Логическое запоминающее устройство

Сова Соеетскии Соцнапмстически П И ЗОБ 247 публик(51)м. Кл. 1 С 15/00 Госуяа рственный коиитеСССРлам изобретенийи открытий по 3) УДК 681, .327,6 (088.8)(72) Авторы изобретени Г, Д. Колдасов и Б. С, Петровски Фнинградский институт авиационного приборостроени) Заявитель 54)ЛОГИЧЕСКОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТ Изобретение относится к запоминающим устройствам и может быть использовано в вычислительных и управляющих системах и других устройствах, где требуется выполнение операций запоминания и счета импульсов, например, в многоканальных анализаторах.Известно логическое запоминающее устройство, содержащее счетчики на потенциальных триггерах, причем каждый счетчик совмещает в себе Функции счета и запоминания информации )1)Недостатком этого устройства является снижение надежности работы устройства и увеличение количества оборудования с ростом числа каналов в устройстве.Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является логическое запоминающее устрой- Ю ство, содержащее и-разрядный накопитель, усилитель считывания, элементы И, разрядный распределитель импульсов, адресный распределитель импульсов, блок управления, Формирователи импульсов записи, первый блок местного управления, адресный блок и шину нулевого потенциала, причем один из выходов разрядного распределителя импульсов подключен к первому входу ЗО первого элемента И, первые входы формирователей импульсов записи соединены с выходами элементов И, а выходы - с разрядными шинами записи накопителя, первый и второй входы блока управления подключены соответственно к выходу адресного блока и первому управляющему выходу адресного распределителя импульсов, а выход блока управления соединен с первым входом адресного распределителя импульсов 21 .Недостатком этого устройства является низкая функциональная надеж" ность работы, так как применение в нем разрушающего считывания информации, сложного алгоритма обращения к накопителю и суммирования с помощью девяти управляющих сигналов, различныхалгоритмов записи "нуля"и"единицы", а также испольэованйе для раз рядной и адресной выборки полей одной Физической природы приводит к резкому увеличению уровня шума и сложности его компенсации,к низкой помехоэащищенности и помехоустойчивости работы устройства, особенно при повышении числа каналов накопителя и их разрядностиЦель изобретения - повышение надеж ности работы устройства.Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит генераторы ультразвуковых импульсов, узлы электромеханической связи, блок управляемой задержки, второй блок местного управления, последовательно соединенные усилитель синхронизации и Формирователь импульсов, элементы НЕ-И, и накопитель информации и разрядный распределитель импульсов состоят из металлических стержней, пок рытых тонкопленочным магнитным материалом, и демпферов, закрепленных на их концах, причем входы первого блока местного управления подключены соответственно к выходу формирователя импульсов и второму управляющему выходу адресного распределителя импульсов, а выход первого блока местного управления соединен со вторым входом адресного распределителя импуль" сов и первым входом второго блока. местного управления, третий управляющий выход и информационные входы адресного распределителя импульсов подключены соответственно ко входам генераторов ультразвуковых импульсов, выходы которых через узлы электромеханической связи соединены с одними концами металлических стержней накопителя, другие концы которых соединены с шиной синхронизации, металлические стержни накопителя соединены последовательно, причем один конец металлических стержней соединен с шиной нулевого потенциала, а другой с шиной считывания накопителя, разрядные шины накопителя расположены на металлических стержнях с постоянным по их длине шагом, каждый и-ый выход разрядного распределителя импульсов, кроме первого, подключен к первому выходу (и)-го элемента И, каждый и-ый выход разрядного распределителя импульсов, кроме первого, и второго, соединен с первым входом и)-го элемента НЕ-И, выходы элементов НЕ-И соединены со вторыми входами элементов И и формирователей импульсов записи, выход блока управления подключен к одному из входов блока управления задержки, другой вход которого соединен с выходом усилителя считывания, а выход - с третьи входом блока управления, третьими входами элементов И, вторыми входами элементов НЕ-И и вторым входом второго блока местного управления, выход которого подключен к одному из входов усилителя считывания, другой вход кот рого соединен с шиной считывания нак пителя.