Запоминающее устройство с коррекцией информации

ОП ИСАНИЕИЗЬВРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик957273(53) УДК 681.327 (088.8) Опубликовано 07.09.82, Бюллетень 33Дата опубликования описания 17.09.82 по делам изобретений и открмтий(72) Автор изобретения В. К. Конопелько нский радиотехнический институ 1) Заявитель У.".: 4 ОРРЕКЦИЕЙ 54) ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВИНФОРМАЦИИ Фблока дешифрат Изобретение относится к запоминающим стройствам и может быть использовано при зготовлении больших интегральных схем а поминающих устройств с произвольной ыборкой (ЗУПВ) с матричной организацией.Известно запоминающее устройство с коррекцией информации, которое содержит матицу элементов памяти, схемы логики обамления и коррекции 1.Недостатком этого устройства является изкая надежность. Наиболее близким к предлага ляется запоминающее устройство щее дешифратор адреса слова, со с адресными шинами подматриф элементов памяти, разрядные ш рой соединены с выходами венти формационными входами блока с управляющие входы которого под выходам дешифратора адреса р первым входам вентилей, вторые торых соединены с шиной разреш си, третьи входы - с шиной за вертые входы - с шиной управле емому яв- содержаединенный д матрицыины котолей и инчитывания, ключены к азряда, к входы коения запиписи, четния и перным входом выходного ор адреса подматрицы 2.Недостатками описанного устройства являются низкая надежность, так как оно позволяет производить коррекцию только одного отказавшего элемента памяти в каждой строке матрицы, и низкое быстродействие в режиме записи информации из-за необходимости проведения контрольного считывания и последующей записи проверочной информации в дополнительные разряды. ль изобретения - повышение быстроия и надежности устройства.тавленная цель достигается тем, что минающее устройство с коррекцией ации, содержащее накопитель, блок ания, блок вывода данных, первую элементов И, первый, второй и трешифраторы, причем выходы первого ратора соединены с адресными шинакопителя, разрядные шины которого чены соответственно к первым выхоементов И первой группы, к вторым м элементов И первой группы и инционным входам блока считывания,деиствПос в запо информ считыв группу тий де дешиф ми на подклю дам эл выхода формавходам четвертого дешифратора, один из выходов которого соединен с вторыми входами элементов И пятой группы, один из выходов регистра контрольной информации подключены соответственно к входам пятого дешифратора и к вторым входам элементов И седьмой группы и входам элементов ИЛИ второй группы, выходы которых соединены с вторыми входами элементов И четвертой группы, входы блока местного управления подключены соответственно к другим выходам четвертого дешифратора и к выходам пятого дешифратора, другие входы и выход регистра контрольной информации и выход блока вывода данных являются соответственно контрольными входами, контроль 45 50 55 управляющие входы которого подключены к выходам второго дешифратора и первым входам элементов И первой группы, вторые и третьи входы которых соответственно объединены и являются входом разрешения записи и входом записи устройства, первый вход блока вывода данных подключен к четвертым входам элементов И первой группы и является управляющим входом устройства, введены четвертый и пятый дешифраторы, блок коррекции, регистр контрольной информации, блок местного управления, 10 группы элементов ИЛИ, шесть групп элементов И и элементы ИЛИ, причем первые входы элементов И второй и третьей групп подключены к выходам блока считывания, первые входы элементов ИЛИ первой группы соединены с выходами элементов И четвертой группы и вторыми входами одних из элементов И второй группы, вторые входы элементов ИЛИ первой группы подключены к выходам элементов И пятой группы и вторым входам одних из элементов И третьей группы, выходы элементов ИЛИ первой группы соединены с пятыми входами одних из элементов И первой группы, первые входы элементов И четвертой группы подключены к первому выходу блока местного управления, второй и третий выходы которого соединены соответственно с пятыми входами других элементов И первой группы и вторыми входами других элементов И второй и третьей групп, выходы элементов И второй и третьей группп подключены соответ,- ственно к входам блока коррекции и к входам первого элемента ИЛИ, выходы которых соединены с прямым входом одного и первым входом другого элементов И шестой группы, выходы которых подключены к входам второго элемента ИЛИ, выход ко торого соединен с вторым входом блока вывода данных, инверсный вход одного и второй вход другого элементов И шестой группы подключены к первому входу одного из элементов И четвертой группы, первые входыч40 элементов И пятои группы соединены с выходами третьего дешифратора и первыми входами соответствующих элементов И седьмои группы, выходы которых подключены к ным и информационным выходами устройства.