Запоминающая ячейка на криотронах

о п,и;а,А,; и еИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ щ 443410 Союз Советских Социалистических Республик161) Зависимое от авт. свидетельства 51) Ч,Кгт 1 с 11,4 21) 9620 7/18-24 2) Заявле 1 и с присоединением заяиси Л.962016 и 962018 ооудврственныи камнтеСовета Министров СССРпо делам иэооретенийи открытий 132) Приоритет -Опубликовано 15.09.7 юллстснь Ле 34 3) УДК 681.327(088,8) та опубликовация описания 16.10,75 Авторыизобретения еркович и Г. М, Лапи 1) 1) Заявитель 4) ЗАПОМ АЯ ЯЧЕИКА НА КРИОТРОНАХ Изобретение относится к области запоминающих устройств.Известна запоминающая ячейка на криотронах, содержащая числовуо шину и разрядную шину поддерживающего тока, которая разделена в ячейке на две ветви с одинаковой индуктивцостью, причем наличию то. ка в одной из ветвей соответствует хранение О, наличию тока в другой - .Недостатками известной ячейки являются большое число шин и криотронов в ячейке, цегозможность одновременной и независимоп записи и считывания в ячейках одного числа в ЗУ, невысокая надежность работы ячейки, невозможность ее использования в ассоциативной памяти.Описываемая запоминающая ячейка на криотронах отличается тем, что она содержит одну числовую шину, в нее включен вентиль криотрона, управляющая цепь которого включена в ветвь ячейки, наличие тока в которой соответствует 1, параллельно вентилю указанного криотроца включена ветвь числовой шины, состоящая из последовательно соединенных управляющих цепей двух криотронов: криотрона записи, вентиль которого включен в ветвь ячейки, наличие тока в которой соответствует О, и криотрона считывания.Указанные отличия позволяют уменьшить число шиц и криотропов, повысить надежность 2работы ячейки в ЗУ, обеспечивают одцоврсмеццу 1 о и независимую запись и считывание в ячейках одного числа в ЗУ.Для случая работы запоминающей ячейки 5 ца криотронах в ЗУ типа с и в ЗУ с совпадением токов она содержит дополнительную разрядную шину считывания, в которую включен вентиль криотрона считывания.Эти отличия уменьшают расссивасмую 10 мощность при работе ячейки в ЗУ типа г ипозволяют использовать ячейку в ЗУ с совпадением токов.С целью упрощения запоминающей ячейкивентиль криотрона считывания может быть 15 включен в шину поддерживающего тока.Запоминающая ячейка отличастся такжетем, что содержит разрядную шину сравнения и криотрон сравнения, вентиль которого включен в ветвь числовой шины последовательно с 20 управляющими цепями криотронов записи исчитывания, а управляющая цепь криотрона сравнения включена в шину сравнения.Указанные отличия придают ячейке ассоциативные свойства и упрощают криотронные 2 з цепи управления ассоциативным ЗУ.С целью придания ячейке ассоциативныхсвойств и упрогцеция крпотронцых цепей управления ассоциативным ЗУ ри упрощенной конструкции ячейки она содержит разрядную зе шину сравнения и крцотрон сраьцсцпя, веп3тиль которого ВклОчсп в ветвь числовой шины последовательно с управляющими цепями криотроцов записи ц считывания, а управляющая цсць крцотроца сравцешя включена в шипу срявцсция.Запоминающая ячейка содержит дополнительно второ числового шипу, цсрсмычку цесовпядецця, соедшяощую обс числовые шц. цы и пропускОщую ток пз одной числовой ци 11 ы В ДРУГУ 0 П 1)и цссОВИ 1 Дсциц и Д 13 Я кРио. ТРОЦЯ, БСЦП 1 ЛИ КОТОРЫХ ВКЛОЧСЦЫ Ь ЭТУ ЦСРС. МЫ 1 Л, ЦРИСМ УЦРЯ 13 ЛЯОЩЯЯ ЦГД 1 Ь ЦСРЬОГО ЦЗ нцх включеца в Ветвь ячейки, наличие тока ь которой соот)стсГВуст О, Я упраВлЯ 10 ща 51 цепь второго крцотроца включена в шину счиТЫВЯНИ 51.