DE2713648A1 - Stromzufuhr-steuervorrichtung fuer speichervorrichtungen - Google Patents
Stromzufuhr-steuervorrichtung fuer speichervorrichtungenInfo
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Description
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Tokyo Shibaura Electric Co., Ltd., D-80WMünchen80
Kawasaki-shi, Japan Tel.: 089/982085-87
Telex: 0529802 hnkld Telegramme: ellipsoid
2 8. März 1977.
Stromzufuhr-Steuervorrichtung für Speichervorrichtungen
Die Erfindung betrifft eine Stromzufuhr-Steuervorrichtung für Speichervorrichtungen, Insbesondere eine solche, bei welcher
die Stromversorgung für die Lese/Einschreib-Operation für nur einen gewählten Speicher-Chip erfolgt, wenn diese Operation
am betreffenden Chip durchgeführt wird.
Eine Speichereinheit weist im allgemeinen mindestens einen Chip eines Direktzugriff- bzw. Randomspeichers (RAM), der aus
einem integrierten p-Kanal-MOS-Schaltkreis besteht, oder
eines aus einem integrierten n-Kanal-M0S-Schaltkreis bestehenden Mikrofestwertspeichers (ROM) auf. Im Betrieb wird den
Speicher-Chips der Speichereinheit ständig Strom zugeführt. Dieser Strom dient beispielsweise zur Erhaltung der im Speicher
gespeicherten Information(en) und zur Ermöglichung der Lese/
Einschreib-Operation beim betreffenden Speicher. Die Stromzufuhr erfolgt dabei derart, daß mehrere Stromquellen an die
betreffenden Klemmen des Speicher-Chips angelegt werden oder
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eine einzige Stromquelle mit den betreffenden Klemmen des Speicher-Chips verbunden wird.
Üblicherweise wird im Betrieb der Speichereinheit ständig Strom an die Speicher-Chips angelegt, woraus ein unnötig
hoher Stromverbrauch resultiert. Wenn die Speicherdaten des Speichers für eine lange Zeit erhalten werden sollen, wird
üblicherweise zur Vermeidung des unnötigen Stromverbrauchs eine Gegenmaßnahme dahingehend getroffen, daß beim Randomspeicher
die Stromzufuhr für die Lese Einschreib-Operatlon unterbrochen oder beim Mikrofestwertspeicher die gesamte Stromzufuhr
zu den Speicher-Chips abgeschaltet wird.
Diese Maßnahme gewährleistet jedoch nur mangelhafte Ergebnisse bezüglich der Senkung des Stromverbrauchs. Aus diesem Grund
tritt der größte Teil des Stromverbrauchs der Speichereinheit während der Lese, Einschreib-Operation an den zugeordneten
Speicher-Chips auf. Die bisherige Maßnahme zur Stromeinsparung ist daher bei einer häufigen Wiederholung dieser Operationen
unwirksam. Der in diesem Zusammenhang benutzte Ausdruck "Lese/ Einschreib-Operation" bezieht sich dabei auf eine Leseoperation
zum Auslesen von Daten aus einem Speicher und/oder eine Einschreiboperation zum Einschreiben von Daten in den Speicher.
Das Symbol Vß bezeichnet nicht nur die Lese/Einschreib-Spelseklemme,
sondern auch den Lese/Einschreibstrom.
Aufgabe der Erfindung Is t damit die Schaffung einer Stromzufuhr-Steuervorrichtung
zur Steuerung der Stromzufuhr zum Speicher. Bei dieser Steuervorrichtung soll der für die Lese/Einschreib-Operation
erforderliche Strom dann geliefert werden, wenn Daten aus dem Speicher ausgelesen und in ihn eingeschrieben werden,
woraus sich eine große Stromeinsparung ergibt.
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Bei dieser Stromzufuhr-Steuervorrichtung für eine Speichereinheit mit einer Vielzahl von Speicher-Chips soll der Strom nur
zu dem Speicher-Chip geleitet werden, der für die Durchführung der Lese/Einschreib-Operation ausgewählt worden ist.
Insbesondere soll bei dieser Stromzufuhr-Steuervorrichtung die Stromzufuhr zu dem für die Durchführung der Lese- und
Einschreiboperation ausgewählten Speicher-Chip nur dann erfolgen, wenn diese Lese- und Einschreiboperationen tatsächlich durchgeführt
werden.
Diese Aufgabe wird durch die in den beigefügten Patentansprüchen gekennzeichneten Maßnahmen und Merkmale gelöst.
