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Datenspeichersystem mit einer Vielzahl bistabiler magnetischer Elemente
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jeden Kern hindurchgeführten Leiter auf fünf oder sechs.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt es sich um eine dreidimensionale
Matrix, in der nur vier Leiter durch jeden Kern durchgeführt sind, obwohl bei einer der Wicklungen die lineare Auswahl angewandt wird. Ausserdem wird ein Auswählstromverhältnis von 3 : 1 erreicht.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Datenspeichersystem mit einer Vielzahl bistabiler magneti- scher Elemente, die zumindest elektrisch als dreidimensionale Matrix angeordnet sind, und Vorrichtun- gen zum parallelen Lesen von bzw. Schreiben in alle magnetischen Elemente einer sich in Z-Richtung dieser Matrix erstreckenden Reihe.
Das kennzeichnende Merkmal der Erfindung besteht darin, dass zum Erregen sämtlicher in einer aus- gewählten YZ-Ebene befindlicher Elemente Vorrichtungen vorgesehen sind, welche diese Elemente zum
Lesen mit einem Strom von +21 und zum Schreiben mit einem Strom von-21 erregen, und dass ferner
Vorrichtungen vorgesehen sind, welche zum Lesen sämtliche Elemente in einer ausgewählten XZ-Ebene mit einem Strom von +1 und sämtliche Elemente aller andern XZ-Ebenen mit einem Strom von -1 erre- gen und welche ferner zum Schreiben ausgewählte X-Zeilen von Elementen in der ausgewählten XZ-Ebene mit einem Strom von-I und sämtliche andere X-Zeilen mit einem Strom von +1 erregen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen beschrieben, u. zw. zeigt : Fig. 1 eine schematische Darstellung einer dreidimensionalen Matrix und der zugeordneten Schaltung, Fig. 2 ein Teilschaltbild der X-Zeilentreiberauswählschaltung, Fig. 3 ein Schaltbild eines X-Zeilentreibers, Fig. 4 eine Gruppe von Signalformen, die bei Betätigung des Speichers auftreten, und Fig. 5 den Aufbau der Speichermatrix.
In Fig. 1 wird bei 1 ganz allgemein eine dreidimensionale Kernanordnung gezeigt. In dieser verlaufen die Koordinaten X, Y und Z auf der langen horizontalen Seite, der kurzen horizontalen Seite bzw. der senkrechten Seite. Die Anordnung enthält 130000 Kerne, wobei die Wortlänge bzw. die Z-Koordinate 13 Bits bzw. 13 Kerne beträgt, während die X-und Y-Koordinaten 2500 bzw. 4 Kerne enthalten. Die Kerne einer einzelnen Wort- oder Z-Spalte sind bei 2 angedeutet.
Es sind drei Leitergruppen vorgesehen, von denen die erste durch die Abfühlleiter, von denen jeder mit sämtlichen Kernen einer XY-Ebene, beispielsweise der Ebene S, gekoppelt ist, die zweite durch die X-Zeilentreiberleiter, die jeweils mit sämtlichen Kernen in einer X-Zeile, gekoppelt sind, und die dritte durch die YZ-Ebenentreiberleiter, die jeweils mit sämtlichen Kernen in einer YZ-Ebene gekoppelt sind, gebildet wird. Die Abfühlleiter können nach einem beliebigen bekannten Verfahren durch die Kerne geführt werden, um Störsignale zu vermeiden. Jeder der 13 Abfühlleiter speist ein eigener Verstärker. Diese sind allgemein durch Block 3 dargestellt, dem auch ein "strobe" -Signal ES zugeführt wird. Die dreizehn Ausgangsleiter sind bei 4 angedeutet.
Die YZ-Ebenenleiter enthalten, wie später näher erläutert, jeweils zwei elektrisch voneinander getrennte Drähte. Die X-Zeilenleiter sind in vier Gruppen unterteilt, die jeweils sämtliche X-Zeilenleiter einer XZ-Ebene umfassen.
Nachfolgend wird eine kurze Erläuterung der Arbeitsweise der Matrix gegeben. Eine nähere Beschreibung erfolgt später. Durch die Auswahl einer der 2500 YZ-Ebenenleiterund einer dervier X-Zeilenleitergruppen wird ein Wort ausgewählt. Zum Lesen fliesst ein Strom von +21 durch den ausgewählten YZ-Ebenenleiter, ein Strom von +1 durch sämtliche X-Zeilenleiter der ausgewählten Gruppe, und ein Strom von - I durch sämtliche X-Zeilenleiter der drei nichtausgewählten Gruppen. Somit fliesst ein Strom von +31 durch die 13 Kerne der ausgewählten Z-Spalte, ein Strom +1 durch die übrigen 39 Kerne der ausgewählten YZ-Ebene und die übrigen 2499 X 13 Kerne, die mit den X-Zeilenleitern der ausgewählten Gruppe gekoppelt sind, und ein Strom von-I durch die übrigen 7497 X 13 Kerne der Matrix.