Блок местного управления содержит элементы И, третий, четвертый и пятый элементы ИЛИ, причем выходы первого и второго элементов И подключены соответственно к первым входам четвертого и пятого элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены соответственно с выходом третьего элемента И и с выходом четвертого элемента И, третьим входом четвертого элемента ИЛИ и первым входом третьего элемента ИЛИ, выходы пятого и шестого элементов И подключены соответственно к третьему входу пятого элемента ИЛИ, к четвертому входу четвертого элемента ИЛИ и второму входу третьего элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с четвертым входом пятого элемента ИЛИ и выходом шестого элемента И, первые входы первого, второго и третьего элементов И соединены соответственно с первыми входами пятого, шестого и седьмого элементов И и являются соответственно входами с первого но четвертый блок, вторые входы элементов И с первого по четвертый объединены и являются пятым входом блока, вторые входы пятого, шестого и седьмого элементов И объе. динены и являются шестым входом блока, седьмым входом и первым, вторым и третьим выходами которого являются соответственно четвертый вход третьего элемента ИЛИ и выходы третьего, четвертого и пятого элементов ИЛИ.Кроме того, блок коррекции содержит восьмую группу элементов И и шестой элемент ИЛИ, входы которого подключены к выходам элементов И восьмой группы, первый и второй входы каждого из которых соединены с входами соответствующих других элементов И восьмой группы и являются входами блока, выходом которого является выход шестого элемента ИЛИ,На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 - функциональные схемы наиболее предпочтительных вариантов выполнения соответственно блока местного управления и блока коррекции.Устройство содержит (фиг, 1) первый дешифратор 1, предназначенный для дешифрации адреса слова, накопитель 2 матричного типа, разделенный на подматрицы 3, с адресными 4 и разрядными 5 шинами, блок 6 считывания, первую группу элементов И 7, второй дешифратор 8 с выходами 9, предназначенный для дешифрации адреса разряда, входы 10 разрешения записи, 11 записи и 12 управления устройства.Устройство содержит также блок 13 вывода данных с выходом 14, первую группу элементов ИЛИ 15, блок 16 местного управления с выходами 17, 18 и 19, вторую95группу элементов И 20, 21, третью 22, четвертую 23 и пятую 24 группы элементов И,первый 25 и второй 26 элементы ИЛИ, третий дешифратор 27, предназначенный длядешифрации адреса подматрицы, четвертыйдешифратор 28 с выходом 29, шестую группу элементов И 30, 31, вторую группу элементов ИЛИ 32 с выходами 33 и входами34 и 35, пятый дешифратор 36, седьмую группу элементов И 37 с выходами 38 и входами39, регистр 40 контрольной информации совходами 41 и выходами 42 и 43, входы 44 -48 блока местного управления и выходы 49блока считывания, блок 50 коррекции совходами 51 и выходом 52,Блок местного управления (фиг. 2) содержит первый 53, второй 54, третий 55,четвертый 56 и пятый 57 элементы И, третий 58, четвертый 59 и пятый 60 элементыИЛИ, шестой 61 и седьмой 62 элементы И.Блок коррекции (фиг. 3) содержит восьмую группу элементов И 63 и шестой элемент ИЛИ 64.Подматрицы 3 управляемые сигналамис выходов элементов ИЛИ 15, считаются основными, а подматрицы 3,управляемые сигналами с выходов 18и 19 блока 16 местного управлениясчитаются соответственно первой и второй дополнительными подматрицами. Регистр 40 имеет (2 К+ 2) разрядов, где К -число основных подматриц 3 в накопителе 2,Предлагаемое устройство работает следующим образом.Устройство работает в режимах исправления симметричных и асимметричных отказов элементов памяти.Информация о дефектности основных идополнительных подматриц 3 хранится в регистре 40 и может заносится в него в процессе эксплуатации по мере обнаруженияотказов элементов памяти, а также при изготовлении, например, путем пережиганияплавких перемычек.Сигналы на выходах 43 регистра 40. Взависимости от наличия дефектных элементов памяти в режиме записи информациязаносится в элементы памяти подматриц 3накопителя 2 различным образом. Если одна основная подматрица 3 накопителя 2содержит хоть один дефектный элемент, авсе остальные подматрицы 3 исправны, тоинформация заносится в ту из дополнительных подматриц 3, в которой нет дефектныхэлементов. Если имеется одна основная подматрица 3 с дефектными элементами памятии, кроме того, имеются дефектные элементыпамяти во второй дополнительной подматрице 3, а все остальные подматрицы матрицы 3исправны, то информация заносится дляхранения в первую дополнительную подматрицу 3.5Если имеется одна основная подматрица3 с дефектными элементами памяти и, крометого, имеются дефектные элементы памяти 57273 6с разными адресами в обоих дополнительных подматрицах 3, т,е. опрашивается не более одного дефектного элемента памяти из дефектных подматриц 3, то информация заносится для хранения в три дефектные подматрицы. Если имеются две основные подматрицы 3 с дефектными элементами памяти, а все отстальные исправны, то информация, предназначенная для хранения в первой или второй дефектных основных подматрицах 3, заносится в первую (вторую) дополнительную подматрицу 3.Если имеются две основные подматрицы 3с дефектными элементами памяти и, кроме того, имеются дефектные элементы памяти в первой (второй) дополнительной подматрице 3, то при обращении к первой дефектнои основной подматрице информация заносится для хранения в ту из дополнительных подматриц. 3, в которой нет дефектов, а при обращении ко второй дефектной основной йодматрице 3 - в три дефектные под матрицы 3 при условии, что при этом опрашивается одновременно не более одного дефектного элемента памяти, Если имеются три основные подматрицы 3 с дефектными элементами памяти, а все остальные исправны, 25то при обращении к первой (второй) дефектнои основной подматрице 3 информация заносится для хранения в первую (вторую) дополнительную подматрицу, при обращении к третьей дефектной основной подматрице - в три дефектные подматрицы 3 при условии, что при этом опрашивается одновременно не более одного дефектного элемента памятиСигналы на выходах 43 регистра 40(фиг. 1) указывают на дефекты дополнительных подматриц 3, а информация на выходах 34 и 35 указывает на дефекты основЗ 5 нЫх.подматриц 3. Например, в регистре 40хранится слово 10:01000000:0000000 1: при К, равном восьми. Это значит, что дефектными являются первая дополнительная, вторая и восьмая основные подматрицы 3. Рассмотрим для этого примера занесение информации в накопитель 2.При записи информации на входы 11,10 и 12 устройства подаются соответственно сигналы записи, разрешения записи и управления. Одновременно на одном из выхо дов 9 дешифратора 8 появляется сигнал,который поступает на элементы И 7 одноименных разрядов подматриц 3. Если опрашивается первая основная подматрица 3, которая исправна, поскольку в регистре 40 для этой подматрицы соответствует код О 0, то на выходе элементов И 37 этого разряда, открытых сигналом с выхода 39 дешифратора 27, появляются нулевые сигналы. Тогда на выходе 29 дешифратора 28 появляется единичный сигнал, а на выходах 17, 18 и 19 блока 16 - нулевые сигналы.Единичный сигнал с выхода 17 открывает элементы И 24, единичный сигнал с выхода 39 дешифратора 27 поступает через элемен 957273на входах 38 дешифратора 28 появляется комбинация 01. Тогда на выходе 47 дешифратора 28 появляется единичный сигнал, который отирывает элементы И 57, 61 и 62 (фиг. 2). Так как дефектна первая дополнительная подматрица 3, то только на выходе элемента И 61 появляется единичный сигнал, который устанавливает на выходах 17 и 18 блока 16 сигналы, Так как на выходах 33 элементов И 32, соответствующих дефектным подматрицам, присутствуют единичные сигналы, то информация заносится для хранения во вторую, восьмую основные подматрицы 3 и первую дополнительную подматрицу 3 по одному и тому же адресу,Аналогично записывается информация в накопитель 2 при других возможных случаях расположения дефектных подматриц 3.Рассмотрим работу устройства в режиме исправления симметричных отказов.В режиме считывания сигналы на входах 10 и 11 отоутствуют, При этом элементы И 7 закрыты, а сигналы о состоянии опрашиваемых элементов памяти накопителя 2 поступают с выходов 49 блока 6 на входы элементов И 20, 21 и 22, на другие входы которых поступают сигналы с выходов элементов И 23, 24 и с выходов 17 и 18 блока 16.