DE2007787A1 - Datenspeichersystem - Google Patents

Description

LICENTIA or» r\ η η n η Patent-Verwaltungs-GmbH £UU / / O /

6000 Frankfurt (Main) 70, Theodor-Stern-Kai

Ulm (Donau), 5. Februar 1970 PT-UL/Fg/mj UL 69/2*3

"Datenspeichersystem"

Zusatz zu DBP , ».. ...

(Patentanmeldung P 19 31 524.3)

Die Erfindung betrifft ein Datenspeichersystem, bei dem eine sehr große Anzahl von gleichen Speicherelementen zu einem Speicher derart zusammengefaßt ist, daß Wörter mit jeweils vorgegebener Bitzahl gespeichert werden, wobei aufgrund des Herstellungsprozesses der Speicherelemente ein Teil derselben unbrauchbar ist, bei dem für jedes Wort über die vorgegebene Bitzahl hinaus zusätzliche Speicherelemente vorgesehen sind, deren Anzahl entsprechend der Anzahl der für das Wort zu erwartenden unbrauchbaren Speicherelemente gewählt ist, bei dem die unbrauchbaren Speicherelemente derart verändert werden« daß sie bei der Abfrage

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Signale abgeben, die die Unbrauchbarkeit des Speicherelementes kenntlich machen, und bei dem beim Einschreiben des Wortes diejenigen Bits, die mittels eines unbrauchbaren Speicherelementes gespeichert werden sollen, auf das nächstfolgende brauchbare Speicherelement verschoben werden, nach DBP . ... ... (Patentanmeldung P 19 31 524.3).

Die Notwendigkeit, Massenspeicher auf kleinem Raum unterzubringen, führt dazu, sogenannte integrierte Speicher anzubringen, für die in einem einzigen Prozess sehr viele Speicherelemente gleich an den Stellen erzeugt werden, an denen sie nachher Verwendung finden sollen.

Es ist technologisch unvermeidlich, daß bei derartigen Speichern ein gewisser Prozentsatz der Speicherelemente unbrauchbar ist. Das Hauptpatent zeigt einen Weg, beim normalen Speicherbetrieb, d. h. beim Betrieb als adressgesteuerter Speicher, diese unbrauchbaren Speicherelemente auszusparen.

Neben den erwähnten adressgesteuerten Speichern sind Assoziativspeicher bekannt geworden· Assoziativspeicher werden praktisch in umgekehrtem Sinne wie adressgesteuerte Speicher betrieben: man gibt einen Wortinhalt vor und überprüft

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den Speicher danach, ob und an welchen Stellen dieser Wortinhalt in dem Speicher enthalten ist. Der vorgegebene Wort« inhalt kann mit der maximal speicherbaren Wortlänge übereinstimmen! es ist aber auch möglieh, Wortinhalte vorzugeben ι die kleiner sind als die maximal speicherbare Wortlänge. Der «weite Fall ist der bei weitem interessantere, weil mit diesem Suchvorgang nicht auf Identität, sondern auf Teilübereinstimmungen geprüft wird.

Besonders für einen Betrieb gemäß der zweiterwähnten Abfrageart ist es erforderlich, den Assoziativspeicher auch als adressgesteuerter Speicher zu betreiben, da nach Feststellung der Adresse, an der der vorgegebene Wortinhalt gespeichert ist, der gesamte Speicherinhalt, der zu dieser Adresse gehört, ausgelesen wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg anzugeben, wie ein gemäß dem Hauptpatent ausgebildeter integrierter Datenspeicher mit einfachen Mitteln zu einem Assoziativspeicher ausgebaut werden kann.

Die Erfindung besteht darin, da¹* für seine Ausbildung als Assoziativspeicher eine für jedes Exemplar andersgeartete Verdrahtung für den assoziativen Suchvorgang derart ausge-

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bildet wird, daß die unbrauchbaren Speieherelemente ausgespart werden·

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme einer Abbildung näher erläutert.

Die Abbildung zeigt eine Reihe von Speichereimenten 1 bis 8_t von denen die Speicherelemente 2 und 7 als unbrauchbar anzusehen seien (schraffiert dargestellt). Es sei angenommen, daß die Speicherelemente hier als bistabile Kipp·» stufen mit komplementärem Aufbau ausgebildet seien, jedoch ist die Anwendung der Erfindung auch auf andere Sepicherarten, beispielsweise magnetische Dünnschichtspeicher, ohne weiteres möglich* Jedes Speicherelement ist in Zeilenrichtung mit Abfrageleitungen verbunden. Diese Abfrageleitungen 91 bzw. 92 verbinden jeweils so viele Speicherelemente miteinander, wie die maximal vorgebbare Länge des abzufragenden Wortinhalts beträgt. Alle Abfrageleitungen sind mit einer Detektormatrix KJ verbunden, die die Auswertung der angesprochenen Adressen vornimmt, wie es bekannt ist.

Neben diesen Wortabfrageleitungen sind spaltenweise Lese-

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leitungen 111, 112, 113 und Il4 vorgesehen, die das Aue« lesen des Speicherinhalte ermöglichen und insoweit koine Veränderung gegenüber dem Speicheraufbau entsprechend dem Hauptpatent darstellen. Zusätzlich sind jedoch assoziative Suchleitungen 21, 22, 23 ebenfalls spaltenweise vorgesehen, die den assoziativen Suchvorgang ermöglichen.

