Запоминающее устройство

 

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к пьезокерамическим запоминающим устройствам, и может быть использовано в перепрограммируемых накопительных устройствах. Целью изобретения является повышение быстродействия и уменьшение потребляемой мощности. Устройство обладает структурной гибкостью, обусловленной надежной работой накопителя с пьезокерамической матрицей из различных пьезоматериалов, возможностью изменять число фиксированных состояний (т.е. один и тот же накопитель может быть реализован с различным объемом памяти, для этого перестраивается частота задающего генератора. Устройство за счет исключения относительно медленного процесса поляризации подэлектродных областей запоминающих элементов обладает высоким быстродействием и низкой энергоемкостью в режиме считывания. При этом не требуется восстановления информации, что особенно эффективно при длительном хранении информации. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (i9)SU(ii) (51)5 G 11 С 11 22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (:,,-,,,; —,. ",",.".". „„)

Н А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4404667/24-24 (62) 4213645/24-24 (22) 04.04.88 (23) 19.03.87 (46)-15.01.90. Бюл. 11) 2 (72) В.С.Акопян, Э.Р.Базаев и К.Р.Григорян (53) 681.327.66(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11! 468301, кл. G 11 С 11/00, 1975.

Авторское свидетельство СССР

В 314233, кл. G 11 C ll/22, 1970. (54) ЗАП01(1ИНА10ЩЕЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к вычисли-. тельной технике, в частности к пьезокерамическим запоминающим устройствам, и может быть использовано в перепрограммируемых накопительных устройствах. Цель изобретения — повышение

Изобретение относится к вычисли- . телькой технике, в частности к пьезо" керамическим запоминающим устройствам, и может быть использовано в перепрограммируемых накопительных устройствах.

Цель изобретения — повышение быст родействия, увеличение емкости запоминающего устройства и уменьшение потребляемой мощности.

На фиг, 1 показана функциональная схема запоминающего устройства; на фиг, 2 — временные диаграммы работы ! устройства.

Устройство содержит накопитель 1 информации на биморфной пьезокерамической матрице (П101), состоящей из

2 быстродействия и уменьшение потреб" ,ляемой мощности. Устройство обладает структурной гибкостью, обусловленной надежной работой накопителя с пьезо" керамической матрицей из различных пьезоматериалов, возможностью изменять число фиксированных состояний (т.е. один и тот же накопитель может быть реализован с различным объемом памяти, для этого перестраивается частота задающего генератора), Уст" ройство за счет исключения относительно медленного процесса поляризации подэлектродкых областей запоминающих элементов обладает высоким быстродействием и низкой энергоемкостью в режиме считывания. При этом не требуется восстановления информации, что особенно эффективно при длительном хранении информации. 2 ил. пьезокерамических пластин 2 и 3 общего электрода 4, подключенного к шике нулевого потенциала, входного элект--. рода 5 и выходных электродов 6 ° подключенных к шикам 7 записи-считывания, ключевые элементы 8, входы кото-.

)рых подключены к шине 9 управления ключевыми элементами и соответствующим входам амплитудных детекторов 10 (АД), схемы 11 сравнения (СС), генератор 12 опорного линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН), элементы И

13 (ЛЭ), задающий генератор 14 (ЗГ), суммирующие счетчики 15 (Сч), объединенные в блок 16, генератор 17 импульсов возбуждения (ГИ), шину 18 управления задания режима устройства,.

1536441

4 шину 19 управления считыванием устройства,. формирователь 20 импульсов задержки сигнала и формирователь 21 импульсов установки "О".

Формирователь 20 представляет собой одновибратор, вырабатывающий импульс с задержкой относительно входного сигнала с двухвходовым логическим элементом совпадения на входе.

Формирователь 21 представляет собой .одновибратор, вырабатывающий короткие импульсы установки "0" счетчика

15 по фронту управляющего сигнала считывания. Шины 7 подключены к входам ключей 8 и детекторов 10 через разделительные конденсаторы для предохранения от воздействия импульсов записи амплитудных детекторов (не указаны, они могут быть отнесены к элементам 8 или 10), Устройство работает следующим образом.

