Dispositif <B>de mémoire de</B> données La présente invention a trait aux dispositifs de mémoire de données comportant un réseau d'éléments de mémoire dans chacun desquels un chiffre peut être emmagasiné, élément constitué par une pellicule magnétique mince aménagée circonférentiellement sur une tige support non-magnétique.
On entend par pellicule ou film magnétique une pellicule constituée par plusieurs aires élémentaires qui peuvent chacune agir en fait comme un domaine magnétique simple. Un film magnétique mince peut comporter une anisotropie magnétique telle qu'en l'ab sence de tout champ magnétique appliqué, le magné tisme rémanent du film soit dirigé parallèlement à un axe généralement dénommé l'axe faible ou facile du film. Par exemple, dans le cas d'une pellicule magnéti que mince cylindrique, l'axe faible peut s'étendre cir- conférentielleenent autour du film ou bien le long de l'axe longitudinal du film.
L'invention constitue un perfectionnement apporté à celle qui est décrite dans le brevet principal. Dans ce der nier, on a décrit un système de mémoire comportant un réseau d'éléments de mémoire susceptibles d'emmaga siner chacun un chiffre, chaque élément étant formé par un élément magnétique cylindrique sous forme d'un film mince magnétique anisotropique constitué par une pellicule circonférentielle déposée sur une tige conductrice non-magnétique et par un solénoide enrou lé autour de l'élément cylindrique,
système caractérisé en ce que l'élément magnétique présente un axe faible circonférentiel et en ce que la disposition comprend, en ce qui concerne chaque élément de mémoire, des dis positifs destinés à appliquer au solénoide une série d'impulsions d'inscription unidirectionnelles possédant une fréquence de répétition prédéterminée, ainsi que des moyens capables d'appliquer à la tige un courant alternatif numérique, dont la fréquence est un multiple de la fréquence de répétition des impulsions d'inscrip tion, le courant comportant une de deux phases possi bles aux impulsions unidirectionnelles,
la disposition étant telle que le magnétisme rémanent de l'élément magnétique puisse être fixé dans un certain sens sélec tionné le long de l'axe faible, représentant ainsi un chiffre, en appliquant simultanément les impulsions de courant d'inscription et le courant numérique à l'en roulement du solénoide et à la tige-support respective ment, la phase du courant numérique déterminant le chiffre écrit ou enregistré dans l'élément de mémoire. Dans un tel aménagement, chaque élément magnétique peut être une partie solidaire d'un film cylindrique plus grand, la grandeur de l'élément étant déterminée par l'enroulement du solénoide correspondant.
La présente invention est basée sur cette constatation que dans la disposition conforme au brevet principal, la fréquence du courant numérique peut être fixée de façon qu'elle soit égale à la fréquence de répétition des impulsions d'enregistrement, au lieu d'être un multiple de cette fréquence.
Par conséquent, selon l'invention, on prévoit un système de mémoire de données conformes au brevet principal, à cette exception près que la fréquence du courant numérique est égale à la fréquence de répétitions des impulsions d'enregistrement.
On a constaté que le système de mémoire de don nées conforme à la présente invention présente tous les avantages de celui du brevet principal, mais en com porte d'autres ainsi que cela ressortira de l'exposé d'une forme de réalisation décrite plus loin.
L'une des applications de l'invention peut être celle qui est faite à un dispositif de mémoire incorpo rant des éléments paramétriques pour la fourniture du courant numérique à la mémoire, courant qui se trouve être sous forme d'oscillations paramétriques. On entend par élément paramétrique , un circuit réson nant dans lequel un élément réactif est amené. à varier périodiquement sous l'influence d'un signal d'excita tion dont la fréquence est le double de la fréquence résonnante naturelle (F) du circuit pour produire des oscillations paramétriques de fréquence F. Dans un élément paramétrique, les oscillations paramétriques sont stables dans n'importe laquelle des deux phases (zéro ou pi radians) et chaque phase peut être utilisée pour représenter l'un des deux chiffres binaires 0 et 1 .
Des éléments paramétriques sont. déczits, par exemple, dans un article institué Thé parametron, a Digital computing élément wich Utilizes Parametric Oscillations ( Le Paramétron, un élément de calcul faisant appel à des oscillations paramétriques ), paru dans la revue Proceedings of thé I.
R. E., d'août 1959, pages 1304 à 1316.
La phase des oscillations paramétriques, dans un élément paramétrique; peut être déterminée par un signal de contrôle de phase pi ou zéro radians, qui est couplé de façon appropriée, à l'élément paramétrique. L'amplitude du signal de contrôle peut être peu élevée en comparaison de celle du signal d'excitation.
Le dispositif de mémoire conforme à l'invention peut particulièrement trouver application dans les cal culatrices électroniques faisant appel aux systènws logi ques paramétriques, car les entrées à la mémoire sont obtenues directement de ces systèmes, sans qu.'il soit nécessaire de prévoir, pour les entrées des convertis seurs de phase en continu.
Un chiffre peut être lu dans un élément sélectionné de mémoire en appliquant à l'enroulement de solé- noide voulu, une série d'impulsions de courant de lec ture unidirectionnelles possédant ladite fréquence de répétition, un courant détecteur alternatif étant par là induit dans la tige correspondant à l'élément sélection né, courant qui possède l'une de deux phases possibles relativement aux impulsions de courant de lecture; la phase de ce courant détecteur étant déterminée par le sens du magnétisme rémanent de l'élément magnétique de la mémoire, immédiatement avant le passage des impulsions de lecture, et représentant un chiffre lu dans l'élément de mémoire.
Un autre avantage de ce dispositif de mémoire con siste en ce que les sorties d'une telle mémoire peuvent être utilisée directement dans les dispositifs logiques paramétriques sans qu'il soit nécessaire de faire appel à des convertisseurs continus à phases pour les sorties. Un autre avantage consiste, en ce que la tige-support proprement dite est utilisée pour porter les deux cou rants d'inscription et de détection, de telle sorte qu'un seul enroulement suffise pour l'élément de mémoire.
