DE1088258B - Speicher-Register mit elektronischen Schaltern - Google Patents

Description

In elektronisch arbeitenden Rechenmaschinen werden häufig aus Triggerstufen aufgebaute Register verwendet. Unter Trigger wird eine Kippschaltung mit zwei stabilen Schaltstellungen, ζ. B. eine Multivibratorschaltung, verstanden. Diese Triggerstufen bestehen meist aus zwei Röhren, von denen immer die eine leitend ist, während die andere sperrt. Die beiden möglichen Schaltstellungen werden mit 0 und 1 oder mit Aus und EIN bezeichnet. Zur Darstellung einer Dezimalziffer werden entweder neun Trigger ent- ίο sprechend den Ziffern 1 bis 9 oder — bei binärer Verschlüsselung — vier Trigger, die z. B. den Zif- / fern 1, 2, 4, 8 zugeordnet sind und einzelnen oder zu mehreren gleichzeitig eingeschaltet werden, benutzt.

Die Einführung von Werten in Form von entsprechenden Impulsen geschieht während sogenannter Einführungsumläufe. Soll der registrierte Wert gelöscht werden, so werden sogenannte Lösch- oder Rückstellumläufe eingefügt, deren Zeitdauer im allgemeinen wohl wesentlich kürzer als die der Einführungsumläufe ist, die trotzdem aber nachteilig wirken, weil Zeitverluste entstehen. Außerdem erfordern die Programmeinheiten besondere Vorkehrungen, um zwangläufig vor j edem Einführungsumlauf einen Rückstellumlauf zu veranlassen.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile bei Speicherregistern mit elektronischen Schaltern, deren Schaltstellung den zu speichernden Werten entspricht und durch Impulse geändert wird, dadurch, daß die vor jeder neuen Werteinführung erforderliche Löschung des Registerinhalts selbsttätig mit der Einführung eines neuen Wertes erfolgt, indem der dem zu speichernden Wert zugeordnete Einführungsimpuls sowohl einer Rückstellimpulse für die elektronischen Schalter liefernden Schaltvorrichtung als auch den elektronischen Schaltern zugeführt wird.

Weitere Einzelheiten der Erfindung enthält die an Hand von Zeichnungen erläuterte Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele. In den Zeichnungen ist

Fig. 1 das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Registers gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ein Diagramm, das die vorhandenen Impulse bzw. die Schältzustände der Trigger zeigt,

Fig. 3 die Schaltung eines anderen Ausführungsbeispiels,

Fig. 4 ein Diagramm der bei dem zweiten Beispiel nach Fig. 3 erscheinenden Impulse und der Schaltzustände der Trigger.

Es werden im folgenden zwei Ausführungsbeispiele gezeigt, die beide, eine binäre Verschlüsselung anwenden und für jede Dezimalstelle vier Trigger mit den Werten 1, 2, 4, 8 benutzen. Das erste Register umfaßt im wesentlichen vier in Kaskade geschaltete Trigger mit Sperrmitteln, die dafür sorgen, daß nach Zufüh-Speidier-Register mit elektronischen
Schaltern

Anmelder:

IBM Deutschland

Internationale Büro-Maschinen

Gesellschaft m.b.H.,
Sindelfingen (Württ), Tübinger Allee 4JK- --

Arthur Halsey Dickinson, Greenwich, Conn. (V. St. Α.), ist als Erfinder genannt worden

rung von zehn Impulsen der Ausgangszustand wieder erreicht wird. Fig. 1 zeigt eine einzelne Stelle eines solchen Registers. Jeder Stelle ist ein Einführungstrigger zugeordnet, der durch einen je nach dem einzuführenden Wert zu verschiedenen Zeiten auftretenden Einführungsimpuls gesteuert wird. Dadurch wird dem Register eine dem Wert entsprechende Anzahl von Schaltimpulsen zugeleitet.

