Устройство записи и считывания информации для динамического накопителя на однотранзисторных запоминающих элементах

В известных устройствах усилителисцитывания должны находиться в активном состоянии не только в режимах считывания и регенерации, когда используется их высокая чувствительность, но и в режиме записи, в котором данные усилители используются лишь в качестве элементов передачи 55 ресами дешифратором строк, Хранящиеся в емкостях запоминающих элементов, информационные заряды создают на со - ответствующих числовых шинах изменение потенциала, в то время как на противоположных нинах потенциалы не изменяются, Таким образом, предварительно сбалансированные системы усилителей считывания с числовыми шинами получают некоторые информационные разбалансы напряжений. В это время усилители считывания подклюцаются к общей шине и к шине питания, т.е.приводятся в активное состояние, ИнФормационные разбалансы напряжений на числовых шинах создают определенные направления опрокидывания усилителей считывания в устойцивое состояние за счет наличия в них триггерных обратных связей. После установления устойцивого состояния усилителей сцитывания информация в элементах, находящихся в выбранной строке, частично разрушенная из-за паразитных утечек, 25 оказывается восстановленной. Далее к одной из числовых шин выбранного столбца через ключ выбора столбцов, управляемый дешифратором столбцов, подключается шина ввода-вывода, сое- що диненная со входом устройства вывода и с выходом устройства ввода. Таким образом, происходят регенерации информации в запоминающих элементах выбранной строки и вывод информации из запоминающего элемента выбранного столбца. При записи к уже упоминавшейся шине ввода-вывода подводится с выхода устройства ввода записываемое напрлжение "0" или "1". Зто напряжение, поступая на цисловую шину черезао ключ выбора столбца, заряжает емкости запоминающих элементов, находящихся на пересечении с выбранной строкой.На противоположные относительно усилителя сцитывания числовые шины сигнал поступает на счет принудительного переключения усилителя сцитывания в нужное состояние, которое происходит под действием записываемого сигнала.50 информации на дальние от шины ввода - вывода числовые шины. Поскольку ЗУ содержит большое количество усилителеи считывания и включены они все одновременно, их потребление составляет 70-80:; от общего потребления мощности кристаллом ЗУ, Если в режиме считывания - регенерации потребление мощности усилителями сцитыванил явфляется неизбежным, то в режиме записи это потребление неоправдано, 1(роме того, при записи информации в элементы памяти, находящиеся на дальнихчисловых шинах, усилители считывания являются звеньями дополнительной задержки, цто ограничивает быстродействие ЗУ.Цель изобретения - повышение быстродействия и уменьшение потребляемоймощности устройства. Зто достигается тем, цто в устройство записи и считывания информации для динамицеского накопителя на одно- транзисторных запоминающих элементах, содержащее дифференциальные усилителисчитывания, входы которых соединены с концами первых и вторых числовых шин динамического накопителя, начала первых числовых шин подключены через первые ключи выборки к одному выводу буферного усилителя, введены вторые ключи выборки, а буферный усилитель выполнен дифференциальным. Начала вторых числовых шин подклюцены церез вторые клюци выборки к другому выводу буферного усилителя.Дешифратор столбцов, управляющии этими ключами, может быть расположен между числовыми шинами. Так как шины ввода-вывода подключены к входам и выходам буферного усилителл, выполненного по симметричной схеме (при этом буферный усилитель имеет непосредственный доступ к обеим числовым шинам каждого столбца), отпадает необходимость поддерживать усилители считывания в активном состоянии в режиме записи, В этом режиме усилители считывания отклюцаютсл от общей шины и от источника питания, а запись производится путем подачи парафазного сигнала с буферного усилителл непосредстзенно на обе цисловые шины через ключи ьыборки столбца.На Фиг,1 приведена принципиальнал схема;, на ьиг.2: - временные диаграммы устройства."о и) С + Си Х О 5Устройство содержит однотранзисторные запоминающие элементы 1, шину 2 выборки, выбранную строку 3 мат-,рицы памяти (накопителя), числовыешины , выбранный столбец 5 матрицы15памяти (накопителя), усилители 6 считывания, буферный усилитель 7, шины8 ввода-вывода, ключи 9 выборки, дешифратор 10 строк, дешифратор 11столбцов и транзисторы 12 предзарядд числовых шин,Управляющие сигналы СЕ, Ф 1, Ф 2 иФ 3 вырабатываются схемой управлениякристалла ЗУ (на чертежах не показана).