Магнитное оперативное запоминающее устройство

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИ ЕЛЬСТВУ

Союз Советскив

Социалистическими

Реслублин р)980161

t (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлен@11. 03. 81. (21) 3259259/18-24

Р )М N

I с присоединением заявки М (23) риоритет0 11 С ll/063

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

f33} УДК б81. 327. б (088.8) Опубликовано 07.12.82, Бюллетень 89 44

Дата опубликования описания 07. 12. 82

1

)

В.Г.Романьков (72) Автор изобретения

Й

k и

«а З (71) Заявитель (54) ИА1 НИТНОЕ ОПЕРАТИВНОЕ ЗАПОМИНИОЩЕЕ

УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к запоминающим устройствам и может быть исполь- зовано в многопроцессорных вычислительных системах с общим оперативным запоминающим устройством.

Известно запоминающее устройство, содержащее регистры адреса, подключенные через соответствующие дешифраторы и формирователи адресного тока к координатным обмоткам накопителя, разрядные обмотки которого через усилители воспроизведения и коммутатор усилителей подключены к входам регистра слова, а через разрядные формирователи — к выходам регистра слова, логический узел, подключенный своими входами к регистрам адреса, а выходами к коммутатору усилителей, узел числа одновременно обрабатываемых слов. 20

Устройство позволяет, используя накопитель большой разрядности, вес ти обмен с устройством-потребителем словами меньшей разрядности. При этом увеличивается эффективность использо- 2g вания устройства (1).

Однако при обмене словами любой разрядности запоминающее устройство обрабатывает целиком все слово накопителя. Кроме того, невозможно изменение разрядности запоминающего устройства в процессе эксплуатации.

Наиболее близким по технической ,сущности к предлагаеьюму является магнитное оперативное запоминающее устройство, содержащее регистр адреса, выходы которого через координатный .дешифратор и формирователи адресного тока соединены с накопителем, блок перезаписи, блок выбора усилителей, регистр слова, выходы которого через коммутаторы усилителей подключены к выходам усилителей, разрядные формирователи, блок выбора коор.динатных формирователей, блок выбора разрядных формирователей, дополнительные коммутаторы усилителей и дополнительный регистр слова, входы которого соединены с выходами дополнительных коммутаторов усилителей, входы которых подключены к соответствующим выходам блока выбора усилителей и входом блока выбора разрядных формирователей, выходы которых соединены с входами разрядных формирователей, причем входы блоков выбора координатных формирователей

;подключены к соответствующим выходам регистра адреса и блока переза980161 дом расположенных сердечников . Сигналы с данных сердечников через усилители и ко мутаторы усилителей будут занесе- ны в соответствующие регйстры, т.e. будет считано не одно, а сразу несколько слов, число которых можно менять.

В такте записи подается обратный ток по выбранной координатной обмотке у и разрядные токи записи по соответствующим выбранным разрядным обмоткам, т,е. одновременно будет записано и накопитель заданное число рядом расположенных слов. данное уст- 25 ройстно можно подключить к одному устройству-потребителю. При увеличении числа устройств-потребителей, например, до двух, необходимо уменьшать частоту обращения к запоминаю- Qp щему устройству для каждого устройства-потребителя в два раза, так как одновременный прием и выполнение команд от каждого устройства-потребителя данное устройство-прототип не мо- З5 жет обеспечить (2).

Недостатками этого устройства являются невысокое быстродействие и узкая область применения устройства из-за невозможности выполнения в одном такте одновременно двух команд, 40 н частности, двух разнотипных команд.

Цель изобретения — повышение быстродействия и расширение области применения устройства за счет обеспечения выполнения н одном такте одновременно двух разнотипных команд.

