Полупроводниковое запоминающее устройство

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социапнстических РеспубликК АетОИ:КОМУ СВИДЮтИЛЬСтВУ с присоединением заявки Йо 6 11 С 11/40 Государствейнйй комитет СССР но делам изобретенийи открытиИ(54) ПОЛУПРОВОДНИКОВОЕ ЗАПОМИНА 10 Ц 1 ЕЕ УСТРОЙСТВО 1Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в производстве запоминающих устройств с произвольной выборкой информации (ЗУПВ). 5Известно статическое МДП-запоминающее устройство с произвольной выборкой информации типа МК 4104 фир- мы "МоьсеМ", содержащее матрицу шеститранэисторных ячеек памяти, дешиф раторы строк и столбцов и блоки управления 111 .Недостатками известного МДП-ЗУПВ являются низкое быстродействие и ограниченные функциональные -возможности 15 при работе в системе ОЗУ.Наиболее близким иэ известных по технической сущности является ЗУПВ фирмы АМД 12), содержащее матрицу шеститранзисторных ячеек памяти, де шифраторы строк и столбцов, формирователь сигналов счнтывания-записи, формирователь управляющего сигнала триггеров "эащелок", формирователь сигнала включения кристалла, форми рователи сигналов входных и выходных данных, причем к адресным входам матрицы ячеек памяти подключены выходы дешифраторов строк и столб.цов и Формирователя управляющего сиг2нала триггеров "защелок", ко входам которого присоединены соответствующие выходы дешифратора строк, выход формирователя сигналов включения кристалла подключен ко входам дешифраторов столбцов и строк формирователя сигналов считывания записи, формирователя управляющего сигнала триггеров "эащелок" и формирователей сигналов входных и выходных данных, а вход-выходы матрицы-ко входам Формирователей сигналов выходных данных и к выходам формирователя входных данных.Запуск ЗУПВ и управление его работой осуществляется сигналом включе ния кристалла.Данное устройство работает следующим образом. При отсутствии обращения к кристаллу (на ВК действует высокий уровень напряжения) производится предварительный заряд разрядных и числовых шин до уровней напряжения, близких к Е - Ио . В зто время ЗУ находится в режиме хранения.При переходе в рабочий режим на входе ВК ЗУПВ формируется высокий уровень напряжения (на ВК - низкий уровень напряжения), который запускает . все Формирователи и дешифраторы уПВ.В режиме считывания на выбранной словарной шине формируется высокий уровень напряжения, адреснйе-транзйсторы ТЗ, Т 4 выбранной ячейки памяти открываются и емкости соответствующих разрядной и числовой шин начинант разряжаться через открытоеплечо триг - гера ячейки памяти.Поскольку процесс разряда больших емкостей разрядной и числовой шины занимает большой промежуток времени,. в каждый столбец матрицы вводитсядополнительный триггер 1 защелка 1,Формирователь управляющего сигнала триггеров "защелок" ф запускатся от дешифратора строк. Как только на шине Ф формируется высокий уровень напряжения, триггер "защелка" включается и ускоряет процесс разряда соответствующих разрядной и числовой шин, тем самым увеличивая быстроцействие при считывании, Вы ходные данные по числовым шинам поступают на формирователь выходных данных и выводятся из ЗУПВ.В режиме записи на выбранной словарной шине возбуждается высокий уро- Я 5 вень напряжения, адресные транзисторы выбранной ячейки открываются,"на числовых и разрядных шинах формируются соответствующие противофаэные сигналы от Формирователя входных данных. С приходом управляющего сигнала (ключается триггер "защелка", ускоряющий формирование низкого уровня напряже" ния на соответствующей разрядной шине, и тем самым повышающий быстродействие ЗУПВ в режиме записи.