DE1148782B - Programmsteuervorrichtung fuer ein Datenverarbeitungsgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum wahlweisen Anlegen von Signalen, insbesondere von Steuersignalen, an bestimmte Schaltungen oder Netzwerke.

Es ist bereits bekannt, alle Vorgänge eines Daten-Verarbeitungsgerätes so aufzuteilen, daß diese in aufeinanderfolgenden Operationsschritten durchführbar sind. Die logischen Netzwerke zur Durchführung der betreffenden Vorgänge werden durch ein Programmsteuergerät mit veränderbaren Arbeitsfolgen gesteuert, d. h., während jedes Operationsschrittes werden wahlweise bestimmte der logischen Netzwerke wirksam gemacht. Im allgemeinen entspricht jeder Operationsschritt dem Operationsgrundzyklus des Datenverarbeitungsgerätes und hat eine Zeitdauer, die der zur Verarbeitung eines »Informationswortes« benötigten Zeit entspricht.

Der Operationszyklus stellt also einen Operationsschritt zur Durchführung des ganzen Datenverarbeitungsvorganges dar. Am Ende jedes Operationsgrundzyklus wird das Steuersystem rückgestellt, worauf der nächste Operationsschritt durchgeführt werden kann. Ein solches Programmsteuergerät wurde bereits in dem deutschen Patent 1120 780 beschrieben. Das hierin beschriebene Steuersystem verwendet nichtlineare Vorrichtungen und Halteschaltungen zum wahlweisen Erzeugen von Steuersignalen, die während des ganzen für die Verarbeitung eines Informationswortes benötigten Operationsschrittes an den logischen Netzwerken anliegen müssen.

Die Erfindung betrifft demgegenüber ein verbessertes Steuersystem für Datenverarbeitungsgeräte, bei dem die genannten Halteschaltungen überflüssig werden. Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung werden statt dessen impulsbetätigte Übertrager verwendet, welche jeweils eine Reihe von Steuersignalen liefern, die während jedes Operationsschrittes direkt an die logischen Netzwerke angelegt werden können.

Das erfindungsgemäße Programmsteuersystem ent- 4" hält also eine Anordnung von Übertragern, von denen jeder einen der genannten Operationsschritte steuert. Die Übertrager sind in Zeilen und Spalten angeordnet, so daß an eine bestimmte Zeile und Spalte angelegte Signale einen Stromkreis schließen und zeitlich abgestimmte Treiberimpulse für die Dauer einer Wortperiode an einen der Übertrager angelegt werden können, wodurch in den mit dem betreffenden Übertrager gekoppelten Leseleitern mit PCS bezeichnete Programmsteuerimpulse erzeugt werden. Der ausgewählte Übertrager erzeugt somit auf jedem mit ihm gekoppelten Leseleiter während Programmsteuervorrichtung
für ein Daienverarbeitungsgerät

Anmelder:

The National Cash Register Company,
Dayton, Ohio (V. St. A.)

Vertreter: Dr. A. Stappert, Rechtsanwalt,
Düsseldorf-Nord, Feldstr. 80

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 16. November 1960 (Nr. 69 759)

der Wortperiode, die der betreffende Übertrager zu steuern hat, eine Reihe von Steuerimpulsen, die an die logischen Netzwerke angelegt werden.

Obwohl die Übertrager der Programmsteueranordnung zur Durchführung von Datenverarbeitungsoperationen in aufeinanderfolgenden Operationszyklen in einer festen Folge ausgewählt werden können, ist dies jedoch im allgemeinen nicht der Fall, da beispielsweise bestimmte Operationsschritte wiederholt und andere übersprungen werden können.

Aus der vorangegangenen allgemeinen Beschreibung geht hervor, daß beim Betrieb des Datenverarbeitungsgerätes jeweils ein einziger Übertrager ausgewählt werden muß, um Steuersignale an diejenigen Schaltungen zu liefern, die während eines Operationsschrittes betätigt werden sollen. Durch das aufeinanderfolgende Auswählen von bestimmten der Übertrager wird es möglich, einen »Befehl«, d. h. eine bestimmte Arbeitsweise des Datenverarbeitungsgerätes, durchzuführen.

Gegenstand der Erfindung ist somit eine Programmsteuervorrichtung für ein Datenverarbeitungsgerät mit einer Anzahl von Elementen, die bei ihrer Erregung die verschiedenen Teile des Rechenwerks so steuern, daß verschiedene logische Operationen mit dem Rechenwerk zugeführten Daten ausgeführt werden, und mit einer von Eingangssignalen gesteuerten Wählerschaltung zum Auswählen eines beliebigen gewünschten Elements.

309 5S!),3E0

Das kennzeichnende Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß die genannte Anzahl von Elementen aus einer Anordnung von mit jeweils mindestens einer Sekundärwicklung versehenen Übertragern besteht, die auf wahlweise an eine Primärwicklung des gewünschten einzelnen Übertragers angelegte Eingangssignale anspricht, wodurch Programmsteuersignale auf der (den) genannten Sekundärwicklung(en) des ausgewählten Übertragers erzeugt werden.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Programmsteuergerätes sind die Übertrager jeweils mit einem Spalten- und einem Zeilentreiberleiter gekoppelt. Der Spaltentreiberleiter jeder

Zeilen-Flip-Flops kann also jeder beliebige, einem bestimmten Operationsschritt entsprechender Übertrager ausgewählt werden. Am Ende jedes Operationsschrittes werden dann die Zeilen- und Spalten-Flip-Flops so eingestellt, daß ein anderer Übertrager den nächsten Operationsschritt einleiten kann.

