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Schaltungsanordnung zur Ansteuerung der Speicberelemente einer Speichermatrix
Zum Einschreiben bzw. Auslesen einer Information in bzw. aus einer Speichermatrix
ist es bekannt, statische Ringzähler, die beispielsweise aus Flip-Flop-Schaltungen
mit nachgeschalteten UND-Schaltungen bestehen können, zum Ansteuern der Zeilen-
und Spaltenleitungen zu benutzen. Dadurch ist es möglich, die einzuspeichernde Information
Zeile für Zeile zu verarbeiten und einen ganz bestimmten Kreuzungspunkt innerhalb
der Matrix zu markieren. Dieses Verfahren zur Ansteuerung der Speicherelemente einer
Speichermatrix mit Hilfe von statischen Ringzählern ist vor allen Dingen dort notwendig,
wo es sich darum handelt, die auszuspeichernde Information unmittelbar nach dem
Auslesen wieder einzuschreiben.
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Ist es jedoch nicht nötig, daß die auszulesende Information wieder
in das ihr zugeordnete Speicherelement eingeschrieben wird, so kann man auch an
Stelle der statischen Ringzähler sogenannte dynamische Ringzähler zum Ansteuern
der Matrix benutzen. Diese dynamischen Ringzähler werden aus den einzelnen Zählstufen
zugeordneten magnetisierbaren Speicherkernen gebildet, die seitens eines gemeinsamen
Taktgebers über zwei Ansteuerleitungen beeinflußt werden. Die Anordnung ist dabei
so getroffen, daß die den geradzahligen und ungeradzahligen Zeilen- bzw. Spaltenleitungen
zugeordneten Kerne mit je einer Ansteuerwicklung in je einer Impulsleitung liegen,
die abwechselnd seitens des gemeinsamen Taktgebers mit Fortschalteimpulsen beaufschlagt
werden. Ein beim Einlaufen eines solchen Taktimpulses umgesteuerter Speicherkern
schaltet dabei über eine Ummagnetisierungswicklung den jeweils nächstfolgenden Kern
in die Speicherlage.
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Da bei diesen Anordnungen beide dynamische Ringzähler, die den Spalten-
und Zeilenleitungen zugeordnet sind, gleichzeitig von Zählstufe zu Zählstufe weitergeschaltet
werden, ergibt sich eine diagonale Ansteuerung der einzelnen Speicherelemente innerhalb
einer Matrix. Diese Anordnung schließt aber die Anwendung auf solche Matrizen aus,
bei denen die Zahl der Spaltenleitungen zur Zahl der Zeilenleitungen einen gemeinsamen
Teiler besitzt, da in diesem Fall die Ansteuerung der einzelnen Speicherelemente
nicht mehr gegeben ist.
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Handelt es sich beispielsweise im Extremfall um eine quadratische
Matrix, bei der also die Zahl der Spaltenleitungen mit der Zahl der Zeilenleitungen
übereinstimmt, so würde unter Verwendung der von dynamischen Ringzählern für die
Ansteuerung der Spalten- und Zeilenleitungen beide Ringzähler nach dem erstmaligen
Durchlauf wieder in ihre Ausgangslage gebracht werden und damit die bereits angesteuerte
Matrizendiagonale erneut nacheinander mit Einspeicherimpulsen beaufschlagen.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Schaltungsanordnung erlaubt es
jedoch nunmehr, auch in den Fällen, in denen die einzelnen Speicherelemente einer
Speichermatrix mit Hilfe von zwei dynamischen, den Spalten- und Zeilenleitungen
der Matrix zugeordneten und durch einen gemeinsamen Taktgeber fortschaltbaren Ringzählern
angesteuert werden, diese Matrize so auszubilden, daß die Zahl der Spaltenleitungen
und die Zahl der Zeilenleitungen einen gemeinsamen Teiler enthalten, wobei es durchaus
möglich ist, daß es sich hierbei um eine quadratische Matrix handelt. Die Erfindung
ermöglicht dies dadurch, daß bei Vorhandensein einer quadratischen Matrix der Steuerausgang
der letzten Zählstufe eines der beiden Ringzähler, bei Vorhandensein einer nicht
quadratischen Matrix der Steuerausgang der letzten Zählstufe des die größere Stufenzahl
besitzenden Ringzählers, außer mit der zugeordneten letzten Spalten- oder Zeilenleitung
der Matrix auch mit dem Steuereingang des jeweils anderen Ringzählers gekoppelt
ist und dieser letztere Ringzähler nach Erreichen der letzten Zählstufe des anderen
Ringzählers einen zusätzlichen Fortschalteimpuls erhält. Diese Verbindung der letzten
Zählstufe des einen Ringzählers mit dem Steuereingang des anderen dynamischen Ringzählers
erfolgt zweckmäßig in der Weise, daß in die den Steuerausgang der lezten Zählstufe
des einen Ringzählers mit dem Steuereingang des anderen Ringzählers verbindende
Leitung ein Differenzierglied eingeschaltet ist, damit sichergestellt ist, daß zwischen
zwei Fortschalteimpulsen des gemeinsamen Taktgebers diesem einen Ringzähler ein
zusätzlicher Fortschalteimpuls zugeführt wird, ohne daß dadurch gleichzeitig eine
Beeinflussung bzw. Fortschaltung des anderen Ringzählers stattfindet.
