Файл: Дроздов Е.А. Многопрограммные цифровые вычислительные машины.pdf

обмотками, элементы сложной конфигурации. Одно из важных преимуществ таких ПЗУ — простота дешифратора, так как число­ вые шины выбираются с помощью двух переключателей (по одному иа каждом конце шины). Следовательно, вместо одного дешиф­

ратора с 2 А выходами (пА — количество разрядов в адресе запо­

минаемых чисел) требуются два дешифратора с 2 А/2 выходами каждый, что позволяет значительно удешевить адресные цепи.

ПЗУ трансформаторного типа. Блок памяти ПЗУ такого типа строится на ферромагнитных запоминающих элементах, в качестве которых используются как ферритовые сердечники с ППГ, так и сердечники с непрямоугольной петлей гистерезиса, работающие как линейные трансформаторы. В первом случае необходимо

Рис. 6.7. Числовая линейка ПЗУ на ферритовых сердечниках

предусматривать возможность восстановления первоначального со­ стояния сердечников, перемагничиваемых в такте считывания ин­ формации. В отличие от устройств оперативной памяти на фер­ ритовых сердечниках с ППГ, где каждый сердечник используется для хранения одного двоичного символа, т. е. емкость сердечника или коэффициент информационного заполнения равен единице, в ПЗУ на ферромагнитных элементах независимо от их типа зна­ чение этого коэффициента достигает десятков и даже сотен. В со­ ответствии с принципом действия ПЗУ на ферромагнитных эле­ ментах называются также ПЗУ трансформаторного типа.

Основой для построения ПЗУ на ферритовых сердечниках слу­ жит числовая линейка. На рис. 6.7 приведена числовая линейка, рассчитанная для хранения пяти 4-разрядных двоичных чисел (по количеству числовых шин). Каждый сердечник служит для хра­ нения одноименных разрядов запоминаемых чисел. Наличие 1 или 0 в данном разряде запоминаемого числа определяется тем, проходит числовая шина через сердечник или огибает его. Если в данном разряде числа необходимо зафиксировать 1, числовая шина при монтаже схемы ПЗУ продергивается через сердечник, образуя одновитковую обмотку. Если же необходимо зафиксиро­ вать 0, числовая шина огибает сердечник. Таким образом, при записи информации во время монтажа схемы используется прин­ цип «прошито — не прошито».

Через все сердечники числовой линейки проходит общая шина считывания (если используются сердечники с ППГ). При подаче

215

в эту шину импульса тока считывания все сердечники линейки устанавливаются в нулевое положение. Каждый сердечник имеет свою выходную (разрядную) обмотку.

Выборка числа из числовой линейки производится за два так­ та. Сначала в соответствии с адресом считываемого числа возбуж­ дается одна из числовых шин линейки. Вследствие этого сердеч­ ники, через которые проходит (а не огибает) возбужденная число­ вая шина, перемагничиваются из исходного (нулевого) состояния в единичное. Затем подается импульс считывания, который вновь возвращает эти сердечники в нулевое положение. При этом в вы­ ходных обмотках перемагничиваемых сердечников появляется ко­ довый сигнал 1. Если, например, возбуждается числовая шина, связанная с пятым входом линейки «Вх5», то в результате счи­ тывания на выходе появятся сигналы, представляющие код чис­

ла 0110.

Может использоваться и другой вариант числовой линейки, в которой в числовые шины подаются импульсы считывания, а по дополнительной шине, пронизывающей все сердечники линейки, протекает постоянный ток подмагничивания. Этот ток удерживает сердечники в положении 1. При подаче импульса считывания в одну из числовых шин в выходных обмотках сердечников, через которые проходит возбужденная числовая шина, индуктируются кодовые сигналы единицы. После окончания такта считывания все сердечники током подмагничивания вновь устанавливаются в еди­ ничное положение. Вместо постоянного тока подмагничивания можно в конце каждого цикла обращения к ПЗУ в дополнитель­ ную шину числовой линейки подавать импульс восстановления единичного положения сердечников.

Емкость числовой линейки ограничивается не только площадью отверстия сердечника, но и взаимными наводками между число­ выми шинами. При возбуждении одной из числовых шин во всех остальных шинах индуктируются токи, которые создают реакцию, противодействующую перемагничиванию соответствующих сердеч­ ников. Влияние этой реакции возрастает с увеличением количества числовых шин. Ее можно уменьшить, если в конце каждой число­ вой шины включить диод, который препятствует протеканию ин­ дуктируемых вторичных токов в обратном направлении.

В ПЗУ на ферромагнитных элементах гораздо чаще использу­ ются сердечники с непрямоугольной петлей гистерезиса, например оксиферовые. В таких ПЗУ благодаря применению более совре­ менных способов прошивки удается существенно снизить взаимное влияние наводок между числовыми шинами.

