DE2264135C3

DE2264135C3 - Speichereinrichtung mit mehreren bistabilen Kippstufen

Info

Publication number: DE2264135C3
Application number: DE2264135A
Authority: DE
Inventors: Werner 8521 Bubenreuth Meier
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-12-29
Filing date: 1972-12-29
Publication date: 1979-09-27
Also published as: FR2212605A1; JPS4999440A; DE2264135A1; FR2212605B1; CH563054A5; AT334663B; ATA1001173A; JPS5721794B2; NL175113C; DE2264135B2; CA1005528A; IN138818B; GB1453040A; IT1000753B; BE809237A; US3914627A; NL7316449A; NL175113B; SE398934B

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Speichereinrichtung mit mehreren verzögert setz- und löschbaren bistabilen Kippstufen, wie sie insbesondere oft innerhalb eines Ablaufsteuersystems vorgesehen werden. Das verzögerte Setzen und Löschen der einzelnen Kippstufen ist deshalb wichtig, damit nicht zufällig auftretende Störsignale eine bleibende Zustandsänderung der bistabilen Kippstufen und damit eine unerwünschte Verfälschung des abzuspeichernden Signals bewirken können.

Man könnte daran denken, diese der Erhöhung der Störungssicherheit dienende Verzögerung dadurch zu bewerkstelligen, daß beispielsweise die Eingangssignale für die einzelnen Kippstufen jeweils über diesen zugeordneten Verzögerungsglieder geführt werden. Da Verzögerungsglieder der bequembaren Justage wegen in der Regel mittels externer Kondensatoren realisiert werden, würde eine erhebliche Anzahl von Anschlußleitungen bzw. Anschlußstiften erforderlich, was sich insbesondere bei integrierten Schaltkreisen sehr preisnachteilig auswirkt

Es ist Aufgabe der Erfindung, bei Speichereinrichtungen der eingangs genannten Art mit einer minimalen Anzahl von Anschlußstiften, bzw. Anschlußleitungen auszukommen. Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß ein Ausgangssignal jeder Kippstufe über eine gemeinsame, ein Verzögerungsglied enthaltende Sammelleitung und eine der jeweiligen Kippstufe zugeordnete Torschaltung in Abhängigkeit vom Schaltzustand der übrigen Kippstufen rückkopfselbar ist Diese Lösung bietet auch noch den weiteren Vorteil, daß die Verzögerungszeit für alle bistabilen Kippstufen dieselbe ist, da stets nur ein- und dasselbe Zeitglied zur Verzögerung wirksam ist

Bistabile Kippstufen können aus der bekannten ■"> Eccles-Jordan-Schaltung bestehen oder aus zwei wechselweise rückgekoppelten Gattern, wie dies beispielsweise aus den Seiten 10 und 11 der Zeitschrift »Elektronische Rechenanlagen«, Heft 1, 1967 hervorgeht Bei einer solchen Ausführungsform besteht eine

in wettere Ausgestaltung der Erfindung darin, daß das jeweils dem Setzeingang zugeordnete Gatter eingangsseitig mit den Ausgängen zweier Sperrgatter verbunden ist, von denen das eine das am Ausgang des Verzögerungsgliedes auftretende Rückkoppelsignal

ι? sperrt, wenn eine der übrigen Kippstufen bereits gesetzt ist und das andere das Setzsignal sperrt beim Auftreten des Rückkoppelsignals. Hierbei ist gewährleistet, daß die bistabilen Kippstufen gegen an beliebiger Stelle eingestreute bzw. wirkende äußere Störspannungen gesichert sind.

Für die Fälle, in denen das Störsignal nicht nur daran gehindert werden soll, eine Änderung des Speicherzustandes der einzelnen bistabilen Kippstufe zu bewirken, sondern auch eine nur vorübergehende Änderung des

2ί von den Kippstufen ausgegebenen Signals infolge von Störspannungen vermieden werden soll, erweist es sich nach einem weiteren Merkmal der Erfindung als zweckmäßig, daß das dem Setzeingang zugeordnete Ausgangssignal jeder Kippstufe jeweils an den Eingang

so eines Undgatters gelegt ist, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang des Verzögerungsgliedes verbunden ist

