Устройство управления динамической памятью

. СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН Г 12/16 РЕТЕ ТЕЛЬСТВУ Ж ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 1(56) Авторское свидетельство СССРИ 1592849, кл, С 06 Г 12/16, 1989(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ЛИНАМИЧЕСКОЙ ПАМЯТЬЮ(57) Изобретение относится к вычи 801735858 тельнои технике, в частности к устройствам управления оперативными запоминающими устройствами динамического типа, Цель изобретения . расширение функциональных возможностей,Устройство содержит генератор 1 синхроимпульсов, делитель 2 частоты,счетчик 6 адреса, элемент ИЛИ 5, блок3 управления регенерациеи, блок 4управления обращением к памяти,мультиплексоры 7 8, Устройствообеспечивает работу как с синхронными, так и асинхронными магистралями, 1 з,п, ф-лы, 6 ил.1735858 Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь.зовано для управления памятью дина"мического типа,Известен контроллер динамическойпамяти, содержащий счетчик адресарегенерации, подключенный к входумультиплексора, формирователь управляющих сигналов, подключенный к вхо Одам счетчика адреса регенерации,управляющим входам мультиплексора ик выходу контроллера, причем входыформирователя управляющих сигналов,один из входов счетчика, адреса регенерации и часть входов мультиплек"сора являются входами контроллера,а вь 1 ход мультиплексора и часть выходов формирователя управляющих сигналов являются выходами контроллера. уоНедостатками известного контроллера являются ограниченные функциональные возможности из-за отсутствияв контроллере механизма, позволяющегоизбежать конфликтных ситуаций при одновременном обращении к памяти. нескольких активных устройств, низкоебыстродействие, так как цикл регенерации и рабочий цикл занимают равныйпериод времени, хотя при регенерациипамяти одним управляющим сигналом.время регенерации можно сократить,Контроллер имеет повышенное потребление энергии, так как регенерация,при которой потребляется большое количество энергии., производится при 35отсутствии обращения к памяти нечерез определенные техническими условиями интервалы времени, а постоянно с гораздо большей частотой,Известен контроллер динамической памяти, содержащий :.тактовый генера" тор, подключенный к таймеру регенерации, арбитру запросов, схеме синхро" низации, счетчик адреса регенерации, подключенный к выходу таймера регене" . рации, мультиплексор, подключенный к входу счетчика адреса регенерации, один из входов арбитра запросов подключен к выходу таймера регенерации, а выход - к входу схемы синхрониза": ции, выходы схемы синхронизации подключены к управляющим входам мультиплексора, йричем выход и часть вхо" дов мультиплексора являются соответственно адресными выходами и входами контроллера, часть входов арбитра запросов является управляющими. входами ми контроллера, а часть выходов схемы синхронизации - управляющими выходами контроллера,Контроллер имеет ограниченныефункциональные возможности, так какне может быть использован при большом числе устройств, напрямую рабо- .тающих с памятью, из-за отсутствиямеханизма синхронизации работы устройств,; работающих с памятью, чтоможет привести к потере информацииили к конфликтным ситуациям на ма",гистрали, когда несколько устройстводновременно обратятся к памяти,Другим недостатком устройства является низкое быстродействие из-заиспользования общей схемы синхронизации для формирования сигнала управления памятью как в рабочем режиме, так и в режиме регенерации,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство управления динамическойпамятью, содержащее генератор синхроимпульсов, делитель частоты, счетчик адреса, мультиплексор, блок уп"равления обращением к памяти, блокуправления регенерацией и элементИЛИ.Известное устройство имеет ограниченные функциональные возможностииз-за того, что управляется сигна- .лами записи и чтения определеннойдлительности (2,5 или 3 такта), измеренной в тактах синхрочастоты; и неможет работать в асинхронных магистралях или в синхронных магистралях,для которых длительности управляющих сигналов отличаются от указанной величины.Целью изобретения является расширение функциональных возможностейза счет обеспечения работы в синхронном и асинхронном режимах. Г этой целью в устройство управления динамической памятью, содержа" щее генератор синхроимпульсов, делитель частоты, счетчик адреса, эле" мент ИЛИ, первый мультиплексор, блок управления обращением к памяти и блок управления регенерацией, причем выход генератора синхроимпульсов под.". ключен к входу делителя частоты, пер- вый, второй и третий информационные входы и выход первого мультиплексораподключены. соответственно к выходу счетчика адреса,. входу адреса строки устройства, входу адреса столбца устройства и к выходу устройства, первый35858 517 выход блока управления регенерацией подключен к входу-выходу признака занятости