Направление и величина остаточной поляризации под электродом 5 пластины 2 как при записи, так и при считывании информации не изменяются и с целью получения максимальных выходных сигналов имеют предельно положительное значение (на фиг. 1 условно принято направление стрелки вверх).

Перед началом записи на шины 9 и 18 подается сигнал, который отключает генератор 17 и подключает входы АД

10 через ключ 8 к шине нулевого потенциала для предохранения АД 10 от

35 воздействия импульсов записи. Запись кода N; числа производится после предварительной подготовки (установки

"0") запоминающего элемента ПКИ. При 40 этом подэлектродная область .выбранного электрода 6 через шину 7 (фиг. 1) поляризуется по предельному циклу

Рр= Р„ (или Ро = +Р„) импульсами отрицательной (положительной) полярности с фиксированной амплитудой U„ и длительностью t„, Запись кода числа осуществляется переключением подэлектродной области выбранного электрода 6 в диапазоне

Р -P< — О (или Р +Р— О). Так, 50 при записи кода N; числа на шину 7 выбранного электрода подают импульс записи положительной (отрицательной) полярности с амплитудой U„(N,)

55 Q

1 амплитудой U и длительностью t„(N;) 1

=pat(i)) и изменяют поляризацию под-! электродной области электрода б ПЕИ, переключая ее в i-e частично переключенное состояние.

При считывании информации на шину

9 подается сигнал, отключающий входы

АД 10 от шины нулевого потенциала, на шину 18 подается управляющий сигнал, который включает ГИ 17. При этом с первого выхода ГИ 17 напряжение возбуждения прямоугольной (синусоидальной) формы с амплитудой Б «

«П„(И ) и частотой = подается на электрод 5 (фиг. 1 и 2а). На втором выходе ГИ 17 формируется признак включения ГИ 17 (длительность сигнала признака t 2/f ), который подается на второй вход формирователя 20.

На шину 19 с задержкой на время подается сигнал считывания информации U „ (фиг. 2в,г), 1 ремя задержки зависит от динамических свойств накопителя (П1И) в резонансном режиме возбуждения и в основном определяется пьезомодулем Й, подэлектродных областей 2 и 3..Формирователь 21 по переднему фронту сигнала U „ формирует короткий импульс установки "0" суммирующих счетчиков 15 (фиг. 1 и 2 г,д), а на выходе формирователя

20 с задержкой на время tl, необходимое для установки "0" счетчиков, формируется импульс. напряжения считывания с длительностью t (фиг. 2 г,д,е).

При поступлении сигналов возбуждения на электрод 5 входной пластины

2 вследствие прямого и обратного пьезоэффектов, а также вследствие свойства Накопителя изменять параметры выходного сигнала в зависимости от . напряжений векторов и степени остаточных поляризаций подэлектродных областей пластин 2 и 3 на электродах 6 формируются пьезопреобразованные выхоцные сигналы U> (t) = k (N )Ug(t) (гце k (N, ) — коэффициент передачи запомийающего элемента по каналу амплитуды — амплитуда при 1-м частично переключенном состоянии; j

1-1 — число запоминающих элементов матрицы), амплитуды и фаза которых однозначно определяют код N; -го числа, записанного в j-й запоминающий элемент матрицы (фиг, 2а,б) для i-го частично переключенного состояния подэлектродных областей электродов 6

И4 6 щих устройств, когда режим записи не является основным или когда необходимо длительное (н течение ряда лет)

5 хранение информации, 5 l5 и 5. Сигналы считывания U, () с электродов поступают на АД !0 где формируются уровни U (i), и подаются на первый вход СС 11. На другой вход

СС 11 с ГЛИН 12 по сигналу с формирователя 20 подается линейно изменяющееся опорное напряжение U . В схеме