Поставленная цель достигается тем, что и магнитное оперативное запоминающее устройство, содержащее первый адресный блок, первый блок местного управления, формирователи токов считывания По координате х, формирователи токов считывания по координате у, формирователи токов записи, формирователи разрядных токов, усилители считывания, блоки выбора формирователей разрядных токов, коммутаторы, регистры числа и накопитель, входы которого подключены соответстненно к выходам формирователей токов считывания по координатам X. и у, формирователей токов записи и формирователей разрядных токов, а выходы

60 к входам усилителей считывания, входы формирователей разрядных токов сое- 65 циси, а выходы соединены с входами координатяых формирователей.

В такте чтения данное устройство получает кроме адреса слова число одновременно читаемых слов. Блок выбора координатных формирователей на основании данного адреса и числа выбирает нужное количество формирователей. В результате этого будут поданы адресные токи по одной координатной обмотке у и по неcêîëüêèì координатным обмоткам х,которые выберут

1О в каждом разряде сразу несколько рядинены с выходами первого коммутатора, входы которого подключены к выходам блоков выбора формирователей разрядных токон, первые входы которых соединены с выходами регистров числа, одни из входов которых подключе-, ны к ныходам второго и третьего коммутаторов, первые входы последних соединены с выходами усилителей считывания, вторые входы второго коммур атора и первого блОка выбора формирователей разрядных токов подключены к одному из выходов первого адресного блока, управляющие входы которого и первого регистра числа, а также один из управляющих входов первого коммутатора подключены к одним из выходов первого блока местного управления, введены четвертый, пятый и шестой коммутаторы, второй адресный блок, второй блок местного управления, аналогичный первому блоку местного управления, и блок приоритета, причем, выходы четвертого, пятого и шестого коммутаторов соединены соответственно со входами формирсвателей токов считывания по координатам х и .ц и входами формирователей токов записи, один из выходов второго адресного блока подключен к вторым входам второго блока выбора формирователей разрядных токов и третьего коммутатора, управляющие входы второго адресного блока и второго регистра числа и другой управляющий вход первого коммутатора подключены к одним из выходов второго блока местного управления, управляющие входы четвертого, пятого и шестого коммутаторов и блока приоритета соединены с другими выходами блоков местного управления, другие выходы адресных блоков подключены к входам четвертого, пятого и шестого коммутаторон и входам блока приоритета, выходы которого соединены с входами блоков местного управления.

Блок приоритета содержит схемы сравнения, элемент НЕ, элемент ИЛИ, элементы И и генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу первой схемы сравнения и входу элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом второй схемы сравнения, входы элемента ИЛИ подключены соответственно к выходам. третьей, четвертой и пятой схем сравнения, а выход соединен с первыми входами элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с вторымИ входами первой и второй схем сравнения, входы третьей, четвертой и пятой схем сравнения и вторые нходы первой и второй схем сравнения являются входами блока, выходами которого являются выходы элементов И, первой и второй схем сравнения, генератора импульсов и элемента HF:.

980161

На фиг. 1 изображена структурная схема магнитного о (еративного запоминающего устройства; на фиг, 2 .структурная схема блока приоритета; на фиг. 3 — электрическая схема накопителя.

Магнитное оперативное запоминающее устройство (фиг. 1) содержит первый 1 и второй 2 адресные блоки, первый 3 и второй 4 блоки местного управления. Блок 1 содержит первый регистр 5 адреса по координате х, первый регистр б адреса по координар е у, первый дешифратор 7 адреса по координате х, первый дешифратор 8 адреса по координате у и блок 9 выбора усилителей считывания.

Устройство также содержит формирователи 10 токов считывания по координате у, формирователи 11 токов записи, формирователи 12 разрядных токов, первый коммутатор 13, первый

14 и второй 15 блоки выбора формирователей разрядных токов, усилители

16 считывания, формирователи 17 токов считывания по координате х, вто- рой 18 и третий 19 коммутаторы, первый 20 и второй 21 регистры числа, накопитель 22. Блок 2 содержит второй регистр 23 адреса пб координате х, второй регистр 24 адреса по координате у, второй дешифратор 25 адреса по координате у, второй дешифратор 26 адреса по координате х, блок 27 выбора усилителей считывания, четвертый 28, пятый 29 коммутаторы, шестой коммутатор 30, имеющий вход

31, и блок 32 приоритета.

