Ассоциативное запоминающее устройство на мдп-транзисторах

 

408374

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 07.XII.1971 (№ 1722121/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано IО.Xll.1973. Бюллетень № 47

Дата опубликования описания 16.IV.1974

М. Кл. G Ilc 15/00

Гааударатвенный камите1

Савета Министрав СССР аа делам изавретвний и аткрытий

УДК 681.327.67(088.8) Автор изобретения

В. Е. Хавкин

Заявитель

АССОЦHATHВНОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

НА МДП-ТРАНЗИСТОРАХ

Изобретение касается запоминающих устройств (ЗУ) .

Известно ассоциативное запоминающее устройство (АЗУ) на МДП-транзисторах, содержащее запоминающие ячейки, шины слов которых подключены одними концами к соответствующим стокам одних транзисторов, затворы которых связаны с прямыми выходами дешифратора адреса, и другими концами— к детекторам, выходы которых связаны с шифратором, а шины записи «1» и «О» соответственно объединены для каждого разряда и подключены к истокам других транзисторов, затворы которых подсоединены к выходам регистра числа, а стоки — к соответствующим формирователям записи-сравнения, источник питания, маскирующий регистр.

Однако такое АЗУ содержит большое количество транзисторов на один запоминающий элемент и, следовательно, имеет малую степень интеграции и большие габариты.

Описываемое АЗУ отличается от известного тем, что оно содержит два дополнительных транзистора на каждую запоминающую ячейку, стоки которых подключены к соответствующим шинам слов, истоки — к источнику питания, а затворы подсоединены соответственно к одной из управляющих шин и к инверсным выходам дешифратора адреса, и два вспомогательных транзистора на каждый разряд, стоки которых подключены соответственно к шинам запиои «1» и «О», истоки — к шине нулевого потенциала, затворы через инверторы — к выходу дополнительно введенной схемы «ИЛИ», входы которой подключены к соответствующим управляющим шинам, одни выходы формирователей записи — считывапия подключены к выходам маскирующего регистра, а другие — к одной из управляющих

10 ш.ин.

Это позволяет упростить устройство и у.меньшить его габариты.

На чертеже представлена схема АЗУ на

МДП-транзисторах, предназначенного для

15 хранения ассоциативных признаков, т. е. только части разрядов слова. Остальная часть слова, которая хранит информацию или адрес, по которому находится информация в основном ЗУ, может быть выполнена в виде обыч20 ного оперативного ЗУ с тем же числом слов, что и в ассоциативной его части.

Запоминающий элемент 1 выполнен в виде обычного статического триггера, содержащего по два логических и два нагрузочных транзи25 стора. Каждый из выходов триггера соединен с истоком соответствующих вентильных транзисторов 2, стоки которых объединены для каждой запоминающей ячейки соответствующими шинами слов 3. Затворы соответствую30 щих вентильных транзисторов объединены по3 разрядно шинами записи «1» 4 и шинами записи «О» 5. Деш ифратор адреса 6 имеет парафазные выходы (прямые и инверсные). Прямые выходы связаны с затворами соответствующих транзисторов 7, стоки которых соединены с одними концами шин 3 слов.

Выходы регистра 8 числа подключены непосредственно к затворам соответству ющих транзисторов 9 и через инверторы 10 — к затворам транзисторов 11. Истоки транзисторов

9 и 11 подсоединены соответственно к шинам

4 и 5 (для каждого разряда), а стоки — к формирователям 12 записи — сравнения. Устройство содержит также дополнительные транзисторы 13 и 14 на каждую запоминающую ячейку, стоки которых подключены к соответствующим шинам 3 слоев, истоки — к источнику питания 15, а затворы к управляю щей шине 16 и к инверсным выходам дешифратора адреса 6, и два вспомогательных транзистора 17 на каждый разряд, стоки которых подключены соответственно к шинам 4 и 5, истоки — к шине нулевого потенциала, а затворы через инвертор 18 — к выходу схемы

«ИЛИ» 19, входы которой подключены к управляющим шинам 16 и 20. Одни выходы формирователей 12 подсоединены к выходам маскирующего регистра 21, а другие — к управляющей шине 22.

К другим концам шин слов 3 подключены детекторы 23, входы которых подсоединены к управляющей шине 24, а выходы — ко входам шифратора 25.

При записи информации в АЗУ на вход дешифратора 6 подается код адреса ячейки, в которую должна быть записана новая информация, и в момент времечи, предшествующий моменту записи, — импульсная команда вы бора ячейки. Начиная с этого момента, и на все время, необходимое для записи информации, на одном из прямых выходов дешифратора появляется отрицательный потенциал, на всех остальных прямых выходах дешифратора — нулевой потенциал. Отрицательный потенциал вызывает отпирание одного из транзисторов 7.

На одной из шин 3 слов устанавливается потенц|иал, близкий к потенциалу шины нулевого потенциала, что определяется малыми выходными сопротивлениями транзисторов 7.

