Устройство для управления полупровод-никовым накопителем

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТЮЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик («) 84281 1 (61) Дополнительное к авт. саид-ау(51)М. Клз (22) Заявлено 1607.79 (21) - 27.97738/18-24

G 0e F 9/00

G 11 С 7/00 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 300 81. Ьюллетеиь ЙЯ 24 (53) УДК 681.327 (088. 8) Дата опубликования описания 30Ю6В1 (72) Авторы изобретения

Ю.С.Яковлев, В.С.Каленчук и Б.В.Новико (73) Заявитель

Ордена Ленина институт кибернетики AH (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫМ

НАКОПИТЕЛЕМ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для управления регенерацией хранимой информации в полупроводни" ковых накопителях динамического типа, выполненных на транзисторах типа металл - диэлектрик — полупроводник (МДП-транзисторах) .

Известно устройство, которое содержит блок управления и генератор сигналов регенерации, который с постоянной частотой выдает запросы .на регенерацию хранимой информации, при этом изменить частоту запросов на регенерацию и алгоритм регенерации невозможно без технологического изменения устройства (.1), Недостатком известного устройства является невозможность применения его для управления полупроводниковы- 20 ми накопителями различных типов.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, которое содержит УЬел синхронизации, в состав которого входит счетчик тактовых ююпульсов, дешифратор тактовых импульсов, схема формирования и выдачи управ-яющих сигналов, тактовый вход, управляющий .вход, информационные вы- ходы, подключенные к выходным шинам, 30 выходы синхронизации, вход запроса регистрации и узел регенерации, состоящий из генератора регенерации,схемы управления регенерацией, счетчика адресов регенерации (2).

Недостатком этого устройства является его сложность и отсутствие автоматической настройки частоты запросов регенерации для запоминающих устройств с различными. временами хранения информации в .ячейках памяти и различной емкостью кристаллов накопителя, что существенно снижает быстро-. действие устройства.

Цель настоящего изобретения — повышение быстродействия и упрощение j устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для управления полупроводниковым накопи селем,содержащем. генератор тактовых импульсов, счетчик тактовых импульсов,два дешифратора, формирователь управляющих импульсов, регистр адреса, ре.гистр слова, счетчик, делитель частоты, триггер, два элемента И, элемент ИЛИ, элемент задержки и группу

Элементов И, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с первьа4 . входом счетчика тактовых импульсбв, 842811 выходы которого подключены ко входам первого дешифратора, выходы которого соединены с первым входом формирователя управляющих импульсов, первый выход которого является первым информационным выходом устройства, вторые входы счетчика тактовых импульсов и формирователя управляющих импульсов. являются соответственно входами об ращения и чтения-записи устройства, первые входы и выходы регистров ад реса и слова являются соответственно адресными входами и выходами, информационными входами и вторым информационным выходом устройства, вторые входы регистров адреса и слова подключены ко второму выходу формирователя управляющих импульсов, .третий и четвертый входы регистра адреса соединены соответственно с третьим входом формирователя управляющих импульсов и с одним из выхо- Щ дов счетчика, одни из входов делителя частоты подключейы к одним из управляющих шин устройства, а входы второго дешифратора - к другим управляющим шинам, выходы счетчика соединены с первыми входами элементов И группы, вторые входы которых подключены к .одним из выходов второго дешифратора, первые входы первого и второго элементов И соединены с третьим выходом формирователя управляющих импуль.сов, третий вход которого подключен к третьим входам счетчика. тактовых импульсов и регистра адреса, второму входу первого элемента И и выходу . триггера, выход первого элемента И соединен со входом счетчика, второй вход вторбго элемента И подключен к другому выходу второго дешифратора, выход второго элемента И и выходы элементов И группы соединены с соот- 40 ветствующими входами элемента ИЛИ, выход которого подключен ко входу элемента задержки, выход которого соединен со входом сброса триггера, вход установки которого подключен к выходу делителя частоты, другой вход которого. соединен с выходом генератора тактовых импульсов. .На фиг.l изображена функциональная схема предложенного устройства, © иа фиг. 2 — временная диаграмма фаботы устройства.

Устройство содержит (фиг.1) генератор 1 тактовых импульсов, счет.чик 2 тактовых импульсов, первый де шифратор 3, формирователь 4 управляющих иМпульсов, регистр 5 адреса, регистр 6 слова, счетчик 7, первый

8 и второй 9 элементы И, второй дешифратор 10, группу элементов И 11, элемент ИЛИ 12,,элемент 13 эадерж- щ ки, делитель 14 частоты,-являющийся . регулируемым, триггер 15, вход

16 запись-чтение, вход 17 обращения адресные входы 18 и выходы 19, информациойный вход 20, первый 21 и второй 22 информационные выходы и управляющие шины 23-31.