Зти отличия расширяот логические возможности ячейки.11 я фцГ, 1 изоора)ксц 1 Г 1 риццициялы 1 яя схема запоминающей ячейки ца криотронах цо и. 1; ца фцг, 2 - - то жс, для запоминаю. щей Я:сйкп цо ц, 2; ПЯ фцг. 3 цзображсца В 1)в мсцц 5 дц;И 1)Гмм Око 3 3 циси; ца фи 4 запомица 1 о)ц 1 гя ячейка цо ц. 6 (с ассоциативными сво 5 Ствоп 1);Зяпспц:аОщая ячейка (см, фиг, 1) содержит разрядную шину 1, по которой идет под. дер:кивающии ток 1, ветьь 2 ячейки, наличие тока в которой озпачаст О, ветвь 3 ячейки, Иялишс тока в которой означает 1 (ицдук тцвцостц обсих ветвей дол)кны бьгп одинаковы), крцотроп записи 4, криотроцы считьцзация 5. 6, чцслоьую шину 7, Ветвь 8 числовой шипы.11 а фцг. 2 изображен вариант этой ячейки, где считывание производится с отдельного провода 9 (остальные обозцачсцця такие )ке, что и ца фцг. 1).1-1 а фиг, 3 изображена ьрсмсц ая диаграмма токов записи: а - импульс в шине 7; б и в - пмпульсь ь ц)иис 1 црц записи 1 и О.Запоминающая ячейка по ш. 1 и 2 пригодна для использования в матрице типа г. Запомипающая ячейка цо и. 2 может работать в матрице с совпадением токов.Считывание в ячейке происходит без раз рушеция хранящейся информации. Прц считывании в шипу 7 подается импульс тока.Если в ячейке хранится 1, т. с. поддерживающий ток идет через ветвь 3, то сверх. проводимость вентиля криотрона 5 разруше на, и считывающий импульс ответвляется в ветвь 8 и разрушает сверхпроводимость вентилей криотронов 6 и 4. Выходной сигнал с вентиля криотрона 6 появляется на шине 1. Появление сопротивления ьентиля криотро. на 4 нс разрушает информации, так как ток идет через ветвь 3.Если в ячейке хранится О, Г. е. поддерживающий ток идет через ветвь 3, то вентиль криотрона 5 не разрушается, и большая часть считывающего тока проходит по шине 7, не ответвляясь в ветвь 8 из-за большей се ицдуктивности, Информация не разрушается, выходной сигнал отсутствует. 5 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 50 65 4Запись в ячейку производится следующимобразом.В выбранную числовую шину подаетсяимпульс тока (фиг, 3, а) такой же, как и присчитывании,В разрядной шине 1 меняется полярностьподдсрживяОщего тока, т, с. подается импульс тока с амплитудой 21, вычитающийся цзцоддсрживяющсго тока. Импульс в разрядПУЮ ШИПУ ЦОДЯСТС 5 С ВРСМСЦЦ 11 М СДВИГОМ ОТЦОСИТС,1 ЫО ПМГ 1,ЧЬСЯ 13 ИСЛОВУ 10 1 ПИНУ В За 3 Ц.симостц от того, что записывается: 1 илцО.В случае записи 1 передний фронт импульса в разрядной шине подается раньшеимпульса в числовой шипе (фиг. 3, б), в случае записи О - позже (фиг, 3, в).Изменение полярности тока в разряднойшине це разрушает информации г, ячейках,лежащих ца этой шине, и цри восстановленииполярности состояние ячеек полностью восстаца 1)лцвае) ся.Если вентиль крцотрона 4 разрушен, тоцри изменении полярности поддерживающеготока ток в ячейке, находясь в ветви 3, меняет направление.Если же вентиль криотроца 4 находится всверхпроводящем состоянии, то при изменении полярности цоддер)киьаОщего тока ток В5 ЧСЙКЕ ПСРСХОДИТ ЦЗ ОДЦОЙ ВСТВИ В ДРУГУЮ СОбратным знаком, так как ицдуктивцостиобеих ветвей одинаковы, а ноток в сверхпро.водящем контуре остается постоянным,Запись 1 происходит следующим образом,В момент 1, импульс б переводит ток вячейке цз одной ветви в другую, меняя егояправлецис, В следующий моментподает.ся импульс а, который, как и при считываццп, це изменяет распределение тока в ячейке, Затем задний фронт импульса б восстанавливает первоначальное направление поддержива)ощего тока. При этом ячейка окажется в состоянии 1; если ток был в ветш 1 2, то оц просто перейдет в ветвь 3, изменивнаправление, если же оц был в ветви 3, то онтам и останется, но изменит направление, таккак в этом случае ветвь 2 заперта вентилемкриотрона 4. В момент 4 снимается им.пульс а и в ячейке окажется записанной 1независимо от того, в каком состоянии онадо этого находилась.