Запоминающее устройство

Запоминающее устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при разработке перепрограммируемых запоминающих устройств. Цель изобретения - повышение быстродействия и увеличение информационной емкости устройства. В запоминающее устройство, содержащее задающий генератор 18, генератор импульсов возбуждения 15, формирователь импульсов задержки 21, формирователь импульсов установки нуля 23, формирователь тактовых импульсов записи 22, первую и вторую группы элементов И 11, 12, суммирующие счетчики 19, буферный регистр 23, накопитель информации на биморфной пьезокерамической матрице 1, состоящей из пьезокерамических пластин 2, 3, общего электрода 4, входного электрода 5, J-х выходных электродов 6, согласно изобретению введены детекторы нуля 10, детектор-формирователь стробирующих импульсов 17, формирователь импульсов признака поляризации 14, логический элемент И 13 с соответствующими новыми взаимосвязями. 2 ил.

СОЮЗ СО В ЕТСКИ Х

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

rsi>s G 11 С 11/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4650076! 24 (22) 13.02.89 (46) 30.08.91. Бюл. (Ф 32 (71) Ереванский политехнический институт им. К.Маркса (72) В.С,Акопян (53) 681.327.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 314233, кл, G 11 С 11/00, 1971, Авторское свидетельство СССР

hk 1536441, кл. G 11 С 11100, 1988. (54) ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при разработке перепрограммируемых запоми-, нающих устройств. Цель изобретения — повышение быстродействия и увеличение информационной емкости устройства. В за».. Ю „, 1674254 А1 поминающее устройство, содержащее задающий генератор 18, генератор импульсов возбуждения 15, формирователь импульсов задержки 21, формирователь импульсов установки нуля 23, формирователь тактовых импульсов записи 22, первую и вторую группы элементов И 11, 12, суммирующие счетчики 19, буферный регистр 23, накопитель информации на биморфной пьезокерамической матрице 1, состоящей из пьезокерамических пластин 2, 3, общего электрода 4, входного электрода 5, J-x выходных электродов 6, согласно изобретению введены детекторы нуля 10, детектор-формирователь стробирующих импульсов 17, формирователь импульсов признака поляризации 14. логический элемент И 13 с соответствующими новыми взаимосвязями. 2 ил.

1674254

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к пьезокерамическим запоминающим устройствам, и может быть использовано, например, в перепрограммируемых накопительных устройствах.

Целью изобретения является повышение быстродействия и увеличение информационной емкости накопителя, На фиг.1 показана функциональная схема запоминающего устройства; на фиг.2— временные диаграммы его работы.

Устройство содержит накопитель информации в виде биморфной пьезокерамической матрицы (ПКМ) 1, состоящий из пьезокерамических пластин 2 и 3, общего электрода 4, подключенного к шине нулевого потенциала, входного электрода 5 и выходных электродов 6, шины 7 записи/считывания, детекторы 8 нуля с разрешением записи (ДН), трехвходовые логические элементы 9, двухвходовые логические элементы 10. двухвходовый логический элемент 11, формирователь 12, генератор 13 импульсов возбуждения, шину

14 управления заданием режима устройства, детектор-формирователь 15 стробирующих импульсов, задающий генератор 16, суммирующие счетчики 17, обьединенные в блок 18, формирователь 19 импульсов задержки сигнала считывания, шину 20 управления считыванием, формирователь 21 импульсов установки нуля, формирователь

22 тактовых импульсов записи, буферный регистр 23.

Устройство работает следующим образом.

Направлениеи величина остаточной поляризации подэлектродной области электрода 5 как при записи, так и при считывании информации не изменяются и, с целью пол» учения максимальных выходных сигналов, имеют предельное, например положительное, значение Р, = 4 Рг (на фиг.1 условно принято направление стрелки вверх). Один из электродов (электрод 6 на фиг.1) выходной пластины 3 используется для формирования опорного сигнала детектора-формирователя стробирующих импульсов и соединен с втОрым информационным входом ДФС 15. Подэлектродна". область электрода 6 имеет предельную отрицательную поляризацию Р1 (6) =-Pr: как показано на фиг.1,и не изменяется в процессе считывания информации. Перед началом записи на шину 14 подается сигнал, который отключает ГИ 13 и ДН 8.

