DE1929142A1

DE1929142A1 - Bewertungsschaltung zur Feststellung der aus Matrixspeichern ausgelesenen Informationen

Info

Publication number: DE1929142A1
Application number: DE19691929142
Authority: DE
Inventors: Stein Dr-Ing Karl-Ulrich
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-06-09
Filing date: 1969-06-09
Publication date: 1971-01-28
Also published as: GB1264077A; FR2065663B3; US3656106A; DE1929142B2; FR2065663A7; BE751682A; SE349884B; LU61085A1; NL7007841A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München, den -äJUN11969 Berlin und München Witteisbacherplatz 2

G9/25I4 '

Bewertungsschaltung zur Peststellung der aus Matrixspeichern

ausgelesenen Informationen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bewertungsschaltung zum Feststellen der aus Matrixspeiehern ausgele seifen Informationen, die zu einem durch ein Taktsignal gegebenen Zeitpunkt die Lesesignale abtastet, fehlerhafte Leseeignale erkennt und bei Verwendung eines redundanten Codes für die Information ihre Korrektur veranlaßt.

Beim Betrieb von Matrixspeichern für binäre Signale tritt das Problem auf, die aus dem Speicher kommenden Lesesignale, die die Information enthalten, zu verstärken und als binäre "0" oder ^M1ⁿ zu identifizieren. Als Matrixspeicher kommen z.B. Ringkernspeicher oder Magnetfilmspeicher in Betracht. Die aus dem Speicher ausgelesenes Signale (Lesesignale) werden auf einen Leseverstärker gegefe©n„ Anschließend gelangen sie in eine Bewertersehaltung, die das zu einem bestimmten Zeitpunkt auftretende Ausgangssignal des Leseverstärkers entsprechend seiner Polarität in ein binäres Signal umformt, dessen Polarität von der ausgelesenen Information abhängt. Dabei tastet die Bewerterschaltung das Lesesignal am Ausgang des Leseverstärkers nur au einem bestimmte^ durch ein Taktsignal gegebenen Zeitpunkt ab, der etwa mit der maximalen Amplitude des Lesesignales zusammenfällt.

Die Bewerterschaltung enthält meist eine Schwellwertschaltung mit einer vorgegebenen Schwelle. Liegt die Amplitude des Leseeignales zum Abtastzeitpunkt über der Schwelle» dann

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wird dem lesesignal die Information der einen Art, z.B. eine binäre ^W1^W zugeordnet, liegt die Amplitude des Lesesignals unter der Schwelle, dann wird dem Lesesignal zum Beispiel eine binäre "0" zugeordnet.

Je größer bei Matrixspeichern, z.B. Magnetfilmspeichern, die Speicherdichte wird, umso kleiner werden die Lesesignale, so daß sie schließlich an die Grenze gelangen, die durch Störsignale und Verstärlcerrauschen gegeben ist. Dann können die Lesesignale von der oben angegebenen Bewerterschaltung zeitweise nicht mehr einwandfrei der richtigen Informationsart zugeordnet werden. Solche von der Bewerterschaltung nicht mehr zuordenbare Lesesignale sollen in der weiteren Beschreibung als fehlerhafte Lesesignale bezeichnet werden.

Aufgabe der Erfindung iet es, eine Bewerterschaltung anzugeben, durch die diese fehlerhaften Lesesignale erkannt warden, so daß bei Verwendung eines redundanten Codes für die gespeicherte Information eine Korrektur möglich ist. Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfisdungsgemäße Bewerterschaltung dadurch gekennzeichnet, das zwei Schwellwertschaltungen vorgesehen sind, bei denen ^e ein Eingang für die Lesesignale und je ein Eingang für die Taktsignale miteinander verbunden sind, daß die Schwellen der Schwellwertβchaltung so verschieden gelegt sind, daß im Abtastaugenblick die Lesesignale im fehlerfreien Fall abhängig von der Informationsart über oder unter beiden Schwellen liegen und somit die Schwellwertschaltungen gleiche Signale abgeben, daß im Abtastaugenblick die Lesesignale im fehlerhaften Fall zwischen den Schwellen liegen und somit die Schwellwertschaltungen verschiedene Signale abgeben, und daß die Ausgänge der Schwellwertschaltungen auf eine Verknüpfungsschaltung führen, an deren einen Ausgang ein Signal erscheint, wenn ein Fehlerfall vorliegt und an deren anderen Ausgang im

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fehlerfreien Fall ein Signal entsprechend der ausgelesenen Information abgegeben wird.

Die Schwellwertschaltungen können auf die übliche Art aufgebaut sein, es können z.B. UND-Gatter dazu verwendet werden. Das gleiche gilt für die Verknüpfungsschaltung.

Die erfindungBgemäße Bewerterschaltung soll anhand eines Ausführungsbeispiels weiter erläutert werden. Es zeigen:

Fig.1 mögliche Formen der Lesesignale in Abhängigkeit

der Zeit,
Fig.2 eine mögliche Realisierung der Bewerterschaltung.