Allgemein gesagt, wird mit der Erfindung eine Stromzufuhr-Steuervorrichtung
für eine Speichervorrichtung geschaffen, die eine Stromversorgung, Speichereinrichtungen, denen elektrischer
Strom zugeführt wird und in denen Daten gespeichert werden, sowie eine Einrichtung zur Steuerung der Stromzufuhr für die
Lese- oder Einschreiboperation während einer vorbestimmten Zeitspanne, während welcher Daten aus den Speichereinrichtungen
ausgelesen und in diese eingeschrieben werden, aufweist.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Schaltung zur Veranschaulichung des Prinzips einer Stromzufuhr-Steuervorrichtung
mit Merkmalen nach der Erfindung,
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Rechneranlage, auf die eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung
angewandt ist,
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Fig. 3 ein Schaltbild der Speichersteuereinheit bei der
Anlage gemäß Fig. 2,
Fig. 4a ein Schaltbild der Stromzufuhr- bzw. Speisesteuereinheit
bei der Anlage gemäß Fig. 2,
Fig. 4b ein Schaltbild einer abgewandelten AusfUhrungsform
der Speisesteuereinheit bei der Anlage gemäß Fig. 2,
Fig. 5A ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Steuervorrichtung gemäß Fig. 2,
Fig. 5B ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Stromzufuhr-Steuervorrichtung bei Anwendung der
Speisesteuereinheit gemäß Fig. 4B,
Fig. 6 ein Blockschaltbild einer abgewandelten Ausführungsform der Stromzufuhr-Steuervorrichtung gemäß der
Erfindung,
Fig. 7 ein Schaltbild der Speichersteuereinheit und der Stromzufuhr- bzw. Speisesteuereinheit bei der Vorrichtung
gemäß Fig. 6,
Fig. 8 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Steuervorrichtung gemäß Fig. 6,
Fig. 9 ein Blockschaltbild eines Teils einer Stromzufuhr-Steuervorrichtung
gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 1o ein Blockschaltbild der Stromzufuhr-Steuervorrichtung
unter Verwendung eines n-Kanal-MOS-IC-Speicherchips,
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Fig. 11 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung unter Verwendung
eines Mikrofestwertspeichers, auf den die erfindungsgemäße Stromzufuhr-Steuervorrichtung
angewandt ist,
Fig. 12 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung
bei Anwendung sowohl auf einen Randomspeicher als auch auf einen Mikrofestwertspeicher,
Fig. 15 ein Blockschaltbild einer noch weiter abgewandelten
Ausführungsform der Steuervorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 14 ein Schaltbild der Speichersteuereinheit und der Stromzufuhr- bzw. Speisesteuereinheit gemäß Fig. 12,
und
Fig. 15 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise
der Vorrichtung gemäß Fig. 12.
Fig. 1 zeigt ein Schaltbild zur Erläuterung des Arbeitsprinzips einer Stromzufuhr-Steuervorrichtung gemäß der Erfindung. Bei
dieser Schaltung ist ein Speicherchip 11 eines Randomspeichers (RAM) vom p-Kanal-MOS-IC-Typ (integrierter Metalloxidhalbleiter-Schaltkreis)
vorgesehen. Die Speiseklemme an der Source- oder Stromquellenseite (Sammelspeiseklemme) des Speichers 11 ist
mit Vg3 bezeichnet, während die Strom- oder Speiseklemmen an
der Drain-Seite mit V~ und VDD bezeichnet sind. Die Klemme VD
wird zum Lesen oder Einschreiben benutzt, während die Klemme Vn-. zur Erhaltung des Speicherinhalts dient. Diese Klemmen V00,
VD und VDD werden mit Strom von einer Stromversorgung 12 gespeist,
welche die Polarität gemäß Fig. 1 besitzt. Im Betrieb des Speicherchips 11 wird der Strom ständig an eine seiner
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Klemmen angelegt. Eine Strom- bzw. Speisesteuereinheit I3
enthält eine bipolare Hochgeschwindigkeit-Transistorschaltung Q. Während der Lese-Einschreib-Operationen zum Auslesen
von Daten aus dem Speicherchip 11 und zum Einschreiben von Daten in ihn ermöglicht die Speisesteuereinheit 13 bei
Eingang eines Steuersignals die Zufuhr von elektrischem Strom von der Stromversorgung 12 zur Le s e-E ins chnäb-Speiseklemme Vn.
Der Speicherchip 11 umfaßt weiterhin eine Lese/Einschrelb-Datenklemme
D, eine Adressenklemme A, eine Lese/Einschreib-Klemme W und eine Chip-Freigabeklemme C. Die Einschreibdaten
werden an die Datenklemme D angelegt. Die aus dem Chip 11 ausgelesenen Daten werden über die Klemme D zu einer Datenleitung
14 geführt. Die Adressenklemme A empfängt ein Lese/
Einschreib-Adressenwählsignal über eine Adressenleitung I5,
wobei dieses Signal zur Bezeichnung einer beliebigen Speicherstelle des Speicherchips 11 benutzt wird. An die Lese/Einschreibklemme
W wird über eine Befehlsleitung 16 ein Lese
Einschreib-Befehlssignal zur Bezeichnung der Dateneinschreibbefehle oder der Datenlesebefehle angelegt. Die Chip-Freigabeklemme
C empfängt über eine Chip-Freigabeleitung I7 ein Chip-Aktivier- bzw. Freigabesignal zur Freigabe der Lese- oder
Einschreiboperation des Speicherchips 11, um die Chipauswahl durchzuführen.
In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß dann, wenn der Speicherchip
11 einen Mikrofestwertspeicher darstellt, die Lese/Einschreib-Steuerleitung
unnötig ist und daher weggelassen wird. Die in der Beschreibung erwähnte Stromversorgung für die Lese/Einschreiboperation
stellt die Lese- oder Einschreib-Stromquelle dar, die für die betreffenden Operationen erforderlich ist.
Wenn an der Basis des Transistors Q der Speisesteuereinheit kein Steuersignal anliegt, befindet sich der Transistor Q
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im Sperrzustand, so daß die Lese Einschreib-Speiseklemme Vn
von der Strom- bzw. Speiseleitung V^ getrennt ist. Infolgedessen
kann der Speicherchip 11 keine Lese/Einschreib-Operation
durchführen. Wenn dagegen das Steuersignal an der Basis des Transistors Q anliegt, wird dieser durchgeschaltet,
so daß die Speiseklemme V0 des Speicherchips 11 mit der
Speiseleitung Vp verbunden ist. Infolgedessen können Lese/
Elnschreib-Operationen durchgeführt werden.
Fig. 2 veranschaulicht eine Stromzufuhr-Steuervorrichtung unter Verwendung des Stromzufuhr-Steuerkreises gemäß Fig. 1.
