Запоминающее устройство

(9)С 53)5 6 11 С 11/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТ (57) Изобретение относится ной технике и может быть ис разработке непрограммируе ющих устройств. Цель изобр шение быстродействия у запоминающее устройство,РОЙ СТВО к вычислительпользовано при мых эапоминаетения - повыстройства. В содержащее эа(21) 4635928/24.(56) Авторское свидетельство СССРЬЬ 314233, кл. 6 11 С 11/ОО, 1971.Авторское свидетельство СССРМ 1536441, кл. 6 11 С 11/ОО, 1988. дающий генератор 14, генератор 11 импульсов возбуждения, формирователь 17 импульсов задержки, формирователь 19 импульсов установки нуля, группу элементов И 9, суммирующие счетчики 15, накопитель 1 информации на биморфной пьезокерамической матрице, состоящей из пьезокерамических пластин 2, 3, общего электрода 4, подключенного к шине нулевого потенциала устройства, входного электрода 5, подключенного к выходу генератора 11 импульсов возбуждения с соответствующими взаимосвязями, согласно изобрете- Б нию введены группа детекторов 8 нуля, детектор-формирователь 13 стробирующих импульсов, элемент И 10, формирователь 20 тактовых импульсов записи, буферный ре- а гистр 21 с соответствующими навыми взаимосвязями. 2 ил.Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к пьезокерамическим запоминающим устройствам, и может быть использовано в перепрограммируемых накопительных устройствах.Целью изобретения является повышение быстродействия запоминающего устройства.На фиг.1 показана функциональная схема запоминающего устройства; на фиг.2 - временные диаграммы его работы,Устройство содержит накопитель информации в виде биморфной пьзокерамической матрицы (ПКМ) 1, состоящей из пьезокерамических пластин 2 и 3, общего электрода 4, подключенного к шине нулевого потенциала, входного электрода 5 и выходных электро цов 6, шины 7 записи/считывания, группу детекторов 8 нуля с разрешением. записи, группу элементов И 9, элемент И 10, генератор 11 импульсов возбуждения, шину 12 управления заданием режима устройства, детектор- формирователь 13 стробирующих импульсов, задающий генератор 14, суммирующие счетчики 15, объединенные в блок 16 формирователь 17 импульсов задержки сигнала считывания, шину 18 управления считыванием, формирователь 19 импульсов установки нуля, формирователь 20 тактовых импульсов записи, буферный регистр 21,Устройство работает следующим образом.Направление и величина остаточной поляризации подэлектродной области электрода 5 как при записи, так и при считывании информации не изменяется и, с целью получения максимальных выходных сигналов, имеет предельное, например положительное, значение Ро = +Рг (на фиг.1 условно принято направление стрелки вверх). Один из электродов (электрод 6 на фиг.1) выходной пластины 3 используется для формирования опорного сигнала детектора-формирователя стробирующих импульсов и соединен с вторым информационным входом формирователя 13. Подэлектродная область электрода 6 имеет предельную отрицательную поляризации Р 1 (6 ) = -Рм, как показано на фиг.1, и не изменяется в процессе считывания информации. Перед началом записи на шину 12 подается сигнал, который отключает генератор 11 и детектор 8.Запись кода И числа производится после предварительной подготовки (установки нуля) запоминающего элемента ПКМ, При этом подэлектродные области выбранного электрода 6 через шину 7 (фиг.1) поляризуются по предельному циклу Р =-Рг(или Р =+Рг) импульсом отрицательной (положительной) полярности с фиксированной амплитудой Оп и длительностью ь, Запись кодачисла осуществляется переключением под 5 электродной области выбранного электрода6 в диапазоне Р =-Рс(или Р =+ Рг-О). Таккак при записи кода М числа на шину 7выбранного электрода подают импульс записи положительной (отрицэтельной) по 10 лярности с амплитудой Оп(Щ =Х ь О(1) идлительностью тп (либо, амплитудой Оп идлительностью сп (й) =ь т(1, где = 1-т,и изменяют поляризацйю подэлектроднойобласти ПКМ, переключая ее в 1-е частично15 переключенное состояние,При считывании информации на шину12 подается управляющий сигнал, которыйвключает генератор 11 и детектор 8. Приэтом с выхода генератора 11 напряжениевозбуждения прямоугольной (синусоидаль 20 ной) формы с амплитудой Ов Оп(М 1) ичастотой Рв = Рр подается нэ электрод 5входной пластины 2, первый информационный вход детектора-формирователя 13 и информационный вход формирователя 1725 (фиг.1 и 2 а).