In
der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es ist dabei
von einer quadratischen Matrix mit n Spaltenleitungen SL 1 bis SL
n
und n Zeilenleitungen ZL 1 bis ZL n ausgegangen.
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Am Kreuzungspunkt jeder Spaltenleitung mit einer Zeilenleitung befinden
sich die einzelnen Speicherelemente der Matrix in Gestalt von magnetisierbaren Speicherkernen
K11 bis Khn.
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Die Ansteuerung der Spalten- und Zeilenleitungen SL bzw. ZL erfolgt
mittels dynamischer Spaltenzähler SZ und Zeilenzähler ZZ, die über eine gemeinsame
Taktleitung TL fortgeschaltet werden.
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Zur Erläuterung der Wirkungsweise dieser an sich bekannten dynamischen
Ringzähler sei zunächst angenommen, daß die in der Abbildung eingezeichnete Verbindung
zwischen dem Ausgang der letzten Zählstufe SR des Spaltenzählers SZ mit dem Steuereingang
des Zeilenzählers ZZ fehlt. Jeder Zählstufe des Spaltenzählers SZ ist ein magnetisierbarer
Kern K1 bis Kn zugeordnet. Dieser besitzt drei Wicklungen I, 1I und 11I. Die Wicklungen
I der den ungeradzahligen Zählstufen zugeordneten Speicherkerne, also der Kerne
K1, K3, K5 usw., liegen in Reihe in der Impulsleitung L 1, die an einen Ausgang
des bistabilen Flip-Flops F 1 angeschaltet ist und die bei einem bestimmten Schaltzustand
dieses bistabilen Flip-Flops jeweils Potential führt. Die Wicklungen I der den geradzahligen
Zählstufen zugeordneten Speicherkerne, also der Speicherkerne K2, K4 usw., liegen
ebenfalls in Reihe in der Leitung L 2, die den anderen Ausgang des bistabilen Flip-Flops
F1 mit diesen Wicklungen der Speicherkerne K2, K4 usw. verbindet. Die Leitung L2
führt dann Potential, wenn sich das Flip-Flop F1 im entgegengesetzten Zustand zu
dem oben geschilderten Zustand befindet. Unter Einfluß der Taktleitung
TL wechseln die einzelnen Zustände des Flip-Flops F1 laufend ab, so daß Impulse
abwechselnd auf die Leitung L 1 und L 2 gelangen und damit auch den
Wicklungen I der Kerne K1, K3 usw. beziehungsweise K2, K4 usw. nacheinander zugeführt
werden. Die Ansteuerungseinrichtung für die Zeilenleitungen ZL 1 bis ZL
n ist in gleicher Weise ausgebildet und wird durch die Taktimpulse der Leitung
TL gleichzeitig mit dem Spaltenzähler SZ beeinflußt. Dadurch führen an jedem
Kreuzungspunkt gleichzeitig die diesen Kreuzungspunkt durchsetzenden Spalten- und
Zeilenleitungen Strom, der zur Ummagnetisierung des an der Kreuzungsstelle angeordneten
Speicherkernes ausreicht. Da die Fortschaltung des Spaltenzählers SZ und des Zeilenzählers
ZZ synchron miteinander erfolgt, werden nacheinander die Kerne K 11, K 22, K
33 bis Knn in die Speicherlage übergeführt.