Запись О выполняется следующим образом,Сначала подается импульс тока в число.вую шину, распределение тока в ячейке неменяется, как ц при считывании, Затем вмо)ент . подается импульс в, ток в ячейкеменяет направление на обратное и оказыва.ется в ветви 3, так как если он был до этогов ветви 2, то он просто перейдет в ветвь 3,изменив направление, если же он был в вет.ви 3, то он в ней и останется, переменив направление, так как ветвь 2 заперта вентилем крио.трона 4. В момент Г 4 снимается импульс а.5в момент 15 кончается импульс в, ток в ячейке переходит из ветви 3 в ветвь 2 с первопячальным направлением, т. е. в ячейку записывается О независимо от того, в каком состоянии она до этого находилась.После записи в контуре, образованномветвью 8 и вентилем криотрона 5, це остается никакого циркулирующего тока, так какв момент г 4 вентиль криотрона 5 всегда разрушен.Запоминающая ячейка на криотронах поп. 2 работает подобно ячейке по и. 1, с тойлишь разницей, что считывание в ней производится с дополнительной разрядной шинысчитывания 9, в которую включен криотроцсчитывания 6. Последнее обстоятельство позволяет использовать этот вариант в матрице ссовпадением токов при несколько измсненцомрежиме. В шине 1 поддерживающий ток выключен (при восстановлении поддерживающего тока информация во всех ячейках, лскащих на шипе 1, тоже восстанавливается) .Выбор ячейки производится восстановлениемподдерживающего тока в шине 1 и подачейимпульса в шину 7. Шина 9 проодгг цослсдоватсльцо через все элсмсцты матрицы.Запись и с 1 итывяцис происОд 51 тлк жс,как и в запомипающсй ячейке цо и. 1. Дляработы схемы с совпадением токов цсободимо, чтобы криотроц 5 срабатывал от тока 1 цне срабаыва От тока 1(2 (ток 1/2 цпркулцрует в цевыбранных ячейках, в которыснятподдерживающий ток).Запоминающая ячейка цо ц. 2 позволяетсчитывать информацию в обратном коде. Дляэтого достаточно перед считыванием изменитьполярность поддерживающего тока,Это свойство позволяет прямо в ЗУ производить некоторые логическис поразрядныеоперации цад числами, Входными переменными, по которым реализуОтся логическиефункции, являются содержимое ячейки с од.цой стороны и полярность поддерживающеготока - с другой. Таким образом, на выходеиз ЗУ можно получить равнозначность илпотрицание равнозначности.Запоминающая ячейка ца криотронах поп. 6 изображена на фиг. 4. Она содержит разрядную шину 1, ветьь 2 ячейки, наличие токав которой означает О, ветвь 3 ячейки, наличие тока в которой означает 1, криотроц записи 4, криотроны считывания 5, 6, числовуюшину 7, ветвь 8 числовой шины, шину считывания-несравнения 9, шину сравнения 10, числовую шину 11, криотрон сравнения 12, криотрон несравнения 13, криотрон совпадения 14,перемычку несовпадения 15.Информация в ячейке представляется наличием поддерживающего тока в ветвях 2(О) или 3 (1), индуктивности которыхравны. При наличии тока в шине считываниянесравнения 9 криотрон 13 закрыт и считывающий ток в числовой шине 7 имеет два пути:через вентиль криотрона 5, куда он проходитв случае О, лиоо через петлю считывация 8, Предмст цзобрстсцц1. Зп омицлюцПя ячейка пл риотропа, содержащая числовую шипу и разрядную шц. цу поддерживающего тока, которая разделена в ячейке ца дьс ьствп с одццлксвой ццдуктивцостью, причем наличию тока в одной из ветвей соотвстстьует рацсцпс О, цалцчшо тока в другои - 1, Отлиагоа.)с тем, что, с целью уменьшения числа пшп и криотронов, повышеппя цлдсжцостп работы ячейки в ЗУ, Обсспсспи 5 возмокпости 0;Повременной и незлвисцмой зацпсп и с п)тывацпя ц ячейках одного числа в ЗУ, оца содержит одцу числовую шину, в цсс включсп вентц.