Die Erfindung sei im folgenden anhand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert
In F i g. 1 ist eine, beispielsweise einen Teil einer

si Ablaufsteuerung bildende, Speicherkette, bestehend aus drei bistabilen Kippstufen i, 2 und 3 dargestellt, die der besseren Übersichtlichkeit halber schraffiert wurden. Jede dieser bistabilen Kippstufen weist ein Norgatterpaar 4,5 bzw. 6,7 bzw. 8,9 auf, Wjc-bei der Ausgang des einen Norgatters 4,6 und 8 direkt auf den Eingang des anderen Norgatters in jeder der Kippstufen gekoppelt ist, während die Ausgangssignale dieser anderen Norgatter über ein Odergatter 10 auf eine Sammelleitung 11 geführt sind, in deren Zuge ein Verzögerungs-

4^r> glied 12 angeordnet ist Das Ausgangssignal dieses Verzögerungsgliedes 12 wird einerseits über Sperrgatter 13 bis 18 auf die jeweils den Setzeingängen 51 bis 53 zugeordneten Norgatter 4,6 bzw. 8 und andererseits auf die einen Eingänge dreier den Ausgängen A 1 bis

» A3 der bistabilen Kippstufen 1 bis 3 zugeordneter Undgatter 19 bis 21 gegeben. Mittels Umkehrstufen 22—24 wird das Ausgangssignal der ersten Norgatter 4,

6 und 8 negiert und sodann jeweils zu einem der Sperrgatter der beiden übrigen Kippstufen teils direkt,

« teils über Odergatter 25 und 26 geführt

Das Verzögerungsglied 12, welches einen Eingangsimpuls in einen Ausgangsimpuls gleicher Länge, jedoch mit zeitlich verzögerten Flanken umwandeln soll, kann im einfachsten Fall aus einem symmetrischen ÄC-Zeit-

(><) konstantenglied bestehen, welches infolge der Wirkung eines an zwei äußere Anschiußpunkte 27 und 28 anschließbaren Kondensator 29 die Anstiegs- und Abstiegsflanken der an den Ausgängen der Norgatter 5,

7 und 9 entstehenden Signale in zeitlich langsam "' ansteigende, bzw. abfallende Signale umformt Auf diese Weise ist es möglich, sowohl das Auftreten, als auch das Verschwinden eines Signals zeitverzögert zur Beeinflussung nachgeordneter digitaler Schaltelemente zu

bringen.

Die Wirkungsweise der in Fig,I beschriebenen Anordnung ist folgende; Unter der Voraussetzung, daß keine der drei Kippstufen gesetzt ist, weisen die Ausgänge Ai bis A3 O-Signale auf, JMe ihnen antivalenten Ausgänge Ai, A2 und A3 führen demzufolge jeweils L-Signal. Diese L-Signale werden von den ILJmkehrstufen 22 bis 24 in entsprechende O-Signale umgewandelt und machen jeweils die Sperrgatter 14, 16 und 18 durchlässig für das Ausgangssignal des Verzögerungsgliedes IZ

Zu Beginn des betrachteten Zustandes sei dies ebenfalls ein Nullsignal, so daß die Sperrgatter 13, 15 und 17 durchlässig wären für ein Setzsignal an irgendeinem der Eingänge 51 bis 53. Wird ein solches beispielsweise auf den Eingang 51 gegeben, so bringt dieses die bistabile Kippstufe 1 in einen solchen Zustand, daß an ihrem mit Λ1 bezeichneten Ausgang ein O-Signal entsteht, welches zusammen mit dem O-Signal am Löscheingang L1 am Ausgang des Norgatters 5 ein L-Sig«al hervorruft Damit wird das Verzögerungsglied 12 angestoßen, und sein Ausgang beginnt sch langsam vom Wert 0 in Richtung auf das dem L-Signal entsprechende Niveau zu bewegen, um dies nach einer definierten Zeit zu erreichen. Während dieser Zeit muß das Setzsigna! 51 noch anstehen, andernfalls das Ausgangssignal des Verzögerungsgliedes das zuvor erwähnte Niveau nicht erreichen würde. Nach Ablauf dieser Zeit gelangt das am Ausgang des Verzögerungsgliedes 12 entstehende Rückkoppelsignal über das Gatter 14 auf den Eingang des Norgatters 4 und hält das L-Signal an dessem Ausgang A1 aufrecht Das L-Signal am Eingang 51 kann nunmehr verschwinden, der Setzzustand ist abgespeichert Auf den Eingang eines Norgatters einer anderen bistabilen Kippstufe kann das Ausgangssignal des Verzögerungsgliedes — das Rückkopplungssignal — 12 nicht wirksam werden, da gleichzeitig mit dem Anlegen eines L-Signals am Setzeingang 51 der bistabilen Kippstufe 1 der Ausgang A 1 O-Sigril aufwies und demzufolge die Sperrgatter 16 und 18 für das Rückkoppelsignal gesperrt wurden. Nachem das Ausgangssignal des Verzögerungsgliedes 12 hochgdaufen ist, sind die Sperrgatter 13,15 und 17 für weitere Setzsignale an den Eingängen 51, 52 und 53 gesperrt und werden erst wieder freigegeben, wenn durch Anlegen eines L-Signals am Löscheingang L1 die bistabile Kippstufe 1 gelöscht, d.h. in denjenigen Zustand gebracht wird, bei dem am Ausgang A1 ihres Norgatters 5 ein O-Signal erscheint Daraufhin wird das Ausgangssignal des Verzögerungsgliedes 12 wiederum zeitverzögert dem Wert 0 zustreben. Erst nachdem dieser Zustand erreicht ist, kann ein neuer Setzvorgang eingeleitet werden, welcher dann in der zuvor

