SU746720A1 - Буферное запоминающее устройство - Google Patents

Description

Изобретение откоситс  к вычислительной технике и может быть использовано при построении устройств хранени  дис.кретной инфорКгации. Известно буферное запоминающее устройство , которое содержит регистры хранени  чисел, одноименные разр ды которы соединены последовательно, и схему управлени  Д Устройство характеризуетс  низким быстродействием и имеет низкую надежность функционировани , т.к. критично к длительности поступлени  входной информации . Наиболее близким из известных по т&хнической сущности  вл етс  буферное запоминающее устройство, которое содержит регистры хранени  чисел, одноименные разр ды которых соединены через элементы И последовательно, и схему управлени  Последн   представл ет собой управл ющий двухтактный регистр сдвига, содержащий в каждом разр де основной и вспомогательный триггеры, соединенные через элементы И. Нулевой выход каждого основного триггера управл ющего регистра сдвига , кроме первого, подключен к элементу И предыдущего разр да этого регистра . Выход элемента И каждого разр да управл ющего регистру сдвига соединен с нулевым входом вспомогательного триг гера того же разр да, с единичным входом вспомогательного триггера предыдущего раз)р да и со в.ходом соответствующих элвгментов И регистров хранени  чисел 2 . Изобретение характеризуетс  низким быстродействием, которое определ етс  частотой поступлени  тактовых импульсов. Эта частота ограничена предельной частогтой переключени  логических элементов. Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  устройства. Дл  достижени  этой цели в буферном запоминающем устройстве, содержащем регистры хранени  чисел, регистр сдвига, шины записи и считывани , введены распределитель импульсов, элементы задерж- ки и элементы ИЛИ, выходы которых сое ,3 ./74 динвны со входами записи всек регистров храаенй  чисел, кроме первого, одни из входов элементов ИЛИ подключены к. выходам регистра сдвига, а другие входы - к выходам распределител  импульсов, вход которого через первьй элемент задержки соединен с шиной считывани ,, один из входов рёгис |)а сдвига через второй элемент зад ер шеи соединен с шиной записи и вхо Дом записи первого регистра хранени  чисел , другой вход регистра сдвига соединен с другим входом первого элемента ИЛИ, На чертеже представлена функциональна  схема устройства. Сно содержит регистры 1.1-1. N хранени  чисел, элемен- ты 2.1-1.(Н-1) ИЛИ, регистр 3 сдвига , распределитель И импульсов, элементы 5 и 6 задержки, выходы 7.1-7(14-1) регистра 3 сдвига, выходы 8.1-8.(N-1) распределител  4 импульсов, информационные входы .М устройства, выходы 10.1-1О.М устройства, шина 11 записи и шина 12 считывани . . Регистры 1.1-1.4 предназначены дл  Хранени  информации и вьшолнены на триггерах) -типа. Элементы 2.1-2.() ИЛИ п{)едназначень1 дл  управлени  перезаписью информации Из младших регистров в старшие. Регистр 3 сдвига выполнен рёЬерсйвным и предназначен дл  определени  числа незан тых регистров хранени  чисел, а распреде титепь импульсов 4-дд  организации сдвига информации после ее считывани . Устройство работает следующим образом . В исходном состо нии в рёверсййнЬм регистре 3 сдвига установлен код 11... 1 (единицы во асах разр дах). Дл  записи информации в устройство на шину 11 записи поступает импульс, по которому первое Mr-разр дное слово записываетс  в регистр 1.1. На входы записи регистров 1.2-1. Н поступают единицы 6 вьшэдов реверсивного регистра 3 сдвига через элемеш-ы 2..(н-1) ИЛИ. По этому информаци  с выходов регистра 1.1 запишетс  в регистр 1.2., оттуда - в регистр , 1.3Й так , через врем , равное суммарному времени срабатывани  вс регистров l.i-l.N , входна  информаци  по витс  на выходах 1О.1-10.М устройства .; Си.гнал с шины 11 записи поступает также на один из тактовых входов регист ра 3 сдййга через элемент 5 задержки, сдвига  влево содергйимое регистра 3. В регистре 3 будет код 11. ..10. (ноль в 0.4 последнем разр де, т.е. на выходе 7.(N-f). Таким образом с шины записи 11 регистра 1. N снимаетс  1. При поступлении следующего слова оно записьюаетс  по сигналу, поступающему по шине 11, в регистр 1.1 (поскольку регистры выполчены на триггерах Ъ -типа , сброс регистров перед записью новой .информации не требуетс . Стара  информаци  разрушаетс  в момент записи новой). Из регистра 1.1 это слово запишетс  в ре гистры 1.2-1. (Н-1), т.к. на входах записи этих регистров наход тс  1, Со входа записи регистра LN сн та. Поэтому в регистр 1.N новое слово не записываетс , а старое - сохран етс . Сигнал записи через элемент 5 задержки сдвигает содержимое регистра 3 влево. В регистре устанавливаетс  код 11...1ОО (нули в последшЕХ двух разр дах - т.е. на выходах 7.()-7.(П-1). Таким образом, по мере заполнени  устройства информацией количество нулей справа в разр дах регистра 3 увеличийаетс . При этом последовательно снимаютс  единицы со входов записи регистров хранени  чисел (в направлении от старших регистров к младшим).. Общее количество слов, которое может Хранить устройство, равно Ы Информаци  с выходов Ю, 1-10,М поступает к абоненту, где происходит ее считьюаниё. При этом сигнал, которым абонент считывает информацию, подаетс  на шину 12 считывани  устройства. Сигнал считьшани  через элемент 6 задержки поступает на нхоД распределител  4 и запускает , его. Распределитель 4 формирует на своих выходах, начина  с выхода 8.(N-1), последовательность импульсов. Импульс с выхода В Л Nf -1) поступает через | элемент 2(N-1) ИЛИ на вход-записи регистра 1. М . При этом в регистр 1.Н переписываетс  информаци  из регистра l.(N-l). Затем аналогично импульс с вььхода 8.(N-2) распределител  4 переписывает информацию в регистр 1.(Ы-1) из прёдьщущего, регистра и так далее. Таким образом, происходит сдвиг информации в сторону старцих регистров и к выходам 10.1-10.М подключаетс  следующее слово . Сигнал с выхода 8,1 (последний выход распределител  4) сдвигает вправо содержимое регистра сдвига 3. Количество нулей .справа в разр дах регистра 3 уменьшаетс  на единицу.