На Фиг. 1 изображена функциональная блок-схема предложенного устройства; а на Фиг. 2 - временная диаграмма последовательности управляющих импульсов записи и счета информации, поясняющая работу устройства.Устройство содержит накопитель,состоящий из металлических стержней1, покрытых тонкопленочным магнитнымматериалом, на которых расположеныс постоянным по длине стержней шагомэоны, являющиеся запоминающими эле 5ментами 2 накопителя, разрядных шин3, 1 записи накопителя, расположенных на металлических стержнях с постоянным по их длине шагом, шины 3,2 считывания накопителя, демпферы4, закрепленные на концах металлических стержней 1, элементы 5 И, усилитель б считывания, разрядный распределитель 7,1 импульсов, выполненныйтакже, как и накопитель, из металлических стержней 1, покрытых тонкопле 15 ночным магнитным материалом, и демпферов 4, закрепленных на их концах,адресный распределитель 7,2 импульсов,блок 8 управления, формирователь 9импульсов записи, первый блок 10 мещ стного управления, адресный блок 11,элементы 12 НЕ-И, генератор 13 ультразвуковых импульсов, узел 14 электромеханической связи, блок 15 управляемой задержки, второй блок 1 б местного управления, шину 17 синхронизации,усилитель 18 синхронизации , Формирователь 19 импульсов, шину 20 нулевого потенциала.Металлические стержни 1 накопителя соединены последовательно, причем один конец металлических стержней соединен с шиной 20 нулевого потенциала, а другой - с шиной 3.2 считывания накопителя, Первый и второйвходы блока 8 управления подключенысоответственно к выходу адресногоблока 11 и первому управляющему выходу адресного распределителя 1,2импульсов, а выход блока 8 управлениясоединен с первым входом распредели 40 теля 7.2. Входы первого блока 10 местного управления подключены соответственно к выходу формирователя 19импульсов и второму управляющему выходу распределителя 7,2, а выход -ко входу блока 7.2 и первому входувторого блока 16 местного управления. Третий управляющий выход и информационные выходы адресного распределителя импульсов 7,2 подключенысоответственно ко входам генераторов13 ультразвуковых импульсов 3, выходы которых через узлы 14 электромеханической связи соединены с однимиконцами металлических стержней 1,накопителя 8, другие концы которыхиндуктивно связаны с шиной 17 синхронио зации, подключенной к входу усилителя 18 синхронизации. Выход усилителя 18 подключен ко входу Формирователя 19 импульсов,Разрядные шины 3.160 записи накопителя подключены к выходам формирователей 9 импульсов эаписи, первые входы которых соединены с выходами элементов 5 И, Каждыйи-ый выход выходной обмотки З.З раз 65 рядного распределителя импульсов 7.1.кроме первого, подключен к первому входу (и)-го элемента 5 И, а каждый и-ый выход выходной обмотки 3.3, кроме первого и второго, соединен с первыми входами (и)-го элементов 12 НЕ-И. .Выходы элементон 12 НЕ-И соединены со вторыми входами элементов 5 И и формирователей 9 импульсов записи. Выход блока 8 управления подключен к одному из входов блока 15 управляемой задержки, другой вход которого соединен с выходом усилителя б считывания, а выход - с третьим входом блока 8 управления, третьими входами элементов 5 И, вторыми входами элементон 12 НЕ-И и вторым входом второго блока 16 местного управления, выход которого подключен к одному из входов усилителя 6 считывания, другой вход которого соединен с шиной 3.2 считывания накопителя.На Фиг. 2 эпиюрой Э представлены импульсы, условно обозначающие код хранимый в стержне 1, к содержимому которого необходимо прибавить единичное приращение, эпюрой Э - напряжение на выходе первого блока 10 местного управления, Э - представлены .