DE2135625B1 - Schaltungsanordnung zur automatischen Schreib-Unterdrückung - Google Patents
Schaltungsanordnung zur automatischen Schreib-UnterdrückungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur automatischen Schreib-Unterdrückung für
Speicheranordnungen, deren Speicherzellen insbesondere aus bipolaren Transistoren in integrierter
Technik aufgebaut sind und bei der die Dateneingangsleitung, an der die einzuschreibende Information
anliegt, und das Schreibsignal auf jeweils einen Eingang einer Schreibtorschaltung geführt sind, deren
Ausgang mit der bzw. den Speicherzellen der Speicheranordnung verbunden ist.
Es ist bereits bekannt, Speicherzellen mit bipolaren Transistoren so aufzubauen, daß beim Einschreiben
eine Sättigung der Transistoren der Speicherzellen verhindert wird. Dies wird dadurch erreicht, daß
sogenannte Antisättigungsdioden mit zugehörigen Widerständen in die Schaltung der Speicherzelle eingefügt
werden (Steinbuch, »Taschenbuch der Nachrichtenverarbeitung«, 1962, S. 536). Abgesehen
davon, daß die zusätzliche Anordnung von Dioden und Widerständen in integrierter Technik bei hoher
Packungsdichte sehr schwierig ist, hat eine derartige Anordnung den Nachteil, daß sie eine ganz bestimmte
ausgelegte Schaltung einer Speicherzelle benötigt und in eine bereits bestehende Speicherzelle
nicht ohne Änderung derselben eingefügt werden kann.
Außerdem ist durch die deutsche Auslegeschrift 1280 935 ein Verfahren zum Einspeichern von Daten
in Magnetspeicher und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens bekanntgeworden, bei
denen vor jedem Einschreiben neuer Information die an dem betreffenden Bitplatz gespeicherte Information
abgegriffen und mit dem Wert der zu speichernden Information verglichen wird und der Wert des
neuen Informationsbits lediglich bei Abweichung der beiden Informationsbits eingeschrieben wird. Dadurch
wird vermieden, daß ein und derselbe Bitplatz mehrmals nacheinander im gleichen Sinne magnetisiert
wird, wodurch bei einer zusammenhängenden magnetisierbaren Schicht ein Wandern der Magnetisierung
besonders unterstützt werden würde und bei Magnetspeichern mit einzelnen selbständigen magnetisierbaren
Speicherplätzen sich in diesen permanente Magnetisierungen ausbilden können, die eine zuverlässige
Magnetisierung in der entgegengesetzten
ίο Richtung in Frage stellen. Obwohl hier grundsätzlich
die Möglichkeit gezeigt ist, bei einem Magnetkernspeicher die neu einzuschreibende Information mit
der gespeicherten Information zu vergleichen und abhängig vom Vergleichsergebnis entweder die neue
Information einzuschreiben oder nicht, ist hier jedoch keine Möglichkeit aufgezeigt, die Sättigung von
Speicherzellen mit bipolaren Transistoren mit logischen Schaltelementen zu verhindern.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur automatischen Schreibunterdrückung bei integrierten Matrixspeichern mit Speicherzellen aus bipolaren Transistoren zu schaf- g fen, die außerhalb der eigentlichen Speicherzellen- " schaltung liegt und somit für mehrere Speicherzellen gleichzeitig verwendet werden kann und die außerdem keine Änderung vorhandener Zellenschaltungen erfordert.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur automatischen Schreibunterdrückung bei integrierten Matrixspeichern mit Speicherzellen aus bipolaren Transistoren zu schaf- g fen, die außerhalb der eigentlichen Speicherzellen- " schaltung liegt und somit für mehrere Speicherzellen gleichzeitig verwendet werden kann und die außerdem keine Änderung vorhandener Zellenschaltungen erfordert.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe besteht darin, daß die Dateneingangsleitung und der
Ausgang des Leseverstärkers auf den Eingang eines EXKLUSrV-ODER-Gliedes (Antivalenzgatters) geführt
sind, dessen Ausgang mit einem dritten zusätzlichen Eingang der Schreib-Torschaltung verbunden
ist.