На шину 18 с задержкой нэ время топодается сигнал считывания информацииОсч(фиг,2 в, г). Время задержки сс зависит отдинамических свойств накопителя (ПКМ) в30 резонансном режиме возбуждения и в основном определяется пьезомодулем дз 1подэлектродных областей электродов пластин 2 и 3. Формирователь 19 по переднемуфронту сигнала Осч формирует короткий им 35 пульс установки нуля счетчика 15 и буферного регистра 21 (фиг.2 в, г, д и фиг.1). Навыходе формирователя 17 с задержкой навремя с, необходимое для установки нулясчетчиков, формируется импульс напряже 40 ния считывания с длительностью 1 сч(фиг.2 г,д, е). С этого момента начинается собственно процесс считывания,При поступлении сигналов возбуждения на электрод 5 входной пластины 245 вследствие прямого и обратного пьезоэффектов, а также свойства накопителя изменять параметры выходного сигнала взависимости от направления векторов истепени остаточной поляризации подэлект 50 родных областей пластин 2 и 3 на электродах 6 появляются пьезопреобрэзованныесигналы О 1(1) = Зсмк(М) Ов(т), где К(й) - коэффициент передачи запоминающего элемента по каналу амплитуда - амплитуда при 3-м55 частично подключенном состоянии, ) =1, К число запоминающих элементов матрицы,амплитуда и фаза которых однозначно определяют код М-го числа, записанного в )-йзапоминающий элемент матрицы (фиг,2 б). При этом сдвиг фаз О относительно входных сигналов возбуждения в указанном диапазоне Лд(й) = д (И) рв, гдето (М) - фаза выходного сигнала считывания произвольного)-го запоминающего элемента при 1-м частично переключенном состоянии из диапазона изменений Р 1 и фиксированном предельном значении Р, уЪ - фаза входного сигнала возбуждения, составляет Лр(й) = л/2- 0(Лд (Щ=+л/2-0).Сигналы считывания О;(т) с электрода 6 поступают на детектор 8, на выходе которого по положительной полуволне пьезопреобразованных сигналов считывания формируются импульсы сигналов считывания О(й)(фиг.2 б, к и фиг.1). На электроде 6 появляется пьеэопреобразованный сигнал Оф), который совпадает по амплитуде и фазе с аналогичными параметрами сигнала считывания О 1(Мо) с электродов 6 при записи кода числа К. Посредством детектора-формирователя 13 по пьезопреобразованному сигналу Оф) формируются стробирующие импульсы О 1 и Оотг, синхронизованные с отрицательной полуволной Об(1) (фиг.2 а, з, и). При этом пьезопреобразованный сигнал Оф) с электрода 6 поступает на второй вход. детектора-формирователя 13, а на первый вход детектора 13 поступают сигналы возбуждения ПКМ с выхода генератора 11 импульсов. На первом выходе детектора-формирователя 13 формируется стробирующий импульс О 1 включения задающего генератора 14, который подается на второй вход элемента И 10. В момент совпадения стробирующего сигнала включения задающего генератора 14 и сигнала считывания с формирователя 17, поступающего на первый вход элемента И 10, на его выходе формируется сигнал включе-. ния задающего генератора 14 с длительностью с = 0,5 Тв. С момента включения задающего генератора импульсы напряжения задающего генератора 14 с частотой Рэг = = а Г, где гп - число частично переключенных состояний подэлектродных областей запоминающего элемента ПКМ, и длительностью тэг 0,5 (а Р поступают на третьи входы элементов И 9 группы. На первые входы элементов И 9 группы поступают импульсы О (М) пьезопреобразованных сигналов считывания Щ 1) с выходов детекторов 8, Посредством стробирующего импульса Ост 2 с второго выхода детектора- формирователя 13, поступающего на вторые входы элементов И 9 группы, осуществляется фазовременная селекция импульсов пьезопреобразованных сигналов считывания и определяютсявременные интервалы (фиг,2 и, к и фиг.1), длителыность которых однозначно зависит отсдвига фаз Лд (й) между пьезопреобразованными сигналами считывания с электро 5 дов б соответствующих элементов исигналом возбуждения ПКМ, По длительности сформированных 1 временных интервалов выделяют число импульсовзадающего