Устройство имеет входы 33 и 34, выходы 35-37, входы 38-40, выход 41.

Блок 32 имеет выходы 42 и 43. Блок

32 содержит (фиг. 2) первую 44, вторую 45, третью 46, четвертую 47 и пятую 48 схемы сравнения, элемент

НЕ 49, элемент ИЛИ 50, элементы И 51 и 52, генератор 53 импульсов. Нако- питель 22 (фиг. 3) содержит двухсторонние матрицы 54, по одной на разряд. Сердечники 55 и 56 в каждой из сторон матриц ориентированы соосно и развернуты на 90 . Сердечники

0 накопителя 22 пронизывают 3 координатных обмоток 57 по координате х, с помощью которых накопитель 22 подключен к выходам формирователей 9 координатных обмоток 58 по координа.те у, с помощью которых накопитель

22 подключен к выходам формирователей 10 и 11 и по 0 в каждом разряде разрядных обмоток 59, которые могут выполняться как совмещенными, как изображено на фиг. 3, так и раздельными для сигналов чтения и для сигналов записи. Разрядные .обмотки 59 с помощью связей 60 подключены к входам усилителей 16, а с помощью связей 61 к выходам формирователей 12.

Выбранные в накопителе обмотки (62бб) и выбранные сердечники (67-72) изображены утолщенными линиями.

Устройство работает следующим образ ом.

Входы блоков 1 и 3 и выходы 35 и

36 устройства подключаются к первому устройству-потребителю, входы блоков

2 и 4 и выходы 37 и 41 — к второму устройству-потребителю.

10 Генератор 53 вырабатывает импуЛЬсы, длительность которых, равна одному такту работы устройства. Длительность паузы между импульсами также равна одному такту работы устройi

15 ства. Данные импульсы по выходу 42 блока 32 через блок 3 и далее по выходу 35 устройства выдаются в первое устройство-потребитель. Отсутствие на выходе 35 сигнала свидетель70 ствует, например, о разрешении уст.ройству-потребителю. выдавать команду, Считать, а наличие на выходе 35 сигнала — команду, Записать Кроме этого, через эл ент HE 49 данные им25. пульсы па выходу 43 блока 32 через блок 4 и далее по выходу 41 выдаются во второе устройство-потребитель.

Второе, устройство-потребитель принимает инверсные сигналы генератора 53 °

В результате этого, если, например, первое устройство-потребитель получает разрешение выдать команду Счио тать, то второе устройство-потребитель в это время получает разрешение выдавать команду Записать .

По входам блока 1 устройство получает код адреса слова в накопителе, например, слова, разряды которого составляют сердечники, аналогичные сердечнику 70, а по входу блока 3, 40 например, команду Считать и сигнал обращения от первого устройства-потребителя. IIo входам 38 и 39 устройство получает код адреса сло-, ва в накопителе, например, слова, 45 разряды которого составляют сердечники, аналогичные сердечнику 69, по входу 34 — слово для записи в накопи(тель 22, по входу 40 — команду Записать и сигнал обращения от вто50 рого устройства-потребителя. На основании данных команд блок 3 выдает в блок 32 единичный уровень, указывающий о приеме блоком команды Записать . Данные уровни поступают соответственно на вторые входы схем

44 и 45. На первый вход схемы 44 в это время постуПает нулевой уровень сигнала от генератора 53 (отсутствие сигнала). Схема 44 выдает нулевой уровень-сигнала, указывающий о несравнении поступающих на его входы сигналов, т.е. об отсутствии наруше ния в выдаче команды первым устройством-потребителем. На первый вход схемы 45 в это время с элемента

НЕ 49 поступает высокий уровень.