Beim anderen Ausführungsbeispiel sind vier Trigger mit Sperrmitteln versehen ähnlich der Hauptausführungsform nach Fig. 1, jedoch ist kein Einführungssteuertrigger vorgesehen. An Stelle eines Impulses, dessen Zeitpunkt dem einzugebenden Wert entspricht, werden Impulse verwendet, die jeden Trigger unmittelbar einstellen. Wenn z. B. die einzuführende Zahl eine 5 ist, wird diese durch gleichzeitige Impulse auf die Trigger der Werte 1 und 4 dargestellt. In bezug auf die erste Ausführung ist bereits erwähnt worden, daß die Wertimpulse von einem Einführungssteuertrigger gesteuert werden. Erfindungsgemäß hat dieser Trigger jedoch noch eine zusätzliche Aufgabe. Er bewirkt nämlich außerdem die Rückstellung oder Löschung unmittelbar vor der Neueinstellung der vier Trigger.

Bezüglich der anderen Ausführungsform der Erfindung sind ein oder mehrere Werteinführungsimpulse wirksam, nicht nur um den betreffenden Trigger zu betätigen, sondern außerdem um die Löschung durchzuführen, die jedoch nur an den Triggern eintritt, deren Zustand sich durch die neue Werteinführung ändert.

Arbeitsweise

Wie Fig. 1 zeigt, besteht eine Registrierstelle im wesentlichen aus vier Triggern T-I, T-2, T-4 und T-8. Leitung 3 liefert die Anodenspannung, Leitung 6 eine

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negative Vorspannung, und Leitung 5 ist der gemeinsame Pol dieser Spannungen (Masse). Der Einführungssteuertrigger ist ein Trigger E. Da jede Stelle eines mehrstelligen Registers aus denselben Triggern besteht, wie sie in Fig. 1 gezeigt sind, brauchen die übrigen Stellen hier nicht gezeigt oder beschrieben zu werden.

Die Arbeitsweise eines einzelnen Triggers, z. B. T-I, und das Zusammenarbeiten einer Gruppe von vier in Kaskade geschalteten Triggern mit einer Sperrröhre, die die normale Arbeitsweise der Kaskadenkette zum Zählen in einem bestimmten Zahlensystem ermöglicht, ist bekannt und wird daher nicht besonders beschrieben.

Eine der beiden Kathoden jedes Triggerkreises ist durch ein kleines χ gekennzeichnet, das anzeigt, welche Röhre leitend ist, wenn der Trigger im AUS-Zustand ist.

Es sei angenommen, daß zu Beginn eines Arbeitsumlaufes, während die Einstellung der Registerstelle verändert werden soll, die Trigger T-I, T-2 und T-4 EIN sind, daß also ein Wert 7 registriert wird. Weiter sei angenommen, daß ein Wert 5 an die Stelle der 7 treten soll.

Das Diagramm in Fig. 2 zeigt aufeinanderfolgende Schaltimpulse und die stabilen EIN- bzw. AUS-Zustände derTrigger für jedeAnzahl von Schaltimpulsen zwischen null und neun. Der Ausgangszeitpunkt (Nullimpuls) ist in der Figur mit »D« kenntlich gemacht, allgemein werden nachstehend die Impulse bzw. deren Zeitpunkte als Indexpunkte bezeichnet. Zwischen zwei D-Positionen findet ein vollständiger Arbeitsumlauf statt.

Bei Indexpunkt 5 wird ein Einführungsimpuls 11 von einer nicht gezeigten Quelle über Kondensator C-I, Verbindungspunkt der Widerstände R-IO, R-12 des Triggers E zugeführt, der den Trigger aus dem AUS-in den EIN-Zustand umschaltet. Damit ist das Potential des Steuergitters der Röhre F-14 Null, und das Bremsgitter der Röhre F-14, das fortgesetzt Schaltimpulse über Kondensator C-18 einer nicht gezeigten Quelle empfängt, bewirkt die Steuerung des Stromflusses durch diese Röhre. Es werden also am Widerstand R-20 Impulse erzeugt.

