Магнитное оперативное запоминающее устройство

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДИЕЛЬСТВУ Союз СфветскиаСоциалистическимиРеспублин и 1980161Ф(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 11. 03, 81 (21) 3259259/18-24 Р 13 М. Кф.ас присоединением заявки Мо(2 З) Приор О 11 С 11/063 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(33) УДК б 81,327, б088.8) Опубликовано 07,1282, Бюллетень йо 44 Дате опубликования описания 07. 12.82(54) МАГНИТНОЕ ОПЕРЗЛИВНОЕ ЗАПОМИНИОЩЕЕ УСТРОЙСТВОИзобретение относится к запоминающим устройствам и может быть исполь- зованов многопроцессорных вычислительных системах с общим оперативным запоминающим устройством.Известно запоминающее устройство, содержащее регистры адреса, подключенные через соответствующие дешифраторы и формирователи адресного тока к координатным обмоткам накопителя, разрядные обмотки которого через усилители воспроизведения и коммутатор усилителей подключены к входам регистра слова, а через разрядные Формирователи - к выходам регистра сло ва, логический узел, подключенный своими входами к регистрам адреса, а выходами к коммутатору усилителей, узел числа одновременно обрабатываемых слов. 20Устройство позволяет, используя накопитель большой разрядности, вести обмен с устройством-потребителем словами меньшей разрядности. При этом увеличивается эффективность использо-. 25 вания устройства 1). Однако при обмене словами любой разрядности запоминающее устройство обрабатывает целиком все слово накопителя, Кроме того, невозможно изменение разрядности запоминающегоустройства в процессе эксплуатации. Наиболее близким по технической ,сущности к предлагаеьюму является магнитное оперативное запоминающее устройство, содержащее регистр адреса, выходы которого через координатный .дешифратор и формирователи адресного тока соединены с накопителем, блок перезаписи, блок выбора усилителей, регистр слова, выходы которого через коммутаторы усилителей подключены к выходам усилителей,.разрядные Формирователи, блок выбора коор,динатных формирователей, блок выбора разрядных формирователей, дополнительные коммутаторы усилителей и дополнительный регистр слова, входы которого соединены с выходами дополнительных коммутаторов усилителей, входы которых подключены к соответствующим выходам блока выбора усилителей и входом блока выбора разрядных формирователей, выходы которых соединены с входами разрядных формирователей, причем входы блоков выбора координатных формирователей ,подключены к соответствующим выходам регистра адреса и блока переза 980161циси, а выходы соединены с входами координатяых Формирователей.В такте чтения данное устройство получает кроме адреса слова число одновременно читаемых слов. Блок выбора координатных формирователей на основании данного адреса и числа выбирает нужное количество формирователей. В результате этого будут поданы адресные токи по одной координатной обмотке у и по нескольким координатным обмоткам х,которые выберут1 О в каждом разряде сразу несколько рядом расположенных сердечников . Сигналы Недостатками этого устройства являются невысокое быстродействие и узкая область применения устройства из-за невозможности выполнения в одном такте одновременно двух команд,40 н частности, двух разнотипных команд. Цель изобретения - повышение быстродействия и расширение области применения устройства за счет обеспечения выполнения н одном такте одновременно двух разнотипных команд. Поставленная цель достигается тем,что и магнитное оперативное запоминающее устройство, содержащее первыйадресный блок, первый блок местногоуправления, формирователи токов считывания По координате х, формирователи токов считывания по координате у, Формирователи токов записи,формирователи разрядных токов, усилители считывания, блоки выбора формирователей разрядных токов, коммутаторы, регистры числа и накопитель,входы которого подключены соответстненно к выходам формирователей токов считывания по координатам Х и у,формирователей токов записи и формирователей разрядных токов, а выходы 50 55 60 к входам усилителей считывания, входыформирователей разрядных токов сое с данных сердечников через усилители и коммутаторы усилителей будут занесе- ны в соответствующие регйстры, т.