Устройство управления для памяти на цилиндрических магнитных доменах

СО 1 ОЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 55 А йВ 4 С 11 С 11/14 КОМИТЕТ СССРТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ГОСУД АРСТ ВЕНК ПО ДЕЛАМ ИЗОБ ТЕНИЯ 79,ПАМЯ- ДОМЕЖ Сл ОПИСАНИЕ ИЗОБ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Московский ордена Ленина и одена Октябрьской Революции энергеческий институт(56) Е 1 есстои 1 с Рез 18 и, ч. 27, 19Ф 11, р. 102-107.Авторское свидетелУ 1020863, кл. С 11 С 54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ И НА ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ МАГНИТНЫХ(57) Изобретение относится к вычислительной технике, в частности кустройствам управления для памяти иможет быть использовано в запоминающих устройствах на цилиндрическихмагнитных доменах (ЦМД) для надежнойадресации страниц накопителя с возможностью восстановления текущегоадреса после отключения напряженияпитания устройства управления безхранения полного адреса страницы в,накопителе. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства путем формирования текущего адреса страницы синхронно с продвижением ЦМД в регистрах накопителя,Устройство содержит генератор тактовых импульсов, блок полупостоянной памяти, накопитель на ЦМД, регистр адреса, регистр числа, триггеры, регистр константы, счетчик адреса, блоки сравнения, элементы И,элементы ИЛИ, элементы НЕ, счетчики, коммутатор с соответствующимисвязями. Использование изобретенияпозволит повыситьбыстродействие уст ройства за счет формирования текущего адреса страницы в счетчике адреса с возможностью надежного восстановления адреса после отключения напряжения питания устройства управления, если при этом адрес в счетчикеадреса не сохраняется, повысить эффективность использованияинформациэнной емкости накопителя на ЦМД засчет хранения лищь маркеров и остатков в самих страницах, для чего необходимо (Г 1 оР г 1+1) бит, гдеГ 1 - ближайшее не меньшее целое число, сократить время обнаружен маркера не менее, чем в п раэ по сравнению с вариантом хранения м ра в одной странице, 2 ил, 1 таб15 Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам управления для памяти, иможет быть использовано в запоминающих устройствах на цилиндрических 5магнитных доменах 1 ЦКД) для надежнойадресации страниц накопителя с возможностью восстановления текущегоадреса после отключения напряженияпитания устройства управления безхранения полного адреса страницы внакопителе.Целью изобретения является повышение быстродействия устройства путем формирования текущего адресастраницы синхронно с продвижениемЦМД в регистрах накопителя.На фиг, представлена функциональная схема устройства управлениядля памяти на цилиндрических магнитных доменах; на фиг.2 - график соотношения между физическими и логическими адресами страниц накопителя наЦМД и процесса восстановления текущего адреса страницы.Устройство управления для памятина ЩЧД (фиг.1) содержит генератор 1тактовых импульсов, блок 2 полупостоянной памяти, накопитель 3 наЦМД, регистр 4 адреса, регистр 5 чис- ЗОла, первый триггер 6, второй триггер 7, регистр 8 константы, счетчик9 адреса, первый блок 10 сравнения,первый элемент И 11, второй элементИ 12, третий элемент И 13, четвертыйэлемент И 14, пятый элемент И 15,шестой элемент И 16, седьмой 17 ивосьмой 18 элементы И, первый элемент ИЛИ 19, второй элемент ИЛИ 20,третий элемент ИЛИ 21, четвертый 22и пятый 23 элементы ИЛИ, первый ивторой элементы НЕ 24 и 25, второй и, третий счетчики 26 и 27, второй блок28 сравнения, коммутатор 29,На фиг,1 показаны кодовая шина 30 45"Запись", кодовая шина 31 "Считывание", кодовая шина 32 установки "0",кодовая шина 33 "Поиск", кодовая шина34 "Стирание", кодовая шина 35 "Маркер", кодовая шина 36 "Готовность" 511кодовая шина 37 числа, кодовая шина38 адреса.Показаны также (фиг,1) (1,2Ы, Я, И)-разряды сдвигающего регистра 5 числа, где 1 " младший,55Ю - старший разряды, причем количест.во используемых регистров в накопителе на ЦМД равно Б. Устройство работает следующим образом.С кодовой шины 37 числа в разряды 2-М регистра 5, числа заносится страница данных, подлежащих записи в накопитель 3 на ЦМД. Регистр 5 числа является сдвигающим регистром и при записи число поразрядно выдается на выход старшего разряда 11, причем бит из старшего разряда регистра 5 числа через элемент И 11 заносится в накопитель 3 на ЦИЦ лишь в том случае, если из блока 2 полупостоянной памяти в данном такте считана логическая "1" и триггер 6 переведен в единичное состояние, При считывании из блока 2 памяти логического "0" триггер 6 остается в нулевом состоянии, на выходе элемента И 11 логический 0 и соответствующий информационный регистр накопителя на ЦМД маскируется. Причем, если в предыдущем такте из блока 2 полупостоянной памяти считана ",1", то после окончания тактового импульса на выходах элементов НЕ 24, И 12, ИЛИ 19 возникает разрешающий импульс и происходит сдвиг содержимого регистра 5 числа на один разряд в сторону старшего разряда, т.е. сдвиг содержимого регистра 5 числа осуществляется в промежутках между тактовыми импульсами от генератора 1 так, что к началу следующего такта в старшем разряде М находится бит, подлежащий записи. Поэтому число разрядов регистра 5 числа на единицу больше числа используемых регистров накопителя 3 на ЦМД (или числа разрядов страницы - (И. Если же в предыдущем такте из блока 2 памяти считан 0, то после окончания тактового импульса сдвига содержимого регистра 5 числа не происходит, а пе-. редача информации из старшего разря да Н на вход накопителя на ЦМД задерживается до такта, в котором считывается из блока 2 полупостоянной памяти. При считывании иэ накопителя 3 на ЦМД данные последовательно через элемент И 14 заносятся в младший разряд 1,1) регистра 5 числа, откуда они могут передаваться в другие. функциональные блоки ЭВМ. При этом, если из блока 2 полупостоянной памяти счии вютана 1, то информация с выхода эле- г3265 мента И 14 заносится в разряд (1) регистра 5 числа, а после окончания, тактового импульса осуществляется сдвиг содержимого регистра 5 на один разряд в сторону старшего разряда, поскольку на выходах элементов И 17 и ИЛИ 19 вырабатывается разрешающий импульс. Если иэ блока 2 полупостоянной памяти считан 0, то информация в данном такте с выхода элемента И 1410 не воспринимается и после окончания. тактового импульса сдвига содержимого регистра 5 числа не происходит. Таким образом, после считывания страница занимает разряды (2-Н) регистра15 5 числа.В начале каждого такта триггер 6 переводится в нулевое состояние тактовым импульсом с третьего выхода генератораПеред началом рабочего режима на кодовую шину 32 установки "0" пода 1 ется разрешающий потенциал, обнуляющий триггеры 6 и 7, регистр 4 адреса, счетчик 26. Разрешающим потен 25 циалом с выхода элемента ИЛИ 21 устанавливаются в нулевое состояние регистр 5 числа, счетчик 9 адреса.В режиме записи на кодовой шине 30 Запись устанавливается раэре-ЗО шающий потенциал, В режиме считывания разрешающий потенциал подается на кодовую шину 31 "Считывание".Если на кодовых шинах 33 "Поиск" и 34 "Стирание" установлены эапреща ющие потенциалы, то тактовые импульсы с второго выхода генератора 1 через элемент И 18 проходят на счетный вход счетчика 9 адреса, в котором формируется текущий физический адрес 40 А, страницы накопителя на ЦМД, причем основание пересчета счетчика 9 адресов равно 2 т.е. 1=О, 0, -1. В случае совпадения содержимого регистра 4 адреса, в который по кодо вой шине 38 адреса заносится адрес считываемой или записываемой страницы, и текущего значения адреса в счетчике 9 на выходе блока 1 О сравнения появляется разрешающий потенциал, переводящий триггер 7 в единичное состояние, и производится запись или считывание страницы. Множество физических адресов раз бито на такие непересекающиеся подмножества, что деление логических адресов, однозначно соответствующих 855 4физическим адресам в этих подмножествах, на целое число и, значение которого может бытЬ равно 2, 3 1, /1., где 1 в . минимально необходимое количество тактов (циклов вращающегося магнитного поля) для освобождения позиций в регистре вывода, занятых после репликации иливывода страницы из информационныхрегистров накопителя на ЦИД;означает ближайшее целое не большеечисло, дает совпадающие остатки,При этом для логического А и физического Аф, адресов имеет место А,р, =я (Аи, /и) + У г (А л. /и),где с 1 (А /п), т (Ад; /п) - частотноеи остаток от деления А на п,3 = Г 7,/и при и (ГУ,/п 1)-2, 1 Тогда 1=0, 0, -1. Возможные значения г(А /и) равны 0,1,2п. На фиг.1 приведена реализация устройства при 2, = 1025, и = 3, Г282, 0 =1025/3= 342, т.е.1У и - 11 = 1 и числа Г, Р - взаимно простые (фиг.2, стрелками показана последовательность смены физических адресов в счетчике 9 адреса) . Для абсолютной адресации страниц в накопителе на ЦИД, как правило., вводится кодовая комбинация маркера. После включения напряжения питания устройства управления необходимо обнаружить маркер и установить содержимое счетчика адреса (например, обнулить его) . При записи маркера в определенную страницу может потребоваться в худшем случЪе считывание К, страниц. В данном устройстве маркер (логическая "1 ") заносится в страницы с адресами, логические значения которых совпадают со значениями соответствующих остатков: 0,1,2п(0,1,2 - на фиг.2). Для того, чтобы можно было восстановить текущий адрес, необходимо обнаружить хотя бы один иэ и маркеров, В режиме записи предварительно проводится разметка- накопителя на 1 ЩЦ в соответствии с, таблицей.Адрес МБФизи- Логический ческий Маркер Остаток 0 0 0 О 0 0 О 341 1023342343 4344 г345 10 0 0 0 О 0 0 ЗО 0 О 35 683 1024 0684 2 0 685 5 686 8 687 . 11 0 О О О 0 50 О 1024 1022 О 1 Для установления факта наличия или отсутствия маркера достаточно считать одну из и страниц с последовательными логическими адресами (например, на фиг.2 страницу с адресом 855.: бА = 3; поскольку в ней не содержит-ся маркера, то его не будет и в страмницах с адресами А = 4 и А = 5).Если остаток в считываемой страницене равен (и), то следующей считываемой страницей будет страница с физическим адресом на (7 +1) большим,гчем физический адрес считанной страницы (на фиг.2 - страница с логичес ким адресом 7). Если же остаток всчитанной странице равен (и), тоследующей считываемой страницей будет страница с физическим адресом набольшим, чем физический адрес счи танной страницы (на фиг.2 - послесчитывания страницы с логическИм адресом 11 необходимой перейти к считыванию страницы с логическим адресом12). Поэтому в страницу с логичес ким адресом (У,-1) заносится остаток, равный (и), но не (и) (см.логический адрес 1024 в таблице).Маркер может быть обнаружен в одной из страниц с логическими адре сами 0,1,2, ,и, после чего соответствующий им восстановленный логический адрес равен ,2, ,и, поскольку у регистра вывода (репликаторов-переключателей вывода) будет находиться страница с одним из этихадресов. Пусть поиск маркера начинается со страницы с логическим адресом 1012 физический адрес 679, Тогда будет осуществлена следующая последовательность проверок (в скобкахуказаны физические адреса): считывание 1012 (679) - 1 013 (1021) - считывание1016 (1022) - считывание 1017 (339)-1018(681) считывание 1021(682)1022(1024)- считывание 0(0)- значение текущего адреса равно 1(342).В регистре 8 константы хранитсячисло Г = 342 (фиг.1), основаниепересчета счетчика 26 равно (Р +1),.2основание пересчета счетчика 27 равно (и+1).В режиме восстановления адресаподается разрешающий потенциал накодовую шину 34 "Стирание". Регистр5 числа и счетчик 9 адреса устанавливаются в нулевое состояние. Затемна кодовую шину 31 "Считывание" подается разрешающий потенциал, Тем са-,:мым обеспечивается считывание числаиз регистра вывода накопителя, еслитам находится страница или ее частьнапример, после непредусмотренного "отключения напряжения питания устройциал и остаток заносится по разрядным входам в счетчик 27, а при выработке разрешающего потенциала на выходе блока 28 сравнения на счетный вход счетчика с выхода элемента И 16, поступает "1" и содержимое счетчика 27 возрастает на 1, так как через тактов после обнаружения маркера у регистра вывода оказывается страница со следующим по порядку логическим адресом. На кодовой шине 35 "Маркер" появляется сигнал логической "1 ". Из счетчика 27 на управляющие входы коммутатора выдаются коды 1-3, При кодев счетчик 9 адреса заносится из регистра 8 константы число 1342 (без сдвига в коммутаторе 29. При коде 2 в счетчик 9 адреса заносится число 2 Р = 684 (сдвиг на2один разряд в коммутаторе 29. При коде 3 с выхода коммутатора 29 в счетчик 9 адреса заносится 1.Значения 342, 684, 1 являются теТаким образом, использование изобретения позволяет повысить быстродействие устройства за счет формирования текущего адреса страницы в счетчике адреса с возможностью надежного восстановления адреса после отключения напряжения питания устройства управления, если при этом адрес в счетчике адреса не сохраняется; повысить эффективность использования информационной емкости накопителя на ЩЩ за счет хранения лишь маркеров и остатков в самих страницах, для че" го необходимо (Г 1 о 8 гг,+1) бит где Г )ближайшее не меньшее целое число; сократить время обнаружения маркера не менее чем в п раз по сравнению с вариантом хранения маркера в одной странице (при К, = 1025, = 282- в 3 раза при информационной избыточности не более 1,2 Х в случае 260 используемых регистров накопителя). Устройство управления для памяти на цилиндрических магнитных доменах, содержащее генератор тактовых импульсов, первый выход которого является.выходом устройства, а второй выход подключен к блоку полупостоян-. ной памяти, регистр адреса, подклю 7 1265855 8ства управления, но регистр 5 числаостается в нулевом состоянии, Со второго выхода генератора 1 тактовыеимпульсы через элемент И 13 поступают на счетный вход счетчика 26, На(3 +1)-м импульсе вырабатывается сиггнал переноса, проходящий через элемент ИЛИ 23 на кодовую шину 36 "Готовность" регистра вывода накопителяочищен и можно начинать поиск маркера.С кодовой шины "Стирание" разрешающий потенциал снимается. На кодовую шину 33 "Поиск" и кодовую шину31 Считывание подаются разрешающие 15потенциалы. При считывании страницымаркер заносится в разряд (И), а остаток - в разряды (М-)-(И) регистра 5 числа, Если маркера в страниценет, то остаток не заносится в счетчик 27 и вырабатывается сигнал "1"на кодовой шине Готовность", свидетельствующий о возможности начала.считывания следующей страницы. Его кущими физическими адресами страницпоявление возможно либо на (У +1)-м 25 в накопителе 3 на ЦМД.2импульсе от генератора 1, когда возникает сигнал переноса счетчика 26,если код остатка равен 0 или 1, либона такт раньше, когда код числа всчетчике 26 равен Р 2 (на выходе бло- ЗРка 28 сравнения - ) и при коде остатка 2 на выходе элемента И 15логическая "1"), В первом случае осуществляется переход внутри подмножеств адресов с остатками, и 2 кследующему по порядку физическому адресу, т.е. сдвиг на такт относительно адреса считываемой в течение 2тактов страницы. Во втором случаеосуществляется переход от адреса с Фростатком 2 к следующему по порядкулогическому адресу с остатком О. Причем в режиме восстановления адресаосуществляется режим непрерывногосчитывания страниц так, что следующее считывание может начинаться, когда прошло не менее Г = 282 тактовпредыдущего считыванйя, т.е. свободны соответствующие позиции регистравывода. При этом часть считываемой 50Ф о р м у л а и з о б,р е т е н и ястраницы может находиться в накопителе на ЦМД, а не в регистре 5 числа,поскольку для восстановления адресанеобходимы лишь первые разряды(Б)-(К) страницы, 55При обнаружении маркера на входеразрешения приема кода числа в счетчик 27 возникает разрешающий потен 9 12658 ченный к кодовым шинам соответствен= но адреса и установки 0 , регистр числа, подключенный к кодовой шине числа, два триггера, первые входы которых соединены с кодовой шиной установки 0", второй и третий входы пер - вого триггера соединены соответственно с третьим выходом генератора тактовых импульсов и выходом блока полупостоянной памяти, счетчик адре О са, первый блок сравнения, входы первой группы которого подключены к выходам счетчика адреса, а входы второй группы - к выходам регистра адреса, первый, второй, третий и четвер тый элементы И и элемент ИЛИ, причем первые входы первого и второго элементов И соединены с кодовой шиной "Запись", вторые входы - с выходом первого триггера, третий вход перво го элемента И подключен к соответствующему выходу регистра числа, выход второго элемента И соединен с одним из входов элемента ИЛИ, выход четвертого элемента И подключен к со ответствующему входу регистра числа, а один из входов четвертого элемента И соединен с кодовой шиной Считывание , о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстро действия устройства, оно содержит регистр константы, пятый, шестой, седьмой и восьмой элементы И, второй, третий, четвертый и пятый элементыИЛИ, первый и второй элементы НЕ, 35 второй и третий счетчики, второй блок сравнения и коммутатор, причем выходы регистра константы подключены к вхо; дам коммутатора и входам первой группы второго блока сравнения, входы 4 ц второй группы которого соединены с разрядными выходами второго счетчика, а выход - с первыми входами пятого и шестого элементов И и входом разрешения приема кода числа счетчи ка адреса, разрядные входы которого подключены к выходам коммутатора, а вход установки в 0 соединен с входом установки в 0 регистра числа и подключен к выходу третьего элемента ИЛИ, счетный вход счетчика адреса подключен к выходу восьмого элемента И, управляющие входы коммутатора соединены с разрядными выходами третьего счетчика, разрядные входы которого 5 подключены к соответствующим выходам регистра числа, причем один из разрядОных входов соединен с вторым входомпятого элемента И, а вход разрешения приема кода числа соединен с выходом старшего разряда регистра числа и вторым входом шестого элемента И, счетный вход третьего счетчика подключен к выходу шестого элемента И и кодовой шине Маркер", третий вход пятого элемента И связан с выходом четвертого элемента ИЛИ, первым входом третьего элемента И, входом второго элемента НЕ и первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с четвертым входом первого элемента И, выход которого является выходом устройства, и выходом второго триггера, второй вход которого связан с выходом первого блока сравнения, а выход второго элемента ИЛИ соединен с вторым входом четвертого элемента И, третий вход которого является входом устройства, а четвертый вход подключен к выходу первого триггера и первому входу седьмого элемента И, выход пятого элемента И соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу переносавторого счетчика, а выход - к кодовой шине Готовность", счетный входвторого счетчика соединен с выходомтретьего элемента И, а вход установки в 0" - с первым входом третьегоэлемента ИЛИ и кодовой шиной установки 0", второй вход третьего элемента И связан с первым входом восьмого элемента И и подключен к второму выходу генератора тактовых импульсов, третий выход которого соединен с входом первого элемента НЕ,выход которого подключен соответственно к второму и третьему входамседьмого и второго элементов И, причем третий вход седьмого элемента Иподключен к кодовой шине "Считывание,а выход - к второму входу первогоэлемента ИЛИ, выход которого связанс входом управления сдвигом регистрачисла, второй вход третьего элемента ИЛИ подключен к кодовой шине "Стирание и связан с первым входом четвертого элемента ИЛИ, второй входкоторого соединен с кодовой шиной"Поиск", выход второго элемента НЕподключен к второму входу восьмогоэлемента И,1265855 Фиг. Р фиг Составитель В.Топорковактор П.Коссей Техред Л.Сердюкова орректор Л.Пилипе одписно роизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,з 5672/51 Тираж 543 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, К, комитета СССРи открытнФ.ушская наб д.