Der Verbindungspunkt R-IO, R-12 des Triggers £ ist über die Leitung 22 und den Kondensator C-24 mit dem Gitter der Röhre F-28 verbunden. Da sowohl die Kathode der Röhre F-28 als auch deren Gitter (über Widerstand R-26) auf demselben Potential (Leitung 6) zurückgehalten werden, erhält die Röhre F-28 keine Gittervorspannung.

Die Anode der Röhre F-28 ist über einen Widerstand R-30 an Leitung 3 angeschlossen. Weil normalerweise keine Gittervorspannung wirksam ist, fließt ein relativ hoher Strom durch Widerstand R-30, und das Anodenpotential liegt tief. Bei Einschaltung des Triggers E in der oben beschriebenen Weise fällt das Potential am Verbindungspunkt der Widerstände R-IO, R-12, und ein negativer Impuls wird über Leitung 22 zum Gitter der Röhre F-28 übertragen. Die Röhre F-28 wird dadurch kurzAUS-geschaltet, wodurch der Spannungsabfall am Widerstand R-30 wesentlich verringert wird.

Die Leitung 32 verbindet die Anode von F-28 mit den Anoden der vier Dioden D-34. Ihre Kathoden sind jeweils an den entsprechenden Verbindungspunkt der Widerstände R-IO, R-12 der Registertrigger T-I, T-2, T-4l und T-8 angeschlossen. An Stelle von Hochvakuumdioden D-34 können auch Kristall dioden D-36 verwendet werden.

Wie bereits gesagt, führt die Leitung 32 normalerweise dasselbe Potential wie die Leitung 6. Da w,eiterhin das Potential der Leitung 32 geringer ist als das der Verbindungspunkte der Widerstände R-IO, R-12, so fließt kein Strom durch die vier Dioden D-34.

Es ist bereits erwähnt worden, daß die Röhre F-28 bei EIN-Schaltung des Triggers E nichtleitend wird. Der am Widerstand 30 entstehende verringerte Spannungsabfall bewirkt, daß das Potential der Leitung 32 mindestens auf das der Leitung 5 ansteigt.

Bei dem hier besprochenen Beispiel wird angenommen, daß die Registerstelle eine 7 enthält. Dieser Wert wird dadurch dargestellt, daß die Trigger T-I, T-2 und T-4 EIN sind. In diesem Zustand liegt das Potential des Verbindungspunktes der Widerstände R-IO, R-12 jedes der erwähnten Triggerkreise unter dem der Leitung 5. Der Anstieg des Potentials der Leitung 32 als Folge des über Kondensator C-I zugeführten Einführungsimpulses wirkt also als positiver Impuls über drei der Dioden D-34 auf die Verbindungspunkte der Widerstände R-IO, R-12 der Trigger T-I, T-2 und TA. Dadurch werden diese bei Empfang des ersten Impulses AUS-geschaltet. Trigger T-8 ist bereits AUS.

Ee sind also alle Triggerkreise der Fig. 1 AUS, und die Registerstelle (Fig. 2) ist gelöscht. Nach dieser Löschoperation sind die an Widerstand R-20 erscheinenden zifferndarstellenden Impulse wirksam, um die Trigger T-I, T-2 und T-4 usw. während des Einführungsumlaufes zu steuern. Da fünf solche Impulse, während der Trigger E eingeschaltet ist, erzeugt werden, wird eine 5 eingeführt. Es muß noch erwähnt werden, daß unmittelbar vor D ein Impuls von einer nicht gezeigten Quelle über C-38 dem Verbindungspunkt der Widerstände RAO, R-42 des Triggers E zugeführt wird und diesen AUS-schaltet. Zweckmäßigerweise wird ein solcher Impuls AUS-Impuls genannt; er kann vorzugsweise bei jedem Umlauf einmal auftreten. Da nunmehr das Steuergitter von F-14 negativ vorgespannt ist, sind die dem Bremsgitter zugeführten bzw. an R-16 auftretenden Impulse unwirksam, so daß eine weitere Impulsgabe an die Trigger T-I, T-2 usw. unterbrochen wird.

