Запоминающее устройство с резервированием

Запоминающее устройство с резервированием

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<»>963088 (61) Дополнительное к авт. санд-ву— (22) Заявлено 09. 06. 80 (21) 2938840/18-24 (51)М. Кл.

G 11 С 11/00

6 11 С 29/00 с присоединениен заявки М— фщудврстнсннф квинтет

АССР во далаи нзобретеннй и открытий (23) Приори-тет — .

Опубликовано 30. 09. 82. Бюллетень ¹ 36 (53) УД,1 681 ° 327..6(088.8) Дата опубликования описания 30. 09. 82 (72) Авторы изобретения

П.И. Луговцов и Н.Г. Луговцова

1 (71) Заявитель (54) ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО С РЕЗЕРВИРОВАНИЕМ

Изобретение относится к запоминающим устройствам и может быть использовано для построения оперативных запоминающих устройств с частицным резервированием накопителя.

Известно запоминающее устройство (ЗУ), в котором исключение неисправностей осуществляется путем замены вышедшего иэ строя оборудования на резервные, содержащее регистр адреса, нулевые выходы которого .подключены к одним иэ входов элементов И первой и второй групп, другие входы которых соединены соответственно с входами устройства и выходами одноразрядных блоков памяти, а выходы подключены соответственно к входам одноразрядных блоков памяти и выходам устройства, резервный одйоразрядный блок памяти, управляющую и контрольные шины, третью, четвертую и пятую группы элементов И, причем первые входы элементов И третьей и четвертой групп подключены к единичным выходам регистра адреса, вторые входы - соответственно к входам устройства и выходу резервного одноразрядного блока памяти, а выходы - соответственно к входу резервного одноразрядного блока памяти и выходам устройства, первые входы элементов И пятой группы соединены с входами устройства, вторые входы - с управляющей шиной, а выходы — с входами регистра адреса, нулевые выходы регистра адреса подключены к входам первого элемента И, выход которого соединен с первыми входами второго и третьего элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к .входной контрольной шине и выходу резервного одноразрядного блока па20 мяти, а выходы - соответственно к входу резервного одноразрядного бло. ка памяти и выходной контрольной шине 1 1).

3 9630

Недостатки данного устройства возможная потеря информации после исключения неисправности и ограниченная возможность дистанционного управления при устранении неисправности что снижает его надежность.

Наиболее близким к предлагаемому является запоминающее устройство, содержащее группу накопителей, триггеры, группу элементов ИЛИ, пять 0 групп элементов И, накопитель, элементы И, элементы ИЛИ, генераторы импульсов, счетчик, дешифратор и элемент задержки, причем первые входы элементов И первой, второй и пятой 1s групп являются информационными входа-. ми устройства, выходы элементов И первой группы соединены соответственно с входами накопителей группы, выходы которых подключены соответст.венно к первым входам элементов И третьей группы, вторые .входы элемен.тов И первой и третьей групп соединены соответственно с йулевыми выходами триггеров и входами первого элемента И, выход которого подключен к первым входам второго и третьего элементов И и вторым входам элементов И пятой группы, выходы которых соединены соответственно с единичными входами триггеров„ выход второго элемента И

30 подключен к одному из входов первого элемента ИЛИ, другие входы которого соединены соответственно с выходами элементов И второй группы, выход первого элемента ИЛИ подключен к входу накопителя, выход которого соединен со вторым входом третьего элемента И и первыми входами элементов И четвертой группы, вторые входы элементов И второй и четвертой групп подключены к единичным выходам триггеров соответственно, выходы элементов И третьей и четвертой групп соединены соответственно с первыми и вторыми вхо- . дами элементов ИЛИ группы, выходы ко- 4> ! ,торых являются информационными выходами устройства, второй вход второго и выход третьего элементов И являются соответственно, контрольными входами и выходами устройства, выход. первого 50 генератора импульсов соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и установочным входом счетчика, выход которого подключен к входу дешифратора, выходы которого соединены с Ы третьими входами элементов И пятой группы соответственно, выход второго элемента ИЛИ подключен к нулевым вхо88 4 дам триггеров, а второй вход — к выходу генератора импульсов и входу элемента задержки, выход которого соединен со счетным входом счетчика (2).