980161

Схема 45 также выдает нулевой уровень сигнала, указывающий о несравнении поступивших на его входы сигналов, т,е. об отсутствии нарушения в выдаче команды вторым устройством-потребителем. На основании данных нулевых уровней сигналов, поступивших соответственно по выходам 42 и 43, блоки 3 и 4 организуют занесение адре, сов в соответствующие регистры 5,6 и 23,24 и слово для записи в регистр 10

21. Далее подключаются к работе де шифраторы. 7,8,26,25 и блоки 9 и 27, которые определяют номера разрядных обмоток и затем дешифрируют данные номера. Одновременно коды адресов х с регистров 5 и 23, коды адресов.у с регистров 6 и 24 и коды номеров разрядных обмоток с блоков 9 и 27 поступают в блок 32, где они проверяются соответственно на равенство с .помощью схем 46-48. Для разрешения дальнейшей работы эти схемы должны определить отсутствие равенства кодов, поступивших на их входы. Нулевые уровни сигналов с их выходов через элемент ИЛИ 50 и далее через элементы

И 51 и 52, соответственно, по выходам

42 и 43 блока 32 поступают .в блоки 3 и 4, которые формируют сигналы синхронизации работы всего устройства.

Влок 3 с помощью коммутатора 28 по результату работы дешифратора 7 включает формирователь.17, который формирует импульс.полутока по обмотке

62. Направление данного полутока изображено на фиг. 3 стрелками вдоль обмотки. С помощью коммутатора 29 (по результату работы дешифратора 8) блок

3 включает формирователь 10, который формирует импульс полутока по обмотке 64. Напряжение данного полутока 40 также изображено на фиг. З.стрелками вдоль обмотки. В результате прохождения данных полутоков в каждом.разряде будут выбраны сердечники, ана- логичные сердечнику 70. С помощью 45 коммутатбра 18 по результату работы блока 9 к регистру 20 будут подключены усилители 16 считывания, связанные с разрядными обмотками 65. Считанные сигналы с выбранных сердечни- 50 ков по данным разрядным обмоткам поступают на входы подключенных усилителей считывания и далее после усиления через коммутатор 18 заносятся в регистр 20. Данное считанное слово по выходу 36 с этого момента будет доступно первому устройству-потребителю.

Одновременно с работой блока 3 работает и блок 4. С помощью коммутатора 30 по результату работы дешифратора 25 выбирается формирователь

11, который формирует импульс полутока по обмотке 63. Направление данного полутока также изображено на фиг. 3 стрелками вдоль обмотки. Одновременное появление данного полутока с описанными ранее полутоками не приводит к ненужному перемагничиванию сердечников. Сердечники во всех разрядах, аналогичные сердечнику 71 под влиянием полутока в обмотке 63 формирует в выбранных разрядных обмотках 65, поМехи полувозбуждения.

Сердечники .во всех разрядах, аналогичные сердечнику 72 не перемагничиваются, так как полутоки протекающие по пронизывающим данные сердечники обмоткам 63 и 64, имеют противоположное направление. Помехи полувозбуждения от данных сердечников не влияют на результат чтения,;так как разрядные обмотки, на которых находятся данные сердечники, подключены к выбранным усилителям 16. С помощью коммутатора 13 выбирают разрядные формирователи 12, выходы которых йодключены к разрядным обмоткам 66.

Данные разрядные формирователи выбираются с помощью блока 15 по результату работы блока 27 ° При этом включение выбранного разрядного формирователя или не включение зависит от состояния соответствующего ему разряда регистра 21. При записи 0 в один из сердечников, аналогичных сердечнику 69, не формируется импульс полутока в разрядной обмотке, пронизывающей данный сердечник. В этом случае все сердечники данного разряда не подвергаются изменению, а данный сердечник остается в исходном нулевом состоянии. Магнитное оперативное запоминающее устройство, как обычно, требует перед записью информации предварительного стирания ранее записанной информации. Поэтому считается, что перед выдачей команды Записать второе устройствопотребитель выдает команду Считать . При записи 1 разрядной обмотке выбранный формирователь 12 формирует полуток записи 1. Направление данных полутоков по обмоткам 66 изображено на фиг. 3 стрелками вдоль обмотки. В результате прохождения данных полутоков и полутока в обмотке

63 сердечники, аналогичные сердечнику 69, перемагничены в состояние хранения 1, так как направление полутоков в обмотках, пронизывающих совместно данные середечники, совпадает.