е, будет считано не одно, а сразу несколько слов, число которых можно менять.В такте записи подается обратный ток по выбранной координатной обмот ке у и разрядные токи записи по соответствующим выбранным разрядным обмоткам, т,е. одновременно будет записано и накопитель заданное число рядом расположенных слов. данное уст ройстно можно подключить к одному устройству-потребителю. При увеличении числа устройств-потребителей, например, до двух, необходимо уменьшать частоту обращения к запоминаю щему устройству для каждого устройства-потребителя в два раза, так как одновременный прием и выполнение команд от каждого устройства-потребите. ля данное устройство-прототип не мо- З 5 жет обеспечить 21. динены с выходами первого коммутатора, входы которого подключены к выходам блоков выбора формирователей разрядных токон, первые входы которых соединены с выходами регистров числа, одни из входов которых подключе-, ны к ныходам второго и третьего коммутаторов, первые входы последних соединены с выходами усилителей считывания, вторые входы второго коммутатора и первого блОка выбора формирователей разрядных токов подключены к одному из выходов первого адресного блока, управляющие входы которого и первого регистра числа, а также один из управляющих входов первого коммутатора подключены к одним из выходов первого блока местного управления, введены четвертый, пятый и шестой коммутаторы, второй адресный блок, второй блок местного управления, аналогичный первому блоку местного управления, и блок приоритета, причем, выходы четвертого, пятого и шестого коммутаторов соединены соответственно со входами формирсвателей токов считывания по координатам хи ц и входами формирователей токов записи, один из выходов второго адресного блока подключен к вторым входам второго блока выбора формирователей разрядных токов и третьего коммутатора, управляющие входы второго адресного блока и второго регистра числа и другой управляющий вход первого коммутатора подключены к одним из выходов второго блока местного управления, управляющие входы четвертого, пятого и шестого коммутаторов и блока приоритета соединены с другими выходами блоков местного управления, другие выходы адресных блоков подключены к входам четвертого, пятого и шестого коммутаторон и входам блока приоритета, выходы которого соединены с входами блоков местного управления.Блок приоритета содержит схемы сравнения, элемент НЕ, элемент ИЛИ, элементы И и генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу первой схемы сравнения и входу элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом второй схемы сравнения, входы элемента ИЛИ подключены соответственно к выходам третьей, четвертой и пятой схем сравнения, а выход соединен с первыми входами элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с вторымИ входами первой и второй схем сравнения, входы третьей, четвертой и пятой схем сравнения и вторые нходы первой и второй схем сравнения являются входами блока, выходами которого являются выходы элементов И, первой и второй схем сравнения, генератора импульсов и элемента НБ.На фиг, 1 изображена структурная схема магнитного оперативного запоминающего устройства; на фиг, 2структурная схема блока приоритета;на фиг. 3 - электрическая схема накопителя,Магнитное оперативное запоминающее устройство (Фиг. 1) содержитпервый 1 и второй 2 адресные блоки,первый 3 и нторой 4 блоки местногоуправления. Блок 1 содержит первыйрегистр 5 адреса по координате х,первый регистр б адреса по координа(те у, первый дешиФратор 7 адреса покоординате х, первый дешифратор 8адреса по координате у и блок 9 выбора усилителей считывания.