Недостатки известного устройстеа — невозможность одновременного исключения более одной неисправности, что не обеспечивает достаточную надежность запоминающего устройства, и длительное время исключения неисправности, которое зависит от скорости работы оператора.

Цель изобретения — повышение надежности и быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в запоминающее устройство с резервированием, содержащее накопители, входы которых подключены к выходам элементов И первой группы, а выходы — к первым входам элементов И второй группы, первые входы элементов И первой группы подключены ко вторым входам элементов И второй группы, выходы которых подключены к первым входам элементов ИЛИ первой группы, выходы элементов ИЛИ первой группы являются информационными выходами устройства, третью группу элементов И, первые входы которых подключены к соответствующим выходам первого дешифратора, вторые входы— к выходу первого элемента И, первый триггер, первый вход которого подключен к выходу соответствующего элемента И третьей группы, первый выход— к первому входу соответствующего элемента И первой группы, второй выход. первого триггера подключен к первым входам соответствующих элементов И четвертой и пятой группы, выходы элементов И четвертой руппы подключены к входам первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу первого резервного накопителя, выход первого. резервного накопителя подключен ко вторым входам элементов И пятой группы, первый генератор импульсов, выход которого подключен к управляющему входу первого счетчика и второму .входу первого триггера, выход первого счетчика .подключен к входу первого дешифратора, и второй генератор импульсов, дополнительно введены третий генератор импульсов, одновибраторы, второй триггер, регистр числа, регистры адреса, элемен;ты И, группы элементов И, элемен963088

ЭО ты ИЛИ, вторую группу элементов ИЛИ,, второй счетчик второй дешифратор и второй и третий резервные накопители, причем вход второго резервного накопителя подключен к выходу вто- S рого элемента ИЛИ, входы которого подключены к выходам элементов И шестой группы, выход второго резервного:накопителя подключен к входам элементов И седьмой группы, выходы которых подключены к третьим входам элементов ИЛИ первой группы, вход третьего резервного накопителя подключен к выходу третьего элемен- . та ИЛИ, входы которого подключены к выходам элементов И .восьмой группы, выход третьего резервного накопителя подключен к первым входам элементов И девятой группы, выходы которых подключены к четвертым входам 20 соответствующих элементов ИЛИ первой группы, выходы элементов И десятой группы подключены к первым входам соответствующих элементов И первой группы,и входам одновибрато- 2S ров, выходы которых подключены к первым входам элементов ИЛИ второй группы, входы элементов И десятой группы подключены к соответствующим выходам регистров адреса, первые входы которых подключены к выходу первого генератора импульсов, вторые входы регистров адреса подключены к выходам элементов И третьей группы, третьи входы которых подключены к соответствующему выходу второго дешифратора, первые входы элемен тов И четвертой группы подключены ко вторым входам элементов И пятой группы и соответствующему выходу регистра адреса, первые входы элементов И шестой группы подключены ко вторым входам элементов И седьмой группы и соответствующему выходу регистра адреса, первые входы элеменiS тов И восьмой группы подключены ко вторым входам элементов И девятой группы и соответствующему выходу регистра адреса, вторые входы элементов И первой, четвертой, шестой и восьмои групп подключены к соот50 ветствующему выходу регистра числа и четвертому входу соответствующего элемента И третьей группы, первые входы элементов И.одиннадцатой группы подключены к соответствующим выхо- дам первого дешифратора и первым входам элементов И двенадцатой группы, вторые входы элементов И одиннадцатой группы подключены к выходу второго элемента И, входы которого подключены к соответствующим выходам регистров адреса, третьи входы элементов И одиннадцатой группы подключены к соответствующему выходу второго дешифратора, входы которого подключены к выходам второго счетчика, вторые входы элементов И двенадцатой группы подключены к выходу третьего элемента И, входы которого подключены к соответствующим выходам регистров адреса, третьи входы элементов И двенадцатой группы подключены к соответствующему выходу второго дешифратора, четвертые входы weментов И одиннадцатой и двенадцатой групп подключены к соответствующим выходам регистра числа, одни входы регистра числа подключены к выходам элементов ИЛИ второй группы, вторые входы которых подключены к управляющему входу второго счетчика, выходу первого генератора и первому входу четвертого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу второго триггера, второй вход четвертого элемента ИЛИ подключен к выходу четвертого элемента И, входы которого подключены к соответствующим выходам регистра числа, второй вход второго триггера подключен к выходу третьего генератора импульсов, а первый выход - к первому входу пятого элемента И, второй выход второго триггера является управляющим выходом устройства, второй вход пятого элемента И подключен к выходу в юрого генератора импульсов, а выход пятого элемента И подключен к входу первого счетчика, выход которого подключен к входу второго счетчика, другие входы регистра числа являются информационными входами устройства.

На фиг. 1 и 2 изображена. функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генераторы

1- 3 импульсов, регистр 4 числа, состоящий из триггеров, 5, первый 6 и второй 7 счетчики, дешифраторы 8 и

9, группу элементов ИЛИ 10, триггер

11, элемент ИЛИ 12, элементы И 13 и

14, элемент 15 индикации, одновибраторы 16, информационные входы 17.117.п, линии 18-33 связи, одноразрядные накопители 34, группу элементов ИЛИ 35, первую 36, вторую 37, 7 .96

:третью 38, четвертую 39, пятую 40, шестую 4I, седьмую 42, восьмую 43, девятую 44, десятую 45, одиннадцатую

46 и двенадцатую 47 группы элементов И, триггер 48, регистры 49 адреса, первый 50, второй 51 и третий

52 резервные накопители, элементы ИЛИ 53-55, элементы И 56-58, первый 59, второй 60 и третий 61 элементы индикации и информационные выходы 62.1-62.п.

Информационные входы 17.1-17.п соединены с единичными входами триггеров 5 регистра 4 числа, а информационные выходы 62.1-62.п подключены к выходам группы элементов ИЛИ 35.

Дешифратор 8 имеет (и+1) выходов (где n — количество одноразрядных накопителей).

Дешифратор 9 имеет m выходов (где rn - количество резервных одноразрядных накопителей).

Нулевые выходы триггеров 5 регистра 4 числа соединены.с входами четвертого 13 элемента И, выход которого подключен ко второму входу четвертого 12 элемента ИЛИ.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

После подачи питающих напряжений на ЗУ генератор 1 импульсов вырабатывает сигнал, который устанавливает счетчики 6 и 7, триггеры 5 регистра

4 числа, триггер 48 и регистры 49 адреса в нулевое состояние. При этом элементы И 44-46 блокируются по первым входам (нулевой выход первого дешифратора 8 является свободным), что исключает произвольную установку триггера 48 и регистров 49 адреса в единичное состояние.

Сигналы высокого уровня на нулевых выходах триггера 48 и регистров

49 адреса группы открывают элементы И, а сигналы низкого уровня на единичных выходах этих функциональных узлов закрывают элементы И 3739, 41-43.

Запись числа в ЗУ без включения резервных одноразрядных накопителей . происходит через регистр 4 числа и открытые элементы И 36, а чтениечерез открытые элементы И 40 и элементы ИЛИ 35.

Устранение неисправности в одном, двух или трех разрядах ЗУ производится следующим образом.

На информационные входы 17.1-17.п, подается код, состоящий из нулевых

3088

15 ао

55 и единичных сигналов. Нулевые сигналы кода соответствуют исправным разрядам

ЗУ, т.е. накопителей 34, а единичные сигналы - неисправным. Код записывается в регистр 4 числа, в результате чего закрывается элемент И.13. Производится запуск генератора 3 импульсов (например, путем однократного нажатия специальной кнопки). При этом триггер 11 переключается в единичное состояние и открывается элемент И

14, соединяя выход. генератора 2 импульсов со счетным входом счетчика 6. Включается счетчик 6 и начинается последовательный опрос элементов И 44. При этом открывается тот элемент И этой группы, на входах которого происходит совпадение сигналов высокого уровня с единичного выхода. одного из триггеров 5 регистра

4 числа, хранящего первую единицу кода, и с того выхода дешифратора 8, порядковый номер которого (не считая нулевого выхода) совпадает с порядковым номером первого неисправного разряда ЗУ. При этом происходит переключение в единичное состояние триггера 48 или первого триггера одного из регистров 49 адреса, в результате чего закрываются соответствующие элементы И 36 и 40 и открываются соответствующие элементы И 37 и 4I.

Кроме того, закрывается элемент И

56, блокируя триггер 48 и первые триггеры регистров 49 адреса по единичным входам, что исключает установку в единичное состояние других триггеров после переключения в еди-. ничное состояние одного из этих триггеров в результате последовательного опроса элементов И 44 счетчиком 6.

Переключение выбранного в результате опроса триггера вызывает формирование одиночного импульса соответствующим одновибратором 16. Этот импульс через соответствующий элемент

ИЛИ 1О поступает на нулевой вход триггера 5 регистра 4 числа, хранящего первую единицу кода, и переключает этот триггер в нулевое состояние, уменьшая на одну единицу записанный в регистр числа код.

Если .в коде, записанном в регистр

4 числа в начальный момент времени, была только одна единица, то после переключения выбранного триггера 5 в нулевое состояние открывается эле963088

55 мент И 13 и переключает триггер 11 в нулевое состояние, в результате чего закрывается элемент И 14 и отключает выход генератора импульсов от счетного входа счетчика 6. Возбуждение элемента 15 индикации после переключения в нулевое состояние триг гера 11 свидетельствует о том, что включение первого резервного одноразрядного накопителя 50 .вместо неисправного одноразрядного накопителя 34 закончено и. ЗУ готово к работе с устрочством — пользователем

ЗУ. При этом выключается элемент 59 индикации, а элементы 60 и 61 индикации продолжают находиться в возбужденном состоянии, указывая на то, что в ЗУ еще имеются два ненагруженные резервные одноразрядные накопители.

Если в коде, записанном в регистр

4 числа в начальный момент времени, было две или три единицы, то после коммутации первого резервного накопителя 50 триггер 11 продолжает находиться в единичном состоянии, в результате чего на счетный вход счетчика 6 продолжают поступать тактовые импульсы с выхода генератора 2 импульсов . После заполнения счетчика 6 происходит установка этого счетчика в нулевое состояние и переключение в единичное состояние младшего разряда счетчика 7. При этом возбуждается второй выход дешифратора 9 и подготавливаются к опросу элементы И 45. При последовательном опросе этих элементов счетчиком 6 открывается тот элемент И 45, на входах которого происходит совпадение сигналов высокого уровня с единичного выхода одного из триггеров .5 регистра 4 числа, хранящего первую единицу преобразованного кода, и с того выхода дешифратора 8, порядковый номер которого (не считая нулевого выхода) совпадает с порядковым номером второго неисправного разряда ЗУ. При этом происходит переключение в еди- ничное состояние второго триггера из регистров 49 адреса, в результате чего закрываются соответствующие элементы И 36 и 40 и открываются соответствующие элементы И 38 и 42.

Кроме того, закрывается элемент

И 57, блокируя вторые триггеры регистров 49 адреса группы. по единичным входам, что искпючает установку

5 0

25 в единичное состояние других триггеров после переключения в единичное состояние одного из этих триггеров в результате последовательного опроса элементов И 45 счетчиком 6.

Переключение выбранного в результате второго опроса триггера одного из регистров 49 адреса вызывает формирование одиночного импульса соответствующим одновибратором 16. Этот импульс переключает в нулевое состояние соответствующий триггер 5 регист" ра 4 числа. При этом уменьшается на единицу код, записанный в регистр числа.

Если в коде, записанном в регистр

4 числа в начальный момент .времени, было две единицы, то происходит отключение выхода генератора 2 импульсов от счетного входа счетчика 6;

Выключение элементов индикации 59 и

60 указывает на то, что вместо двух неисправных накопителей 34 включены резервные накопители 50 и 51, а возбуждение элемента 15 индикации свидетельствует о готовности ЗУ к работе с устройством — пользователем ЗУ.

