Логическое запоминающее устройство

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскмиСоциалистическихРеспублик 763967 Ж цФ(23) Приоритет по делам изобретений и открытий(53) УДК 681, .327.6 (088.8) Дата опубликования описания 18,09.80(7 ) Заявитель Ленинградский институт авиационного приборостроения(54) ЛОГИЧЕСКОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО 1Изобретение относится к запоминающим устройствам и может бытьиспользовано в системах, в которых требуется выполнение операций запоминанияи счета импульсов, в том числе в многоканальных анализаторах.Известны логические запоминающиеустройства Ц Й Я.В одном из известных устройств применяются счетчики на потенциальных тригтогерах, причем каждый счетчик выполниет функции счета и запоминания информации 11,Недостатками этого устройства являются снижение надежности и увеличение15количества оборудования при увеличениичисла каналов в устройстве.Наиболее близким техническим решением к данному изобретению являетсялогическое запоминающее устройство,содержащее накопитель, усилитель считьвания, адресный распределитель импульсов, формирователь импульсов записи,первый блок местного управления, адрес 2ный блок, ключ записи единицы, ключзаписи нуля, второй блок местногоуправления и шину нулевого потенциала,причем выход формирователя импульсовзаписи подключен к шине записи накопителя, а входы соединены соответственнос выходами ключа записи единицы иключа записи нуля, первые входы которых подключены к выходу второго блока местного управления, входы блокауправления соединены соответственно свыходами первого блока местного управлении и адресного блока, а выходы - совходом адресного распределителя импульсов и первым входом второго блока местного управления, первый вход усилителясчитывания подключен к шине считывания накопителя 2,Недостатками этого устройства являются применение разрушающего считывания информации и цепей регенерации длявосстановления считанной информации,что снижает быстродействие устройства,и низкая плотность записи информации,15 30. 3 76396 так как запись и хранение информации осуществляется в матрицах, выполненных на дискретных сердечниках с большим числом обмоток и прошивок, что снижает технологичность и уменьшает эффек 5 тивную емкость устройства.Цель изобретения - повышение эффективной емкости и быстродействия устройства.Поставленная цель достигается тем, 10 что в устройство введены преобразователи электрических импульсов в ультразвуковые импульсы, блок селекции и распределения сигналов считывания, элемент ИЛИ, третий блок местного управления и шина синхронизации, Накопитель информации выполнен на стержнях из магнитострикционного материала, на одних кон,цах которых закреплены демпферы. Стержни из магнитострикционного материала соединены последовательно, причем один конец стержней соединен с шиной нулевого потенциала, а другой - с шиной считывания накопителя, Вход блока селекции и распределения сигналов считывания подключен к выходу усилителя считывания, а выходы соединены соответственно со вторыми входами ключа записи "единицы" и ключа записи фнуляф и входами элемента ИЛИ, выход которого подключен ко входу третьего блока мест. ного управления, выход которого соединен со вторым входом усилителя считывания Второй вход второго блока месч ного управления соединен с одним из35 выходов блока селекции и распределения сигналов считывания, входы преобразователей электрических импульсов в ультразвуковые импульсы подключень: к выходам адресного распределителя импульсов, 40 а выходы соединены с другими концами стержней из магнитострикционного материала, шина синхронизации индуктивно связана со стержнями из магнитострик ционного материала и соединена со вхо дом первого блока местного управления.