Как известно, время доступа к ячейке (фронт нарастания сигнала на выбранной словарной шине) определяется скоростью срабатывания дешифратора строк и в статических ЗУПВне О равнозначно для различных строк. Например, при времени доступа к нулевой строке"матрицы ЗУПВ, равном 100 нс, время доступа к и-ной строке может быть равным,200 нс.45В паспорте на ЗУПВ указывается наихудшее время выборки (время"выборки состоит из времени доступа к ячейке и времени формирования считываемой с ячейки информации наих 5 О разрядных и числовых шинах), поэтому потребитель вынужден включать внешние устройства приема информации из ЗУПВ, ориентируясь не на реальное быстродействие, а на наихудшее значение, которое зависит от местоположения ячейки, температуры окружающей среды, качества образца и многих других факторов. Кроме того, потребителю необходимо формировать специальные импульсы, сигнализирую щие о том, что данные считываются или записываются в ЗУПВ и можно переходить к новой операции.Исходя из вышеизложенного можно сделать вывод, что рассмотренные 65 схемы ЗУПВ и известные в настоящеевремя зупВ имеют низкое быстродействие и ограниченные функциональныевоэможности при работе в составе системы оперативной памяти. Цель изобретения - повышение быстродействия и расширение области применения при работе устройства в режиме оперативной памяти.Поставленная цель достигается тем,что.в полупроводниковое запоминающее устройство с произвольной записью информации, содержащее матричный накопитель, дешифраторы строк истолбцов, выходы которых соединеныс первыми входами матричного накопителя, Формирователь выходных сигналов, первые входы которого подключены соответственно к вйходам матричного накопителя и к выходам формирователя входных сигналов, второйвход формирователя выходных сигналовсоединен с первым входом формирователя входных сигналов, выходом формирователя сигналов включения, входом дешифратора столбцов и входомформирователя считывания-записи, выход которого соединен со вторым входом формирователя входных сигналови с третьим входом формирователявыходных сигналов, формирователь управляющих сигналов, выход которогосоединен со вторым входом матричногонакопителя, первые входы Формирователя управляющих сигналов соединены свыходами дешифратора строк, второйвход формирователя управляющих сигналов соединен со входом дешифраторастрок и входом формирователя сигналов считывания-записи, введены Формирователь сигналов наличия информации и мультиплексор, первый входкоторого соединен с выходом формирователя сигналов наличия информации,входы которого соединены с выходамиматричного накопителя, второй и третий входы мультиплексора соединенысоответственно с первым и вторымвходами формирователя входных сигналов, выходы мультиплексора подключены соответственно к третьему входуФормирователя входных сигналов и выходу формирователя выходных сигналов.Сущность изобретения поясняетсячертежом, на котором представленаФункциональная схема устройства, Оносодержит матричный накопитель 1, дешифраторы строк и столбцов 2 и 3,формирователь управляющих сигналов 4,формирователь сигналов включения 5,Формирователь сигналов считывания-записи б, Формирователи входных и выходных сигналов 7 и 8, формировательсигналов наличия информации 9, мультиплексор 10.Устройство работает следующим образом,И невыбранном состоянии на входе Формирователя сигнала включения 5 возбуждается низкий уровень напряжения и производится предварительный заряд всех узлов ЗУПВ до высокого уровня напряжения. При этом выходы мультиплексора 10 отключены от источников питания .и шины нулевого потенциала (3-е состояние).При переходе в рабочий режим на входе формирователя сигнала включения 10 5 возбуждается высокий уровень напряжения,В режиме считывания на выбранной дешифратором строк 2 словарной шине возбуждается высокий уровень напряжения, который запускает формирователь управляющих сигналов 4, При этом открываются адресные транзисторы выбранной ячейки памяти, и ячейки начинают разряжать емкости соответствующих разрядной и числовой шин накопителя 1. С приходом переднего фронта управляющего сигнала включается соответствующий триггер "защелка", ускоряю щий формирование низкого уровня напряжения на соответствующих разрядной и числовой шинах накопителя 1.Как только на числовых шинах ЗУПВ устанавливается достаточно большая разность потенциалов, срабатывает формирователь сигнала наличия информации 9, и на выходе формирователя 9 возбуждается высокий уровень напряжения, сигналиэирующий о том, что истинные данные на чали считываться с выбранной ячейки.