Рассмотренные процессы записи и двига информации могут происходить в юбой последовательности. При этом количество нулей в разр дах регистра сдвига 3 равно разности числа импульсов за- j писи и считывани , т.е. равно количеству слов, хранимых устройством в данный момент времени.

Элемент 5 задержки разрешает переключение регистра 3 сдвига только после о того, как входное слово достигает старшего свободного регистров.

Элемент 6 задержки (величина его задержки не меньше, чем длительность импульса считывани ) разрешает запуск рас- 5 пределител  4 импульсов по окончании считывани  информации абонентом. При заполнении устройства информацией скорость продвижени  информации от младших регистров к старшим определ етс  2о только временем срабатьшани  этих ре1истров и не зависит от тактовьгх импульсов , что имеет место в прототипе. Сравнива  предложенное устройство с известным по быстродействию, следует отметить, 25 что после поступлени  .1-го входного слова оно по вл етс  на выходе:

а)в предложенном устройстве - через

врем  Т NtcpCTB

б)в прототипе - через врем зо T(N-l)tn,

где м -число регистров хранени  чисел, ераГ срабатывани  регистров, tf -период следовани  тактовых импульсов .35

-Ьр, определ етс  частотой поступлени  тактовьгх импульсов, котора  по услови м устойчивой работы элементов не должна превышать предельной частоты переключени  этИх элементов. В то же врем  дл  40

всех серийно выпускаемых логических элементов предельна  частота .ограничена таким образом, чтобы t в несколько раз превышало -t сраб.

Быстродействие предложенного устройства в несколько раз превьш1ает быстродействие известного.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 375681, кл. Q 11 С 19/ОО, 06.08.70.

2.Авторское свидетельство СССР № 407396, кл. G 11 С 19/00, 28.08.72 (прототип).