Если опрашивается исправная основная подматрица 3, то элементы И 23, 31 закрыты сигналом с выхода 17 блока 16, а на выходах 18 и 19 блока 16 присутствуют нулевые сигналы. Тогда элементы И 20, 21 и одни из элементов И 22 закрыты, а друзо 35 4 О 45 50 55 7ты И 24, ИЛИ 15 и пятый вход элемента И 7 на вход первой основной подматрицы 3, и информация с входа 11 заносится в элемент памяти разряда накопителя 2, открытого сигналом с одного из выходов 9 дешифратора 8,Пусть опрашивается дефектная втораяосновная подматрица 3. Поскольку ей соответствует код 10 .в регистре 40, то на входах 38 дешифратора 28 появляется комбинация 10. Тогда на выходе 46 дешифратора 28 появляется единичный сигнал, который открывает элементы И 53 - 56 блока 16(фиг. 2), Поскольку первая дополнительная подматрица 3 дефектна, то только иа выходе элемента И 54 появляется единичнь 1 й сигнал, который поступает через элемент ИЛИ 60 на выход 19 блока 16 и открывает элементы И 7 второй дополнительной подма 1 рицы 3. При этом поскольку на выходах 17 и 18 блока 16 и,выходе 29 дешифратора 28 присутствуют нулевые сигналы, то элементы И 23 и 24 закрыты и, сле- о довательно, закрыты элементы И 7 всех остальных подматриц 3. Таким образом, информация заносится во вторую дополнительную подматрицу 3,Пусть опрашивается восьмая основная подматрица 3, Поскольку она дефектна, то гой из элементов И 22 открыт сигналом с выхода одного из элементов И 24, на вход которого поступает единичный сигнал с выхода 39 дешифратора 27. На выходе этого элемента И 22 появляется сигнал, соответствующий состоянию опрашиваемого элемента памяти, который проходит через открытый элемент И 30 и элементы ИЛИ 25, 26 на выход 14 блока 13.Если опрашивается, например, дефектная первая основная подматрица 3 (в приведенном примере ей соответствует код 10) на выходах 34 и 35, то элементы И 23, 24 закрыты нулевыми сигналами с выхода 29 дешифратора 28 и выхода 17 блока 16. На выходе 19 блока 16 появляется единичный сигнал, посиольку на выходе элемента И 54 присутствует единичный сигнал. Элементы И 26 и элемент И 31 закрыты, а один из элементов И 25, на который поступает сиг нал о состоянии элемента памяти из второй дополнительной подматрицы 3, открыт сиг- налом с выхода 19. Тогда сигнал о состоянии элемента памяти из второй дополнительной подматрицы 3 проходит через открытый элемент И 30, элемент ИЛИ 26 и блок 13 на выход 14 устройстваЕсли, например, опрашивается восьмая дефектная подматрица 3 (ей соответствует код 01) на выходах 34, 35, то элементы И 24 закрыты нулевым сигналом с выхода 29 дешифратора 28. Кроме того, единичный сигнал с выхода 17 блока 16 держит закрытым элемент И 30 и открытым элементы И 31, 23. Тогда один из элементов И 20, 21 от. крыт для дефектных поднакопителей. Тем самым на входы 51 блока 50 поступают нулевые сигналы от исправных подматриц 3 и сигналы, соответствуюшие состояниям элементов памяти дефектных подматриц 3. Блок 50 реализует функцию мажоритарного элемента от трех переменных для (К+2) входов. Исправленный сигнал с выхода блока 50 проходит на выход 14 устройства.Устройство в режиме исправления асимметричных отказов элементов памяти нако-" пителя 2, когда отказавшие элементы памяти находятся в ,состоянии логического нуля (единицы), работает аналогичным образом, каК и при коррекции симметричных от. казов, Однако блок 50 реализует функцию ИЛИ, посиольку отиазавшие элементы памяти находятся в нулевом состоянии и достаточно одного исправного элемента памяти из трех, чтобы правильно хранить информацию в дефектных подматрицах 3, Наличие асимметричных отказов характерно для динамических ЗУПВ, где элементы памяти представляют собой емкости, преждевременная утечка заряда с которых приводит к появлечию дефектных элементов памяти, находящихся в нулевом состоянии.Технико-экономические преимущества предлагаемого устройства заключаются в его более высоких, по сравнению с прото957273 5 1 О 15 20 Формула изобретения 9типом, быстродействии и надежности, поскольку в нем возможна коррекция многократных отказов и исключено контрольное считывание с перезаписью информации. 