Die Anordnung gilt für den Fall, daß ein beispielsweise aus einem Satz von Speicherchips 11. und 11p bestehender Mikrofestwertspeicher
bei den Lese/Einschreib-Operationen gesteuert wird. Für den Speicher können zwei oder mehr Speicherchips
vorgesehen sein. In Fig. 2 sind den Teilen von Fig. 1 entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern wie dort bezeichnet
.
Ein in Fig. 2 dargestellter Prozessor 18 ist von der auf dem Gebiet der elektronischen Rechner bekannten Bauart. Bei Eingang
eines Operations-Durchfuhrbefehle für die Rechnersteuerung
gibt der Prozessor 18 ein erstes und ein zweites Datenübertragungs-Steuer
signal C1 und Cp ab, welche auf später in Verbindung
mit Fig. 5 noch näher zu erläuternde Weise unterschiedliche Impulsbreiten und denselben Pegel "1" besitzen. Der
Prozessor 18 empfängt außerdem über eine Sammelschiene 19 und eine Trennflächen-Sammelschiene 2o den Programmbefehl der
beispielsweise von einer Eingang/Ausgang-Einheit oder einer Speichereinheit zugeEührten Daten. Auf der Grundlage dieser
Informationen führt der Prozessor 18 eine gewöhnliche logische,
arithmetische Operation durch, um sodann das Rechnungsergebnis wiederum über die Trennflächen-Sammelschiene 2o zur Sammel-
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schiene I9 zu übertragen. Die Operationsartanweisung bzw.
-befehl enthält beispielsweise die Befehle für Maschinenlauf und Maschinenstop. Der Prozessor 18 liefert Datenübertragung-Steuersignale
C1 und Cp sowie ein Adressensignal zur Bezeichnung
der Adresse in den Speicherchips 11. und 11p über eine
Adressenleitung 22 zur Speichersteuereinheit 21. Bei Eingang dieser Signale liefert die Speichersteuereinheit 21 den
Speicherchips 11. und 11p gemeinsam verschiedene Signale,
die für die Lese/Einschrelb-Operation nötig sind, ein Signal
zur Bezeichnung den Adressen in den Speicherchips 11. und 11p
(einen unteren Teil^der Adresse), ein Chip-Freigabesignal zum Freigeben bzw. Aktivieren der Speicherchips und ein Lese/
Einschreib-Signal zur Bezeichnung der Lese- oder Einschreibbetriebsart. Die Speichersteuereinheit 21 liefert nur einen
Adressen-Ober wert (address upper part) zum Wählen eines der Speicherchips 11. und 112 in den über die Adressenleitung 22
zur Speisesteuereinheit gelieferten Adressensignalen.
Fig. 3 ist ein Schaltbild der Speichersteuereinheit 21. Die
Speichersteuereinheit 21 besteht aus einem exklusiven ODER-Glied 211, einem Umsetzer 212, einem UND-Glied 213 und einem
Adressenregister 214. Das exklusive ODER-Glied 211 empfängt das erste und das zweiten Datenübertragung-Steuersignal C. und
Cp, wobei es das Chip-Freigabesignal abgibt. Der Umsetzer 212
invertiert das erste Datenübertragung-Steuersignal C.. Das UND-Glied
213 wird durch das Ausgangssignal des Umsetzers 212 und
das zweite Datenübertragung-Steuersignal C2 einer UND-Funktion
unterworfen, so daß es das Lese, Einschreib-Signal abgibt. Das Adressenregister 214 speichert das ihm an der ansteigenden
Flanke des ersten Datenübertragung-Steuersignals C1 über die
Adressenleitung 22 eingegebene Adressensignal, wobei es das beispielsweise aus 12 Bits bestehende Adressensignal in unterteilter
Form abgibt, beispielsweise in Form eines Oberwertsignals
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aus 5 Bits und eines Unterwertsignals aus 7 Bits. Das Adressen-Unterteilbzw.
-Unterwertsignal wird an eine Adressenklemme A jedes Speicherchips 11. und 11„ angelegt. Das Adressen-Oberwertsignal
wird über eine Adressenleitung 23 der Speisesteuereinheit
13 zugeführt. Ein Chip-Freigabesignal CE wird an die
Chip-Freigabeklemme C der betreffenden Speicherchips angelegt.
In Abhängigkeit von den beiden Datenübertragung-Steuersignalen
C1 und Cp wählt die Speisesteuereinheit 13 den ersten oder den
zweiten Speicherchip 11. oder 11p, um dem gewählten Speicherchip
über die Speiseleitung 24 bzw. 25 den für die Lese- und
Einschreiboperation erforderlichen Strom zuzuführen.
Fig. 4A veranschaulicht den Schaltungsaufbau der Speisesteuereinheit
13. Die Steuereinheit I3 weist ein ODER-Glied 13I,
einen Adressen-Dekodierer I32, ein UND-Glied I33, ein UND-Glied
134 sowie einen ersten und einen zweiten bipolaren Hochgeschwindigkeit-Transistor
135 bzw. 136 auf. Das ODER-Glied 13I unterwirft
die beiden Datenübertragung-Steuersignale C1 und Cp einer
ODER-Funktion. Der Adressen-Dekodierer I32 empfängt über die
Adressenleitung 23 von der Speichersteuereinheit 21 ein Adressen-Oberwertsignal für die SpeicherchlpTAuswahl, und er entschlüsselt
dieses Signal zwecks Lieferung eines ersten und eines zweiten Entschlüsselungssignals D1 und D2 entsprechend dem ersten und
zweiten Speicherchip 11. bzw. 11p. Das erste UND-Glied 133 wird
durch das erste Entschlüsselungssignal D1 und das Ausgangssignal des ODER-Glieds I3I einer UND-Funktlon unterworfen. Das zweite
UND-Glied 134 wird durch das zweite Entschlüsselungssignal D2
und das Ausgangssignal des ODER-Glieds I3I einer UND-Funktion unterworfen. Die bipolaren Transistoren 135 und 136 sind entsprechend
dem ersten bzw. zweiten UND-Glied sowie den Speicherchips 1I1 bzw. 11p vorgesehen. Bei der dargestellten Anordnung
steuern diese Transistoren die Stromzufuhr zu dem betreffenden
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Speicherchip zur Durchführung der Lese- und Einschreiboperationen
Bei der dargestellten Schaltung wird das Ausgangssignal des UND-Glieds 133 der Basis des Transistors 135 zugeführt, während
das Ausgangssignal des UND-Glieds 134 an die Basis des Transistors
136 angelegt wird. Die Emitter dieser Transistoren
und 136 sind gemeinsam an eine gemeinsame Versorgung- bzw.
