Запоминающее устройство с резервированием

ОП ИСАНИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциапистическихРеспублик и 1963088(51)М. Кл,6 11 С 1 1/00 6 11 С 29/ОО с присоединениен заявки М -63 еударстюиФ кентвт ВСьРво делан нзобретений и открытияДата опубликования описания 30. 09. 82(5 Й) ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО С РЕЗЕРВИРОВАНИЕМ Изобретение относится к заломи" нающим устройствам и может быть использовано для построения оперативных запоминающих устройств с частицным резервированием накопителя,Известно запоминающее устройство (ЗУ), в котором исключение неисправностей осуществляется путем замены вышедшего иэ строя оборудования на резервные, содержащее. регистр адреса, нулевые выходы которого .подклю. цены к одним иэ входов элементов И первой и второй групп, другие входы которых соединены соответственно с входами устройства и выходами одноразрядных блоков памяти, а выходы подключены соответственно к входам одноразрядных блоков памяти и выходам устройства, резервный одйоразрядный блок памяти, управляющую и контрольные шины, третью, цетвертую и пятую группы элементов И, причем первые входы элементов И третьей и четвертой групп подключены к единичнымвыходам регистра адреса, вторые вхо.ды - соответственно к входам устройства и выходу резервного одноразрядного блока памяти, а выходы - соответственно к входу резервного одноразрядного блока памяти и выходамустройства, первые входы элементов Ипятой группы соединены с входамиустройства, вторые входы - с управляющей шиной, а выходы - с входамирегистра адреса, нулевые выходы регистра адреса подключены к входампервого элемента И, выход которогосоединен с первыми входами второгои третьего элементов И, вторые входыкоторых подключены соответственнок .входной контрольной шине и выходурезервного одноразрядного блока па мяти, а выходы - соответственно квходу резервного одноразрядного бло.ка памяти и выходной контрольнойшине 1,11.3 9630Недостатки данного устройствавозможная потеря информации послеисключения неисправности и ограниченная возможность дистанционного управления при устранении неисправностичто снижает его надежность,Наиболее близким к предлагаемомуявляется запоминающее устройство,содержащее группу накопителей, триггеры, группу элементов ИЛИ, пять 0групп элементов И, накопитель, элементы И, элементы ИЛИ, генераторыимпульсов, счетчик, дешифратор и элемент задержки, причем первые входыэлементов И первой, второй и пятой 5групп являются информационными входами устройства, выходы элементов Ипервой группы соединены соответственно с входами накопителей группы,выходы которых подключены соответст.венно к первым входам элементов Итретьей группы, вторые .входы элемен.товИ первой и третьей групп соединены соответственно с йулевыми выходами триггеров и входами первого элемента И, выход которого подключен кпервым входам второго и третьего элементов И и вторым входам элементов Ипятой группы,выходы которых соединенысоответственно с единичными входамитриггеров выход второго элемента И30подключен к одному из входов первогоэлемента ИЛИ, другие входы которогосоединены соответственно с выходамиэлементов И второй группы, выход первого элемента ИЛИ подключен к входу З 5накопителя, выход которого соединенсо вторым входом третьего элемента Ии первыми входами элементов И четвертой группы, вторые входы элементов Ивторой и четвертой групп подключены 40к единичным выходам триггеров соответственно, выходы элементов И третьей и четвертой групп соединены соответственно с первыми и вторыми вхо- .дами элементов ИЛИ группы, выходы ко,торых являются информационными выходами устройства, второй вход второго ивыход третьего элементов И являютсясоответственно, контрольными входамии выходами устройства, выход. первого 50генератора импульсов соединен с первым входом второго элемента ИЛИ иустановочным входом сцетчика, выходкоторого подключен к входу дешифратора, выходы которого соединены с Ытретьими входами элементов И пятойгруппы соответственно, выход второгоэлемента ИЛИ подключен к нулевым вхо 88 4дам триггеров, а второй вход - к выходу генератора импульсов и входуэлемента задержки, выход которогосоединен со счетным входом счетчика 2,Недостатки известного устройства - невозможность одновременногоисключения более одной неисправности,. что