Aus der vorangegangenen allgemeinen Beschreibung geht hervor, daß durch die Übertrager, von denen jeder eine bestimmte Operation des Datenver-

Lo arbeitungsgerätes auslöst, eine Gruppe logischer Schaltungen in zeitlich genau festgelegter Folge gesteuert wird, um die erforderlichen Steuersignale während der für die Verarbeitung eines Wortes benötigten Zeit aufrechtzuerhalten, ohne daß Halte-

g ,

Spalte der Übertragungsmatrix ist mit dem einen 15 oder Sperrstromkreise erforderlich sind. Ende der Primär- oder Treiberwicklung jedes Über- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an

tragers der betreffenden Spalte und der Zeilentreiber- Hand der Zeichnungen näher beschrieben, und zwar leiter jeder Zeile mit dem anderen Ende der Primär- zeigt

oder Treiberwicklung jedes Übertragers der betreffen- Fig. 1 ein Schaltschema eines Teiles des durch die

den Zeile verbunden. Eine Vormagnetisierungsleitung 20 erfindungsgemäße Programmsteuervorrichtung geist durch alle Übertragerkerne geführt. Ein ständig steuerten Datenverarbeitungsgerätes, durch diesen Leiter fließender Strom hält die Kerne
normalerweise im gesättigten Zustand, so daß sie unwirksam sind, wenn keine Treiberstromimpulse durch
die Primär- oder Treiberwicklung der Übertrager 25
fließen. Wird ein Treiberstromimpuls in der schon
erwähnten Weise durch die Treiberwicklung eines gewünschten Übertragers geschickt, dann wird dessen
Kern umgeschaltet.

Die Auswahl der richtigen Spalten- und Zeilen- 30 deten Taktsignale,

treiberleiter des gewünschten Übertragers erfolgt Fig. 5 die beim Auswählen und Betätigen eines

durch zwei gleichzeitig arbeitende Flip-Flop-Anordnungen. Die Ausgänge der einen Flip-Flop-Anordnung werden über einen Spaltenentschlüßler geführt,
so daß sie einen bestimmten Spaltentreiberleiter aus- 35
wählen, während die Ausgänge einer zweiten, ähnlichen Flip-Flop-Anordnung über einen Zeilenentschlüßler geführt werden, so daß ein bestimmter Zeilentreiberleiter zum Schließen eines Stromkreises
durch die Primärwicklung des gewünschten Übertra- 40 weisen Steuerung der während eines Arbeitsablaufs gers ausgewählt wird. Der den Zeilentreiberleitern eines Rechners durchzuführenden logischen Operazugeordnete Entschlüßler liefert Taktimpulse, durch tionen angelegt werden.

die ein in den Zeilenleitern liegender Transistor an- Das Programmsteuergerät enthält eine Übertragergeschaltet wird, während der den Spaltentreiberlei- anordnung 16, deren einzelne Übertrager jeweils tern zugeordnete Entschlüßler ein Signal liefert, 45 durch eine Koordinatenauswahlschaltung ausgewählt durch das ein in den Spaltenleitern liegender Tran- werden. Um einen der Übertrager 15 auszuwählen, sistor eingeschaltet wird. Nachdem auf diese Weise liefern Spalten-Flip-Flops Nl bis N 3 Signale an die Koordinatenauswahl des gewünschten Übertra- einen Entschlüßler 20, durch den ein Treiberstromgers erfolgt ist, können Treiberimpulse während einer kreis über einen der Spaltentreiberleiter KO bis KOl Wortperiode an die ausgewählte Übertragerprimär- 5° geschlossen wird, während Zeilen-Flip-Flops N 4 bis wicklung angelegt werden. N 6 Signale an einen Entschlüßler 28 anlegen, durch

Jeder Übertrager besitzt eine oder mehrere Sekun- den ein Treiberstromkreis über einen der Zeilendärwicklungen bzw. Leseleiter. Beim Umschalten des treiberleiter RO bis RO 7 geschlossen wird. Wie noch Übertragerkerns entgegen der Vormagnetisierung er- näher an Hand der Fig. 2 erläutert wird, kann der zeugen die Treiberimpulse in den entsprechenden 55 ausgewählte Übertrager durch die zugeordneten Trei-Leseleitern mit PCS bezeichnete Programmsteuer- berstromkreise in der Weise erregt werden, daß er

Fig. 2 einen Teil des Schaltschemas des in Fig. 1 schematisch dargestellten Programmsteuergerätes in stark vergrößerter Form,

Fig. 3 die Kennlinie eines in dem erfindungsgemäßen Programmsteuergerät verwendeten Übertragers,

Fig. 4 die zeitliche Beziehung der verschiedenen im erfindungsgemäßen Programmsteuergerät verwen-

Übertragers verwendeten Signale sowie die während eines Operationsschrittes des Gerätes erzeugten Steuersignale und

Fig. 6 typische, während bestimmter Perioden an die Eingänge eines Rechenwerks angelegte Signale.