генератора 14, поступающих на10 счетные входы соответствующих суммирующихсчетчиков 15, которые однозначно определяют код Ц чисел, хранимых всоответствующих запоминающих элементах ПКМ (фиг.2 ж, и, к и фиг,1) После опре 15 деления кода М; чисел по заднему фронтусигнала считывания с формирователя 17 посредством формирователя 20 формируетсякороткий тактовый импульс (фиг.2 л и фиг.1),по которому коды М чисел записываются в20 буферный регистр 21,Устройство обладает структурной гибкостью, обусловленной надежной работойнакопителя с ПКМ из различных как известных, так и новых пьезоматериглов (а также25 их сочетаний, например сегнетожесткойвходной и сегнетомягкой выходной пластин), возможностью, если необходимо, изменять число фиксированных состояний(т.е. один и тот же накопитель может быть30 реализован с различным объемом памяти),при этом в устройстве сколько-нибудь существенных изменений не производится (перестраивается частота задающегогенератора),5 Принципиальных ограничений на числообращений к запоминающему элементу нет,частота обращений не хуже 0,5 Ев,По сравнению с известными предлагаемое устройство обеспечивает существенное40 повышение быстродействия (не менее чем в4 раза), При этом не требуется восстановления информации, что особенно полезно припостроении надежных перепрограммируемых запоминающих устройств, когда режим45 записи не является основным или когда необходимо длительное хранение информации,Формула изобретенияЗапоминающее устройство, содержа 50 щее задающий генератор, генератор импульсов возбуждения, формировательимпульсов задержки, формирователь импульсов установки нуля, группу элементовИ, блок суммирующих счетчиков, буферный55 регистр, накопитель информации в виде биморфной пьезокерамической матрицы, состоящей из пьезокерамических пластин,общего электрода, подключенного к шине1674253 30 нулевого потенциала, входного электрода, подключенного к выходу генератора импульсов возбуждения, вход которого является входом задания режима устройства. 1-х входных электродов, где 3 =1,К, где К - число входных электродов биморфной пьезокерамической матрицы, которые, кроме К-го электрода, подключены соответственно к поразрядным шинам записи-считывания устройства, информационный вход формирователя импульсов задержки подключен к выходу генератора импульсов возбуждения, управляющий вход формирователя импульсов задержки подключен к входу управления считыванием устройства и входу формирователя импульсов установки нуля, выход которого подключен к установочным входам блока суммирующих счетчиков, счетные входы которого подключены к соответствующим выходам элементов И группы, третьи входы которых соединены с выходом, задающего генератора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены группа детекторов нуля с разрешением записи, детектор-Формирователь стробирующих импульсов, элемент И, формирователь тактовых импульсов записи, причем информационные входы буферного регистра соединены с соответствующими выходами блока суммирующих счетчиков, вход установки нуля буферного регистра подключен к выходу 5 формирователя импульсов установки нуля,а тактовый вход подключен к выходу формирователя тактовых импульгов записи, вход которого подключен к выходу формирователя импульсов задержки и второму входу эле мента И, выход которого соединен суправляющим входом задающего генератора, управляющий и информационный входы детектора-формирователя стробирующих импульсов подключены соответственно к 15 выходу генератора импульсов возбужденияи К-му выходному электроду биморфной пьезокерамической матрицы, первый и второй выходы детектора-формирователя стробирующих импульсов подключены 20 соответственно к второму входу элемента Ии вторым входам элементов И группы, первые входы которых подключены к выходам соответствующих детекторов нуля с разрешением записи группы, входы которых под ключены к соответствующим шинамзаписи-считывания устройства, а входы разрешения записи подключены к входу задания режима устройства,1674253 т/ Реда Маковская аз 2929 Тираж 325 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 сто Ффо( оставитель А.Ануфриевехред М,Моргентал Корректор В.Гирняк