201616. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és áramköri elrendezés dinamikus tárolóelemekből felépített gyors memória kialakítására
1 HU 201616 B 2 A találmány tárgya eljárás és áramköri elrendezés dinamikus tárolóelemekből felépített gyors memória kialakítására. Mint ismeretes a digitális rendszerek egyik alapvető követelménye a sebesség. Különös tekintettel a digitális számítógépekre, ahol a fejlesztés egyik legfontosabb paramétere, hogy minél gyorsabb gépet sikerüljön készíteni. Közismert tény, hogy a második és harmadik generációs gépek között a műveletvégzési sebesség több mint egy nagyságrend. Míg a klasszikus második generációs gépek általában négy mikroszekundumos óragenerátorral dolgoztak a harmadik generációs gépek már általában kétszáz nanoszekunduraossal. A legkorszerűbb számítógépek 100 ns-os órafrekvenciát használnak. Az órafrekvencia minden határon túli növelésének határt szab az alkatrészek sebessége, ezért előnyös áramköri kapcsolási megoldásokkal igyekeznek a gépek teljesítményét növelni. Egy ilyen megoldást ismertet a 3954/86 alapszámú magyar találmányi bejelentés, melynek az a lényege, hogy olvasáskor a cim vezetékeket is adatátvitelre használja, igy praktikusan dupla hosszúságú adatot képes átvinni, ugyanakkora idő alatt. Sajnálatos azonban az a tény, hogy a memóriában dupla olvasási ciklusra van szükség a dupla hosszúságú adatok kiadásához és igy (bár a memóriák általában gyorsabbak a többi rendszer egységnél) a megoldás hatékonyságának a növekedése a memóriák relatív lassúsága miatt elmaradt a várttól. A dinamikus tárolóelemek bői (integrált áramkörökből) felépített memóriáknál a tárolóelemeket mátrixba kötik oly módon, hogy a mátrix oszlopa annyi elemből áll, ahány bites a tárolni kívánt szó, és annyi sora van, amely kiadja a teljes memória kapacitást. Például egy 16 bites, 512 K szavas memóriát (1K=1024) célszerűen fel lehet építeni 32 darab 256 K bites dinamikus memória integrált áramkörből oly módon, hogy a mátrixnak két sora és tizenhat oszlopa van. Az egy oszlophoz tartozó két áramkör ki- és bemenetéi össze vannak kötve, valamennyi mátrixelem cimbemenetei össze vannak kötve, a sorokat kijelölő vezetékek nincsenek összekötve. Beírás vagy kiolvasás esetén minden áramkör megkapja a címet, írás esetén az írásparancsot, de csak az egyik sort kijelölő vezetéken kap meghajtást, igy csak ennek a sornak egy címére történik beirás, vagy onnan kiolvasás. A beirás vagy kiolvasás idejét az alkalmazott integrált memória áramkörök ciklusideje és a közpponti egység közti adatforgalom ideje határozza meg. A két időparaméter közül az alkalmazott integrált áramkörök sebessége a meghatározó. Teljesítmény növekedést megfelelő áramköri megoldással lehet elérni. Mint ismeretes a számítógép programok nagyon gyakran egymás utáni címekről olvasnak ki. Célszerű tehát két egymás utáni szót egyszerre kiolvasni. Ez azonban CBak úgy lehetséges, ha a memóriát átszerkesztjük, a kapcsolódó áramköröket és a központi vezetékköteg adat vezetékeit megduplázzuk. Például az előbbi példa 16 bit 512 K szavas memóriáját egy 32 bites memóriává szervezzük. Ez a megoldás áramköri, és áramfogyasztási többletekkel jár, a csatlakozó vezetékek is duplázódnak. Ezeken a hátrányokon segít az előbbiekben említett magyar találmányi bejelentés, ahol a második kiolvasott szó a cimvezetékeken jut a központi egységbe. Egy kiolvasási parancsra automatikusan történik a két szó kiolvasása, az adatkiadás idején már nincs szükség a címre a cimvonalak szabadok. E megoldás hátránya, hogy a két teljes memória ciklust ki kell várni a központi egységnek, az idő csak a memóriához való ismételt hozzáfordulós idejével csökken. A találmánnyal célunk a fentiekben vázolt nehézségek egyirányú kiküszöbölése. A találmánnyal megoldandó feladat ennek megfelelően egy olyan eljárás és áramköri elrendezés létrehozása, mely alkalmas dinamikus tárolóelemekből felépített gyors memória kialakítására. A találmány alapja az a felismerés, hogy a feladat egyszerűen megoldódik, ha párhuzamosan több memóriamátrixot alkalmazunk. A találmány szerinti eljárás egy olyan ismert eljárás továbbfejlesztése, melynek során a tórolóelemeket mátrixba kötjük és az egyes tárolóelemeket írásnál és olvasásnál egyaránt két lépésben címezzük meg, először a mátrix sorát utána pedig a mátrix oszlopát. A továbbfejlesztés, vagyis a találmány abban van, hogy olvasáskor egyszerre két mátrixra adjuk ugyanazt a söreimet, majd időben eltolva ugyanazt az oszlopcimet és az időben eltolt kiolvasott adatot egymás mellé helyezve egyetlen adatsorrá rendezzük. A találmány értelmében célszerű, ha az adat egymás mellé helyezése során az először kiolvasott adatot egy átmeneti tárolóba eltároljuk, majd a másodszorra kiolvasott adatot is eltároljuk egy másik átmeneti tárolóba és miután mind a két adatot az átmeneti tárolóba eltároljuk, a két átmeneti tároló tartalmát egyszerre adjuk ki. A találmány szerinti áramköri elrendezés egy olyan ismert áramköri elrendezés továbbféjlesztése, melynek vezérlő vezetékkötegen és illesztő egységen keresztül központi vezetékkötegre kapcsolódó vezérlő egysége van. A vezérlő egység kimenetei tároló mátrix bemenetelre vannak kötve. A tároló mátrix adat bemenetei az illesztő egység adat kimeneteire, adat kimenetei pedig az illesztő egység adat bemenetelre vannak csatlakoztatva. A továbbfejlesztés, vagyis a találmány abban van, hogy a vezérlő egység kimenetei írást vezérlő vezetéken és sor kijelölő vezetéken keresztül első tároló mátrix és második 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