On a représenté aux dessins ci-annexés une forme de réalisation non-limitative de l'objet de la présente invention et dans ces dessins: Fig. 1 est un schéma, partiellement sous forme de bloc, d'un dispositif de mémoire suivant l'invention; Fig.2a est une perspective d'une portion de tige magnétique incorporée dans la mémoire, tige vue en coupe très agrandie; Fig. 2b est une courbe caractéristique de la boucle ouverte d'hvstérésis de la tige magnétique de la fia. 2a.
le long de l'axe circonférentiel faible de magnétisation rémanente; Fig. 2c est une courbe caractéristique montrant la boucle fermée d'hvstérésis le long de l'axe fort longitudi nal de magnétisation rémanente; fig.3a est une partie de la tige représentée en fig.2a, mais avec. en plus, un enroulement de solé- noide pour montrer une position typique d'emmagasi- nement de chiffres dans la mémoire;
<U>Fi-.</U> 3b est un schéma de la courbe critique montrant les caractéristiques de commutation de la tige selon fia. 3a; Fig. 3c est un schéma de la courbe critique de fig.3b avec une courbe modifiée de Lissajous des champs magnétiques combinés appliqués à la tige pour l'écriture d'un 0 binaire dans la position d'emmagasi- nement;
Fig. 3d est un schéma analogue à celui de la fig. 3c à cette exception près que la courbe de Lissajous con cerne l'emmagasinement d'un 1 binaire; Fig. 4a est un schéma de magnétisation à la position d'emmagasinement de chiffre, montrant les champs magnétiques appliqués et les modifications résultantes de la magnétisation de la partie de la tige magnétique, pendant la lecture du 0 binaire à la position d'em- magasinement de chiffres;
Fig. 4b est une vue analogue, mais concernant la lec ture du 1 binaire; Fig. 5 est un schéma montrant la source de signaux de lecture et d'inscription et la source chronologique de la fig. 1, montrant comment les signaux en question sont dérivés; Fig. 6 est un schéma des circuits d'un basculeur typique M1 d'un registre entrée-sortie RI de la fie. 1: Fg. 7 est un diagramme montrant les formes-d'on- des de signaux produits par la mémoire en fonctionne ment.
On décrira tou d'abord d'une façon générale la mé moire de données de la fie. 1. Cette mémoire com prend un réseau de seize tiges magnétiques 12, quatre enroulements de solénoides multi-tours 14 enroulés sur chacune des tiges 12.
Celles-ci sont aménagées selon un réseau à trois dimensions en vue de constituer qua tre plans de mots horizontaux 101-104 et quatre plans de chiffres verticaux 101'-l0-1'. Les quatre tiges 12 dans chaque plan de chiffres 101'-104' sont intercon nectées pour donner une voie combinée de signaux d'inscription et détection pour la mise en mémoire et la lecture de chiffres binaires 1 et 0 dans seize positions de chiffres du plan de chiffres.
Dans chacun des plans de mots 10l-104, les tiges 12 sont couplées réciproquement par quatre groupes d'enroulements 14 connectés en série. Chaque enroulement 14 et la por tion correspondante de la tige considérée 12 consti tuent une position d'emmagasinement de chiffres dans la mémoire et chaque ;groupe de quatre enroulements- série 14, ainsi que les parties correspondantes des tiges 12 constituent une position d'emmagasinement de mots, par exemple la position de mot 0-0 indiquée en fie. 1.
Une position quelconque d'emmagasinement d: mots, parmi les seize positions, peut être sélectionnée par le positionnement de basculeurs paramétriques L1-L2 et L3-L4 des registres d'adresse 7 et 8.
Dans un cycle opératoire de la mémoire. une simple position de mot est sélectionne par le positionnement appro prié des basculeurs L1-L4 et par l'application de train d'impulsions unipolaires de lecture et d'inscription, à partir d'une source ?0 de signaux lecture 'inscription aux quatre enroulements-série 1:1 de la position sélec tionnée d'emmagasinement de mots. Dans un cycle de lecture, par exemple. les quatres chiffres binaires emmagasinés aux positions de mémoire de chiffres.
sont lus respectivement dans les basculateurs paramé- trique M 1 à M4 qui comprennent un registre d'entrée;' sortie 9.
<I>Mémoire de données (fi,-. 1).</I>
On décrira plus en détail la fia. 1: la mémoire est synchronisée par une source chronologique 22 engen- drant des impulsions chrono à 200 kilocycles/ secondes par exemple. Les formes d'ondes pour des opérations synchrones sont représentées en fig. 7, dans laquelle la forme (a) correspond aux impulsions chrono C; à cette fréquence, un cycle chronologique possède une période de cinq microsecondes.
Il faut noter que la source 22 dans son application n'est pas strictement limitée à la mé moire de données seulement, mais elle peut engendrer des impulsions chrono C et des sous-signaux chro- nologiques I, Il et<B>111</B> pour un système complet de calculatrice paramétrique pour lequel la présente dis position procure une mémoire à accès rapide pour emmagasiner et lire des informations utiles pour le cal cul. La source chronologique 22 comporte un généra teur de signaux (non représenté) à ondes sinusoidales produisant, par exemple, un signal de 20 mégacycles/ secondes (2f) lequel est modulé en vue d'engendrer des sous-signaux I.
Il et III que l'on voit représentés par les ondes b, c et 1 en<U>fia.</U> 7 Les sous-signaux 1 11 et 111 sont appliqués à chacun des basculeurs L 1 à L4 et à chacun des basculeurs M1 à 114. De plus, un signal non-modulé de 20 mégacycles/seconde (2f) est appliqué à une source 20 de sigpaux de lecture/inscription, pour produire des trains d'impulsions unipolaires de lecture (Ru) et d'inscription (Wu) - formes d'ondes (e) et (k) en fi,. 7 -et cela d'une manière exposée plus loin.
Les trains d'impulsions Ru et Wu sont appliquées au groupe de quatre solénoides 14 connectés en série à une position quelconque d'adresse de mots, par une sélection coordonnée de la voie de courant correspon dante. Pendant la période de chaque cycle opératoire de la mémoire, pour lequel le train d'impulsions unipolai res est appliqué, à une position de mot sélectionnée, un train de signaux détecteurs (par exemple Stl(1)) repré senté par l'onde (G) en fia. 7), est induit dans la tige magnétique 12 à chaque position de chiffre du mot sélectionné.
Comme les positions d'emmaaasinement de chiffres de tout mot sélectionné se touvent dans des plans de chiffres séparés 10l'-104', les trains de signaux détecteurs induits dans les tiges 12 des plans 101' à 10-1' sont appliqués respectivement à des entrées de détection et des sorties d'inscription WS1 à WS4, en vue d'emmagasiner les chiffres binaires du mot sélectionné dans les basculeurs M1 à 1I4.
Chaque cycle opératoire de la mémoire comprend une opération de lecture et, ensuite, une opération d'inscription (ou de rappel). La sélection d'une posi tion de mot est retenue pendant tout le cycle de sorte que le train d'impulsions unipolaires d'inscription Wu engendré à claque cycle de lecture - est appliqué aux solénodes 1-1 de la position de mot sélectionnée pour réinscrire les chiffres binaires lus pendant l'opération de lecture de c;: mèm- cycle.
En plus du train d'impul sions unipolaires d'nscription Wu, prévu pour chaque opération d'inscription, des courants alternatifs d'ins cription de chiffres sont fournis aux tiges magnétiques 12 dans les plans de chiffres respectifs 10l'-104' pour inscrire les chiffres binaires nécessaires dans les posi tions d'emtna;gasinement respectives.
Les courants alternatifs d'inscription de chiffres sont fournis à cha que opération d'inscription par les basculeurs M1 à N14, ;nais seulement durant la période du sous-signal d'liorlo < L_=e <B>11,</B> ainsi qu'on peut le voir par la forme d'onde (i) en fiU. 7 qui représente en (i) les courants de chiffres et \@'a2, adaptés pour inscrire respective ment les chiffres binaires<B> I </B> et 0 dans la position sélectionnée d'emn-#agasinement de chiffres.
La combi- naison d'un train d'impulsions unipolaires d'inscription Wu et des courants alternatifs d'inscription à une adresse de mots, pendant une opération d'inscription (rappel), fait que les chiffres binaires sont ré-emmaga- sinés dans les positions de chiffres respectives et ce dans l'adresse de mot de laquelle les chiffres ont été extraits.
Une opération d'inscription est analogue à une opération d'inscription-rappel que l'on vient de décrire, sauf que les chiffres binaires que l'on est en train d'emmagasiner n'ont pas été extraits de la mémoire au cours du cycle considéré, mais qu'ils sont n'importe quels chiffres binaires emmagasinés dans les basculeurs Ml à 114 pendant la période de l'opération s'inscription, c'est-à-dire pendant la période du sous-si- gnal II dans le cycle d'inscription.
De ce qui précède, on comprend que les chiffres binaires emmagasinés dans les basculeurs MI à M4 sont inscrits dans les positions respectives d'inscrip tion de chiffres, de n'importe quelle position d'adresse de mot, pendant un cycle de la mémoire, que celui-ci soit un cycle de lecture ou un cycle d'inscription.
Des circuits d'adresses et de sélection sont prévus pour sélectionner n'importe quelle position de mot pour les cycles de lecture et d'inscription, circuits qui comprennent les registres d'adresse 7 et 8 et des con vertisseurs de phase à continu (non représentés) en vue de convertir les sorties des basculeurs L1-L4 de signaux de phase de zéro ou pi radians en signaux appropriés de niveau élevé 0 et de niveau bas<B> 1 .</B> L'établisse ment des basculeurs L1-L4 des registres 7 et 8 déter mine celui des quatre solénoides 14 qui laisse passer les impulsions unipolaires. Ru de lecture et Wu d'ins cription.
Cette sélection s'accomplit par application de la phase à des sorties converties en continu des regis tres 7 et 8 à des matrices de décodage de colonnes 24 et à des matrices de décodage de rangées 26, respecti vement. Les matrices 24 et 26 sont à diodes avec cir cuits de production d'impulsions à leurs sorties, en vue d'engendrer des signaux de vanne Gs (voir forme d'onde m en fig. 7), les signaux Gs venus de la matrice de décodage 26 étant appliqués à un transistor (N-P-N) 29, appartenant à quatre rangées de transis tors.
La disposition est telle que l'application d'une impulsion de vanne Gs à un transistor 28 ou 29 le rende conducteur, de sorte que l'application d'impul sions de vanne Gs à un transistor sélectionné 28 et à un transistor sélectionné 29 donne lieu à une simple voie de courant sélectionnée à travers le groupe de quatre solénoidcs 14 de la position de mot sélectionnée.
Par exemple, la fig. 1, les signaux de vanne Gs appliqués au tran#.istor de la colonne extreme .gauche (28) et au transistor 29 de la rangée supérieure, font en sorte que les trains d'impulsions Ru et Wu passent à travers les solénoides 14 à la position de mot 0-0 pendant Lui cycle de lecture et le train d'impulsion Wu dans ces solénoides 14 pendant une opération d'inscription. En passant, on peut noter que les transistors de rangées 29 sort indiqués comme aant leurs émetteurs connectés à ia terre.
Bien que cela' semble clair en soi, il est sou haitable de ramener les émetteurs de chaque transistor 29 à la sortie de la source 20 de signaux lecture/ins- cription; ainsi, l'émetteur de chaque transistor 29 pour ra être relié au côté de retour d'un transformateur de sortie (non représenté) d'un amplificateur 44 (fig. 5), ce qui donne un niveau de signal flottant pour les trains d'impulsions Ru et Wu, au lieu d'un niveau de référence à la terre comme on le voit en fig. 1.
Si l'on se réfère maintenant au circuit des plans de chiffres 101'-104', les tiges 1 se trouvant dans chacun de ces plans, sont interconnectées comme représenté en fig. 1 de manière à former une ligne de transmission équilibrée court-circuitée à l'une des extrémités. Quand on applique un courant alternatif d'inscription de chif fre au groupe de quatre tiges 12 placées dans l'un des plans de chiffres 101'-104', une onde stable est main tenue tout au travers de la ligne formée par ces tiges, le rapport du courant maximal au courant minimal étant approximativement de un.
Il y a lieu de noter qu'une telle onde stable perma nente présente la même phase à tous les points, le long de la longueur totale de la ligne en question.
Les circuits des tiges 12 sont tels que les quatre groupes de tiges 1? se trouvant respectivement dans les plans 101'-104' constituent alternativement des lignes de transmission équilibrées transposées et non-transpo- sées, les groupes de tiges se trouvant dans les plans de chiffres 101' et 103' formant les lignes transposées et les autres groupes les lianes non-transposées. On entend par lignes transposées une ligne de transmis sion à deux conducteurs dans laquelle, sur une partie de la longueur de la ligne les deux conducteurs sont chacun transposés de l'un des côtés de la ligne à l'au tre.
