Устройство для управления динамической памятью

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в запоминающих устройствах, содержащих накопитель, выполненный на элементах памяти с ограниченным временем хранения информации (например, динамическая память на элементах с МДП-структурой). Цель изобретения - повышение быстродействия путем исключения ограничений на длительность и период следования сигналов запроса на обмен и увеличения длительности периода автоматического отслеживания режима, выгодного для проведения цикла регенерации без нарушения очередности выполнения циклов обмена с накопителем, и повышение надежности за счет обнаружения помех на входе устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит формирователь 1синхросигналов, формирователь 2 сигналов регенерации, триггеры 3-5, элементы И-НЕ 6-11, одновибратор 12, элементы 13 и 14 задержки. 3 ил.

сОюз сОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

119 А1

П9) Ol) (5П 4 G 06 F 12/00

1 ( (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

13 и t4 задержки. 3 ил.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ по изОБРетениям и открытиям

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4313198/24-24 (22) 15.10.87 (46) 07.04.89. Бюл. У 13 (72) А.Н.Доколин и Б.П.Жданов (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 752338, кл. G 06 F 9/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР й" 997037, кл. G 06 F 9/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ ПАМЯТЬЮ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в запоминающих устройствах, содержащих накопитель, выполненный на элементах памяти с ограниченным временем хранения информации (например, динамическая память на элементах с ИДП-структурой) . Цель изобретения — повышение быстродействия путем исключения ограничений на длительность и период следования сигналов запроса на обмен и увеличения длительности периода автоматического отслеживания режима, выгодного для проведения цикла регенерации без нарушения очередности выполнения циклов обмена с накопителем, и повышение надежности за счет обнаружения помех на входе устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит формирователь 1 синхросигналов, формирователь 2 сигналов регенерации, триггеры 3-5, элементы

И-НЕ 6-11, одновибратор 12, элементы

147 119о

Изобретение относится к вычисли-.тельной технике и может быть использовано в запоминающих устройствах, содержащих накопитель, выполненный на элементах памяти с ограниченным временем хранения информации (напри-, мер, динамическая память на элементах с МДП-структурой).

Цель изобретения — повышение быст10 родействия путем исключения ограничений на плительность и период следования сигналов запроса на обмен и увеличения длительности периода автоматического отслеживания режима, выгодного для проведения цикла регенерации без нарушения очередности выполнения циклов обмена с накопителем, и повышение надежности за счет обнаружения помех на входе устройства.

На фиг.1 представлена схема устройства управления динамической памятью; на фиг.2 — временная диаграмма работы устройства по запросам на обмен; на фиг.3 — то же, по запросам на регенерацию.

Устройство содержит формирователь

1 синхроимпульсов, формирователь 2 сигналов регенерации, с первого по .третий триггеры 3-5, с первого по шестой элементы И-HE 6-11, одновибратор 12, первый и второй элементы

13 и 14 задержки, вход 15 запроса на. обмен устройства и выход 16 признака блокировки обмена накопителя устройства.

Формирователь I предназначен для формирования сигнала, информирующего о завершении цикла накопителя, а также сигналов, синхронизирующих работу 40 накопителя.

Формирователь 2 предназначен для формирования последовательности импульсов, инициирующих запросы на регенерацию накопителя. 45

Триггер. 5 предназначен для управления формирователем 1 синхронизирующих сигналов и определяет режим работы устройства.

Триггер 3 предназначен для первичной фиксации запроса на обмен, поступающего с входа 15 устройства и формирования сигнала на выходе 16 устройства при обнаружении помехи на входе 15.

Триггер 4 предназначен для первичной фиксации запроса на регенерацию в моменты времени, определяемые длительностью периода последовательности импульсов регенерации на выходе формирователя 2.

Устройство работаег следующим образом.

При отсутствии запросов на обмен и регенерацию устройство находится в исходном состоянии и цикл работы накопителя не выполняется. Сигнал нулевого уровня на входе 15 указывает на отсутствие запроса на обмен. Он обеспечивает формирование сигнала единичного уровня на выходе эелемента

И-НЕ 6 и установку триггера 3 в нулевое состояние. На инверсном выходе триггера 3 и на вьг<оде 16 присутствует сигнал нулевого уровня, блокирующий в накопителе формирование сигналов обмена.