11 уровни U (i) с АД 10 сравниваются с Up (причем максимальное значение

U,я0 (m)). 3 момент совпадения уровня пьезопреобразонанного сигнала считывания U (1.)и опорного напряжения

И„ на выходе СС 11 формируется t(i) временной интервал: (1.)= ь(U (i)/U где ь — постоянная времязадающей цепи ГЛИН 12, 13, — амплитуда выходного сигнала формирователя 20. Тем самым на входах ЛЭ 13 формируются разрешающие уровни длительностью, и течение которой импульсы напряжения ЗГ 14 с частотой т = 0,5N f> и длительностью а 2/(N «8) поступают через ЛЭ 13 на счетные входы суммирующих счетчиков Сч 15 (фиг. l и 2 е,ж,з,,и). Число импульсов ЗГ 14, поступивших на счетные входы Сч 15, однозначно определяют коды N; чисел, хранимых в запоминающих элементах накопителя. Коды N, чисел формируются на инверсных выходах 1 — q Сч 15, Устройство обладает структурной гибкостью, обусловленной надежной работой накоп::течя с ПКИ из различных как известных, так и новых пьезоматериалов (а также их сочетаний, например сегнетожесткой входной и сегнетомягкой выходной пластин), возможностью, если необходимо, изменять число фиксированных состояний (т.е. один и тот же накопитель может быть реализован с различным объемом памяти), при этом в устройстве скольконибудь существенных изменений не производится (перестраинается частота задающего генератора). По сравнению с известными предлагаемое устройство за счет исключения относительно медленного процесса поляризации подэлектродных областей запоминающих элементов обладает существенно (не менее чем в 10 раз при j = 3) поньппенным быстродействием и низкой энергоемкостью (потребляемая мощность уменьшается не менее чем в 10-16 раз) в режиме считывания. При этом не требуется восстанонления информации, что особенно полезно при построении надежных перепрограммируемых эапоминаю10

ЗО

50 формула изобретения

Запоминающее устройство, содержащее генератор импульсон возбуждения, схемы сравнения, ключевые элементы и пьезокерамический биморфный накопитель информации, состоящий из пьезокерамических пластин, общего электрода, подключенного к шине нулевого потенциала устройства, входного электрода, подключенного к первому выходу генератора импульсов возбуждения, вход которого подключен к шине управления задания режима устройства, выходные электроды накопителя и входы соответствующих ключевых элементов подключены поразрядно к шинам записи считывания информации устройстна, управляющие входы ключевых элементов подключены к шине управления ключеными элементами устройства, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности и повьппения быстродействия устройства, в него введены задающий генератор, генератор опорного линейно изменяющегося напряжения, амплитудные детекторы, формирователь импульсов установки нуля, формирователь импульсов задержки сигнала, элементы И и суммирующие счетчики, выходы которых являются информационными выходами устройства, второй выход генератора импульсов возбуждения подключен к информационному входу формирователя импульсов задержки сигнала, выход которого подключен к входу генератора опорного линейно изменяющегося напряжения и входу задающего генератора, управляющий вход формирователя импульсов задержки сигнала подключен к шине управления считыванием устройства и входу формирователя импульсов установки нуля, выход которого подключен к входам установки нуля суммирующих счетчиков, счетные входы которых подключены соответстненно к выходам элементов И, первые и вторые нходы которых подключены соответственно к выходам схем сраннения и выходу задающего генератора, выходы ключевых элементов подключены к шине нулевого потенциала устройства, а входы под1 5:364 i l ключены соответственно к входам амплитудных детекторов, выходы которых подключены соответственно к первым информационным входам схем сравнения, вторые информационные входы которых подключены к выходу генератора опорного линейно изменяющегося напряжения °

1536441

Р PCn) Р)

ФиГ 2

Составитель А.Ершова

Редактор М.Петрова Техред М.Ходанич Корректор В,Гирняк

Заказ 112 Тираж 475 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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