не обеспечивает достаточную надежность запоминающего устройства,и длительное время исключения неисправности, которое зависит от скорости работы оператора. Цель изобретения - повышение надежности и быстродействия устройства,Поставленная цель достигается тем, что в запоминающее устройство с резервированием, содержащее накопители, входы которых подключены к выходам элементов И первой группы, а выходы - к первым входам элементов И второй группы, первые входы элементов И первой группы подключены ко вторым входам элементов И второй группы, выходы которых подключены к первым входам элементов ИЛИ первой группы, выходы элементов ИЛИ первой группы являются информационными выходами устройства, третью группу элементов И, первые входы которых подключены к соответствующим выходам первого дешифратора, вторые входы - к выходу первого элемента И, первый триггер, первый вход которого подклю. чен к выходу соответствующего элемента И третьей группы, первый выход - к первому входу соответствующего элемента И первой группы, второй выход. первого триггера подключен к первым входам соответствующих элементов И четвертой и пятой группы, выходы элементов И четвертой руппы подключены к входам первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу первого резервного накопителя, выход первого. резервного накопителя подключен ко вторым входам элементов И пятой группы, первый генератор импульсов, выход которого подключен к управляющему входу первого счетчика и второму .входу первого триггера, выход первого счетчика .подключен к входу первого дешифратора, и второй генератор импульсов, дополнительно введены третий генератор импульсов, одновибраторы, второй триггер, регистр числа, регистры адреса, элемен,ты И, группы элементов И, элементы ИЛИ, вторую группу элементов ИЛИ второй счетчиквторой дешифратор и второй и третий резервные накопители, причем вход второго резервного накопителя подключен к выходу вто рого элемента ИЛИ, входы которого подключены к выходам элементов И шестой группы, выход второго резервного:накопителя подключен к входам элементов И седьмой группы, выходы 1 О которых подключены к третьим входам элементов ИЛИ первой группы, вход третьего резервного накопителя подключен к выходу третьего элемента ИЛИ, входы которого подключены к выходам элементов И .восьмой группы, выход третьего резервного накопителя подключен к первым входам элементов И девятой группы, выходы которых подключены к четвертым входам 20 соответствующих элементов ИЛИ первой группы, выходы элементов И десятой группы подключены к первым входам соответствующих элементов И первойгруппы,и входам одновибрато ров, выходы которых подключены к первым входам элементов ИЛИ второй группы, входы элементов И десятой группы подключены к соответствующим выходам регистров адреса, первые ЭО входы которых подключены к выходу первого генератора импульсов, вторые входы регистров адреса подключены к выходам элементов И третьей группы, третьи входы которых подключены к соответствующему выходу второго дешифратора, первые входы элементов И четвертой группы подключены ко вторым входам элементов И пятой группы и соответствующему выходу регистра адреса, первые входы элементов И шестой группы подключены ко вторым входам элементов И седьмой группы и соответствующему выходу регистра адреса, первые входы элемен 45 тов И восьмой группы подключены ко вторым входам элементов И девятой группы и соответствующему выходу регистра адреса, вторые входы элементов И первой, четвертой, шестой и восьмои групп подключены к соот 50 ветствующему выходу регистра числа и четвертому входу соответствующего элемента И третьей группы, первые входы элементов И.