Постоянное запоминающее устройство

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН ц 9) П и 1 С 11 С 17/00 ИСА РЕ 7 ЕЯй ействуительныхышение тво СССР О, 1978. минающие е. /Под ре и связь,ЩЕЕ УСТР ся к вычисли- быть испольобретение относи технике и может л ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(57) Из зовано для построения быстродющей постоянной памяти вычислмашин, Цель изобретения - повбыстродействия постоянного запомиьащего устройства (ПЗУ), Устройство сдержит регистр 1 адреса с возможностью инкремента своего состояния,постоянный накопитель 2, регистрыданных 3 и 4, блоки сравнения 5 иуправления б. ПЗУ может работать врежиме, при котором время выборкиинформации практически не отличаетсяот времени выборки известных ПЗУ, атакже в режиме с уменьшенным временем выборки. 3 ил,"0" на установочый вход триггера 7и устанавливает его во включенноесостояние т.е. .а его прямом выходепоявляется уровень "1", а на инверсном выходе - уровень "0", который,поступая на вход элемента 2 И-НЕ 8,запрещает на время работы ПЗУ приемблоком 6 управления преждевременногосигнала обращения.Уровень "1" с прямого выхода триггера 7 поступает на вход управляемого генератора 9 тактовых импульсов иразрешает его работу; поступает насбрасывающий вход сдвигового регистра 10 и снимаетнего состояниеСброс", поступает на информационныйвход сдвигового регистра 10 и позво-,ляет реализовать в последующие момен-ты времени сдвиг уровня "1" на еговыходах, поступает на вход записитриггера 21 и производит при условииналичия уровня "1" на его сбрасывающем входе запись уровня "0", присутствующего на его информационном входе, При этом на прямом выходе триггера 21 появляется или сохраняется ранее записанный уровень "0", а на инверсном выходе - уровень "1",После подачи на вход ПЗУ кода ад реса на вход обращения ПЗУ подается импульсный сигнал, который через вход 55 блока 6 управления поступает на вход элемента 2 И-НЕ 8. В случае наличия на втором входе элемента 2 И-НЕ 8 уровня "1", что свидетельствует о гоИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения быстродействующей постоянной памяти вычислительныхмашин,Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.На фиг. 1 представлена структурнаясхема постоянного ЗУ, "на фиг, 2 - 10функциональная схема блока управления; на фиг, 3 - временная диаграммаработы предлагаемого ЗУПЗУ содержит регистр 1 адреса (свозможностью инкремента своего состояния), постоянный накопитель 2, регистр 3 данных, регистр 4 данньк,блок 5 сравнения и блок 6 управления,Блок 6 управления содержит триггер7, элемент 2 И-НК 8, генератор 9 такто.20вых импульсов, сдвиговый регистр 10элемент ЗИ-НК 11, элемент НЕ 12, элементы 2 И-НЕ-ИЛИ 13-17, элемент НЕ 18,элемент 2 И-ИЛИ-НЕ 19, триггеры 20 и21, резистор 22 и конденсатор 23, 25ПЗУ может работать в двух режимах.При этом выбор режима производитсяавтоматически,Рассмотрим работу ЗУ в первом режиме, при котором время выборки инфор мации практически не отличается отвремени выборки известных ПЗУ,Код адреса поступает на информационные входы регистра 1 адреса и одновременно поступае гна первую груп пу входов блока 5 сравнения, на вторую группу входов которого поступаеткод адреса, который хранится в регистре 1 адреса. Блок 5 сравнивает поступившие коды, Результат сравнениякодов адресов с выхода блока 5 сравнения поступает на информационный входтриггера 21. В случае совпадения кодов адреса на выходе блока 5 сравнения будет присутствовать уровень ло 45гической единицы (в дальнейшем -уровень " 1"), а в случае несовпадения - уровень логического нуля (вдальнейшем - уровень "О"). Несовпадение указанных кодов адреса является.5 Оотличительной особенностью данногорежима работы. Условие наличия уровня 1 на сбрасывающем вхоце триггера 21 не выполняется только при поступлении первого, после включения питания ЗУ, сигнала обращения, а во все последующие обращения к ЗУ данное условие всегда выполняется. Необходимость такого условия будет обоснована после полного описания режима работы,Начав свою работу, управляемый генератор 9 тактовых импульсов выдает на своем выходе прямоугольные импульсы, которые, поступая на тактовый вхоц сдвигового регистра 10, реализуют последовательный сдвиг уровня "1" на его выходах, т.е. после поступления на тактовый вход сдвигового регистра 10 первого тактового импульса (начала первого такта) уровень "1" появляется только на первом выходе его, после поступления второго тактового. импульса (конец первого такта, начало второго такта) - только на первом и на втором выходах,после третьего - только на первых трех выходах, и т,д, цо поступления на13542сбрасывающий вход сдвигового регистра10 уровня "0"Во время первого такта появившийсяна первом выходе сдвигового регистра10 уровень "1" .поступает на первыйвход элемента ЗИ-НЕ 11 и, ввиду присутствия на его втором и третьем входах уровней " 1", приводит к появлениюуровня "01 на его выходе,Уровень "1" на втором входе элемента ЗИ-НЕ 11 является результатоминвертирования элементом НЕ 12 уровня0, поступающего во время первоготакта на его вход со второго выходасдвигового регистра 19. 5На третий вход элемента ЗИ-НЕ 11уровень "1" поступает с инверсноговыхода триггера 21.Уровень "1" с первого выхода сдвигового регистра 10 одновременно поступает на третий вход элемента 2 ИИЛИ-НЕ 16, на четвертом входе которого присутствует уровень "0", поступающий с прямого выхода триггера 21,Присутствие на четвертом входе уровня 0" препятствует изменению состояния выхода элемента 2 И-ИЛИ-НЕ 16.Уровень "0" с выхода элемента ЗИ-НЕ11 через первый выход блока 6 управления поступает на вход записи регистра 1 адреса и производит запись внего кода адреса, поступившего наего информационные входы.Записанный в регистр 1 адреса новый код адреса поступает на адресные 35входы накопителя 2 информации, и навторую группу входов блока 5 сравнения. Ввиду наличия на входах блока 5сравнения одинаковых кодов адреса,на ее выходе появляется уровень 1, 40который через управляющий вход блока6 управления поступает на информационный вход триггера 21 и не приводитк изменению выходов его, так как процесс записи происходит только в момент включения триггера 7.Во время второго такта появившийся на втором выходе сдвигового регистра 1 О уровень " 1" поступает на вход 50 элемента НЕ 12 и приводит к появлению его на выходе уровня 0, который поступая на второй вход элемента ЗИ-НЕ 11, приводит к появлению на его выходе уровня "0, что приводит к появлению уровня 1" на первом выходе блока 6 управления. Уровень "1" со второго выхода сдвигового регистра 1 О поступает одновременно на первый вход 48 4первого элемента 2 И-ИЛИ-НЕ 13, навтором входе которого присутствуетуровень "1", и приводит к появлениюуровня "0" на его выходе. Уровень "1"на втором входе элемента И-ИЛИ-НЕ 23присутствует, так как уровень 0,поступающий во время второго, третьего и четвертого тактов с пятого выхода сдвигового регистра 10, инвертируется элементом НЕ 18.Уровень " 1" со второго выходасдвигового регистра 1 О, поступая одновременно на третий вход элемента2-И-ИЛИ-НЕ 17, не приводит к изменению состояние его выхода, так какна четвертом входе его присутствуетуровень 0, поступающий с прямоговыхода триггера 21.Уровень 0 с выхода элемента2 И-ИЛИ-НЕ 13 через второй выход блока6 управления поступает на вход считывания накопителя 2 и разрешает выборку информации по адресу, код которогоприсутствует на адресных входах накопителя 2 информации,Во время третьего такта появившийся на третьем выходе сдвигового регистра 1 О уровень "1" поступает напервый вход элемента 2 И-ИЛИ-НЕ 14,и ввиду наличия на его втором входеуровня 1 , поступающего с выходаэлемента НЕ 18, приводит к появлениюуровня "0" на выходе элемента 2 И-ИЛИНЕ 14.Уровень 0 с выхода элемента2 И-ИЛИ-НЕ 14 через третий выход блока6 управления поступает на вход выдачи данных накопителя 2 и разрешаетвыдачу выбранной информации, котораяпоступает на информационные входырегистра 3 данных.Во время четвертого такта появившийся на четвертом выходе сдвиговогорегистра 10 уровень " 1" поступает напервый вход элемента 2 И-ИЛИ-НЕ 15, навтором входе которого присутствуетуровень "1", поступающий с выходаэлемента НЕ 18, и приводит к появлению уровня "0" на выходе элемента2 И-ИЛИ-НЕ 15. Уровень "0" с выходаэлемента 2 И-ИЛИ-НЕ 15 через четвертыйвыход блока 6 управления поступает навход записи регистра 3 данных и своимфронтом производит запись в него информации, которая присутствовала наего информационных входах,Записанная информация с выходоврегистра 3 поступает на информационые входы регистра 4 данных.)О ВРЕЯ ПЯТОГО Т 1 КТЯ 51 ОЛВИВШИЙСЛНЯ ПЯТОМ ВЬГХОДС СЦВИ"ОВОГ) РЕгИСТРЯ 10 5 рогень 1 Г 10 ступлет я ВхОд э .с- ме)та 1 Е 18 ц поивадпт к 1 с)яЗленюг) на ес) выхс)Де УР 013 ТЯ О, ко."оРЬйпоступая на вторыс входы элементов 2 И-ИИ-ИЕ 115) призодит к появпе 11 11НИ 10 Н 1 Х ВЫХадяХ у ГсОВНРИ 1, ,-1 ТО Саат ЯЕТСтВУЕТ ОкаНЧЯ НИ)Р Ргэ)г(МОВ ВЫ- барки и ВЫДЯчи 110135 гации н накОГ 1 и- теле 2 и подвоовки вхапа записи р- гистра 3 к повторной загцси.и .рав и )г пя Гот о л хо 3 я сЯиГо ого ретс:,стра 10 0)иавраменко поступает ;а первый вхо;.1, 03 е е)та И- И-Е 1 о ь я 1( 1(ак 1 я ( О 13 торам1 . 11входе нрисутстгует у 1)ове)ть 1 ,посту ПаСЩЦй С ИВЕРГ;НОГО ВЫХОЦа тРт,.ГГСРа 21, ГТОТТВ);71 Т Г Г 011 РН)1 Ц 1)Ггн 5ВЕНЬС ПЯТОГС 1 ЫХОДЗ. СДБР 1 О ВО ГО регистра 10 Отновременно поступает на третий вход элемента 21-ИПИ-НЕ 19И, ТЯК Ка)( На Е 1 О 7 -ТВ 1 ТО;уст ВХОПЕцпрс) тсв, е- - раг)е.ь "0"щий с прямого Выходя триггера 21 нсГРИВО 151 Т К ИЗМ НЕ-)1 СОС ТД Ят Ц Вт агаэлемен.та 2 И-ИДИ-ИЕ 1 Ч уровень "Л"ВЬ;КОПЯ ЗтМЕНТ 1 21-Г 1 И ИЕ 1 Г) Чт)Е )пятый выхотт бОка 6 7 пр)а)ГпН 11 11 г . - ,пает на вход )ятттс 1; етцст )а( т он 7 г 1) т) О тт )1 11) г;з в с г ц Г с а)7, с ьнеге цанных, прсус г 1)укгк 13( 1 а "гоинфо)3 ь 1 гг,т) 1 чь вха Г) с)1 51110 )ЫЯц 15 "ВЫХОДОВ т 3 ЕГИс- ГРЯ г, тОСТГгаЗ Г На ВЬ"хад устт)айства, У 1;двень О с втчхапаэлемеггс а 2 И-ИДИТИ,1 Е )1) г,:1:дарегеноПОСг:УПаат На СЧЕтпшй ВХОД РЕГИСТР1, адреса сг с 73111 (1 рг О;,; уве)ютттгва-.ЕТ СОСТОЯНИЕГО с;5 .11511 НЦ 11 р)НОВЬСГ 1)Г)5;,тц 1 О;ЯНЬНТ 7 "Г ;т)1 сц," ( 3 Т)ПГП( 3т 3 егистра 1 ацге а :сстугает на ад,гг(гтот(ф. Вргггаттсс)13 г-гцг ца 10 оцновременно наступает на третий и четвертый входь элемента 2 И-ИЛИ-ИЕ 13 и приводит к Оявле(ис на его выходе уровня НО 5 который повторно через второй выход блока 6 уг.равления поступает на вход считьвания пер- БОГО нЯкапителяи рЯЭОРшает выба 3- ку новой ин(1)арыатии, код адреса котоГоц тличяе ся ня от 1 НТь 7 ат кода адрР сс 1 рЯнее Выбр анной 3 нфгрм)ц(тциВо время сець ото .;:акта 105 Вившийс 5 на. Седьмом вьп О,30 сдвиГОВОГО 1)е гистра 10 урозень поступаст на ТРЕТИЙ И ЧЕТВРт)тый ВХОДЫ Э)ТЕМЕНТа 2 И-ИЗИ-.111 Е г и и" и 13 адит к .ОЯБле:И)р11сиа ЕГО ВЫХОДЕ УРСВНЯ 0 . КатаРЫИ ПОВТОРНО ЧГ 33 ЕЗ 1"1. ЕТИй ПЬХОД ДЛОКЯ 6 управления 5 оссупаец:-.а вход выта-П 1 ДСННЬх НЯ КОПИ"-ТЯ 2 1 Г РОИЗВОД 1 Г в,)цат).выбв ннот 1 г"аОрма)ц(и т(атарая Г)аоцптает Н-, ЦН,",Г)Р.Ят-аи Е ЗХОДЫ 13; ГИС РаЕо врем восьмого Г,гт(тя появившийся на восьмгм выходе спв;:гового регистра 10 уговень "1" поступает на тоетий и четвгзртый входы элемента 2 И,11 И- ИЕ 15 и т ривадит к появленио наего зьХаце уровня О . кот 01)ь)и пг)в.к ) .г, а ,;Он .11 О" "ПИВ 1 цц Г 71, . с.версного =3(а.;а .рцггера 21 и приВОДИТ К ГТОЯВЛЕ ИТ) 1 а ЕГО ВЬГХДДЕ У)ОВня 101, котдгый. Г:аст.Яя -.а сбрасы:,"ар,г 3 й 3 г)ц трт.;".; ра11 ртвопи Г Зт 03 )31 Я ГРЧЕЧОР;О о,тн-.РиУ 1-.0 е 1О с Зь 3 опа элемента 2 Ицсбгз)Сы 3111311113 й Вход ГРцггет)а 2;1. Ицес 57 Н ав ")аТЕ 3 г)17 я тт:ГРгНЕРтогвГ ЕГС В:сКсСЧЕННОЕ ОС "105 НЕ, РИГГЕР 20 находится во 1)к;,Тг)ченно Состсянии Г стт ь к о и р 1к)к)71.".15 1ц з я ня 1 гс уа Г" "а)сс ГГ(1 Ятгв,7 Р пезит тор 22, Посе иетннога Об),ащенияЛ 3 У т)35 Г ер 20 при 1 аст 7,гнии на ЕГО СбграсЬ 13-.:сТ.Г)ИЬТ ГХОГссурСВН 57 О ПЕ РЕВОДЦТСЯ:; ВЫКЛ)ЧЕННОЕОСТОЯНИЕ И1 ахопигся в нем в течение Всего ВреЕН 1 набат)1 "С Тра.(".ТВЯ, срИ ЭТОМ ;;1 Рт; Г1С Рг, ТНВЕРСНСГО ВЬ.)(ОДЯ, 13542 поступал на сбрасывающий вход триггера 21, разрешает запись в него инФормации, присутствующей на информационном входе, Использование триггера 20 исключает выдачу неверной инФормации при первом обращении к ПЗУ, в случае если поступивший код адреса совпадает с произвольным кодом, который установился в регистре 1 адреса после включения питания и по которому 10 отсутствовала выборка информации из накопителя 2.Переход триггера 7 в выключенное состояние соответствует запрещению работы управляемого генератора 9 так товых импульсов, сбросу сдвигового регистра 10, на выходах которого появятся уровни О, т.е. все элементы блока 6 управления установятся в исходное состояние, при котором возмо жен прием следующего сигнала абращения,При последующих обращениях к ЗУв случае несовпадения поступившего кода адреса с кодом адреса, хранимом регистром 1 адреса, ПЗУработает вышеописанным образом.Рассмотрим раооту ЗУ во второмрежиме с уменьшенным временем выборки.Отличительной особенностью данного режима работы является совпадениепоступившего код адреса с кодом адреса, хранимым регистром 1 адреса,при этсм ка выходе блока 5 сравненияи соответственно на информационномвыходе триггера 21 присутствует ура .вень 1При данном режиме пер в о н ач ал ь н аяработа блока 6 управления отличаетсяот опи с а к к о га ранее режима только в40тогл, что в триггер 21 записываетсяприсутствующий на его информационномвходе уровень "1", т,е. на прямом выходе триггера 1 сравнения появляетсяуровень 1а ка инверсном выходе45уровень "0". А последующая работа отличается тем, что уровни О на выходах блока 6 управления появляютсяв другой последовательности, и тем,что работа ЗУ заканчивается в начале50пятого тактаВо время первого такта появившийсяла первом выходе сдвигового регистра1 О уровень "1", поступая на первыйвход элемента ЗИ-НЕ 11, на третьемвходе которого присутствует уровеньО, поступающий с инверсного выходатриггера 21, ке приводит к изменению состояния его выхода. Этим обеспечивается отсутствие режима записи в регистр 1 адреса поступившего кода адреса ввиду равенства его с ранее хранимым кодом адреса.Уровень 1" с первого выхода сдвигового регистра 10 одновременно поступает на третий вход элемента 2 ИИЛИ-НЕ 16, на четвертом входе кото- рога присутствует уровень, посту-, пивший с прямого выхода триггера 21, и приводит к появлению уровня О на выходе элемента 2 И-ИЛИ-НЕ 16.Уровень 0 с выхода элемента 2 И-ИЛИ-НЕ 16 через пятый выход блока б управления поступает на вход записи регистра 4 и своим Фронтом производит запись в него информации, ранее выбранной из накопителя 2 и записанной в регистр 3 информации. Информация с выходов регистра 4 информации поступает на выходы устройства.