專利名稱:具有相鄰地址空間的存貯器系統(tǒng)的制作方法
這項(xiàng)發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)存貯系統(tǒng)，更確切地說，涉及計(jì)算機(jī)的存貯器系統(tǒng)，它在幾個獨(dú)立的存貯器模塊中間確定存貯器地址空間，以形成一個相鄰的地址空間。
一般而言，計(jì)算機(jī)總要包括一個由幾個獨(dú)立的存貯器模塊組成的存貯器系統(tǒng)。這些存貯器模塊通過由地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制信號線所組成的信號總線聯(lián)接到中央處理機(jī)上去。每個存貯器模塊是由地址線上特定的地址信號進(jìn)行存取操作，這些地址信號可以在存貯器模塊中確定相應(yīng)的存貯單元。
現(xiàn)在已有幾種技術(shù)用于在一個存貯器模塊中確定存貯器地址。一種普通的方法是使用跳線或雙列直插式組件開關(guān)確定一個存貯器模塊的地址空間。當(dāng)這個存貯器模塊聯(lián)接到信號總線上之后，存貯器模塊將響應(yīng)所確定的地址空間中的地址。這種方法有一個缺點(diǎn)，就是為了給新增加的存貯模塊確定適當(dāng)?shù)牡刂房臻g，就需要判定對原有存貯器模塊所已經(jīng)確定的存貯器地址。還有一個缺點(diǎn)是可能通過改變單片存貯器的容量來增加存貯器模塊的容量，因?yàn)樗艿搅擞脕泶_定地址空間的跳線或開關(guān)數(shù)量的限制。另一個缺點(diǎn)是，如果存貯器模塊本身的容量增加，可能需要對其它的模塊重新確定它們的地址空間，如果系統(tǒng)中有幾個存貯器模塊，這可是一個非常麻煩的工作。
另一項(xiàng)技術(shù)是在名為《主存貯器控制系統(tǒng)》的4，414，627號美國專利中披露的，這個系統(tǒng)提供了一個地址變換表，表中含有一個可由邏輯地址尋址的字寄存器，用于存貯模塊中相應(yīng)的預(yù)先指定的存貯器物理單元的地址，以及存貯表明這個單元是否在進(jìn)行存取操作的相應(yīng)標(biāo)志。這項(xiàng)技術(shù)和跳線技術(shù)一樣，也需要預(yù)先確定存貯器模塊的地址空間。
名為《對不相鄰存貯器提供連續(xù)地址的數(shù)據(jù)處理裝置》的美國專利3，469，241號披露了數(shù)據(jù)處理機(jī)中的一項(xiàng)技術(shù)，當(dāng)數(shù)據(jù)處理機(jī)和存貯器進(jìn)行通信時，利用一組信號以符號的方式表現(xiàn)存貯單元的地址，這個符號地址送到變換裝置產(chǎn)生正在存取的存貯單元的實(shí)際地址。和上述技術(shù)相同，這項(xiàng)技術(shù)也需要預(yù)先指定地址空間。
根據(jù)本發(fā)明，提出了一個包括幾個存貯器模塊的能提供相鄰地址空間的存貯器系統(tǒng)，每個存貯器模塊含有形成存貯模塊容量的電路。系統(tǒng)中還包括有一個控制電路，這個電路可以給這些模塊中的第一塊模塊指定一個初始地址，然后依據(jù)前面所指定的初始地址及存貯的容量再為其余的每塊存貯模塊依次指定一個初始地址。
在這項(xiàng)發(fā)明的第一個實(shí)施例中，有幾個存貯器卡接在信號總線上。處理機(jī)提供一個初始地址給順次放置的第一個存貯器卡，每一個存貯器卡包括一個提供相應(yīng)存貯卡上存貯器容量的電路和一個控制電路，這個控制電路接收到初始地址，然后加上卡的存貯器的容量，產(chǎn)生下一個卡的地址，提供給下一個順序放置的存貯器卡。每一個存貯器卡在接到初始地址后，便產(chǎn)生一個初始地址，以菊花鏈方式供給順次放置的下一個存貯卡。用這種方法，可以提供一個相鄰的地址空間。
