Brevet FR2113842A1 — publié le 19720630

21138^2 La présente invention concerne une mémoire fonctionnelle qui est adressée en tant que mémoire associative, c'est-à-dire que c'est le contenu des données emmagasinées, et non leur position physique dans la mémoire, qui est adressé. Une mémoire associative effectue une recherche parallèle de toutes les 5 informations emmagasinées afin de détecter tous les mots qui concordent avec l'argument de recherche, et toutes les comparaisons internes sont effectuées simultanément, ce qui permet un gain de temps appréciable. Lorsqu'une concordance est obtenue, les informations contenues dans les positions correspondantes sont lues ou modifiées. De ce fait, toutes les informations contenues dans la 10 mémoire sont accessibles, quelle que soit leur position. La mémoire fonctionnelle utilise des cellules de mémoire à trois états. Le troisième état est dit "indifférent". Les informations se présentent sous la forme d'une unique table et peuvent être utilisées pour exécuter différentes fonctions logiques. La fonction particulière qui est nécessaire pour 15 agir sur les données d'entrée est spécifiée dans l'argument de recherche. La mémoire est donc "fonctionnelle" en ce sens qu'elle peut reconnaître une partie de son entrée en tant que fonction et une autre partie en tant que données. La sortie est le résultat que l'on obtient lorsqu'on applique la fonction requise aux données d'entrée. La fonction assurée par la mémoire peut 20 être modifiée en modifiant les données emmagasinées, ce qui permet d'obtenir une unité de traitement dans laquelle les fonctions exécutées par .les éléments physiques du système dépendent uniquement des informations emmagasinées et non des interconnexions de circuits. Pendant une opération de recherche, la fonction logique élémentaire de 25 chaque cellule est de comparer son contenu avec les entrées codées présentes sur deux lignes de bits, et de produire un signal de désaccord sur la ligne de détection de mots si les entrées codées et le contenu de la cellule ne concordent pas. Chaque mot de l'ensemble des cellules est comparé simultanément avec les entrées et des ^électeurs sont utilisés pour tous les mots dans 30 lesquels la configuration emmagasinée concorde avec la configuration d'entrée dans chaque position de bit faisant l'objet de la comparaison. Dans l'art antérieur, l'amplitude du courant de la ligne de détection de mots était déterminée sur la ligne de recherche et de lecture de bits et non sur la ligne de commande de mots. Si un seul désaccord se produisait, une seule 35 unité de courant apparaissait sur la ligne de commande de mots. Si douze désaccords se produisaient, douze unités de courant apparaissaient sur la ligne de détection de mots. Si l'on tient compte de la tolérance habituelle, le rapport du courant maximum au courant minimum est généralement de l'ordre de 25 à 1. Le courant minimum doit en conséquence avoir une faible valeur, ce qui 40 complique la réalisation d'un amplificateur de détection. D'autre part, les 71 35366 2 2113842 unités supplémentaires de courant de désaccord n'assurent aucune fonction et augmentent la dissipation de puissance. Dans la présente invention, on pallie à cette difficulté en déterminant le courant de recherche sur la ligne de commande de mots. Etant donné que le 5 courant de la ligne de détection de mots est indépendant du nombre de désaccords qui se produisent, le rapport du courant maximum au courant minimum n'est plus que d'environ 2 à 1. Cela permet de donner au courant minimum une valeur plus élevée, ce qui facilite la réalisation de l'amplificateur de détection, et donne un courant maximum de recherche plus faible, ce qui se 10 traduit par une faible dissipation de puissance. Cet agencement permet en outre d'obtenir des vitesses de recherche plus élevées. L'un des principaux objets de la présente invention est donc de fournir une cellule de mémoire fonctionnelle dans laquelle le courant de recherche sur la ligne de détection de mots est relativement constant, quel que soit le 15 nombre de désaccords se produisant dans le mot. Un autre objet de l'invention est de fournir une cellule de mémoire fonctionnelle dans laquelle le courant minimum de recherche sur la ligne de détection de mots est relativement élevé afin de faciliter l'étude et la réalisation de l'amplificateur de détection. 20 Un autre objet de l'invention est de fournir une cellule de mémoire fonctionnelle présentant un courant maximum de recherche relativement faible sur la ligne de détection de mots permettant ainsi une faible dissipation de puissance. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention 25 ressortiront mieux de la description qui suit, faite en référence aux dessins annexés à ce texte, qui représentent un mode de réalisation préférée de celle-ci. La figure 1 représente schématiquement les circuits afférents à une seule cellule de mémoire. 30 La figure 2 représente schématiquement les circuits utilisés aux fins d'une opération de recherche conformément à l'art antérieur. La figure 3 représente schématiquement les circuits utilisés aux fins d'une opération de recherche conformément à la présente invention*' La figure 4 représente schématiquement des circuits utilisés aux fins 35 d'une opération de lecture. Sur la figure 1, les transistors 1 et 2 constituent la partie binaire pour la moitié gauche de la'cellule., et les transistors 3 et 4, la partie binaire pour la partie droite de la cellule. Le collecteur du transistor 1 est connecté à la base du transistor 2, et le collecteur de ce dernier est 40 connecté à la base du transistor 1. Les transistors 3 et 4 sont couplés en 71 35366 2113842 croix de façon analogue. Le transistor PNP 13 constitue une source de courant pour le collecteur du transistor 1, et le transistor PNP 14 assure la même fonction pour le collecteur du transistor 2. Un transistor 5, connecté en diode, relie le 5 collecteur du transistor 1 à une ligne d'écriture de bits DWL1. De même,un transistor 6,monté en diode, relie le collecteur du transistor 2 à une ligne d'écriture de bits DWL2. Les bases des transistors 13 et 14 sont connectées à la ligne de masse. Le collecteur au transistor 11 est également relié à la masse et son émetteur est connecté à une lignB de lecture et de recherche 10 de bits OSRLL. La base du transistor 11 est connectée au collecteur du transistor 1. Le collecteur d'un transistor 9 est connecté à la ligne de détection de mots WSL et sa base est connectée à la ligne de lecture et de recherche de bits DSRLL. L'émetteur du transistor S est connecté à la base ou transistor 1. Les deux moitiés de la cellule sont symétriques. La partie droite 15 de la cellule comprend les transistors 3 et 4 (correspondant aux transistors 1 et 2 de la partie gauche) 7 et 6 [correspondant aux transistors 5 et 63 s 15 et 16 (correspondant aux transistors 13 et 14) et 12 (correspondant au transistor 9). L'émetteur du transistor 12 est connecté à la ligne de lecture et de recherche de bits DSRLR à laquelle est également connectée la base du 20 transistor 10. Le collecteur du transistor 10 est connecté à la ligne WSL. L'émetteur du transistor 7 monté en diode est connecté à la ligne d'écriture de bits DWL3, et l'émetteur du transistor 8 monté en diode est connectée de façon analogue à la ligne d'écriture de bits DWL4. Les transistors 1,2,13 et 14 constituent un circuit bistable classique 25 qui possède un état stable lorsque le transistor 1 est conducteur et le transistor 2 est bloqué, et un autre état stable lorsque le transistor 1 est bloqué et le transistor 2 est conducteur. L'état du circuit bistable peut être modifié pendant une opération d'écriture en maintenant la tension des émetteurs des transistors 1 et 2 à un potentiel donné et en diminuant le 30 potentiel de l'une de leurs deux bases à l'aide d'une diode d'écriture 5 ou 6 et de l'une des lignes DWL1 et DWL2. Le fait de diminuer la tension présente sur la ligne DWL1 à une valeur inférieure à celle présente sur la ligne de commande de mots WDL entraîne le blocage du transistor 2. La tension du collecteur du transistor 2 augmente alors jusqu'à ce que le transistor 1 soit 35 conducteur, et lorsque ce transistor est conducteur, l'état bistable a changé. Si l'on diminue au contraire le potentiel de la ligne DWL2, le transistor 1 peut être rendu non conducteur, et le transistor 2 conducteur. Les lignes DWL3 et DWL4 assurent la même fonction dans le cas des transistors 3 et 4 de la moitié droite de la cellule. Si la tension présente sur la ligne WDL 40 est inférieure à celle présente sur l'une ou l'autre des lignes DWL1 et DWL2, ■Ml* « «T* ai* Jt J. /i 4 2113842 l'état du bistable demeure inchangé. De cette façon, des mots p&uvent être sélectionnés en augmentant le potentiel de leurs lignes WDL respectives, et seuls ceux qui sont sélectionnés seront modifiés pendant l'opération a'écriture. 