ь 14 РИОТРОНЯП) ЯЬЛЯ)ОЩЛЯ ЦЕПЬ 1 ООРОГО ЬКЛЮ чена в ветвь ячейки, пллпчпе тока в которой соответствует 1, параллельно вентц,по указанного криотроця включсцл ветвь числовой шипы, состоящая Из последовлтсльцо соединенных управля)01 цццс)1 с 1 дгукрпотронов: криотропа записи, вентиль которого ВК,)Ю 1 ЕЦ В ВЕТВЬ ЯЧСИКП, ПЯЛПЧИЕ ТОНЯ В КОТО- рой соответствует О, ц крпотропа считывания.2. Ячейка по и. 1, Оглчаоаяся тем, что, с целью умецьшеппя рассс)гвлемой мощности 40 45 50 55 60 65 5 10 .15 20 25 30 35 6куда он отклоняется прц наличии 1. В последцем сл чае с ьсцтиля крцотрона 6 снимается выходной сигнал. Выдача обратным кодом производится изменением полярности поддерживающего тока ца грсмя считывания. Запись производится прп токе в шпце 9. При записи 1 мепястся полярность поддерживающего тока до начала импульса в шццс 7 и восстапавлпвастся прежняя полярность до его окоп:ания; при запцсп О полярность поддерживающего тока меняется после начала импульса в шпцс 7 и восстяцлвливается после его окончания.Запоминающая ячейка может осуществлять операцию сравцецпя. Для этого, если происходит сравцецие по 1, то меняется полярность поддержпвяюгцсго тока, ц если по О, то не мсцясгся. Одповремсццо подастся ток г, шину сравнсши 10, которьш запирает вентиль криогроцл 12 в ветви счптывашгя 8. В случае согплдсцпя сравцивлсмого кода с кодом, рлп 1 цп)1 ся ц ячсцкс, по дсркп)3 сощп) ток Оказ 11 вастся 13 гГс 1 вп 2, к)ио 1 роп совпадения 14 запирает п 3 ть ток 3. Из гцпц 7цу 11 через перемычку псе)глдспп 5 15; прп ЭТО)1 ПР 5)МОП Ц) 1 ЦО Ц)1 С)СРС,3 1 ГСПТПЛ крцогрс)л 5 о),р),)г,случае цс)о;Падения, цяоборОтер 1)г)ОП ) 3:11)рьг крпоОП с 013- пядсцця 11 и кр;1 йтроп пссряпсцп 13 Открыгы и путь 10 ку 13 ц)цц 11 чсрсз псрсмык цссовплдсши 15 откры г.В случлс Опер)цпц псс)лп 1)сцпя (б;Окп)013- ка срягпсппя) тО): в ппц 10 цс ПОдлстся, л подастся г, шццу счцтгацц 51-пссрл)3 цспп 5 9, закрывает крцотроц цссрлвцсцпя 13 в персмычке несовпадения 15, Тем самым и;ть то)л из шины 7 в шппм 11 зякрьт и ячсйк; Няхо. дптся в обычном режиме зацпсп-счптьшлпця.443410 Хссг, 1 сг. 2 7при работе ячейки в ЗУ типа г и возмож. ности использования ячейки в ЗУ с совпадением токов, опа содержит дополнительную разрядную шину считывания, в которую влючен вентиль криотрона считывания.3. Ячейка по п. 1, отлссчаюисаяся тем, что, с целью упрощения ячейки, вентиль криотрона считывания включен в шину поддерживающего тока.4. Ячейка по п. 2, отличасосссаяся тем, что, с целью придания ячейке ассоциативных свойств и упрощения криотронных цепей управления ассоциативным ЗУ, она содержит разрядную шину сравнения и криотрон сравнения, вентиль которого включен в ветвь числовой шины последовательно с управляющими цепями криотропов записи и считывания, а управляющая цепь криотропа сравнения включена в шину сравнения,5. Ячейка по п. 3, отличасоисаяся, тем, что, с цслью придания ячейке ассоциативных 8свойств и упрощения криотронных цепей управления ассоциативным ЗУ при упрощеннойконструкции ячейки, она содержит разряднуюшину сравнения и криотрон сравнения, вен 5 тиль которого включен в ветвь числовой шиныпоследовательно с управляющими цепямикриотронов записи и считывания, а управляю.щая цепь криотрона сравнения включена вшину сравнения,10 6. Ячейка по п. 4, отличасоисаяся тем, что,с целью расширения ее логических возможностей, она содержит дополнительно вторуючисловую шину, перемычку несовпадения, соединяющую обе числовые шины и пропускаю 15 щую ток из одной числовой шины в другуюпри несовпадении, и два криотрона, вентиликоторых включены в эту перемычку, причемуправляющая цепь первого из них включенав ветвь ячейки, наличие тока в которой соот 20 ветствует 0, а управляющая цепь второгориотрона включена в шину считывания.Заказ 4044 Изд. М 1321 Тираж 591 ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5