Brevet FR2123040A1 — publié le 19720908

La présente invention concerne les mémoires dtinformations binaires de grande capacité et d'accès aléatoire destinées à autre exploitées par des calculateurs et systèmes de traitement de l'information opérant par programmes de conditionnement et instructions variant de travail à travail sur des groupements de chiffres binaires usuellement appelés des "mots"0 on demande actuellement de plus en plus à un calculateur ou un système de traitement de l'information de pouvoir exécuter des travaux de plus en plus diversifiés.La rentabilité d'un travail sur calculateur ou système de traitement dépend, pour une précision imposée, de sa rapidité d'exécution en "ma- clie" et cette rapidité d'exécution est, comme connu, souvent fortement freinée par la longueur du mot machine lui-meme. Cette longueur fixe entraxe de plus, souvent, des complications dans l'écriture des programmes. 'est ainsi que, par exem- ple, pour passer d'une précision simple à une précision double, pour l'exécution d'un même travail, il est parfois nécessaire de disposer de deux programmes, le second étant une modification du premier à cet effet également, les programmes d'un travail pour lequel les mots de données doivent en fait couvrir plusieurs mots "machine" sont évidemment d'une écriture et d'une exécution plus complexes et plus longues. En fait, de telles limitations actuelles concernent plus particulièrement les mémoires de grande capacité organisées pour de tels mots de longueur fixe prédéterminée. un but de l'invention est de prévoir un système de mémoire d'informations binaires d'accès aléatoire et de grande capacité qui soit spécialement adaptée à son exploitation pour des travaux pour lesquels les mots "machine" sont de longueurs différentes de travail à travail et, le cas échéant, d'une partie à l'autre d'un travail, sous la double réserve que, d'une part, la longueur du mot le plus long ne dépasse pas la capacité d'au moins le registre de liaison entre la mémoire et l'unité centrale de calcul ou traitement de l'information et que, d'autre part, le mot le plus court serve de mot élémentaire pour les s autres, de longueurs alors multiples de celle de ce mot elémeniaire. Un doit rappeler que, dans une organisation classique de mémoire d'accès aléatoire de grande capacité, les éléments d'emmagasinage des chiffres dtinformations binaires, ou bita, tels par exemple et à titre illustratif mais nullement limitatif en soi que des tores magnétiques, sont groupés en des "plans", cha- plan se matérialisant par le fait que ses éléments d' emmagasina- ge des chiffres sont associés au même fil d'écriture, au neme fil de lecture et au m3ne fil d'activation de ces opérations. Ces plans sont groupés en "sections" ou "tranches", le nombre de plans par section ou tranche étant uniforme et définissant la longueur des mots machine, chaque mot étant constitués de bits "alignés" de plan à plan par leur association i un fil d'interrogation, ou sélection. rour atteindre un mot, il faut donc une adresse de section ou tranche et une adresse de fil d'iaterrogae tion ou sélection. un doit aussi rappeler qu'un programme de travail est en fait constitué de deux parties:- l'une est le moniteur, qui comprend les ordres de conditionnement de l'organisation des resources du- système pour le travail particulier à exécuter par l'autre partie du programme qui assure l'exécution des instruo- tions de traitement de ltinforeation proprement dites, Le moniteur assure, entre autres fonctions, le ohargernent, tout au soins initial, de divers registres et mémoires d'opérateurs dans l'unité centrale, Le programme d'exécution des instructions, contient, entre autres, des instructions de régie d'échnages bilaté- raut entre unité centrale et mémoire de grande capacité. Un autre but de l'invention est de prévoir le dit système de mémoire d'information binaires d'accès aléatoire et de grande capacité adaptable i des longueurs de mots machine diversifiées comme susdit tel qu'il permette d'assurer, pour chaque tra- vail ou partie de travail, une sélection de zones de mémoire directement concernées par ce travail ou cette partie de travail et une organisation des liaisons des zones ainsi sélectionnées avec le registre de liaison pour échanges entre 1 unité centrale et la mémoire qui soit également adaptée audit travail ou partie de travail. Selon la présente invention, un système de mémoire d'infornations binaires d'accès aléatoire de grande capacité est orga- nisé en tranches dont chacune comporte un nombre de plans égal au nombre de bits dans la longueur du mot machine élémentaire; le registre de liaison écriture-lecture de la mémoire a une capacité multiple