Сигнал подтверждения направляется мультиплексором 10 на вход ЗУПВ, не используемый по своему назначению в режиме считывания. Этот сигнал вклю чает устройства приема информации иэ ЗУПВ и дает подтверждение внешним устройствам о том, что на выходе ЗУПВ присутствует истинная информация и можно готовить следующую операцию.С приходом заднего фронта сигнала включения на входах формирователей управляющих сигналов и наличия информации 4 и 9 формируются низкие уровни, после чего мультиплексор 10 переводится в третье состояние.50В режиме записи на числовых шинах формируются сигналы записываемой информации Как только на числовых шинах сформируется достаточно большая разность потенциалов, на выходе формирователя сигнала наличия информации 9 возбуждается высокий уровень напряжения, который с помощью мультиплексора 10 направляется на выход ЗУПВ, неиспользуемый по своему на значению в режиме записи. Импульс подтверждения сигнализирует о том, что входные данные записываются в ЗУПВ, и можно готовить следующую операцию. 65 Входные данные поступают на разрядные шины выбранного столбца, и с приходом высоких уровней напряженияпо словарной шине и управляющей шине информация записывается в выбранную. ячейку, причем триггер "защелка", каки в режиме считывания, ускоряет процесс записи.Иэ вышеизложенного следует, что, так как время включения сигналов управления триггерами "защелками" формирователя 4 и формирователя 9 зависит от местоположения ячеек памяти в матрице, то предлагаемое. ЗУПВ позволяет работать с реальным быстродействием. Выигрыш в быстродействии при использовании предложенного ЗУПВ в системе памяти ЭВМ составляет до 50, а расширение области применения позволяет уменьшить объем схем обслуживающей электроники на 15-20.Кроме того, следует отметить, что предлагаемое ЗУПВ не требует дополнительных выводов корпуса для сигналов подтверждения и, следовательно, существенно улучшает экономические показатели системы памяти.Формула изобретенияПолупроводниковое запоминающее устройство с произвольной выборкой информации, содержащее матричный накопитель, дешифратор строк и столбцов, выходы которых соединены с первыми входами матричного накопителя,формирователь выходных сигналов, первые входы которого подключены соответственно к выходам матричного накопителя и к выходам формирователя входных сигналов, второй вход формирователя выходных сигналов соединен с первым входом формирователя входных сигналов, выходом формирователя сигналов включения, входом дешифратора столбцов и входом формирователя считывания-записи, выход которого соединен со вторым входом формирователя входных сигналов и с третьим входом формирователя выходных сигналов, формирователь управляющихсигналов, выход которого соединен совторым входом матричного накопителя, первые входы формирователя управляющах сигналов соединены с выходами дешифратора строк, второй вход формирователя управляющих сигналов соединен со входом дешифратора строк и входом формирователя сигналов считывания-записи, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения области применения при работе устройства в режиме оперативной памяти, в устройство введен формирователь сигналов наличия информации и мультиплексор, первый вход которого соеди748508 Составитель А. Воронинтор Н. Каменская Техред А.Куликовская Корректо апп ПодписноСР ж 662о комитетй и открыуюская наб 4247/40ЦНИИПИ Госудапо делам и035, Москва,Эака Ти енн ете Рд. 4/5 ПП фПатентп, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 нен с выходом формирователя сигналовналичия информации, входы которогосоединены с выходами матричного накопителя, второй и третий входы мультиплексора соединены соответственно спервым и вторым входами формирователя входных сигналов, выходы мультиплексора подключены соответственно ктретьему входу формирователя входных сигналов и выходу формирователя выходных сигналов. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. "Электроника", У 10, 1977,5 с. 38-44. 2. Электроника", 9 4, 1976,с. 39-40 (прототип).