Erfindungsgemäß sind diese Suehleitungen so gelegt, daß sie · die unbrauchbaren Speicherelemente, die,wie angedeutet &αΦ* von den Leitungen 112 bis Il4 abgetrennt sind, umgehen. Diese Suchleitungen sind zweckmäßigerweise in einer besonderen Leitungsebene aufgebaut. Die Lage der Leitungen wird für jedes Exemplar eines Speichers neu entworfen, da ja die Position der unbrauchbaren Speicherelemente von Exemplar zu Exemplar wechselt.

Da gemäß dem Hauptpatent die unbrauchbaren Speicherelemente in besonders einfacher Weise elektronisch auffindbar sind, entfällt das bisher bei assoziativen Speichern mit Fehlern notwendige mechanisch-elektrische Überprüfen separater Speicherelemente auf ihre Punktionstüchtigkeit. Gerade dieser bisher erforderliche PrüfVorgang, der bei der Winzigkeit der Speicherelemente in einem integrierten Speicher technisch äußerst schwierig und bei der Vielzahl von Speicherelementen

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sehr zeitraubend ist, stellt aber einen der wesentlichen Kostenfaktoren bei der Herstellung assoziativer Speieher mit individueller Verdrahtung dar. Die Einsparung dieser Kosten bei Anwendung der Erfindung stellt ihren erheblichsten Vorteil dar.

Ein weiterer Vorteil, der sich aus der Erfindung ergibt, ist darin zu sehen_f daß im Gegensatz zum bisherigen Assoziativspeicher die Suchleitungen von den Bitleeeleitungen getrennt sind.* Diese Trennung vereinfacht die Auswerteschaltungen, da nun nicht mehr die auf nur einer Leitung eintreffenden Lese- und Suchsignale voneinander separiert werden müssen. Wenn, wie in der Abbildung dargestellt, die Wortabfrageleitungen 91, 92 doppelt ausgeführt sind, ist es sogar möglich, den Such- und den Auelesevorgang gleichzeitig ablaufen zu lassen·

Die Tatsache, daß eine zusätzliche Leitungsebene vorgesehen ist, ermöglicht eine besonders einfache Kenntlichmachung der unbrauchbaren Speicherelemente im Sinne des Hauptpatentes. Diese Kenn ti ichma chung dient ja dazu*, daß bei der Abfrage die unbrauchbaren Speicherelemente gänzlich andere geartete Signale abgeben als die brauchbaren. Dies läßt sich,

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wie im Hauptanspruch beschrieben, durch entsprechende Auftrennungen erreichen, jedoch ist es auch möglich, durch die Einfügung von Kurzschlußbrücken den gleichen Effekt zu erzielen. Diese Kurzschlüßbrttcken verbinden beispielsweise bei als bistabile Kippstufe ausgebildeten Speicherelementen die Kollektoren der Transistoren miteinander« Diese RurzschluSbrücken können nun in der die Suchleitungen enthaltenden Leitungsebene enthalten sein« so daß zugleich nit der Aufbringung der zusätzlichen Verdrahtung die unbrauchbaren Speicherelemente ausgeschaltet werden, ohne daß hierfür ein eigener Arbeitsgang erforderlich wäre«

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Claims (2)

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   Pat entansprüche

   1« Datenspeichersystem, bei dem eine sehr große Anzahl von gleichen Speicherelementen zu einem Speicher derart zusammengefaßt ist, daß Wörter mit jeweils vorgegebener Bitzahl gespeichert werden, wobei aufgrund des Herstellungsprozesses der Speicherelemente ein Teil derselben unbrauchbar ist, bei dem für jedes Wort über die vorgegebene Bitzahl hinaus zusätzlche Speicherelemente vorgesehen sind, deren Anzahl entsprechend der Anzahl der für das Wort zu erwartenden unbrauchbaren Speicherelemente gewählt ist, bei dem die unbrauchbaren Speicherelemente derart verändert werden, daß sie bei der Abfrage Signale abgeben, die die Unbrauchbarkeit des Speieherelementes kenntlich machen, und bei dem beim Einschreiben des Wortes diejenigen Bits, die mittels eines unbrauchbaren Speicherelementes gespeichert werden sollen, auf das nächstfolgende brauchbare Speieherelement verschoben werden, nach DBP (Patentanmeldung 19 31 524.3) t

   dadurch gekennzeichnet, daß für seine Ausbildung ale Assoziativspeicher eine für jedes Exemplar andersgeartete zusätzliche Verdrahtung für den assoziativen Suchvorgang derart ausgebildet wird, daß die unbrauchbaren Speicherelement: ausgespart werden.

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2. 2. Datenspeichersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrahtung als zusätzliche» durch Aufdampfen erzeugte Leitungsebene ausgebildet ist,

   3» Datenspeichersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsebene zusätzlich Verbindungsleitungen aufweist, durch die die unbrauchbaren Speicher· elemente ie gewünschten Sinne verändert werden.

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   Lee rse

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