одиннадцатой группы подключены к соответствующим выхо. фф дам первого дешифратора и первым входам элементов И двенадцатой группы, вторые входы элементов И одиннадцатой группы подключены к выходу второго элемента И, входы которого подключены к соответствующим выходам регистров адреса, третьи входы элементов И одиннадцатой группы подключены к соответствующему выходу второго дешифратора, входы которого подключены к выходам второго счетчика, вторые входы элементов И двенадцатой группы подключены к выходу третьего элемента И, входы которого подключены к соответствующим выходам регистров адреса, третьи входы элементов И двенадцатой группы подключены к соответствующему выходу второго дешифратора, четвертые входы элементов И одиннадцатой и двенадцатой групп подключены к соответствующим выходам регистра числа, одни входы регистра числа подключены к выходам элементов ИЛИ второй группы, вторые входы которых подключены к управляющему входу второго счетчика, выходу первого генератора и первому входу четвертого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу второго триггера, второй вход четвертого элемента ИЛИ подключен к выходу четвертого элемента И, входы которого подключены к соответствующим выходам регистра числа, второй вход второго триггера подключен к выходу третьего генератора импульсов, а первый выход - к первому входу пятого элемента И, второй выход второго триггера является управляющим выходом устройства, второй вход пятого элемента И подключен к выходу вюрого генератора импульсов, а выход пятого элемента И подключен к входу первого счетчика, выход которого подключен к входу второго счетчика, другие входы регистра числа являются информационными входами устройства.На фиг. 1 и 2 изображена. функцио. нальная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит генераторы 1- 3 импульсов, регистрчисла, состоящий из триггеров, 5, первый 6 и второй 7 счетчики, дешифраторы 8 и 9, группу элементов ИЛИ 10, триггер 11, элемент ИЛИ 12, элементы И 13 и 1 ч, элемент 15 индикации, одновибраторы 16, информационные входы 17.1- 17.п, линии 18-33 связи, одноразрядные накопители 31, группу элементов ИЛИ 35, первую 36, вторую 37,:третью 38, четвертую 39, пятую 40,шестую 41, седьмую 42, восьмую 43,девятую 44, десятую 45, одиннадцатую46 и двенадцатую 47 группы элементов И, триггер 48, регистры 49 адреса, первый 50, второй 51 и третий52 резервные накопители, элементы ИЛИ 53-55, элементы И 56-58, первый 59 второй 60 и третий 61 элементы индикации и информационные .выходы 62.1-62,п.Информационные входы 17.1-17.псоединены с единичными входами триггеров 5 регистра 4 числа, а информационные выходы 62,1-62,п подключенык выходам группы элементов ИЛИ 35.Дешифратор 8 имеет (и+1) выходов (где и - количество одноразрядных накопителей).Дешифратор 9 имеет щ выходов(где п - количество резервных одноразрядных накопителей).Нулевые выходы триггеров 5 регистра 4 числа соединены.с входами четвертого 13 элемента И, выход которого подключен ко второму входу четвертого 12 элемента ИЛИ,Предлагаемое устройство работаетследующим образом.После подачи питающих напряженийна ЗУ генератор 1 импульсов вырабатывает сигнал, который устанавливаетсчетчики б и 7, триггеры 5 регистра4 числа, триггер 48 и регистры 49адреса в нулевое состояние, При этомэлементы И 44-46 блокируются по первым входам (нулевой выход первогодешифратора 8 является свободным),что исключает произвольную установку триггера 48 и регистров 49 адреса в единичное состояние.Сигналы вь 1 сокого уровня на нулевых выходах триггера 48 и регистров49 адреса группы открывают элементы И, а сигналы низкого уровня наединичных выходах этих функциональных узлов закрывают элементы И 3739, 4 1-43.Запись числа в ЗУ без включениярезервных одноразрядных накопителей. происходит через регистр 4 числа иоткрытые элементы И 36, а чтениечерез открытые элементы И 40 и элементы ИЛИ 35Устранение неисправности в одном,двух или трех разрядах ЗУ производится следующим образом.На информационные входы 17.1-17.п,подается код, состоящий из нулевых 5 1 о 15 2 О 25 зо 35 40 45 50 55 и единичных сигналов. Нулевые сигналы кода соответствуют исправным разрядам ЗУ, т.е, накопителей 34, а единичные сигналы - неисправным. Код записывается в регистр 4 числа, в результате чего закрывается элемент И.13. Производится запуск генератора 3 импульсов (например, путем однократного нажатия специальной кнопки). При этом триггер 11 переключается в единичное состояние и открывается элемент И 14, соединяя выход. генератора 2 импульсов со счетным входом счетчика 6. Включается счетчик 6 и начинается последовательный опрос элементов И 44. При этом открывается тот элемент И этой группы, на входах которого происходит совпадение сигналов высокого уровня с единичного выхода. одного из триггеров 5 регистрачисла, хранящего первую единицу кода, и с того выхода дешифратора 8, порядковый номер которого (не считая нулевого выхода) совпадает с порядковым номером первого неисправного разряда ЗУ. При этом происходит переключение в единичное состояние триггера 48 или первого триггера одного из регистров 49 адреса, в результате чего закрываются соответствующие элементы И 36 и 40 и открываются соответствующие элементы И 37 иКроме того, закрывается элемент И 56, блокируя триггер 48 и первые триггеры регистров 49 адреса по единичным входам, что исключает установку в единичное состояние других триггеров после переключения в единичное состояние одного из этих триггеров в результате последовательного опроса элементов И 44 счетчиком б.