Устройство также содержит формирователи 10 токов считывания по координате у, формирователи 11 токовзаписи, формирователи 12 разрядныхтоков, первый коммутатор 13, первый14 и второй 15 блоки выбора формирователей разрядных токов, усилители16 считывания, формирователи 17 токов считывания по координате х, вто-рой 18 и третий 19 коммутаторы, первый 20 и второй 21 регистры числа,накопитель 22. Блок 2 содержит второй регистр 23 адреса пб координатех, второй регистр 24 адреса по координате у, второй дешифратор 25 адреса по координате у, второй дешифратор 26 адреса по координате х,блок 27 выбора усилителей считывания,четвертый 28, пятый 29 коммутаторы, шестой коммутатор 30, имеющий вход 31, и блок 32 приоритета.Устройство имеет входы 33 и 34, выходы 35-37, входы 38-40, выход 41. Блок 32 имеет выходы 42 и 43, Блок 32 содержит (фиг, 2) первую 44, вторую 45, третью 46, четвертую 47 и пятую 48 схемы сравнения, элемент НЕ 49, элемент ИЛИ 50, элементы И 51и 52, генератор 53 импульсов. Нако-питель 22 (фиг. 3) содержит двухсторонние матрицы 54, по одной на разряд. Сердечники 55 и 56 в каждой из сторон матриц ориентированы соосно и развернуты на 90 . Сердечники накопителя 22 пронизывают 3 координатных обмоток 57 по координате х, с помощью которых накопитель 22 подключен к выходам формирователей 9 6 координатных обмоток 58 по координа.те у, с помощью которых накопитель 22 подключен к выходам формирователей 10 и 11 и по 1 в каждом разряде разрядных обмоток 59, которые могут выполняться как совмещенными, как изображено на фиг. 3, так и раздельными для сигналов чтения и для сигналов записи. Разрядные .обмотки 59с помощью связей 60 подключены к входам усилителей 16, а с помощью связей 61 к выходам формирователей 12,Выбранные н накопителе обмотки (62 бб) и выбранные сердечники (67-72) изображены утолщенными линиями.Устройство работает следующим образом.Входы блоков 1 и 3 и выходы 35 и 36 устройства подключаются к первому устройстау-потребителю, входы блоков 2 и 4 и выходы 37 и 41 - к второму устройству-потребителю. 10 Генератор 53 вырабатывает импульсы, длительность которых, равна одному такту работы устройства. Длительность паузы между импульсами также равна одному такту работы устрой 15 ства. Данные импульсы по выходу 42блока 32 через блок 3 и далее повыходу 35 устройства выдаются в первое устройство-потребитель. Отсутствие на выходе 3 сигнала свидетель ствует, например, о разрешении уст.Ройству-потребителю выдавать команду,Считать, а наличие на выходе 35сигнала - команду,Записатьф,Кромеэтого, через зл ент НЕ 49 данные им. пульсы па выходу 43 блока 32 черезблок 4 и далее по выходу 41 выдаютсяво второе устройство-потребитель.Второе. устройство-потребитель принимает инверсные сигналы генератора 53В результате этого, если, например,первое устройство-потребитель получает разрешение выдать команду Счиотать, то второе устройство-потребитель в это время получает разрешение выдавать команду Записать.По входам блока 1 устройство получает код адреса слова в накопителе,например, слова, разряды которого составляют сердечники, аналогичныесердечнику 70, а по входу блока 3, 40 например, команду фсчитать и сигнал обращения от первого устройства-потребителя, По входам 38 и 39устройство получает код адреса сло-,ва в накопителе, например, слова, 45 разряды которого составляют сердечники, аналогичные сердечнику 69, повходу 34 - слово для записи в накопитель 22, по входу 40 - команду ффЗаписать и сигнал обращения от вто Рого устройства-потребителя. на основании данных команд блок 3 выдаетв блок 32 единичный уровень, указывающий о приеме блоком команды фЗаписатьфф. Данные уровни поступаютсоответственно на вторые входы схем44 и 45. На первый вход схемы 44 вэто время постуПает нулевой уроненьсигнала от генератора 53 (отсутствиесигнала), Схема 44 выдает нулевойуровень сигнала, указывающий о несравнении поступающих на его входысигналов, т.е, об отсутствии нарушения в выдаче команды первым устройством-потребителем. На перный входсхемы 45 в это время с элементаНЕ 49 поступает высокий уровень.Схема 45 также выдает нулевой уровень сигнала, указывающий о несравнении поступивших на его входы сигналов, т,е. об отсутствии нарушения в выдаче команды вторым устройством-потребителем. На основании данных нулевых 5 уровней сигналов, поступивших соответственно по выходам 42 и 43, блоки 3 и 4 организуют занесение адре, сов в соответствующие регистры 5,6 и 23,24 и слово для записи в регистр 10 21, Далее подключаются к работе де шифраторы. 