Единичное состояние триггера 4 показывает на отсутствие запроса на регенерацию. Сигнал нулевого уровня на выходе триггера 4 обеспечивает формирование на выходах элементов

И-HE 9 и 11 и на выходе элемента 14 задержки сигналов единичного уровня.

Цикл работы накопителя не выполняется, когда на выходах триггера 5 одновременно присутствуют сигналы единичного уровня.. Данные сигналы подаются на входы элементов И-НЕ 7, 8 и 10. Так как на всех входах этих элементов присутствуют сигналы единичного уровня, то на их выходах формируются сигналы нулевого уровня.

При этом сигналы на выходах элементов

И-НЕ 8 и 10 обеспечивают устойчивое состояние триггера 5, а сигнал на выходе элемента И-НЕ 7 запрещает работу формирователя 1, на выходе которого. присутствует сигнал единичного уровня.

Устройство обеспечивает запуск циклов работы накопителя по последовательно поступающим на вход 15 запросам на обмен и по периодически формируемым с помощью формирователя.

2 запросам на регенерацию. Длитель-. ности запросов на обмен и паузы между ними могут быть самыми различными и определяются свойствами накопителя.

Нулевое состояние триггера 5 соответствует проведению цикла работы накопителя пб запросу на обмен, а единичное — по запросу на регенерацию.

При любом из этих состояний триггера

5 элемент И-НЕ 7 формирует сигнал, разрешающий работу формирователя 1.

1471196

В конце выполнения цикла работы накопителя формирователь 1 вырабатывает импульс, устанавливающий триггер 5 в исходное состояние.

Элементы И-НЕ 8 и 10 обеспечивают устойчивость состояний триггера 5.

После установки триггера 5 в нулевое или единичное состояние сигналами нулевого уровня, поступающими 10 ,соответственно на элемент И-НЕ 8 или ! 10, никакие изменения указанных сигналов не влияют на, состояние триггера 5 до конца цикла работы накопителя. Исключена возможность одновременного поступления сигналов установки триггера 5 в нулевое и единичное состояние, что обеспечивает отсутствие переходных процессов.

Сигнал установки триггера 5 в нулевое состояние формируется элементом И-НЕ 6, когда на вход 15 поступает запрос на обмен в виде сигнала единичного уровня, триггер 3 находится в единичном состоянии и запрос на регенерацию выполнен до истечения периода регенерации. Триггер 3 устанавливается в единичное состояние в паузе между запросами на обмен, а в нулевое — импульсом нулевого уровня, формируемым одновибратором 12 в момент установки триггера 5 внулевое состояние одновременно с запуском цикла работы накопителя. При нулевом состоянии триггера 3 на выход

16 поступает сигнал единичного уровня, разрешающий формирование в накопителе сигналов обмена, и запрещается установка триггера 5 в нулевое состояние ° Последнее исключает возможность выполнения нескольких циклов накопителя по одному длительному запросу на обмен.

Сигнал на выходе 16 позволяет своевременно блокировать формирование сигналов обмена и предотвратить возможный сбой во взаимодействии накопителя и запрашивающих устройств в случае запуска цикла работы накопителя по кратковременной помехе на входе 15.

При этом цикл работы накопителя не прерывается, что обеспечиваЕт нормальное функционирование накопителя.

Сигналы установки триггера 5 в единичное состояние с целью проведе . ния цикла регенерации формируются или элементом И-НЕ 9, или элементами И-HE 11 и 13 и 14 задержки. Общим условием для этих элементов является наличие запроса на регенерацию, когда триггер 4 установлен в нулевое состояние сигналом нулевого уровня, периодически формируемым формирователем 2, и на выходе триггера

4 присутствует сигнал единичного уровня .

Дополнительным условием для элемента И-НЕ 9 является нулевое состояние триггера 3, в которое он устанавливается в начале цикла работы накопителя по запросу на обмен.