1. Запоминающее устройство с коррекцией информации, содержащее накопитель, блок считывания, блок вывода данных, первую группу элементов И, первый, второй и третий дешифраторы, причем выходы первого дешифратора соединены с адресными шинами накопителя, разрядные шины которого подключены соответственно к первым выходам элементов И, первой группы, к вторым выходам элементов И. первой группы и информационным входам блока считывания, управляющие входы которого подключены к выходам второго дешифратора и первым входам элементов И первой группы, вторые и третьи входы которых соответственно объединены и являются входом разрешения записи и входом записи устройства,. первый вход блока вывода данных подключен к четвертым входам элементов И первой группы и является управляющим входом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности устройства, оно содержит четвертый и пятый дешифраторы, блок коррекции, регистр контрольной информации, блок местного управления, группы элементов ИЛИ, шесть групп элементов И и элементы ИЛИ, причем первые входы элементов И второй и третьей групп подключены к выходам блока считывания, первые входы элементов ИЛИ первой группы соединены с выходами элементов И четвертой группы и вторыми входами одних из элементов И второй группы, вторые входы. элементов ИЛИ первой группы подключены к выходам элементов И, пятой группы и вторым входам одних из элементов И третьей группы, выходы элементов ИЛИ первой группы соединены с пятыми входами одних из элементов И первой группы, первые входы элементов И четвертой группы подключены к первому выходу блока местного управления, второй и третий выходы которого соединены соответственно с пятыми входами других элементов И первой группы и вторыми входами других элементов И второй и третьей групп, выходы элементов И второй и третьей групй подключены соответственно к входам блока коррекции и к входам первого элемента ИЛИ, выходы которых соединены с прямым входом одного и первым входом другого элементов И шестой группы, выходы которых подключены к входам второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом блока вывода данных, инверсный вход одного и второй вход другого элементов И шестой группы подключены к первому входу одного из элементов И чет 10вертой группы, первые входы элементов И пятой группы соединены с выходами третьего дешифратора и первыми входами соответ,- ствующих элементов И. седьмой группы, выходы которых подключены к входам четвертого дешифратора, один из выходов которого соединен с вторыми входами элементов И пятой группы, одни из выходов регистра контрольной информации подключены соответственно к входам пятого дешифратора и к вторым входам элементов И седьмой группы и входам элементов ИЛИ второй группы, выходы которых соединены с вторыми входами элементов И четвертой группы, входы блока местного управления подключены соот ветственно к другим выходам четвертого дешифратора и к выходам пятого дешифратора, другие входы и выход регистра контрольной информации и выход блока вывода данных являются соответственно контрольными входами, контрольным и информационным выходами устройства. 2. Устройство по и. 1, отличающеесятем, что блок местного управления содержит элементы И, третий, четвертый и пятый элементы ИЛИ. причем выходы первого и второго элементов И подключены соответственно к первым входам четвертого и пятого элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены соответственно с выходом третьего элемента И и с выходом четвертого элемента И, третьим входом четвертого элемента ИЛИ и первым входом третьего элемента ИЛИ, выходы пятого и шестого элементов И. подключены соответственно к третьему входу пятого элемента ИЛИ, к четвертому входу четвертого элемента ИЛИ и второму входу третьего элемента ИЛИ, тре тий вход которого соединен с четвертым входом пятого элемента ИЛИ н выходом шестого элемента И, первые входы первого, второго и третьего элементов И соединены соответственно с первыми входами пятого, шестого и седьмого элементов И и являются соответственно входами с первого по четвертый блока, вторые входы элементов Ис первого по четвертый объединены и являются пятым входом блока, вторые входы пятого, шестого и седьмого элементов И объе динены и являются шестым входом блока,седьмым входом и первым,вторым и третьим выходами которого являются соответственно четвертый вход третьего элемента ИЛИ и выходы третьего, четвертого и пятого элементов ИЛИ. 3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что блок коррекции содержит восьмую группу элементов И и шестой элемент ИЛИ, входы которого подключены к выходам элементов И восьмой группы, первый и второй входы каждого из которых соединены с входами соответствующих других элементов И восьмой группы и являются входами блока, 95727311выходом которого является выход шестогоэлемента ИЛИ,Источники информации,принятые во внимание при экспертизеКорректор МПодписноемитета СССРоткрытийая наб., д. 4/6ул. Проектная