На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства, на фиг.2 - схема блока селекции и распределения сигналов с штывания на фиг, 3- временная диаграмма последовательности импульсов, поясняющая работу устройства,Устройство содержит (см, фиг. 1) накопитель 1 из запоминающих элементов 2, представляющих собой зоны на стержнях 3 из магнитострикционного материала, на одних концах которых закреплены демпферы 4, шину записи 5, уси 7 4литель считывания 6, шину считывания 7, шину синхронизации 8, шину 9 нулевого потенциала, адресный распределитель 10 импульсов, блок управления 11, формирователь 12 импульсов записи, первый блок 13 местного управления, адресный блок 14, ключ 15 записи единицы", ключ 16 записи "нуля", второй блок 1 7 местного управления, преобразователь 18 электрических импуль- сов в ультразвуковые импульсы, включающий в себя узел 19 электромеханической связи, третий блок 20 местного управления, блок 21 селекции и распределения сигналов, и элемент ИЛИ 22,Накопитель выполнен на стержнях 3 из магнитострикиионного материала, которые соединены последовательно, причем один конец стержней соединен с шиной 9 нулевого потенциала, а другой - с шиной считывания 7 накопителя. На одних концах стержней 3 закреплены демпферы 4, а с другими концами стержней 3 соединены выходы преобразователей 18 электрических импульсов в ультразвуковые импульсы, входы которых подключены к выходам адресного распределителя 10, Шина синхронизации 8 индуктивно связана со стержнями 3 из магнитострикционного материала и подключена ко входу первого блока 13 местного управления. Выход формирователя 12 импульсов записи подключен к шине записи 5 накопителя, а входы соединены соответственно с выходами ключа 15 записи "единицы" и ключа записи "нуля", первые входы которых подключены к выходу второго блока 17 местного управления. Входы блока управления 1 1 соединены соответственно с выходами первого блока 13 местного управления и адресного блока 14, а выходы - со входом адресного распределителя 10 импульсов и первым входом второго блока 17 местного управления. Первый вход усилителя считывания 6 подключен к шине считывания 7 накопителя, а выход - к выходу устройства и ко вхолу блока 21 селекции и распределения сигналов считывания, выходы которого соединены соответственно со вторыми входами ключей 15, 16 и входами элемента ИЛИ 22. Выход элемента ИЛИ 22 подключен ко входу третьего блока 20 местного управления выход которого соединен со вторым входом усилителя считывания 6. Второй вход блока 1 7 соединен с одним из выходов блока 21.76 Блок 21 селекции и распределениясигналов считывания содержит (см. фиг,2) линию задержки 23, усилитель 24 идиодный селектор 25, соединенные последовательно, причем вход линии задержки23 подключен ко входу блока 21, а выходы диодного селектора 25 являются выходами блока 21.На временной диаграмме (см. фиг.3) последовательности управляющих импульсов, импульсов записи и счета информации изображены:эпюра г - импульсы, условно обозначающие код канала накопителя, к содержимому которого необходимо прибавитьединичное приращение;эпюра 6 - пары ультразвуковых импульсов (ПУИ), возбуждаемые в стержнях из магнитострикционного материалавыбранного канала накопителя,О - содержимое канала накопителядо момента прибавления единичного приращения;О - импульсы на выходе усилителяблока 21 сепекции и распределения сигналов считываниямиО,- - импульсы на выходе пинии эа 2 Ьдержки 23 сигнала считывания "1" и0" соответственно;Ц,О 1 - импульсы на выходе ключа 15записи "единицы и ключа 16 записи"нуляф соответственно,Оо - сигнал на выходе третьего блока 20 местного управления;О- выходное напряжение формирс Звателя 12 импупьсов записи;Оть - сигнал на выходе первого блока 13 местного управления,О 1 - напряжение на выходе первогоблока 13 местного управления, 40Ок - содержимое выбранного каналанакопителя после прибавления к немуединичного приращения,На диаграмме обозначены также:- время, равное отнощению расстояния от узла 19 электромагнитной связи преобразователя 18 электрических импульсов в ультразвуковые до зоны записи первого разряда накопителя к скорости Ск распространения ультразвуковых сигналов по стержню из магнитострикционного материала;ЬрСХ, гдер - расстояние между соседними разрядами накопителя (т. е. соседними зонами на стержне 3 (см.