Der Vorteil dieser Lösung besteht darin, daß keine Clamping-Dioden (z.B. Schottky-Barrier-Dioden) in
der Speicherzelle erforderlich sind und daß der Einschreibvorgang für eine am Eingang der Speicherzelle
stehende Information nach dem Umschalten der Speicherzelle beendet wird, wodurch keine Sättigung
der Transistoren der Speicherzelle auftreten kann.
Die Erfindung wird nun an Hand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen nä- f
her beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Schaltung zum automatischen Schreib-Unterdrücken,
Fig.2 ein detailliertes Schaltbild der Schaltung gemäß F i g. 1 und
F i g. 3 ein Spannungsdiagramm f ür F i g. 2.
Das Blockschaltbild nach F i g. 1 enthält nur eine Speicherzelle 1, um die Darstellung und die Beschreibung
zu vereinfachen. Es ist selbstverständlich möglich, daß je nach Organisation der Speichermatrix, in
der die automatische Schreibunterdrückungs-Schaltung verwendet wird, z. B. alle Zellen einer Wortleitung
oder auch alle Zellen eines Chips gemeinsame Schreib- und Leseverstärker sowie Schreib-Torschaltungen
aufweisen.
Die Speicherzelle 1 ist in diesem Beispiel eingangsseitig mit einer Schreibtorschaltung 2 und ausgangsseitig
mit einem Leseverstärker 3 verbunden. Den Eingängen der Schreib-Torschaltung 2 werden einmal
ein Schreibsignal vomAnschlußpunkt9 und zum anderen die einzuschreibenden Daten vom Anschlußpunkt
10 über den Schreibverstärker 4 zugeleitet. Ein dritter Eingang der Schreib-Torschaltung 2 ist über
die Leitung 7 mit dem Ausgang einer EXKLUSIV-
ODER-Schaltung 5 verbunden, die einmal vom Ausgang des Leseverstärkers 3 über die Leitung 6 gespeist
wird und zum anderen vom Dateneingang über die Leitung 8. Am Anschlußpunkt 11 des Blockschaltbildes
können die gelesenen Daten entnommen werden. Bei der Schaltung gemäß F i g. 1 ist zu berücksichtigen,
daß die Speicherzelle 1, die Schreib-Torschaltung2, der Leseverstärker 3 und der
Schreibverstärker 4 mit den dazugehörigen Leitungen bei jeder Speichermatrix vorhanden sind und daß
schaltungsmäßig also nur die EXKLUSIV-ODER-Schaltung 5 mit den Leitungen 6, 7 und 8 hinzugefügt
wurde, um eine automatische Schreibunterdrükkung zu erhalten. Die Wirkungsweise der Schaltung
nach F i g. 1 ist wie folgt:
Um ein am Anschlußpunkt 10 und damit am Eingang der Schaltung anliegendes Bit, das entweder 0
oder 1 sein kann, einschreiben zu können, muß am Anschlußpunkt 9 der Schaltung ein »Schreib «-Signal
anliegen. Das Schreib-Signal gelangt direkt auf einen Eingang der Schreibtorschaltung 2 und das einzuschreibende
Bit vom Anschlußpunkt 10 über den Schreibverstärker 4 an einen weiteren Eingang der
Schreibtorschaltung 2. Das am Anschlußpunkt 10 und damit am Eingang stehende Bit wird aber außerdem
über die Leitung 8 der EXKLUSIV-ODER-Schaltung eingangsseitig zugeführt. Am zweiten Eingang
dieser EXKLUSIV-ODER-Schaltung 5 liegt immer über die Leitung 6 und den Leseverstärker 3
die in der Speicherzelle 1 gerade gespeicherte Information an. Sind nun beide an den Eingängen der
EXKLUSIV-ODER-Schaltung 5 anliegenden Informationen gleich, dann wird am Ausgang der
EXKLUSIV-ODER-Schaltung 5 und damit auf der Leitung 7 kein Impuls erzeugt, weshalb die Schreibtorschaltung
2 in diesem Falle gesperrt bleibt. Sind hingegen die an den Eingängen der EXKLUSIV-ODER-Schaltung
5 stehenden Informationen ungleich, d.h. am Anschlußpunkt 10 der Schaltung liegt eine Information, z. B. 1, an, die von der in der
Speicherzelle 1 gespeicherten Information, z.B. 0, verschieden ist, dann erzeugt die EXKLUSIV-ODER-Schaltung
5 ein Ausgangssignal, das über die Leitung 7 der Schreibtorschaltung 2 eingangsseitig
zugeleitet wird, wodurch diese geöffnet wird und in die Speicherzelle 1 die am Eingang und damit am
Anschlußpunkt 10 anliegende Information, in diesem Beispiel eine 1, eingeschrieben wird.