Dadurch wird beim Lesen ein Auswählstromverhältnis von 3 : 1 erreicht. Mit jedem der dreizehn abzulesenden Kerne ist eine andere Abfühlwicklung gekoppelt. Zum Schreiben wird der Strom durch die ausgewählte YZ-Ebenenleitung in-21 umgekehrt, die Ströme durch die X-Zeilenleiter der ausgewählten Gruppe bleiben entweder unverändert auf +1 oder werden in-I umgekehrt, je nachdem, ob eine "0" oder eine "L" in den entsprechenden Kern einzuschreiben ist. Die Ströme durch sämtlicheX-Zeilenleiter der nicht ausgewählten Grup-
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pen werden in-I umgekehrt.
Kerne in der ausgewählten Z-Spalte erhalten somit einen Strom von -I, wenn eine"0"geschrieben werden soll, oder von -31, wenn eine "L" geschrieben werden soll, während
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ihrer Grösse unverändert bleiben.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird nachstehend die Auswahl- und Treiberschaltung der YZ-Ebenen- leiter beschrieben. Wie bereits erwähnt, wird hiefür die lineare Auswahl angewandt, und jede Wicklung besteht aus zwei elektrisch voneinander getrennten Drähten, von denen der eine zum Lesen und der an- dere zum Schreiben dient. Zunächst sei nur von den Lesedrähten gesprochen, von denen 2500 vorgesehen sind, die jeweils eine Diode enthalten. Es sind zwei Verteiler 5 und 6 vorgesehen, die jeweils 50 Eingänge und 2500 Ausgänge besitzen. Die Eingänge de, s Verteilers 5 sind mit Lesetreiberleitern Rl-R50 verbun- den. Jeder dieser Eingänge ist innerhalb des Verteilers mit 50 Leseleitern der Matrix verbunden. Die 2500 Leseleiter sind somit durch die Lesetreiberleiter in 50 Gruppen unterteilt.
Der Verteiler 6 hat ebenfalls
50 Eingänge, die mit Leseerdleitern R'l-R*50 verbunden sind. Jeweils ein Leseleiter jeder der 50 Leseleitergruppen ist mit jedem der 50 Leseerdleitem verbunden. Die Leseleiter werden daher durch die Leseerdleiter noch auf andere Weise in 50 Gruppen von jeweils 50 Leitern unterteilt. Jeder Leseleiter ist also mit einem Lesetreiberleiter und einem Leseerdleiter verbunden. Zur Auswahl eines Leseleiters ist somit die Auswahl eines von 50 Lesetreiberleitern und eines von 50 Leseerdleitern erforderlich.
Jeder der Lesetreiberleiter und der Leseerdleiter enthält einen Transistor. Diese Transistoren sind normalerweise nichtleitend und werden bei ihrer Auswahl leitend gemacht. Mit den Lesetreiberleitern R1 bis R50 ist eine Lesestromquelle 7 verbunden, während die Leseerdleiter R'l-R*50 jeweils an Erde liegen. Die Lesestromquelle 7 wird durch ein an sie angelegtes Signal ERD erregt. Ein Leseleiter wird daher bei gleichzeitiger Auswahl eines Lesetreiberleiters und eines Leseerdleiters und Erregung der Lesestromquelle 7 durch das Signal ERD erregt.
Um einen der 50 Lesetreiberleiter Rl - R50 auszuwählen, ist eine aus 5 X 10 Kernen bestehende Schaltmatrix 8 vorgesehen. Jeder der Lesetreiberleiter R1 - R50 ist mit einem Kern in der Schaltmatrix 8 so gekoppelt, dass er bei Umschaltung des Schaltmatrixkernes aus dem einen in den andern Zustand leitend wird. Die Schaltmatrix wird durch fünf Treiberleiter 9 und zehn Erdleiter 10 gesteuert. Einer dieser Treiberleiter und einer dieser Erdleiter wird mittels einer nichtgezeigten, aus 7 Flip-Flops bestehenden Auswahlschaltung ausgewählt. Der ausgewählte Schaltmatrixtreiberleiter und-erdleiter leiten dann, wenn ein Signal ED an sie angelegt wird. Hiedurch wird einer der Kerne in der Schaltmatrix 8 umgeschaltet, der seinerseits einen der Lesetreiberleiter R1 - R50 leitend macht.
