Устройство для управления динамической памятью

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК А 1 19 1)4 С 06 Р 12/ 11,ЕНИЯ Ъ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССР В 752338, кл. 6 06 Р 9/00, 1980.Авторское свидетельство СССР Р 997037, кл. С 06 Р 9/00, 1983.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ ПАМЯТЬЮ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в запоминающих устройствах, содержащих накопитель, выполненный на элементах памяти с ограниченным временем хранения информации (например, динамическая память на элементах с ИДП-структурой) . Цель изобретения - повышение быстродействия путем исключения ограничений на длительность и период следования сигналов запроса на обмен и увеличения длительности периода автоматического отслеживания режима, выгодного для проведения цикла регенерации без нарушения очередности выполнения циклов обмена с накопителем, и повышение надежности за счет обнаружения помех на входе устройства, Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит Формирователь 1 синхросигналов, формирователь 2 сигналов регенерации, триггеры 3-5, элементы И-НЕ 6-11, одновибратор 12, элементы 13 и 14 задержки. 3 ил.Изобретение относится к вычисли-. тельной технике и может быть исполь. зовано в запоминающих устройствах, содержащих накопитель, выполненный на элементах памяти с ограниченным временем хранения информации (например, динамическая память на элементах с МДП-структурой).Цель изобретения - повышение быст 1 О родействия путем исключения ограничений на длительность и период следования сигналов запроса на обмен и увеличения длительности периода автоматического отслеживания режима, выгодного для проведения цикла регенерации без нарушения очередности выполнения циклов обмена с накопителем, и повышение надежности за счет обнаружения помех на входе устройства.На Фиг,1 представлена схема устройства управления динамической памятью; на Фиг.2 - временная диаграмма работы устройства по запросам на обмен; на фиг.3 - то же, по запросам на регенерацию.Устройство содержит Формирователь 1 синхроимпульсов, формирователь 2 сигналов регенерации, с первого по ,третий триггеры 3-5, с первого по шестой элементы И-НЕ 6-11, одновибратор 12, первый и второй элементы 13 и 14 задержки, вход 15 запроса на обмен устройства и выход 16 признака блокировки обмена накопителя устройства.Формирователь 1 предназначен для Формирования сигнала, информирующего о завершении цикла накопителя, а также сигналов, синхронизирующих работу 4 О накопителя.Формирователь 2 предназначен для Формирования последовательности импульсов, инициирующих запросы на регенерацию накопителя. 45Триггер. 5 предназначен для управления Формирователем 1 синхронизирующих сигналов и определяет режим работы устройства.50Триггер 3 предназначен для первичной Фиксации запроса на обмен, поступающего с входа 15 устройстваи Формирования сигнала на выходе 16 устройства при обнаружении помехи на входе 15.Триггер 4 предназначен для первичной Фиксации запроса на регенерацию в моменты времени, определяемые длительностью периода последовательности импульсов регенерации на выходе Формирователя 2.Устройство работает следующим образом.При отсутствии запросов на обмен и регенерацию устройство находится в исходном состоянии и цикл работы накопителя не выполняется, Сигнал нулевого уровня на входе 15 указывает на отсутствие запроса на обмен. Он обеспечивает Формирование сигнала единичного уровня на выходе эелемента И-НЕ 6 и установку триггера 3 в нулевое состояние. На инверсном выходе триггера 3 и на вьгсоде 16 присутствует сигнал нулевого уровня, блокирующий в накопителе формирование сигналов обмена.Единичное состояние триггера 4 показывает на отсутствие запроса на регенерацию, Сигнал нулевого уровня на выходе триггера 4 обеспечивает формирование на выходах элементов И-НЕ 9 и 11 и на выходе элемента 14 задержки сигналов единичного уровня.Цикл работы накопителя не выполняется, когда на выходах триггера 5 одновременно присутствуют сигналы единичного уровня Данные сигналы подаются на входы элементов И-НЕ 7, 8 и 10. Так как на всех входах этих элементов присутствуют сигналы единичного уровня, то на их выходах Формируются сигналы нулевого уровня. При этом сигналы на выходах элементов И-НЕ 8 и 10 обеспечивают устойчивое состояние триггера 5, а сигнал на выходе элемента И-НЕ 7 запрещает работу формирователя 1, на выходе которого. присутствует сигнал единичного уровня.Устройство обеспечивает запуск циклов работы накопителя по последовательно поступающим на вход 15 запросам на обмен и по периодически Формируемым с помощью формирователя.2 запросам на регенерацию. Длитель-. ности запросов на обмен и паузы между ними могут быть самыми различными и определяются свойствами накопителя.