Sammelleitung V2 der Stromversorgung 12 angeschlossen. Das Ausgangssignal des Transistors 135 wird über die Speiseleitung
der Lese 'Einschreib-Speiseklemme Vn des ersten Speicherchips
11. aufgeschaltet, während das Ausgangssignal des zweiten Transistors
136 über die Speiseleitung 25 der Lese Einschreib-Speiseklemme
Vn des zweiten Speicherchips 11p aufgeprägt wird.
Die betreffenden Speiseklemmen Vßn und V33 der Speicherchips
1I1 und 11p sind mit den betreffenden Speiseleitungen der Stromversorgung
12 aisammengeschaltet.
Fig. 5A veranschaulicht einen Satz von Takt-bzw. Zeitsteuerkurven
zur Erläuterung der Arbeitsweise der Stromzufuhr-Steuervorrichtung gemäß Pig. 2. Beim Drücken einer Taste wird dem
Prozessor 18 ein Operatorbefehl für Maschinenlauf eingegeben.
Der Prozessor 18 liefert daraufhin die beiden Datenübertragung-Steuersignale C1 und C2, die, wie bei a und b in Fig. 5A angedeutet,
gleiche Pegel, aber verschiedene Impulsbreiten besitzen. Die Datenübertragung beim Lesen und Einschreiben erfolgt zwischen
den beiden Speicherchips 1I1 und 112 und dem Prozessor,
unter der Steuerung durch die beiden Datenübertragung-Steuersignale
C1 und C2. Wie bei c in Fig. 5A angedeutet, erhält die
Sammelschiene I9 eine Adressen information ADRESSE zur Bezeichnung
der Lese- und Einschreibadressen des Speicherchips sowie eine Dateninformation DATEN für das Lesen und Einschreiben von Daten
in den Speicherchip und aus diesem.
Die Speichersteuereinheit 21 empfängt die Datenübertragung-Steuersignale
C1 und C2 gemäß Fig. 5A (a und b) sowie nur das
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ADRESSEN-Signal der ADRESSEN- und DATEN-SIgnale gemäß Fig. 5A
(c), um dann Bezeichnungssignale abzugeben, die für die Lese Einschreib-Operationen des betreffenden Speicherchips
erforderlich sind. Bei der Speichersteuereinheit gemäß Fig. 3 werden die beiden Datenübertragung-Steuersignale C1 und C2
im exklusiven ODER-Glied 211 eingegeben, das seinerseits das
Chip-Freigabesignal (Fig. 5A (f)) abgibt, welches den Speicherchip
so aktiviert bzw. freigibt, daß er nur während der Zeitspanne betätigbar ist, in welcheytile Lese- und Einschreiboperationen
durchgeführt werden. In Fig. 5A (f) ist das Chip-Freigabesignal als invertiertes Chip-Freigabesignal Ö bezeichnet.
Das erste Steuersignal C1 wird im Umsetzer 21 invertiert und
dann zu einer der Eingangsklemmeη des UND-Glieds 213 geführt.
Das zweite Datenübertragung-Steuersignal C2 wird der anderen Eingangsklemme des UND-Glieds 213 zugeführt. Das UND-Glied
gibt dabei das Lese/Einschreib-Signal gemäß Fig. 5A (e) zur
Bezeichnung der Lese- oder Einschreiboperation ab. Zum Adressieren des Speicherchips wird das beispielsweise aus 12 Bits
bestehende ADRESSEN-Signal an der ansteigenden Flanke des ersten
Datenübertragung-SteuerSignaIs C1 gemäß Fig. 5A (d) im Adressenregister
214 gesetzt. Die Bits niedriger Wertigkeit, z.B. 7 Bits
des Adressenschieberegisters 214, werden als Adressen-Unterwertsignal
zu den Chips geleitet, während die höherwertigeren Bits,
z.B. 5 Bits, als Adressen-Oberwertsignal der Speisesteuereinheit 13 eingegeben werden. Das Adressen-Unterwertsignal dient zur
Bezeichnung der Adresse im Speicherchip, während das Adressen-Oberwertsignal
für die Auswahl des Speicherchips benutzt wird.
An den ansteigenden Flanken der Steuersignale C1 und C2, d.h.
zu dem Zeitpunkt, an welchem diese Signale vom logischen Pegel 11O" auf den Pegel "1" ansteigen, liegt ein Adressensignal an
der Sammelschiene 19 an. Wenn das erste Steuersignal C1 den
Pegel "1" und das zweite Steuersignal C2 den Pegel "0" besitzt,
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d.h. während der Zeitspanne T1 und T~}, wird die Leseoperation
durchgeführt, bei welcher Daten aus den Speicherchips zum Prozessor 18 ausgelesen werden. Während der Zeitspanne T2,
während welcher das erste Steuersignal T1 den Pegel "0" und das zweiten Steuersignal T2 den Pegel "1" besitzt, werden die
Daten vom Prozessor 18 in die Speicherchips eingeschrieben.