Fig. 3 zeigt die Schaltung einer Stelle eines mehrstelligen Speicherwerkes, bei dem jeder der vier Trigger 5"T-I, ST-2, STA, ST-S unmittelbar durch allen Stufen gleichzeitig zugeführte Einführungsimpulse eingestellt wird (Paralleleingabe).

Teile der Schaltung von Fig. 3, deren Arbeitsweise denen der Schaltung von Fig. 1 entsprechen, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. In der nachstehenden Beschreibung von Fig. 3 wird auch auf Fig. 4 verwiesen, die Impulse zeigt, wenn ein Anfangswert? durch einen Wert 5 und der Wert 5 durch einen Wert 8 ersetzt wird.

Eine 7 in der Speicherstelle erfordert, daß die Trigger ST-I, ST-2 und STA EIN-geschaltet sind. Bei Einführung eines Wertes 5 gelangt ein 1-Wert-Impuls über Kondensator C-46 an das Gitter der Röhre F-52 und ein 4-Wert-Impuls über Kondensator (7-50 an das Gitter der Röhre F-54. Die Quelle dieser zifferndarstellenden Impulse ist nicht gezeigt, weil sie nicht zum Gegenstand der Erfindung gehört. Die Gitter der Röhren F-52 und F-54 sind über Widerstände Ä-44 und RA8 negativ vorgespannt, so daß sie nichtleitend sind. Die Anode von F-52 ist mit den Widerständen R-56 und i?-10 des Triggers 5T-1 und die Anode der Röhre F-54 mit den entsprechenden Widerständen R-56 und i?-10 des Triggers STA verbunden. Die Kathoden der Röhren F-52, F-53, F-54 und F-55 führen gemeinsam zu dem Emitter eines Transistors T-58,

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dessen Basis mit Leitung 5 verbunden ist. Durch die gleichzeitige Zuführung eines Wert-1-Impulses und eines Wert-4-Impulses auf das Gitter der ,Röhren F-52 bzw. F-54 werden diese Röhren leitend. Da die Trigger ST-I bzw. 6T-4 bereits EIN sind, hat der Stromfluß durch diese Röhren bzw. ihre Anodenwiderstände R-56 keine Wirkung.

Der Strom durch die Röhren F-52 und F-54 fließt über den Emitter des Transistors T-58 zur Leitung 5 zurück und bewirkt dadurch eine Erhöhung des KoI-lektorstromes und eine Erhöhung des Spannungsabfalles an Widerstand R-60, so daß das Potential der Leitung 62 etwa auf das der Leitung 5 erhöht wird. Röhre F"-64 wird also leitend und verursacht einen Strom über ihren Anodenwiderstand i?-66. Der dabei an der Anode der Röhre F-64 erzeugte negative Impuls wird durch Kondensator C-24 und Widerstand R-86 differenziert und dem Gitter der Röhre F-28 zugeführt. Diese wird nichtleitend und vermindert so den Spannungsabfall an ihrem Anodenwiderstand R-30, so daß das Potential auf Leitung 32 sich dem auf Leitung 5 angleicht.

Trotzdem positive Impulse an die Verbindungspunkte der Widerstände R-IO, R-12 der Trigger ST-I undoT-4 über die Dioden D-34 gelangen, werden diese nicht in den AUS-Zustand geschaltet, weil der durch die Röhren F-52 und F-54 fließende Strom überwiegt. Der dem Verbindungspunkt der Widerstände R-IO, R-12 des Triggers ST-2 von Röhre F-28 über eine Diode D-34 zugeführte positive Impuls bewirkt jedoch nach Fig. 4 die AUS-Schaltung dieses Triggers. Der dem Trigger ST-8 über eine Diode D-34 zugeführte Impuls bleibt wirkungslos, da dieser bereits AUS ist. Die Zeitkonstante des C-24/i?-86-Gliedes ist kleiner als die des bei der Werteinführung wirksamen Gliedes, z. B. C-50/i?-48_J so daß die Rückstellsteuerröhre F-28 für eine relativ kürzere Zeit leitet als eine Einführungsröhre, z. B. F-54.