Les lignes équilibrées transposées dans les plans 101' et 103' donnent lieu à une suppression de bruit de signaux étrangers provenant de sources extérieures qui n'ont pas été blindées dans la mémoire. Etant donné la proximité entre les tiges correspondantes 12 d'une paire adjacente des plans 101'-104', les groupes de tiges 12 dans les plans 102' et 104' sont aménagés pour constituer des lignes non-transposées, ce qui minimise l'interaction possible entre les plans de chiffres 101'-104'; ce faisant, on minimise également la pos sibilité de voir un courant alternatif d'inscription de chiffres, appliqué à l'un des plans 101'-104', comman der la sortie du plan adjacent ou de chaque plan adja cent.
<I>Positions</I> d'ernmagasinement <I>de chiffres des tiges</I> <I>magnétiques</I> (Fig. 2a à 4b). Si l'on se réfère à la fig. 2a, on voit que chaque tige 12 comprend un substrat ou conduc teur cylindrique 16 en beryllium/cuivre dont le diamè tre est d'environ de 0,25 mm et recouvert d'une pelli cule magnétique mince 18 de faible coercivité; la pelli cule ou film 18 est en un alliage de nickel/fer dont les proportions sont, en poids, par exemple de 80 à 82 % de nickel et 20 à 18 11'o de fer, avec traces de phos phore.
La pellicule 18 est déposée électrolytiquement sur la tige coi;ductrice 1ô et l'épaisseur en est approxi mativement de dix-mille angstroms (10 000A) ou moins.
Quand la pellicule 18 est déposée sur la tige 16, un champ magnétique est engendré dans l'aire de dépôt, ce qui fournit les propriétés anisotropiques de la pellicule, ce champ étant produit en faisant passer un courant dans le conducteur 16;
il en résulte que la pel licule possède tin axe faible circonférentiel He et un axe fort lonuitudinal Hh. Dans les fia. 2b et 2c, on voit les courbes classiques d'hystérésis du film mince cylindri que anisotropique 18 dans lequel un champ magnéti que alternatif appliqué c-irconférentiellement produit une courbe d'hystc:résis rectangulaire (fig.2b), alors qu'un champ magnétique alternatif appliqué dans le sens longitudinal produit une courbe pratiquement fer mée (fi-. 2c).
En fig.3a une partie des tiges 12 sont indiquées comme étant combinées avec l'un des solénoides 14, combinaison constituant une position typique d'emma- gasinement de chiffres dans la mémoire de données. Une opération d'inscription est à même de modifier un chiffre binaire emmagasiné à cette position de l'état 1 à l'état 0 et vice versa par des signaux de même fréquence qui sont simultanément appliqués à la tige conductrice 16 et au solénoide 14 respectivement. Dans une opération d'inscription, un champ magnéti que alternatif est produit le long de l'axe faible He par le courant alternatif d'inscription de chiffres qui est appliqué sur la tige 16.
Un champ magnétique trans versal est engendré le long de l'axe fort Hh par l'autre des signaux appliqués, c'est-à-dire le train d'impulsions unipolaires d'inscription Wu qui est appliqué au solé- noide 14. Le solénoide 14 à tours multiples (mais représenté schématiquement avec trois tours seule ment) comporte de préférence dix tours et est enroulé dans le rapport de vingt-sept tours au centimètre. ce qui donne au champ une intensité très concentrée dans le film 18, à la position d'emmagasinement de chiffres.
Comme le montre la fia. 3a, le chiffre binaire 0 ou 1 est emmagasiné par une magnétisation rémanente appropriée le long de l'axe faible He et dans la pelli cule mince 18. Pendant une opération d'inscription quelconque, l'état résultant de magnétisation réma nente est déterminé par l'application d'un train d'im pulsions unipolaires d'inscription Wu au solénoide 1:1 et par un courant alternatif numérique de phase zéro ou pi radians à la tige conductrice 16.
La manière dont les champs magnétiques combinés produits par le cou rant alternatif numérique et par le train Wu commu- tent l'état de magnétisation rémanente de la tige 12 (le long de l'axe faible He) pour emmagasiner le 1 et le 0 binaires, se déduit de l'examen des schémas des fig. 3b, 3c et 3d.
En<U>fia.</U><B>3b,</B> Hk représente le champ anisotropique (dans ce cas de 2,2 oersteds) associé au film 18 et Hc la coercivité (dans l'exemple 1,4 oersteds) du film 18 pour un champ magnétique agissant le long de l'axe faible He; la courbe astéroidale (en trait plein) repré sente une courbe idéale critique pour une rotation de domaine; on peut dire en général que des champs magnétiques qui coupent la courbe critique sont sus ceptibles de produire une rotation de domaine.
De même, des champs magnétiques dont l'amplitude résul tante est plus grande que Hc, mais plus petite que Hk, et qui par conséquent font saillie dans la partie ombrée de la fi.-. 3b, sont susceptibles de produire la commuta tion de la magnétisation rémanente du film 18 par un mouvement cloisonnaire de domaine. De plus, tous champs magnétiques possédant une force magnétisante qui coupe la ligne pointillée de la<B>fia. 3b.</B> pour aller dans une zone de fluage 13, sont susceptibles de modi fier l'état de magnétisation rémanente, toutefois sans produire une commutation complète.
Alors qu'une tige 12 ne suit pas nécessairement la courbe critique idéale de la fig.3b, cette courbe peut servir de base pour l'exposé des opérations de lecture et d'inscription. Les courbes critiques des fia.<B>3b</B> à 3d permettent de démontrer les modes de fonctionnement selon lesquels la commutation des états de magnétisation peut avoir lieu comme un résultat d'une rotation de domaine ou d'un mouvement cloisonnaire et, en pratique, ces cour- bes seraient modifiées selon les caractéristiques de la pellicule mince particulière et aussi selon les signaux particuliers qui sont utilisés pour commuter les états de ma(,nétisation du film 18.
Par exemple, si l'on désire une commutation par rotation de domaine, le temps d'accroissement des signaux appliqués est contrôlé de façon que sa durée soit de quelques nanosecondes ou même moins. De même, la composition du film magné tique 18 et la façon dont il est déposé peuvent aussi être contrôlées pour assurer une commutation par rota tion de domaine.
