Числовая ячейка для оперативного запоминающего устройства с организацией 2д с двумя сердечниками на разряд

 

О П И С А Н И Е „„Зт.)еж

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к ввт. свид-ву (22) Заявлено 11. 01. 80 (21) 2869485/18-24 с присоединением заявки М (53)NL. Кл.

G 11 С 11/065

3Ъеударстеене И квинтет

СССР

10 делам нзебретеннй н открытн11 (28) Приоритет

Опубликовано 07. 11.81. Бюллетень М 41

Дата опубликования описания 10.11.81 (53) УДК 681. .327.66(088.8) Н.Б. Войникова, В.М. Зуев, Л.З. Кравец и В.И. Селиванов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ЧИСЛОВАЯ ЯЧЕЙКА ДЛЯ ОПЕРАТИВНОГО ЗАПОМИНА10ЩЕГО

УСТРОЙСТВА С ОРГАНИЗАЦИЕЙ 2Д С ДВУМЯ СЕРДЕЧНИКАМИ

НА РАЗРЯД

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при построении оператив. ных запоминающих устройств (ОЗУ) цифровых систем.

Известна числовая ячейка ОЗУ с организацией 2Д с двумя сердечниками на разряд с линейным трансформатором и с диодами в контуре, образованном выходной обмоткой линейного трансформатора и числовой (адресной)шиной (1).

Для увеличения быстродействия и уменьшения мощности, потребляемом ОЗУ в числовой ячейке, используется переключение информационных сердечников

1S по частным циклами динамическое смещение сердечников при записи.

Недостатками этой числовой ячейки являются узкая область устойчивой работь1 по амплитуде и длительности ад20 ресного тока записи, наличие двух диодов в контуре.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является числовая ячейка для ОЗУ с организацией 2Д с двумя сердечниками на ряэряд, которая содержит, как и предложенная, информационные сердечники, прошитые числовой и разрядными шинами, и координатный трансформатор с обмотками записи, считывания и выходной обмоткой, начало и конец которой соединены соответственно с началом и концом числовой шины (23.

В известной числовой ячейке с трансформаторной связью цепей выборки адресных токов с числовой обмоткой невозможно обеспечить полное считывание с информационных сердечников без значительной потери быстродействия.

Целью изобретения является повышение быстродействия и надежности известной числовой ячейки.

Поставленная цель достигается путем того, что в числовой ячейке конец обмотки считывания координатного

3 8 трансформатора соединен с началом вы ходной обмотки.

На чертеже изображена принципиальная схема числовой ячейки, Предложенная числовая ячейка содержит информационные сердечники 1, прошитые числовой шиной 2 и разрядными шинами 3, координатный трансформатор 4 с обмотками записи 5, считывания б и выходной обмоткой 7.

Обмотка 5 записи не связана гальванически с другими обмотками. Начало и конец выходной обмотки 7 подключаются соответственно к началу и концу числовой шины 2; таким образом, вы ходкая обмотка и числовая шина образуют замкнутый контур связи (КС).

Обмотка 6 считывания включается послед6вательно с контуром связи, причем конец обмотки считывания подключается .к точке соединения начала выходной обмотки 7 и начала числовой шины 2.

По отношению к обмотке 5 записи обмотка 6 и выходная обмотка 7 включены встречно.

Каждая разрядная шина 3 проходит через два информационных сердечника 1 числовой ячейки, образующих запоминающий элемент (ЗЗ) для хранения одного бита информации, причем в одном из сердечников ЗЗ разрядная шина 3 проходит согласно с.числовой 2, в другом — встречно.

Числовая ячейка работает следующим образом.

В исходном (после считывания)состоянии магнитные потоки сердечников 1 и трансформатора 4 имеют значение - Ф (Ф - — остаточный поток сердечника при перемагничивании его па предельной петле гистерезиса).

При записи в обмотку 5 записи и в раз рядную шину 3 должны быть поданы импульсы соответственно адресного тока записи 3 1 и разрядного тока др . при чем полярность разрядного тока в каждом разряде определяется значением записываемой информации. Под действием Эд трансформатор 4 переключается по предельной петле гистерезиса, при этом в выходной обмотке 7 выделяется магнитный поток Ф, вызываю1 щий протекание по контуру связи .числового чока записи Jq, При этом по контуру связи происходит передача потока от выходной обмотки 7 к информационным сердечникам 1, причем часть потока Ф теряется на сопротивле79649, 4 нии выходной, обмотки 7, часть потока Фо 0 теряется на сопротивлении числовой шины 2, а остальной поток

Фи воспринимается информационными сердечниками 1 (затрачивается на их переключение), т.е. можно записать

Фк.т.з. Фи Э.+ Фч.о.ь. + Фаз

Сердечники каждого запоминающего

10 элемента получают приращение потока

Ф„ /а, причем информационный сердечник, переключаемый суммарным током (gy+ 1р ), получает приращение потока Ф1 /2ш + Ф, а информационный сердечник, переключаемый разностным потоком (Ugly "3p ), - приращение

Ф иъ .2m

Нри считывании в обмотку 6 считывания и последовательно с ней включенный контур связи подается импульс адресного тока считывания - 3a . Под действием этого тока трансформатор 4 переключается по предельному циклу, при

25 этом на выходной обмотке 7 выделяется

/ магнитный поток Ф„тс, вызывающий в контуре связи ток 3< с Кроме 3 g, вызываемого переключением трансформатора, в контуре связи действует ток

30 Gag подаваемЖ в точку соединения кон- тура связи с обмоткой 6 считывания и разделяющийся на две части. ток Э, протекающий по выходной обмотке 7 и направленный навстречу 3 < с, и ток

35 3q у протекающий по числовой шине 2 и направленный согласно 3К,с.

Таким образом, по выходной обмотке 7 протекает разностный ток Эв с

=:1 с, -3g, а по числовой шине 2—

40 суммарный ТоК Г.с = к.с. + и причем 3ã. - и.с =OS +Зи =ЛИ.с.

Магнитный поток Ф частично теряется на сопротивлении выходной обмотки 7 (Ф с ), частично на сопротивлении числовой шины 2 (Фч o < ), а остальная часть (Ф „ ) передается по контуру связи на информационные сердечники 1 и идет на их переключение„ .(считывание).

Таким образом, можно записать:

ФК.i.с Фн.с + Фч.oc + ФВe.

В результате считывания информационные сердечники 1 должны быть переключены в исходное состояние (-Фг).

При этом на каждой разрядной шине выделяется сигнал, вольтсекундная площадь которого 2дФ равна разности потоков, хранившихся в сердечниках соот87 ветствующего запоминающего элемента, при этом информационным параметром является полярность сигнала.

При равных или близких между собой временах переключения информационных сердечников при считывании и записи чиловой ток считывания г.с, должен быть больше, чем числовой ток записи гъ, так как 21- g должен обеспечить гарантированно полное считывание с информационных сердечников, которые при записи переключаются суммой числового и разрядного токов записи (>p. +

+Эр ), т.е. заряд, проходящий по числовой шине 2, при считывании должен быть больше, чем заряд, проходящий по ней при записи. Следовательно, при равных или близких между собой временах переключения поток, теряемый на сопротивлении числовой обмотки при записи Ф„ о, больше, чем поток, теряемый на ней при считывании Ф о с В связи с этим для обеспечения полного считывания сердечников 1 существует два способа: или увеличивать величину магнитного потока, подводимого в чиловую шину 2 при считывании Фк по сравнению с потоком, подводимым к ней при записи Фк, для компенсации разности потерь на сопротивлении числовой шины 2, или увеличить время переключения сердечников при записи по сравнению со временем переключения сердечников при считывании, чтобы потери потока на сопротивлении чиловой шины 2 в этих режимах выравнялись (при увеличении времени переключения потери увеличиваются, так как уменьшение числового тока Эч происходит медленнее, чем возрастает а именно по закону

9649 6 только второй вариант, т.е. увеличить длительность переключения при записи, что приводит к снижению быстродейст I вия.

В предложенной ячейке возможна реализация первого варианта без снижения быстродействия.!

При этом увеличение потока, подво10 димого к числовой шине 2 на.считыва,нии, по сравнению с потоком, подводимым на записи, обеспечивается уменьшением потерь потока при считывании на сопротивлении провода выходной об15 мотки 7. Уменьшение этих потерь возможно в предложенной ячейке за счет уменьшения тока через выходную обмотку 7 g при считывании по сравнению с этим током ЭВ.у при записи.

Число витков выходной обмотки, со-. противления выходной обмотки и числовой шины могут быть выбраны таким образом, чтобы выполнялось условие

Фк.т.с + Фч.с < Фкг.ь.+ Ф ч.ъ1 т. е. потери магнитного потока при считывании не превьппают потери маг50 нитного потока при записи, что обеспечивает полноту считывання. Так как числовая шина 2 подключена к цепи тока считывания по автотрансформаторной схеме (вторичная, выходная обмотка 7 является частью первичной, образованной последовательным соединением обмотки 6 считывания и выходной обмотки 7), то уменьшается общее число вит. ков трансформатора 4, а также умень40 шается число внешних выводов трансформатора, что повышает надежность числовой ячейки. где Q — динамический заряд переключения сердечника;

Сп — время переключения сердечника;

J0 — псевдопороговый ток, определяемый по кусочно-линейной апроксимации характеристики — Г(ц );

1 следовательно, с увеличением п суммарный заряд по числовой шине и пропорциональные ему потери на сопротивлении числовой шины 2 возрастают.

В числовой ячейке, выбранной в качестве прототипа, можно реализовать

Формула изобретения

Числовая ячейка для оперативного запоминающего устройства с организацией 2Д с двумя сердечниками на разряд, содержащая информационные сердечники, прошитые числовой и разрядными шинами, и координатный трансформатор с обмотками записи, считывания и выходной обмоткой, начало и конец которой соединены соответственно с на55 чалом и концом числовой шины, о т " л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьппения быстродействия к надежности числовой ячейки, в ней конец

879649

Составитель В. Гордонова

Редактор Н. Коляда Техред И.Асталош. Корректор М.Пожо

Тираж 648 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 9730/23

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 обмотки считывания координатного трансформатора соединен с началом выходной обмотки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Запоминающее устройство современных ЗЦВМ (сб.), М, "Мир", 1968, с. 101-124..

2. В.В. Бардиж Магнитные элементы

ЦВМ, М., "Энергия", 1976, с. 171 (прототип).