фиге 3С - скорость распространения ультразвуковых сигналов по стержню 3,3967 6- время задержки между считываквщим Ъ и записывающим Ъ ультразвуковыми импульсами.Устройство работает следующим образом,При поступлении входного сигналаадресный блок 14 вырабатывает кодадреса канала накопителя (эпюра Едфиг. 3), который через блок управления10 11 поступает в адресный распределитель10 импульсов и затем через адресныйраспределитель подается на вход преобразователя 18 эпектрических импульсовв ультразвуковые импульсы, связанногос тем каналом накопителя, который соответствует данному коду адреса, Преобразователь 18 возбуждает в стержне 3 изм агнитострикционного материала выбранного канала накопителя пару ультразвуковых импульсов Ъс и Ь (эпюра Ъ,фиг, 3).Первый из ультразвуковых импульсовЬ м, предназначен для неразрущающегосчитывания информации из накопителя.д 5 Амплитуда этого импульса выбирается ..исходя из магнитоупругих свойств носителя информации - стержней иэ магнитострикционного материала, составляющихнакопитель,Второй ультоазвуковой импульс Впредназначен для необратимой магнитоупругой записи информации в накопительпутем его действия совместно с импупьсом магнитного поля в зоне записи настержне из магнитострикционного материала. Амплитуда второго ультразвукового импульса Ъ больше амплитуды первого импульса Э, Исходный код, записанный в выбранный канал накопителя 0 1" (эпюра Цс, фиг. 3), При выбореканала накопителя в соответствии с кодом адреса канала, изменяется на однудвоичную единицу содержимое выбранного канала, Через времяпервый упьтра.звуковой импульс достигает зоны 2 стержня 3, в которой расположен первыйразряд хранящегося числа, и считываетхранящуюся в первом разряде информацию,При считывании хранящейся в зоне первого разряда информации на выходе усилителя считывания 6 появляется сигнал(эпюра О, фиг. 3), который поступаетна вход блока 21, в котором нормализуется (эпюра О, фиг. 3) и распределяется по двум цепям преобразованияв зависимости от полярности импульса.Если импупьс О положителен, он поступает на вход ключа 15 записи "единицы", если отрицателен - на вход ключа396 7 40 45 50 55 7 76 16 записи нуля". Блок 21 задерживает импульсы на время 1 равное времени задержки между считывающим 9 о,и записывающим Ъ ультразвуковыми импульсами, Затем сигнал с выхода блока 21 поступает на входы элемента ИЛИ 22, ключа 15 или ключа 16 и блока 17. Блок 17 предварительно открыт сигналом сброса, поступившим с блока управления 11, и поступивший на его вход импульс проходит на вход формирователя 1 2 импульсов записи, на другой вход которого поступает сигнал с выхода ключа 15 или ключа 16, в результате чего формирователь 12 возбуждает в шине записи 5 импульс записи "нуля" (при сигнале с выхода ключа 15) или записи "единицы" (при сит нале с выхода ключа 16), Этот импульс записи воздействует на зону записи первого разряда накопителя в момент прихода в нее ультразвукового импульса записи Ь. Таким образом, происходит запись в первый разряд выбранного канала накопителя информационного "нуля" вместо информационной "единицы" (эпюры Од,иОк,фиг. 3). В момент записи третий блок 20 местного управления блокирует усилитель считывания 6 для предотвращения ложных срабатываний блока 21 селекции и распределения сигналов считывания.Через время (1 тр ) ультразвуковой импульс считывания достигает зоны записи второго разряда, При этом считывается сигнал О ("0"), который проходит через блок 21 и поступает на один из входов ключа 16 и, так как блок 17 в эчот момент времени открыт (эпюра 011), сигнал с выхода ключа 16 возбуждает формирователь 12 импульсов записи, который во втором разряде записывает 1" (совместно с ультразвуковым импульсом З) (эпюра О, фиг. 3). Импульс с выхода блока 21 после записи 1 в разряд накопителя закрывает блок 17 (эпюра Цу, фиг. 3), который блокирует ключи 15 и 16, что исключает дальнейшее формирование импульсов записи формирователем 12. Сигналы считывания О с третьего и последующих разрядов выбранного канала проходят через усилитель считывания и блок 2 1, но не проходят через ключи 15 и 16. Таким образом, информация в старших разрядах после разряда, содержащего первый "0, только 5 1 О 15 го 25 30 35 считывается неразрущающим ультразвуковым способом,После достижения импульсом Ь 1 постоянно намагниченной зоны на конце носителя, с которой индуктивно связана шина синхронизации 8, с помо 1:ъю блока13 формируется импульс окончания обращения к выбранному каналу (эпюра01, фнг. 3), который, поступая в блокуправления 11, снимает блокировку вхсда адресного распределителя импульсов10 и вырабатывает импульс сброса.Ультразвуковые импульсы Ь и Ьв конце цикла обращения к выбранному каналу поглощаются демпферами 4.В режиме считывания без изменениясодержимого каналов управляющий сигналсброса не вырабатывается,Технико экономические преимуществаописываемого устройства заключаются втом, что применение в качестве носителей информации в накопителе стержнейиз магнитострикционного материала и коротких ультразвуковых импульсов записии неразрушающего считывания позволяетзначительно увеличить линейную плотностьзапису информации (до плотности записи210 - 1,510 дв. ед./см), что повы 3щает эффективную емкость и быстродействие устройства, а также дает возможностьсвести число обмоток в матрице накопителя до одной, что вместе с применениемнеразрушающего считывания позволяетуменьшить число элементов и узлов и темсамым значительно упростить устройствопо сравнению с прототипом. формула изоб р етен ия Логическое запоминающее устройство, содержащее накопитель, усилитель считывания, адресный распределитель импуль-, сов, формирователь импульсов записи, первый блок местного управления, адресный блок, ключ записи единицы, ключ записи "нуля", второй блок местного управления и шину нулевого потенциала, причем выход формирователя импульсов записи подключен к шине записи накопителя, а входы соединены соответственно с выходами ключа записи "единицы и ключа, записи "нуля, первые входы которых подключены к выходу второго блока местного управления, входы блока управления соединены соответственно с выходами первого блока местного управления и адресного блока, а выходы - со входом адресного распределителя импуль сов и первым входом второго блока мест763967 Составитель Т. ЗайцеваОрловская Техред Н. Бабурка Корректор Е, Папп Редакто 62 аказ 629 нного да обретений ива, Ж,щская наб.,илиал Тираж ВНИИПИ Гос по делам 113035, Мос97 ного управления, первый вход усилителя считывания подключен к шине считывания накопителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективной емкости и быстродействия устройст ва, оно содержит преобразователи электрических импульсов в ультразвуковые импульсы, блок селекции и распределения сигналов считывания, элемент ИЛИ, третий блок местного управления и шину синхронизации, а накопитель информации выполнен на стержнях из магнитострикционного материала, на одних концах которых закреплены демпферы стержни из магнитострикционного материала соединены последовательно, причем один конец стержней соединен с шиной нулевого потенциала, а другой - с шиной считывания накопителя, причем вход блока селекции и распределения сигналов подключен к выходу усилителя считывания, а выходы соединены соответственно со вторыми входами ключа записи фединицы" и.ключа записи фнуля" и входами элемента ИЛИ, выход которого подклю 63967 1.0чен ко входу третьего блока местногоуправления, выход которого соединен совторым входом усилителя считывания,второй вход второго блока местногоуправления соединен с одним из выходовблока селекции и распределения сигналовсчитывания, входы преобразователейэлектрических импульсов в ультразвуковые импульсы подключены к выходам 10 адресного распределителя импульсов, авыходы соединены с другими концамистержней из магнитострикционного материала, шина синхронизации идуктивносвязана со стержнями из магнитострик 1 ционного материала и соединена со входом первого блока местного управления. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 201. Патент США3703705,кл. б 06 Р 11/12, опублик. 1977,2. Балашов Е. П., Кноль А. И. Многофункциональные ЗУ. Л"Энергия",1972, с. 79-81 (прототип).