In Figur 1 sind Lesesignalspannungen über der Zeit aufgetragen dargestellt. Sie werden ebenso wie die Schwankungserscheinungen der Leseleitung und des Leseverstärkers als Spannungen am Ausgang des Leseverstärkers betrachtet. Die Magnetfilmelemente des als Beispiel angeführten Magnetfilmspeichers liefern ;je nach der gespeicherten Information ein positives oder negatives Signal. Im ungünstigsten Fall treten am Ausgang des Leseverstärkers die in Figur 1 dargestellten Spannungen U_Q und U-j auf. Diesen Spannungen sind Rauschspannungen U_w überlagert, die durch das äquivalente mittlere Schwankungsquadrat U« = Ujj der schwankenden Ausgangsspannung Uj, gegeben sind. Die Spannung VL· überschreitet mit der Wahrscheinlichkeit

P = 1 - 0 (S) (S ist ein statischer Sicherheitsfaktor)

den Wert +S.U« (oder unterschreitet den Wert -S.U„).

f , 2 Dabei ist 0_Q = 1 / exp ( - t ) _{Λ +}

^s γπ~ J ^K τ- * ^dt

-OO

Wird nun eine Schwellsrertschaltung mit der Schwelle auf der Nullinie der Spannungen Uq, U- verwendet und ist S . U«

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gleich dem Spitzenwert der Lesespannungen TJ₀, U-, ao ist ρ die Pehlerwahrscheinlichkeit beim Bewerten, die davon herrührt, daß die ausgelesene Information infolge der überlagerten Schwankung (>S . U_n) falsch interpretiert wird. Diese Fehlerwahrscheinlichkeit kann ohne Erhöhung der Lesespannungen, die nachteilige Maßnahmen bei der Speichermatrix voraussetzen (geringere Speicherdichte), durch die erfindungsgemäße Anwendung von zwei Schwellwertschaltungen verringert werden. Die Schwellen dieser Schwellwertschaltungen, in Pig.1 mit A und B bezeichnet, liegen verschieden.

Liegen die Lesesignale in der Zeitspanne, die in der Pig.1 als T bezeichnet ist, in ihrer Amplitude über oder unter beiden Schwellen, dann kann die Bewerterschaltung den Lesesignalen eine eindeutige Informationsart zuordnen. Liegen die Amplituden der Lesesignale jedoch zwischen den Schwellen A und B, dann gibt nur die eine Schwellwertschaltung ein Signal ab, die andere jedoch nicht. Die Bewerterschaltung erkennt dies als einen Fehlerfall. Wird für die gespeicherte Information ein redundanter Code verwendet, z.B. jedem Wort Paritätsbits hinzugefügt, dann kann die Information korrigiert werden. Bei Verwendung z.B. eines Paritätsbits kann ein Fehler korrigiert werden. Neben der besprochenen Korrektur von statisch auftretenden Fehlern werden natürlich auch fortwährend auftretende Fehler, die das beschriebene Kriterium erfüllen, korrigiert.

In Fig.2 ist eine mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bewerterschaltung dargestellt. Sie besteht aus zwei Schwellwertschaltungen S1 und S2 und einer Verknüpfungsschaltung V, die im Ausführungsbeispiel durch zwei UND-Gatter GrI und G2 realisiert ist. Die Schwellwertschaltung S1 soll die höhere Schwelle haben (Schwelle A), die Schwellwertschaltung S2 die niedrigere (Schwelle B). Für die

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Zuführung der Taktimpulse am Eingang E1 iat Je ein Eingang jeder Schwellwertschaltung S1, S2 miteinander verbunden; das gleiche gilt für die Zuführung der Lesesig- · nale am Eingang E2. Die Schwellwertschaltungen S1 und S2 können durch UND-Schaltungen realisiert werden. Die Ausgänge der Schwellwertschaltungen S1 und S2 führen direkt auf das eine UND-Gatter G2. Mit dem anderen UND-Gatter G1 ist der Ausgang der Schwellwertschaltung S2 direkt, der Ausgang der Schwellwertschaltung S1 über ein Negationsglied verbunden. Am Ausgang A1 der Verknüpfungsschaltung erscheint dann ein Impuls, wenn das Lesesignal am Eingang E2 fehlerhaft war, am Ausgang A2 der Verknüpfungsschaltung V wird die ausgelesene Information abgegeben.

Bei der Wirkungsweise der Bewerterschaltung sind drei Fälle zu unterscheiden:

Im ersten Pail hat das Lesesignal z.B. eine positive Amplitude. Dies würde nach Fig.1 bedeuten, daß eine "0" ausgelesen worden ist. Wird ein solches Lesesignalden Eingang E2 zugeführt und liegt gleichzeitig ein Taktimpuls an E1, dann sprechen beide Schwellwertschaltungen S1 und S2 an,da die Lesesignalamplitude über beiden Schwellen liegt. Am Ausgang der Schwellwertschaltungen SI und S2 erscheinen also Signale, die die UND-Schaltung S2 öffnen, di© UND-Schaltung G1 jedoch sperren. Am Ausgang A1 wird also kein Signal angegeben. Das bedeutet, daß das Lesesignal nicht fehlerhaft war. Am Ausgang A2 erscheint somit ein richtiges, der gespeicherten und ausgelesenen Information zuzuordnendes Signal.