7,8,26,25 и блоки 9 и 27, которые определяют номера разрядных обмоток и затем дешифрируют данные номера. Одновременно коды адресов х с регистров 5 и 23, коды адресов.у с регистров 6 и 24 и коды номеров разрядных обмоток с блоков 9 и 27 поступают в блок 32, где они проверяются соответственно на равенство с .помощью схем 46-48. Для разрешения дальнейшей работы эти схемы должны определить отсутствие равенства кодов, поступивших на их входы. Нулевые уровни сигналов с их выходов через элемент ИЛИ 50 и далее через элементы И 51 и 52, соответственно, по выходам 42 и 43 блока 32 поступают,в блоки 3 и 4, которые формируют сигналы синхронизации работы всего устройства, Блок 3 с помощью коммутатора 28 по результату работы дешифратора 7 включает формирователь.17, который формирует импульс.полутока по обмотке 62, Направление данного полутока изображено на фиг. 3 стрелками вдоль обмотки, С помощью коммутатора 29 (по результату работы дешифратора 8) блок 3 включает формирователь 10,который Формирует импульс полутока по обмотке 64. Напряжение данного полутока40 также изображено на фиг. З.стрелками вдоль обмотки. В результате прохождения данных полутоков в каждом.разряде будут выбраны сердечники, ана- логичные сердечнику 70. С помощью 45 коммутатбра 18 по результату работы блока 9 к регистру 20 будут подключены усилители 16 считывания, связанные с разрядными обмотками 65. Считанные сигналы с выбранных сердечни п ков по данным разрядным обмоткам поступают на входы подключенных усилителей считывания и далее после усиления через коммутатор 18 заносятся в регистр 20. Данное считанное слово по выходу 36 с этого момента будет доступно первому устройству-потребителю.Одновременно с работой блока 3 работает и блок 4. С помощью коммутатора 30 по результату работы дешифратора 25 выбирается формирователь 11, который формирует импульс полутока по обмотке 63. Направление данного полутока также изображено на фиг. 3 стрелками вдоль обмотки, Одновременное появление данного полутока с описанными ранее полутоками не приводит к ненужному перемагничиванию сердечников, Сердечникиво всех разрядах, аналогичные сердечнику 71 под влиянием полутока в обмотке 63 формирует в выбранных разрядных обмотках 65, поМехи полувозбуждения.Сердечники .во всех разрядах, аналогичные сердечнику 72 не перемагничиваются, так как полутоки протекающие по пронизывающим данные сердец- ники обмоткам 63 и 64, имеют противоположное направление. Помехи полувозбуждения от данных сердечников не влияют на результат чтениятак какразрядные обмотки, на которых находятся данные сердечники, подключены к выбранным усилителям 16. С помощью коммутатора 13 выбирают разрядные Формирователи 12, выходы которых йодключены к разрядным обмоткам 66. Данные разрядные формирователи выбираются с помощью блока 15 по результату работы блока 27При этом включение выбранного разрядного формирователя или не включение зависит от состояния соответствующего ему разряда регистра 21. При записи 0 в одиниз сердечников, аналогичных сердечнику 69, не формируется импульс полутока в разрядной обмотке, пронизывающей данный сердечник. В этом случае все сердечники данного разряда не подвергаются изменению, а данный сердечник остается в исходном нулевомфф состоянии. Магнитное оперативное запоминающее устройство, как обычно, требует перед записью информации предварительного стирания ранее записанной информации. Поэтому считается, что перед выдачей команды Записать второе устройство- потребитель выдает команду Считать. При записи 1 разрядной обмотке выбранный формирователь 12 формирует полуток записи 1, Направление данных полутоков по обмоткам 66 изображено на фиг. 3 стрелками вдоль обмотки. В результате прохождения данных полутоков и полутока в обмотке 63 сердечники, аналогичные сердечнику 69, перемагничены в состояние хранения 1, так как направление полутоков в обмотках, пронизывающих совместно данные середечники, совпадает. Кроме этого, сердечники во всех разрядах, аналогичные сердечнику 67, подвергнуты также влиянию двух полу- токов, протекающих по обмоткам 66 и 64. Однако, полутоки в данных обмотках имеют противоположное направление и поэтому не влияют насостояние данных сердечников. Остальные сердечники, принадлежащие разрядным обмоткам 66, подвергнуты влиянию толькоформула изобретения 1Магнитное оперативное эапоми 65 нающее устройство, содержащее первый одного полутока, который не в состоянии изменить состояние середечников.