Die Leseerdleiter R'l-R'50 werden genau in der gleichen Weise ausgewählt. Eine aus 5 X 10 Kernen bestehende Schaltmatrix 8'wird durch fünf Treiberleiter 9'und zehn Erdleiter 10'angesteuert, wobei ein
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berleiter 9'und den entsprechenden Erdleiter 10'fliesst. Somit sind insgesamt vierzehn nichtgezeigte Flip-Flops zur Auswahl eines der 2500 YZ-Ebenenleseleiter erforderlich.
Es sind 50 Schreibtreiberleiter Wl-W50 und 50 Schreiberdleiter W'l-W'50 analog zu den Lesetreiberleitern und Leseerdleitern jedoch im umgekehrten Sinne vorgesehen. Auf der Seite der Leseerdleiter sind die Schreibtreiberleiter und auf der Seite der Lesetreiberleiter sind die Schreiberdleiter ange- ordnet. Ausserdem sind Schreibleiter vorhanden, die den Leseleitern entsprechen und in der gleichen Weise wie diese verbunden sind. Eine Schreibstromquelle, die durch ein Signal EWD erregt wird, ist mit den Schreibtreiberleitern verbunden, während die Schreiberdleiter geerdet sind. Jeder Schreibtreiberleiter ist mit dem gleichen Kern der Schaltmatrix 8'verbunden, wie der entsprechende Leseerdleiter, während jeder Schreiberdleiter mit dem gleichen Kern der Schaltmatrix 8 gekoppelt ist, wie der entsprechende Lesetreiberleiter.
Die Polarität der Kopplung ist so gewählt, dass der ausgewählte Lesetreiberleiter und Le- seerdleiter durch die Umschaltung der beiden ausgewählten Kerne in den Schaltmatrizen 8 bzw. 8'in dem einen Zustand leitend gemacht werden, während der entsprechende Schreiberdleiter und Schreibtreiberleiter im andern Zustand der beiden Schaltmatrixkerne zum Leiten gebracht werden. Somit werden die Lese- und Schreibdrähte einer einzelnen YZ-Ebenenleitung nacheinander ausgewählt. Welcher dieser beiden Drähte erregt ist, hängt davon ab, ob die Lese- oder die Schreibstromquelle 7 und 11 erregt ist.
Dieses Verfahren des Auswählens und Erregens eines aus einer Vielzahl von Leitern ist in der österr.
Patentschrift Nr. 232298 näher beschrieben und beansprucht.
Nachstehend wird die X-Zeilenduswählschaltung betrachtet. Bei 12 sind zweiundfünfzig X - Zeilentreiberleiter gezeigt, die in vier Gruppen unterteilt sind. Die zwei Flip-Flops enthaltende Gruppenaus-
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wähl-und Lese/Schreibschaltung 13 mit den Eingängen ER und EW steuert die Auswahl der entsprechenden Gruppe, während die Eingangsleiter 14 das einzuschreibende Wort den vier Gruppen von X-Zeilentreiberleitern zuführen.
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rungsbeispiels normalerweise einen Ausgangsstrom von -I. Ein an einen Treiberleiter angelegtes Signal kehrt die Richtung des Ausgangsstroms in +1 um.
Die Schaltung nach Fig. 2 führt daher während des "Le- seintervalls" sämtlichen Treiberleitern in allen nicht ausgewählten Gruppen und während der "Schreibintervalls" allen Treiberleitern in der ausgewählten Gruppe, in die eine "L" eingeschrieben werden soll, Signale zu.
Im oberen Teil der Fig. 2 sind zwei Flip-Flops Ll und L2 gezeigt, die durch den Ziffernrechner, in dem der erfindungsgemässe Speicher verwendet wird, über Eingängen 15 gesteuert werden. Diese FlipFlops steuern zwei Hilfs-Flip-Flops LL1 bzw. LL2, die nur dann eingestellt werden, wenn von dem Ziffernrechner kommende Gattereingangsleiter 16 erregt werden. Durch diese Anordnung können die FlipFlops Ll und L2 noch vor Beendigung eines Lese-/Schreibzyklus in einen andern Zustand geschaltet werden, wobei der Zustand für den laufenden Zyklus durch die Hilfs-Flip-Flops gehalten wird.