Если триггер 3 сохраняет единичное состояние после завершения цикла работы накопителя, то сигнал нулевого уровня с выхода элемента И-НЕ

9 производит установку триггера 5 в единичное состояние и запуск цикла регенерации. При этом сигнал нулевого уровня, поступающий с инверсного выхода триггера 5, устанавливает триггер 4 в единичное состояние, прекращая действие запроса на регенерацию.

Значение задержки распространения сигнала элементом 13 задержки выбрано таким, чтобы за время не менее, чем длительность цикла работы накопителя, до окончания периода регенерации вызвать запуск цикла регенерации. Если запрос на регенерацию бып снят до указанного момента времени, элемент И-НЕ 11 формирует сигнал нулевого уровня, который поступает на вход элемента И-НЕ 6 для предотвращения запуска цикла работы накопителя по запросу на обмен и через элемент 14 задержки на вход элемента

И-HE 10 для установки триггера 5 в единичное состояние. Если при этом выполняется цикл работы накопителя г по запросу на обмен, то после его завершения произойдет запуск цикла регенерации.

В интервале от момента времени

t, до момента времени t (фиг.2) уст- ройство находится в исходном состоя-. нии„ Пусть в момент времени t noc< тупает запрос на обмен, которому соответствует сигнал единичного уровня на входе 15 устройства, при этом на выходе элемента И-HE 6 формируется сигнал нулевого уровня, а на выходе элемента И-НЕ 7 — сигнал единичного уровня. Триггер 5 устанавливается в нулевое состояние, при котором на его прямом выходе присутствует сигнал нулевого уровня. Срабатывает одновиб1196 6

5 147 ратор 12, формируя импульс нулевого уровня, поступающий на вход установки в "О триггера 3. Триггер 3 устанавливается в нулевое состояние, при котором на его прямом выходе присутствует сигнал нулевого уровня, вызывающий формирование на выходе элемента И-НЕ 6 сигнала высокого уровня, а на его инверсном выходе и выходе

16 устройства сигнал единичного уровня, разрешающий накопителю формировать сигналы обмена с запрашиваемым устройством. Одновременно сигнал нулевого уровня с прямого выхода триггера 5 вызывает формирование на выходе элемента И вЂ” НЕ 7 сигнала единичного уровня, разрешающего работу фор- мирователя 1.

Допустим, что обмен завершен до окончания цикла работы накопителя и сигнал запроса на обмен снят в момент времени t<. При этом на вход 15 устройства поступает сигнал нулевог уровня, устанавливающий триггер 3 в единичное состояние. С инверсного выхода триггера 3 на выход 16 устройства поступает сигнал нулевого уровня, что блокирует формирование накопителем сигналов обмена.

Предположим также, что до завершения цикла работы накопителя, вызванного первым запросом на обмен, в момент времени tä поступает второй запрос на обмен. При этом на выходе элемента И-НЕ 6 формируется сигнал нулевого уровня, но до завершения цикла работы накопителя по предыдущему запросу на обмен устройство не изменяет своего состояния.

В конце цикла работы накопителя по первому запросу на обмен в момент времени t< с выхода формирователя 1 на входы триггера 5 поступает импульс нулевого уровня, на время действия которого триггер 5 устанавливается в состояние, когда на его выходах присутствуют сигналы единичного уровня. При этом на выходе элемента

И-НЕ 7 формируется сигнал нулевого уровня, останавливающий работу формирователя 1.

По окончании действия сигнала нулевого уровня с выхода формирователя

1 в момент времени t триггер 5 вновь устанавливается в нулевое состояние, что вызвано формированием на выходе элемента И-НЕ 6 сигнала нулевого уровня, поддерживающего присут5

55 ствие на выходе элемента И-НЕ 3 и входе установки в "О" триггера 5 сигнала единичного уровня. От момента времени С до момента времени устройство работает так же, как в интервале между моментами времени и t Так как второй запрос на обмен сохраняется на все время выполнения цикла работы накопителя Тц, то сохраняется состояние триггера 3 и сигнала на выходе элемента И-НЕ 6.

Поэтому после завершения цикла работы накопителя, вызванного вторым запросом на обмен, в момент времени. состояние триггера 5 не изменяется и новый цикл работы накопителя не возобновляется. После окончания запроса на обмен в момент t устройство переходит в исходное состояние.