В то же время на вход регистра 8 числа подается код числа и признак записи, В зависимости от введенной информации, на выходе регистра фиксируется потенциал, соответствующий логической «1» или «О». В зависимости от этого открывается транзистор 9 или (через инвертор 10) — транзистор 11.

При подаче на вход формирователей 12 записи-сравнения импульсной команды записи на их выходах появляется отрицательный импульс, который заряжает емкости шин 4 или 5 и открывает один из вентильных транзисторов

2 в каждом запоминающем элементе. При этом к одному входу триггера каждого запоминающего элемента 1 выбранного слова при4083 4 ложен нулевой потенциал, что приводит к перебросу триггеров в состояние «1» или «О», если записанная ранее информация не соответствует вновь вводимой или подтверждению предыдущего их состояния. К шинам невыбранных ячеек в момент записи оказывается приложенным потенциал источника питания через транзисторы 13, затворы которых соединены с инверсными выходами адресного де10 шифратора.

Для обеспечения сохранности информации в невыбранных ячейках при открывании вентилей 2 соотношение сопротивлений транзисторов этих вентилей, нагрузочных транзисто15 ров триггеров и транзисторов 13 выбирают таким, чтобы потенциал на выходе открытого плеча каждого триггера невыбранных слов оставался существенно меньше порогового напряжения МДП-транзистора. В этом случае

20 некоторое изменение потенциала на выходе открытого плеча триггера не приведет к изменению его состояния.

При ассоциативном поиске на управляющую шину 16 подается импульсная команда

25 предварительного заряда, которая открывает транзисторы 14 и на время импульса подключает все шины 3 слов к потенциалу источник:i питания, обеспечивая предварительный заряд емкостей этих шин. После этого на шины 4 и

30 5 подается импульс напряжения таким же образом, как при процессе записи. Разряды, в которых должно производиться сравнение, определяются по наличию потенциала на входах формирователей 12 импульсов записи35 сравнения в соответствии с содержимым маскирующего регистра 21.

В тех, разрядах, где сравнение разрешено, открываются транзисторы вентилей 2, Если хотя бы в одном запоминающем элементе от40 крыт вентиль открытого плеча триггера, что соответствует несовпадению хранимого кода с введенным на вход АЗУ, емкость шины 3 такой ячейки разряжается, и на ней устанавливается потенциал, близкий к нулю. Величина

45 этого потенциала определяется соотношением сопротивлений нагрузочных и вентильных транзисторов и транзисторов триггеров. Количество запоминающих элементов, обслуживаемых одним детектором 23, должно быть таково, чтобы установившийся при этом потенциал шины 3 был ниже порогового значения детектора, который в этом случае закрывается. При подаче на шину 24 строба на выходе детектора 23 вырабатывается импульс несов55 падения. В случае, если открыты вентили только закрытых плеч всех триггеров одной ячейки, на шине сохраняется потенциал источника питания, детектор 23 остается открытым, н на его выходе при подаче строба сохраняет60 ся потенциал логического «О». Выходы всех детекторов связаны со входами шифратора 25, с выхода которого код искомого слова поступает на регистр адреса (не показан) для выбора слова, соответствующего ассоциативному

65 признаку.

408374

Предмет изобретения

Составитель В. Рудаков

Редактор Е. Кравцова Техред Л. Богданова Корректор Л. Царькова

Заказ 843)14 Изд. № 288 Тираж 576 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова. о

Поскольку емкости шин 3 слов и ш ин 4, о имеют достаточно большушую постоянную времени восстановления к каждой шине подключены транзисторы 17, обеспечивающие предварительный разряд шин перед операциями ассоциативного поиска, а также предварительный разряд в каждом такте. Последнее достигается объединением команд предварительного разряда при записи и заряда при ассоциативном поиске через схему «ИЛИ» 20, соединенную с транзисторами 19 через инвертор 21.

Ассоциативное запоминающее устройство на

МДП-транзисторах, содержащее запоминающ ие ячейками, шины слов которых подключены одними концами к соответствующим стокам одних транзисторов, затворы которых связаны с прямыми выходами дешифратора адреса, и другими концами — к детекторам, выходы которых связаны с шифратором, а шины записи «1» и «О» соответственно объединены для каждого разряда и подключены к истокам дру;их транзисторов, затворы которых подсоединены к выходам регистра числа, а стоки — к соответствующим формирователям

5 записи-.сравнения, источник питания, маскирующий регистр, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит два дополнительных транзистора на каждую запоминающую ячейку, стоки которых под10 ключены к соответствующим шинам слов, истоки — к источнику питания, а затворы подсоединены соответственно к одной из управляющих шин и к инверсным выходам дешифратора адреса, и два вспомогательных транзи15 стора на каждый разряд, стоки которых подключены соответственно к шинам записи «1» и «О», истоки — к шине нулевого потенциала, затсо- ы ;срез инвертор — к выходу дополнительно введенной схемы «ИЛИ», входы кото20 рой подключены к соответствующим управляющим шинам, одни выходы формирователей записи считывания подключены к выходам маскирующего регистра, а другие — к одной из у правляющих шин.