Кроме этого, сердечники во всех разрядах, аналогичные сердечнику 67, подвергнуты также влиянию двух полутоков, протекающих по обмоткам 66 и

64. Однако, полутоки в данных обмотках имеют противоположное направление и поэтому не влияют на состояние данных сердечников. Остальные сердечники, принадлежащие разрядным обмоткам 66, подвергнуты влиянию только

980161

Формула изобретения

1 ° Магнитное оперативное эапоми65 нающее устройство, содержащее первый одного полутока, который не в состоянии изменить состояние середечников.

Предлагаемое устройство за один такт считывает информацию для нервого устройства-потребителя и записывает заданное вторым устройствомпотребителем слово, т.е. выполняет одновременно две разнотипных команды.

В следующем такте в первое устройство-потребитель выдается по выходу

35 разрешение на выдачу команды За писать, а во второе устройство потребитель по выходу 41 — разрешение на выдачу команды Считать . Прием и выполнение данных команд устройство осуществляет аналогичным образом.

Так работает устройство в обычных, неконфликтных ситуациях. Устройство в состоянии различать следующие конфликтные ситуации: одно или оба уст-, ройства-потребители выдали не разрешенные в данном такте команды и оба устройства-потребители выдали адреса слов, сердечники которых расположе- . ны на одних и тех же обмотках. Обе одинаковые команды, например Считать, не могут быть выполнены,. так как при подаче полутоков чтения

b аэрушается информация в соответствующих сердечниках. Тоже можно отметить и при выдаче двух команд Записать, когда кроме записи информации в нужные сердечники„ происходит запись 1 в сердечники, не относящиеся к заданным словам. Не могут быть выполнены две разнотипные команды, если сердечники двух заданных слов расположены на одной и той же обмотке. Если с сердечника 70 считывается информация, то в сердечник 67 не может быть записана информация, так как действие разрядного полутока записи полностью компенсируется полутоком чтения по обмотке 64. Если с сердечника 70 считывается информация, то в сердечнике 68 невозможно записать информацию, так как в обмотке 62 необходимо кроме полутока чтения подать полуток записи, который имеет ротивоположное направление. Если в сердечник 71 записывается информация, то с сердечника 70 невозможно считать информацию, так как действие разрядного полутока записи 1 компенсирует действие одного из полутоков чтения.

Органиэацию данных запретов осуществляет блок 32, который в случае конфликта. предоставляет приоритет одной из команд или одному иэ устройствпотребителей. Изображенный на фиг.2 блок 32 предоставляет приоритет команде Записать .Обычно в магнитных рперативных запоминающих устройствах команды Считать и Записать выполняются последовательно парами. Исходя иэ этого и дан приоритет команде Записать!, которая является продолженнем начатого цикла обращения к устройству.

Если устройство получило две одинаковые команды, то одна из схем 44 или 45 выдает единичный уровень сигнала, который говорит о том, что устройство-потребитель выдало неверную команду. Данный сигнал по соответствующему выходу 42 или 43 блока

32 поступает в соответствующий блок 3 !

О или 4 и далее по одному иэ выходов

35 или 41 в устройство-потребитель, нарушевшее разрешение на выдачу той или иной команды, блок 3 или 4, получивший данный сигнал, блокирует прием сбойной команды и не выполняет ее.