магистрали устройства и к первому входу блока управления реге-.;, нерацией., второй вхол которого подключен к выходу делителя частоты, выход генератора синхроимпульсов под" ключен к третьему входу блока управления регенерацией первый и второй входы, первый, второй и третий выхо" ды блока управления обращением к памяти подключены соответственно к входам режимов записи и чтения устройства, первому входу элемента ИЛИ, первому управляющему входу первого мультиплексора, выходу выбора адреса столбца устройства, второй выход блока управления регенерацией подключен к выходу последовательного приоритета устройства, третий выход блока управления регенерацией подключен к счетному входу счетчика адреса и к второму входу элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму управляющему входу первого мультиплексора и выходу выбора адреса строки устройства, введен второй мультиплексор, причем выход генератора синхроимпульсов подключен к первому информационному входу второго мультиплексора, выход которого подключен к третьему входу блока управления обращением к памяти, четвертый выход которого подключен к выходу синхронизации работы в асинхронном режиме устройства и к второму информационному входу второго мультиплексора, управляющий вход которого подключен к входу задания режима функционирования устройства, Блок управления обращением к памяти содержит четыре триггера, два элемента И"НЕ и элемент НЕ, причем ин.версный выход первого триггера подключен,к выходу выбора адреса строки устройства, входы режимов записи и чтения устройства - к первому и второму входам первого элемента И-НЕ, выход которого подключен к входам установки в "0" первого и второго триггеров и к второму выходу блока, третий вход блока подключен к синхровходам первого и второго триггеров и через элемент НЕ к син" хровходам третьего и четвертого триггеров, прямой выход первого триггера подключен к первому входу второ" го элемента И-НЕ, входам установки в 1 третьего и четвертого триггеров и к информационному входу второготриггера, выход. которого подключенк второму входу второго элемента ИНЕ выход которого подключен к информационному входу первого триггераинформационный вход и выход третьего триггера подключены соответственно к входу логического "0" блока ик третьему выходу блока,. выход третьего триггера подключен к информационному входу четвертого триггера,выход которого подключен к четвертому выходу блока,":На фиг.1 представлена функциональная схема устройства, на фиг.2 пример выполнения функциональнойсхемы блока управления регенерацией;на фиг 3 - пример выполнения функциональной схемы блока управленияобращением к памяти; на фиг,ч - временнаядиаграмма работы устройствав цикле регенерации, на фиг.5 и б "временные диаграммы работы устройства в синхронном и асинхронном режимах соответственно. 5 1 О 15 20 25 Устройство содержит генератор 1синхроимпульсов делитель 2 частоты, блок 3 управления регенерацией, 30 блокуправления обращением к памяти, элемент ИЛИ 5, счетчик 6 адре"са, первый 7 и второй 8 мультиплексоры, причем выход генератора 1 подключен к входу делителя частоты, 35третьему входу блока 3 управлениярегенерацией и первому входу второго мультиплексора 8 первый, второйи третий информационные входы и выход первого мультиплексора 7 подклю- . яО чены соответственно к выходу счетчика 6 адреса, входу адреса строкиустройства, входу адреса столбца ик выходу устройства, первый выходблока 3 управления регенерацией подЯ 5 ключен к входу-выходу признака за"нятости магистрали устройства и первому входу блока 3 управления регенерацией, второй выход которого подключен к выходу делителя 2 частоты, 50 первый, второй и третий входы, первый, второй, третий и четвертый вы"ходы блока ч управления обращениемк памяти подключены соответственно квыходу второго мультиплексора Р вхо" 55дам режимов записи и чтения устройства, первому входу элемента ИЛИ 5,первому управляющему входу первогомультиплексора, выходу выбора адре"са столбца устройства, управляющему1735858 входу второго мультиплексора 8 и вы лходу устроиства, второй выход блока3 управления регенерацией подключенк выходу последовательного приоритета устройства, третий выход блока управления регенерацией " к счетному входу счетчика 6 адреса и квторому входу элемента ИЛИ 5, выходкоторого подключен к второму управляющему входу первого мультиплексо"ра 7 и. выходу выбора адреса строки устройства,Блок 3 управления регенерациейсодержит триггеры 9 - 11, элемент.И-НЕ 12, элемент НЕ 13 и резистор 14,Блок 4 управления обращением к .памяти содержит триггеры 15 - 17,элементы И-НЕ 18 и 19, элемент НЕ 20и триггер 21, Элемент НЕ 13 выполненпо схеме с открытым коллектором.Устройство работает следующимобразом,Управляющий вход второго мультиплексора 8 является входом режимаустройства. Эначение потенциала наэтом входе определяет работу устройства в одном из двух режимов: синхронном или асинхронном. 