Если в коде, записанном в регистр

4 числа s начальный момент времени было три единицы, то после коммутации резервных накопителей 50 и 51 на счетный вход счетчика 6 продолжают поступать. тактовые импульсы с выхода генератора 2 импульсов. После заполнения счетчика 6 происходит установка этого счетчика в нулевое состояние и переключение в последующее состояние счетчика 7. При этом возбуждается третий выход дешифратора

9 и подготавливаются к опросу элементы И 46.

При последовательном опросе этих элементов счетчиком 6 открывается тот элемент.И 46, на входах которого происходит совпадение сигналов высокого уровня с единичного выхода одного из триггеров 5 регистра 4 числа, хранящего остаточную единицу преобразованного кода, и с того выхода дешифратора 8, порядковый номер которого (не считая нулевого выхода) совпадает с порядковым номером третьего неисправного разряда ЗУ. При этом происходит переключение в единичное состояние третьего триггера одного из регистров 49 адреса, в результате чего закрываются соответствующие

63088 12 рядов вместо отказавших основных разрядов, не зависит от скорости работы оператора и определяется только быстродействием электронных элементов устройства.

11 9 элементы И 36 и 40 и открываются соответствующие элементы И 38 и 43.

Кроме того, закрывается элемент И

58, блокируя третьи. триггеры регистров 49 адреса по единичным входам, что исключает установку в единичное состояние других триггеров после переключения в единичное состояние од,«ного из этих триггеров в результате

",последовательного опроса элементов И 46 счетчиком 6.

Переключение выбранного в результате третьего опроса триггера одного из регистров 49 адреса вызывает формирование одиночного импульса соответствующим одновибратором 16. Этот импульс переключает в нулевое состояние соответствующий триггер 5 регистра 4 числа. При этом все триггеры регистра числа находятся в нулевом состоянии, в результате чего открывается элемент И 13 и переключает триггер 11 в нулевое состояние.

При этом закрывается элемент И 14 и отключает выход генератора 2 импуль сов от счетного входа счетчика 6.

Возбуждение элемента 15 индикации указывает на готовность ЗУ к работе с устройством-потребителем ЗУ, а выключение элементов 59-61 индикации указывают на то, что все три резервные одноразрядные накопители включены в работу.

Запись числа в ЗУ с включением резервных одноразрядных накопителей происходит через регистр 4 числа и открытые элементы И 36 в исправные одноразрядные накопители 34 или открытые элементы И 37-39 и элементы

ИЛИ 53-55 в резервные накопители

50-52 соответственно.

Чтение числа из ЗУ с включением резервных накопителей происходит через открытые элементы И 40 и элементы ИЛИ 35 из исправных одноразрядных накопителей 34 или через от-, крытые элементы И.41-43 и элементы ИЛИ 35 из резервных накопителей

50-52 соответственно.

Предлагаемое устройство имеет повышенную надежность за счет резервирования одного, двух или трех неисправных разрядов путем дистанционной электронной коммутации. При этом обеспечивается воэможность резервирования любых неисправных разрядов.

Время исключения неисправности, т.е. время включения резервных раз»

1О

56

Формула . изобретения

Запоминающее устройство с резервированием, содержащее накопители, входы которых подключены к выходам элементов И первой группы, а выходы — к первым входам элементов И второй группы, первые входы элементов И первой группы подключены ко вторым входам элементов И второй группы, выходы которых подключены к первым входам элементов ИЛИ первой группы, выходы элементов ИЛИ первой группы являются информационными выходами устройства, третью группу элементов И, первые входы которых подключены к соответствующим выходам первого дешифратора, вторые входы — к выходу первого элемента И, первый триггер, первый вход которого подключен к выходу соответствующего элемента И тре-. тьей группы, первый выход - к первому входу соответствующего элемента И первой группы, второй выход первого триггера подключен к первым входам соответствующих элементов И четвертой и пятой групп, выходы элементов И четвертой группы подключены к входам первого элемента ИЛИ, выход которого подключен k входу первого резервного накопителя, выход первого резервного накопителя подключен ко вторым входам элементов И пятой группы, первый генератор импульсов, выход которого подключен к управляющему вховходу первого счетчика и ко второму входу первого триггера, выход первого счетчика подключен к входу первого дешифратора, и второй генератор импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия устройства, оно содержит третий генератор импульсов, одновибраторы, второй триггер, регистр числа, регистры адреса, элементы И, группы элементов И, элементы ИЛИ, вторую группу элементов ИЛИ, второй счетчик, второй peri шифратор, и второй и третий резервные накопители, причем вход второго резервного накопителя подключен к Ю