Выход генератора 1 тактовых импульсов соединен с первым входом счетчика 2 тактовых импульсов, выходы которого подключены ко входам первого дешифратора 3. Выходы. первого дешифратора 3 соединены с первым входом формирователя 4 управляющих импульсов, первый выход которого является первым информационным выходом 21 устройства. Вторые входы счетчика 2 тактовых импульсов, и формирователя 4 управляющих импуль сов являются соответственно входами

17 обращения и 16 чтения-записи устройства. Первые входы и выходы регистра 5 адреса и регистра 6 слова являются соответственно адресными входами 18 и выходами 19, информационными входами 20 и вторым информационным выходом 22 устройства.

Вторые входы регистров 5 адреса и

6 слова подключены ко второму выходу формирователя 4 управляющих импульсов ° Третий и четвертый входы регистра 5 адреса соединены соответственно с третьим входом формирователя

4 управляющих импульсов и с одним из выходов счетчика 7. Одни из входов делителя 14 частоты подключены к одним из уйравляющих шин 23-28, а входы второго дешифратора 10 к другим управляющим шинам 29-31.

Другие выходы счетчика 7 соединены соответственно с-первыми входами группы элементов И 11, вторые входы которых подключены к одним из выходов второго дешифратора 10. Первые входы первого 8 и второго 9 элементов И соединены с третьим выходом формирователя 4 управляющих импульсов, третий вход которого подключен. к третьим входам счетчика 2 тактовых импульсов и регистра 5 адреса, второму входу первого элемента И 8 и выходу триггера 15. Выход первого элемента И 8 соединен со входом счетчика 7. Второй вход второго элемента И 9 подключен к другому выходУ второго дешифратора 10. Выход второго элемента И 9 и выходы группы элементов И 11 соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ 12, выход которого подключен ко входу элемента 13 задержки.

Выход элемента 13 задержки соединен со входом сброса триггера 15, вход установки которого подключен к выходу делителя 14 частоты, другой вход которого соединен с выходом генератора 1 тактовых импульсов.

На фиг.2 а изображены иьйульсы на выходе делителя 14 частоты (фиг.l); на фиг.2б -импульсы синхронизации иа третьем выходе формирователя 4 управляющих импульсов

) (фиг. 1), период следования которых равен времени регенерации t > на

842811 фиг.2в - импульсы, поступающие на первый вход одного из элементов И

11 (фиг.1) с выхода счетчика 7; на фиг.2г — импульсы на выходе элемента 13 задержки (фиг.1); на фиг.2д-. импульсы на выходе триггера 15 (фиг.1).

На фиг.2 обозначены: хр-время хранения информации между циклами регенерации в накопителе; n — количество строк в. кристалле накопителя.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 тактовых импульсов начинает работать после включения источника питания и независимо от режима работы устройства выдает так« 15 товые сигналы с периодом следования

1 . На вход 17 обращения устройства поступает. сигнал Обращение, который при отсутствии сигнала запроса регенерации на третьем входе Щ счетчика 2 тактовых импульсов разрешает прохождение тактовых импульсов на его первый вход. Одновременно на вход 16 записи-чтения устройства . поступает командное слово Чтениезапись, определяющее режим работы устройства, Тактовые импульсы запускают счетчик 2 тактовых импульсов, выходные сигналы которого дешифрируются первым дешифратором 3, при. этом на каждом из выходов первого дешифратора 3 формируется последовательность импульсов, сдвинутая во времени относительно последовательности импульсов на любом другом его выходе, Формирователь 4 управляющих импульсов воспринимает определенные импульсы на выходах первого дешифратора 3 и формирует импульсы, поступающие с его первого выхода на пер- 40 вый информационный выход 21 устройства, и синхронизирующие импульсы, поступающие на вторые входы регистра

5 адреса и регистра б слова и через первый элемент И 8 на вход счетчика 4

7 для синхронизации их работы в режиме регенерации. Одновременно с сигналом Обращение выставляют код адреса на адресных входах 18 устройства, который на время обращения ®0 запоминается на регистре 5 адреса и выдается с него на адресные выходы

19 по сигналу синхронизации со второго выхода формирователя 4 управляющих импульсов. Код слова поступает ца информационные входы 20 устройст« ва, запоминаетея на регистре 6 сло-, ва и выдается на второй информационный выход 22 устройства при наличии импульса синхронизации.