Нулевое состояние триггера 5 соответствует проведению цикла работы накопителя пб запросу на обмен, а единичное - по запросуна регенерацию. При любом из этих состояний триггера 5 элемент И-НЕ 7 Формирует сигнал, разрешающий работу Формирователя 1.В конце выполнения цикла работы накопителя формирователь 1 вырабатывает импульс, устанавливающий триггер 5 в исходное состояние.Элементы И-НЕ 8 и 10 обеспечивают устойчивость состояний триггера 5. После установки триггера 5 в нулевое или единичное состояние сигналами нулевого уровня, поступающими 10 ,соответственно на элемент И-НЕ 8 или10, никакие изменения указанных сигналов не влияют на. состояние триггера 5 до конца цикла работы накопителя. Исключена возможность одновременного поступления сигналов установки триггера 5 в нулевое и единичное состояние, что обеспечивает отсутствие переходных процессов.Сигнал установки триггера 5 в нулевое состояние формируется элементом И-НЕ 6, когда на вход 15 поступает запрос на обмен в виде сигнала единичного уровня, триггер 3 находится в единичном состоянии и запрос на регенерацию выполнен до истечения периода регенерации. Триггер 3 устанавливается в единичное состояние в паузе между запросами на обмен, а в нулевое - импульсом нулевого уровня, формируемым одновибратором 12 в момент установки триггера 5 внулевое состояние одновременно с запуском цикла работы накопителя. При нулевом состоянии триггера 3 на выход 16 поступает сигнал единичного уровня, разрешающий формирование в накопителе сигналов обмена, и запрещается установка триггера 5 в нулевое состояниеПоследнее исключает возможность выполнения нескольких циклов накопителя по одному длительному запросу на обмен.Сигнал на выходе 16 позволяет своевременно блокировать формирование сигналов обмена и предотвратить возможный сбой во взаимодействии накопителя и запрашивающих устройств в случае запуска цикла работы накопителя по кратковременной помехе на входе 15. При этом цикл работы накопителя не прерывается, что обеспечиваЕт нормальное функционирование накопителя.Сигналы установки триггера 5 в единичное состояние с целью проведе . ния цикла регенерации формируются 55 или элементом И-НЕ 9, или элементами И-НЕ 11 и 13 и 14 задержки. Общим условием для этих элементов является наличие запроса на регенерацию, когда триггер 4 установлен в нулевое состояние сигналом нулевого уровня, периодически формируемым формирователем 2, и на выходе триггера 4 присутствует сигнал единичного уровня.Дополнительным условием для элемента И-НЕ 9 является нулевое состояние триггера 3, в которое он устанавливается в начале цикла работы накопителя по запросу на обмен.Если триггер 3 сохраняет единичное состояние после завершения цикла работы накопителя, то сигнал нулевого уровня с выхода элемента И-НЕ 9 производит установку триггера 5 в единичное состояние и запуск цикла регенерации. При этом сигнал нулевого уровня, поступающий с инверсного выхода триггера 5, устанавливает триггер 4 в единичное состояние, прекращая действие запроса на регенерацию.Значение задержки распространения сигнала элементом 13 задержки выбрано таким, чтобы за время не менее, чем длительность цикла работы накопителя, до окончания периода регенерации вызвать запуск цикла регенерации. Если запрос на регенерацию бып снят до указанного момента времени, элемент И-НЕ 11 формирует сигнал нулевого уровня, который поступает на вход элемента И-НЕ 6 для предотвращения запуска цикла работы накопителя по запросу на обмен и через элемент 1 задержки на вход элемента И-НЕ 10 для установки триггера 5 в единичное состояние. Если при этом выполняется цикл работы накопителя по запросу на обмен, то после его завершения произойдет запуск цикла регенерации.В интервале от момента времени С, до момента времени , (фиг.2) уст- ройство находится в исходном состоя-. нии Пусть в момент временипоступает запрос на обмен, которому соответствует сигнал единичного уровня на входе 15 устройства, при этом на выходе элемента И-НЕ 6 формируется сигнал нулевого уровня, а на выходе элемента И"НЕ 7 - сигнал единичного уровня. Триггер 5 устанавливается в нулевое состояние, при котором на его прямом выходе присутствует сигнал нулевого уровня. Срабатывает одновиб1196 6 5 147ратор 12, формируя импульс нулевогоуровня, поступающий на вход установки в "О триггера 3. Триггер 3 устанавливается в нулевое состояние, прикотором на его прямом выходе присутствует сигнал нулевого уровня, вызывающий формирование на выходе элемента И-НЕ 6 сигнала высокого уровня,а на его инверсном выходе и выходе16 устройства сигнал единичного уровня, разрешающий накопителю формировать сигналы обмена с запрашиваемымустройством. Одновременно сигнал нулевого уровня с прямого выхода триггера 5 вызывает формирование на выходе элемента И - НЕ 7 сигнала единичного уровня, разрешающего работу фор-мирователя 1.