Запоминающее устройство с самоконтролем

ОПИСАНИЕ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 10.04.81(21) 3271180/18-24 (51 М. Кл,з сприсоединением заявки М(23) Приоритет 23,01,81 6 11 С 29/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 30.1082"фОЗН1 ьс 1, т (: "ля,Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт(54) ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО С САМОКОНТРОЛЕМ Изобретение относится к запоминающим устройствам.Известно запоминающее устройство с самоконтролем, в котором контроль правильности работы дешифраторов и адресных цепей осуществляется методом шифрации выбранных адресных шин в код адреса ( 11.Недостатками укаэанного устройства являются большая избыточность и малое быстродействие, являищиеся следствием сложности шифратора.Наиболее близким к изобретению является запоминающее устройство с самоконтролем, содержащее основной накопитель ( 2.Недостатком этого устройства является низкая надежность из-за того, что в устройстве оперативно не контролируются входные адресные цепи, тракт дешифрации и исправность адресных шин основного накопителя, а кроме того, сложна диагностика программируемого постоянного накопителя.Цель изобретения - повышение на" дежности, а также точности контроля запоминающего устройства.Поставленная цель достигается тем, что в запоминающее устройство с самоконтролем, содержащее основной накопитель, входы которого соединены с выходами адресного дешифратора, и первый программируемый постоянный накопитель, введены второй программируемый постоянный накопитель, сумматор по модулю два, источники опорного напряжения пороговые усилители, ключи, элемент И, элемент ИЛИ, элементы ИЛИ-НЕ, управляющий дешифратор, нагрузочные элементы и переключатели, причем входы программируемых постоянных накопителей соединены соответ" ственно с выходами основного накопителя, а первые выходы подключены к шине нулевого потенциала, вторые выходы программируемых постоянных на-, копителей соединены соответственно со входо первого переключателя и выходом первого ключа и со входом второго переключателя и выходом второго ключа, первые входы ключей соединены с выходами управляющего дешифратора, выход первого переключателя подключен к первым входам пер вого и второго пороговых усилителейи первому выводу первого нагрузочного элемента, второй вывод которого соединен с первым выходом первого источника опорного напряжения, вы ход второго переключателя подключенк первым входам третьего и четверто го пороговых усилителей и первому выводу второго нагрузочного элемента,второй вывод которого соединен с первым выходом второго источника опорного напряжения, вторые выходы источников опорного напряжения и вторые входы пороговых усилителей подключены к шине нулевого потенциала, выход первого порогового усилителя соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ-НЕ и элемента И, выходы второго и четвертого пороговых усилителей подключены соответственно ко второму входу второго элемента ИЛИ-НЕ и к первому входу третьего элемента ИЛИ-НЕ, выход третьего порогового усилителя соединен со вторыми входами первого и третьего элементов ИЛИ-НЕ и элемента И и пер вым входом сумматора по модулю два, выход которого и выходы элементовИЛИ-.,НЕ подключены ко входам элемента ИЛИ, выход которого и выход элемента Й являются контрольными выходами устройства, одними из входов которого являютдя соответственно второйвход сумматора по модулю два и входыуправляющего дешифратора, вторые входы ключей объединены и являются другим входом устройства.На чертеже приведена функциональная схема предлагаемсафо устройства.Запоминающее устройство содержит основной накопитель 1, адресный дешифратор 2, первый 3 и второй 4 программируемые постоянные накопители, выполненные из электрически программируемых элементов памяти, например, из полевых транзисторов с плавкойперемычкой, первый 5 и второй б переключатели, первый 7 и второй 8 ключи, управляющий дешифратор 9. На чертеже обозначен вход 10 устройства, предназначенный для подачи контрольного кода адреса.устройство содержит также элементИЛИ 11, сумматор 12 по модулю два, первый 13, второй 14 и третий 15 элементы ИЛИ-НЕ, элемент И 16, первыйисточник 17 опорного напряжения, первый нагрузочный элемент 18, первый 19 и второй 20 пороговые усилители, второй источник 21 опорного напряжения, второй нагрузочный элемент 22,третий 23 и четвертый 24 пороговыеусилители. 55На чертеже обозначены также входы25-27, выходы 28 и 29 и входы 30устройства.Предлагаемое устройство работаетследующим образом.Работа устройства рассматриваетсяпри следующих условиях,Число входов накопителя 1 равночислу выходов (числу адресных шин (АШ)строк накопителя 1), 65 При подаче на входы 30 определенной комбинации кода адреса КА), на соответствующем выходе дешифратора 2 формируется положительный потенциал, а остальные его выходы имеют нулевой потенциал.Положительный потенциал с выхода дешифратора 2 подается на соответст 1 вующий вход накопителя 1, с которого по адресной шине передается на соответствующий выход накопителя 1.На одном из входов накопителя 3, подключенных к накопителю 1, появляется положительный потенциал,если на входы дешифратора 2 подается комбинация КА, содержащая нечетное число единиц.На одном из входов накопителя 4, подключенных к накопителю 1, появляется положительный потенциал, если на входы дешифратора 2 подается комбинация КА, содержащая нечетное число единиц.Рассматриваются режимы работы устройства в трех случаях.Первый случай.Пуи отсутствии обращения и дефектов в устройстве потенциал на всех выходах накопителя 1 равен нулю. Через соответствующие нагрузочный эле" мент 18 или 22, накопитель 3 или 4, переключатель 5 или б, включенный для соответствующего источника 17 или 21 опорного напряжения в прямом направлении, протекает пренебрежительно малый ток, в результате чего на входы каждого из пороговых усили телей 19 и 20 или 23 и 24 подается практически полное напряжение соответствующего источника 17 или 21, превышающее порог усилителей 19, 20, 23 и 24; и на выходах всех усилителей 19, 20, 23 и 24 имеется единич" ный положительный уровень потенциала.Второй случай.На одном из выходов накопителя 1 (при обращении к устройству) имеется положительный потенциал правильнаяработа устройства),Гслиположительный потенциал имеется на одном из входов накопителя 3, то через нагрузочный элемент 18, переключатель 5 и накопитель 3 от источника 17 протекаетток много больший, чем в первом случае, В результате на входах усилителей 19 и 20 устанавливается на.пряжение, меньшее порога усилителя 19, но больше порога усилителя 20, и тогда на выходе усилителя 19 - нулевой уровень, а на выходе усилителя 20 - единичный уровень положительного потенциала. Если же положительный потенциал имеется на одном из входов накопителя, 4 то через нагрузочный элемент 22, переключатель б и накопитель 4 от источника 21 протекает ток много больший, чем в первом случае. В результате на входах усилителей 23 и 24 устанавливается напряжение, меньшее порога усилителя 23, но большее порога усилителя 24, и тогда на выходе усилителя 23 - нулевой уровень, а на выходе усилителя 24 вединичный уровень положительного потенциала.Третий случай.При обращении, вследствие сбоя или постоянной неисправности более чем на одном из входов накопителя 3 (или накопителя 4), подключенных к выходам накопителя 1, имеется положительный потенциал. Если положительный потенциал имеется более чем на одном из входов накопителя 3, то через нагру зочный элемент 18, переключатель 5 и накопитель 3 от источника 17 протекает ток больший, чем во втором случае. В результате на входах усилителей 19 и 20 устанавливается напряже ние, меньшее порога усилителей 19 и 20, и йа их выходах - нулевой уровень потенциала. Если положительный потенциал имеется более чем на одном из входов накопитвля 4, то через нагрузочный элемент 22, переключатель 6 и накопитель 4 от источника 21 протекает ток больший, чем во втором случае. В результате на входах усилителей 23 и 24 устанавливается напряжение, меньшее порога усилителей 23 и 24, и на их выходах будет нулевой уровень потенциала.Правильность обращения к АШ строки накопителя 1, исправность выходных адресных целей и правильность приема КА осуществляется проверкой на совпадение контрольного КА, подаваемого по входу 10 на второй вход сумматора 12, и признака четности фактически. выбранной АШ строки нако пителя 1, подаваемого с выхода усилителя 23 на первый вход сумматора 12.Сигнал на входе 10 имеет нулевой уРовень потенциала, если число еди ниц в комбинации КА, подаваемой на входы 30, четное, и единичный в про- тивном случае. Сигнал с неправильной адресацией выдается на выход 28 устройства с выхода элемента ИЛИ 11Не имеется сшибки в адресации АШ строк накопителя 1, если во время обращения на выходе 28 устройства нулевой потенциал, либо имеются четные ошибки в комбинации КА, поданной на входы 30, или вместо нужной АШ строки накопителя 1 выбирается другая АШ строки, имеющая одинаковый признак четности. Все остальные возможные отказы и сбои, составляющие большую часть от общего числа возможных отказсв и сбоев, выделяются по соответствующим сигналам на выходах усилителей 19, 20, 23 и 24 соответствующими элементами ИЛИ-НЕ 13, 14 и 15, сигналы с выходов которых 65 объединяются элементом ИЛИ 11. Элемент ИЛИ НЕ 15 формирует сигнал об неправильной адресации, заключающей"я в выборке более одной четной АШ :троки накопителя 1, Элемент ИЛИ-НЕ 14 Формирует сигнал о неправильной адресации, заключающейся в выборке более одной нечетной АШ строки накопителя 1, Элемент ИЛИ-НЕ 13 формирует сигнал о неправильной адресации, заключающейся в выборке несколькихАШ строк накопителя 1 с разными признаками четности. Элемент И 16 формирует сигнал с единичным уровнем потенциала, если производится обращениек неисправной АШ строки накопителя 1,и выдает его на выход 29 устройства,Рассмотрим программирование накопителей 3 и 4 на примере программирования накопителя 3. Программирование накопителя 4 осуществляется аналогично.