5 Les transistors 11 et 12 sont utilisés pour lire les données depuis les cellules sur les lignes DSRLL et DSRLR. Comme le montre la figure 4, chaque ligne de recherche et de lecture de bits est connectée à une source de courant 17 et à un transistor 27 pour constituer un circuit analogue à un bloc logique de commutation de courant à entrées multiples. La base du transistor 10 27 est connectée à un potentiel de référence de -0,4 volt. Si le potentiel de la base du transistor 11 ou de celle du transistor 12 dépasse -0,4 volt, le courant est dévié et passe du transistor 27 dans l'un ou l'autre de ces transistors. Ce n'est que lorsque le potentiel des deux bases est inférieur à cette valeur de -0,4 volt que le courant circule dans le transistor 27. La 15 fonction OU de tous les états de la cellule est ainsi détectés. Seuls les dispositifs connectés aux cellules d'un mot dont la ligne WDL est à un potentiel de -0,75 volt feront l'objet d'une lecture. Comme le montre la figure 3, chaque ligne WDL est connectée à une source de courant constant 25 comprenant le transistor 18 dont l'émetteur est 20 connecté par l'intermédiaire de la résistance 23 à une tensiond'alimentation de -2,5 volts. Le collecteur du transistor 18 est connecté à la diode 19, elle-même connectée à une tension de référence de -0,75 volt. L'émetteur d'un transistor 20 est connecté par l'intermédiaire de la résistance 21 à la tension d'alimentation de -2,5 volts. Ce transistor est monté en diode, sa base 25 et son collecteur étant court-circuités par le conducteur 24, et son collecteur étant lui-même mis à la masse par l'intermédiaire de la résistance 22. Le collecteur et la base du transistor 20 sont connectés par le conducteur 26 à la base du transistor 18. Chaque demi-cellule bistable fonctionne à la manière d'une source de 30 tension commutable disposée entre l'émetteur d'un transistor de recherche 9 ou 10 et la ligne WDL. L'amplitude de cette tension est fonction de l'état de ce circuit bistable particulier. Par exemple, si le transistor 1 est conducteur et le transistor 2 non conducteur, la tension de la partie binaire est d'environ 0,7 volt. Si le transistor 1 est non conducteur et le transistor 2 conducteur, 35 la tension est d'environ 0 volt. On obtient ainsi un circuit analogue à un bloc logique de commutation de courant à entrées multiples. Les transistors 9 ou 10 connectés à un circuit bistable avec une tension décalée de 0,7 volt sont effectivement déconnectés, alors que les transistors connectés au circuit bistable avec une tension 40 décalée de 0 volt sont effectivement connectés. Si la tension de la base de COPY 71 35366 5 2113842 l'un quelconque des transistors connectés dépasse -0,75 volt, le courant de la source 25 est dévié et passe de la diode 19 au transistor connecté at par conséquent à la ligna de détection de mots. Tout courant ce ce type est appelé courant de désaccord. 5 3i le potentiel de n'importa laquelle des lignes de recnarche et ue lecture ce bits dépasse -0,75 volt, ut si le circuit bistable correspondant est simultanément à 0 volt, cg courant de désaccord est engendré. Par exemple, si les transistors 1 et 3 sont non conducteurs, et la ligne DSRLL positive, ou si les transistors 1 et 3 sont conducteurs et la ligne DSRLR 10 positive, un courant de désaccord circule. Si les deux lignes sont à un niveau bas ou si les transistors 1 et 4 sont conducteurs, aucun désaccord n'est constaté. Grâce à cet agencement, le courant de désaccord de la ligne de détection de mots est déterminé en fonction de la valeur du courant Iw dans la source de courant constante. 15 Etant donné que les sources de courant PNP 13, 14 et 15,13 définissent un courant qui circule également dans la ligne de commande de mots, on voit que Iw doit demeurer égal à la somme de ces courants et du courant de désaccord requis. Si plus d'un désaccord se produit dans un mot.donné, le courant de recherche Iw-Ipnp est partagé entre les transistors de recherche 9 et 10, 20 mais le courant total de la ligne de détection de mots reste inchangé. Cet agencement permet de résoudre le problème posé par les dispositifs de l'art antérieur dans lesquels le courant de recherche est proportionnel au nombre de désaccords se produisant dans le mot, comme l'indique la figure 2. Dans le dispositif de l'art antérieur, représenté sur la figure 2 chacune 25 des résistances R sert à définir un courant qui circule lorsque la ligne de recherche et de lecture de bits qui lui est connectée est négative, et que, simultanément, la connexion de cellule qui lui est associée est positive. Si un seul désaccord se produit, une seule unité de courant apparaît dans la ligne WSL. Si douze désaccords se produisent simultanément, un courant égal 30 à douze fois cette valeur apparaît dans la ligne WSL. Si l'on tient compte de la tolérance usuelle, le rapport du courant maximum de désaccord au courant minimum de désaccord dans ces dispositifs de l'art antérieur est généralement de 25 à 1. Il est de ce fait nécessaire que la valeur du courant minimum soit faible, ce qui rend l'étude et la réalisation d'un amplificateur de détection 35 extrêmement difficile. De plus, l'amplitude potentiellement grande du courant de désaccord ne fait qu'augmenter la dissipation de puissance. Dans la présente invention, au contraire, le courant de recherche est