Sobald während des Einschreibvorgangs der Zelleninhalt der Speicherzelle 1 der am Anschlußpunkt
10 anstehenden Emgangsinformation entspricht, wird
der Einschreibvorgang beendet.
Mit anderen Worten heißt dies, daß die Gleichheit der am Anschlußpunkt 10 und am Anschlußpunkt
11 stehenden Informationen der Schreibstrom für die Speicherzelle 1 sofort abgeschaltet wird, wodurch
eine Sättigung der Transistoren der Speicherzelle 1 wirkungsvoll verhindert wird.
Die Speicherzelle 1 bekommt also nur so viel Strom zugeführt, wie unbedingt erforderlich ist, damit sie
sicher in den gewünschten Speicherzustand umschalten kann.
An Hand des in F i g. 2 dargestellten detaillierten Schaltbilds wird nun in Verbindung mit F i g. 3 die
Wirkungsweise im einzelnen beschrieben.
Die eigentliche Speicherzelle wird aus den beiden Doppelemittertransistoren 3' und 4' gebildet, die
kreuzgekoppelt sind und deren innere Emitter miteinander verbunden sind. An die beiden Doppelemittertransistoren
3' und 4' ist jeweils ein Lesetransistor 2' bzw. 5' angeschlossen. Die Emitter dieser beiden
Lesetransistoren 2' und 5' sind über Leitungen mit der Basis der als Leseverstärker dienenden Transistoren
6' und T verbunden. Damit ist zu berücksichtigen, daß die Leseverstärker 6' und T aus einem
Stromschalter mit Emitterfolgerausgang gebildet werden. Mit dem Kollektor des Leseverstärkers T ist die
ίο Basis eines weiteren Transistors 8' verbunden, dessen
Emitter den Datenausgang B der Schaltung bildet.
Der Schreibverstärker ist ebenfalls als Stromschalter ausgebildet und wird zusammen mit der Schreibtorschaltung
aus den Transistoren 9' bis 14' gebildet.
Die beiden Transistoren 15' und 16', die mit dem Anschlußpunkt A verbunden sind, dienen zur Steuerung
des Schreibens, d. h., mit Hilfe dieser beiden Transistoren 15' und 16' wird das Einschreiben ein-
und ausgeschaltet.
ao Um nun die Wirkungsweise dieser Schaltung im einzelnen zu beschreiben, wird angenommen, daß der
rechte Transistor 4' der Speicherzelle leitend ist, was einer gespeicherten 0 entsprechen soll. Unter dieser
Voraussetzung ist die Spannung am Emitter des Transistors 8', d. h. am Datenausgang, auf dem unteren
Zustand. Es wird nun weiterhin angenommen, daß in diese Speicherzelle eine 1 eingeschrieben werden
soll, d. h., im vorliegenden Falle sind die einzuschreibende Information (1) und die gespeicherte Information
(0) in der Speicherzelle verschieden. Am Eingang der Schaltung, d. h. am Dateneingang (9), befindet
sich die Spannung in diesem Falle im oberen Zustand. Der eigentliche Schreibvorgang wird dann
eingeleitet, wenn das Schreibsignal auf den unteren Zustand absinkt. Da die Basis des Transistors 3' nun
ein höheres Potential hat als die Basis von Transistor 13', wird der Transistor 3' leitend. Da die Basis von
dem Transistor 14' ein höheres Potential hat als die von dem Transistor 4', kann durch dessen äußeren
Emitter kein Strom fließen. Damit schaltet die Zelle in den Zustand 1 um.