13 963 выходу второго элемента ИЛИ, входы которого подключены к выходам элементов И шестой группы, выход второго резервного накопителя подключен к первым входам элементов И седьмой группы, выходы которых подключены к третьим входам элементов ИЛИ первой группы, вход третьего резервного накопителя подключен к выходу третьего элемента ИЛИ, входы которого подключены к выходам элементов И восьмой. группы, выход третьего резервного накопителя подключен к первым входам элементов И девятой группы, выходы которых подключены к четвер-. тым входам соответствующих элементов ИЛИ первой группы, выходы элементов И десятой группы подключены к первым входам соответствующих элементов И перво" группы и входам одновибраторав, выходы которых подключены к первым входам элементов ИЛИ второй группы, входы элементов И десятой группы подключены к соответствующим выходам регистров адреса, первые входы которых подключены к выходу первого генератора импульсов, вторые входы регистров адреса подключены к выходам элементов И третьей группы, третьи входы которых подключены к соответствующему выходу второго дешифратора, первые входы элементов И четвертой группы подключены ко. вторым входам элементов И пятой группы и соответствующему выходу регистра адреса, первые входы элементов И шестой группы подключены ко вторым входам элементов И седьмой группы и соответствующему выходу регистра адреса, первые входы элементов И восьмой группы подключены ко вторым входам элементов И девяток группы. и соотI ветствующему выходу регистра адреса, вторые входы элементов И первой, четвертой, шестой и восьмой групп подключены к соответствующему выходу регистра числа и четвертому входу соответствующего элемента И. третьей группы, первые входы элементов И одиннадцатой группы подключены к соответствующим выходам первого дешифратора и первым входам элементов И

088 14 двенадцатой группы, вторые входы элементов И одиннадцатой группы подключены к выходу второго элемента И, входы которого подключены к соответствующим выходам регистров адреса, третьи входы элементов И одиннадцатой группы подключены к соответствующему выходу второго дешифратора, входы которого подключены к выходам

10 второго счетчика, вторые входы элементов И двенадцатой группы подключены к выходу третьего элемента И, входы которого подключены к соответствующим выходам регистров адре15 са, третьи входы элементов И двенадцатой группы подключены к соответствующему выходу второго дешифратора, четвертые входы элементов И одиннадцатой и двенадцатой групп подклюур чены к соответствующим выходам регистра числа, одни входы регистра числа подключены к выходам элементов ИЛИ второй группы, вторые входы которых подключены к управляющему входу вто" рого счетчика, выходу первого генератора и первому входу четвертого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу второго триггера, второй вход четвертого элемента

ИЛИ подключен к выходу четвертого элемента И,,входы которого подключены к соответствующим выходам регистра числа, второй вход второго триггера подключен к выходу третьего генератора импульсов, а первый выход — к

35 первому входу пятого элемента И, второй выход второго триггера является управляющим выходом устройства, второй вход пятого элемента И подключен к выходу второго генератора им40 пульсов, а выход пятого элемента И подключен к входу первого счетчика, выход которого подключен к входу второго счетчика, другие входы регистра числа являются информационными входами устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Н 607276, кл. G 11 С 11/00, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Н 2791171/18-24, кл. G 11 С 11/00, 1979 (прототип).

9630.88

26

Заказ 7525/7 Тираж 22

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, Составитель С. Шустенко

Редактор Л. Пчелинская Техред А.Ач - . Корректор О Билак.