Из рассмотрения работы устройства по запросам на обмен следует, что поступивший запрос на обмен может быть снят после завершения обмена запрашивающего устройства и накопителя без ожидания окончания цикла работы накопителя, Это позволяет совместить выполнение цикла работы накопителя с выполнением подготовки следующего запроса на обмен. Запрос на обмен, поступающий во время выполнения накопителем цикла работы по предыдущему запросу на обмен или по запросу на регенерацию, воспринимается устройством после завершения этого цикла. Для медле:нных запраши— ваемых устройств и (или) при низкой частоте поступления запросов на обмен длительность последних может превышать цикл работы .накопителя, При этом на время сохранения запроса на обмен после окончания цикла работы накопителя и на время паузы до следующего запроса на обмен накопитель не задействован для выполнения обмена с запрашивающими устройствами и может выполнять регенерацию.

При наличии кратковременной помехи на входе 15 устройства, вызывающей запуск цикла работы накопителя, устройство работает аналогично работе по запросу на обмен, действие которого заканчивается до завершения цикла работы накопителя. При этом сигнал на выходе 16 устройства позволяет своевременно блокировать в накопителе формирование сигналов обмена на все время выполнения цикла работы.

1471196

Пусть на момент времени (фиг.3) триггер 4 находится в нулевом состоянии, тогда время равно задерж- . ке сигнала на элементе 13 задержки и составляет величину

5 опт — Т где Т вЂ” период следования запросов

P на регенерацию;

Т вЂ” длительность выполнения 10 цикла работы накопителя.

В момент времени t> на выходе элемента 13 задержки формируется сигнал единичного уровня, вызывающий формирование на выходе элемента И-НЕ

11 сигнала нулевого уровня. Последний поступает на третий вход элемента И-НЕ 6 для блокировки установки триггера 5 в нулевое состояние и через элемент 14 задержки на третий 20 вход элемента И-HE 10. Задержка сигнала элементом 14 задержки исключает возможность одновременного поступления сигналов установки триггера 5 в нулевое и в единичное состояния. 25

Допустим, что до момента времени

t выполняется цикл работы накопителя по поступившему ранее запросу на обмен, При этом на входе 15, на инверсном выходе триггера 3 и на выходе элемента И-НЕ IÎ присутствуют сигналы единичного уровня, а на выходе элемента И-НЕ 9 на прямом выходе триггера 5 — сигналы нулевого уров35

В момент времени t формирователь

1 вырабатывает импульс нулевого уровня, устанавливающий триггер 5 в исходное состояние. По окончании .дей- 40 ствия импульса в момент времени t триггер 5 устанавливается в единичное состояние. Сигнал нулевого уровня, формируемый на инверсном выходе триггера 5, производит установку 45 триггера 4 в исходное единичное состояние и вызывает формирование на выходе элемента И-НЕ 7 сигнала единичного уровня. Последний разрешает

Работу Формирователя 1 и выполнение цикла работы накопителя с целью регенерации.

Сигнал нулевого уровня, формируемый на выходе триггера 4, вызывает формирование сигналов единичного уровня на выходах элементов И-НЕ 9, 11 и элементе 14 задержки и сигнала нулевого уровня на выходе элемента

13 задержки.

Момент времени t соответствует

1Я окончанию периода регенерации, с выхода формирователя 2 на вход установки в "1" триггера 4 поступает сигнал нулевого уровня для формирования следующего запроса на регенерацию. Длительность сигнала tр определяется из выражения

+ 0 Т tq w tp Т где t — длительность импульса нулевого уровня на выходе формирователя 1.

Выполнение соотношения из правой части выражения обеспечивает снятие запроса на регенерацию в случае, когда по нему сразу же запускается цикл работы накопителя. Выполнение соотношения из левой части выражения обеспечивает снятие запроса на регенерацию после запуска цикла работы накопителя по первому запросу времени с .