Es ist zu beachten, daß die beiden Datenübertragung-Steuersignale C1 und C2 praktisch gleichzeitig vom logischen Pegel
"0" auf den logischen Pegel "1" übergehen, wobei keine Lese- und Einschreiboperation durchgeführt wird, wenn sich die
Steuersignale beide auf dem Pegel "0" befinden. Die Lese' Einschreibsignale W bezeichnen die Einschreiboperation nur dann,
wenn das erste Steuersignal C1 den Pegel "0" und das zweite Steuersignal C2 den Pegel "1" besitzt. Das Chip-Preigabesignal
C wird allen Speicherchips zugeführt.
Andererseits empfängt die Speisesteuereinheit 1j5 das Adressen-Oberwertsignal
von der Speichersteuereinheit 21, und dieses Signal wird im Dekodierer 1^2 entschlüsselt. Der Dekodierer
132 liefert das erste Entschlüsselungssignal D1, wenn das
Adressen-Oberwertsignal den Speicherchip 1I1 bezeichnet, während
er das zweite Entschlüsselungssignal D2 abgibt, wenn das Adressen-Oberwertsignal
den Speicherchip 11^ bezeichnet. Die Entschlüsselungssignale
D1 und D2 werden durch die UND-Glieder bzw. 134 zusammen mit dem Ausgangssignal des ODER-Glieds I3I,
welches die beiden Steuersignale C1 und C2 empfängt, einer
UND-Punktion unterworfen. Die Ausgangssignale der UND-Glieder
133 und 134 werden an die Basen eines ersten und eines zweiten
Transistors I35 bzw. I56 angelegt. Hierdurch werdendie Transistoren
135 und 136 durchgeschaltet, so daß über den Transistor
135 die Spannung V2 der Stromversorgung 12 an die Lese/Einschreib-Speiseklemme
V"D des Speicherchips 111 angelegt werden kann,
während über den Transistor I36 die Spannung V2 der Stromversorgung
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12 an die Lese Einschreib-Speiseklemme VD des Speicherchips
11p angelegt werüen kann.
In Fig. 5A bezeichnen die Zeitspanne ti bis t2 den Lese^zyklus
des Speicherchips 11-, die Zeitspanne t2 bis tj>
den Einschreibzyklus des Speicherchips 111 und die Zeitspanne tj bis t4 den
Lese^zyklus des Speicherchips 11?. Während der Zeltspanne ti
bis tj> wird daher der Speicherchip 11. gewählt, wobei gemäß
Fig. 5A (g) der Strom nur während der schraffiert eingezeichneten
Periode an die Spelseklemme VD des Speicherchips 111
angelegt wird. Während der Zeitspanne tj> bis t4 ist der Speicherchip
112 gewählt, wobei gemäß Fig. 5A (h) der Strom nur während
der schraffiert eingezeichneten Periode an die Speiseklemme Vß
des Speicherchips 112 angelegt wird. Wenn beide Steuersignale
C1 und C2 den Pegel "0" besitzen, wird an die Speiseklemmen
VD der Speicherchips 11. und 11p keine Spannung angelegt. Bei
der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung besteht ein spezielles Merkmal der Stromzufuhr-Steuervorrichtung darin,
daß durch Betätigung der Speisesteuereinheit \~$ der der jeweiligen
Adresseninformation entsprechende Speicherchip ausgewählt wird, um diesem ausgewählten Speicherchip den Strom für die
Lese Einschreib-Operation zuzuführen. Ein anderes Merkmal besteht darin, daß keine Stromzufuhr erfolgt, wenn beide Steuersignale
C1 und C2 den Wert bzw. Pegel "0" während des Lese Einschreib-Zyklus des gewählten Speicherchips besitzen. Hierdurch wird
der Stromverbrauch der Speichereinheit, die bei einem MOS-IC-Randomspeicher
bzw. MOS-IC-Mikrofestwertspeicher verwendet wird,
weitgehend vermindert.
Die Speisesteuereinheit 15 gemäß Fig. 2 kann in Form der Schaltung
gemäß Fig. 4B ausgelegt sein. Gemäß Fig. 4B sind das ODER-Glied 1}1 sowie die UND-Glieder 153 und 1^4 der Schaltung
gemäß Fig. 4A weggelassen. Das über die Adressenleitung 2J>
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zugefUhrte Adressen-Oberwertsignal wird dem Adressen-Dekodierer
132 eingegeben, welcher dieses Signal entschlüsselt und vorbestimmte
Entschlüsselungssignale D1 und D2 abgibt. Das betreffende Entschlüsselungssignal schaltet den ausgewählten
Transistor durch, so daß der Strom dem für die Lese/Einschreiboperation ausgewählten Speicherchip zugeführt wird.
Fig. 5B zeigt einen Satz von Takt- bzw. Zeitsteuerkurven zur
Erläuterung der Arbeitsweise der Stromzufuhr-Steuervorrichtung unter Verwendung der Speisesteuereinheit gemäß Fig. 4b.
Wenn gemäß Fig. 5B (g) und(h) der Speicherchip 1I1 gewählt
ist, wird der Strom diesem Speicherchip 111 zugeführt, während
bei Wahl des Speicherchips 112 der Strom an diesen Speicherchip
112 angelegt wird. Mit anderen Worten: die Stromzufuhr-Steuervorrichtung
unter Verwendung der Speisesteuereinheit gemäß Fig. 4B liefert den für Lese- und Einschreiboperation
erforderlichen Strom nur dem jeweils gewählten Speicherchip der eine Anzahl von Speicherchips aufweisenden Speichereinheit.