déterminé sur la ligne WDL.Etant donné que le courant de la ligne WSL est maintenant indépendant du nombre de désaccords qui se produisent, le 40 rapport du courant maximum au courant minimum n'est que d'environ 2 à 1 COPY 71 35366 6 21138k2 ce qui permet d'utiliser un courant minimum plus important. Cela se traduit par un amplificateur de détection plus simple, une vitesse de fonctionnement plus élevée et une dissipation de puissance moindre. . Bien que l'on ait décrit dans ce qui précède et représenté sur les dessins les caractéristiques essentielles de l'invention, appliquées à un mode de réalisation préféré de celle-ci, il est évident que l'homme de l'art peut y apporter toutes modifications de forme ou de détail qu'il juge utiles sans pour autant sortir du cadre de ladite invention. 71 35366 7 2113842 REVENDICATIONS 1. Mémoire fonctionnelle, caractérisée en ce qu'elle comprend : une cellule de mémoire binaire, une ligne de détection de mots, une ligne de commande de mots, ri une ligne de recherche et de lecture de bits, des moyens sensibles à un désaccord entre l'état du signal de recherche et de lecture de bits et l'état de la cellule de mémoire pour entraîner l'envoi d'un courant de recherche dans la ligne de détection de mots, et une source de courant connectée à la ligne de commande de mots, pour 10 fournir le courant de recherche à la ligne de détection de mots. 2. Mémoire fonctionnelle selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens sensibles à un désaccord comprennent un transistor dont le collecteur est connecté à la ligne de détection de mots, l'émetteur à la cellule de mémoire, et la &âse à la ligne de recherche et de lecture de bits. 15 3. Mémoire fonctionnelle selon la revendication 2, caractérisée en ce que la cellule de mémoire comprend une paire de transistors, chacun d'eux ayant la base connectée au collecteur de l'autre, et leurs émetteurs étant connectés à la ligne de commande de mots, et en ce que la base de l'un des transistors de la cellule de mémoire est connectée à l'émetteur du transistor des moyens 20 sensibles à un désaccord. 4. Mémoire fonctionnelle caractérisée en ce qu'elle comprend : plusieurs groupes de cellules de mémoire, ebaque groupe correspondant à un mot, et chaque cellule de mémoire comprenant une paire de circuits binaires, 25 plusieurs lignes de détection de mots, chacune d'elles étant associéé à un groupe de cellules de mémoire, plusieurs lignes de recherche et de lecture de bits, chacune d'elles étant associée à une cellule de mémoire, et plusieurs transistors dont le collecteur de chacun d'eux est connecté 30 respectivement à une des lignes de détection de mots, la base de chacun d'eu* est connectée respectivement à une des lignes de recherche et de lecture de bits, et l'émetteur de chacun d'eux est connecté respectivement à un circuit binaire. 5. Mémoire fonctionnelle selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle 71 35366 8 2113842 comprend : plusieurs lignes de commande de mots, chacune d'elles étant connectée aux circuits binaires des cellules de mémoire d'un même groupe, et plusieurs sources de courant, chacune d'elles étant connectée à une 5 ligne de commande de mots. 6. Mémoire fonctionnelle caractérisée en ce qu'elle comprend s et de lecture de bits et l'état de la cellule de mémoire pour entraîner la circulation d'un courant de recherche, et des moyens pour détecter le courant de recherche. 7. Mémoire fonctionnelle selon la revendication B, caractérisée en ce qu'elle 15 comprend une source de courant connectée à la ligne de commande de mots pour fournir le courant de recherche. 8. Mémoire fonctionnelle caractérisée en ce qu'elle comprend : plusieurs groupes de cellules de mémoire, chaque groupe correspondant à un mot, et chaque cellule de mémoire comprenant une paire de circuits 20 binaires, plusieurs lignes de détection de mots, chacune d'elles étant associée à un groupe de cellules de mémoire, plusieurs lignes de recherche et de lecture de bits, chacune d'elles étant associée à une cellule de mémoire, et 25 plusieurs transistors, chacun d'eux étant connecté à une ligne de dé tection de mots* une ligna de recherche et de lecture de mots, et à une cellule de mémoire» 9. Mémoire fonctionnelle selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle 10 une cellule de mémoire binaire, une ligne de recherche et de lecture de bits, une ligne de commande de mots, des moyens sensibles à un désaccord entre l'état de la ligne de recherche comprend : 30 plusieurs lignes de coirmande 'de mots, chacune d'elles étant connectée aux circuits binaires des cellules de mémoire d'un même groupe, et plusieurs sources de courant, chacune d'elles étant connectée respectivement à une ligne de commande de roots.