импульсы ультразвуковой последовательности (ПУИ)1 возбуждаемые с, помощью соответствующего Формирователя 13 в металлическом стержне, Э, - содержимое стержня до момента прибавления единичного приращения, Эз импульсы на входе усилителя б считывания, ЭЬ - импульсы на выходе блока 15, Эт - напряжение на выходе второго блока 16 местного управления, Э 8- импульсы на выходах разрядного распределителя 7.1, Э и Эю - соответственно импульсы на выходе Формирователей импульсов 9 записи второго и первого разрядов, Эп - импульс на выходе усилителя 18 синхронизации, Э 1 - импульс на выходе Формирователя 19 импульсов, Э дифференцированный импульс Э, , й - период следования ультразвуковых импульсов, равный частному от деления расстояния между шиками записи 3-1 накопителя на, скорость распространения ультразвуковых импульсов н металлическом стержне 1.Устройство работает следующим образом.Работа устройства рассматривается н режиме записи и счета информации.Для записи и счета информации на одном конце стержня 1,например на г левом, возбуждают с помощью распределителя 7,2 последовательность ультразвуковых импульсов (ПУИ)с периодом следования(см. Фиг. 2, Э),Амплитуда импульсов ПУИ выбираетсятак, чтобы осуществлять неразрушающев последовательное ультразвуковое считывание информации в каждом разряде стержня 1, начиная с младшего, и не" обратимую магнитоупругую запись инФормации в разряд совместно с магнитными импульсами, поступающими в шины записи 3,1.Первый по времени возбуждения импульс ПУИ осуществляет неразрушающее считывание информации.1 ОСинхронно с ПУИ возбуждается кодовая последовательность импульсов(КП) на выходах распределителя 7.1(01) = 0001 так, что , когда второй по времени импульс ПУИ достигаетпервого разряда первого стержня 1,информационная "1" КП появляется навыходе О распределителя 7.1, когдавторой импульс ПУИ достигает второго20 разряда стержня, "1" КП будет на выходе О, а выходу О будет при этомсоответствовать "0" КП, и т. д.,когдавторой импульс ПУИ достигает и-огоразряда, состоянию выходов распреде 75 лителя 7.1 будет соответствоватьЦ 1, О О = 001. Распространение ПУИ по металлическим стержням 1и перемещение КП "1" по одним входамФормирователей 9 с помощью распреде 3 О лителя 7,1 будет продолжаться до техпор, пока первый импульс ПУИ не сосчитает первый "0" содержимого выбранного стержня 1Только при этом считанный сигнал пройдет через усилительЗ 5 б, задержится затем блоком 15 на время ср и откроет формирователь 9(по нторым входам)для Формирования .импульсов записи, поступающих в шинызаписи 3.1, которые, воздействуя одновременно с импульсами ПУИ на стерженьосуществляют магнито-упругую запись"1" в разряд, где был считан первый"0",а но все более младшие разрядыстержня 1 информационной "0" (одновременно),Код адреса стержня 1( см.Эфиг.2),сформированный блоком 11 поступает на вход блока 8 управления,который вырабатывает запросный импульс Г; . Импульс Г; поступает черезраспределитель 7.2 на вход блока 10Исходное состояние блока 10 таково,.что с приходом импульса Г; на ее выходе появляется импульс Г, открывающий выходы распределителя 7.2 и блока 16. После этого блок 10 переходит н закрытое состояние по отношению к импульсу 1; (фиг, 2, см. Э ). Вэтом состоянии блок 10 не вырабатывает выходного импульса с приходом на60 ее вход импульса 1; . Импульс Го че-рез адресный распределитель 7.2 поступает в блок 8. В соответствии сэтим на выходе блока 8 появляетсяадрес стержня (фиг 2, Э), который65 с помощью распределителя 7.2 открывает вход генератора ультразвуковых и элемент 5 И второго разряда перво импульсов 13, соответствующего стерж- го стержня накопителя 1 перейдут в ню с данным адресом ЭГ , и генератор открытое состояние, при котором на 13, соединенный с распределителем выходе указанного элемента 12 по.1. Вслед за кодом адреса Э, блок явится отрицательный импульс, а на Я начинает генерировать последователь- выходе указанного элемента 5 И ность импульсов (11 И) с частотой с 1 = положительный импульс. Отрицательный - 1/сР, которая поступает на вход импульс с выхода элемента 12 НЕ-И распределителя 7.2 и блока 15 и с по- заблокирует элемент 5 И первого размощью генераторов 13 и узлов связи рАда стержня в результате чего фор преобразуется в последовательность мирователь 9 сформирует импульс запи 1 ультразвуковых импульсов б (см.