In Fig. 1 ist ein Programmsteuergerät 11 gezeigt, das Steuersignale, z.B. PCSl, PCS2, PCS3 usw. liefert, die an ein logisches Netzwerk 12 zur wahl-

signale. Das in den Leseleitern erzeugte Ausgangssignal kann zusammen mit anderen Signalen in den logischen Netzwerken kombiniert werden, wodurch diese Netzwerke während des dem betreifenden Übertrager entsprechenden Operationsschrittes wirksam gemacht werden können. Jeder Lese- oder PCS-Leiter ist normalerweise mit mehr als einem Übertragerkern gekoppelt, so daß auf dem betreffenden

während einer Wortperiode (Operationsschritt) Steuersignale an die ihm zugeordneten Stromkreise in dem logischen Netzwerk 12 anlegt.

Die Ausgänge N₃ bis N_A der Spalten-Flip-Flops Nl bis N3 sind mit einem Spaltenentschlüßler 20 verbunden, der ein Einschaltsignal zu einem bestimmten einer Gruppe von Spaltentreibern 22 liefert. So schaltet beispielsweise ein an die Basis des pnp-

Leseleiter ein Steuersignal immer dann erzeugt wird, 65 Schaltransistors 24 angelegtes niedriges Ausgangswenn Treiberimpulse an einen beliebigen, mit dem signal ko des Entschlüßlers 20 den Transistor 24 ein, Lcseleiter gekoppelten Übertrager angelegt werden. wodurch ein Stromkreis von dem Spaltentreiberleiter Durch entsprechendes Einstellen des Spalten- und KO über den Transistor 24 an Erde 26 geschlossen

wird. Die Auswahl eines der Zeilentreiberleiter RO bis ROl erfolgt in ähnlicher Weise durch die Zeilen-Flip-Flops N 4 bis N 6, deren Ausgänge AT₄ bis N₆ mit dem Zeilenentschlüßler 28 verbunden sind, der ein Ausgangssignal liefert, durch das ein bestimmter einer Gruppe von Zeilentreibern 32 eingeschaltet wird. Das Auswählen eines Zeilentreiberleiters in dem Zeilenentschlüßler 28 reicht allein nicht aus, um ein Einschaltsignal der erforderlichen Stärke an den

stimmten der Zeilentreiberleiter RO bis ROl angelegt werden, sind verstärkte Taktsignale C_d. Die durch die Verzögerungsschaltung 30 hervorgerufene Verzögerung wird so eingestellt, daß die negativen Spannungsimpulsteile 9 der durch die Treiberimpulse C_x erzeugten Steuersignale zeitlich mit den Taktimpulsen C zusammenfallen [s. Fig. 5 (α) und (Tz)]. Die Notwendigkeit der genauen zeitlichen Abstimmung des Arbeitens der Schaltungen wird aus

entsprechenden Zeilentreiber 32 zu liefern. Zu die- io einer später beschriebenen charakteristischen Opesem Zweck wird ein weiteres Signal in Form von ver- ration des Systems deutlich.

zögerten Taktsignalen C_d verwendet. Eine Takt- Außer an das logische Netzwerk 12 werden die

impulsquelle 14 liefert Taktsignale C_s mit einer be- Taktimpulse C auch an einen P-Zähler angelegt, der stimmten Frequenz von beispielsweise 166 kHz. vier Zeitintervalle festlegt, die als Taktimpulsperi-Diese werden an die Verzögerungsschaltung 30 ange- 15 öden P₀, P₁, P₂ und P₃ bezeichnet werden. Der legt, so daß die etwas vergrößerten Taktsignale C_d P-Zähler hat entsprechend bezeichnete Ausgangsentstehen [s. Fig.4]. Die verzögerten Signale C_d wer- leiter, die nacheinander jeweils für die Dauer einer den von dem Entschlüßler 28 zu dem ausgewählten Taktimpulsperiode von hohem auf niedriges Potender Zeilentreiber 32 durchgelassen, so daß auf einem tial geschaltet werden. Die Ausgangsleiter des der Zeilentreiberleiter der Anordnung 12 Treiber- 20 P-Zählers sind mit dem logischen Netzwerk 12 verimpulse C_x entstehen. Die an den Entschlüßler 28 an- bunden, wodurch die Taktimpulsperioden P₀ bis P₃ gelegten verzögerten Taktsignale C_d werden wahl- in den Stromkreisen des logischen Netzwerkes 12 anweise von dem Entschlüßler durchgelassen, so daß gezeigt werden. Der Ausgangsleiter P₃ betätigt außerbeispielsweise ein Signal ro [s. Fig. 5 (c)] an der Ba- dem einen D-Zähler, der sechzehn als Ziffernperisis des npn-Transistors 34 erscheint. Durch dieses 25 öden bezeichnete gleiche Zeitintervalle festlegt. Diese Signal wird der Transistor geöffnet, so daß er die sechzehn Ziffernperioden bilden zusammen eine

Wortperiode des Datenverarbeitungsgerätes. Der D-Zähler hat entsprechend bezeichnete Ausgangsleiter D₀ bis D₁₅, die nacheinander jeweils für die 30 Dauer einer Ziffernperiode von hohem auf niedriges Potential geschaltet werden, wobei entsprechende,

10-V-Spannungsquelle mit dem Zeilentreiberleiter RO verbindet. Auf dem Treiberleiter RO entstehen nun die schon erwähnten Treiberimpulse C_x [s. Fig. 5 (J)].

