открываются, Одновременно служебный сигнал фСтирание ("Считыванием) поступает на входключа стирания и считывания 7, в.результа 6112511те чего на выходе этого ключа формируетсяимпульс напряжения (или тока), требуемогодля стирания (считывания) информации, Этотимпульс поступает на вторые входы всехэлементов И 4, но пропускается на соответст вующую строку накопителя 5 только тем изних, на первый вход которого подан разрешающий сигнал от цешифратора 2. Посколькувсе выходные ключи 13 открыты, цепь стирания (считывания) оказывается замкнутойОодновременно для всех запоминающих элементов накопителя 5, подключенных к выбранной строке, Благодаря этому в режиместирания все они переключаются в исходноесостояние, В режиме считывания длительность 15(или амплитуда, или то и другое вместе) служебного сигнала "Считывание" выбираетсягораздо меньше, чем у служебного сигналаСтирание. Соответственно меньше (по длительности и/или амплитуде) также и импульс, 20формируемый на выходе ключа стирания исчитывания 7 и поступающий на выбраннуюстроку накопителя 5, Энергии этого импульсанедостаточно для переключения запоминающих элементов накопителя в исходное состояние. Поэтому при считывании стирания записанной информации не происходит, Но величина тока, протекающего через каждыйзапоминающий элемент на второй вход соответствующего выходного ключа 13, зависитот того, в каком состоянии этот запоминающий элемент находится, И в зависимости отэтого на выходах 14 ключей 13 формируются сигналы считывания нуля или единицы.После окончания служебного сигнала Считыва ние" ("Стиранием) открытый элемент И 4,элементы ИЛИ 12 и выходные ключи 13 закрываются, и устройство оказывается готовым к считыванию (стиранию) следующегослова либо к переходу в режим записи,Допустим, что накопитель 5 представляетсобой матрицу, образуемую двумя изолированными, но пересекающимися между собойсистемами проводящих шин (строк и столбцов), в каждое перекрестие которой включены последовательно соединенные бистабильньй переключатель 15 и диод 16, Бистабильный переключатель представляет собой полупроводниковый элемент, способный под воздействием соответствующих электрических импульсов50изменять свое сопротивление на несколькопорядков и надежно сохранять любое издвух состояний в течение длительного времени, в том числе и при отключенном пи 55танин, Такие бистабильные переключателиизготавливаются, например, нз полупроводниковых материалов, в которых возможнымногократные фазовые превращения из аморфного состояния в кристаллическое и обратно,В исходном непроводящем состоянии такой 6бистабильный переключатель имеет большоесопротивление (порядка 1-10 МОм), Привоздействии импульса напряжения с амплитудой больше определенной кристаллическойвеличины (обычно 15-25 В) в нем происхо,дит электрический пробой с формированием,результате чего бистабильный переключательпереходит в проводящее состояние с сопротивлением порядка 1 кОм, в котором можетстабильно оставаться неопределенное времяЭтот процесс и называется в данном случае фЗапись информации, Для перевода бистабильного переключателя обратно в непроводящее состояние (фСтирание информации"),через него необходимо пропустить импульстока большой величины (обычно 10-100 мА)достаточной для расплавления кристаллического проводящего канала, материал которогов результате быстрого остывания опять,возвращается в непроводящее аморфное состояние,При использовании такого накопителя ключзаписи 6 может быть выполнен, например,на основе одного И -р-,и -транзистора(на чертеже непоказан), база которогоподключена ко входу 8, а коллектор - кисточнику напряжения записи (20-30 В),и подсоединенного к его эмиттеру резистора, необходимого для ограничения тока, после переключения бистабильного переключателя в проводящее состояние, Второй конец этого резистора и будет выхоцом ключазаписи 6, Дла реализации ключа стиранияи считывания 7 необходим, , например,более мощный и -р- И транзистор, коллектор которого подключается к источникунапряжения стирания и считывания, эмиттер - к выходу ключа записи 6, а база - квыхоцу элемента ИЛИ 17, выполненного надиодной сборке, Элементы 4 могут, например, представлять собой аналогичные й -р 1 М -транзисторы, базы которых подключенык соответствующим выходам дешифратора2, эмиттеры - к соответствующим строкамнакопителя 5, а все коллекторы - к общемувыходу ключей 6 и 7, Выходные ключи13 могут быть выполнены также иа основе-р- И -транзисторов по схеме эмиттерногоповторителя, в котором коллектор подключен к соответствующему столбцу накопителя5, база - к выходу соответствующего элемента ИЛИ 12, а общая точка эмиттера инагрузочного резистора - к выходу 14, Считывание в этом случае должно производитьсякороткими импульсами (порядка 01-1,0 мк/с)с длительность, намного меньшей, чем требуется для стирания информации (обычно1-10 м/с), При построении ППЗУ потенциального типа, где возможна большая дли61 1251 Составитель Б, ВакарРедактор Л, Тюрина Техред Н. Бабурка Корректор В, Сердюк 42 Тираж 717 ПодписноеИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий113035,.Москва, Ж, Раушская набд, 4/ каз 316 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4,тельность считывающего импульса, его амплитуда должна быть в несколько раз меньше требуемой для стирания информации, Соответственно необходимо увеличить номинал нагрузочных резисторов, входящих в состав выходных ключей 13, В режимах стирания и записи выходы 14 этих ключей необходимо заземлять,В предлагаемом ППЗУ для осуществления электрической перезаписи информации требуются сравнительно небольшие аппаратурные затраты, Простота схемы и минимальное количество дополнительных соединений обеспечивают высокую надежноси функционирования устройства, 15 Формула изобретения Полупостоянное запоминающее устройст щ во, содержащее накопитель матричного типа, входы которого подключены к выходам первых элементов И, одни из входов которых соединвны с выходами первого дешифратора, вход которого подключен к одному из вы- р 5 ходов входного регистра, другой выход которого соединен со входом второго дещнфратора, выходы второго дешифратора подключены к первым входам вторых элементов И, выходы которых подключены к первым входам элементов ИЛИ, а выходы элементов ИЛИ соединены с первыми входами выходных ключей, вторые входы которых подключены к выходам накопителя, о т - л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно содержит ключ записи и ключ стирания и считывания, выход которого подключен к выходу ключа записи и ко вторым входам первых элементов И, вход ключа записи.подключен ко вторым входам вторых элементов И, вход ключа стирания и считывания соединен со вторыми входами элементов ИЛИ,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Авторское свидетельство СССР483713, к.л, (у 11 С 17/ОО, 1973,2, Старос Ф, Г. и Крайэмер Л, П, Полупроводниковые интегральные запоминающие устройства. ЛфЭнергия", 1973.