Переключение выбранного в результате опроса триггера вызывает формирование одиночного импульса соответствующим одновибратором 16. Этот импульс через соответствующий элемент ИЛИ 1 О поступает на нулевой вход триггера 5 регистра 4 числа, хранящего первую единицу кода, и переключает этот триггер в нулевое состояние, уменьшая на одну единицу записанный в регистр числа код,Бсли в коде, записанном в регистр 4 числа в начальный момент времени, была только одна единица, то после переключения выбранного триггера 5 в нулевое состояние открывается элемент И 13 и переключает триггер 11в нулевое состояние, в результатечего закрывается элемент И 14 и отключает выход генератора импульсовот счетного входа счетчика 6. Возбуждение элемента 15 индикации послепереключения в нулевое состояние триггера 11 свидетельствует о том,что включение первого резервногоодноразрядного накопителя 50 .вместонеисправного одноразрядного накопителя 34 закончено и. ЗУ готово к работе с устрочством - пользователемЗУ. При этом выключается элемент 59индикации, а элементы 60 и 61 индикации продолжают находиться в возбужденном состоянии, указывая на то,что в ЗУ еще имеются два ненагруженные резервные одноразрядные накопители. Если в коде, записанном в регистр 4 числа в начальный момент времени, было две или три единицы, то после коммутации первого резервного накопителя 50 триггер 11 продолжает находиться в единичном состоянии, в результате чего на счетный вход счетчика 6 продолжают поступать тактовые импульсы с выхода генератора 2 импульсов. После заполнения счетчика 6 происходит установка этого счетчика в нулевое состояние и переключение в единичное состояние младшего разряда счетчика 7. При этом возбуждается второй выход дешифратора 9 и подготавливаются к опросу элементы И 45, При последовательном опросе этих элементов счетчиком 6 открывается тот элемент И 45, на входах которого происходит совпадение сигналов высокого уровня с единичного выхода одного из триггеров 5 регистра 4 числа, хранящего первую единицу преобразованного кода, и с того выхода дешифратора 8, порядковый номер которого (не считая нулевого выхода) совпадает с порядковым номером второго неисправного разряда ЗУ. При этом происходит переключение в еди- ничное состояние второго триггера из регистров 49 адреса, в результате чего закрываются соответствующие элементы И 36 и 40 и открываются соответствующие элементы И 38 и 42.Кроме того, закрывается элемент И 57, блокируя вторые триггеры регистров 49 адреса группы. по единичным входам, что исключает установку50 ного кода, и с того выхода дешифра 5 10 15 20 25 30 35 40 45 в единичное состояние других триггеров после переключения в единичное состояние одного из этих триггеров в результате последовательного опроса элементов И 45 счетчиком 6.Переключение выбранного в результате второго опроса триггера одного из регистров 49 адреса вызывает формирование одиночного импульса соответствующим одновибратором 16. Этот импульс переключает в нулевое состояние соответствующий триггер 5 регист" ра 4 числа. При этом уменьшается на единицу код, записанный в регистр числа.Если в коде, записанном в регистрчисла в начальный момент .времени, было две единицы, то происходит отключение выхода генератора 2 импульсов от счетного входа счетчика 6; Выключение элементов индикации 59 и 60 указывает на то, что вместо двух неисправнь 1 х накопителей 34 включены резервные накопители 50 и 51, а возбуждение элемента 15 индикации свидетельствует о готовности ЗУ к работе с устройством - пользователем ЗУ. Если в коде, записанном в регистрчисла в начальный момент времени было три единицы, то после коммутации резервных накопителей 50 и 51 на счетный вход счетчика 6 продолжают поступать. тактовые импульсы с выхода генератора 2 импульсов. После заполнения счетчика 6 происходит установка этого счетчика в нулевое состояние и переключение в последующее состояние счетчика 7. При этом возбуждается третий выход дешифратора 9 и подготавливаются к опросу элементы И 46.