Die Flip-Flops LL1 und LL2 wählen eine der vier Gruppen von X-Zeilen aus. Jedes Flip-Flop hat zwei komplementäre Ausgänge LL1 und LLl bzw. LL2 und LL2'. Diese Ausgänge werden derart mit vier UNDGattern 17, 18, 19 und 20 kombiniert, dass letztere vier Signale Gl, G2, G3 bzw. G4 liefern, die den folgenden logischen Gleichungen genügen :
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Desgleichen sind ODER-Gatter 17', 18', 19'und 20'mit den Ausgängen von LL1 und LL2 verbunden
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gewählten Gruppen liefern somit eine "L".
Es ist erforderlich, die X-Zeilentreiberleiter nichtausgewählter Gruppen während des Leseintervalls zu erregen. Um dies zu erreichen, sind UND-Gatter 21, 22, 23 und 24 vorgesehen, wobei das Signal ER, das das Leseintervall festlegt, sämtlichen dieser Gatter zugeleitet wird. Das UND-Gatter 21 multipliziert die Signale Gl'und E logisch, wodurch ein Signal Gl'E entsteht, während die UND-Gatter 22, 23 und 24 die andern G'-Signale mit dem Signal ER multiplizieren. Das Signal G1'ER wird, wie gezeigt. über eine Gruppe von dreizehn ODER-Gattern 25 den dreizehn X-Zeilentreiberleitern XD1-1-XD1-13 der ersten Gruppe zugeführt. Die beiden den Buchstaben"XD"folgenden Zahlen stellen die Y-bzw. Z-Koordinate der durch den betreffenden Treiberleiter gesteuerten X-Zeile dar.
Es ist ferner erforderlich, bestimmte der ausgewählten Gruppe von X-Zeilentreiberleitern während des Schreibintervalls auszuwählen. Es sind vier UND-Gatter 26, 27, 28 und 29 vorgesehen, denen jeweils das das Schreibintervall festlegende Signal EW zugeführt wird. Das UND-Gatter 26 multipliziert die Si-
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und 29 in gleicher Weise die andern G-Signale mit dem Ew-Signallogisch multiplizieren. Das Signal G1EW wird an eine Gruppe von dreizehn UND-Gattern 30 angelegt, dessen andere Eingänge die Bits des jeweils zu schreibenden Wortes darstellen. Diese Eingänge werden über die Eingangsleiter 14 (Fig. 1) zugeführt, die hier jeweils mit Ml - M13 bezeichnet sind.
Somit bilden die UND-Gatter 30 die logischen Produkte von GlEW mit M -M. , die über das entsprechende der ODER-Gatter 25 den X-Treiberleitern XD1 - 1 - XD1 - 13 zugeführt werden.
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Die übrigen drei Gruppen von X-Zeilentreiberleitern werden genau in der gleichen Weise über die drei Leiterpaare XG2, XG3 bzw. XG4 durch die Signale M-M,, gesteuert. Daraus ergibt sich nun, dass während des Leseintervalls an sämtliche Treiberleiter in den nichtausgewählten Gruppen und während des Schreibintervalls nur an bestimmte der X-Treiberleiter in der ausgewählten Gruppe Eingangssignale angelegt werden.
In Fig. 3 ist eine X-Zeilentreibersehaltung gezeigt. Diese besteht aus einer zwischen Punkten 31, 32, 33 und 34 liegenden Brückenschaltung. Die Hauptzweige sind durch dicke Linien hervorgehoben. Der Punkt 31 ist über einen Widerstand 35 und eine Drossel 36 mit der positiven Klemme, und der Punkt 33 über einen Widerstand 37 mit der negativen Klemme einer Gleichstromquelle verbunden. Der Ausgang wird zwischen den Punkten 32 und 34 abgegriffen, wobei die Ausgangsleiter 32'und 34" an den Enden der zugeordneten X-Zeilenleiter liegen. Jeder Hauptzweig der Brücke enthält einen als Schalter arbeitenden pnp-Transistor 38, 39, 40 bzw. 41. Diese Transistoren sind so angeordnet, dass in ihrem leitenden Zustand Strom von Punkt 31 zu Punkt 33 fliesst.
Die Transistoren sind so vorgespannt, dass zwei von ihnen, nämlich 39 und 41, normalerweise leiten, während die beiden andern, 38 und 40, normalerweise nichtleitend sind. In diesem Zustand fliesst der Ausgangsstrom über den Leiter 34'in den X-Zeilenleiter und fliesst
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fliesstderAusgangsstrom in umgekehrter Richtung, d. h. über den Leiter 32',den X-Zeilenleiter und durch den, Leiter 34'wieder zurück.
Da der Widerstand eines leitenden Transistors sehr klein ist, wird der Ausgangsstrom begrenzt durch die Widerstände 35 und 37 und durch die Drossel 36 geglättet.