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Die Fortschaltung des Spaltenzählers SZ durch die abwechselnd auf
den Leitungen L 1 und L 2 unter Einfluß der Taktimpulse der Leitung
TL herrschenden Potentiale erfolgt in der nachstehenden Weise.
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Es sei angenommen, daß sich die Zählstufe Z1 im Zählzustand befindet.
In diesem Zustand befindet sich auch der SpeicherkernKl im Zustand »L«, während
sich alle übrigen Kerne des Spaltenzählers SZ im Zustand »0« befinden. Wird nun
über die Leitung L 1 ein Ansteuerimpuls durch den entsprechenden Schaltzustand des
Flip-Flops Ff gegeben, so wird der Kern K1 von dem Zustand »L« in den Zustand »0«
gekippt. Dabei erfolgt die Induzierung eines negativen Impulses in der Wicklung
III des betreffenden Kernes, die mit der Basis des Transistors T 1 verbunden
ist. Der Transistor T1, der sich bis zu diesem Zeitpunkt im Sperrzustand befand,
öffnet und ermöglicht damit die Anlegung von Potential über seine Emitter-Kollektor-Strecke
an die Wicklung II des Kernes K2 der nächstfolgenden Zählstufe
S2. Damit kippt nun der Kern K2 von dem Ausgangszustand »0« in den Speicherzustand
»L«.
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Der nächstfolgende Taktimpuls steuert das Flip-Flop F1 in die entgegengesetzte
Schaltlage, wobei in dieser auf der Leitung L 2 ein Ansteuerimpuls hervorgerufen
wird. Dieser Impuls auf der Leitung L2 kippt in der vorbeschriebenen Weise den Kern
K2 aus seiner nunmehrigen Speicherlage »L« in die Lage »0«. Bei diesem Umkippen
des Kernes K2 entsteht wiederum in der Wicklung III des Kernes K2 ein negativer
Impuls, der den Transistor T2 öffnet. Das Öffnen des Transistors T2 führt zu einer
Errerung der Wicklung 1I des Kernes K3, der damit in den Speicherzustand L gelangt.
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Da der nachfolgende Taktimpuls das Flip-Flop F1 wieder in denjenigen
Zustand überführt, in dem der Leitung L 1 ein Ansteuerimpuls für den Spaltenzähler
SZ zugeführt wird, gelangt nun der Kern K3 aus seiner Speicherlage L in die Lage
»0« und damit die Weiterschaltung des Spaltenzählers SZ um eine weitere Zähleinheit.
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Völlig synchron mit dieser Weiterschaltung des Spaltenzählers SZ erfolgt
die Weiterschaltung des Zeilenzählers ZZ. Wie aus der Figur ersichtlich, sind die
Kollektorzuleitungen auch gleichzeitig die Spalten- bzw. Zeilenleitungen der Matrix,
so daß durch das Öffnen eines Transistors durch die zugehörige Spalten- bzw. Zeilenleitung
ein Strom fließen kann, dessen Stärke jeweils durch den Widerstand Rz bzw. Rs bestimmt
wird. Die gleichzeitige Weiterschaltung des Spaltenzählers SZ mit dem Zeilenzähler
ZZ bewirkt die koinzidente Markierung der Zeilen- und Spaltenleitungen und damit
die Ummagnetisierung der an den Kreuzungspunkten liegenden Speicherkerne.