在第二個實(shí)施例中，有一個主存貯器控制電路，它包括幾個分別與每個單獨(dú)的存貯模塊相聯(lián)的加法器。存貯模塊將模塊的存貯容量送給加法器，每個加法器把存貯器容量和初始地址加在一起，為下一個順次設(shè)置的加法器提供一個新的初始地址。此外，存貯器控制器對于每個存貯器模塊還有一個地址比較電路，以決定哪個特定的模塊何時被尋址。
在第三個實(shí)施例中，有一個如實(shí)施例2中所描述的存貯器控制器。然而，從存貯器模塊到加法器的信號線都是雙向的。在第一個方向，將存貯器容量送入這個模塊相應(yīng)的加法器，在第二個方向，提供在每個存貯模塊中要被尋址的特定存儲單元的低位地址。通過一個專用控制信號對各模塊的雙向信號線的傳送方向進(jìn)行控制。高位地址譯碼是在如實(shí)施例2中所述的存貯器控制器中完成的，也就是說，當(dāng)存貯器被尋址時，存貯器控制器上的地址比較電路產(chǎn)生一個模塊選通信號，送給各有關(guān)的存貯器模塊。
圖1是一個存貯器卡的方塊圖。
圖2是順序放置的存貯器模塊卡槽的方塊圖。
圖3是與順序放置的存貯器卡槽相聯(lián)接的存貯器控制電路的方塊圖。
圖4是一個包括和順序放置的存貯器模塊卡槽相接的存貯器控制器的另一個實(shí)施例的方塊圖。
本發(fā)明的目的是在第一次加電時，給各個單獨(dú)的存貯器模塊指定地址，以便提供一個全面相鄰的地址空間。圖1和圖2說明了這項(xiàng)發(fā)明的一個實(shí)施例。圖1是一個單獨(dú)的存貯器卡10的方塊圖，它含有連接在數(shù)據(jù)總線8和存貯器陣列地址總線25上的存貯器陣列11。存貯器模塊的初始地址通過18號線提供給加法器16。加法器16將初始地址和方塊12上14號線所給出的存貯器卡的容量相加，計(jì)算下一個順序放置的存貯器模塊的初始地址。后面這個初始地址由20號線輸出給下一個順序放置的存貯器卡(沒有畫出)。這后一個地址同時由21線供給地址比較邏輯電路24。地址比較邏輯電路還要接受來自18線的初始地址，并確定這個特定的存貯卡10的地址空間。所確定的地址空間包含初始地址，以及下一個初始地址之前的所有地址。這個地址空間和地址總線27上的有效地址相比較，以決定何時產(chǎn)生卡選通信號26，訪問存儲器陣列11存貯單元的存貯器陣列地址是在總線25上產(chǎn)生的。同時還具有控制線，例如讀/寫線等等，但圖中沒有畫出。存儲卡容量方塊12可以是只讀存貯器，一組跳線、一個雙列直插式開關(guān)或任何可以產(chǎn)生一個存貯器容量特征數(shù)字的電路元件。如果采用雙列直插開關(guān)或跳線，則這個開關(guān)位置或跳線的數(shù)目應(yīng)該足夠大，以便在存貯器陣列11的容量增長時，存貯卡的容量可以很容易地進(jìn)行調(diào)整。
圖2表明了存貯器卡槽30，40，50，60及70的位置和相互聯(lián)系，這些槽(30，40，50，60，70)中的每一個均連接在地址總線34數(shù)據(jù)總線36及控制總線38上。此外，槽1(30)接在32線上接收初始地址。在這個實(shí)施例中，初始地址是由處理機(jī)卡提供的(沒有畫出)。如果存貯器位于處理機(jī)卡上，則這個初始地址是已被指定給處理機(jī)存貯器的地址之后的下一個有效地址。這個初始地址信息是由位于槽30上的存貯器卡處理的，并在42線上產(chǎn)生下一個地址，提供給位于槽2上的下一個卡(插座40)。在槽2上的存貯卡40又在52線上產(chǎn)生下一個地址信號并且，提供給位于槽3的存貯器卡50，后面以此類推。采用這種方法，這些卡的初始地址將以菊花鏈?zhǔn)綇亩鵀檫@些卡提供了一個相鄰的地址空間。即使槽中這些卡本身的存貯容量不同，這個地址空間仍然是相鄰的。