В режиме регенерации хранимой щ информации требуемый алгоритм регенерации задают соответствующим кодом на управляющих шинах 29,30 и 31, соединенных со входами второго дешифратора 10. Частоту запросов pereнерации информации в зависимости от алгоритма регенерации, времени хранения t>p ячейках памяти i -ro накопителя, а также от количества строк- и в кристалле i-го накопитеj ля задают соответствующим кодом на управляющих шинах 23-28, с которых он поступает на входы регулируемого делителя 14 частоты.

Коэффициент деления регулируемого делителя 14.частоты определяется применяемым алгоритмом регенерации, соответствующий которому код постуГ ает иа входы делителя 14 частоты через управляющие шины 23-28.Сигнал на выходе делителя 14 частоты появляется после установки .íà его входах кода, задающего требуемое значение коэффициента деления, через время равное для распределенного алгоритма регенерации м 01

n°. для группового алгоритма регенерации

tS.rp Х О и для комбинированного алгоритма регенерации хРд d ) ком

1 где t . - время хранения информации .между циклами генерации в ячейках памяти i-го накопителя;

n — количествэ строк в кристал. 1 ле i-го накопителя;

d - количество строк, генерируемых внутри одной группы с периодом следования внутри группы, равным времени . регенерации рз,»

Эги параметры могут изменяться в широких пределах, при этом необходимый период следования t> сигналов запроса на регенерацию обеспечивает регенерацию информации в каждой строке накопителя через время, не превышающее

Таким образом, в устройстве осуществляется не только автоматическая перестройка режима его работы в зависимости от алгорнтма регенерации, но и изменение частоты следования. сигналов запроса на регенерацию.

Сигнал с выхода делителя частоты с периодом следования t>поступает на вход установки триггера 15. Каждый раз через время t>> сигнал уста- новки триггера 15 устанавливает этот триггер s единичное состояние. При этом сигнал а единичного выхода триггера.15 является сигналом запроса на регенерацию, который поступае .на третьй входы счетчика 2 такто842811 ных импульсов, генератора 4 управляющих импульсов и регистра 5 адреса, а также на второй вход первого элемента И 8. Сигнал запроса регенерации запрещает прием сигнала Обращение и разрешает прохождение тактовых импульсов на .первый вход счетчика 2 тактовых импульсов, при этом на каждом гз выходов первого дешифратора 3 формируется последовательность импульсов, сдвинутая во времени Относительно последовательности импульсов на любом -другом

его выходе. Кроме того, сигнал запроса регенерации блокирует прием командного слова Чтение-запись, поэтому формиронатель 4 управляющих импульсов, воспринимая импульсы на выходах первого дешифратора 3, выдает на свои выходы импульсы, параметры и последовательность которых строго соответствует режиму регенерации информации в ячейках памяти накопителя. Сигнал запроса регенерации на втором входе первого элемента И 8 разрешает прохождение импульсон синхронизации с третьего выхода формирователя 4 управляющих импульсон на вход счетчика 7, изменяя состояние счетчика 7 на единицу. Код— адреса регенерации с одного из выходов счетчика 7 поступает на четвертый вход регистра 5 адреса, где запоминается при наличии на его третьем входе сигнала запроса на регенерацию, который н то же время запрещает прием кода адреса по адресным входам 18 устройства. Сигнал запроса регенерации снимается путем сброса триггера

Ф

15 н состояние ноль при подаче соответствующего алгоритму регенерации кода на управляющие шины 29, 30 и 31

Для рассматриваемого случая сиг- 40 нал сброса триггера 15 формируется следующим образом.

Код 0 0 О, соответствующий рас" ,пределенному алгоритму регенерации информации, поступает на управляющие щ

t- ы 29, 30 и 31 второго дешифратора .О, ;а одном иэ выходов которого вырабатывается сигнал, который, поступая на первый вход второго элемента И 9, разрешает прохождение импульса синхронизации с третьего выхода формирователя 14 управляющих импульсов через второй элемент И 9, элемент ИЛИ 12, элемент 13 задержки, на вход сброса триггера 15, устанавливая его в нулевое состояйие. Элемент 13.задержки осуществляет задержку сигнала сброса на время, равное вр ени регенерации информации (tp,„) одной строки накопителя, так как сигнал установки триггера 15 и сиг- <0 валы, поступающие иа входы элемента

ИЛИ 12,привязаны к переднему фронту тактовых импульсов (Фиг.2) .