Im zweiten Fall liegt an E2 ein Lesesignal mit negativer Amplitude. Nach Pig*X entspricht diee einer ausgelesenen ^W1". Dann liegt die Lesesignalamplitude unter den Schwellen beider Schwellwertschaltungen S1 und S2. Am Ausgang der Schwellwertschaltung erecheint also kein Signal. Somit bleibt

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die UND-Schaltung G 2 gesperrt. Bas gleiche gilt für die UND-Schaltung G1. Der Ausgang A1 der Verknüpfungsschaltung V zeigt also an, daß das bewertete Leseslgnal nicht fehlerhaft ist, so daß der Zustand des Ausganges A2 der ausgelesenen Information -in diesem Jfalle einer "1ⁿ-zugeordnet werden kann.

Im dritten Fall liegt am Eingang E2 ein fehlerhaftes Lesesignal, also ein Lesesignal, dessen Amplitude zwischen den Schwellen der Schwellwertschaltungen S1 und S2 liegt. Dann spricht nur die Schwellwertschaltung S2 an, die Schwellwertschaltung S1 bleibt gesperrt. Die UiH)-Schaltung öl der Verknüpfungsschaltung V ist dann durchlässig und gibt an den Ausgang A1 ein Signal, Die UND-Schaltung G 2 der Verknüpfungsschaltung V bleibt gesperrt. Das Signal am Ausgang A1 zeigt an, daß ein fehlerhaftes Signal an «!er Bewerterschaltung anliegt. Dann darf der Zustand des Ausganges A2 keiner Information zugeordnet werden. Das Jignal am Auagang A1 kann einer Korrekturschaltung zugeführt werden, die bei Verwendung eines redundanten Codes die Korrektur durchführt.

Immer also, wenn am Ausgang A1 kein Signal erscheint, wird die auegeleaene Information am Ausgang A2 der Bewerter-8chaltung abgenommen. Gibt die Verknüpfungsschaltung jedoch an Ausgang A1 ein Signal ab» dann bedeutet das„ daß ein Fehlerfall vorliegt, der Zustand des Ausganges A2 nicht einer Information zugeordnet werden darf. Die richtige Information wird dann durch eine Korrekturschaltung ermittelt«

Die Zuordnung von logischer Größe zu der Amplitude der Leeesignale kann natürlich auch umgekehrt sein als in Pig. 1 beschrieben. Außerdem ist es selbstverständlich möglich, die Bewerterschaltung mit anderen logischen Schaltungen als UHD-Schaltungen zu realisieren.

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Der große Vorteil der erfindungsgemäßen Bewerterschaltung liegt darin , daß die Lesesignale bis an die zulässige, durch .Storsignale und Verstärkerrauschen gegebene Grenze verringert werden können» Liegt dann das Lesesignal unterhalb dieser Grenze, dann erkennt die Bewerterschaltung dies als ein fehlerhaftes Signal und kann bei Verwendung eines redundanten Codes die Korrektur veranlassen.

2 Patentansprüche
2 Figuren

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Claims

Patent an Sprüche

1. Bewerterschaltung zum Feststellen der aus Matrixspeichern ausgelesenen Information, die zu einem durch ein Taktsignal gegebenen Zeitpunkt die Lesesignale abtastet, fehlerhafte Lesesignale erkennt und bei Verwendung eines redundanten Codes dann eine Korrektur veranlaßt, d adurch gekennzeichnet, daß zwei Schwellwertschaltungen (S1, S2) vorgesehen sind, bei denen je ein Eingang für die Lesesignale und je ein Eingang für die Taktsignale miteinander verbunden sind, daß die Schwellen der Schwellwertschaltungen (S1, S2) so verschieden gelegt sind, daß im Abtastaugenblick die Lesesignale im fehlerfreien Fall abhängig von der-Informationsart über oder unter beiden Schwellen liegen und somit - die Schwellwertschaltungen gleiche Signale abgeben, daß im Abtastaugenblick die Lesesignale im fehlerhaften Fall zwischen den Schwellen liegen und somit die Schwellwertschaltungen verschiedene Signale abgeben, und daß die Ausgänge der Schwellwertschaltungen (S1, S2) auf eine Verknüpfungsschaltung (V) führen_s an deren einen Ausgang ein Signal erscheint, wenn ein Fehlerfall vorliegt, an deren anderen Ausgang im fehlerfreien Fall ein Signal entsprechend der ausgelesenen Information abgegeben wird.

2. Bewerterschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verknüpfungsschaltung (V) aus zwei UND-Schaltungen (G1, G2) besteht, daß die eine UND-Schaltung (GrI-) mit der Schwellwertschaltung (S1) mit der hohen Schwelle über ein Negationsglied, mit der Schwellwertschaltung (S2) mit der tieferen Schwelle direkt verbunden ist und daß an der anderen UND-Schaltung (G2) die Ausgänge der Schwellwertschaltungen (S1, S2) direkt angeschlossen sind.

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