При последовательном опросе этих элементов счетчиком 6 открывается тот элемент.И 46, на входах которого происходит совпадение сигналов высокого уровня с единичного выхода одного из триггеров 5 регистра 4 числа, хранящего остаточную единицу преобразовантора 8, порядковый номер которого(не считая нулевого выхода) совпадает с порядковым номером третьего неисправного разряда ЗУ. При этом происходит переключение в единичноесостояние третьего триггера одногоиз регистров 49 адреса, в результате чего закрываются соответствующие63088 12рядов вместо отказавших основныхразрядов, не зависит от скоростиработы оператора и определяетсятолько быстродействием электронныхэлементов устройства. 11 9элементы И 36 и 40 и открываются соответствующие элементы И 38 и 43Кроме того, закрывается элемент И58, блокируя третьи. триггеры регистров 49 адреса по единичным входам,что исключает установку в единичноесостояние других триггеров после переключения в единичное состояние одного из этих триггеров в результате",последовательного опроса элементов И 46 счетчиком 6.Переключение выбранного в результате третьего опроса триггера одногоиз регистров 49 адреса вызывает формирование одиночного импульса соответствующим одновибратором 16. Этотимпульс переключает в нулевое состояние соответствующий триггер 5 регистра 4 числа. При этом все триггерырегистра числа находятся в нулевомсостоянии, в результате чего открывается элемент И 13 и переключаеттриггер 11 в нулевое состояние,При этом закрывается элемент И 14и отключает выход генератора 2 импульсов от счетного входа счетчика 6.1Возбуждение элемента 1 индикацииуказывает на готовность ЗУ к работе сустройством-потребителем ЗУ, а выключение элементов 59-61 индикацииуказывают на то, что все три резервные одноразрядные накопители включены в работу.Запись числа в ЗУ с включениемрезервных одноразрядных накопителейпроисходит через регистр 4 числа иоткрытые элементы И 36 в исправныеодноразрядные накопители 34 или от-крытые элементы И 37-39 и элементыИЛИ 53-55 в резервные накопители50-52 соответственно.Чтение числа из ЗУ с включениемрезервных накопителей происходитчереЗ открытые элементы И 40 и элементы ИЛИ 35 из исправных одноразрядных накопителей 34 или через от-,крытые элементы И.41-43 и элементы ИЛИ 35 из резервных накопителей50-52 соответственно,Предлагаемое устройство имеетповышенную надежность за счет резервирования одного, двух или трехнеисправных разрядов путем дистанционной электронной коммутации. Приэтом обеспечивается воэможность резервирования любых неисправных разрядов.Время исключения неисправности,т.е, время включения резервных раз 1 О 15 20 25 30 35 40 45 56 й Формула . изобретения Запоминающее устройство с резервированием, содержащее накопители, входы которых подключены к выходам элементов И первой группы, а выходы - к первым входам элементов И второй группы, первые входы элементов И первой группы подключены ко вторым входам элементов И второй группы, выходы которых подключены к первым входам элементов ИЛИ первой группы, выходы элементов ИЛИ первой группы являются информационными выходами устройства, третью группу элементов И, первые входы которых подключены к соответствующим выходам первого дешифратора, вторые входы - к выходу первого элемента И, первый триггер, первый вход которого подключен к выходу соответствующего элемента И тре-.тьей группы, первый выход - к первому входу соответствующего элемента И первой группы, второй выход первого триггера подключен к первым входам соответствующих элементов И четвертой и пятой групп, выходы элементов И четвертой группы подключены к входам первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу первого резервного накопителя, выход первого резервного накопителя подключен ко вторым входам элементов И пятой группы, первый генератор импульсов, выход которого подключен к управляющему вховходу первого счетчика и ко второму входу первого триггера, выход первого счетчика подключен к входу первого дешифратора, и второй генератор импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия устройства, оно содержит третий генератор импульсов, одновибраторы, второй триггер, регистр числа, регистры адреса, элементы И, группы элементов И, элементы ИЛИ, вторую группу элементов ИЛИ, второй счетчик, второй дет шифратор, и второй и третий резервные накопители, причем вход второго резервного накопителя подключен кФ13 963 выходу второго элемента ИЛИ, входы которого подключены к выходам элементов И шестой группы, выход второго резервного накопителя подключен к первым входам элементов И седьмой группы, выходы которых подключены к третьим входам элементов ИЛИ первой группы, вход третьего резервного накопителя подключен к выходу третьего элемента ИЛИ, входы которого подключены к выходам элементов И восьмой. группы, выход третьего резер. вного накопителя подключен к первым входам элементов И девятой группы, выходы которых подключены к четвертым входам соответствующих элементов ИЛИ первой группы, выходы элементов И десятой группы подключены к первым входам соответствующих элементов И первой группы и входам одно" вибраторав, выходы которых подключены к первым входам элементов ИЛИ второй группы, входы элементов И десятой группы подклюцены к соответствующим выходам регистров адреса, первые входы которых подключены к выходу первого генератора импульсов, вторые входы регистров адреса подключены к выходам элементов И третьей группы, третьи входы которых подклюцены к соответствующему выходу второго дешиФратора, первые входы элементов И четвертой группы подключены ко. вторым входам элементов И пятой группы и соответствующему выходу регистра адреса, первые входы элементов И шестой группы подключены ко вторым входам элементов И седьмой группы и соответствующему выходу регистра адреса, первые входы элементов И восьмой группы подключены ко вторым входам элементов И девяток группы и соответствующему выходу регистра адреса, вторые входы элементов И первой, четвертой, шестой и восьмой групп подключены к соответствующему выходу регистра числа и четвертому входу соответствующего элемента И. третьей группы, первые входы элементов И одиннадцатой группы подключены к соответствующим выходам первого дешифратора и первым входам элементов И 088 14двенадцатой группы, вторые входы элементов И одиннадцатой группы подключены к выходу второго элемента И,входы которого подключены к соответствующим выходам регистров адреса,третьи входы элементов И одиннадцатой группы подключены к соответствующему выходу второго дешифратора,входы которого подключены к выходам10 второго счетчика, вторые входы элементов И двенадцатой группы подключены к выходу третьего элемента И,входы которого подклюцены к соответствующим выходам регистров адре 15 са, третьи входы элементов И двенадцатой группы подключены к соответ.ствующему выходу второго дешифратора, цетвертые входы элементов И одиннадцатой и двенадцатой групп подклюур чены к соответствующим выходам регистра числа, одни входы регистра числаподключены к выходам элементов ИЛИвторой группы, вторые входы которыхподключены к управляющему входу вто"д 5 рого сцетцика, выходу первого генератора и первому входу четвертогоэлемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу второго триггера, второй вход четвертого элементаИЛИ подключен к выходу четвертогоэлемента Ивходы которого подключены к соответствующим выходам регистрачисла, второй вход второго триггераподключен к выходу третьего генератора импульсов, а первый выход - к35первому входу пятого элемента И, второй выход второго триггера являетсяуправляющим выходом устройства,второй вход пятого элемента И подключен к выходу второго генератора им 40пульсов, а выход пятого элемента Иподключен к входу первого счетчика,выход которого подключен к входу второго сцетчика, другие входы регистрачисла являются информационными входами устройства.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССРН 607276, кл. С 11 С 11/00, 1978,5 ф 2, Авторское свидетельство СССРпо заявке Н 2791171/18-24,кл. С 11 С 11/00, 1979 (прототип).Составитель С. Шустенко челинская Техред А,Рч Коедакт тор 0 Бил Подписно филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,Заказ 72 Я Тираж 22ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035 Иосква, 3-3, Раувская наб., д. /