DE2135625B1 - Schaltungsanordnung zur automatischen Schreib-Unterdrückung - Google Patents

Schaltungsanordnung zur automatischen Schreib-Unterdrückung

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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.
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)

Patentansprüche:
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.
DE2135625A 1971-07-16 1971-07-16 Schaltungsanordnung zur automatischen Schreib-Unterdrückung Granted DE2135625B1 (de)

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