Варианты прошивки сердечников числовой линейки показаны

также пронизывается числовой шиной, но в обратном направлении по сравнению с записью 1. В этом случае при считывании индук­

216

тируемые в выходных обмотках сердечников сигналы 1 или 0 от­ личаются полярностью, что существенно повышает надежность распознавания считываемой информации. Кроме того, яри таком способе записи 1 и 0 стабилизируется нагрузка на формирователи импульсов токов, подаваемых в числовые шины, так как незави­ симо от считываемого кода перемагничиваются всегда все сердеч­ ники линейки. Применение второго способа сопряжено с большими затратами времени при монтаже числовых линеек, чем при первом

ствием токов, протекающих по обоим проводам избранной бифилярной числовой шины.

Емкость Е числовой линейки, т. е. количество чисел, записан­ ных в ней, зависит от используемого способа прошивки сердечни­ ков числовыми шинами. Если паразитные наводки и помехи снижены до практически приемлемого уровня, то емкость опреде­ ляется количеством числовых шин, которые могут быть уложены в окне сердечника выбранных размеров при монтаже числовой линейки. При этом необходимо учитывать, что выходная обмотка

217

сердечника обычно многовитковая. В ней содержится до несколь­ ких десятков витков.

При подсчете емкости числовых линеек, в которых применены различные способы прошивки сердечников, можно предположить, что записанные в линейках числа содержат одинаковые количества

Рис. 6.9. Схема ПЗУ на одной числовой линейке

Рассмотрим схему ПЗУ [31] на одной числовой линейке (рис. 6.9). В линейке использованы сердечники из оксифера мар­ ки Ф-1000. Размеры сердечника 7X 4x2 мм. Прошивка сердеч­ ников числовыми шинами выполнена по способу «прошито в од­ ном направлении — прошито в другом направлении» (рис. 6.8,6). Через каждый сердечник проходит 256 числовых проводов марки ПЭВШО-0,1. Выходная обмотка сердечника имеет 30 витков. Окснферовые сердечники показаны жирными горизонтальными линия­ ми, общее количество которых равно п (я — разрядность запоми­ наемых чисел). Числовые шины изображены вертикальными ли­ ниями, пронумерованными от 1 до 256. Направление прошивки

218

условно показано короткими наклонными линиями в местах пе­ ресечения шин с сердечниками. Наклон этой линии в одну сторону указывает на прошивку в прямом направлении (запись 1), а на­ клон в другую сторону — на прошивку в обратном направлении. Числовые шины разделены на 32 группы по восемь шин в каждой группе. Для каждой группы шин вход общий, связанный с соот­ ветствующим формирователем опросного импульса. Противопо­ ложные концы числовых шин через разделительные диоды соеди­

Вторая шина Дш2 соединена со вторыми шинами всех групп

(шины 2, 10, 11, ..., 250) и т. д.

Код адреса числа в числовой линейке разбивается на две части. Одна часть кода указывает, в какой группе числовых шин нахо­ дится считываемое число. Она записывается в регистр адреса груп­ пы Рг1. Другая часть указывает, какую шину необходимо возбу­ дить в избранной группе. Эта часть кода адреса записывается в регистр адреса числа в группе Рг2.

Пусть необходимо считать число, записанное в числовой линей­ ке восьмой числовой шиной. После записи кода адреса числа в регистры возбуждаются первая выходная шина дешифратора адре­ са группы Дш1 и восьмая выходная шниа дешифратора Дш2, на выходе которой будет высокий потенциал. Формирователь Ф( вы­ дает опросный импульс отрицательной полярности, который может пройти только через восьмую шину первой группы числовых шин; так как включенный в цепь этой шины диод открыт высоким по­ тенциалом, имеющимся на восьмом выходе дешифратора Дш2. Че­ рез все другие числовые шины первой группы опросный импульс не проходит: включенные в их цепи диоды заперты низкими по­ тенциалами, подводимыми с невозбужденных выходов дешифрато­ ра Дш2. Таким образом, в данной схеме обеспечивается двусто­ ронняя селекция числовой шины. При пропускании опросного импульса по избранной числовой шине в выходных обмотках сер­ дечников числовой линейки индуктируются кодовые сигналы 1 и 0, отличающиеся полярностью.

Объединение числовых линеек в постоянном запоминающем устройстве может быть выполнено по схеме, приведеной на рис. 6.10. Здесь объединены четыре числовые линейки, подобные только что рассмотренной, так что общая емкость ПЗУ составляет 1024 /г-разрядных числа. Числовые линейки отличаются лишь тем, что в них прошивка сердечников осуществлена по способу «проши­ то— не прошито», поэтому при считывании 1 на выходе появляет­ ся импульс отрицательной полярности, а при считывании 0 сиг­ нал на выходе отсутствует.

Входы одноименных групп шин числовых линеек объединяются и подсоединяются к выходу соответствующего формирователя

219