Предлагаемое устройство за одинтакт считывает информацию для первого устройства-потребителя и записывает заданное вторым устройствомпотребителем слово, т.е. выполняетодновременно две разнотипных команды,В следующем такте в первое устройство"потребитель выдается по выходу35 разрешение на выдачу команды Записать, а во второе устройство потребитель по выходу 41 - разрешениена выдачу команды Считать. Приеми выполнение данных команд устройство осуществляет аналогичным образом.Так работает устройство в обычных,неконфликтных ситуациях. Устройствов состоянии различать следующие конфликтные ситуации: одно или оба уст-,ройства-потребители выдали не разрешенные в данном такте команды и обаустройства-потребители выдали адресаслов, сердечники которых расположе- .ны на одних и тех же обмотках. Обеодинаковые команды, например фСчитать, не могут быть выполнены,так как при подаче полутоков чтенияаэрушается информация в соответствующих сердечниках. Тоже можно отметить и при выдаче двух команд фЗаписать, когда кроме записи информации в нужные сердечники происходитзапись 1 в сердечники, не относящиеся к заданным словам. Не могут бытьвыполнены две разнотипные команды,если сердечники двух заданных словрасположены на одной и той же обмотке. Если с сердечника 70 считываетсяинформация, то в сердечник 67 не может быть записана информация, так какдействие разрядного полутока записиполностью компенсируется полутокомчтения по обмотке 64. Если с сердечника 70 считывается информация, то всердечнике 68 невозможно записать инФормацию, так как в обмотке 62 необходимо кроме полутока чтения податьполуток записи который имеет противоположное направление, Если в сердечник 71 записывается информация,то с сердечника 70 невозможно считать информацию, так как действиеразрядного полутока записи 1 компенсирует действие одного из полутоковчтения,Органиэацию данных запретов осуществляет блок 32, который в случаеконфликта. предоставляет приоритет одной из команд или одному иэ устройствпотребителей. Изображенный на фиг.2блок 32 предоставляет приоритет команде 13 аписать.Обычно в магнитныхрперативных запоминающих устройствахкоманды 1 СчитатьиЗаписатьфвыполняются последовательно парами. Исходяиэ этого и дан приоритет командеЗаписать, которая является продолженнем начатого цикла обращенияк устройству.Если устройство получило две одинаковые команды, то одна из схем 44или 45 выдает единичный уровень сиг 5 нала, который говорит о том, чтоустройство-потребитель выдало невер"ную команду. Данный сигнал по соответствующему выходу 42 или 43 блока32 поступает в соответствующий блок 3О или 4 и далее по одному иэ выходов35 или 41 в устройство-потребитель,нарушевшее разрешение на выдачу тойили иной команды, блок 3 или 4, получивший данный сигнал, блокируетприем сбойной команды и не выполняет ее,Если устройство получило от двухустройств-потребителей коды адресов,которым соответствуют одни и те жеобмотки по координате х, или обмоткипо координате у, или разрядные обмотки, то одна иэ схем 46-48 или несколько одновременно выдадут единичныйуровень сигнала, который через эле 25 мент ИЛИ 50 поступает на один иэвходов элементов И 51 и 52. Один изданных элементов, на другой вход ко"торого поступает положительный уровень, указывающий о приеме команды1 Считатьф, выдает единичный уровеньсигнала по соответствующему выходу42 или 43. Затем в аналогичной последовательности данный сигнал поступает в один иэ блоков 3 или 4 и по одному из выходов 35 или 41 в устрой 35 ство-потребитель выдавшее командуСчитать 1. Выполнение командыСчитать соответствующим блоком 3или 4 будет прекращено. Устройствопотребитель в обоих случаях по дан 40 ным сигналам должно прекратить выдачу данной команды и повторить принеобходимости выдачу в последующихтактах. Если первый случай (одновременная выдача однотипных команд) яв 45 ляется сбойной ситуацией и при правильной работе устройств-потребителейне должен возникать, то второй случай(Запрет обращения по заданному уст-,ройством-потребителем коду адреса)может встречаться.Технико-экономическое преимуществопредлагаемого устройства перед прототипом заключается в повышение быстродействия и расширения области применения устройства за счет выполнения водном такте двух раэнотипных команд,Использование устройства.в двухпроцессорных вычислительных системахпозволяет повысить производительностьпоследних.60адресный блок, первый блок местного управления, формирователи токов считывания по координате х, формирователи токов считывания по координатеформирователи токов записи, форми" рователи разрядных токов, усилители считывания, блоки выбора формирователей разрядных токов, коммутаторы, регистры числа и накопитель, входы которого подключены соответственно к выходам формирователей токов считывания по координатам К и ц, формирователей токов записи и формировате" лей разрядных токов, а выходы к входам усилителей считывания, входы формирователей разрядных токов соединены с выходами первого коммутатора, входы которого подключены к выходам блоков выбора формирователей разряд-. ных токов, первые входы которых соединены с выходами регистров числа, одни из входов которых подключены к выходам второго и третьего коммутаторов, первые входы последних соединены с выходами усилителей считывания, вторые входы второго коммутатора и первого блока выбора формирователей разрядных токов подключены к одному из выходов первого адресного блока, управляющие входы которого и первого регистра числа, а также один из управляющих входов первого коммутатора подключены к одним из выходов первого блока местного управления, отличающее с я тем, что, сцелью повышения быстродействия устройства, в него введены четвертый, пятый и шестой коммутаторы, второй адресный блок, второй блок местного управления, аналогичный первому бло" ку местного управления, и блок приоритета, причем выходы четвертого, пятого и шестого коммутаторов соеди" нены соответственно с входами формирователей токов считывания по координатам Х ии входами формирователей токов записи, один из выходов второго адресного блока подключен квторым входам второго блока выбораформирователей разрядных, токов итретьего коммутатора, управляющиевходы второго адресного блока и второго регистра числа и другой управляющий вход первого коммутатораподключены к одним из выходов второго блока местного управления, управляющие входы четвертого, пятого и 10 шестого коммутаторов и блока приоритета соединены с другими выходамиблоков местного управления, другиевыходы адресных блоков подключены квходам четвертого, пятого и шестого 15 коммутаторов и входам блока приоритета, выходы которого соединены свходами блоков местного управления.2. Устройство по п, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок приоритета содержит схемы сравнения, элемент НЕ, элемент ИЛИ, элементы И игенератор импульсов, выход которогоподключен к первому входу первой схемы сравнения и входу элемента НЕ, выход которого соединен с первым входомвторой схемы сравнения, входы элементаИИИ подключены соответственно к выходам третьей, четвертой и пятой схемсравнения,а выход соединен с первымивходами элементов И, вторые входыкоторых соединены соответственно свторыми входами первой и второй схемсравнения, входы третьей, четвертой и.пятой .схем сравнения и вторые входыпервой и второй схем сравнения являются входами блока, выходами которого являются выходы элементов И,первой и второй схем сравнения, генератора импульсов и элемента ЙЕ.Источники информации,.принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 526019, кл. 6 11 С 11/00, 1974.2. Авторское свидетельство СССРР 647742, кл. С 11 С 11/00, 1976 45 (прототип).илиал ПП Ужгоро вни Тир Патентф,Ул. ПрОРкта