從圖2將可以明顯的看出槽的數(shù)目可以是任意的。如圖2所示，每一個槽應(yīng)接到普通的地址總線34、數(shù)據(jù)總線36及控制總線38上，下一組地址線以圖2所示的菊花鏈方式進(jìn)行聯(lián)接。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚，即初始地址線(32，42，52，62及72線)和地址總線34，數(shù)據(jù)總線36及控制總線38均可以是串行線或并行線。
圖3表明了這項(xiàng)發(fā)明的第二個實(shí)施例，它包括一個位于處理機(jī)卡上的存貯器控制器100或其它中央地址分配器。存貯器控制器100包括幾個加法器(102～106)和幾個地址比較電路(107～111)。包括聯(lián)接器150、152、154、156和158的存貯器卡槽1到N，接到數(shù)據(jù)總線116，地址總線118及控制總線119，每組總線對聯(lián)接器150、152、154、156與158都是公用的。此外，每個聯(lián)接器(150、154、156及158)分別單獨(dú)聯(lián)接到存貯器控制器100中的一個加法器和一個地址比較電路。
現(xiàn)在看存貯器控制器100，112線上的第一個初始地址送給加法器106。如前所述，第一個初始地址是處理機(jī)卡上產(chǎn)生的。112線上的初始地址和112號線上的存貯器容量加在一起，后者來自與卡槽1相聯(lián)的聯(lián)結(jié)器150。122線上的存貯器容量和112線上初始地址在加法器106內(nèi)相加，在140線上形成下一個地址，送到加法器105。122線上的存貯器容量和112線上的初始地址還被送到地址比較電路111，使地址比較電路111啟動，以確定槽1上相應(yīng)存貯器模塊的地址空間。高位地址線114也送到地址比較器111，使它可以確定這個存貯器模塊是否要進(jìn)行存取操作。如果存貯器模塊要進(jìn)行存取，就將120線上的選通信號送到聯(lián)接器150，告訴1號卡槽中的存貯器模塊接收在118線上的低位地址，對存貯器模塊內(nèi)的存貯單元進(jìn)行存取操作。
140線上的下一個地址送到加法器105，利用126線上存貯器的容量數(shù)據(jù)以類似的方法進(jìn)行變換，在142號線上產(chǎn)生下一個地址。用這種方法，103到106的每個加法器將分別收到相應(yīng)的初始地址及存貯器容量數(shù)據(jù)。加法器103將輸出下一個初始地址送給比較電路107，它對應(yīng)于最后一個卡槽N(包括聯(lián)接器158)內(nèi)的模塊。
地址比較器107-111和地址總線114相接，并分別接收初始地址信號和來自各相應(yīng)存貯器模塊的存貯器容量數(shù)據(jù)。例如，地址比較器111接收112線上的初始地址及122線上的存貯器容量，以確定卡槽1內(nèi)存貯器模塊的地址空間。當(dāng)接收到114線上適當(dāng)?shù)牡刂窌r，地址比較器電路111對地址譯碼，然后在120線上產(chǎn)生一個卡選通信號，啟動位于槽1上的存貯器卡，使其適時接收來自地址總線118的地址信號、數(shù)據(jù)總線116的數(shù)據(jù)信號及控制總線119的控制信號。107-111中的每一個地址比較電路均要從相應(yīng)的槽聯(lián)接器接收存貯器容量信號，以便給各相應(yīng)的存貯器模塊提供相應(yīng)的存貯器地址空間。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可知，通過將高位地址線114接到存貯器控制器100上，可以減少每個卡聯(lián)接器150，152，154，156及158上的地址線的數(shù)目。每個卡槽聯(lián)接器(150，152，154，156及158)需要向存貯器控制器100提供各自獨(dú)立的存貯器容量線122、126、130、134及138。此外，聯(lián)接器150、152、154、156和158各自接收來自120、124、128、132及136相應(yīng)各線上的模塊選通信號。