Уровень "0" с выхода элемента 2 И-ИЛИ-НЕ 1 б одкавременно поступает на счетный вход регистра 1 и своим фронтом производит увеличекие состояния на его единицу, Вновь сформированный код адреса с выходом регистра 1 адреса поступает на адресные входы накопителя 2. Во время второго такта появившийся на втором выходе сдвигового регистра 10 уровень "1" поступает на третий вход элемента 2 И-ИЛИ-НЕ 17, на четвертом входе которого присутствует уровень "1", поступивший с прямого выхода триггера 21, и приводит к появлению на его выходе уровня О , который через шестой выход блока б управления поступает на выход готовности дакных устройства и тем самым подтверждает наличие данных, Уровень1 с шестого выхода сдвиг ов о го реги с тр а 1 О одновременно поступает н а первый вход эл еме к т а 2 И-И 1 Ы- НЕ 1 3 и , т ак как н а е г о втором входе прису тс тв у ет уровень1 " , приводит к по явл е нию уровня " 0 " к а е го вых аде . Ур овень " 1н а втором входе элемента 2 И-ИЛИ- НЕ 1 3 присутствует ввиду и нверсии элементом НЕ 1 8 уровня " 0 " , поступившего с пятого выхода сдвиг ов о г орегистра 1 О , Уровень " 0 " с вых од а первого элемента 2 И-ИЛИ- Н Е 1 3 чеу е з второй в ьгходбл а ка 6 управления и о стугтае т н а вход считыва ния вход накопителя 2 и р аз р ешае т выборку и нформации по адр е су, к од к о торо г о пр исутствует на адресных входах накопителя 2.Работа ПЗУ во время третьего и четвертого тактов аналогична рабате во время данных тактов при первом ре жиме,Во время пятого такта появившийсяна пятом выходе сдвигового регистра10 уровень "1" поступает на третий 10вход элемента 2 Б-ИЛИ-НЕ 19, на четвертом входе которого присутствует уровень 1 , поступивший с грямого выхода триггера 21,.и приводит к появлениюна его выходе уровня Окоторый,поступая на сбрасывающий вход триггера 7, переводит в выключенное состояние, чем и обеспечивается переводэлементов блока 6 управления в исходисостояние, при котором. возможенприем следующего сигнала обращения.После последующих обращениях кПЗУ в зависимости от результатовсравнения указанных кодов адреса блок6 управления автоматически выбирает 25требуемый режим работы ПЗУ,Формула и з обретенияПостоянное запоминающее устроиство содержащее постоянный накопитель, выходы и адресный входы которого подключены соответственно к инФормационным входам первого регистра данныхи к выходам регистра адреса, входы которого являются адресными входамиустройства, блок управления, первый,второй, третий и четвертый выходыкоторого подключены соответственно квходу записи регистра адреса, входамсчитывания и выдачи данных постоянного накопителя и к входу записи первого регистра данных вход готовности блока управления является входомобращения устройства, о т л и ч а ю -ш е е с я тем, что, с целью повыше-ния быстродеиствия устройства, оносодержит блок сравнения и второй регистр данных, инФормационные входыкоторого подключены к выходам первого регистра данных, выходы второгорсгистра данных являются информационными выходами устройства, входы первой и второй групп блока сравненияподключены соответственно к входами выходам регистра адреса, выход блока сравнения подключен к входу задания режима блока управления, пятыйвыход которого подключен к входу изменения состояния регистра адреса ивходу записи второго регистра данных,шестой выход блока управления является выходом готовности данных устройства, 1354248I Въооа 7 ЙИту2 Я 4 Рй 8 С, Шустйнык Составител Техред Л.О Заказ Зб 98/4 Тираж 588ИИПИ Государственногоделам изобретенийМосква Ж, Рау ПодписиССР мит открытскан на 11303 45 оизнодственно-пол цес предприятие, и Уж ул едактор Г, Бо