In Fig. 6 ist eine abgewandelte AusfUhrungsform der Stromzufuhr-Steuervorrichtung
gemäß der Erfindung dargestellt. In Fig. 6 sind die den Teilen von Fig. 2 entsprechenden Teile mit den
gleichen Bezugsziffern wie dort bezeichnet, so daß auf ihre nähere Erläuterung verzichtet werden kann. Ein erster Unterschied
dieser Ausführungsform gegenüber derjenigen gemäß Fig. besteht darin, daß die Speichersteuereinheit 21 die beiden
Chip-Freigabesignale CE1 und cE2 liefert, die ihrerseits über die erste und die zweite Chip-Freigabeleitung 26 bzw. 27
an ersten und zweiten Speicherchip 11- bzw. 11_ angelegt werden, wodurch der Speicherchip gewählt wird, bei welchem die Lese/
Einschreiboperation durchgeführt werden soll. Ein zweiter Unterschied besteht darin, daß die Speisesteuereinheit 12 die
Anlegung des Lese/Einschreib-Stroms von der Stromversorgung über die Speiseleitung 28 gemeinsam an die Lese Einschreib-
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Stromklenunen V~ der Speicherchips 11. und 112ermöglicht.
Fig. 7 zeigt ein Detail der Speichersteuereinheit 21 und der
Speisesteuereinheit 13 gemäß Fig. 6. Gemäß Fig. 7 besteht
die Speichersteuereinheit 21 aus einem Adressenregister 214,
einem Adressen-Dekodjffer 215» einem Taktimpulsgenerator 216,
zwei NAND-Gliedern 217 und 218, einem Umsetzer 212, und einem
UND-Glied 21}. Das Adressenregister 214 speichert ein Signal
zur Bezeichnung der Adresse des Speicherchips an der ansteigenden Flanke des ersten Datenübertragung-SteuersignaIs C1,
und es erzeugt das Adressen-Unterwertsignal zur Bezeichnung
der Adresse des Speicherchips sowie das Adressen-Oberwertsignal zur Auswahl des vorbestimmten Speicherchips, wobei
diese beiden Signale durch Teilung des Adressensignals gebildet werden. Der AdressenDekodlerer 215 entschlüsselt das vom
Adressenregister 214 zugeführte Adressen-Oberwertsignal zur Lieferung zweier Entschlüsselungssignale D1 und D2 entsprechend
den Speicherchips 1I1 und 112· Der Taktimpulsgenerator
216 nimmt die beiden Datenübertragung-SteuersignaIe C1 und
C2 ab, wobei er Taktimpulse zur Bezeichnung des Taktsignals für die Erzeugung des Chip-Freigabesignals liefert. Die beiden
NAND-Glieder 217 und 218 weisen abwechselnd das erste und das zweite Entschlüsselungssignal D1 und D2 in bezug auf die
Taktimpulse vom Taktimpulsgenerator 216 zurück, um Chip-Freigabesignale CE1 und CE2 entsprechend den Speicherchips 1I1
und 11p zu liefern. Der Umsetzer 212 invertiert das erste
Datenübertragung-Steuersignal C1. Das UND-Glied 21} liefert
das logische Produkt des AusgangsSignaIs des Umsetzers 212
und des zweiten Steuersignals C2 zwecks Lieferung des Lese/ Einschreib-Signals.
Die Speisesteuereinheit I3 veLst ein ODER-Glied 13I zur Bildung
der logischen Summe aus erstem und zweitem Datenübertragung-
-16-709840/0982
so
Steuersignal C1 bzw. C2 sowie einen bipolaren Hochgeschwindigkeits-Transistor
137 auf, der in Abhängigkeit vom Ausgangs signal des ODER- bzw. UND-Glieds I3I die für die Lese- und
Einschreiboperation erforderliche Spannung von der Stromversorgung 12 den betreffenden Speicherchips 1I1 und 11p gemeinsam
zuführt.
Fig. 8 zeigt einen Satz von Takt- bzw. Zeitsteuerkurven zur Veranschaulichung der Arbeitsweise der Stromzufuhr-Steuervorrichtung
gemäß Fig. 6. Wie im Fall von Fig. 5 sind die Zeitsteuerkurven gemäß Fig. 8 jeweils auf die Lese/Einschreib-Operation
bezogen. Die in Verbindung mit Fig. 5 bereits beschriebenen Operationen werden im vorliegenden Fall nicht
erneut erläutert. In Fig. 8 entsprechen die Periode ti bis t2 dem Lesezyklus des Speicherchips 11., die Perlode t2 bis
tj dem Einschreibzyklus des Chips 11 1 und die Periode t} bis
t4 dem Lesezyklus des Speicherchips 112· Das über die Adressenleitung
22 zugeführte Adressensignal wird im Adressenregister 214 gespeichert. Die höherwertigen Bits (Adressen-Oberwert)
des Adressenregister 214 werden im Dekodierer 214 zur Lieferung von EntschlUsselungssignalen D1 und D2 entschlüsselt.
Im folgenden sei angenommen, daß der Dekodierer 214 das Entschlüsselungssignal
D1 liefert; das Entschlüsselungssignal D1 wird dann dem UND-Glied 217 zugeführt, das aktiviert bzw.
freigemacht wird, wenn der Taktimpuls vom Taktimpulsgenerator
216 an dieses UND-Glied 217 angelegt wird, worauf das NAN>Glied
217 gemäß Fig. 8 (f) das Chip-Freigabesignal CE1 liefert.
Letzteres wird über die erste Chip-Freigabeleitung 216 an den
Speicherchip 1I1 angelegt, mit dem Ergebnis, daß der Speicherchip
1I1 betriebsbereit gemacht wird. Andererseits wird bei
der Speisesteuereinheit I3 der Transistor I37 durch die beiden
Datenübertragung-Steuersignale C1 und C2 über das ODER-Glied
131 durchgeschaltet. Infolgedessen wird die Spannung V2 von
-17-709840/0982
der Stromversorgung 12 über die Speiseleitung 28 gemeinsam
an die Speicherchips 1I1 und 11p nur während der Zeitspanne
angelegt, wenn die logische Summe der Steuersignale C1 und
C2 "1" beträgt (vgl. schraffierten Abschnitt von Fig. 8(h)).
Während der Zeitspanne ti werden daher die Daten aus dem adressierten Speicherchip 1I1 ausgelesen, um über die Datenleitung
14 zur Sammelschiene 19 übertragen zu werden. Da das
Lese Einschreib-Signal gemäß Fig. 8 (e) während der Periode t2 den Pegel "1" besitzt, werden die Daten vom Prozessor 18
über die Sammelschiene 19 in den adressierten Speicherchip 1I1 eingegeben. Da während der Periode tj5 das Chip-Freigabesignal
CE"2 gemäß Fig. 8 (e) erzeugt wird, werden die Daten aus
dem Speicherchip 112 ausgelesen. Gemäß Fig. 8 (h) wird der
Lese/Einschreib-Strom V*D von der Stromversorgung 12 zu den
Speicherchips 1I1 und 11» nur während der schraffiert eingezeichneten
Abschnitte geliefert, d.h. wenn die beiden Datenübertragung-Steuersignale C1 und C2 den Pegel "1" besitzen.
Bei der Stromzufuhr-Steuervorrichtung gemäß Fig. 6 wird daher
dem Speicherchip kein Strom zugeführt, wenn die Lese/ Einschreib-Operation im betreffenden Zyklus des Speichers nicht
durchgeführt wird, so daß der Stromverbrauch erheblich verringert wird.
Obgleich bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 2 und 6 zwei Speicherchips vorgesehen sind, kann eine ähnliche Stromzufuhr-Steuerung
mittels der Stromzufuhr-Steuervorrichtung im Falle
von einem oder drei Speicherchips erfolgen, indem die Speiseleitungen
oder die Chip-Freigabeleitungen in einer Zahl entsprechend der Zahl der verwendeten Speicherchips angewandt
werden. Wenn in diesem Fall die jedes Wort des Speichers darstellende Bitzahl für die Bitzahl eines Chips unzureichend bzw.
ungenügend ist, kann die Bitzahl dadurch erhöht werden, daß
-18 709840/0982
gemäß Fig. 9 mehrere Speicherchips paralle!^geschaltet werden.
In diesem Fall wird die Speiseleitung 25 mit den Speicherchips 1I1 und die Speiseleitung 24 mit den Speicherchips 112
verbunden. Auf diese Weise kann, wie im vorher beschriebenen Fall, die Stromzufuhr-Steuerung für jedes der drei Speicherchips
1I1 und 11p durchgeführt werden.
Fig. 1o zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
bei dem ein Speicherchip in Form eines integrierten n-Kanal-MOS-Schaltkreises
benutzt wird. Bei dieser Ausführungsform ist zur Gewährleistung der gleichen Stromzufuhrregelung bzw.
-steuerung die entgegengesetzte Polarität der Stromversorgung 12 und des Transistors Q erforderlich. Obgleich bei den
vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ein Randomspeicher verwendet wird, kann bei der erfindungsgemäßen Stromzufuhr-Steuervorrichtung
auch ein Mlkrofestwertspeicher verwendet werden. Ebenso läßt sich auch ein programmierbarer
Mikrofestwertspeicher(PROM) verwenden. Ein Ausführungsbeispiel unter Verwendung eines Mikrofestwertspeichers ist in Fig. 11
gezeigt. Im Fall eines Mikrofestwertspeichers und eines programmierbaren Mikrofestwertspeichers ist die Speichererhaltungs-
bzw. Haltespannungsquelle V^n überflüssig. Wenn jedoch die
Daten aus dem Speicherchip ausgelesen werden sollen, wird der Lesestrom V~ benötigt. Wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen
kann somit die Stromzufuhr-Steuerung durch die
Speisesteuereinheit 12 bewerkstelligt werden. Gemäß Fig. 12 ist die Erfindung auch auf eine Speichereinheit mit einem Randomspeicher
und einem Mikrofestwertspeicher anwendbar. Der Speicher kann dabei mit mindestens einer Speichereinheit versehen
sein, die eine Anzahl von Speicherchips enthält.
Die Speisesteuereinheit ist nicht auf die in Fig. 2 und 6
dargestellten Schaltkreise beschränkt, vielmehr kann sie auch durch eine Schaltung in Form der Transistor Transistor-Logik
709840/0982 -19-
(TTL) gebildet sein. Außerdem wird die genannte Steueroperation an einer vorbestimmten Anzahl von Speicherchips durchgeführt,
während der Lese/Einschreib-Strom stets den anderen Speicherchips zugeführt wird.