Die Basis des Transistors 38 liegt über einen Widerstand 42 an einer positiven Vorspannung, die ausreicht, um den Transistor normalerweise im nichtleitenden Zustand zu halten. Zwischen dem Emitter und der Basis des Transistors 38 liegt eine Sekundärwicklung 38'eines Impulsübertragers 43, wobei eine RC-Parallelkombination 44 mit der Wicklung 38'in Reihe geschaltet ist, so dass hochfrequente Signale einen geringen Widerstand vorfinden, der Basisstrom jedoch begrenzt wird. Die Basis des Transistors 40 liegt ebenfalls an einer positiven Vorspannung und ist mit einer Sekundärwicklung 40" des Impulsüber- tragers 43 verbunden. Die Basis des Transistors 39 ist über einen Widerstand 45 und eine Drossel 46 mit einer negativen Vorspannung verbunden, die ausreicht, um den Transistor normalerweise im leitenden Zustand zu halten.
Zwischen dem Emitter und der Basis des Transistors 39 liegt eine Sekundärwicklung 39'des Impulsübertragers 43, wobei ein Widerstand 47 und eine Diode 48 mit der Sekundärwicklung 39' in Reihe geschaltet sind. Der Transistor 41 ist in genau der gleichen Weise mit einer negativen Vorspannung und einer Sekundärwicklung 41" des Impulsumwandlers 43 verbunden. Somit fliesst normalerweise Strom von Punkt 31 zu Punkt 34 und von Punkt 32 zu Punkt 33, so dass der Ausgangsstrom normalerweise über den Leiter 34'ab-und über den Leiter 32'zurückfliesst.
Den Eingang zu der Treiberschaltung bildet ein Leiter 49. Durch ein Signal auf diesem wird ein Impulsgenerator PG getriggert und eine Primärwicklung 50 des Impulsübertragers 43 erregt. Hiedurch wird eine Spannung solcher Polarität in den vier Sekundärwicklungen 38', 39', 40'und 41'induziert, dass die mit einem Punkt gekennzeichneten Wicklungsenden negativ werden. Hiedurch entsteht eine positive Spannung an den Basen der Transistoren 39 und 41, so dass diese sperren, sowie eine negative Spannung an den Basen der Transistoren 38 und 40, so dass diese leitend werden. Somit fliesst Strom von Punkt 31 zu Punkt 32 und von Punkt 34 zu Punkt 33. Infolge eines Eingangssignals auf dem Leiter 49 fliesst der Ausgangsstrom also über den Leiter 32'ab und über den Leiter 34'zurück.
Zwischen den Punkten 31 und 33 sind eine Diode 51 und eine Zenerdiode 52 in Reihe geschaltet, um die Spannung zwischen diesen Punkten auf einen bestimmten Wert zu begrenzen. Zwei Dioden 53 liegen zwischen den Punkten 32 bzw. 34 und dem Punkt 33, wodurch das Auftreten von Umkehrspannungen an den Transistoren 39 bzw. 40 verhindert wird. Zwei weitere Dioden 54 liegen zwischen den Punkten 32 bzw. 34 und dem Verbindungspunkt der Diode 51 und der Zenerdiode 52, wodurch das Auftreten von Umkehrspannungen an den Transistoren 38 bzw. 40 verhindert wird.
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Nachstehend wird an Hand der Fig. 4 der genaue Zeitablauf während des Arbeitens der Matrix erläu- tert. Der Speicher arbeitet in einem Lese-/Schreibzyklus von 6 li sec. Ein Taktimpuls EC (Kurvenform
C) legt den Beginn dieses Zyklus fest, während ein Taktimpuls EL (ebenfalls Kurvenform C), der auf einer andern Leitung als der Impuls EC auftreten kann, das Ende der Leseperiode und den Beginn der Schreibperiode auf 3,5 p. sec nach dem Signal EC festlegt.
Die YZ-Ebenenauswählschaltmatrizen 8 und 8' (Fig. l) werden durch das Entsch1üsselungssignal ED (Fig. 4) erregt, das in dem Zeitraum 0, 8-3, 5 sec vorhanden ist. Während dieser Zeit wird einer der
Lesetreiberleiter Rl - R50 und einer der Leseerdleiter R'1-R'50 eingeschaltet. Die Lesestromquelle 7 wird bei 1,1 sec erregt und bei 3, 2 iL sec entregt. Somit fliesst der Strom IR-YZ durch den Leseleiter der ausgewählten YZ-Ebenenwicklung zwischen 1, 1 und 3, 2 usec.
Am Ende des Signals ED kehren die beiden ausgewählten Kerne in den Schaltmatrizen 8 und 8'un- ter dem Einfluss eines Vormagnetisierungsstromes in ihren normalen Zustand zurück, und ein Schreib- treiberleiter sowie ein Schreiberdleiter werden eingeschaltet. Hiezu wird die Zeitspanne von 3,5 sec ab in Anspruch genommen. Bei 4,5 p sec wird die Schreibstromquelle 11 durch das Signal EWD erregt, so dass bis zum Ende des Signals EWD bei 6,0 jisec ein Schreibstrom IW-YZ fliesst.
Es sei bemerkt, dass die Signale ERD und EWD mindestens erst einige Zehntel Mikrosekunden nach
Beginn bzw. Ende des Signals ED beginnen. Bei Beginn oder Ende des Signals ED vergeht eine kurze Zeit- spanne, bevor die Ausgänge der Schaltmatrixkerne ihre Maximalwerte erreichen. Der ausgewählte Lese- (bzw. Schreib) treiber- oder-erdleiter ist daher für diese Zeitspanne noch nicht vollständig in den leiten- den Zustand geschaltet. Die Verzögerungen zwischen dem Beginn von ED und ERD, sowie zwischen dem
Ende ED und dem Beginn von EWD gewährleisten, dass die Lese- und Schreibtreiberleiter und-erdleiter vor Erregung der entsprechenden Stromquellen vollständig leitend werden. Die Ströme lo. yz W-YZ steigen daher sprungförmig auf ihre vollen Werte von +21 bzw.-21 an.
Die Signale ER und EW dauern von 0 bis 3,5 g sec bzw. von 3, 5 bis 6 IL sec. Der Strom durch die
X-Zeilenleiter der ausgewählten Gruppe wird hier mit Ic bezeichnet, wobei das an die ausgewählte
Gruppe angelegte G-Signal eine "L" ist. Dieser Strom ist während des Leseintervalls +I und während des
Schreibintervalls +I oder -I, je nachdem, ob in die ausgewählten Kerne "0" oder "L" eingeschrieben werden soll. Die andern Gruppen der X-Zeilenleiter führen, wenn die zugeordneten G*-Signale"L"sind, jeweils einen durch die Kurvenform IG'¯X dargestellten Strom, der während des Leseintervalls-I und während des Schreib intervalls +1 ist.
Es sei bemerkt, dass der Lesestrom durch die YZ-Ebenenleiter erst etwa 1, l u sec nach dem Beginn der Leseströme durch die X-Zeilenleiter beginnt. Dieses Prinzip ist bei zweidimensionalen Matrizen als "verzögerte Halb wähltechnik" bekannt. Aus diesem Grund müssen die Abfühlleiter lediglich so gewickelt wer- den, dass sie in bezug auf die YZ-Ebenenleiter Störungsfreiheit gewährleisten.
Ein beliebiger der Abfühlleiter kann beispielsweise eine Signalfolge mit der Kurvenform Vs aufweisen, die aus einem durch die Vorder- flanke der X-Zeilenströme erzeugten Impuls 55, einem kleineren, durch die Störspannungen der nicht- ausgewählten Kerne bei Beginn des YZ-Ebenenstromes erzeugten Impuls 56 und aus einem die Informa- tion darstellenden Impuls 57, dessen Grösse davon abhängt, ob eine "0" oder "L" abgelesen wird, besteht.
Während des Schreibintervalls erscheint eine ähnliche Gruppe von drei Impulsen 58,59 und 60. Die Kur- venform Vs stellt die gleichgerichtete Signalfolge dar, wobei die ursprüngliche Polarität der einzelnen Impulse von dem jeweils ausgewählten Kern abhängt. Ein "strobe"-Signal ES beginnt bei 1, 8 p. sec, wenn der Impuls 57 sein Maximum besitzt, und dauert 0,25 u sec. Dieses Signal ES dient als Gattersignal für die verstärkte und gleichgerichtete Signalfolge VS-
Der durch die Vorderflanke des YZ-Ebenenstromes erzeugte Impuls 56 ist von dem durch die Umschaltung des ausgewählten Kernes erzeugten Impuls 57 relativ weit entfernt. Dies ist deshalb der Fall, weil die ausgewählte YZ-Wicklung nur mit 52 Kernen (4 X 13) gekoppelt ist und der diese durchfliessende Strom deshalb schnell ansteigen kann.
Der Impuls 55 ist etwas länger, da die diesen Impuls verursachenden X-Zeilenleiter jeweils durch 2500 Kerne hindurchgeführt sind, so dass der Strom nur verhältnismässig langsam ansteigen kann.