10 В синхронном режиме выход генератора 1 синхроимпульсов через второймультиплексор .8 постоянно подключенк первому входу блока 4 управленияобращением к памяти, и работа с памятью происходит в соответствии свременной, диаграммой, приведеннойна фиг.5, причем при сигналах записи и чтения памяти, равных 31 и следующих друг за другом или даже перекрывающихся во времени (что мажетбыть в случае, если задержка по установке сигналов записи/чтения меньше задержки по снятию этих сигналовпо отношению к переднему фронту сигналов генератора синхроимпульсовВС 1.К), сигналы выбора адреса строкВАБ и выбора столбцов САБ следуют,не изменяясь через период частотыгенератора синхроимпульсов ВС 1,К,В асинхронном режиме подачи синхроимпульсов на первый вход блока,4управления обращением к памяти осуществляется под управлением триггера21 блока 4 управления обращением кпамяти,Делитель 2 частоты представляетсобой счетчик с переменным коэффициентом пересчета, Этот коэффициентпостоянен для данного типа памяти и 20 25 30 35 40 45 50 55 определенной частоты генератора 1синхроимпульсов. Импульс с выходаделителя 2 поступает на вход уста- юновки в "1" триггера 9 (фиг, 2), Этотимпульс является запросом на регенерацию (фиг. 4). Данный импульс устанавливает триггер 9 в состояниелогической "1", которая поступаетна вход элемента И-НЕ 12, Если сигнал ВЭБУ, определяющий занятостьмагистрали, находится в состояниилогической "1", то это означает, чтомагистраль свободна. Каждое активное устройство, работающее с динамической памятью, имеет свой сигнал ВЮУ, Эти сигналы,как правило, формируются элементом соткрытым коллектором, 1 аким элементом в устройстве является эле-мент НЕ 13. Сигнал ВОБЛ, сформированный с помощью резистора 14, объединяется с сигналами ВЭБУ всех других активных устройств. Р случае,если сигнал находится в состояниилогической "1" и установлен в логическую "1" триггер 9, на информационный вход триггера 10 подается потенциал логического "0", который попереднему Фронту сигнала с выходагенератора 1 устанавливает триггер1 О в состояние логического "0", чтоприводит к сбросу триггера 9 в состояние логического "0", На инверсномвыходе триггера 9 вырабатывается импульс, который является выходным сигналом последовательного приоритетадля организации механизма синхронизации в работе активных устройств намагистрали, Входной сигналпоследовательного приоритета в устройстве отсутствует, так как оно имеет наивысший приоритет, Иначе этот сигнал должен быть заведен на элемент И"НЕ 12,который в этом случае должен бытьтрехвходовым, Установка триггера 1 Ов состояние логического "0" приводитк снятию сигнала ВОБЛ.и, таким образом, следующий передний фронт синхроимпульса генератора 1 возвратиттриггер 10 в состояние логической"1", а триггер 11 установит в состояние логической "1" благодаря связиинверсного выхода триггера 10 синформационным входом триггера 11,Длительность сигнала БАБ, снимаемого с выхода триггера 11, равна такжедлительности одного периода синхроимпульса генератора 1,35858 1, Устройство управления динамицеской памятью, содержащее генератор синхроимпульсов, делитель частоты, мультиплексор, счетцик адреса, элемент ИЛИ, первый блок управления. обращением к памяти и блок управления регенерацией, причем выход генератора синхроимпульсов подключен к входу делителя частоты, первый, второй, третий информационные входы и выходы первого мультиплексора подключены соответственно к выходу счетчика адреса, входу адреса строки устройства, входу адреса столбца устройства и к выходу устройства, первый выход блока управления регенерацией подключен к входу-вь 1 ходу признака занятости магистрали устройства и к первому входу блока управления регенерацией, второй вход которого подключен к выходу делителя частоты, выход генератора синхро. 40 4550 55 17В синхронном режиме рабочий цикл начинается в случае появления на входе устройства одного из сигналов: записи (МИТС) или цтения (МВПС) (Фиг5), В этом случае снимается сиг- нал с входов установки в "0" триггеров 15 и 17, блокирующий эти триггеры. Первый передний фронт синхроимпульса генератора 1 устанавлива. ет триггер 15, вырабатывающий сигч нал ВАБ, в состояние логическои 1, Благодаря обратной связи с выходов триггеров 15 и 17, осуществляемой через элемент И-НЕ 18 на вход триггера 15, длительность сигнала ВАБ, снимаемого с инверсного выхода триггера 15, составляет 2 периода синхроимпульсов генератора 1 при длительности сигналов записи и цтения, равной трем периодам, Сигнал управления памятью САБ начинает вырабатываться по заднему Фронту синхроимпульсов генератора 1 через 0,5 периода после установки в состояние логической "1" триггера 15, снимающего блокировку с установоцного входа триг. гера 1 б, а снимается сигнал САБ одновременно с сигналом ВАБ. Таким образом, длительность сигнала САБ составляет 1,5 периода синхроимпульса генератора 1, при длительности сигналов МЮС и М 11 ТС, составляющей 3 периода цастоты генератора 1. В случае, если длительность сигналов управления записью чтением составляет 2,5 периода (фиг. 5), сигналы ВАБ и САБ составляют соответственно 1,5, и один период частоты генератора 1,В асинхронном режиме рабочий цикл осуществляется аналогично до момента установки в "0" триггера 21 блока 4 управления обращением к памяти, Сигнал с прямого выхода триггера 21 является .