Перед обращением (интервал времени до момента ) все шины 1 через .открытые транзисторы 12 подключены копорному напряжению Евеличина которого выбрана средней между уровнями"0 и "1. В это время ключевые транзисторы элементов 1 закрыты, а усилители считывания 6 находятся в неак 25тивном состоянии, так как они отклюцены от общей шины и их нагрузочныетранзисторы закрыты (Ф 2 = О) . В момент временитранзисторы 12 закрываются, и напряжение предзаряда Есохраняется на паразитных емкостяхСп шин ч, После некоторой задержки,необходимой для срабатывания дешиФратора 10 строк, подается сигнал Фнашину 2 выборки выбранной строки 3. Врезультате через открытые ключевые д 5транзисторы элементов 1 ко всем шинам Ч, находящимся на пересечении свыбранной строкой 3, подключаются емкости хранения элементов 1. Эти емкости были заряжены до информационных 40потенциалов "0" или "1" при предыду"щем обращении к этой же строке. Приподключении емкостей хранения к шинам 1 происходит перераспределениезаряда между емкостями хранения и паразитными емкостями С, шин . Так какшины 1 быги предзаряжены на опорныйпотенциал Е , средний между потенциалами "0 и ", записанными в емкос"тях хранения, то указанное перераспределение зарядов сопровождается не"которым изменением потенциалов на шинах 1 верхней по схеме половины накопителя,Знак этого изменения определяется 55для каждой шинызнаком информациина подключенной емкости элемента 1("0или 1"), а величина этого изменения равна: где Д - абсолютная величина изменения напряжения (логическогоперепада) на выбранных шинах- информационный потенциал наемкости хранения в моментподключения ее к шине 11;С х - емкость хранения элемента 1;Си - паразитная емкость шиныДля ЗУ объемом памяти 1096 бит тиСхпицная величинасоставляетС+ С6 + 1 О, а Ч 200-300 мВ. В моментвремени т сигналом Ф включаютсяусилители 6 считывания, представляющие собой триггеры. Так как к шинам4 нижней по схеме половины накопителяэлементы 1 не подключены, то на нихосталось напряжение предзарядаТаким образом, в момент включенияусилителей считывания 6 на их плечахдействуют логические перепады +ЬЧ,заставляющие эти усилители опрокинуться в одно из двух устойчивых состояний, определяемых для каждого усилителя знаком логического перепада(разбаланса) на каждой данной парешин 1. После установления состояния усилителей 6 считывания на шинах 1 устанавливаются полные напряжения"О" и "1", а поскольку ключевые транзисторы элементовостаются открытыми (сигнал Ф имеет высокий потенциал), до этих напряжений заряжаются емкости хранения элементов 1 выбран" ной строки 3, успевшие частично разрядиться за время между двумя обращениями к данной строке. На этом заканчивается первая стадия рабочего цикла - стадия регенерации, которая в устройстве происходит так же, как в известном. При считывании включают" ся одновременно два ключа 9 выборки столбцов (момент времени .), которые подклюца:от обе шины 1 выбранного столбца 5 к двум симметричным шинам 8 ввода-вывода. По этим шинам считываемый парафазный сигнал поступает на вход усилителя 7, имеющего симметричные входы и выходы. В этот же момент времени (е,) сигнал ф сбрасьвается на нулевой потенциал, отключая усилители 6 считывания от общей шины и от ист цн,:ка питания Е,. При записи пара;.эз,ь:й сигнал с выхода усилителя 77 727023 В поступает на обе шинывыбранного время включенного состояния усилите- столбца 5 и записывается в элементы лей считывания 6 (длительность сигнавыбранной строки 3, Записываемый ла Ф ) может равняться их собственсигнал при этом минует тракт усилите- ному времени установления,5ля 6 считывания, поэтому нет необхо-Мощность потребления снижаетсл для димости поддерживать усилитель в ак- ЗУ емкостью 1096-16381 бит в 2-3 ративном состоянии. Установление исход- за. Это дает значительное уменьь ение ных состояний управляющих сигналов в перегрева кристалла в режиме макси- конце рабочего периода происходит в 10 мального быстродействия, что улучшаследующем порядке: сначала сбрасыва- ет эксплуатационные параметры и нается на нулевой потенциал сигнал Ф дежность устройста, а также позволя- шины 2 выборки (момент ), а затем ет расширить рабочий диапазон темпе- устанавливаются исходные состояния ратур. Исключение усилителя считывасигналов СЕ и й , На приведенной вре ния из тракта записи повышает быстроЬменной диаграмме можно видеть, что действие устройства. ы,г иг. г Составительактор Л.Письман Техред М,Моргентал корректор Л,Пилипенко аказ 1098 Н 1 ИПИ Госуд дписноемиот рытиям при ГЮНТ СС /5 ственного комитета по изооретен 113035, Москва, 1-35, Раушска набу гарина, 101 роизводственно-издательский комбинат нПатентн, г Ужгор