Допустим, что обмен завершен доокончания цикла работы накопителяи сигнал запроса на обмен снят в момент времени С. При этом навход 15устройства поступает сигнал нулевогуровня, устанавливающий триггер 3в единичное состояние. С инверсноговыхода триггера 3 на выход 16 устройства поступает сигнал нулевогоуровня, что блокирует формированиенакопителем сигналов обмена.Предположим также, что до завершения цикла работы накопителя, вызванного первым запросом на обмен,в момент времени з поступает второй запрос на обмен. При этом на выходе элемента И-НЕ 6 Формируется сигнал нулевого уровня, но до завершения цикла работы накопителя по предыдущему запросу на обмен устройствоне изменяет своего состояния.В конце цикла работы накопителяпо первому запросу на обмен в моментвремени 4 с выхода Формирователя 1на входы триггера 5 поступает импульс нулевого уровня, на время действия которого триггер 5 устанавливается в состояние, когда на его выходах присутствуют сигналы единичногоуровня. При этом.на выходе элемента.И-НЕ 7 Формируется сигнал нулевогоуровня, останавливающий работу форми.рователя 1,По окончании действия сигнала нулевого уровня с выхода Формирователя1 в момент времени С триггер 5вновь устанавливается в нулевое состояние, что вызвано Формированием навыходе элемента И-НЕ 6 сигнала нулевого уровня, поддерживающего присут 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ствие на выходе элемента И-НЕ 3 ивходе установки в "О" триггера 5сигнала единичного уровня. От момента времени С до момента времениустройство работает так же, как винтервале между моментами времении с. Так как второй запрос наобмен сохраняется на все время выполнения цикла работы накопителя Тц,то сохраняется состояние триггера 3и сигнала на выходе элемента И-НЕ 6.Поэтому после завершения цикла работы накопителя, вызванного вторымзапросом на обмен, в момент времени.состояние триггера 5 не изменяется и новый цикл работы накопителяне возобновляется. После окончаниязапроса на обмен в момент Св устройство переходит в исходное состояние.Из рассмотрения работы устройствапо запросам на обмен следует, чтопоступивший запрос на обмен можетбыть снят после завершения обменазапрашивающего устройства и накопителя без ожидания окончания циклаработы накопителя, Это позволяетсовместить выполнение цикла работынакопителя с выполнением подготовкиследующего запроса на обмен, Запросна обмен, поступающий во время выполнения накопителем цикла работы попредыдущему запросу на обмен или позапросу на регенерацию, воспринимается устройством после завершенияэтого цикла. Для медле:нных запраши -ваемых устройств и (или) при низкойчастоте поступления запросов на обмен длительность последних можетпревышать цикл работы .накопителя, Приэтом на время сохранения запроса наобмен после окончания цикла работынакопителя и на время паузы до следующего запроса на обмен накопительне задействован для выполнения обмена с запрашивающими устройствами иможет выполнять регенерацию,При наличии кратковременной помехи на входе 15 устройства, вызывающейзапуск цикла работы накопителя, устройство работает аналогично работепо запросу на обмен, действие которого заканчивается до завершения цикла работы накопителя. При этом сигнал на выходе 16 устройства позволяет своевременно блокировать в накопителе формирование сигналов обмена на все время выполнения циклаработы.Пусть на момент временифиг.У) триггер 4 находится в нулевом состоянии, тогда времяравно задержке сигнала на элементе 13 задержки и составляет величину5о сТгде Т - период следования запросовРна регенерацию;Т - длительность выполнения 10цикла работы накопителя.В момент времени 1 на выходе элемента 13 задержки формируется сигнал единичного уровня, вызывающий формирование на выходе элемента И-НЕ 11 сигнала нулевого уровня. Последний поступает на третий вход элемента И-НЕ 6 для блокировки установки триггера 5 в нулевое состояние и через элемент 14 задержки на третий 20 вход элемента И-НЕ 10. Задержка сигнала элементом 14 задержки исключает возможность одновременного поступления сигналов установки триггера 5 в нулевое и в единичное состояния. 25Допустим, что до момента времени 1С выполняется цикл работы накопителя по поступившему ранее запросу на обмен, При этом на входе 15, на инверсном выходе триггера 3 и на выходе . 