По окончании цикла работы накопителя по первому запросу на регенерацию в момент времени t, формируется импульс нулевого уровня на выходе формирователя 1. Триггер 5 устанавливается в исходное состояние на время действия этого импульса. В случае присутствия запроса на обмен на выходе 15 сигналы единичного уровня на выходе триггера 4 и на инверсном выходе триггера 3 обеспечивают формирование сигнала нулевого уровня на выходе элемента И-НЕ 9, который в свою очередь сохраняет сигнал единичного уровня на выходе элемента И-НЕ 10.

Поэтому в момент времени t триггер 5 возвращается в единичное состояние и запускается цикл работы накопителя по второму запросу на регенерацию.

В момент времени t заканчивается формирование сигнала нулевого уровня на выходе формирователя 2, триггер 4 под действием сигнала нулевого уровня, поступающего с инверского выхода триггера 5 на вход установки в "0" триггера 4, устанавливается в исходное состояние. После окончания цикла работы накопителя по второму запросу на регенерацию в момент времени t« устройство устанавливается в исходное состояние.

Формула из обр ет ения

Устройство для управления диналшческой памятью, содержащее три триг1О

1ч7 1196

Вийе меинма н c/ <

Рияд

gppp+нРйу

В-НЕ!

7tp Ibid ди И вригыра У

Вюзи

ЙВРФйфю

l1lupu Ю

Реей

&цщ

Ярру уо " йцИ 1$ диМ лЮИЕНу 3 а .

И-И 7 дед

p(i/i i7! б

NFi7!7 f гера, первый элемент задержки, формирователь синхроимпульсов, формирователь сигналов регенерации, первый и второй элементы И-НЕ, причем вход запроса цикла устройства подключен к входу установки в "1" первого триггера и к первому входу первого элемента И-HE выход формирователя сигналов регенерации подключен к входу установки в "1." второго триггера, ин— версный выход которого подключен к входу первого элемента задержки, пря— мой и инверсный выходы третьего триггера подключены соответственно к первому и второму входам второго элемента И-НЕ, выход которого подключен к входу формирователя синхроимпульсов, отличающееся тем,что,с целью повышения быстродействия и надежности устройства, в него введены с третьего по шестой элементы И-НЕ, второй элемент задержки и одновибратор, причем выход первого элемента

И-НЕ подключен к первому входу третьего элемента И вЂ” НЕ, выход которого подключен к .второму входу установки; в 0 третьего триггера, прямой выход которого подключен к второму входу третьего элемента И-НЕ и к входу одновибратора, выход которого подключен к входу установки в

"0" первого триггера, прямой выход е которого подключен к второму входу первого элемента И-НЕ, инверсный выход первого триггера подключен к выходу признака блокировки обмена накопителя- устройства и к первому входу четвертого элемента . И-НЕ, выход которого подключен к первому входу пятого элемента И-НЕ, выход которого подключен к входу установки в "1" третьего триггера, инверсный выход

15 которого подключен к второму входу пятого элемента И-НЕ и входу установки в "0" второго триггера, инверсный выход которого подключен к второму входу четвертого элемента И-НЕ и

20 первому входу шестого элемента И-НЕ, выход которого подключен к третьему входу первого элемента И-НЕ и входу второго элемента задержки, выход которого подключен к третьему входу

25 пятого элемента И-НЕ, выход первого элемента задержки подключен к второму входу шестого элемента И-НЕ, выход формирователя синхроимпульсов подключен к входу синхронизации тре30 тьего триггера.

1471196 у 40 11 f2 О й

3ход 15

Второй

Выхоо триггера 5

Выход рррмироЕатею 2

ЗьиОд триггера 4.

Выход элемента 1у ра Фержии

Выход

zneeeemu.

К-HE и

ВБ/хо о эйе меняя 14 раде,она

ПеРЮБ/й &ход м иггера 5

6во/7ой Выход

Npusaepu 5

Вьяод иеиенма, И-HE 9 йиод мементо

И-Нб 0

Выход япеюгта

И-HE У

Вь/ход îðесродавеюя/ фиг. 3

Составитель В.Смирнов

Техред Л.Олийнык

Корректор Л.Пилипенко

Редактор А.Мотыль

Заказ 1609/50 Тираж бб7 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101