圖3所示的存貯器控制電路有一個優(yōu)點(diǎn)，即菊花鏈方式向這些槽上的每個存貯器模塊的地址比較器提供初始地址的電路是在一個普通電路板上或一個單片集成電路中實(shí)現(xiàn)的，因而減少了在各存貯器模塊上存取信息所需要的總的地址線的數(shù)目。
圖4表明了這項(xiàng)發(fā)明的第三個實(shí)施例，它將進(jìn)一步減少聯(lián)接到如圖示的1號卡槽到N號卡槽內(nèi)存貯器模塊地址總線的數(shù)目。如前所述，存貯器控制器200包括加法器203-206和地址比較器207-211，它們的工作原理和圖3中各加法器及地址比較器相似，第一個初始地址是由212線提供的，后面的地址按圖所示的菊花鏈?zhǔn)皆?40、242、244、248線上產(chǎn)生。此外，高位地址線通過214線送到地址比較電路207-211。207-211中的每個地址比較電路通過初始地址及存貯器容量這兩個信號來決定相應(yīng)的存貯器模塊的地址空間。207-211中各地址比較器的輸出是220、224、228、232及236線上的模塊選通信號，送給位于卡槽1-N內(nèi)的各相應(yīng)存貯模塊。
這個實(shí)施例和前面的實(shí)施例所不同的是260、262、264、266及268線上的數(shù)據(jù)流是雙向的，在這個實(shí)施例中，這些線聯(lián)接到地址總線218，它包括存貯器模塊中存貯單元的低位地址。通過在控制總線219上增加一條控制線，可確定260、262、264、266及268線的數(shù)據(jù)傳遞方向。在這個實(shí)施例中，初始方向是從存貯器模塊聯(lián)接器250、252、254、256和258到加法器203-206和地址比較電路208-211，以便在226、222、230、234及238線上形成相應(yīng)的存貯器容量信息。在第二種方向下，這條控制總線219上的控制信號改變了260、262、264、266及268線上的數(shù)據(jù)流向。使在卡槽1-N上的存貯器可以接收地址總線218的低位地址。由于僅在地址空間的初始設(shè)定時需要存貯器容量數(shù)據(jù)，因而，地址總線218和存貯器容量信息在222、226、230、234及238線上的轉(zhuǎn)接將不會影響在卡槽1到N中的各存貯器模塊的存取時間。
權(quán)利要求
1.一個提供相鄰地址空間的存貯器系統(tǒng)包括一組存貯器模塊，每個模塊包含提供模塊存貯容量的裝置，其特征在于有一個控制器，它將初始地址分配給第一個所述的存貯器模塊，并根據(jù)前面已指定的存貯器模塊的初始地址和已確定的存貯器模塊的存貯容量為其余各模塊指定初始地址。
2.權(quán)利要求
1所述的存貯器系統(tǒng)，其中所述控制器包括加法器，它把存貯模塊的初始地址和模塊存貯容量相加，為下一個模塊指定初始地址。
3.權(quán)利要求
2所述的存貯模塊，其中每個所述模塊包括一個地址比較器，它接收初始地址和模塊存貯容量，并確定該模塊的地址空間。
專利摘要
一個提供相鄰地址空間的存貯器系統(tǒng)含有幾個存貯器模塊，每個模塊含有為控制電路提供模塊存貯容量的電路?？刂齐娐方o第一塊存貯模塊指定一個初始地址，并且利用已經(jīng)指定的前面的初始地址及存貯器容量給后面的存貯器模塊確定地址。在一個實(shí)施例中的控制電路包括一組加法器，每個與存貯模塊相聯(lián)以接收存貯容量數(shù)據(jù)。加法器串接在一起，以便按菊花鏈方式計(jì)算各模塊的初始地址。
文檔編號G06F12/06GK86107763SQ86107763
公開日1987年6月17日 申請日期1986年11月14日
發(fā)明者道格拉斯·埃爾·馬丁 申請人:國際商用機(jī)器公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan