Устройство для управления полупровод-никовым накопителем

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 160779 (2) -2797738/18-24 С 06 Р 9/00 С 11 С 7/00 с присоединением заявки Йо(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 30 ЮбВ 1(71) Заявитель рдена Ленина институт кибернетик 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫМ НАКОПИТЕЛЕМретення - повыупрощениеИзобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь"эовано для управления регенерациейхранимой информации в полупроводнн"ковых накопителях динамического типа,выполненных на транзисторах типа металл - диэлектрик - полупроводник(МДП-транзисторах),Известно устройство, которое содержит блок управления.и генераторсигналов регенерации, который с по"стоянкой частотой выдает запросы нарегенерацию хранимой информации, приэтом изменить частоту запросов на регенерацию и алгоритм регенерацииневозможно без технологического изменения устройства 1,Недостатком известного устройстваявляется невозможность примененияего для управления полупроводниковы"ми накопителями различных типов.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство, которое содержит УЬел синхронизации, в составкоторого входит счетчик тактовыхюьпульсов, дешифратор тактовых импульсов, схема формирования и выдачиуправяяющих сигналов, тактовый вход,управляющий .вход, инФормационные вц-ходы, подключенные к выходным шинам,выходы синхронизации, вход запросарегистрации и узел регенерации, состоящий из генератора регенерации,схемы управления регенерацией, счетчикаадресов регенерации (2.Недостатком этого устройства является его сложность и отсутствие автоматической настройки частоты запросов регенерации для запоминающихустройств с различными. временами хранения информации в .ячейках памяти иразличной емкостью кристаллов накопителя, что существенно снижает быстро".действие устройства.Цель настоящего изобшение быстродействия нустройства.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройстве для управления 20 полупроводниковым накопи селем,содержащем. генератор тактовых импульсов, счетчик тактовых нмпульсов,двадешифратора, формирователь управляющих импульсов, регистр адреса, ре.- гистр слова, счетчик, делитель частоты, триггер, два элемента И, элемент ИЛИ, элемент задержки и группуЭлементов И, причем выход генераторатактовых импульсов соединен с первьа 4 30 входом счетчика тактовых импульсбв,выходы которого подключены ко входампервого дешифратора, выходы которогосоединены с первым входом формирователя управляющих импульсов, первыйвыход которого является первым информационным выходом устройства, вторыевходы счетчика тактовых импульсов иформирователя управляющих импульсов.являются соответственно входами обращения и чтения-записи устройства,первые входы и выходы регистров адреса и слова являются соответственно адресными входами и выходами,информационными входами и вторым информационным выходом устройства,вторые входы регистров адреса ислова подключены ко второму выходу 15формирователя управляющих импульсов,.третий и четвертый входы регистраадреса соединены соответственно стретьим входом формирователя управляющих импульсов и с одним из выходов счетчика, одни из входов делителячастоты подключены к одним из управляющих шин устройства, а входы второго дешифратора - к другим управляющим шинам, выходы счетчика соединеныс первыми входами элементов И группы,вторые входы которых подключены к.одним из выходов второго дешифратора,первые входы первого и второго элементов И соединены с третьим выходом формирователя управляющих импульсов, третий вход которого подключенк третьим входам счетчика тактовыхимпульсов и регистра адреса, второмувходу первого элемента И и выходу .триггера, выход первого элемента Исоединен со входом счетчика, второйвход вторбго элемента И подключенк другому выходу второго дешифратора,выход второго элемента И и выходыэлементов И группы соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ,выход которого подключен ко входуэлемента задержки, выход которогосоединен со входом сброса триггера,вход установки которого подключенк выходу делителя частоты, другойвход которого. соединен с выходомгенератора тактовых импульсов..На Фиг,1 изображена функциональная схема предложенного устройства,иа Фиг. 2 - временная диаграммаФаботы устройства,Устройство содержит (Фиг.1) генератор 1 тактовых импульсов, счетчик 2 тактовых импульсов, первый дешифратор 3, формирователь 4 управля"ющих импульсов, регистр 5 адреса,регистр 6 слова, счетчик 7, первый8 и второй 9 элементы И, второй де.шифратор 10, группу элементов И 11,элемент ИЛИ 12 элемент 13 эадерж- щки, делитель 14 частоты,-являющийся. регулируемым, триггер 15, вход14 запись-чтение, вход 17 обращенияадресные входы 18 и выходы 19, информациойный вход 20, первый 21 и второй 22 информационные выходы и управляющие шины 23-31.Выход генератора 1 тактовых импульсов соединен с первым входом счетчика 2 тактовых импульсов, выходы которого подключены ко входам первого дешифратора 3. Выходы. первого дешифратора 3 соединены с первым входом Формирователя 4 управляющих импульсов, первый выход которого является первым информационным выходом 21 устройства. Вторые входы счетчика 2 тактовых импульсов, и формирователя 4 управляющих импуль сов являются соответственно входами 17 обращения и 16 чтения-записи устройства. Первые входы и выходы регистра 5 адреса и регистра 6 слова являются соответственно адресными входами 18 и выходами 19, информационными входами 20 и вторым информационным выходом 22 устройства. Вторые входы регистров 5 адреса и 6 слова подключены ко второму выходу формирователя 4 управляющих импульсовТретий и четвертый входы регистра 5 адреса соединены соответственно с третьим входом формирователя 4 управляющих импульсов и с одним из выходов счетчика 7, Одни из входов делителя 14 частоты подключены к одним из уйравляющих шин 23-28, а входы второго дешифратора 10 к другим управляющим шинам 29-31, Другие выходы счетчика 7 соединены соответственно с.первыми входами группы элементов И 11, вторые входы которых подключены к одним из выходов второго дешифратора 10. Первые входы первого 8 и второго 9 элементов И соединены с третьим выходом формирователя 4 управляющих импульсов, третий вход которого подключен. к третьим входам счетчика 2 тактовых импульсов и регистра 5 адреса, второму входу первого элемента И 8 и выходу триггера 15. Выход первого элемента И 8 соединен со входом счетчика 7. Второй вход второго элемента И 9 подключен к другому выходУ второго дешифратора 10. Выход второ" го элемента И 9 и выходы группы элементов И 11 соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ 12, выход которого подключен ко входу элемента 13 задержки.Выход элемента 13 задержки соединен со входом сброса триггера 15, вход установки которого подключен к выходу делителя 14 частоты, другой вход которого соединен с выходом генератора 1 тактовых импульсов.На Фиг.2 а изображены иьаульсы на выходе делителя 14 частоты (Фиг.1); на Фиг.2 б -импульсы синхронизации иа третьем выходе формирователя 4 управляющих импульсов(Фиг.1), период следования которых равен времеви регенерации ТРЕ, нафиг.2 в - импульсы, поступающие напервый вход одного из элементов И11 (фиг.1) с выхода счетчика 7;на фиг.2 г - импульсы на выходе элемента 13 задержки (фиг.1); нафиг.2 д-.импульсы на выходе триггера 15(фиг.1).На фиг.2 обозначены: р-времяхранения информации между цикламирегенерации в накопителе; и - количество строк в.кристалле накопителя.Устройство работает следующимобразом.Генератор 1 тактовых импульсовначинает работать после включенияисточника питания и независимо отрежима работы устройства выдает тактовые сигналы с периодом следования1 . На вход 17 обращения устройствапоступает сигнал Обращение, который приотсутствии сигнала запроса регенерации на третьем входе20счетчика 2 тактовых импульсов разрешает прохождение тактовых импульсов на его первый вход. Одновременнона вход 16 записи-чтения устройства. поступает командное слово Чтениезаписьф, определяющее режим работыустройства, Тактовые импульсы запускают счетчик 2 тактовых импульсов,выходные сигналы которого дешифрируются первым дешифратором 3, при.этом на каждом из выходов первогодешифратора 3 формируется последовательность импульсов, сдвинутаяво времени относительно последовательности импульсов на любом другомего выходе,формирователь 4 управляющихимпульсов воспринимает определенныеимпульсы на выходах первого дешифратора 3 и формирует импульсы, поступающие с его первого выхода на первый информационный выход 21 устройства, и синхронизирующие импульсы,поступающие на вторые входы регистра5 адреса и регистра б слова и черезпервый элемент И 8 на вход счетчика 47 для синхронизации их работы в режиме регенерации. Одновременно ссигналом Обращение выставляют кодадреса на адресных входах 18 устройства, который на время обращения 0запоминается на регистре 5 адреса ивыдается с него на адресные выходи19 по сигналу синхронизации со второго выхода формирователя 4 управляющих импульсов. Код слова поступаетца информационные входы 20 устройства, запоминаетея на регистре 6 сло-,ва и выдается на второй информационный выход 22 устройства при наличииимпульса синхронизации.В режиме регенерации хранимойщинформации требуемый алгоритм регенерации задают соответствующим кодомна управляющих шинах 29,30 и 31,соединенных со входами второго дешифратора 10. Частоту запросов регенерации информации в зависимости от алгоритма регенерации, времени хранения 1 Хр ячейках памяти ) -го накопителя, а также от количества строк- п в кристалле 1-го накопителя задают соответствующим кодом на управляющих шинах 23-28, с которых он поступает навходы регулируемого делителя 14 частоты.Коэффициент деления регулируемого делителя 14 частоты определяется применяемым алгоритмом регенерации, соответствующий которому код постуает иа входы делителя 14 частоты через управляющие шины 23-28.Сигнал на выходе делителя 14 частоты появляется после установки на его входах кода, задающего требуемое значение коэффициента деления, через время С, равное для распределенного алгоритма регенерацииР и,для группового алгоритма регенерацииЯ г 3Х Ри для комбинированного алгоритма регенерации1 Х Рд С 1) ком п.где 1 р." время хранения информации.между циклами генерации вячейках памяти 1-го накопителя;и - количествэ строк в кристалле 1-го накопителя;Й - количество строк, генерируемых внутри одной группыс периодом следования внутри группы, равным временирегенерации 1 рз, Эги параметры могут изменяться в широких пределах, при этом необходимый период следования 1 сигналов запроса на регенерацию обеспечивает регенерацию информации в каждой стро. ке накопителя через время, не превышающееТаким образом , в устройстве осуществляется не только автоматическая перестройка режима его работы в зависимости от алгорнтма регенерации, но и изменение частоты следования. сигналов запроса на регенерацию.Сигнал с выхода делителя частоты с периодом следования поступает на вход установки триггера 15. Каждый раз через время 1 Р сигнал уста- новки триггера 15 устанавливает этот триггер в единичное состояние. При этом сигнал а единичного выхода триггера.15 является сигналом запроса на регенерацию, который поступает .на третьй входы счетчика 2 тактоных импульсов, генератора 4 управляющих импульсов и регистра 5 адреса,а также на второй вход первого элемента И 8. Сигнал запроса регенерации запрещает прием сигнала фОбращением и разрешает прохождениетактовых импульсов на .первый входсчетчика 2 тактовых импульсов,при этом на каждом гз выходов перво.го дешифратора 3 Формируется последовательность импульсов, сдвинутаяво времени относительно последовательности импульсов на любом другомего выходе. Кроме того, сигнал запроса регенерации блокирует приемкомандного слова Чтение-запись,поэтому Формиронатель 4 управляющихимпульсов, воспринимая импульсы навыходах первого дешифратора 3, выдает на свои выходы импульсы, параметры и последовательность которыхстрого соответствует режиму регенерации информации в ячейках памятинакопителя. Сигнал запроса регенерации на втором входе первого элемента И 8 разрешает прохождение импульсон синхронизации с третьего выходаформирователя 4 управляющих импульсон на вход счетчика 7, изменяя состояние счетчика 7 на единицу. Код -адреса регенерации с одного из выходов счетчика 7 поступает на четвертый вход регистра 5 адреса, где запоминается при наличии на его третьем входе сигнала запроса на регенерацию,который н то же время запрещает прием кода адреса по адресным входам 18 устройства, Сигнал запроса регенерации снимается путем сброса триггера 15 н состояние ноль при подаче соответствующего алгоритму регенерации кода на управляющие шины 29, 30 и 31.Для рассматриваемого случая сиг нал сброса триггера 15 Формируется следующим образом.Код 0 0 О, соответствующий рас" ,пределенному алгоритму регенерации информации, поступает на управляющие щ ш",ы 29, 30 и 31 второго дешифратора .О, на одном иэ выходов которого вырабатывается сигнал, который, поступая на первый вход второго элемента И 9, разрешает прохождение импульса синхронизации с третьего выхода Формирователя 14 управляющих импульсов через второй элемент И 9, элемент ИЛИ 12, элемент 13 задержки, на вход сброса триггера 15, устанавливая его в нулевое состояйие. Эле" кент 13 задержки осуществляет задержку сигнала сброса на время, равное вр ени регенерации информации (М одной строки накопителя, так как сигнал установки триггера 15 и сиг валы, поступающие иа входы элемента ИЛИ 12,привязаны к переднему Фронту тактовых импульсов (Фиг,2 .При комбииирОваниом алгоритме регенерации на управляющие шниы 29,.30 и 31 второго дешифратора 10 поСтупает код, соответствующий выбранному количестну строк й, регенерируемых в одной группе (например, 16, 32, 64 строк в группе).При этом на управляющие шины 23- 28 регулируемого делителя 14 частоты подают код, обеспечивающий на его выходе требуемый период следования сигнала установки триггера 15 в единичное состояние, равный , Например, для выполнения регенерации информации группами по четыре строки в группе (фиг.2) на управляющие шины 23.-28 (фиг.1) подают код, обеспечивающий на выходе делителя 14 частоты период следования импульсон установки триггера 15, равный 4 "р" . ПриП ..этом на управляющие шины 29, 30 и 31 дешифратора 10 подают код 010. На одном из выходов второго дешифратора 10 вырабатывается сигнал, который поступает на второй вход соответствующего элемента И 11, разрешая прохождение сигнала переноса второго разряда с выхода счетчика 7 через этот элемент И 11, элемент ИЛИ 12 и элемент задержки, 13 на вход сброса триггера 15. При этом триггер 15 устанавливается в нулевое состояние, тем саьым снимая запрос на регенерацию (фиг.2 д),Сигнал переноса второго разрядас выхода счетчика 7 появляется послепоследовательного поступления наего вход 26 запуска через первый элемент И 8 четырех сигналов синхронизации, Тем самым, за время наличия сигнала регенерации (фиг.2) с выхода триггера 15 осуществляется регенерация информации подряд в четырех строках накопителя.В промежутках .времени между циклами регенерации информации н одной строке накопителя осуществляют обращение к устройству для считывания или записи информации, при этом устройство вырабатывает сигналы, необходимые соответственно для выполнения этих режимов.Технико-экономическое преимущество предложенного устройства заключается в повышении быстродействия и упрощении устройства для управлеция полупроводниковыми накопителями с различными временем хранения информа" ции и емкостью кристаллов за счет обеспечения автоматической перестройки частоты следования сигналов запроса иа регенерацию,Формула изобретенияустройство для управления полупроводниковым накопителем, содержащее генератор тактовых импульсов, счетчик тактовых импульсов, два де" шифратора, формирователь управляющих импульсов, регистр адреса, регистрслова, счетчик, делитель частоты,триггер, два элемента И, элемент ИЛИ,элемент задержки и группу элементовИ, причем выход генератора тактовыхимпульсов соединен с первым входомсчетчика тактовых импульсов, выходыкоторого подключены ко входам первого дешифратора, выходы которого соединены с первым входом Формирователяуправляющих .импульсов, первый выходкоторого является первым информационным выходом устройства, вторые входы счетчика тактовых импульсов и формирователя управляющих импульсов являются соответственно входами обра"щения и чтения-записи устройства,первые входы и выходы регистров адреса и слова являются соответственно адресными входами и выходами, информационными входами и вторым информационным выходом устройства,вторые входы регистров адреса и слова подключены ко второму выходу фор.мирователя управляющих импульсов,третий и четвертый входы регистраадреса соединены соответственно стретьим входом Формирователя управляющих импульсов и с одним из .выходов счетчика, одни ыз входов делителя частоты подключены к одним изуправляющих шин устройства,а входывторого дешифратора - к другим управляющим шинам, о т л и ч аю щ ее с я тем, что, с целью повышениябыстродействия.и упрощения устройства, в нем другие выходы счетчикасоединены с первыми входами элементов И группы, вторые входы которыхподключены к одним из выходов второго дешифратора, первые входы перво-,го и второго элементов И соединеныс третьим выходом формирователя управляющих импульсов, .третий входкоторого подключен к третьим входамсчетчика тактовых импульсов и регистра адреса, второму входу первогоэлемента И и выходу триггера, выход, первого элемента И соединен со входом счетчика, второй вход второгоэлемента И подключен к другому выходу. второго дешифратора, выход15 второго элемента И и выходы элементов И группы ссединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход .которого подключен ко входу. элементазадержки, выход ксторого соединен20 со входом сброса триггера, входустановки которого подключен к выходу делителя частоты, другой входкоторого соединен с выходом генератора тактовых импульсов.25Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРно заявке 9 2507749/18"24,кл. 6 Об Р 9/00, 1978.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 254673 б/18-24,кл, С 06 Р 9/00, 1978 (прототип)..Шароши е Филиал ППП Латентфф, г.Ужгород, Ул.Проектиая, 4 Закаэ 5103/61 Тирам 745 ПодписиВНИИПИ Государственного комитета СССРпс делам иэобретений и открытий13035, Москва, й, Раувская наб., д.4/ЭЮ Вп. МВ