Durch die beschriebene Ansteuerung des Spaltentreiberleiters KO und des Zeilentreiberleiters RO erfolgt die Koordinatenauswahl des Übertragers 0-0.

bestimmte Funktionen steuernde Spannungen an das logische Netzwerk 12 angelegt werden. Liegt beispielsweise an den beiden Ausgangsleitern D₁₅ und P₃

Dieser wird durch die Treiberimpulse C_x so erregt,

daß er auf jedem der mit ihm gekoppelten Leseleiter, 35 eine negative Spannung, so wird dadurch das Ende

einer Wortperiode gekennzeichnet, d. h., die Spalten- und Zeilen-Flip-Flops Nl bis N 3 und N 4 bis N 6 werden neu eingestellt, um das Programmsteuergerät 11 für den nächsten Operationsschritt vorzubereiten.

z. B. Leseleiter 36, Programmsteuersignale erzeugt. Die mit dem Übertrager 0-0 induktiv gekoppelten Leseleiter, z. B. der Leseleiter 36, sind zur Lieferung von PCS-Signalen, beispielsweise von Signalen PCSl,

mit den Eingängen von bestimmten der in dem logi- 40 Um dies zu bewirken, werden am Ende jedes Operaschen Netzwerk 12 enthaltenen Stromkreise verbun- tionsschrittes Triggersignale /I₁ bis n_s und ra₄ bis n₆ den, beispielsweise dem UND-Gatter 38. Gleichzeitig an die Spalten- bzw. Zeilen-Flip-Flops angelegt, die werden andere logische Signale an die anderen Ein- zur Einstellung dieser Flip-Flops dienen, wodurch ein gänge des UND-Gatters 38 angelegt, um eine be- weiterer der Übertrager 15 in der Anordnung 16 ausstimmte logische Operation durchzuführen. Wie in 45 gewählt wird. Dieser liefert dann die für die Durch-Fig. 6 gezeigt, sind die Steuersignale PCSl zeitlich führung des nächsten Operationsschrittes erf orderso abgestimmt, daß ihre Steuerimpulsteile 9 vor und liehen Programmsteuersignale,
während der Zeitspanne der entsprechenden Takt- In Fig. 2 ist ein detailliertes Schaltungsschema impulse C eine niedrige Spannung aufweisen. Die einiger Übertrager der Übertrageranordnung 16 zuzeitliche Dauer der Steuerimpulsteile 9 beträgt etwa 50 sammen mit den zugeordneten Programmsteuerschaldie Hälfte einer Taktperiode. Es ist also ausreichend tungen gezeigt, um die Beschreibung der Arbeitsweise Zeit vorhanden, so daß vor dem nächsten Takt- des Programmsteuergerätes 11 zu vereinfachen. Jeder impuls C in dem Netzwerk 12 auftretende Aus- Übertrager 15 der Anordnung 16 besitzt einen Magleichsströme verschwinden können. Wie in Fig. 5 gnetkern 42 mit einer Primär- oder Treiberwicklung (α) und Qi) gezeigt, tritt der nächste Taktimpuls C 55 44. Die an diese Wicklung eines bestimmten Übergegen Ende des Steuerimpulsteiles 9 des PCS-Signals tragers angelegten Treiberimpulse C_x induzieren in auf. den durch den jeweiligen Kern hindurchgeführten Wie aus Fig. 1 ersichtlich, werden die von der Sekundär- oder Lesewicklungen die gewünschten Taktimpulsquelle 14 kommenden Taktsignale C_s an PCS-Steuersignale. Es sei besonders darauf hingeeinen Impulsformer 40 angelegt, der die Takt- 60 wiesen, daß die Schaltung in Fig. 2 insofern stark impulse C erzeugt. Diese sind wesentlich kürzer als vereinfacht ist, als nur ein oder zwei Leseleiter mit die Taktsignale C_s, jedoch weisen sie eine größere den Übertragerkern gekoppelt sind, während in der Amplitude auf [s. Fig. 4 (α) und Qj)]. Wie gezeigt, Praxis etwa fünfzig bis hundert oder noch mehr solwerden die Taktimpulse C in dem Impulsformer 40 eher Leseleiter mit jedem Kern gekoppelt sind. Jede von der Vorderflanke der Taktsignale C_s abgeleitet. 65 Treiberwicklung 44 ist mit einem Gleichrichter 46 in Die Taktsignale C_d werden durch Verzögerung der Reihe geschaltet, um den über die Treiberleiter ver-Taktsignale C_s in der Verzögerungsschaltung 30 ab- laufenden Stromkreis auf die Treiberwicklung eines geleitet. Die Treiberimpulse C_x, die an einem be- einzelnen koordinatenmäßig ausgewählten Übertra-

gers 15 zu beschränken. Der Stromkreis für den Treiberstrom durch eine der Treiberwicklungen 44 wird wahlweise über einen der Transistoren 24 mit Erde 26 verbunden. Die Kollektoren der Transistoren 24 sind mit entsprechenden Spaltentreiberleitern verbunden. Die Zeilentreiberleiter sind mit den Kollektoren entsprechender Transistoren 34 verbunden. Die Basen dieser Transistoren 34 sind jeweils über einen Inverter 33 an ein UND-Gatter, z. B. UND-Gatter

daß PCS-Steuersignale erzeugt werden, deren negative Impulsteile 9 den Treiberimpulsen C_x folgen und im wesentlichen Gegenstücke dieser Impulse sind.

d. h. die Hälfte einer Taktimpulsperiode, im negativen Spannungsbereich, so daß ausreichend Zeit für die Stabilisierung der Operationen der logischen

schaft bedeutet, daß ein solcher Kern eine sehr schmaleHysteresisschleife hat, d. h., zum Umschalten des Kerns von einem Sättigungszustand in den anderen wird nur eine sehr geringe Koerzitivkraft be-5 nötigt. Eine weitere wichtige Eigenschaft des Transformatorkerns besteht darin, daß dessen Wirbelstromverluste möglichst gering sind. Aus diesem Grunde wäre z. B. ein aus mehreren Schichten bestehender Kern sehr geeignet. Ein Material, das die 48, angeschlossen. Diese UND-Gatter 48 steuern die io oben aufgezählten Eigenschaften in ausreichendem Taktsignale C_d, die den zugeordneten Transistor 34 Maße besitzt, ist beispielsweise Permalloy. Das ist bei der Auswahl des entsprechenden Zeilentreiberlei- eine Nickel-Eisen-Legierung mit einem hohen Proters durch die Flip-Flops N 4 bis N 6 (Fig. 1) um- zentsatz Nickel (z. B. 78% Nickel und 22% Eisen), schalten. Beispielsweise liefern die Flip-Flops N 4 bis Ein mit einem aus diesem Material hergestellten N 6 negative Spannungen AT₄', N₅' und N_e' an die 15 Kern ausgestatteter Übertrager hat nur sehr kleine Eingänge des UND-Gatters 48, um die Taktsignale C_d Verzerrungen der Treiberimpulse C_x zur Folge, so durchzulassen. Diese Taktsignale dienen nach ihrer
Umkehrung in dem Inverter 33 zum Einschalten des
Transistors 34, der mit dem Treiberleiter RO gekoppelt ist, so daß Treiberimpulse C_x auf dem Treiber- 20 Die Steuerimpulsteile 9 eines PCS-Signals bleiben leiter RO entstehen. annähernd die gleiche Zeit wie die Treiberimpulse C_x,

Wie schon erwähnt, ist durch alle Übertragerkerne ' " " "

ein Vormagnetisierungsleiter 50 geführt. Mittels eines
durch diesen Leiter 50 geführten Vormagnetisierungsstroms werden alle Kerne 42 in der gleichen Richtung 25 Schaltungen, an die die PGS-Signale vor dem Aufgesättigt und in diesem Zustand gehalten, solange treten des Taktimpulses C angelegt werden, vorkeine Treiberströme in der Primärwicklung 44 des handen ist.

Übertragers vorhanden sind. Die in den Kernen vor- Obwohl der wichtigste Faktor für die Bestimmung

handene Vormagnetisierung hat die umgekehrte der Größe des Vormagnetisierungsstroms I_B, wie be-Richtung wie die durch die Treiberströme der 30 reits erwähnt, die Rückschaltgeschwindigkeit des Treiberwicklung 44 erzeugte Magnetisierung. Maß- Kerns ist, ist ein weiterer wichtiger Faktor in dem gebend für die Größe des Vormagnetisierungsstroms Einfluß der PCS-Steuersignale auf einen Leseleiter ist die Zeit, die zur Umschaltung eines Übertrager- zu sehen, der außer durch den Kern des ausgewählten kerns von seinem umgeschalteten Zustand in den Übertragers, der die Steuersignale PCS auf dem Lese-Zustand der Vormagnetisierung benötigt werden darf, 35 leiter induzierte, noch durch einen oder mehrere um für den darauffolgenden, durch seine Treiber- Übertragerkerne 42 verläuft. Die Verwendung eines wicklung 44 gehenden Treiberimpuls C_x vorbereitet großen Vormagnetisierungsstroms I_B vermindert die zu sein. Beispielsweise schalten an die Treiberwick- Störsignale auf den nicht mit dem ausgewählten lung 44 des Übertragers 0-0 angelegte Treiber- Übertrager 15 gekoppelten Leseleiter. Dies sei an der impulse C_x den entsprechenden Übertragerkern 42 40 nachfolgenden kurzen Betrachtung näher erläutert, aus dem Sättigungszustand der Vormagnetisierung in Während des Operationsschrittes 0 wird der Übertrager 0-0 durch Treiberimpulse C_x so betätigt, daß er auf dem Leseleiter 36 PCS-Steuersignale erzeugt. Der Leseleiter 36 ist außerdem durch den Kern 42

sehen aufeinanderfolgenden Treiberimpulsen C_x lie- 45 des Übertragers 0-01 geführt, bevor er mit dem genden Zeitspanne in seinen vormagnetisierten Zu- UND-Gatter 38 gekoppelt wird. Der Steuersignalstand zurückzuschalten. Die Rückstellung des Kerns
42 in den vormagnetisierten Zustand wird durch den
hohen Spannungsteil 13 der PCS-Signale [Fig. 6 (b)
und Fig. 5 (Zz)] angezeigt.

Die Programmsteuersignale PCS werden während der entsprechenden Wortperioden in den mit dem

den anderen Sättigungszustand. Der in Fig. 5 (k) angedeutete Vormagnetisierungsstrom I_B muß demzufolge groß genug sein, um den Kern in der zwi-

strom Ipcsi ^auf dem Leseleiter 36 erzeugt in dem Kern des Übertragers 0-01 eine Flußänderung, deren Größe von der Höhe der Vormagnetisierung des 50 Kerns und von dessen Material abhängt. Um die entstehenden Störsignale so klein wie möglich zu halten, werden die Kerne der Übertrager 15 durch einen

jeweiligen Übertragerkern gekoppelten Sekundär- relativ großen Strom I_B vormagnetisiert. In Fig. 3 ist oder Lesewicklungen induziert. Jeder Übertrager 15 eine vereinfachte Magnetisierungskurve 52 der bevorder Anordnung 16 besitzt normalerweise mehrere mit 55 zugten Übertragerkerne 42 gezeigt. Während des seinem Kern induktiv gekoppelte Leseleiter, so daß Operationsschrittes 0 werden Steuersignalströme/_PCSl - — -- (j_er angezeigten Richtung und Amplitude durch den

Leseleiter 36 geleitet, der durch die Kernöffnung des Übertragers 0-01 geführt ist. Wie in Fig. 3 gezeigt, 60 verläuft der Magnetisierungsstrom I_{PCS t} in entgegengesetzter Richtung wie der Vormagnetisierungsstrom Iß und erzeugt während des Operationsschrittes 0 in dem Kern des Übertragers 0-01 geringe Flußänderungen Δ Θ. Da der Kern des Übertragers

wird. Das Material des 65 0-01 normalerweise so vormagnetisiert ist, daß er eine rechteckige Hysteresis- sich im gesättigten Zustand befindet, wird der magnetische Fluß durch den Strom I_PCs j vom Punkt 53 der Kurve 52 aus nur ganz leicht um den Betrag A Θ ver-

durch die Treiberwicklung eines bestimmten Kerns fließende Treiberstromimpulse auf allen mit diesem Kern gekuppelten Leseleitern Steuersignale PCS induzieren.

Die Betriebsdaten eines typischen Übertragers, beispielsweise des Übertragers 0-0, sind so gewählt, daß ein Steuerimpuls von —2,5 V für die gewünschte Zeitdauer, beispielsweise für die Hälfte einer Taktperiode, aufrechterhalten
Übertragerkerns soll

schleife, eine hohe Permeabilität und eine niedrige Koerzitivkraft aufweisen. Die letztgenannte Eigen-

ändert. Da nur eine geringe Flußänderung vorhanden ist, wird auch nur eine geringe Störspannung 70 (Fig. 6) auf dem Leseleiter 58 induziert. Des weiteren ist die Richtung des Störsignals auf dem Leseleiter 58 entgegengesetzt zu dem PCS 1-Steuersignal, d. h., wenn das PCS 1-Steuersignal während seines Steuerimpulsteiles 9 negativ ist, dann ist das durch die Flußänderung induzierte Störsignal positiv. Aus diesem Grunde wäre jede Störsignalspannung als logischer Eingang selbst dann unwirksam, wenn sie die erforderliche Größe und Dauer hätte.

In der nachfolgenden Erläuterung der Arbeitsweise des Programmsteuergerätes bei aufeinanderfolgender Auswahl der Übertrager 0-0, 0-01 und 01-01 der Anordnung 16 wird auf die Fig. 1, 2, 5 und 6 Bezug genommen. Eine Auswahl des während eines Operationsschrittes bestimmte Operationen steuernden Übertragers 0-0 erfolgt dadurch, daß die Spalten- und Zeilen-Flip-Flops Nl bis N 3 und N 4 bis JV 6 durch von dem logischen Netzwerk 12 kommende Eingangstriggersignale nl bis η 3 bzw. η 4 bis n6 in die entsprechende Stellung eingestellt werden. Nach erfolgter Auswahl der Treiberleitung KO und RO wird über den pnp-Transistor 24 für die Dauer des Operationsschrittes 0 der Treiberleiter KO an Erde 26 gelegt und über den npn-Transistor 34 der Treiberleiter RO entsprechend der invertierten Taktsignale C_d intermittierend mit der — 10-V-Spannungsquelle verbunden. Der Transistor 34 erzeugt somit in der Treiberwicklung 44 Treiberstromimpulse, die durch die Impedanz des Übertragers 0-0 in ihrer Amplitude begrenzt werden. Der Stromkreis verläuft von der — 10-V-Spannungsquelle durch den mit Taktimpulsen beschickten Transistor 34, den Gleichrichter 46, den Zeilentreiberleiter RO, die Treiberwicklung 44, den Spaltentreiberleiter KO und den Transistor 24 nach Erde 26. Die während des Operationsschrittes 0 an der Basis des Transistors 24, an der Basis des Transistors 34 sowie an der Treiberwicklung 44 des Übertragers 0-0 liegenden Signale ko, ro und C_x sind in der Fig. 5 (Zj), (c) bzw. (/) gezeigt. Die in dem entsprechenden Kern durch die Treiberimpulse C_x erzeugte magnetische Kraft überwindet den durch den in Fig. 5 (k) gezeigten Vormagnetisierungsstrom I_B erzeugten magnetischen Fluß, so daß, wie in Fig. 5 (Zz) gezeigt, Steuersignale PCSl während des Operationsschrittes 0 auf dem Leseleiter 36 induziert werden. Die PCSl-Signale steuern, wie in Fig. 1 gezeigt, das UND-Gatter 38. Durch gleichzeitiges Anlegen weiterer negativer Signale ^₁ und B₁ an das UND-Gatter 38 wird somit während des Steuerimpulsteils 9 des PCS 1-Signals ein negatives Ausgangssignal erzeugt, das als Signal b₂ über eine Summierdiode 64 an einen Leiter 56 angelegt wird.

Am Ende des Operationsschrittes 0, d. h. am Ende der Taktimpulsperiode D₁₅P₅, werden die Spalten-Flip-Flops Nl bis N 3 durch Triggersignale H₁ bis n_s neu eingestellt, d. h. statt der Spalte KO wird nun die Spalte KO1 angesteuert. Dieser Vorgang wird durch die Signalkurven der Fig. 5 φ) und (d) angezeigt. Hierdurch wird der Übertrager 0-0 unwirksam und der Übertrager 0-01 wirksam gemacht. Die Zeilen-Flip-Flops JV 4 bis JV 6 brauchen für die Koordinatenauswahl des Übertragers 0-01 nicht verändert zu werden. Wie aus Fig. 5 (d) hervorgeht, wird während des Operationsschrittes 1 der Spannungspegel des Entschlüßlerausgangs kO 1 von hoch nach niedrig geschaltet, so daß der mit dem Spaltentreiberleiter KOl gekoppelte Transistor 24 eingeschaltet wird und die auf dem Zeilentreiberleiter RO erzeugten Treiberimpulse C_x durch die Treiberwicklung 44 des Übertragers 0-01 geleitet werden. Bei Umschaltung des Übertragers 0-01 erzeugt dieser auf den mit seinem Kern gekoppelten Leseleitern 36 bzw. 58 Steuersignale PCSl und PCS 2. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind die Leseleiter 36 und 58 mit Diodengattem 38

ίο und 60 gekoppelt, so daß während des Operationsschrittes 1 negative Steuersignale an ihrem PCSl- und PCS2-Eingaag liegen [s. Fig. 5 {h) und (O]. Die Diodengatter 38 und 60 erzeugen immer dann logische Ausgangssignale b₂, wenn während der Steuerimpulsteile 9 der PCSl- oder PCS 2-Steuersignale entweder an den Eingängen A₁B₁ oder A₁B₁ eine negative Spannung liegt. Diese Signale werden über die entsprechenden Summerdioden 64 und 66 an die Leitung 56 gelegt. Am Ende des Operationsschrittes 1 wird die Auswahl der Zeilentreiberleiter durch Neueinstellen der Flip-Flops-JV 4 bis JV 6 geändert, so daß der Entschlüßler 28 ein Signal ro 1 [Fig. 5 (e)] liefert, durch das der Zeilentreiberleiter RO1 in den leitenden Zustand geschaltet wird. Infolgedessen wird die Erzeugung von Treiberimpulsen C_x auf dem Treiberleiter RO unterbrochen, während die Erzeugung von Treiberimpulsen C_x auf dem Treiberleiter RO1 beginnt und während des Operationsschrittes 2 fortgesetzt wird. Dieser Vorgang ist durch die Signalkurven 5 (f) bzw. (g) dargestellt. Auf Grund dieser Koordinatenauswahl wird der Übertrager 01-01 durch Treiberimpulse C_x erregt, die durch die entsprechende Treiberwicklung 44 fließen und auf den entsprechenden Leseleitern 58 und 62 Steuersignale PCS 2 und PCS 3 erzeugen. Die Steuersignale PCS 2 und PCS 3 [Fig. 5 (0 und (/)] werden an die entsprechenden Eingänge des logischen Netzwerks 12 angelegt, um dieses während des Operationsschrittes 2 entsprechend den durchzuführenden Operationen zu steuern.

In Fig. 6 sind Kurvenformen typischer Signale gezeigt, um die Arbeitsweise des Gatters 38 (Fig. 1) zu veranschaulischen, an das von Speicherregister-Flip-Flops kommende Signale.^ und B₁ während

der Taktimpulsperioden D₁₅P₃ und D₀P₀ angelegt werden. Bei diesen Taktimpulsperioden handelt es sich um solche, die am Ende des Operationsschrittes 1 bzw. zu Beginn des nächsten Operationsschrittes 2 auftreten. Diese Taktimpulsperioden wer- den deshalb gezeigt, um zu veranschaulichen, was bei einer Unterbrechung von PCS 1-Steuersignalen geschieht, wenn sich die übrigen logischen Eingangssignale zu dem Gatter 38 nicht ändern. Außerdem sollen die Störsignalspannungen 70 veranschaulicht werden, die infolge der durch die in dem Kern des ausgewählten Übertragers 01-01 verursachten Flußänderung auf dem Leseleiter 58 erzeugten Steuerimpulse PCS 2 auf dem Leseleiter 36 induziert werden. Wie in Fig. 6 φ) gezeigt, wird die Erzeugung von Steuersignalen PCSl am Ende des Operationsschrittes 1 unterbrochen. Das logische Ausgangssignal b₂ wird somit dann erzeugt, wenn gleichzeitig die Signale A _t und B₁ und der Impulsteil 9 eines PCS 1-Signals während der Taktimpulsperiode D₁₅P₃

angelegt werden. Werden jedoch die Steuersignale PCSl bei Beginn des Operationsschrittes 2 unterbrochen, dann werden auf dem Leseleiter 36 nur Störsignale induziert. Es ist daher während D₀P₀ des

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Operationsschrittes 2 kein Signal b₂ auf dem Leiter 56 vorhanden, auch dann nicht, wenn die Eingangssignale A₁ und B₁ sich nicht geändert haben und auf ihrem niedrigen Spannungspegel bleiben. Aus einer Überprüfung der auf dem Leseleiter 36 induzierten Störsignale geht hervor, daß diese positiv werden, wenn die Steuersignale PCS normalerweise negativ werden würden. Hierauf ist auch die im vorangegangenen bereits erwähnte Verzögerung der Pegeländerung des Steuerimpulsteiles 9 eines PCS 1-Signals auf niedriges Potential zurückzuführen. Ebenso kann auch das nach dem Taktimpuls C erscheinende negative Störsignal 70 das Arbeiten der Gatter in dem Netzwerk 12 nicht beeinträchtigen, selbst dann nicht, wenn das negative Störsignal die Amplitude des Steuerimpulsteiles 9 der PCS 1-Signale erreichen würde.

In der vorangehenden Beschreibung wurde ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben, das sich auf ein System zur Erzeugung von PCS-Steuersignalen mit relativ großem Spannungsintegral (etwa 7 bis 8 \fysec) bezieht. Durch Erzeugen von Steuerimpulsen größerer Amplitude und längerer Dauer können auch noch größere Spannungszeitintegrale erzielt werden. Dies wird durch Vergrößern der Übertragerkerne oder durch Verwendung anderer geeigneter Vorrichtungen zum Erhöhen des Spannungszeitintegrals der Steuerimpulse erreicht, beispielsweise durch Verwendung von zwei oder mehr Übertragerkernen. In der Praxis ist man jedoch bestrebt, auf dem Gebiet der Datenverarbeitung noch schneller arbeitende Bauteile zu finden. Die Erfindung läßt sich sehr gut unter Verwendung von mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Bauteilen oder für andere Systeme verwenden, die Steuersignale geringerer Dauer liefern, da bei Steuerimpulsen mit niedrigerer Spannung und/oder kürzerer Dauer lediglich kleinere Übertragerkerne oder Kernmaterialien mit geringerer magnetischer Induktion verwendet werden können. Auf diese Weise entstehen Übertrager mit kleinerem Spannungszeitintegral, die aber wesentlich schneller arbeiten, da weniger Zeit erforderlich ist, um den Kern von einem Zustand in den anderen zu schalten.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Programmsteuervorrichtung für ein Datenverarbeitungsgerät mit einer Anzahl von Elementen, die bei ihrer Erregung die verschiedenen Teile des Rechenwerkes so steuern, daß verschiedene logische Operationen mit den dem Rechenwerk zugeführten Daten ausgeführt werden, und mit einer von Eingangssignalen gesteuerten Wählerschaltung zum Auswählen eines beliebigen gewünschten Elementes, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelemente aus einer Anordnung (16) von mit jeweils mindestens einer Sekundärwicklung (z. B. 36) versehenen Übertragern (15) bestehen, die auf wahlweise an eine Primärwicklung (44) des gewünschten einzelnen Übertragers angelegte Eingangssignale ansprechen, wodurch Programmsteuersignale (z. B. PCSl) auf der (den) genannten Sekundärwicklung(en) des ausgewählten Übertragers (15) erzeugt werden.

2. Programmsteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklungen (44) der Übertrager (15) mit jeweils einer von eine Diodenmatrix bildenden Anordnung von Dioden (46) in Reihe geschaltet sind, deren Koordinatenwählleiter an der Wählerschaltung (20, 28) liegen.

3. Programmsteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertrager (15) mit einer Vormagnetisierungswicklung (I₈) versehen sind.

4. Programmsteuervorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklungen von zumindest zwei Übertragern in Reihe geschaltet sind.

5. Programmsteuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Eingangssignale von einer wiederkehrende Signale erzeugenden Impulsquelle (14) geliefert werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 1120 780.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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