Репрограммируемое постоянное запоминающее устройство

(19 51)5 6 11 С 17 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ У еский институт рьской социалияда, А.В.Легейхименко во СССР, 1974.дов С,В ЭлектЛ.: ЭнергоатомизЕМОЕ ПОСТОЯНУСТРОЙСТВО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(71) Киевский политехниим,50-летия Великой Октястической революции(54) РЕПРОГРАММИРУНОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении блоков памяти ЭВМ, устройств сбора и обработки информации, устройств автоматики и контроля,Целью изобретения является повышение надежности устройства.На фиг.1 представлена структурная схема реп рограммируемого запоминающего устройства (РПЗУ); на фиг.2 - схема блока регенерации; на фиг.3 - схема блока управления регенерацией,Запоминающее устройство содержит накопитель 1, дешифратор 2 слов, селектор 3, дешифратор 4 разрядов, формирователь 5 считывания, входы-выходы 6, блок 7 регенерации, входы-выходы 8 группы блока 7 регенерации., блок. 9 управления регенера(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении блоков памяти ЭВМ, устройств сбора и обработки информации, устройств автоматики и контроля. Целью изобретения является повышение надежности устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит блок 7 регенерации, блок 9 управления регенерацией, мультиплексор 14, столбец 21 элементов памяти. Блоки 7 и 9 осуществляют регенерацию информации в тех элементах памяти накопителя 1, в которых записан "0", так как потеря информации возможна только в этих элементах. В результате отпадает необходимость перед восстановлением "0" производить полное стирание информации в накопителе 1, 3 ил. цией, первый выход 10 блока 9, блок 11 управления записью-считыванием, второй выход 12 блока 9, третий выход 13 блока 9, мультиплексор 14, адресные входы 15 второй группы, усилитель 16 адреса слов, усилитель 17 адреса разрядов, адресные входы 18 первой группы, элемент И 19, вход 20 блока 9, столбец 21 элементов памяти, вход- выход 22 блока 7, тактовые входы 23 и 24 блока 7. Дешифратор 2 слое и усилитель 16 образуют блок дешифрации слов, дешифратор 4 разрядов и усилитель 17 - блок дешифрации разрядов, а селектор 3 и формирователь 5 - блок ввода-вывода информации,Блок 7 регенерации состоит из статических триггеров 25, элементов И 26 и 27 информационных усилителей 28.10 15 20 30 50 55 Блок 9 управления регенерацией состоит из Т-триггера 29, элемента ИЛИ 30, счетчика 31 адреса, элемента И-НЕ 32. элементов И 33 и 34, счетчика 35, элементов И 36 и 37.РПЗУ, постраеннье на основе однотранзистарных запоминающих элементов, когда один и тат же транзистор применяется и для хранения информации, и для ее выборки, имеют определенный недостаток: при каждом считыванли импульсы поступаюта затвор запоминающего транзистора и праисхад т некоторое уменьшение накопленного заряда, а при многократном считывании происходит полное стекание хранимого заряда, причем стекгние заряда происходит на своем логическом уровне, например для запоминающих элеменгов с индуцированным каналом стекание заряда с затвора происходит в транзисторе, в котором записан "О", т,е, и восстанавливать необходимо только элементы, в котоаых записан "О". Значит. если на затворы только этих запоминающих элементов подать нэпрякение, восстанавливающее их заряд, отпадает необходимость перед восстановлением "0" производить полное стирание информации (запись "1").гак как нег необходимости восстанавливать заряд на затворах тех элементов, которые свой заряд не теряат,Для своевременного восстановления информации в устройстве используются столбец 21 элементов памяти и элемент И 19 со смещенным в сторону контролируемого лаглческого уровня пороговым напряжением, Во все запоминающие элементы столбца 21 записывается тот логический уровень, каитическое состояние которого в процессе длительного считывания фиксиаует элемент И 19, Минимальная величина смещения уровня порогового напряжения нэ этом элементе должна ограничиваться максимальной величиной разброса величиды заряда на затворах запоминающих элементов, хранящих данный неустОйчивый логический уровень, а также обеспечивать достоверность информации на запоминающих элементах для считывания ва время регенерации,При записи в выбранную ячейку "О" на информационный вход выход накопителя 1 необходимо подать напряжение сигнала, соответствующее "1", а при записи "1" на выбранный вход-выход подается "0", следовательно, сигналы входной информации при записи должны быть инверсны сигнад лам выходной информ;щии при считывании, Блок регенерации, реализованный на статических. триггерах 25 с занулением плеч усилителя (фиг,2), удовлетворяет данному требованию. Например, если в момент считывания на входной шине появится слабый положительный сигнал, через определенное время триггер 25 установит на этой шине логический уровень, равный напряжению питания - "1", а на выходной шине - уровень "0". Усилитель 28 при присутствии на его входе сигнала "1" формирует на выходе напряжение, необходимое для восстановления информации.Группы входных элементов И 26 и выходных элементов И 27 служат для коммутации входной-выходной шины в необходимом режиме, Блок регенерации может служить формирователем записи, если предварительна устанавливать его состояние готовности (вхад 10), г затем открывать доступ к запоминающему элементу триггера 25 по разрядным шинам,Перевод устройства в режим регенерации и обеспечение условий для восстановления информации обеспечивает блок 9 управления регенерацией, запускающийся при поступлении на его вход 20 положительнаго импульса с элемента И 19 со смещенным пороговым напряжением.8 связи с этим блок 9 управления регенерацией выполняет;а) формирование необходимой длительности импульсов напряжения регенерации, что обеспечивает счетчик 35, на вход которого через элемент И 34 в режиме регенерации подается синхроимпульс С 2 с внешнего устройства, При определенной двоичной комбинации на выходе счетчика 35 элемент И 36 формирует положительный импульс, по которому заканчивается восстановление регенерируемой строки, При этом счетчик 35 возвращается в исходное состояние - состояние готовности формирования длительности регенерации следующей строки;б) последовательную адресацию регенерируемых строк при поступлении на вход счетчика 31 адреса отрицательного перепада сигнала с инверсного выхода триггера 29. В качестве адресных используются все выходы счетчика 31, за исключением старшего разряда;в) формирование в старшем разряде счетчика 31 управляющего сигнала, который осуществляет: отключение на время регенерации дешифратора 4; переключение мультиплексора 14 на прием последовательности адресов с циклического счетчика 31 адреса; отключение на время регенерации входной шины 20 блока 9 управления регенерацией посредством подачи на вход элемента И 19 "0"; сообщение внешнему устройству о регенерации, для5 10 15 20 25 30 исходном сос-о.нни. т,е. на выходах 10 и 12блока 9 управления регенерацией находит чего выход старшего разряда счетчика подключен к управляющей шине 12; г) форми,рование на элементе И 33 импульса запуска для регенерации каждой последующей строки до полного восстановления накопителя; д) при комбинации сигналов 011 на выходе счетчика 31 адреса, т.е. при восстановлении последней строки, завершение регенерации накопителя и возвращение счетчика 31 адреса в исходное состоянии 11,1 путем подачи на входы установки его счетных триггеров сигнала "1" с выхода схемы И 37,Импульс С 1, поступающий на вход элемента И ЗЗ, необходим для обеспечения завершения регенерации накопителя 1 после восстановления последней строки. При этом необходимо обеспечить поступление импульса С 1 после формирования на выходе элемента И-НЕ 32 "О".Работу устройства рассмотрим на примере РПЗУ на МНОП транзисторах с накопителем 1, организованным в виде матрицы запоминающих элементов 8 х 8 бит, При этом в дополнительном девятом столбце 21 элементов памяти записаны нули, а элемент И 19 выполнен со смещением в сторону нуля уровнем порогового напряжения.Устройство работает следующим обраР зависимости от комбинации синкросигналов С 1 и С 2 фиг.З). сигналов разрешения, записи-считывания и стирания (не показаны) на входах устройства оно может функционировать в четырех режимах: стирание запись, считывание и хранение, Во всех режимгх, кооме считывания, схемы, обеспечивающие . еганерацию, находятся в ся "1", нг схода 20 - "О", на выходах 23 и 24 блока; 1 управления записью-считыванием - "О", на выходе счетчика 31 адреса - состояние 11".1, нг выходе счетчика 35 - состояние ОООО, Пусть для обеспечения необходимой длительное.ги регенерации одной строки необходимо 12 переключений счетчика 35, т,е,его конечное состояние 1100, при котором на выходе элемента И 38 появляется "1" и пеоеводит счетчик в:,сходное состояние.Если в режиме считывания в соответствии с адресе л, поступивц;им на дешифратор 2, выбранный со столбца 21 элемент памяти содержит допустимый уровень "0", то на выходе схемы И 19 также находится "О" и схемы, обеспечивающие регенерацию,находя 1 ся в исходном состоянии. При этом информация, считанная с накопителя 1 в соответствии с адресом на дешифраторе 4,поступает через селектор 3 и считывающийформирователь 5 на входы-выходы б,Если же в режиме считывания в соответствии с адресом, поступившим на дешифратор 2, выбранный со столбца 21 элементпамяти содержит уровень нуля ниже; чем наэлементе И 19, то на его выходе появится"1". В соответствии с этим на выходе 20блока 9 управления регенерацией будет сигнал "1", который через элемент ИЛИ 30.