Запись кода Ni числа производится после предварительной подготовки (установки нуля) запоминающего элемента ПКМ, При этом подэлектродные области выбран5

30 ного электрода б через шину 7 (фиг.1) поляризуются по предельному циклу Pj =-Рг(или

Pi =+ Р,)импульсом отрицательной (положительной) полярности с фиксированной амплитудой Up и длительностью t. Запись кода осуществляется переключением подэлектродной области выбранного электрода 6 в диапазоне Pi = (-Рг) — (+Рг)(или Р =+Рг — Рг). Так, при записи кода N; числа на шину 7 выбранного электрода подают импульс записи положительной (отрицательной) полярности с амплитудой Un(Ni) = 2 . л U(i) и длительно1 стью tp (либо амплитудой Up и длительностью tp (Ni) = 5 д t(i), где i = 1 — m, и изменяют поляризацию подэлектродной области 6 ПКМ, переключая ее в 1-е частично переключенное состояние, При считывании информации на шину

14 подается управляющий сигнал, который включает ГИ 15 и ДН 8. При этом с выхода

ГИ 13 напряжение возбуждения прямоугольной (синусоидальной) формы с амплитудой 0в« Ои(М1) и частотой Fp Fp подается на электрод 5 входной пластины 2, первый информационный вход ДФС 15 и информационный вход формирователя 19 (фиг.1 и 2а).

На шину 20 с задержкой на время т0 подается сигнал считывания информации

Uc (фиг,2в, г}, Время задержки tp зависит от динамических свойств накопителя (ПКМ) в резонансном режиме возбуждения и в основном определяется пьезомодулем dg> подэлектродных областей электродов пластин 2 и 3. Формирователь 21 по переднему фронту сигнала Ucq формирует короткий импульс установки нуля Сч 17 и РгБ 23 (фиг.2 в, r, д и фиг.1}. На выходе формирователя 19 с задержкой на время ti, необходимое для установки нуля счетчиков. формируется импульс напряжения считывания с длительностью tc (фиг.2 г, д, е). С этого момента начинается собственно процесс считывания.

При поступ ении сигналов возбуждения на электрод 5 входной пластины 2 вследствие прямого и обратного пьезоэффекта, а также свойства накойителя изменять параметры входного сигнала в зависимости от направления векторов и степени остаточной поляризации подэлектродных областей пластин 2 и 3 на электродах 6 появляются пьезопреобразованные сигналы 0 (1):=- le(NI) 0 (т). где К (Nr) — коэффициент передачи запоминающего элемента по каналу амплитуда — амплитуда при l-м частично переключенном состоянии, j = 1, К вЂ” 1 — число запоминающих элементов матрицы, амплитуда и фаза которых однознач1674254 но определяют код Ni-го числа, записанного в j-й запоминающий элемент матрицы (фиг.2 ). При этом сдвиг фаз Ugt) относительно входных сигналов возбуждения в указанном диапазоне h,р (Ni)-..р (Ni)- e, где д (й ) — фаза выходного 5 сигнала считывания произвольного j-ro запоминающего элемента при i-м частично перекпюченном состоянии из диапазона изменений Р1 и фиксированном предельном значении Р,, Ъ вЂ” фаза входно- 10 го сигнала возбуждения, составляет Лр (Ц)=

- л /2 - -z/2 (Л p (Ni) = + л /2 — (- z /2)),.

