SU750568A1 - Буферное запоминающее устройство - Google Patents

Description

(54) БУФЕРНОЕ 3.4ПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретение относитс  к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано при построении буферных запоминающих устройств (БЗУ) цифровых вычислительных машин.

Известно запоминающее устройство с «зар довой св зью, содержащее узлы ввода/вывода и N сдвигающих регистров с «зар довой св зью, каждый из которых имеет входной терминал дл  приема последовательных разр дов информации и выходной зажим дл  выдачи последовательных разр дов информации. Все N сдвигающих регистров соединены последовательно между собой. Имеетс  N схем сравнени  зар дов, при этом кажда  из (N-1) схем соединена определенным образом между выходом одного из соответствующих сдвигающих регистров и входом в следующий соседний сдвигающий регистр. N-а  схема сравнени  подключена к выходу последнего регистра 1.

Недостатком устройства  вл етс  малое быстродействие (последовательное ЗУ) и большое врем  ожидани  информации на выходном терминале устройства при записи ее в некоторый момент времени на входной терминал устройства.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство, рассчитанное на работу с п-разр дными входными кодами и содержащее регистры на приборах с зар довой св зью (ПЗС), управл ющие входы которых соединены с выходами тактирующих генераторов, информационные входы - с соответствующими выходами элементов ИЛИ группы, а информационные выходы - с первыми входами соответствующих элементов И первой и второй групп, вторые входы которых в каждой группе объединены и соединены соответственно с выходами элементов И, первые входы которых соединены с щиной разрешени , а вторые - соответственно с щинами считывани  и записи . При этом выходы элементов И первой группы подключены соответственно к информационным шинам устройства и к первым входам элементов И третьей группы , вторые входы которых соединены с выходом элемента И, а выходы - с соответствую20 щими первыми входами элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены соответственно с выходами элементов И второй группы . Запись информации в устройстве осуществл етс  подачей разрешающих сигнаЛОВ по шине разрешени  и записи, в результате чего информаци  с информационных шин переписываетс  в регистры. Считывание информации изустройства осуществл етс  подачей разрешаюш.их сигналов по шинам разрешени  и считывани . В этом случае информаци  из регистров поступает на информационные шины устройства. Циркул ци  информации в режиме хранени  в регистрах осуществл етс  с помощью элементов И и ИЛИ. Генераторы формируют две последовательности импульсов Ф1 и Ф2 дл  сдвига информации в регистрах 2. Однако известное устройство, несмотр  на большую тактовую частоту сдвига информации в регистрах на ПЗС - приборах, имеет невысокое быстродействие вследствие большого времени ожидани  информации при запросе ее, так как она из регистров может выводитьс  только в строго определенное врем , когда находитс  на выходном электроде ре гистра. Максимально возможное врем  считывани  информации при запросе может быть равно AfT, где М - число разр дов регистра на приборах с зар довой св зью, at - врем  сдвига информации в регистре на ПЗС - приборах из разр да в разр д . Среднее врем  считывани  дл  ЗУ подобного типа равно 1/2 . Цель изобретени  - увеличение быстродействи  буферных запоминающих устройств при использовании регистров на ЦЗС - приборах. Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство содержит сдвигающие регистры, четвертую группу элементов И, триггеры записи и считывани , элементы ИЛИ и элементы задержки, причем первые входы элементов И второй группы соединены с щиной записи, шиной сдвига влево первого сдвигающего регистра, единичным входам триггера записи и с входом первого элемента задержки, вторые входы элементов И второй группы соединены с соответствующими входными информационными щинами, а выходы элементов И второй группы соединены с соответствующими информационными входами регистров адреса, соответствующие управл ющие входы которых соединены с выходами элементов ИЛИ группы, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами элементов И четвертой группы , третьи входы нечетных элементов ИЛИ группы соединены с выходом первого элемента И, третьи входы четных элементов ИЛИ группы соединены с выходом второго элемента И, второй вход которого соединен со вторым входом первого элемента И и с выходом тактирующего генератора, первый вход второго элемента И подключен к единичному выходу триггера считывани , нулевой выход которого соединен с первыми входами элементов И четвертой группы, единичный вход - с щиной считывани , входом второго элемента задержки, вторыми входами элементов И первой группы и шиной СДВИГИ вправо сдвигающих регистров, нулевой вход триггера считывани  соединен с выходом первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом второго элемента задержки, а второй вход первого элемента ИЛИ соединен с щиной установки в «О, щиной установки в «О первого сдвигающего регистра, щиной установки в «1 второго сдвигающего регистра и с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, информационным входом первого сдвигающего регистра, шиной сдвига влево второго сдвигающего регистра и с входом третьего элемента задержки, а выход второго элемента ИЛИ соединен с нулевым входом триггера записи, единичный выход которого соединен с первыми входами элементов И третьей группы, а нулевой выход триггера записи соединен со вторыми входами элементов И четвертой группы, третьи входы которых соединены с соответствующими выходами первого сдвигающего регистра , выход третьего элемента задержки соединен с информационным входом второго сдвигающего регистра, выходы которого соединены со вторыми входами соответствующих элементов И третьей группы. На чертеже представлена функциональна  схема предлагаемого устройства. Буферное запоминающее устройство содержит ПЗС-регистры 1 на ПЗС-приборах, первую, вторую, третью и четвертую группы элементов 2, 3, 4 и 5 И, группу элементов 6 ИЛИ, тактирующий генератор 7, первый и второй элементы 8 и 9 И, первый и второй сдвигающиерегистры 10 и 11, триггеры 12 и 13 