DE2135625C - Schaltungsanordnung zur automa tischen Schreib Unterdrückung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sc .laltungsanordnung zur automatischen Schreib-Unterdrückung für Speicheranordnungen, deren Speicherzellen insbesondere aus bipolaren Transistoren in integrierter Technik aufgebaut sind und bei der die Oateneingangsleitung, an der die einzuschreibende Information anliegt, und das Schreibsignal auf jeweils einen Eingang einer Schreibtorschaltung geführt sind, deren Ausgang mil der bzw. den Speicherzellen der Speicheranordnung verbunden ist.

Hs 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 1280935 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 <lem 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,

ao eine Schaltungsanordnung zur automatischen Schreibunterdrückung bei integrierten Matrixspeichern mit Speicherzellen aus bipolaren Transistoren zu schaffen, die außerhalb der eigentlichen Speicherzellenschaltung liegt und somit für mehrere Speicherzellen

gleichzeitig verwendet werden kann und die außerdem keine Anden¹ ng vorhandener Zellenschaltungen erfordert.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe besteht darin, daß die Dateneingangsleitung und der Ausgang des Leseverstärkers auf den Eingang eines EXKLUSIV-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 E'j?gang 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 näher 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 für 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 Schreibunterdriickungs-Schaltung verwendet wird, z. B. alle Zellen einer Wortleitung oder auch alle Zellen eines Chips gemeinsame Sehreib- 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 zumi anderen die einzuschreibenden Daten vom Anschlußpunkt 10 über den Schreibverstärker 4 zugeleitet. Eim dritter Eingang der Schreib-Torschaltung 2 ist über die Leitung7 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-Torschaltung 2, der Leseverstärker 3 und der Schreibverstärker 4 mit den dazugehörigen Leitungen

einander 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 7' 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

bei jeder Speichermatrix vorhanden sind und daß io Basis eines weiteren Transistors 8' verbunden, dessen

schaltungsmäßig also nur die EXKLUSIV-ODER-Schaltung5 mit den Leitungen 6, 7 und 8 hinzugefügt wurde, um eine automatische Schreibunterdrükkiing zu erhalten. Die Wirkungsweise der Schaltung nach F i g. 1 ist wie folgt: "

(Jm ein am Anschlußpunkt 10 und damit am Eingang der Schaltung anliegendes Bit, das entweder 0 oder 1 sein kann, einschreiben zu können, muß am A nschlußpunkt 9 der Schaltung ein »Schreib«-Signal anliegen. Das Schreib-Signal gelangt direkt auf einen Eingang der Schreibtorschaltung2 un ! das einzuschreibende Bit vom Anschlußpunkt 10 über den Schreibverstärker 4 an einen weiteren Eingang der v..üreibtorschaltung2. Das am Anschlußpunkt 10

d di Ei hd Bi i

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 d^m 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 Wirkungswe. e dieser Schaltung im einzelnen zu beschreiben, wird abgenommen, daß der rechte Transistor 4' der Speicherzelle leitend ist, was einer gespeicherten 0 entsprechen soll. Unter dieser Voraussetzung ist die Spannung am Emitter des

d damit am Eingang stehende Bit wird aber außer- 35 Tiansistors 8', d. h. am Datenausgang, auf dem unte- <: m über die Leitung 8 der EXKLUSIV-ODER- ren Zustand. Es wird nun weiterhin angenommen, S;haltung eingangsseitig zugeführt. Am zweiten Ein- daß in diese Speicherzelle eine 1 eingeschrieben wer-L.)ng dieser EXKLUSIV-ODER-Scha'tung 5 liegt den soll, d. h., im vorliegenden Falle sind die einzuir.-.mer über die Leitung 6 und den Leseverstärker 3 schreibende Information (1) und die gespeicherte In- <he in der Speicherzelle 1 gerade gespeicherte Infor- 30 formation (0) in der Speicherzelle verschieden. Am nuition an. Sind nun beide an den Eingängen der Eingang der Schaltung,d.h. am Dateneingang (9), be-FXKLUSIV-ODER-SchaltungS anliegenden Infor- findet sich die Spannung in diesem Falle im oberen mutionen gleich, dann wird am Ausgang der Zustand. Der eigentliche Schreibvorgang wird dann r:\KLUSIV-ODER-Schaltung5 und damit auf der eingeleitet, wenn das Schreibsignal auf den unteren Leitung 7 kein Impuls erzeugt, weshalb die Schreib- 35 Zustand absinkt. Da die Basis des Transistors 3' nun torschaltung2 in diesem Falle gesperrt bleibt. Sind ein höheres Potential hat als die Basis von Transistor hingegen die an den Eingängen der EXKLUSIV- 13', wird der Transistor 3' leitend. Da iie Basis von ODER-Schaltung 5 stehenden Informationen un- dem Transistor 14' ein höheres Potential hat als die gleich, d.h. am Anschlußpunkt 10 der Schaltung von dem Transistor4', kann durch dessen äußeren hegt eine Information, z.B. 1, an, die von der in der 40 Emitter kein Strom fließen. Damit schaltet die Zelle Speicherzelle 1 gespeicherten Information, z. B. ü, in den Zustand 1 um.