de cette longueur courte de mot élémentaire et ses accès sont, du coté mémoire au moins, formés par autant de groupes de barres que de mots élémentaires entrant dans la formation du mot composé le plus long, chaque groupe de barres oom- portant un nombre de barres égal au nombre de plans en chaque tranche; chaque fil d'écriture d'un plan, d'une part, chaque fil de lecture d'un plan, de l'autre, est connecté par un aiguillage multiple aux barres de rang correspondant au rang de ce plan en sa tranche en chaque groupe de ces barres; un registre de sélection des "bandes" ainsi définies par ces greupes de barres et ces aiguillages comporte autant d'étages individuellement conditionnables que de tranches; et les fils d'interrogation des mots sont communs à toutes les tranches de mémoire. Selon une autre caractéristique de llinvention, lorganisa tion d'appel des tranches de mémoire au cours d'un travail incorpore une mémoire associative à contenu initialement chargé pour ce travail. belon une autre caractéristique encore de l'invention, ét- to organisatiaL d'appel des tranches de mémoire incorpore un registre d'autorisation d'accès aux tranches de mémoire concernées par un travail et d'interdiction d'accès aux autres tranches de mémoire. ges caractéristiques, ainsi que d'autres encore venant en renforcer les effets, vont être exposées dans le détail en relation avec les figures jointes qui représentent, à titre illustra- tif, un exemple de mise en pratique de l'invention dont peuvent se déduire, n8 plus, toutes variantes technologiques entrant dans le cadre de ltinventione La big.l représente un schéma-bloc de llorganisatian générale du système de mémoire; et, La blig.S représente un schéma-bloc donnant, également à titre illustratif, un exemple des interconnexions entre les tranches de mémoire et les groupes de barres d'accès au registre de liaison d'écriture-lecture en mémoire. Lans la réalisation prise pour exemple, ig.l, la mémoire comporte k tranches, de To à rk, et chaque tranche comprend m plans, de to à it. Le nombre de chiffres binaires, ou bits, par mot élémentaire est donc m. Le nombre d'éléments d'emmagasinage de bits par plan est égal à celui des sorties d'un décodeur D. Chacune des sorties 1i de ce décodeur attaque une ligne traver sant la totalité des plans et servant de ligne d'interrogation ou sélection pour un élément d'emmagasinage en chacun de ces plans. Vue sous cet aspect, la mémoire peut donc autre dite Xba- nalisée" en ce que, si on ne considère que ce décodage en X d'une adresse n de ligne de décodage, tous les plans de la mémoire ne forment qu'une wsectionw au sens antérieur de ce terme dans les structures classiques de mémoire de grande capacité et d'accès aléatoire Chaque plan de mémoire est défini en ce qu'il présente une ligne de lecture, aboutissant à un amplificateur ÂL qui est associée à tous ses éléments d'emmagasinage de bits. Chaque plan de mémoire incorpore également une ligne unique d'écriture associée à tous ses éléments d'emmagasinage, et une ligne unique d'activation d'écriture ou de lecture, montrée ici confondue avec la ligne d'écriture, ce qui est en fait un cas intéressant lorsque les éléments d'emmagasinage de bits sont constitués, voir llig.2, par des tores magnétique @ à cycle d'hys- térésis quasi-rectangulaire. En une autre technologie, la ligne d'activation peut ttre séparée de la ligne d'écriture, si de besoin. Ces lignes d'activation sont attaquées par des organes de commande , de Co à Ok, sur des lignes o à "=k communes aux plans de mémoire Po à Pm de chaque tranche, de To à Tk.Ceci définit donc les tranches de mémoire. les organes Cc à Ck sont, en fait, des portes débloquées par des signaux d'action, de Âo à Ak lorsqu'elles ne sont pas inhibées par des signaux Vo à Vk, dont la fonction sera précisée plus loin. En chaque plan, les lignes écriture et de lecture compor- tent des aiguillages, schématiquement indiqués sur la big.l, par des blocs de Soo à Som en chaque tranche, pour l'établissement sélectif de leurs liaisons à dei barres d'accès, tant sorties qu'entrées, du registre R de liaison d'écriture et lecture en mémoire avec l'unité centrale non représentée.Ces barres sont indiquées comme formant m groupes, de bo à bm, le groupe bo é- tant accessible aux fils d'écriture et de lecture des plans So des tranches et, progressivement de plan à plan, Jusqu'au groupe bm accessible aux fils d'écriture et de lecture des plans Pm des tranches de mémoire, Chaque groupe de barres bo à bm comporte un nombre de barres égal au nombre maximum de mots élémentaires qui peuvent constituer le mot composé le plus long dans la mémoire adaptable, soit 2 ce nombre de mots élémentaires, donc de barres par groupe de barres bo à bm, les aiguillages Soo à gom de la tranche lto sont commandés ensemble par un signal appliqué en bo et provenant du décodage d'un étage d'un registre de "bandes" B, Les aiguillages Soo à Som de chaque autre tranche sont similairement commandés à partir des signaux de décodage des autres étages dudit registre h. Chaque étage du registre B peut autre individu- ellement chargé et comprend un nombre de cases de mémoire unitaire suffisant pour que le décodage donne lieu à R commandes d'aiguillage, ce qui permet donc, selon la valeur de p, d'effectuer une liaison des fils d'écriture et de lecture des plans d'une tranche aux barres définies par cette valeur de p dans les groupes de barres bo à im. un doit comprendre que les barres de même rang 2 dans les groupes bo à bm sont reliées à des bornes du registre IL groupées pour y définir une priorité déterminée des accès par mots élémentaires0 Le terme "bande" se réfère à une telle organisation des accès du registre k. Si, pour un travail, une seule tranche de mémoire est sélectionnée à partir de B, le code de l'étage correspondant de 3 sera, en général, celui assurant la liaison des fils d'écriture et de lecture de cette tranche à la "bande" des bornes d'accès de K de plus faible rang.Si au contraire et par exemple, deux tranches de mémoire sont sélectionnées pour un travail à partir de 3, l'une ou l'autre de ces tranches pourra, selon les codes alors chargés dans leurs étages de sélection en B, avoir pour l'accès au registre K une bande de rang antérieur à l'autre; et ainsi de suite jusqu'à concurrence des p bandes établies de cette suçon dans la mémoire, le mot le plus long étant formé de P mots élémentaires dont l'ordre d'écriture ou de lecture, vu du registre X, sera défini par leurs codes de sélection en B. bien entendu, la "direction" de l'aiguillage, de ou vers le registre R dépend de la condition des fils E et h, respectivement activés, au décodage des instructions de programme, pour écrire ou pour lire en mémoire, selon le cas. les tranches inutilisées pour un travail peuvent, avantageusement, autre verrouillées* afin de préserver leur contenu d'in- formation. A cette fin est alors prévu, si ce verrouillage est souhaité, un registre de verrouillage V dont les sorties '1barres11 (au sens logique du terme) sont difigéee sur les portes des organes d'accès des actions, Co à Ck, aux tranches To à Tk.Ce registre V comprend k mémoires unitaires, individuellement commandables, délivrant selon leurs conditiana les signaux de nonverrouillage aux tranches sélectionnées pour un travail, Les registres 3 et V (lorsque ce dernier existe) sont char- gés par le moniteur du programme de travail à exécuter. Dazuj la plupart des cas, un chargement initial suffira, sour certains travaux cependant le moniteur pourra évidemment intervenir au cours même du travail pour varier de telles sélections si de besoin. Ma sélection des sots dans les tranches non-verrouillées, plus généralement dans les tranches concernes par un travail, est faite à partir d'un registre n chargé par une instruction de programme dont le contenu implique une liaison unité centrale/mémoire, et par une mémoire associative (XA) chargée par le moniteur an chaque début de travail. chaque "mot" introduit par l'instruction de programme (S) dans le registre n comporte deux parties: :- l'une, n, désigne le numéro de la ligne de sélec- tion de mot à activer en activant une sortie de meme rang du décodeur D de cette partie du registre d'appel en mémoire; - l'autre partie G désigne le groupe des tranches !L' à exploiter pour l'exécution de cette instruction. la mémoire (XA) est associative en ce sens què le code introduit en G par une instruction est comparé, comme en toute mémoire associative de façon simultanée à tous les codes contenus dans les registres de cette mémoire associative. Cette mémoire comporte autant de sorties de décodage Ao à Ak qu'il existe de tranches To à Tk, Le rtle de cette mémoire associative est de permettre, fondamentalement, de définir les zones de mémoire exploités pendant l'éxcécution d'un travail.Une "zone" de travail peut concerner une seule tranche, et (ou) plusieurs tranches séparées, et (ou) encore des tranches groupées et, bien entendu, plusieurs zones de mémoire ainsi définies peuvent autre exploitées pour le déroulement d'un meme travail. iout code introduit en G une désignera G, sone parmi celles qui ont été désignées par le moniteur au chargement de la dite mémoire associative. ainsi, selon le "désignant11 @ instruction concernera des mots de longueurs diversifiées selon la nature des zones ainsi demandées pour l'excécution des échanges bilatéraux