Wird z. B. angenommen, daß nach den oben beschriebenen Vorgängen eine 8 eingeführt wird, so gelangt ein Wertimpuls über Kondensator C-70 an das Gitter der Röhre F-55, der diese Röhre leitend macht, also Trigger ST-8 EIN-schaltet. Der Strom durch Röhre F"-55 bewirkt über den Transistor, daß die Spannung an R-60 zunimmt. Über Leitung 62 wird Röhre F-64 leitend, erzeugt damit einen negativen Impuls an dem Gitter der Röhre F-28, die dadurch abgeschaltet wird. Der darauf auf Leitung 32 erscheinende positive Impuls schaltet die Trigger ST-I und ST-4 AUS, hat jedoch keine Wirkung auf ST-8, da der leitende Zustand der Röhre F-55, die ST-8 EIN-schaltete, überwiegt.

durch gekennzeichnet, daß die vor jeder neuen Werteinführung erforderliche Löschung des Registerinhaltes selbsttätig mit der Einführung eines neuen Wertes erfolgt, indem der dem zu speichernden Wert zugeordnete Einführungsimpuls sowohl einer Rückstellimpulse für die elektronischen Schalter (T-I ...T-8 bzw. ST-I... ST-8) liefernden Schaltvorrichtung (F-28 bzw. F-28, F-64) als auch den elektronischen Schaltern (T-I ...T-8 bzw. ST-I... ST-8) zugeführt wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einführungsimpuls einen Steuertrigger (E) einschaltet, der die dem zu speichernden Wert entsprechende Anzahl von Schaltimpulsen zu den elektronischen Schaltern (Triggerkette T-I.. . T-8) überträgt.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Schaltvorrichtung (F-28) gelieferte Rückstellimpuls vor dem ersten von dem Steuertrigger gelieferten Schaltimpuls endet.

4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuertrigger (E) eine im AUS-Zustand leitende Triode und eine Pentode (F-14) enthält, deren Schirmgitter die Schaltimpulse zugeführt werden und deren Anode mit dem ersten Schalter (Trigger T-I) verbunden ist.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den zu speichernden Werten zugeordnete Einführungsimpulse die elektronischen Schalter (Trigger ST-I.. . ST-8) gleichzeitig einstellen und der von der Schaltvorrichtung (F-28., F-64) gelieferte Rückstellimpuls vor den Einführungsimpulsen endet.

6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Trigger je eine Verstärkerröhre (F-52 . . . F-55) zugeordnet ist, deren Gitter die Einführungsimpulse zugeführt. werden, während deren Anode mit der Anode einer Triggerröhre und deren Kathode mit einer Verstärkerstufe (T-58) verbunden ist, die über weitere Verstärkerstufen {V-6% F-28) einen über Dioden (D-34) den Triggern zugeleiteten Rückstellimpuls erzeugt.

7. Anordnung nach den Ansprüchen 1, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsglieder (C-24, i?-66) der Verstärkerstufen (F-64, F-28) eine kleinere Zeitkonstante aufweisen als die Kopplungsglieder (C-46, i?-44 ...) der den Triggern zugeordneten Verstärkerröhren (F-52 ... V-55).

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Speicherregister mit elektronischen Schaltern, deren Schaltstellung den zu speichernden Werten entspricht und durch Impulse geändert wird, da-In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 848104; Buch von C. W. Tompkins, J. H. Wakelin und W. W. S tifler: »High-Speed Computing Devices«, McGraw Hill Book Comp. Inc., New York—Toronto— London 1950, S. 311/312.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen