Файл: Каган Б.М. Цифровые вычислительные машины и системы учеб. пособие.pdf

длинные линии, распределенные параметры которых столь значительны, что быстродействие ЗУ со структу­ рой 3D снижается по сравнению с быстродействием самих сердечников (определяется временем их переклю­ чения при чтении-записи) в 2—3 раза, а иногда и более в зависимости от емкости ЗУ. Поэтому структуру 3D ис­ пользуют в тех случаях, когда ЗУ может иметь среднее быстродействие и требуется средняя емкость. Структуру

по принципу совпадения токов, очевидно, следует улуч­ шать электрические характеристики цепей управляю­ щих обмоток. Наиболее эффективно в этом отношении уменьшение числа сердечников на обмотках. Для струк­ туры 3D это фактически означает дробление всего за­ поминающего массива на секции и введение независи­ мого управления каждой секцией. Но при этом струк­ тура 3D теряет свои экономические преимущества.

Существует другая структура ЗУ, так называемая 2,5D, также использующая принцип совпадения токов, но позволяющая при сравнительно небольших затратах оборудования получать высокое быстродействие. ЗУ со структурой 2,5D по затратам оборудования занимают промежуточное положение между ЗУ со структурами 2D и 3D, но значительно превосходят их по быстродей­ ствию. На рис. 4-14 представлена блок-схема ЗУ со структурой 2,5D. Оно состоит из плоского (двумерно­ го) запоминающего массива, группы возбудителей ли­ ний У, возбудителей линий X и разрядных усилителей считывания.

Запоминающий массив имеет горизонтальные шины X, вертикальные шины У и обмотки считывания. В точ­ ках взаимных пересечений шин располагаются ферри­ товые сердечники. Весь массив разбит на секции по количеству разрядов запоминаемых слов. Каждая об­ мотка считывания охватывает все сердечники одной разрядной секции. В соответствии с числом разрядных секций шины У разделены на группы, каждая из кото­ рых имеет свою независимую систему возбудителей. Если ЗУ предназначено для хранения N слов по п раз­ рядов, то в пределах разрядной секции располагаются

272

N сердечников, а количество независимых групп линий У составляет п. В пределах одного разряда каждая ли­ ния У образует петлю. Система возбудителей линий X строится таким образом, что в соответствии с выбран-

/fрегистру смо0а

ным адресом ячейки возбуждается только одна из ли­ ний X, в то время как возбудители линий У возбужда­ ют в каждой разрядной группе по одной одноименной линии У. В результате в каждом разряде на пересече­ ниях возбужденных шин имеются два сердечника, в одном из которых токи складываются, а в другом вы-

читаются. При смене полярности тока в одной из линии,

двух сердечников при возбуждении одних и тех же ли­ ний, но при смене полярности тока в одной из них. Обычно такое изменение полярности производится в линиях X. С помощью этого приема достигается воз­ можность выбора удвоенного количества сердечников при одном и том же числе возбужденных линий, чем существенно экономится оборудование.

В ЗУ со структурой 2,5D применение этого адресно­ го изменения полярности тока и связанной с ним пет­ леобразной конфигурации линии У принципиально не является обязательным. Однако с целью сокращения затрат оборудования при построении ЗУ с этой струк­ турой всегда применяется адресное изменение поляр­ ности токов возбуждения.

При таком построении запоминающего массива все сердечники одного слова оказываются лежащими вдоль оси X, а сердечники одноименных разрядов всех слоев располагаются в секторе, определяемом разрядной груп­ пой линий У. Если запоминающий массив на N слов имеет т линий X и в каждом разрядном секторе k ли­ ний У, причем mk = N , то на каждой линии X распола­ гаются сердечники всех разрядов k слов, а на каждой линии У — одноименные разряды т слов. Поэтому по аналогии со структурой 2D в ЗУ типа 2,5D линии X на­ зываются словарными, а линии У — разрядными.

Считывание информации на ЗУ типа 2,5D произво­ дится по принципу совпадения токов. Согласно задан­ ному адресу токами чтения с амплитудой Ір возбужда­

секторе один сердечник на пересечении линии слова и разряда получает полное возбуждение—Іт— —2Іѵ, а дру­ гой сердечник на втором пересечении — «нулевое» возбуждение, поскольку в этом пересечении токи вычи­ таются. Все остальные сердечники, находящиеся на возбужденных проводах, получают возбуждение, равное

/ р = — Іт- Таким образом, в каждом разряде полное

возбуждение получает только один сердечник, и в за­ висимости от записанной в нем информации он либо

274

если в нем был записан 0. При этом на обмотках счи­ тывания присутствуют также сигналы помех от полувозбужденных сердечников. Для снижения уровня помех в

импульсов токов чтения. Конфигурации обмоток считы­ вания в ЗУ типа 2,5.0 аналогичны конфигурациям об­ моток ЗУ типа 30. Обычно применяется прямоугольная конфигурация, причем обмотка считывания располага­ ется параллельно оси У. Поэтому при сдвиге фрон­ тов импульсов токи чтения в линиях У опережают токи чтения в линиях X (рис. 4-15).

После чтения информации из ячейки памяти сердеч­ ники переходят в состояние 0, а сигналы, считанные с них, усиливаются поразрядно, стробируются и переда­ ются в регистр слова ЗУ. Для того чтобы информация в сердечниках не была потеряна, сразу же после чтения выполняется ее регенерация. С этой целью соответствую­ щая данному адресу линия X возбуждается полутоном

ная линия не получает возбуждения. Сердечники, полу­ чившие полное возбуждение + 2 / р= + / т , восстанавли­ вают состояние 1, а сердечники, возбужденные полуто­ ном записи слова -f-/p, сохраняют состояние 0. Таким образом происходит регенерация считанной в регистр слова ЗУ информации.

Запись новой информации начинается с очистки за­ данной ячейки от старой информации. Для этого в со­ ответствии с выбираемым адресом одна из линий У и по одной линии У в каждом разряде возбуждаются тока­ ми чтения, переводящими все сердечники данного сло­ ва в состояние 0. Затем в зависимости от содержимого регистра слова ЗУ, куда из процессора передана ин­ формация для запоминания в ЗУ, возбуждаются токами записи обмотки управления запоминающим масси­ вом. При этом в соответствии с заданным адресом воз­ буждаются током записи + / р одна из линий X и те ли­

переключаются в состояние 1. В тех же разрядах, где линии У не получили возбуждения, сердечники оста­ ются в состоянии 0. Так, информация, находящаяся в регистре слова ЗУ, записывается в запоминающий массив.

Рассматривая процессы, происходящие в ЗУ со структурой 2,5D, легко заметить, что чтение в этих ЗУ выполняется аналогично чтению в ЗУ со структурой 3D, а запись производится аналогично записи в ЗУ ти­ па 2D.

Действительно, при чтении в ЗУ типа 2,5D исполь­ зуется совпадение токов с присущим ему характерным полувозбуждением сердечников, вызывающим значи­ тельные помехи при считывании Для борьбы с этими помехами принимаются меры, аналогичные тем, кото­ рые применяются в ЗУ типа 3D. К таким относятся стро­ бирование усилителей считывания, амплитудная дискри­ минация сигналов, сдвиг передних фронтов импульсов токов чтения, секционирование обмотки считывания и прошивка сердечников таким образом, чтобы помехи с

276