НЕЛИНЕЙНАЯ ЯЧЕЙКА ПАМЯТИ
NONLINEAR MEMORY CELL

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для аппаратной реализации оперативной памяти и, в частности, видеопамяти в системах вывода изображений. ОЗУ на нелинейных ячейках позволит ускорить процесс обработки битовых матриц таких, например, как матрицы смежности и матрицы инцидентности графов, таблицы истинности и т.п. Видеопамять на нелинейных ячейках, помимо всего прочего, ускорит работу с матричными и волюметрическими дисплеями.
Запоминающий элемент (ЗЭ) - это любое бистабильное или квазибистабильное (например, конденсатор) устройство. Ячейка памяти или запоминающая ячейка - это устройство, состоящее из (совокупностей) ЗЭ. В настоящее время адресуемая ячейка памяти (слово) аппаратно реализована в виде регистра, имеющего линейное расположение ЗЭ [1], с.197, рис.7.1. Линейность расположения ЗЭ в ячейке является признаком, общим для всех применяемых устройств памяти (аналогов). Из этого класса устройств в качестве прототипа выбирается любой регистр, состоящий из ЗЭ, например [2], с.356, рис.20.18. Нелинейная ячейка памяти, так же как и упомянутый регистр (прототип), состоит из запоминающих элементов, соединенных электрически с другими устройствами. Отличительным признаком является не линейное расположение ЗЭ в ячейке. Сущность признака нелинейности раскрывается ниже.
Поскольку ЗЭ имеют геометрические размеры и занимают некоторое место в пространстве как индивидуально, так и в совокупности, к ним целесообразно применить понятие физической плотности. Под плотностью ЗЭ в пространстве следует понимать число ЗЭ, приходящихся на единицу объема (объемная плотность), на единицу поверхности (поверхностная плотность) или на единицу длины (линейная плотность). С этой точки зрения, существующие регистры памяти являются устройствами с линейной плотностью ЗЭ. Устройства с поверхностной и объемной плотностями ЗЭ можно определить как устройства с не линейной плотностью ЗЭ. Тогда нелинейной ячейкой памяти можно назвать устройство с не линейной плотностью ЗЭ, электрически соединенное с одной линией шины адресов и с линиями шины данных.
Нелинейная ячейка памяти представляет собой произвольную по геометрической форме совокупность произвольного числа запоминающих элементов произвольного типа, в произвольном порядке соединенных с линиями шины данных. На чертеже приведено изображение плоской нелинейной запоминающей ячейки квадратной формы, состоящей из четырех запоминающих элементов 1, адресуемых по линии 2 и соединенных с линиями шины данных 3-6 проводниками, одним из возможных способов. Линии, соединяющие запоминающие элементы с шиной данных, выполнены таким образом, чтобы предотвратить "гонки".
Под работой любой ячейки памяти понимаются процессы записи, чтения и хранения информации. Отличие в работе нелинейной и линейной ячеек памяти можно продемонстрировать на примере использования этих ячеек в видеопамяти. В линейную ячейку заодно обращение можно записать атрибуты только для горизонтальной совокупности пикселей. В нелинейную ячейку (совокупность запоминающих элементов 1) за одно обращение (один период высокого, например, уровня сигнала на линии адреса 2) можно записать с линий данных 3-6 атрибуты (например, цвет) произвольной, в пределах ячейки, совокупности пикселей.
Одинаковыми в работе тех и других ячеек являются сигналы выбора микросхемы и выбор записи или чтения, линии которых на приведенном чертеже не показаны.
Технические результаты, достигаемые изобретением, заключаются в следующем.
1) Реализация устройства обработки информации на нелинейных запоминающих ячейках.
2) Повышение скорости обработки информации, в частности, в формировании буфера кадра. Например, за один цикл обращения к памяти на нелинейных ячейках, используя разделенные алгоритмы [3], можно записать или считать атрибуты точек, составляющих целый примитив (например, закрашенный треугольник).
3) Упрощение аппаратного обеспечения процесса обработки информации (В компьютерной графике, например, нелинейная память может являться альтернативой распараллеливанию процессов вычисления координат и вывода точек примитива).
Библиографический описок
1. Хелмс Г. Компьютеры. - М.:. Мир, 1986.
2.. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. - М.: Мир, 1982.
3. Иноземцев Ю.А. Быстрые алгоритмы компьютерной графики. Труды Всероссийской межвузовской научно-практической конференции. Компьютерные технологии в науке, практике и образовании. - Самара: 2005.