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Der Kollektor des Transistors Tn der letzten Zählstufe Sn des Spaltenzählers
SZ ist mit der Wicklung II des Kernes K 1 der ersten Zählstufe S 1 des Spaltenzählers
SZ verbunden, so daß nach dem Durchlauf des Spaltenzählers SZ ein neuer Durchlauf
in Gang gesetzt wird. Da dieselbe Rückkopplung des Ausganges der letzten Zählstufe
Zn auf die erste Zählstufe Z 1 des Zeilenzählers ZZ ebenfalls vorhanden ist, würde
ohne die erfindungsgemäße Vorrichtung beim zweiten Durchlauf der beiden Zähler erneut
eine nacheinander erfolgende Markierung der in der Diagonalen liegenden Kreuzungspunkte
der quadratischen Matrix stattfinden.
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Um dies zu verhindern, ist nunmehr die Spaltenleitung SLn, die an
die Wicklung 1I des Kernes Kn der letzten Zählstufe Sn des Spaltenzählers
SZ angeschlossen ist, außerdem über ein Differenzierglied, bestehend aus
dem Kondensator C und dem Widerstand R, mit dem Flip-Flop F2 des Zeilenzählers ZZ
verbunden. Infolgedessen wird nach dem n-ten Takt, also nach dem Durchlauf des Spaltenzählers
SZ, aus dem n-ten Spaltimpuls durch Differentiation mittels des Differenziergliedes
C und R ein Zwischentakt abgeleitet, der nach dem n-ten Impuls den Zeilenzähler
ZZ um einen Schritt weitersteuert. Da bei der jedesmaligen Weiterschaltung eines
der Zähler auch der zugehörigen Spalten- bzw. Zeilenleitung ein Stromimpuls zugeführt
wird, gelangt auch in diesem Fall
auf die Zeilenleitung ZL 1 ein
solcher Stromimpuls, der jedoch unwirksam bleibt, da er nur die halbe Größe des
zum Kippen eines Kernes benötigten Stromes hat, weil dieser zusätzliche Taktimpuls
lediglich dem Zeilenzähler ZZ, nicht aber auch dem Spaltenzähler SZ zugeführt wird.
Mit Beginn des erneuten Durchlaufens des SpaltenzählersSZ sind somit die Zählstufe
S1 des Spaltenzählers SZ und die Zählstufe Z 2 des Zeilenzählers ZZ arbeitsbereit
und senden beim nunmehr einlaufenden (n+1)-ten Takt je einen Impuls in der Größenordnung
von J/2 in die Matrix. Damit wird der Kern K 12 markiert, während bei dem nächstfolgenden
Taktimpuls der Taktleitung TL eine Markierung des Kernes K23 stattfindet,
Es wird damit auf diese Weise beim neuen Durchlauf der Zählketten nicht mehr die
ursprüngliche Diagonale nacheinander in ihren Diagonalpunkten angesteuert, sondern
es erfolgt eine Ansteuerung derjenigen Speicherkerne, deren Zeilenordnung um eine
Einheit versetzt ist.
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Nach diesem nächstfolgenden Durchlauf des SpaltenzählersSZ findet
eine erneute Weiterschaltung des Zeilenzählers ZZ wiederum durch einen solchen Zwischentaktimpuls
statt, so daß der dritte Durchlauf des Spaltenzählers SZ in der Zählstellung Z 3
des Zeilenzählers ZZ beginnt.
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Während es bei quadratischen Matrizen völlig gleichgültig ist, ob
der erfindungsgemäße Zwischentakt vom letzten Spaltenimpuls oder vom letzten Zeilenimpuls
abgeleitet und auf den Zeilenzähler bzw. Spaltenzähler gegeben wird, ist es bei
anderen Matrizen, deren Zeilen- und Spaltenzahl einen gemeinsamen Teiler besitzen,
notwendig, den Zwischentakt vom letzten Impuls des jeweils größeren Ringzählers,
also des Ringzählers mit der größeren Stufenzahl, abzuleiten und auf den Steuereingang
des Ringzählers mit der kleineren Stufenzahl zu geben. Der zuletzt markierte Punkt
befindet sich immer im Ausgang der letzten Stufe des ungestört arbeitenden Ringzählers,
also desjenigen Ringzählers, der allein über die Taktleitung TU beeinflußt wird,
und im Ausgang der vorletzten Stufe desjenigen Ringzählers, dem zwischenzeitlich
jeweils Zwischentaktimpulse beim Durchlaufen des jeweils anderen Ringzählers zugeführt
werden.