четвертым выходом блока управления обращением к памяти, подключенным к первому входу мультиплексора 3, Этот же сигнал является сигналом подтверждения выбора устройства, анало" гицным сигналу ХАСК в интерфейсе И 41, который сигнализирует о завершении операции записи/чтения в уст" ройстве управления динамической памятью, Этот же сигнал может использоваться и при работе с синхронными магистралями, в случае если активные устройства, подключенные к.магистрали, имеют различные длительности управляющих сигналов записи, чтения,5 1 О 15 20 25 30 35 измеренные в периодах тактовой частоты генератора 1.Сигнал с прямого выхода триггера21 запрещает прохождение синхроимпульсов генератора 1 на вход блокауправления обращением к памяти домомента окончания сигналов управлениязаписью (К 1 ТС) или цтения (ГКПС),Сигналы КАБ и САБ остаются в активном состоянии, После окончания действия сигналов. 1%ТС или МК 1)С триггеры 15 и 17 сбрасываются, а триггеры1 б и 21 устанавливаются, переводясигналы ВАБ, САБ и ХАСК в пассивноесостояние.Таким образом, введение второгомультиплексора с, выход которого подключен к первому входу блока 11 управления обращением к памяти, управляющий вход - к входу установкирежима устройства, первый вход - квыходу генератора 1, второй - к четвертому выходу блока 4 управления обращением к памяти являющемуся одновременно одним из выходов устрой-.ства, позволяет расширить Функциональные возможности устройства за.счет обеспецения работы как с синхронными, так и с асинхронными магистралями. Кроме того, предложенное устройство допускает я синхронном режиме работу с различной длительностьюсигналов управления, измеренной впериодах частоты генератора 1,Формула изобретения11импульсов подключен к третьему входу блока управления регенерацией, первый и второй входы,. первый, второй и третий выходы блока управления обращением .к памяти подключены соответственно к входам режимов записи и чтения устройства, первому входу элемента ИЛИ, первому управляющему входу первого мультиплексора, выходу выбора адреса столбца устройства, второй выход блока управления регенерацией подключен к выходу последовательного приоритета устройства., третий выход блока управле" ния регенерацией порключен к счетному входу счетчика адреса и к второму входу элемента ИЛИ, выход которого . подключен к второму управляющему входу первого мультиплексора и к выходу выбора адреса строки устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения Функциональ" . ных возможностей за счет обеспечения работы в синхронном и асинхронном режимах, в него введен второй мультиплексор, причем выход генератора синхроимпульсов подключен к первому информационному входу второго мультиплексора, выход которого подключен к третьему входу блока управления обращением к памяти, четвертый выход которого подключен к выходу синхронизации работы в асинхронном режиме устройства и к второму информационному входу второго мультиплексора, управляющий вход735858 12 которого подключен к входу заданиярежима Функционирования устройства.2, Устройство по п,1, о т л и ч а"ю щ е е с я тем, что блок управления обращением к памяти содержитчетыре триггера, два элемента И-НЕи элемент НЕ, причем инверсный вы О ход первого триггера подключен кпервому выходу блока, первый и второй входы блька подключены к первому и второму входам первого элемента И-НЕ, выход которого подключенк входам установки в "0" первого ивторого триггеров и к второму выхо-.ду блока, третий вход блока подключен к синхровходам первого и второготриггеров и через элемент НЕ к синщ хровходам третьего и четвертого триг"герое, прямой выход первого триггера. подключен к первому входу второгоэлемента И-НЕ, входам установки в"1" третьего и четвертого триггерови к информационному входу второготриггера, выход которого подключенк второму входу второго элементаИ-НЕ, выход которого подключен к информационному входу первого триггера,информационный вход и выход третьего триггера подключены соответственно к входу логического нуля блокаи к третьему выходу блока, выход"третьего триггера подключен к ин"Формационному входу четвертого триг гера, выход которого подключен к четвертому выходу блока.Составитель А,КТехред И,дидык Редакт Юрковец руча орректо Зака Тираж одписно НТ СС тельский комбинат "Патент", г. Гагарина, 101 о Производственно ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям п 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5