Der Grund für die Verwendung einer bipolaren Hochgeschwindigkeit-Transistorschaltung
bei der Speisesteuereinheit 12 liegt darin, daß bei einer Hochgeschwindigkeit-Lese/TSinschreib-Steuer-Operation
die Zufuhr des Stroms VD gleichzeitig abgeschaltet
wird, so daß die Stromzufuhr gleichmäßig bzw.Ubergangsfrei erfolgen kann. Wenn die Schaltung mit hoher Geschwindigkeit
betätigbar ist, ist daher die Stromabschalteinrichtung nicht auf einen bipolaren Transistor beschränkt. Die Datenübertragung-Steuersignale
C1 und C2 gemäß Fig. 2und 6 können durch das Adressenbezeichnungssignal ADR, das Lesesignal READ
und das Einschreibsignal WRITE ersetzt werden, die gemäß Fig. jeweils verschiedene Frequenz besitzen. In Fig. 13 sind wiederum
den vorher beschriebenen Teilen entsprechende Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Der Prozessor 18 erzeugt
dabei das Adressenbezeichnungssignal ADR und das Lese/Einschreib-Signal. Die Speichersteuereinheit 21 und die Speisesteuereinheit
13 können durch die Schaltung gemäß Fig. 17 gebildet sein.
Die Taktsteuerkurven dieser Schaltung sind in Fig. I5 veranschaulicht.
Wenn das Signal ADR gemäß Fig. I5 (a) den Pegel "1"
besitzt, erscheint die Adresseninformation vom Prozessor 18 an der Sammelschiene 19· Wenn das Lesesignal der Lese/Einschreib-Signale
gemäß Fig. I5 (b) den Pegel "1" besitzt, geben die Speicherchips 1I1 und 11? die Lesedaten an der Sammelschiene
ab. Wenn das Einschreibsignal gemäß Fig. 15 (c) den Pegel "1"
besitzt, liefert der Prozessor 18 die Einschreibdaten an der Sammelschiene 19· Wenn Signale, wie das Adressenbezeichnungssignal
und die Lese/Einschreib-Signale verwendet werden, kann das gewöhnliche (ordinary) Signal benutzt werden, wobei der
709840/0982
-2o-
Strom für die Lese/Einschreib-Operation dem durch das Adressensignal
gewählten Speicherchip zugeführt wird.
709840/0982
Claims (12)
- Henkel, Kern, Feiler Cr Hänzel PatentanwälteTokyo Shibaura Electric Co., Ltd., ..... „ __Mohlstraße 37Kawasaki-Shi, Japan D-8000 München 80Tel.: 089/982085-87 Telex: 0529802 hnkld Telegramme: ellipsoid2 8. riarz ib/7Patentansprüche(1 .JStromzufuhr-Steuervorrichtung mit einer Stromversorgung und einer Speichereinrichtung, welcher der Strom von der Stromversorgung zugeführt wird und in welche Daten eingegeben (geladen) werden, dadurch gekennzeichnet , daß eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Stromzufuhr in der Weise vorgesehen ist, daß der Strom (VD) für die Lese/Einschreib-Operation während einer vorbestimmten Zeitspanne oder Periode von der Stromversorgung zu Speichern (11.. und 11p) geliefert wird.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekenn zeichnet , daß jeder Speicher (11. und 11p) aus mindestens einem integrierten MOS-Schaltkreis-Chip gebildet ist.
- 3· Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekenn zeichnet, daß die Speichereinrichtung (11. und 11p) einen Randomspeicher aufweist.709840/0982 _2-ORlGlNAL INSPECTED27 1
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekenn zeichnet, daß die Speichereinrichtung (11 und 11~) einen Mikrofestwertspeicher aufweist.
- 5. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekenn zeichnet, daß die Speichereinrichtung (H1 und 11p) einen Randomspeicher und einen Mikrofestwertspeicher aufweist.
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Strombzw. Speisesteuereinheit (13) mit Mitteln (135» 136 und 137) zum mit hoher Geschwindigkeit erfolgenden Umschalten des für die Lese/Einschreib-Operation erforderlichen Stroms zur Speichereinrichtung (H1 und 11p) aufweist.
- 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schaltmittel (135, I36 und I37) einen bipolaren Hochgeschwindigkeit-Transistor umfassen.
- 8. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekenn zeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Strombzw. Speisesteuereinheit (I3) aufweist, mit deren Hilfe der Strom (VD) für die Lese/Einschreib-Operation dem jeweils gewählten Speicherchip (11.. bzw. H3) zugeführt wird, wenn Daten in die Speicherchips (H1, 112) Se~ laden bzw. aus ihnen ausgelesen werden.-3-709840/0982
- 9· Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Speichereinrichtung mindestens eine Speichereinheit mit mehreren Speicherchips (H1, 11 ?) aufweist.
- 10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Speisesteuereinheit (13) eine Steuerung in der Weise bewirkt, daß die Steuerung oder Zufuhr des Speisestroms (Vß) auf ein vorbestimmtes Speicherchip (H1* 11p)> nicht aber auf das andere angewandt wird.
- 11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Steuerung in der Weise bewirkt, daß der für die Lese/ Einschreib-Operation erforderliche Strom (VD) dem ausgewählten Speicherchip (H1, H2) nur während der Zeitspanne zugeführt wird, während welcher die Lese/ Einschreib-Operation durchgeführt wird.
- 12. Vorrichtung nach Anspruch 8,dadurch gekenn zeichnet., daß die Steuereinrichtung eine Einheit (13) aufweist, welche den dem Speicherchip (H1* 11p) zugeführten Strom mit hoher Geschwindigkeit umschaltet.13· Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schalteinheit ein bipolarer Hochgeschwindigkeit-Transistor (135* 136* 137) ist.709840/0982271364a12I-. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (135, 1^6, 1j57) entsprechend den Speicherchips (H1 11„) vorgesehen bzw. angeordnet ist.15· Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (Ι}) den für die Lese/Einschreib-Operation nötigen Strom (VQ) den Speicherchips (H1, H2)* *n welche Daten eingeschrieben und aus denen Daten ausgelesen werden, während der Zeitspanne zuführt, während welcher die Lese/Einschreib-Operation durchgeführt wird.709840/0982
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