ЕсЛи устройство получило от двух устройств-потребителей коды адресов, которым соответствуют одни и те же обмотки по координате х, или обмотки по координате у, или разрядные обмотки, то одна иэ схем 46-48 или несколько одновременно выдадут единичный уровень сигнала, который через эле2 мент ИЛИ 50 поступает на один иэ входов элементов И 51 и 52. Один из данных элементов, на другой вход которого поступает положительный уровень, указывающий о приеме команды Считать, выдает единичный уровень сигнала по соответствующему выходу

42 или 43. Затем в аналогичной последовательности данный сигнал поступает в один иэ блоков 3 или 4 и по одному из выходов 35 или 41 в устрой35 ство-потребитель„ выдавшее команду Считать . Выполнение команды Считать соответствующим блоком 3 или 4 будет прекращено. Устройствопотребитель в обоих случаях по дан40 ным сигналам должно прекратить выдачу данной команды и повторить при необходимости выдачу в последующих тактах. Если первый случай (одновременная выдача однотипных команд) яв45 ляется сбойной ситуацией и при правильной работе устройств-потребителей не должен возникать, то второй случай (Запрет обращения по заданному уст-, ройством-потребителем коду адреса) может встречаться.

Технико-экономическое преимущество предлагаемого устройства перед прототипом заключается в повышение быстродействия и расширения области применения устройства за счет выполнения в одном такте двух раэнотипных команд.

Использование устройства.в двухпроцессорных вычислительных системах позволяет повысить производительность последних.

980161

12 адресный блок, первый блок местного управления, формирователи токов считывания по координате х, формирователи токов считывания по координате формирователи токов записи, формирователи разрядных токов, усилители считывания, блоки выбора формирователей разрядных токов, коммутаторы, регистры числа и накопитель, входы которого подключены соответственно к выходам формирователей токов считывания по координатам Х и Ч, формирователей токов записи и формирователей разрядных токов, а выходы к входам усилителей с «итывания, входы формирователей разрядных токов соединены с выходами первого коммутатора, входы которого подключены к выходам блоков выбора формирователей разряд-. ных токов, первые входы которых соединены с выходами регистров числа, одни из входов которых подключены к выходам второго и третьего коммутаторов, первые входы последних соединены с выходами усилителей считывания, вторые входы второго коммутатора и первого блока выбора формирователей разрядных токов подключены к одному из выходов первого адресного блока, управляющие входы которого и первого регистра числа, а также один из управляющих входов первого коммутатора подключены к одним из выходов первого блока местного управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с ! целью повышения быстродействия устройства, в него введены четвертый, пятый и шестой коммутаторы, второй адресный блок, второй -блок местного управления, аналогичный первому блоку местного управления, и блок приоритета, причем выходы четвертого, пятого и шестого коммутаторов соединены соответственно с входами формирователей токов считывания по координатам X u q и входами формирователей токов записи, один из выходов второго адресного блока подключен к вторым входам второго блока выбора формирователей разрядных, токов и третьего коммутатора, управляющие входы второго адресного блока и второго регистра числа и другой управляющий вход первого коммутатора подключены к одним из выходов второго блока местного управления, управляющие входы четвертого, пятого и

30 шестого коммутаторов и блока приоритета соединены с другими выходами блоков местного управления, другие выходы адресных блоков подключены к входам четвертого, пятого и шестого

35 коммутаторов и входам блока приоритета, выходы которого соединены с входами блоков местного управления.

2 ° Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок приоритета содержит схемы сравнения, элемент НЕ, элемент ИЛИ, элементы И и генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу первой схемы сравнения и входу элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом второй схемы сравнения, входы элемента

ИЛИ подключены соответственно к выходам третьей, четвертой и пятой схем сравнения,а выход соединен с первыми входами элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с вторыми входами первой и второй схем сравнения, входы третьей, четвертой и. пятой схем сравнения и вторые входы первой и второй схем сравнения являются входами блока, выходами которого являются выходы элементов И, первой и второй схем сравнения, генератора импульсов и элемента ЙЕ.

5 .Источники информации,.

4О принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 526019, кл. G 11 С 11/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 647742, кл. G 11 С 11/00, 1976

45 (прототип).