При комбиниРОваниом алгоритме регенерации на управляющие шниы 29, / .30 и 31 второго дешифратора 10 поступает код, соответствующий выбранному количестну строк d, регенерируемых в одной группе (например, 16, 32,- 64 строк в группе).

При этом на управляющие шины 2328 регулируемого делителя 14 частоты подают код, обеспечивающий на его выходе требуемый период следования сигнала установки триггера 15 в единичное состояние, равный,„ Например, для выполнения регенерации информации группами по четыре строки в группе (фиг.2) на управляющие шины

23.-28 (фиг.1) подают код, обеспечива ющий на выходе делителя 14 частоты период следования импульсон установки триггера 15, равный 4 "Р" . При

П1 .этом на управляющие шины 29, 30 и 31 дешифратора 10 подают код 010. На одном из выходов второго дешифратора

10 вырабатывается сигнал, который поступает на второй вход соответствующего элемента И 11, разрешая прохождение сигнала переноса второго разряда с выхода счетчика 7 через этот элемент И 11, элемент ИЛИ 12 и элемент задержки, 13 на вход сброса триггера 15. При этом триггер 15 устанавливается в нулевое состояние, тем саьым снимая запрос на регенерацию (фиг.2д) .

Сигнал переноса второго разряда с выхода счетчика 7 появляется после последовательного поступления на его вход 26 запуска через первый элемент И 8 четырех сигналов синхронизации, Тем самым, за время наличия сигнала регенерации (фиг.2) с выхода триггера 15 осуществляется регенерация информации подряд в четырех строках накопителя.

В промежутках .времени между циклами регенерации информации н одной строке накопителя осуществляют обращение к устройству для считывания или записи информации, при этом устройство вырабатывает сигналы, необходимые соответственно для выполнения этих режимов.

Технико-экономическое преимущество предложенного устройства заключается в повышении быстродействия и упрощении устройства для управления полупроводниковыми накопителями с различными временем хранения информации и емкостью кристаллов за счет обеспечения автоматической перестройки частоты следования сигналов запроса иа регенерацию.

Формула изобретения устройство для управления полупроводниковым накопителем, содержащее генератор тактовых импульсов, счетчик тактовых импульсов, два дешифратора, формирователь управляющих импульсов, регистр адреса, регистр

842811

10 слова, счетчик, делитель частоты, триггер, два элемента И, элемент ИЛИ, элемент задержки и группу элементов

И, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом счетчика тактовых импульсов, выходы которого подключены ко входам первого дешифратора, выходы которого соединены с первым входом формирователя управляющих .импульсов, первый выход которого является первым информационным выходом устройства, вторые входы счетчика тактовых импульсов и формирователя управляющих импульсов являются соответственно входами обращения и чтения-записи устройства, первые входы и выходы регистров адреса и слова являются соответственно адресными входами и выходами, информационными входами и вторым информационным выходом устройства, вторые входы регистров адреса и слова подключены ко второму выходу фор. мирователя управляющих импульсов, третий и четвертый входы регистра адреса соединены соответственно с третьим входом формирователя управляющих импульсов и с одним из .выходов счетчика, одни ыз входов делителя частоты подключены к одним из управляющих шин устройства, а входы

l второго дешифратора — к другим управляющим шинам, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения быстродействия.и упрощения устройства, в нем другие выходы счетчика соединены с первыми входами элементов И группы, вторые входы которых подключены к одним из выходов второго дешифратора, первые входы перво-, го и второго элементов И соединены с третьим выходом формирователя управляющих импульсов, .третий вход которого подключен к третьим входам счетчика тактовых импульсов и регистра адреса, второму входу первого элемента И и выходу триггера, выход, первого элемента И соединен со входом счетчика, второй вход второго элемента И подключен к другому выходу. второго дешифратора, выход

15 второго элемента И и выходы элементов И группы ссединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход . которого подключен ко входу элемента задержки, выход ксторого соединен

Щ со входом сброса триггера, вход установки которого подключен к выходу делителя частоты, другой вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР но заявке М 2507749/18-24, кл. G Об F 9/00, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2546736/18-24, кл. G 06 F 9/00, 1978 (прототип).

842811

tzp

2у

Рис. 1

2,г

2д

Pui. 2

Закаэ 5103/6k Тираж 745 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР пс делам иэобретений и открытий

3.13035, Москва, й-35, Раувская наб., д.4/5

° Ю В М

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, Ул.Проектная, 4

Составитель Т.Зайцева

Редактор М.Янбвич Техред Т,Маточка Корректор М.Шароши