entre unité centrale et mémoire La r ig. 2 a surtout pour but de montrer la réalisation des aiguillages entre les plans des tranches et les groupes de ba- res de liaison au registre . de la tige 1. En cet exemple, pris à simple titre illustratif, chaque tranche contient huit plans de mémoire à mille vingt-quatre éléments d'emmagasinage chacun, la longueur d'aln mot élémentaire étant ainsi de huit chiffres et les "mots" utilisables sont, outre ce mot élémentaire de huit chiffres, les mots composés formés des multiples de ce mot en allant jusqu'à huit. Ceci veut dire que chaque groupe de barres bo à b8 comprend huit barres.Chaque fil d'écriture d'un plan est alors relié aux sorties de huit portes (sus) et chaque fil de lecture d'un plan est relié aux entrées de huit portes (SL). en a montré, pour deux tranches li et lj, les plans Po et 28, simplifiés chacun à deux tores de rangs Du et lu23, et on n'a indiqué que les deux groupes de barres bo et b8. un a indiqué en E le entrées d'autorisation des portes (SE) et en L les entrées d'autorisation des portes (Si). la distribution des liaisons entre les entrées de portes d'écriture, les sorties des portez de lecture et les barres des groupes, est évidente selon ce schéma. Sour la tranche .I, on a indiqué en Bi une entrée de commande des portes et pour la tranche ij, une entrée similaire en Bj. es entrées proviennent des étages de rangs i et j du registre de bande de la hig. 1, plus précisément, des sorties de décodage des contenus de ces étages ::- en fait donc, en chaque groupe de huit portes pour la tranche Si, une seule est passante et il en est de même pour la tranche Tj j , bien entendu, les rangs de ces portes passantes ne peuvent être identiques en deux tranches que si ces deux tranches font partie de deux zones de travail distinctes. Ces rangs doivent autre différents si ces deux tranches constituent, ensemble, une zone de travail ou entrent, ensemble, dans la définition d'une même zone de travail, telles que définies par le contenu de la mémoire associative (sAA) de la plig.l. il est clair que les buts définis en début d'exposé sont effectigemenP atteints par la mise en pratique de l'inventiol, avec de plus, des avantages certains tels que la constance de la durée des décodages indépendamment des longueurs de mots et l'élimination des problèmes de cadrage et de passage de sinople à double précision, donc, de façon générale, l'avantage d'une réduction appréciable du temps utile à 11 exécution d'un travail. R E V E N D I C A T I o N S 1. - Système de Mémoire d'inforjna-tions binaires d'accès aléatoire cie -rande capacité pour calculateur ou système de traitement de données opérant par programmes de travail exploitant des mots de loneueurs diversifiées, caractérisé par la combinaison à une memoire comportant un nombre appréciablement élevé de tranches individuellement sélectionnables, orées chacune d'un nombre m de plans doiit chacun est équipe d'un fil d'écriture et d'un fil de lecture communs à tous ses éléments d'emmagasinage de bits, autant de fils d'interrogation que de nombres de bits traversant chacun la totalité des plans de la totalité des tranches, d'un registre d'écriture-lecture d'une capacité de p groupes de m bits équipés coté mémoire, de p groupes de m barres chacun, d'un registre à K étages individuellement conditionnales et présentant chacun un nombre p de sorties individuellement activables selon le code chargé en cet étage et, par plan, d'un aiguillage à p voies d'entrée par fil d'écriture et d'un aiguillage à p voies de sortie par fil de lecture, voies reliées aux barres qui ont, dans les p groupes, même rang que le plan en sa tranche de mémoire, les voies d'aiguillage des plans d'une même tranche ayant des liaisons d'activation, rencues effectives lors d'opération d'écriture, respectivement de lecture, placées sous la commande des p sorties de l'étage correspondant à cette tranche dans ledit registre à IL étayes, et d'une organisation d'activation sélective d'une ou plusieurs tranches de mémoire concomitamment à toute activation d'un des dits fils d'interrogation. 2. - Système de mémoire selon la revendication 1, caractéri sé en ce que cette organisation incorpore une mémoire associative 30 - Système de mémoire selon la revendication 1, caractérisé en ce que cette organisation incorpore un registre à K étages pour le verrouillage sélectif de tranches de mémoire. 4. - Système selon la revendication 1 e @ les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que ledi registre à J étages de comnande des aiguillages, la dite mémoire associative et ledit re gistre de commande de verrouillage sont chargés par le partie moniteur des programmes de travail.