поступит на вход Т-триггера 29, На егоинверсном выходе, а следовательно, на выходе 10 блока 9 управления регенерацией,на входе счетчика 31 адреса и на входе элемента И 34 появится единица, которая: переведет счетчик 31 адреса из состояния1111 в состояние 0000; разрешит подачусинхроимпульса С 1 через элемент И 34 навход счетчика 35; через выход 10 блока управления регенерацией поступит на входблока 7 регенерации и приведет статические триггеры 25 в состояние приема информации; поступит на вход блока 11управления записью-считыванием,Счетчик 35 в соответствии с импульсамиС 2, поступающими на его вход через элемент И 34, последовательно переключаетсяиз состояния 0000 досостояния 1100(конечное состояние), т,е. столько раз, сколько необходимо для обеспечечия временирегенерации одной строки,В соответствии с импульсом, поступившим на аход, блок 11 управления записьюсчитыванием устанавливает режим выдачиинфо" мации по шинам 8 и 22 в блок 7 регенерации на время, необходи;ое для срабатывания статических триггероь 25, Приеминформации блоком 7 регенерации осуществляется подачей на его вхсд 24 "1" с соответствующего выхода блс ка 11 управлениязаписью-считыванием. Зг гем блок 11 управления записью-считыванием устанавливаетрежим приема информации накопителем 1.При этом на входах 23 и 24 б.ока 7 регене 5 рации устанавливаются сигналы "1" и "0"соответственно, что обеспечивает выдачуинформации с триггеров 25 через усилители 28 и входы-выходы 8 и 22 на вход накопителя 1,О После установления на выходе счетчика35 состояния 1100 на выходе эле.лента И 36устанавливается единичный сигнал, который сбрасывает счетчик 35 в исходное состояние и через элемент ИЛИ 30 поступает5 на вход Т-триггера 29, в результате чего онтакже возвращается в исходное состояние ина его инверсном выходе устанавливается"1", которая блокирует элемент И 34 и восстанавливает триггеры 25 блока 7 регенерации в исходное равновесное состояние.В любом состоянии счетчика 31 адреса,кроме исходного состояния 1111, на выходеэлемента И-НЕ 32 присутствует сигнал "1",При появлении единицы на выходе Т-триггера 29 и с приходом синхроимпульса С 1 навыходе элемента 4 ЗЗ появляется 1, котораячерез элемент ИЛИ ЗО поступает на входТ-триггера и переводит его в состояние "О"на его инверсном выходе. При этом по спадусигнала из "1" в "О" на выходе счетчика 31адреса устаавливается комбинация 0001,что соответствует адресу второй строки, ипроцесс оегенерации повторяется,Регенерация накопителя 1 завершаетсяПосле постановления последней строки.При этом на выходе счетчика 31 адреса -состояние 0111, на выходе элемента И 37 -единица. Следовательно, на выходе элемента И 37 сформйруется единица, которая переводит счетчик 31 адреса в исходноессс.гояние 1111. Следовательно, на выходеэлемента И-НЕ 32 устанавливается "О", Злемент И 33 блокируется, процесс регенерации прекращается и устройствовозвращается в состояние считывания,Формула изобретенияРепрограммируемое постоянное запоминающее устройство, содержащее накопитель, блок дешифрации слов, блокдешифрации разрядов, блок ввода-выводаинформации, блок управления записью-считыванием, первый выход которого соединенС входом выборки накопителя, адресныеВины которого соединены с соответствуюцими выходами блока дешифрации слов, аразрядные шины - с соответствующими входами-выходами первой группы блокаввода-вывода информации, входы-выходывторой группы которого являются входамивыходами устройства, а адресные входы со 5 единены с соответствующими выходамиблока дешифрации разрядов, информационные входы которого являются адреснымивходами первой группы устройства, о т л и ча ю щ е е с я тем, что, с целью повышения10 надежности, оно содержит блок регенерации, блок управления регенерацией, мультиплексор, элемент И, столбец элементовпамяти, вход-выход которого соединен спервым входом элемента И и входом-выхо 15 дом блока регенерации, входы-выходыгруппы которого соединены с соответствующими входами-выходами первой группыблока ввода-вывода информации, первый,второй и третий тактовые входы блока реге 20 нерации соединены с входами и вторым итретьим выходами блока управления записью-считыванием соответственно, входкоторого соединен с первым выходом блокауправления регенерацией, второй выход ко 25 торого соединен с входом выборки блокадешифрации разрядов, входом коммутации мультиплексора, вторым входом элемента И, выход которого соединен свходом блока управления регенерацией,ЗО выходы группы которого соединены с информационными входами первой группымультиплексора, информационные входывторой группы которого являются адрес"ными входами второй группы устройства,35 а выходы соединены с соответствующимивходами блока дешифрации слов,аказ 4167 Тираж писноеВНИИПИ Государственного ко открытиям при ГКНТ СССР113035, М 4/5