фиг.2, си информационного "0" в первый10Э ). Сигнал единичного приращения ЬГ разряд стержня, Так как в цепи формив предлагаемом способе не вырабаты- рования импульсов записи во втором в;.ется, факт выбора стержня по адре- разряде стержня накопителя элемент су Э 1 является необходимым и достаточ. 12 НЕ-И при возбужденных импульсахным Условием изменениЯ кода, хРанимо 0 и Оз остаетсЯ закРытым, под дейго на стержне на 1 дв, ед, ствием импульса Оз,импульса Э,и полоПервый разряд во всех металличес- жительного потенциала с выхода элеких стержнях 1 расположен на одина- мента 12 НЕ-И открывается элемент коном расстоянии от соответствующих 5 И данного разряда и формирователь узлов 14, старшинство разрядов увели 9 формирует импульс записи информачивается от узла 14 слева направо ционной "1" во втором разряде стержня (фиг. 1) . 1 накопителя.Через время с 1 первый импульс б Таким образом происходит прибавпоследовательности ультразвуковых ление к коду, хранимому в стержне импульсов (ПУИ), возбужденный в стер- р одной двоичной единицы. Сигналы Э жне с адресом ЭГ, достигнет зоны пер- с третьего и последующих Разрядоввого разряда хранящегося числа и в не проходят через усилитель б, таксилу магнитоупругих свойств металли- как его вход заблокирован с помощью ческого стержня 1 неразрушающе сосчи- блока 16. Эта блокировка снимаетсятает содержимое разряда, хранящуюся сигналом Г с выхода блока 10, кото 11О Огптам информационную 1 (см, фиг 2 рый открывается импульсом Э , сфор 1" Н 11сзЭ), игнал считывания 1 не вызовет мированным от заднего фронта выходпоявления сигнала на выходе нелиней- ного импульса 19 формирователя (см.ного импульсного усилителя б считы- фиг. 2, Э,) . Формирователь 19 срабавания, Импульсы ПуИ, расгространяясь тывает от выходных импульсов усилипо метаплическому стержню Рпре теля 18 синхронизации, Шина 17 синхделителя 7,1 синхронно и синфазно с ронизации индуктивно связана с постоимпульсами ПУИ в первом стержне счи- янными запоминающими зонами(К + 1)-готывают последовательно содержимое разряда каждого канала стержня накокаждого разряда распределителя, 7,1 пителя 1, хранящими информационные(числа 000), При этом на каждой 40 "О" (К - число информационных разрявыходной обмотке 3.3 появляется сиг- дов каналов накопителя 1) . Возбужнал Эо. денные в выбранном канале ПУИ черезЧерез время 1. = сс+ сР первый им- время с = (К + Ц -ц с , (где гпРпульс ПУИ достигнет зоны второго раз- номер разряда накопителя, с котороряда выбранного стержня накопителя 45 го был считан "О") достигнут эоныи распредег.ителя 7.1, При этом на ши- (К + 1) -го разряда и в силу индукне считывания 3.2 появится сигнал тивной связи наводят на выходе усилисчитывания информационного"О.",амплиту- теля 18 импульсы Э . Таким образом11 Рда которого больше порога чувствитель- импульс Г снимает блокировку адресФ Ощности усилителя б, Выходной сигнал о ного распределителя 7.2 и блокировкуусилителя б синхронно с сигналом ПИ считывания. После этого устройствопоступает на один вход блока 15, за- готово к записи следующ 1 еГо единичдерживается им на время 1 и затемного приращения ь Г.поступает на соответствующие входы В режиме госледовательного считыва элементов 5 И, блоков 8, 1 б и эле- ния без изменения информации в стерментов 12 НЕ-И. При этом блок 8 5 жных блок 8 производит опрос блокапрекращает генерировать ПИ,а блок 1 б 10 и при получении разрешения (Г )закрывается и закрывает усилитель б вырабатывает коды адресов стержней считывания. Так как сигнал Эд был Э 2 ю Эп с частотойзадержан на время ср(фиг. 2, Эь), в С,1, = .1/ ( с + К г р ),момент прихода Э 6 на входы элемен- Щ По каждому коду адреса Э контов 5 И и 12 НЕ-Й будут возбужденыкретно возбуждается соответствующий выходы второго и третьего разрядов генератор 13, Чтобы при считывании распределителя 7.1. Под действием "О" в этом режиме не произошла блоимпульса И и импульса ЭГ, от блока кировка усилителя б считывания блок15 элемент 12 НЕ-И первого разряда, 65 8 не формирует импульсы, поступающие50 на блок 15 управления синхронно ссигналом Э,В режиме считывания информации,без ее изменения последовательно вкаждом канале возбуждается одиночный ультразвуковой импульс 6 , который последовательно считывает содержимое каждого разряда в каждомканале. При этом импульс Э не формируется и процесс считывания информации не блокируется. В результатеприменения в качестве носителей информации в накопителе металлическихстержней с тонкопленочным магкитнымпокрытием, обладающим более высокойпо сравнению с ферритовыми сердеч,никами радиационной и температурнойустойчивостью, что увеличивает помехозащищенность и надежность работыустройства,Надежность работы устройства увеличивается также за счет уменьшениячисла активных элементов в нем посравнению с прототипом. Формула изобретения Логическое запоминающее устройство, содержащее и-разрядный накопитель, усилитель считывания, элементы И, разрядный распределитель импульсов, адресный распределитель импульсов, блок управления, Формирователи импульсов записи, первый блок местного управления, адресный блок и шину нулевого потенциала, причем один из выходов разрядного распределителя импульсов подключен к первому входу первого элемента И, первые входы формирователей импульсов записи соединены с выходами элементов И, а выходы - с разрядными шинами записи накопителя, первый и второй входы блока управления подключены соответственно к выходу адресного блока и первому управляющему выходу адресного распределителя импульсов, а выход блока управления соединен с первым выходом адресного распределителя импульсов, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно содержит генераторы ультразвуковых импульсов, узлы электромеханической связи, блок упранляемой задержки, второй блок местного управления, последовательно соединенные усилитель синхронизации, подключенный к шине эикхрокизации, и, формирователь имчульсов, элементы НЕ-И, а накопитель информации и разрядный распредели.тель импульсов состоят из металличес 15 20 25 ЗО 35 40 45 ких стержней , цокрытых тонкоплекочным магнитным материалом и демпферов, закрепленных на их концах, причем входы первого блока местного уп"равлекия подключены соответственнок выходу формирователя импульсов,и второму управляющему ныходу адрес.ного распределителя импульсов, авыход первого блока местного управления соединен со вторым входом адресного распределителя импульсов ипервым входом второго блока местногоуправления, третий управляющий выход и информационные выходы адресного распределителя импульсов подклю"чекы соответственно ко входам генераторов ультразвуковых импульсов,выходы которых через узлы электромеханической связи соединены с однимиконцами металлических стержней накопителя, другие концы которых соединены с шиной синхронизации, металлические стержни накопителя соединеныпоследовательно, причем один конецметаллических стержней соединен сшиной нулевого потенциала, а другойс шиной считывания накопителя,разрядные шины накопителя расположенына металлических стержнях с постоянным,по их длине шагом, каждый и-ый выход разрядного распределителя импульсов, кроме первого, подключен к первому входу (и)-го элемента И,каждый и-ый выход разрядного распределителя импульсов, кроме первогои второго , соединен с первым входом(и)-го элемента НЕ-И, выходы элементов НЕ-И соединены со нторыми входами элементов И и формирователей импульсон записи, выход блока управленияподключен к одному из входов блока управляемой задержки, другой вход которогосоединен с выходом усилителя считывания, а выход - с третьим входомблока управления, третьими входамиэлементов И, вторыми входами элементов НЕ-И и вторым входом второгоблока местного управления, выход которого подключен к одному из входон,усилителя считывания, другой входкоторого соединен с шиной считываниянакопителя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Патент США Р 3703705,кл. 6 06 Г 11/12, 1974,2, Балашов Е. П., Кноль А, И.,МногоФункциональные ЗУ, Л., "Энергия1972, с, 79-81 (прототип).. Ковальчук Техред Н. Ковалева Коррект Демчи 1130 иал ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Проект едакторакаэ 77 Тираж 62 ЦНИИПИ Государственно по делам иэоб 35, Москва, Ж, РаПод го комитета ретений и от уюская наб.,сноеСРытий4/5