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fügung. Das Schreibintervall beginnt bei 3,5 p sec, so dass dem Rechner eine Zeitdauer von 1, 7 li sec zur Verarbeitung des abgelesenen Wortes zur Verfügung steht, bevor die Wiedereinschreibung beginnt. Ein einzelnes, aus dreizehn Flip-Flops bestehendes Register kann sowohl zum Lesen als auch zum Schreiben verwendet werden, wobei die dreizehn Leiter 4 (Fig. l) das Flip-Flop-Register speisen und deren dreizehn Ausgänge die Signale M1-M13 auf den dreizehn Leitern 14 (Fig. 1) darstellen.
Selbstverständlich sind zu diesem Register auch noch andere Eingänge vorhanden, so dass das gespeicherte Wort durch den Ziffern-
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rechner geändert oder durch ein anderes ersetzt werden kann.
Obwohl die Kerne elektrisch in einer Anordnung von 4 x 13 x 2500 Kernen geschaltet sind, kann der rein mechanische Zusammenbau aus Zweckmässigkeitsgründen ein anderer sein. Nachstehend wird des- halb eine bevorzugte Kernanordnung näher beschrieben. Hiezu sei angenommen, dass die Anordnung nach
Fig. 1 in dreizehn XY-Ebenen von je 4 X 2500 Kernen unterteilt ist. Die genannten Ebenen können so zu- sammengebaut werden, dass sie eine Anordnung von 52 X 2500 Kernen bilden. Jede X-Zeilenleitung bleibt mechanisch gesehen eine Zeile, jede YZ-Ebenenwicklung wird eine rechtwinkelig zu den X-Zeilenleitern verlaufende "Spalte", und jede Abfühlwicklung ist nunmehr mit vier nebeneinanderliegenden Zeilen von
2500 Kernen gekoppelt.
Die 2500 YZ-Ebenenleiter lassen sich in fünfzig Gruppen anordnen, so dass die erste Gruppe die mit dem Lesetreiberleiter Rl verbundenen fünfzig Lesedrähte und die mit dem Schreiberdleiter W'l verbunde- nen fünfzig Schreibdrähte enthält. Die zweite Gruppe enthält die mit dem Lesetreiberleiter R2 verbunde- nen fünfzig Lesedrähte und die mit dem Schreiberdleiter W'2 verbundenen fünfzig Schreibdrähte usw.
Diese fünfzig Gruppen können einzeln aufgebaut und so zusammengebaut werden, dass sie eine mechani- sche Anordnung von 50 X 50 X 52 Kernen bilden. In jeder Gruppe lassen sich die YZ-Ebenenleiter so an- bringen, dass die ihnen zugeordneten Leseerdleiter und Schreibtreiberleiter in einer in bezug auf ihre Be- zugszahl ansteigenden Reihenfolge befinden.
Ein solcher Aufbau ist in Fig. 5 veranschaulicht. Die Kerngruppe Pl, die dem Lesetreiberleiter Rl und dem Schreiberdleiter W'1 zugeordnet ist, ist teilweise gezeigt, so dass nur die erste, zweite und fünf- zigste YZ-Leitung dargestellt ist. Der obere Draht jeder dieser Leitungen ist der Lesedraht und der untere der Schreibdraht. Wie gezeigt, enthält jeder Draht eine Entkopplungsdiode 61. Unterhalb der Gruppe Pl ist bei P2 ein identischer Abschnitt der Gruppe von dem Lesetreiberleiter R2 und dem Schreiberdleiter
W'2 zugeordneten YZ-Leitern dargestellt. Die Gruppe P2 liegt mechanisch gesehen unmittelbar unterhalb der Gruppe Pl und nicht wie in Fig. 5 gezeigt, neben dieser. Die übrigen 48 Gruppen sind nicht gezeigt.
Links von den Gruppen Pl und P2 sind die Verbindungen von Lesetreiberleitern Rl und R2 und Schreiber- leitern W'l und W'2 gezeigt, während rechts in Fig. 5 die Verbindungen zwischen den Gruppen Pl und P2 und den Leseerdleitern R'l, R'2 und R'50 und den Schreibtreiberleitem Wl, W2 und W50 dargestellt sind. Die übrigen nichtgezeigten Leseerdleiter R'3 - R'49 und Schreibtreiberleiter W3 - W49 sind in gleicher
Weise mit den nichtgezeigten siebenundvierzig YZ-Wicklungen in den Gruppen Pl und P2 und die übrigen achtundvierzig Gruppen in gleicher Weise über zwei Gruppen von Drähten 62 und 63 verbunden.
Quer zu den YZ-Leitungen verlaufen die X-Leitungen, von denen nur sechs gezeigt sind. Diese sind in dreizehn Gruppen zu je vier nebeneinanderliegenden Leitungen unterteilt, von denen jeder, wie durch die viervon den X-Zeilentreiberleitern XD1-1, XD2-1, XD3-1 und XD4-1 kommenden X-Leitungen angezeigt, dieselbe Z-Koordinate hat. Jede der X-Leitungen durchläuft eine Zeile von fünfzig Kernen in jeder der Gruppen Pl, P2 usw. bis P50.
In Fig. 5 ist ferner gezeigt, in welcher Weise die Abfühlleitungen durch die Kerne geführt sind. Jede Abfühlleitung ist mit einer Gruppe von vier nebeneinanderliegenden Spalten in jeder der Gruppen Pl, P2 usw. gekoppelt. Ein Draht 64 ist z. B. mit den ersten vier Spalten der Gruppe Pl gekoppelt, wobei sein eines Ende mit einem zum Abfühlverstärker für die XY-Ebene mit der Z-Koordinate 1 führenden Leiter eines Leiterpaares 65 verbunden ist, während sein anderes Ende über, einen Leiter 66 an den entsprechenden Abfühldraht in der nichtgezeigten Gruppe P3 liegt. Die entsprechenden Abfühldrähte der mit ungeraden Zahlen bezeichneten Gruppen sind daher in Reihe geschaltet, wobei in der nichtgezeigten letzten Gruppe P49 das freie Ende des Abfühldrahtes mit dem Abfühldraht in Gruppe P50 verbunden ist.
Die Abfühldrähte der mit geraden Zahlen bezeichneten Gruppen sind in gleicher Weise in Reihe geschaltet, wobei ein Abfühldraht 68 der letzten Gruppe der Reihe, nämlich P2, über einen Leiter 67 mit dem Abfühldraht der Gruppe P4 verbunden ist. Das andere Ende des Abfühldrahtes 68 der Gruppe P2 ist über den andern Leiter des Leiterpaares 65 mit dem Abfühlverstärker verbunden.
Die übrigen zwölf Abfühlwicklungen sind in gleicher Weise verbunden, wobei der Abfühlverstärker für die Z-Koordinate 2 an einem Leiterpaar 69 liegt.
Die Abfühlleitungen sind so gewickelt, dass in bezug auf die X-Zellenleitungen ebenso wie in bezug auf die YZ-Ebenenleitungen Störungsunterdrückung gewährleistet ist. Hiedurch wird eine Sättigung der Abfühlverstärker vermieden, die möglicherweise eine Verminderung der Abfühlempfindlichkeit zur Folge haben könnte. Die Impulse 55 und 58 gemäss Fig. 4 entstehen daher lediglich infolge der trotz der besonderen Kopplungsmethode verbleibenden Unsymmetrie zwischen den in dem einen Sinne mit der entsprechenden Abfühlleitung gekoppelten 5000 Kernen und den im andern Sinne gekoppelten 5000 Kernen jeder XY-Ebene.
Diese Impulse sind noch viel grösser als die Impulse 56 und 59, die lediglich auf die
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mangelnde Symmetrie zwischen den vier einer Abfühlleitung und einer YZ-Ebenenleitung gemeinsamen Kernen zurückzuführen sind.
Daraus geht hervor, dass die beschriebene dreidimensionale Speichermatrix für Parallelverarbeitung von Daten mit einem Auswählstromverhältnis von 3 : 1 geeignet ist, wobei nur vier Drähte durch jeden Kern erforderlich sind.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Datenspeichersystem mit einer Vielzahl bistabiler magnetischer Elemente, die zumindest elektrisch als dreidimensionale Matrix angeordnet sind, und Vorrichtungen zum parallelen Lesen von bzw.
Schreiben in alle magnetischen Elemente einer sich in der Z-Richtung dieser Matrix erstreckenden Reihe, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erregen sämtlicher in einer ausgewählten YZ-Ebene befindlicher
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Elemente zum Lesen mit einem Strom von +21 und zum Schreiben mit einem Strom von-21 erregen, und dass ferner Vorrichtungen (12, 13) vorgesehen sind, welche zum Lesen sämtliche Elemente in einer ausgewählten XZ-Ebene mit einem Strom von +1 und sämtliche Elemente aller andern XZ-Ebenen mit einem Strom von-I erregen und welche ferner zum Schreiben ausgewählte X-Zeilen von Elementen in der ausgewählten XZ-Ebene mit einem Strom von-I und sämtliche andereX-Zeilen miteinem Strom von +1 erregen.