30 элемента И-НЕ 10 присутствуют сигналы единичного уровня, а на выходе элемента И-НЕ 9 на прямом выходе триггера 5 - сигналы нулевого уров 35 В момент времени С, формирователь 1 вырабатывает импульс нулевого уровня, устанавливающий триггер 5 в исходное состояние. По окончании .дей ствия импульса в момент времени С, триггер 5 устанавливается в единичное состояние. Сигнал нулевого уровня, формируемый на инверсном выходе триггера 5, производит установку 45 триггера 4 в исходное единичное состояние и вызывает формирование на выходе элемента И-НЕ 7 сигнала единичного уровня. Последний разрешает работу формирователя 1 и выполнение цикла работы накопителя с целью регенерации.Сигнал нулевого уровня, формируемый на выходе триггера 4, вызывает формирование сигналов единичного уровня на выходах элементов И-НЕ 9, 11 и элементе 14 задержки и сигнала нулевого уровня на выходе элемента 13 задержки. Момент времени Т соответствуетокончанию периода регенерации, с выхода формирователя 2 на вход установки в "1" триггера 4 поступает сигналнулевого уровня для формирования следующего запроса на регенерацию. Длительность сигнала СР определяетсяиз выражения+- Т -гР Т цфгде С - длительность импульса нулевого уровня на выходе формирователя 1,Выполнение соотношения из правойчасти выражения обеспечивает снятиезапроса на регенерацию в случае, когда по нему сразу же запускается циклработы накопителя. Выполнение соотношения из левой части выраженияобеспечивает снятие запроса на регенерацию после запуска цикла работынакопителя по первому запросу времени сПо окончании цикла работы накопителя по первому запросу на регенерацию в момент времени С, формируетсяимпульс нулевого уровня на выходеформирователя 1. Триггер 5 устанавливается в исходное состояние на время действия этого импульса, В случаеприсутствия запроса на обмен на выходе 15 сигналы единичного уровняна выходе триггера 4 и на инверсномвыходе триггера 3 обеспечивают формирование сигнала нулевого уровняна выходе элемента И-НЕ 9, которыйв свою очередь сохраняет сигналединичного уровня на выходе элемента И-НЕ 10,Поэтому в момент времени С, триггер 5 возвращается в единичное состояние и запускается цикл работынакопителя по второму запросу на регенерацию.В момент времени с, заканчивается формирование сигнала нулевогоуровня на выходе формирователя 2,триггер 4 под действием сигнала нулевого уровня, поступающего с инверского выхода триггера 5 на вход установки в "0" триггера 4, устанавливается в исходное состояние. Послеокончания цикла работы накопителяпо второму запросу на регенерацию вмомент времени с, устройство устанавливается в исходное состояние. Формула из обр ет енияУстройство для управления диналшческой памятью, содержащее три триг 147 1196гера, первый элемент задержки, Фор-мирователь синхроимпульсов, формирователь сигналов регенерации, первыйи второй элементы И-НЕ, причем входзапроса цикла устройства подключенк входу установки в "1" первого триггера и к первому входу первого элемента И-НЕ, выход формирователя сигналов регенерации подключен к входуустановки в 1. второго триггера, ин -версный выход которого подключен квходу первого элемента задержки, пря -мой и инверсный выходы третьего триггера подключены соответственно к первому и второму входам второго элемента И-НЕ, выход которого подключен квходу Формирователя синхроимпульсов,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения быстродействия и надежности устройства, в него введеныс третьего по шестой элементы И-НЕ,второй элемент задержки и одновибратор, причем выход первого элементаИ-НК подключен к первому входутретьего элемента И-НЕ, выход которого подключен к .второму входу установки, в 0 третьего триггера, прямой выход которого подключен к второму входу третьего элемента И-НЕ и к входу одновибратора, выход которого подключен к входу установки в"О" первого триггера, прямой выходекоторого подключен к второму входупервого элемента И-НЕ, инверсный выход первого триггера подключен к выходу признака блокировки обмена накопителя- устройства и к первому входучетвертого элемента .И-НЕ, выход которого подключен к первому входу пятого элемента И-НЕ, выход которогоподключен к входу установки в "1"третьего триггера, инверсный выход 15 которого подключен к второму входупятого элемента И-НЕ и входу установки в "О" второго триггера, инверсныйвыход которого подключен к второмувходу четвертого элемента И-НЕ и 20 первому входу шестого элемента И-НЕ,выход которого подключен к третьемувходу первого элемента И-НЕ и входувторого элемента задержки, выходкоторого подключен к третьему входу 25 пятого элемента И-НЕ, выход первогоэлемента задержки подключен к второмувходу шестого элемента И-НЕ, выходФормирователя синхроимпульсов подключен к входу синхронизации тре тьего триггера.