Сигналы считывания Uj(i) c электродов

6 поступают на ДН 8, на выходе которого по положительной полуволне пьезопреобразованных сигналов считывания формируются импульсы сигналов считывания U (Ni) (фиг,2 б, к и фиг.1). На электроде 6 появляется. пьезопреобразованный сигнал Оф), который совпадает по амплитуде и фазе с аналогичными параметрами сигнала считывания

Uj(N>) с электродов 6 при записи кода числа

Np. Посредством ДФС 15 по пьезопреобразованному сигналу 01(т) формируются стробирующие импульсы Uc», Остг. Остз, 25 синхронизованные с отрицательной полуволной Ue(l) (фиг.2 а, з, и, к). При этом пьезопреобразованный сигнал Оф) с электрода 6 поступает на второй вход ДФС 15, а на первый вход ДФС 15 поступают сигналы возбуждения ПКМ с выхода ГИ 13. На третьем входе ДФС 15 формируются стробирующие импульсы признака поляризации

Остз. Идентификация сигналов считывания

0(М;) производится путем сравнения О(й) с признаком поляризации Остз (фиг.1 и фиг,2и, к). Это позволяет выявить сигналы считывания с выходных электродов запоми-. нающих элементов матрицы, подэлектродные области которых имеют отрицательное значение вектора остаточной поляризации

Pj = -Р - О (либо положительное значение Р1

=, + Рг - О). Например, сигналы считывания

Uo, Оз, Ui на фиг.2л при сравнении с Остз идентифицируются как сигналы считывания с электродов запоминающих элементов с состояниями поляризации Pj =-Р,-О, а сигналы

Ui+t, Um-1, 0 т — с состояниями Pj = 0 -(+Рт).При этом по признаку поляризации Остз формирователь 12 вырабатывает короткий импульс установки в единичное состояние старших разрядов Сч 17 после идентификации сигналов считывания 0(Ц) с инверсных выходов

ДН 8 посредством Л Э 10 (фиг.1 и фиг,2и, л, м).

Одновременно со стробирующим импульсом Остз на первом выходе ДФС 15 формируется стробирующий импульс 0<» включения ЗГ 16, который подается на второй вход ЛЭ 11, В момент совпадения стробирующего сигнала включения ЗГ 16 и сигнала считывания с формирователя 19, поступающего на первый вход ЛЭ 11, на выходе ЛЭ 11 формируется сигнал включения ЗГ 16 с длительностью, равной t = 0,5Т, С момента включения задающего генератора импульсы напряжения ЗГ 16 с частотой, равной Рзг = m Fâ, где m — число частично переключенных состояний подэлектродных областей запоминающего элемента ПКМ, и длительностью зг < 0,5(m .F>) поступают на третьи входы ЛЭ 9. На первые ЛЭ 9 поступают импульсы U (Ni) пьезопреобразованных сигналов считывания Uj(t) с выходов ДН

8, Посредством стробирующего импульса

0са с второго выхода ДФС 15, поступающего на вторые входы ЛЭ 9. осуществляется фазовременная селекция импульсов пьезопреобразованных сигналов считывания

0(N } и определяется t(i) временные интервалы (фиг.1 и фиг.2), длительность которых однозначно зависит от сдвига фаз Лу {Ц) между пьезопреобразованными сигналами считывания с электродов 6 соответствующих элементов и сигналов возбуждения

ПКМ. По длительности сформированных {I) временных интервалов выделяют число импульсов ЗГ 16. поступающих на счетные входы соответствующих суммирующих счетчиков СЧ 17, которые однозначно определяют код Ni чисел, хранимых в соответствующих запоминающих элементах накопителя (фиг,1 и фиг.2к, л), После определения кода Ni чисел по заднему фронту сигнала считывания с формирователя 19 посредством формирователя 22 формируется короткий тактовый и пупьс,, (фиг.2л, н и фиг..1), по которому коды Ni чисел записываются в РГ 23. Например, сигналам считывания Uo, Оз, Ui на фиг.2л из диапазона состояний Pj = -Рт - О соответствуют тр t3 ti временные интервалы и соответствующее число импульсов задающего генератора, определяющих кодов No. Мз, N;, а сигналам

Ui+j, Um-1, Um из диапазона Р = 0-(+Рг)соответствуют ti+1, tm-), tm временные интервалы и число импульсов, определяющих коды Ni+)=

= Ni + N), Nm-1 = Ni + Nm-1-i, Nm = Ni + Nm-1.

Последнее в смысле отсчетной системы равносильно установке "1" старшего разряда отсченой системы по признаку выявления остаточной поляризации, например Pj =

=0 (Р

Устройство обладает, помимо указанных преимуществ, структурной гибкостью, обусловленной надежной работой накопителя с ПКМ из различных как известных, так и новых пьезоматериалов {а также их соче1674254

10

20

30

45

50 таний, например сегнетожесткой входной и сегнетомягкой выходной пластин), возможностью, если необходимо, изменять число фиксированных состояний.

Предлагаемое устройство по сравнению с известными обеспечивает существенное повышение быстродействия {не менее чем в 4 раза).

Принципиальных ограничений на число обращений к запоминающему элементу нет, частота обращений не хуже 0,5F. При этом не требуется восстановления информации, что особенно полезно при построении надежных перепрограммируемых запоминающих устройств, когда режим записи не является основным или когда необходимо длительное хранение информации.

При этом запоминающее устройство полностью реализуется в гибридно-интегральном исполнении, Формула изобретения

Запоминающее устройство, содержащее задающий генератор, генератор импульсов возбуждения, формирователь импульсов задержки, формирователь импульсов установки нуля, формирователь тактовых импульсов записи, первую и вторую группы элементов И, блок суммирующих счетчиков, буферный регистр, информацирнные входы которого подключены к соответствующим выходам блока суммирующих счетчиков, накопитель информации 8 виде биморфной пьезокерамической матрицы, состоящий иэ пьеэокерамических пластин, общего электрода, подключенного к шине нулевого потенциала устройства, входного электрода, подключенного к выходу генератора импульсов возбуждения, вход которого является входом задания режима устройства, i-x выходных электродов биморфной пьезокерамической матрицы, где i = 1,К, где К— число выходных электродов биморфной пьезокерамической матрицы, которые„кроме К-r0 электрода, подключены соответственно к поразрядным шинам записи-считывания устройства, информационный вход формирователя импульсов задержки подключен к выходу генератора импульсов возбуждения„а управляющий вход — к входу управления считыванием устройства и входу формирователя импульсов установки нуля, выход которого подключен к установочным входам блока суммирующих счетчиков, счетные входы которого, кроме входов старших разрядов, подключены к соответствующим выходам элементов И второй группы, третьи входы которых подключены к выходу зада.ощего генератора, вход установки нуля и тактовый вход буферного регистра подключены соответственно к выходу формирователя импульсов установки нуля и выходу формирователя тактовых импульсов записи, вход которого подключен к выходу формирователя импульсов задержки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства и увеличения его информационной емкости, в него введены детекторы нуля с разрешением записи, детектор-формирователь стробирующих импульсов, формирователь импульсов признака поляризации, элемент И, причем первый и второй информационные входы детектора-формирователя стробирующих импульсов подключены соответственно к выходу генератора импульсов возбуждения и К-му выходному электроду биморфной пьезокерамической матрицы, а первый выход детектора-формирователя стробирующих импульсов подключен к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом формирователя импульсов задержки, выход элемента И соединен с управляющим входом задающего генератора, второй и третий выходы детектора-формирователя стробирующих импульсов подключены соответственно к вторым входам элементов И второй группы и к входу формирователя импульсов признака поляризации, выход которого подключен к вторым входам элементов И первой группы, входы детекторов нуля с разрешением записи подключены к соответствующим поразрядным шинам записисчитывания .устройства, а входы разрешения записи подключены к входу эадания режима, прямой и инверсный выходы детекторов нуля с разрешением записи подключены соответственно к первым входам соответствующих элементов И второй группы и к первым входам соответствующих элементов И первой группы, выходы которых подключены к соответствующим входам установки старших разрядов блока суммирующих счетчиков.

1674254

Йыг

Яч

Йи р д gyp е

3 сто и

Устг ст

U(g

U(p

П

Ц(Ф(V(kp

0 и Й

Составитель А,Ануфриев

Редактор А.Маковская Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор В.Гирняк

Заказ 2929 Тираж 324 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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