verschieden ist, dann erzeugt die EXKLUSIV- Ist das Basispotential des Transistors 3 höher als

ODER-Schaltung 5 ein Ausgangssignal, das über die das des Transistors 4', dann steigt die Spannung am Leitung 7 der SchreibtorschaUung 2 eingangsseitig Datenausgang an. Bei herkömmlichen Schaltungen zugeleitet wird, wodurch diese geöffnet wird und in 45 würde nun noch so lange der Schreibzyklus fortgedie Speicherzelle 1 die am Eingang und damit am setzt, bis das Schreibsigrjal abgesunken ist, d. h. die Anschlußpunkt 10 anliegende Information, in diesem Transistoren 3' und 4 der Zelle würden in den Sätti-Beispiel eine 1, eingeschrieben wird. gungszustand getrieben. Zur Verhinderung dieser

Sobald während des Einschreibvorgangs der ZeI- Sättigung sind nun in die Schaltung die Transistoren leninhalt der Speicherzelle 1 der am Anschlußpunkt 50 17' und 18' und der Widerstand 19 eingefügt. Durch

10 anstehenden Eingangsinformation entspricht, wird diese eingefügten beiden Transistoren 17' und 18' soder Einschreihvorgang beendet. wie den Widerstand 19 wird nämlich der Schreibvor-

Mit anderen Worten heißt dies, daß die Gleichheit gang sofort unterbrochen, wenn die neue Informader am Anschlußpunkt 10 und am Anschlußpunkt tion gespeichert ist, d. h. die Speicherzelle in dem

11 stehenden Informationen der Schreibstrom für die 55 dieser Information entsprechenden Zustand umge-Speicherzelle I sofort abgeschaltet wird, wodurch schaltet ist. Dies geschieht dadurch, daß in diesem eine Sättigung der Transistoren der Speicherzelle 1 Fall das Spannungssignal am Datenausgang in den wirkungsvoll verhindert wird. oberen Zustand geht, wodurch das Emitterpotential

Die Speicherzelle 1 bekommt also nur so viel Strom vom Transistor 18' und damit das Basispotential zugeführt, wie unbedingt erforderlich ist, damit sie 60 vom Transistor 13' höher als das Basispotential des sicher in den gewünschten Speicherzustand umschal- Transistors 3' liegt, d. h., der Transistor 18' übertenkann. nimmt den Schreibstrom. Entsprechend übernimmt

An Hand des in F i g. 2 dargestellten detaillierten der Transistor 17' den Schreibstrom von dem Transi-Schaltbilds wird iun in Verbindung mit Fig. 3 die stör4' der Speicherzelle beim Einschreiben einer biWirkungsweise im einzelnen beschrieben. 65 nären Null. Daraus folgt, daß durch diese Schaltung

Die eigentliche Speicherzelle wird aus den beiden in der Speicherzelle selbst nur dann ein Schreibstrom Doppelemittertransistoren 3' und 4' gebildet, die fließen kann, wenn die am Dateneingang stehende kreuzgekoppelt sind und deren innere Emitter mit- Information verschieden von der am Datenausgang

stehenden, d. h. der in der Speicherzelle gespeicherten, ist.

In F i g. 3 sind die Spannungsverhältnissc an den Punkten A, B, Cl und C 2 beim Schreibvorgang der Schaltung nach F i g. 2 aufgezeigt, woraus einmal 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 bipo·

S laren Transistoren aufgebaut sind, die darin bestehen, daß der Einschreibvorgang für eine am Eingang der Speicherzelle stehende Information sofort nacr dem Umschalten der Speicherzelle beendet wird, wo durch keine Sättigung der Transistoren der Speicher

ίο zelle 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 Sc>. eib-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 nut den Speicherzellentransistoren (3' oder 4') in Verbindung stehen, den Schreibstrom des jeweiligen Transistors (3' oder 4') übernehmen.