Допустим, что в результате диагностирования устройства обнаружено, что при некоторой комбинации КА на входах 30 во время обращения. более чем на однбм из входов накопителя3, подключенных к накопителю 1, появляются положительные потенциалы, т.е. имеет место межзамыкание АШ строк накопителя 1, либо неисправность дешифратора 2. В этом случае необходимо запрограммировать накопитель 3 таким образом, чтобы при обращениипо данной комбинации КА формировалсясигнал об обращении к неисправной АШстроки накопителя 1.Программирование накопителя 3 осуществляется в следующей последовательности,Со входов 26 и 27 устройства насоответствующие входы дешифратора 9подается код, по которому на выходедешифратора 9, подключенном ко входуключа 7, формируется разрешающий потенциал, и при этом потенциал программирования со входа 25 через ключ 27 подается на вход накопителя 3. Потенциал программирования обычно имеет большую величину, чем напряжение источника 17, однако переключа"тель 5 включается для потенциала программирования в обратном направлении, и поэтому потенциал программиравания не поступает на входы усилителей 19 и 20, предупреждая тем самым их повреждение. После этого производится обращение по той комбинации КЛ, при которой более чем на одномиз входов накопителя 3 появляются положительные потенциалы, по которым и производится программирование соответствующих электрически программируемых элементов памяти в накопителе 3. По окончании обращения со входов дешифратора 9 снимается соответствующий код, ключ 7 закрывается исо входа накопителя 3 снимается потенциал программирования,При последующей работе, в случаеобращения по данной комбинации КАна входах 30, элементом И 16 Формируется сигнал об обращении к неисправной АШ строки накопителя 1, который может быть использован для управления устройством, осуществляющимподключение вместо неисправной АШстроки накопителя 1 исправной на ре Озерве.Таким образом, устройство позволяет производить оперативный контрольисправности АШ строк накопителя 1,дешифратора 2, входных адресных цепей 5и правильность приема КА на входах30, а также оперативно формировать,сигнал об обращении к неисправнымстрокам накопителя 1 повышая темсамьм нацежность н точность контроляустройства.Технико-экономическое преимущество предлаГаемого запоминающего устройства заключается в его более высокойнадежности по сравнению с прототипом.Формула изобретенияЗапомннакпцее устройство с самоконт" ролем, содержащее основной накопитель, входы которого соединены с выходами адресного дешифратора, и первый програъируемый постоянный накопитель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройст ва, в него введены второй программиоуеььд постоянный накопитель, сумматор по модулю два, источники опорного напряжения пороговые усилители, ключи, элемент И, элемент ИЛИ, элемен О ты ИЛИ-НЕ, управляющий дешифратор нагрузочные элементы и переключатели, при.=и входы программируемых постоян" ных накопителей соединены соответстяэн.-;с с выходами основного накопителя а первые выходы подключены к шине нулевого потенциала, вторые выходы прогрэм 2 жруемьи постоянных накопителей соедчнены соответственно с входом : эрвого переключателя и выходом первого ключа и с входом второго переключателя и выходом второго ключа,первые входы ключей соединены с выходами управляющего дешифратора, выходпервого переключателя подключен кпервым входам первого и второго пороговых усилителей и первому выводупервого нагрузочного элемента, второй вывод которого соединен с первымвыходом первого источника опорногонапряжения, выход второго переключателя подключен к первым входам третьего и четвертого пороговых усилителей и первому выводу второго нагрузочного элемента, второй выводкоторого соединен с первым выходомвторого источника опорного напряжения, вторые выходы источников опорного напряжения и вторые входы пороговых усилителей подключены к шиненулевого потенциала, выход первогопорогового усилителя соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ-НЕ и элемента И, выходывторого и четвертого пороговых усилителей подключены соответственно квторому входу второго элемента ИЛИ-НЕи к первому входу третьего элементаИЛИ-НЕ, выход третьего пороговогоусилителя соединен с вторыми входами первого и третьего элементов ИЛИНЕ и элемента И и первым входом сумматора по модулю два, выход которогои выходы элементов ИЛИ-НЕ подключенык входам элемента ИЛИ, выход которого и выход элемента И являются контрольными выходами устройства, однимииз входов которого являются соответ-.ственно второй вход сумматора по модулю два и входы управляющего дешифратора, вторые входы ключей объединены и являются другим входом устройства,Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1, Самопалов К.Г Корнейчук В,И.,Городный А.В. Структурно-логическиеметоды повышения надежности запоминающих устройств". М., 1976, с.65-68,рис. 22-25,2. Патент США У 3422402,кл. 340/173, опублик. 1968 (прототип).