ίο beschriebenen Weise abläuft Die Undgatter 19—21 verhindern, daß kurzzeitige Störimpulse an den Setzeingängen 51 bis 53, welche ein vorübergebendes Umkippen der bistabilen Kippstufen 1 bis 3 bewirken können, an den Ausgangsklemmen Ki bis K 3 in Erscheinung treten. Es werden nämlich die am Ausgang Ai bis A3 auftretenden Signale jeweils erst nach erfolgtem Hochlauf des Ausgangss'ignals des Verzögerungsgliedes 12 an die Ausgangsklemmen ATl bis K 3 weitergegeben.

Fig.2 zeigt einem nach dem Prinzip der in Fig. 1 aufgebauten Doppelspeicher mit zwei jeweils aus zwei Nand-Gattern aufgebauten bistabilen Kippstufen 30 und 31. Wiederum ist eine gemeinsame Sammelleitung 11 vorgesehen, welche einen gemeinsamen Rückkoppelungspfad für die beiden bistabilen Kippstufen 30 und 31 bildet, in dessen Zuge das Verzögerungsglied 12 angeordnet ist Desgleichen sind die im Eingangskreis des dem Setzeingang zugeordneten Norgatter Sperrgatter vorhanden, weiche in völlig analoger Weise wie

so bei F i g. 1 beaufschlagt sind und wie dort das Rückkopplungssignal sperren, sobald eine der übrigen Kippstufen bereits gesetzt ist bzw. das Setzsignal sperren beim Auftreten des Rückkoppelsignals am Ausgang des Verzögerungsgliedes 12. Bei Variante nach

j5 Fig.2 sind fast ausschließlich NAND-Gatter verwendet, was sich bei einer Realisierung in integrierter Schaltkreistechnik als vorteilhaft erweisen kann.

Selbstverständlich kann unter Beachtung des in F i g. 1 dargestellten prinzipiellen Schaltungsaufbaus die Speicherkette um beliebig viele bistabile Kippstufen erweitert werden und natürlich dabei auf die in F i g. 2 dargestellte Ausführungsvariante zurückgegriffen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Speichereinrichtung mit mehreren verzögert setz- und löschbaren bistabilen Kippstufen, insbesondere für eine Ablaufsteuerung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgangssignal jeder Kippstufe (1,2,3) fiber eine gemeinsame, ein Verzögerungsglied (12) enthaltende Sammelleitung (11) und eine der jeweiligen Kippstufe zugeordnete Torschaltung (14, 16, 18) in Abhängigkeit vom Schaltzustand der übrigen Kippstufen rückkoppelbar ist

2. Einrichtung nach Anspruch 1 mit jeweils aus zwei Gattern aufgebauten Kippstufen, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweils dem Setzeingang zugeordnete Gatter (4,6,8) eingangsseitig mit den Ausgängen zweier Sperrgatter (13—18) verbunden ist, von denen das eine (14,16,18) das am Ausgang des VerzS&erungsgliedes (12) auftretende Rückkoppelsignal sperrt, wenn eine der übrigen Kippstufen bereits gesetzt ist und das andere (13, 15, 17) das Setzsignal sperrt beim Auftreten des Rückkoppelsignals.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Setzeingang zugeordnete Ausgangssignal (Ai,A2,A3) jeder Kippstufe jeweils an den Eingang eines Undgatters (9—21) gelegt ist dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang des Verzögerungsgliedes (12) verbunden ist

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Gatter (4—9) der Kippstufe durchweg NAND-Gatter verwendet sind.