записи и считывани , первые и вторые элементы 14 и 15 ИЛИ, первый, второй и третий элементы 16, 17 и 18 задержки, входные информационные шины 19, информационные выходы 20, щину 21 записи, шину 22 считывани  и шину 23 установки в В исходном состо нии по шине 23 на устройство поступает импульс, устанавливающий в нулевое состо ние регистр 10, в единичное состо ние - регистр 11, а через элементы 14 и 15 ИЛИ - в нулевое состо ние триггеры 12 и 13. Вследствие этого в исходном состо нии элементы 2, 3, 4, 8 и 9 И закрыты и открыты элементы И 5, так как они управл ютс  от нулевых выходов триггеров 12 и 13. Таким образом, в исходном состо нии нулевой код регистра 10 через элемент 5 И и группу элементов 6 ИЛИ поступает на управл ющие входы регистров 1 (код «О на каком-либо выходе регистра 10 илк 11 при прохождении через элементы 6 ИЛИ соответствует уровню напр жени  на соответствующем управл ющем входе регистра 1 - Vj). Итак, начина  с момента поступлени  уровней напр жени  Vt на управл ющие входы регистров 1 устройство готово к работе. Одновременно в устройство может быть записано дл  хранени  п - разр дное слово по информационным входам 19 или из устройства может быть считано п-разр дное слово по информационным выходам 20. Запись слова в БЗУ по первому адресу производитс  при поступлении на устройство первого импульса записи по шине 21. Импульс записи, во-первых, осуществл ет установ триггера 12 в единичное состо ние, в результате чего элементы 5 И закрываютс  по вторым входам и открываютс  элементы 4 И по первым входам, что приводит к поступлению на управл ющие входы регистров 1 уровней напр жени  Уг- (код «1 на каком-либо выходе регистров 10 или 11 при прохождении через элементы 6 ИЛИ соответствует уровню напр жени  на соответствующем управл ющем входе регистров 1 - Vz). Во-вторых, импульс записи по первым входам открывает элементы 3 И, в результате чего информаци  первого слова через элементы 3 И поступает на информационные входы регистров 1. При уровн х напр жени  на управл ющих входах регистров 1 - Vt () в каждом yi3 регистров 1 образуетс  потенциальна   ма на всю длину регистра 1, в которую стекает входной зар д, величина которого пропорциональна величине выходного напр жени  с соответствующего элемента 5 И. Причем, если с некоторого элемента 3 И на информационный вход соответствующего регистра 1 поступает высокий уровень напр жени  (код «1), то в регистре 1 происходит формирование зар да в потенциальной  ме, если же на информационный вход регистра с элемента 3 И поступает низкий уровень напр жени  (код «О), то в потенциальной  ме .регистра 1 формирование зар да не происходит. Таким образом, в регистры 1 с информационных входов 19 поступает первое слово, которое в БЗУ необходимо хранить по первому адресу и которое при необходимости считывани  необходимо первым вывести из БЗУ. Далее, иглпульс записи производит сдвиг содержимого регистра 10 на два разр да влево, а через первый элемент 16 задержки - запись «1 в крайний правый разр д регистра 10 после прекращени  сдвига его на два разр да влево. После сдви.га и записи «1 в регистре 10 устанавливаетс  код 000...01. Задержанный импульс записи с выхода элемента 16 задержки поступает также на второй вход элемента 15 ИЛИ, сбрасыва  триггер 12 в нулевое состо ние , в результате чего элемент 4 И снова закрываетс , а элемент 5 И открываетс . И, наконец, задержанный импульс записи производит сдвиг на два разр да влево регистра 11, а через элемент 18 задержки - запись «1 в крайний правый разр д регистра 11. Таким образом, в регистре 11 устанавливаетс  код III...101. После включени  элемента 5 И на управл ющих входах регистров 1 устанавливаетс  код 000...01 (код регистра 10), что приводит к сжатию потенциальных  м регистров 1 к району действи  правого управл ющего входа регистров 1 и следовательно, к хранению информации по первому адресу под крайним правым управл ющим входом (электродом) регистров 1. Если на устройство поступает снова импульс записи, то снова включаетс  триггер 12 записи и новый входной код, соответствующий второму адресу, поступает на информационные входы регистров 1. Так как во врем  первой части цикла записи вновь открываютс  элементы 4 И и закрываютс  элементы 5 И, то в регистрах 1 образуютс  новые потенциальные  мы под всеми управл ющими входами (электродами ), за исключением двух правых крайних, так как на управл ющие входы регистров 1 с выхода регистра II поступает код 111...101. В это врем , в эти новые потенциальные  мы каждого из регистров 1 поступает информаци  по второму адресу с информационных входов регистров 1. При этом под последним крайним справа электродом (управл ющим входом) всех регистров 1 сохран ютс  потенциальные  мы с информацией по первому адресу, так как они радел ютс  от новых потенциальных  м потенциалом Vi предпоследнего крайнего справа электрода. Во второй части цикла записи по второму адресу снова происходит сжатие к выходу полученных в первой части цикла записи потенциальных  м кодом 00...0101 регистра 10. В-конце этого цикла записи в регистре 11 находитс  код 111...10101, необходимый дл  пройедени  следующего (третьего) цикла записи. Таким образом, в регистрах 1 к концу цикла записи по второму адресу находитс  информаци  дл  двух адресов - под последними крайними справа (первое число) и под третьими справа крайними управл ю- . щими электродами. Запись информации в БЗУ по последующим адресам производитс  аналогично. При поступлении на устройство импульса считывани  по щине 22 из регистров 1 производитс  считывание информации по первому ранее записанному адресу, котора  всегда находитс  под последним крайним правым управл ющим входом (электродом) ПЗС-регистров. Импульс считывани , во-первых , открывает по вторым входам элементы 2 И, в результате чего информаци  с последнего разр да регистров 1 (зар д под последним справа крайним электродом) через элементы 2 И поступает на информационные выходы устройства. Во-вторых, импульс считывани  устанавливает в единичное состо ние триггер 13, в результате чего элементы 5 И закрываютс  по первым управл ющим входам и открываютс  по первым входам элементы 8 и 9 И, что обеспечивает подачу импульсов Ф1 и Ф2 от генератора 7 импульсов

через элемент 6 ИЛИ на управл ющие входы регистров 1. С помощью импульсов Ф1 и Ф2 обеспечиваетс  двухтактный сдвиг хран щейс  в регистрах информации (зар дов) на один разр д вправо, что обеспечивает подачу под последний справа управл ющий вход регистров 1 информации последующего дл  считывани  слова. Одновременно импульс считывани  обеспечивает сдвиг на два разр да вправо содержимого регистров 10 и 11 дл  учета того, что из регистров 1 произощло считывание слова по одному адресу . После окончани  цикла считывани  и сдвига информации в регистрах 1, 10 и 11 импульс считывани  через элемент 17 задержки устанавливает триггер 13 считывани  снова в нулевое состо ние, после чего элементы 8 и 9 И закрываютс  и открываютс  элементы 5 И, обеспечива  в регистрах 1 вновь режим хранени  информации. Считывание последующих слов из БЗУ осуществл етс  аналогично. Так как в предлагаемом БЗУ отсутствуют цепи регенерации информации , то врем  хранени  информации в регистрах 1 ограничено и должно составл ть ориентировочно единицы миллисекунд,

Предлагаемое устройство позвол ет намного увеличить быстродействие буферных запоминающих устройств. Если врем  выборки информации из известного устройства в среднем составл ет 1/2 М-г, то врем  выборки информации в случае предлагаемого БЗУ может составл ть величину пор дка i;, т. е. в М раз больще.

Claims (2)

1.Патент США № 3891977, кл. 340-173R, 1976.

2.Экспресс-информаци . - «Вычислительна  техника, 1976, № 30, с. 16-20 (прототип ).