Ist das Basispotential des Transistors 3 höher als das des Transistors 4', dann steigt die Spannung am
Datenausgang an. Bei herkömmlichen Schaltungen würde nun noch so lange der Schreibzyklus fortgesetzt,
bis das Schreibsignal abgesunken ist, d.h. die Transistoren 3' und 4 der Zelle wurden in den Sättigungszustand
getrieben. Zur Verhinderung dieser Sättigung sind nun in die Schaltung die Transistoren
17' und 18' und der Widerstand 19 eingefügt. Durch diese eingefügten beiden Transistoren 17' und 18' sowie
den Widerstand 19 wird nämlich der Schreibvorgang sofort unterbrochen, wenn die neue Information
gespeichert ist, d.h. die Speicherzelle in dem dieser Information entsprechenden Zustand umgeschaltet
ist. Dies geschieht dadurch, daß in diesem Fall das Spannungssignal am Datenausgang in den
oberen Zustand geht, wodurch das Emitterpotential vom Transistor 18' und damit das Basispotential
vom Transistor 13' höher als das Basispotential des Transistors 3' liegt, d. h., der Transistor 18' übernimmt
den Schreibstrom. Entsprechend übernimmt der Transistor 17' den Schreibstrom von dem Transistor
4' der Speicherzelle beim Einschreiben einer binären Null. Daraus folgt, daß durch diese Schaltung
in der Speicherzelle selbst nur dann ein Schreibstrom fließen kann, wenn die am Dateneingang stehende
Information verschieden von der am Datenausgang
stehenden, d. h. der in der Speicherzelle gespeicherten, ist.
In Fig.3 sind die Spannungsverhältnisse an den
Punkten^, B, Cl und Cl beim Schreibvorgang der
Schaltung nach Fig.2 aufgezeigt, woraus einmal 5 deutlich die praktische Realisierbarkeit der vorliegenden
Schreibunterdrückung hervorgeht und zum anderen die soeben beschriebene Wirkungsweise der
gesamten Schaltung bestätigt wird.
Wie aus der obigen Beschreibung zu ersehen ist, ergeben sich durch die Anwendung der beschriebenen
Schaltung zur automatischen Schreibunterdrükkung wesentliche technische Vorteile für Schreib/
Lese-Matrixspeicher, deren Speicherzellen aus bipolaren Transistoren aufgebaut sind, die darin bestehen,
daß der Einschreibvorgang für eine am Eingang der Speicherzelle stehende Information sofort nach
dem Umschalten der Speicherzelle beendet wird, wodurch keine Sättigung der Transistoren der Speicherzelle
auftritt und die Verlustleistung klein wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Schaltungsanordnung zur automatischen Schreib-Unterdrückung für Speicheranordnungen,
deren Speicherzellen insbesondere aus bipolaren Transistoren in integrierter Technik aufgebaut
sind und bei der die Dateneingangsleitung, an der die einzuschreibende Information anliegt,
und das Schreibsignal auf jeweils einen Eingang einer Schreibtorschaltung geführt sind, deren
Ausgang mit der bzw. den Speicherzellen der Speicheranordnung verbunden ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Dateneingangsleitung (8) und der Ausgang des Leseverstärkers
(3) auf den Eingang eines EXKLUSIV-ODER-Gliedes (5) (Antivalenzgatters) geführt sind, dessen
Ausgang mit einem dritten zusätzlichen Eingang der Schreib-Torschaltung (2) verbunden ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Schreibvorganges
nach dem Abschalten des Speicherzelleneingangs Transistoren (17' und 18'), die mit
den Speicherzellentransistoren (3' oder 4') in Verbindung stehen, den Schreibstrom des jeweiligen
Transistors (3' oder 4') übernehmen.
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