En fig.3c, les lignes 19 et 21 représentent le lieu des points de différentes amplitudes des champs magnétiques produits dans la pellicule mince 18 dans le cas où le chiffre binaire 0 est enregistré dans la position d'emmagasinement de chiffres, les champs magnétiques combinés résultant du train d'impulsions unipolaites d'inscription Wu et du courant alternatif d'inscription de chiffres dont la phase est zéro radians.
La ligne 19 correspond aux champs magnétiques résul tants du train Wu et du courant numérique, un champ résultant étant produit à chaque cycle du courant de chiffres, tandis que la ligne 21 correspond aux champs magnétiques produits par le courant de chiffre seul, pendant les intervalles compris entre des impulsions successives du train Wu. Ces impulsions du train Wu sont étroites et de courte durée par rapport à la durée d'un demi-cycle du courant de chiffre. En fie. 3d, les lignes 23 et 25 représentent le lieu de points de diffé rentes amplitudes des champs du film 18 dans le cas où un chiffre binaire<B> 1 </B> est emmagasiné dans la posi tion d'emmaeasinement, la phase du courant alternatif d'inscription de chiffre étant, dans ce cas, de pi radians.
La ligne 23 correspond aux champs magnéti ques résultants, tandis que la ligne 25 correspond aux champs produits par le courant numérique seul. On remarquera qu'une fois que les champs magnétiques appliqués ont produit un champ résultant qui coupe la courbe critique, comme indiqué en fig. 3c et 3d, le vec teur de magnétisation de la position d'emmagasinement considérée retournera à l'axe faible He de magnétisa tion rémanente. L'un ou l'autre des chiffres binaires < < 0 ou 1 peut être emmagasiné par l'application simultanée de champs doubles au film mince cylindri que 18 de la tige magnétique 12, le chiffre réel dépen dant de la phase (zéro ou pi radians) du champ magné tique alternatif.
Comme la grandeur maximale des champs résultants excède le seuil de commutation du film 18. c'est-à-dire qu'il coupe la courbe critique, la direction de la magnétisation rémanente le long de l'axe faible He est déterminée selon le côté de l'axe dur Hlt sur lequel se trouvent les champs résultants.
Selon un mode de fonctionnement de la mémoire de données, on utilise une lecture partiellement des tructive, le train d'impulsions unipolaires de lecture Ru produisant un champ magnétique transversal (c-est-à- dire le long de l'axe fort Hh) qui peut s'étendre dans la zone de fluage 13 du film 18 et chaque opération de lecture comprend les deux opérations de lecture et d'inscription (rappel);
l'opération d'inscription (rappel) permet de maintenir l'état désiré de magnétisation de la position voulue d'emmagasinement après chaque opération de lecture, ce qui permet à la magnétisation de fluer comme suite à l'application du champ magnétique transversal qui s'étend dans la zone de fluae 13.
Si désiré, cependant, la mémoire est suscep- tible-' de fonctionner de façon complètement non-des- tructive (aucun fluage) et, dans ce cas, le train d'im pulsions unipolaires de lecture Ru est limité en ampli tude de façon que le champ transversal ainsi produit ne pénètre pas dans la zone de fluage 13 du film 18 pour déteriorer l'état de magnétisation, la réinscription étant ainsi tout à fait inutile.
Si l'on se réfère aux fig.4a et 4b, on peut décrire la production de trains de signaux sensibles typiques Stl(1) et St2(0) qui sont respectivement désignés par les formes d'ondes g et h en fig. 7 et qui sont produites en réponse aux trains d'impulsions unipolaires Ru. Un champ magnétique transversal unidirectionnel est engendré le long de l'axe fort Hh par chaque impul sion du train Ru.
II en résulte que la magnétisation M(0) ou M(1) est transféré par chacune de ces impul sions, comme on le voit en fig.4a et 46, en vue de produire un changement dans le flux magnétique (;','-) et un degré de changement de flux
EMI0005.0034
qui est détecté par la tige conductrice 16 pour engen drer le train de signaux sensibles St2(0) ou Stl(1), le premier représentant le chiffre 0 et le second le chif fre 1 . Chaque impulsion unipolaire du train Ru donne lieu à un changement de flux (S), mais l'état de magnétisation M(0) ou M(1) revient à l'axe faible He après chaque impulsion unipolaire du train Ru.
Le train de signaux St2(0) ou Stl(1) qui possède une composante prédominante de 10 méoacycles/se- conde et une phase de zéro ou de pi radians est amené à un élément paramétrique (tel que l'élément Mbl de fig.6) de l'un des basculeurs M1-M4 et cet élément est actif pour détecter le train de signaux St2(0) ou St(1) de façon que les oscillations paramétriques soient commandées pour recevoir une phase de zéro ou de pi radians.
Plusieurs signaux détecteurs sont nécessaires dans chaque train St2(0) ou Stl(1), car l'oscillation de l'élément paramétrique construit au degré voulu d'am plitude stable, après seulement un certain nombre de signaux détecteurs, sont produits pour bloquer les oscilla tions à une phase donnée (pi radians pour le chiffre 1 a est zéro radians pour le chiffre 0 ). Les lignes pointillées des foi. 4a et 4b indiquent que les directions alternées de rotation de M(0) ou M(1) se produisent suivant la direction du champ magnétique transversal, la direc tion ne présentant pas d'importance.
Il y a lieu de noter que la pellicule magnétique mince cylindrique 18 possédant un axe faible He cir- conférentiel présente un avantage notable par rapport à une pellicule cylindrique à axe longitudinal, en ce sens que les états de magnétisation M(0) ou :@1(1), dans le premier cas, sont retenus de façon inhérente en vertu de la voie magnétique circonférentielle fermée; ainsi, dans ce cas, des champs démaanétiseurs n'ont pas tendance à modifier l'état de magnétisation comme c'est souvent le cas avec un axe faible longitudinal.
De plus, le film cylindrique à axe faible He circonférentiel présente encore d'autres avantages par rapport aux films minces magnétiques produits sur des plaques pla tes. L'un de ces avantages consiste en ce que le film cylindrique 18 reste non influencé par les champs parasites tels que le champ magnétique terrestre. D'au tre part, le film cylindrique 18,y par suite de son circuit magnétique fermé, permet de plus grandes tolérances d'épaisseur et de longueur, qu'un film plan ou plat. Enfin, on a constaté que la sortie de signaux d'un film cylindrique est indépendante du diamètre et ne dépend que de la section et de la longueur du film 18.
Ainsi, le diamètre de la tige 12 appropriée peut être limitée à des dimensions comparables à l'épaisseur même du film.
L'utilisation d'un champ magnétique unidirection nel dans la direction transversale (le long de l'axe fort Hh) produit par les trains d'impulsions unipolaires Ru et Wu, apporte de grands avantages par rapport à l'emploi d'un champ alterné dans le sens transversal. En fig. 3c et 3d, les diagrammes théoriques démontrent que les champs magnétiques appliqués ont seulement un point d'intersection sur chacune des courbes criti ques. Par conséquent, les états de magnétisation M(0) ou M(l) ne sont pas inversés de façon répétée pendant une opération d'inscription, comme cela pourrait être le cas si l'on utilisait deux champs alternatifs au lieu d'une combinaison d'un champ unipolaire et d'un champ de courant alternatif pendant cette opération.
Un autre avantage des impulsions unipolaires de lec ture et d'inscription dans les trains Ru et Wu est qu'une seule diode d'isolement 17 (fig.1) est néces saire pour chaque mot dans un simple circuit de sélec tion linéaire. L'opération qui découle de la fig.3c et 3d apporte une autre caractéristique importante: l'in tersection de la courbe critique et des lignes en trait plein 19 et 23 est précise et la commutation instanta née. La commutation de l'état de magnétisation avec un film mince 18 à une position de chiffre quelconque sélectionnée, a lieu par la première impulsion d'ins cription dans le train d'inscription Wu et pour obtenir la commutation il n'y a pas besoin de fluage.
Ceci est particulièrement important, car le fluage pour produire la commutation des états de magnétisation est lent et l'on sait qu'une faible vitesse apporte une sérieuse limitation dans les dispositifs de mémoire à accès rapide. <I>Source de signaux de</I> lecture/inscription (fig. <I>S)</I> En se référant à la fia. 5, on voit qu'une source de signaux lecture/ inscription 20 donne lieu à un train Ru d'impulsions unipolaires de lecture et un train Wu d'impulsions unipolaires d'inscription et ce à chaque cycle de la mémoire. Pour un cycle d'inscription dans la mémoire, la source 20 fournit seulement un train d'inscription Wu pendant une partie de la période du temps du sous-sianal 11 du cycle de la mémoire.
Le signal (2f) de 20 mégacycles/seconde venant de la source d'horloge ?2 est couplé à un oscillateur sous- harmonique 30 en vue de donner un signal (f) de 10 mégacycles/seconde, la sortie étant connectée à un redresseur-formateur 34 qui produit des impulsions unipolaires étroites qui sont canalisées dans des vannes ET 38 et 39, ce qui permet d'obtenir les trains d'im pulsions Ru et Wu.
Les impulsions unipolaires pour l'opération de lec ture sont retardées de 25 nanosecondes par une ligne de retard 36 de façon que les signaux de détection Stl(1) ou St2(0) engendrés pendant la lecture soient en relation de phase, de sorte que l'élément paramétrique correspondant produira les oscillations paramétriques de la phase appropriée en réponse aux signaux de détection.
Le retard de 25 nanosecondes est équivalent à un décalage de phase de 90 à 10 mégacycles/se- conde (f), ce qui place la moitié positive de chaque signal de détection Stl(1) en phase en vue de produire une oscillation paramétrique dans la phase de pi radians et la moitié négative du signal détecteur St2(0) en phase pour produire une oscillation paramétrique dans la phase de zéro radians.
Il faut noter que les signaux détecteurs comportent la phase appropriée lorsque les points d'intersection zéro des formes d'on des ont lieu en même temps que les points d'intersec tion zéro des formes d'ondes des courants alternatifs numériques M'al et *Z'a2 (voir i en fig. 7). Les impul sions unipolaires retardées sont canalisées par une impulsion RT de synchronisation de lecture (voir d en fig.7) dans la vanne ET 38 en vue de produire le train d'impulsions unipolaires Ru à chaque cycle de lecture.
De même, à chaque opération de lecture. des impulsion unipolaires sont canalisées par une impul sions WT de synchronisation d'inscription (voir j en fig. 7) dans la vanne ET 39 pour engendrer le train d'impulsions Wu.
Les impulsions RT et W'T sont ame nées par des multivibrateurs (non représentés) déclenchés par les bords différenciés d'attaque et d'af faiblissement des impulsions chrono C. ce qui permet de contrôler la dure de chaque impulsion de synchro nisation RT et WT. Les deux trains Ru et 'u sont appliqués aux entrées d'une vanne OU 41 dont la sortie est couplée à un amplificateur 44. Pendant une opération d'inscription,
aucune impulsion de synchro nisation de lecture RT n'est appliquée à la vanne ET 38 et l'opération d'inscription est la même que le cycle inscription-rappel d'un cycle de lecture. Basculeur <I>paramétrique MI</I> (fig <I>.6)</I> On a représenté dans cette figure un basculeur typique M1 du registre 9, ainsi qu'un plan de mémoire de chiffre 10l', comprenant quatre tires magnétiques 12 associées à des solénoides 14.
Le plan de chiffres 101' est relié au basculeur M1 à un point WS1 (entrée de détection-sortie d'inscription), de sorte que le bas- culeur Ml peut recevoir le train de signaux détecteurs Stl(1) ou St2(0) pour établir le basculeur NI1 suivant le signal binaire ( 1 ou 0 ) extrait d'une position d'adress:
du plan de mémoire 101' , de sorte que ce plan 10l', est à même de recevoir tin courant alternatif numérique pour inscrire dans le plan 101' un chiffre binaire ( 1 ou 0 qui a été emmagasiné dans le bas- culeur Ml.
Le basculeur M1 comporte trois éléments paramé- triques Mal, Mbl et iNIcl qui fonctionnent d'une manière classique, par exemple comme exposé dans l'article des Proceedin\; of the IRE cité plus haut. Les inducteurs des éléments paramétriques Mal, Ntbl et Mcl comprennent des tiges 45 consistant chacune en un film magnétique mince cylindrique formé autour d'un fil conducteur. chacun d'eux étant entouré par un enroulement.
Les éléments Ntal et %Icl comprennent chacun une tige simple 4>, alors que l'élément N'Ib I (qui agit comme élément paramétrique d'excitation) comprend six tiges 45 dont les fils sont tous connectés en série.
Les entrées des éléments paramétriques Nlal. Nibl et iMcl sont désignéLs respectivement par mal, mbl et mcl alors due leurs sorties sont désignées par Mai, Mb, et Mc,. Les éléments paramétriques d'excita tion des autres basculeurs NI2 à N14 sont affectés de désignations analogues pour leurs entrées et sorties, ainsi qu'on le voit cri fia. 1.
De plus, l'élément Mbl comporte l'entrée de détection et la sortie d'inscription WS1 et un transformateur d'impulsions 40 est prévu pour assurer un couplage efficace de l'élément Mbl avec les tiges 12 du plain de chiffres 101'-104'.
On a constaté, étant donné le rendement du transformateur 40, que le train de signaux de détection contrôle la phase de l'oscillation paramétrique de l'élément Mbl si un autre signal de commande naissant est appliqué à l'entrée mbl. Cependant, pour éviter la possibilité que des si_naux de commande s'appliquent à l'entrée mbl à partir de l'élément Mal, le sous-signal 1 ne passe pas par la vanne ET 42 jusqu'à la tige 45 de l'élément Mal pendant le cycle de lecture.
En consé quence, une impulsion ralentie IP (indiquée par [f] à la fi,,. 7) est engendrée à chaque cycle de lecture afin de limiter le transfert d'un chiffre binaire de l'élément paramétrique Mal à l'élément Mbl.
Les tiges 45 supplémentaires de l'élément paramé- trique d'excitation '1b1 servent uniquement à fournir le courant numérique nécessaire (par exemple 22ma) au plan de chiffre 101'.
Il y a lieu de noter que le groupe de tiges magnéti ques 12 dans chacun des plans 101'-104' est connecté en boucle fermée au transformateur 40 du basculeur considéré du registre 9. de sorte que le train de signaux détecteurs produit dans ces tiges pendant la lecture est engendré dans cette boucle fermée. Ce circuit de la mémoire donne lieu à une simplification notable de la mémoire.
Bien que la mémoire de données ci-dessus décrite possède une capacité d'emmagasinement de seize mots de quatre chiffres seulement, il va de soi qu'elle pour rait comporter une capacité bien supérieure à seize mots. Par exemple, si elle comprend vingt-six plans de chiffres (pour un mot des vingt-six éléments), chaque plan comprendra seize tiges magnétiques avec trente deux positions pour chaque tige. Ainsi, chaque plan de mot, dans une mémoire de ce genre, comprend trente- deux mots, de sorte que la capacité totale sera de 512 mots.
Selon une autre variante, l'information binaire lue dans la mémoire pourrait être représentée par la polarité de signaux détecteurs plutôt que par la phase de ces signaux, en particulier si l'on constate une lec ture destructive due à une plus grande amplitude de signaux de lecture qui pourraient détruire l'état de magnétisation à la position en cours de lecture.
On exposera enfin, dans ce qui suit, les avantages de la mémoire décrite ci-dessus par rapport au système de mémoire bi-fréquence décrit au brevet principal. Dans le système bi-fréquence, la fréquence de répéti tion des impulsions unipolaires de lecture et d'inscrip tion est la moitié de la fréquence du courat alternatif d'inscription de chiffres, cette fréquence n'étant que de 5 mégacyclesi'seconde. Par conséquent, dans le système bi-fréquence, le duré de répétition des signaux détec teurs est également de 5 méç-,acyclesi'seconde,
et les impulsions unipolaires d'inscription coincident avec le courant alternatif seulement tous les deux cycles de ce courant, de sorte que les champs combinés ne coupent la courbe critique qu'à 5 mégacycle s/seconde. Il en résulte que le système bi-fréquence fonctionne à une vitesse qui est la moitié de celle que l'on réalise avec le dispositif décrit ci-dessus à fréquence unique.
En outre, étant donné que dans le dispositif décrit, les signaux détecteurs ont une fréquence de répétition de 10 mé_acycl;@s seconde, ces signaux ont des compo santes plus fortes que<B>10</B> mégacycles/seconde, comparé à ceux du système bi-fréquence. ce qui permet de réali ser une réponse plus rapide dans l'établissement des basculeurs paramétriques M1-M4 au cours de l'opéra tion de lecture.
Considérant les avantages ci-dessus énumérés, le dispositif ici décrit à fréquence unique peut fonctionner avec efficacité et plus grande sécurité, ce qui est très important dans le fonctionnement de mémoires de don nées dans lesquelles le bruit devient appréciable.
The present invention relates to data memory devices comprising an array of memory elements in each of which a number can be stored, which element consists of a thin magnetic film arranged circumferentially on it. a non-magnetic support rod.
By magnetic film or film is meant a film consisting of several elementary areas which can each act in fact as a simple magnetic domain. A thin magnetic film can have a magnetic anisotropy such that in the absence of any applied magnetic field, the remanent magnetism of the film is directed parallel to an axis generally referred to as the weak or easy axis of the film. For example, in the case of a cylindrical thin magnet film, the weak axis may extend circumferentially around the film or along the longitudinal axis of the film.
The invention constitutes an improvement to that which is described in the main patent. In the latter, a memory system has been described comprising an array of memory elements each capable of storing a number, each element being formed by a cylindrical magnetic element in the form of an anisotropic magnetic thin film consisting of a circumferential film deposited on a non-magnetic conductive rod and by a solenoid wound around the cylindrical element,
system characterized in that the magnetic element has a small circumferential axis and in that the arrangement comprises, with respect to each memory element, devices for applying to the solenoid a series of unidirectional writing pulses having a predetermined repetition frequency, as well as means capable of applying to the rod a digital alternating current, the frequency of which is a multiple of the repetition frequency of the writing pulses, the current comprising one of two possible phases to the pulses unidirectional,
the arrangement being such that the remanent magnetism of the magnetic element can be fixed in a certain selected direction along the weak axis, thus representing a digit, by simultaneously applying the write current pulses and the digital current to the rolling of the solenoid and the support rod respectively, the phase of the digital current determining the digit written or recorded in the memory element. In such an arrangement, each magnetic element may be an integral part of a larger cylindrical film, the size of the element being determined by the winding of the corresponding solenoid.
The present invention is based on this finding that in the arrangement according to the main patent, the frequency of the digital current can be set so that it is equal to the repetition frequency of the recording pulses, instead of being a multiple. of this frequency.
Therefore, according to the invention, there is provided a data memory system according to the main patent, except that the frequency of the digital current is equal to the frequency of repetitions of the recording pulses.
It has been found that the data storage system according to the present invention has all the advantages of that of the main patent, but also includes others as will become apparent from the disclosure of an embodiment described later. .
One of the applications of the invention may be that which is made to a memory device incorporating parametric elements for supplying the digital current to the memory, which current is in the form of parametric oscillations. The term “parametric element” is understood to mean a resonant circuit into which a reactive element is fed. to vary periodically under the influence of an excitation signal the frequency of which is twice the natural resonant frequency (F) of the circuit to produce parametric oscillations of frequency F. In a parametric element, the parametric oscillations are stable in any of the two phases (zero or pi radians) and each phase can be used to represent one of the two binary digits 0 and 1.
Parametric elements are. déczits, for example, in an article instituted Thé parametron, a Digital computing element wich Utilizes Parametric Oscillations (The Parametron, a computational element using parametric oscillations), published in the journal Proceedings of the I.
R. E., August 1959, pages 1304 to 1316.
The phase of parametric oscillations, in a parametric element; can be determined by a phase control signal pi or zero radians, which is suitably coupled, to the parametric element. The amplitude of the control signal may be small compared to that of the excitation signal.
The memory device according to the invention can particularly find application in electronic calculators using parametric logic systems, since the inputs to the memory are obtained directly from these systems, without it being necessary to provide, for the inputs of the continuous phase converters.
A digit can be read from a selected memory element by applying to the desired solenoid winding a series of unidirectional reading current pulses having said repetition frequency, an alternating sensing current being thereby induced into the digit. rod corresponding to the selected element born, current which has one of two possible phases relative to the read current pulses; the phase of this detector current being determined by the direction of the remanent magnetism of the magnetic element of the memory, immediately before the passage of the read pulses, and representing a figure read from the memory element.
Another advantage of this memory device is that the outputs of such a memory can be used directly in the parametric logic devices without the need for DC to phase converters for the outputs. Another advantage consists in that the actual support rod is used to carry the two writing and detection currents, so that only one winding is sufficient for the memory element.
A non-limiting embodiment of the subject of the present invention has been shown in the accompanying drawings and in these drawings: FIG. 1 is a diagram, partially in block form, of a memory device according to the invention; Fig.2a is a perspective of a portion of a magnetic rod incorporated in the memory, rod seen in section greatly enlarged; Fig. 2b is a characteristic curve of the open loop of hvsteresis of the magnetic rod of the fia. 2a.
along the weak circumferential axis of remanent magnetization; Fig. 2c is a characteristic curve showing the closed loop of hvsteresis along the strong longitudi nal axis of remanent magnetization; fig.3a is a part of the rod shown in fig.2a, but with. in addition, a solenoid coil to show a typical digit storage position in memory;
<U> Fi-. </U> 3b is a diagram of the critical curve showing the switching characteristics of the rod along fia. 3a; Fig. 3c is a diagram of the critical curve of fig. 3b with a modified Lissajous curve of the combined magnetic fields applied to the rod for writing a binary 0 in the storage position;
Fig. 3d is a diagram similar to that of FIG. 3c except that the Lissajous curve relates to the storage of a binary 1; Fig. 4a is a diagram of magnetization at the digit store position, showing the applied magnetic fields and the resulting changes in the magnetization of the magnetic rod portion, during reading of binary 0 at the digit store position. figures;
Fig. 4b is an analogous view, but concerning the reading of binary 1; Fig. 5 is a diagram showing the source of read and write signals and the chronological source of FIG. 1, showing how the signals in question are derived; Fig. 6 is a circuit diagram of a typical rocker M1 of an input-output register RI of the fie. 1: Fg. 7 is a diagram showing the waveforms of signals produced by the memory in operation.
We will first of all describe the data memory of the trust in general. 1. This memory com takes an array of sixteen magnetic rods 12, four windings of multi-turn solenoids 14 wound on each of the rods 12.
These are arranged in a three-dimensional network with a view to forming four horizontal word planes 101-104 and four vertical number planes 101'-10-1 '. The four rods 12 in each 101'-104 'digit plane are interconnected to provide a combined path of write and sense signals for storing and reading binary digits 1 and 0 in sixteen digit positions of the plane. numbers.
In each of the word planes 101-104, the rods 12 are reciprocally coupled by four groups of windings 14 connected in series. Each winding 14 and the corresponding portion of the relevant rod 12 constitute a storage position of digits in the memory and each group of four series windings 14, as well as the corresponding parts of the rods 12 constitute a storage position. of words, for example the 0-0 word position indicated in fie. 1.
Any word storage position, among the sixteen positions, can be selected by positioning parametric switches L1-L2 and L3-L4 of address registers 7 and 8.
In an operating cycle of memory. a single word position is selected by the appropriate positioning of the L1-L4 rockers and by the application of a train of unipolar read and write pulses, from a source of read 'write signals to all four 1: 1 series windings of the selected word storage position. In a read cycle, for example. the four binary digits stored at the digit memory positions.
are read respectively in the parametric switches M 1 to M4 which include an input register; exit 9.
<I> Data memory (fi, -. 1). </I>
The fia will be described in more detail. 1: the memory is synchronized by a chronological source 22 generating chrono pulses at 200 kilocycles / second for example. The waveforms for synchronous operations are shown in fig. 7, in which the form (a) corresponds to the chrono C pulses; at this frequency, a chronological cycle has a period of five microseconds.
It should be noted that the source 22 in its application is not strictly limited to the data memory only, but it can generate chrono pulses C and chronological sub-signals I, II and <B> 111 </ B> for a complete parametric calculator system for which the present arrangement provides a quick access memory to store and read information useful for the calculation. Time source 22 includes a sine wave signal generator (not shown) producing, for example, a 20 megacycles / second (2f) signal which is modulated to generate I sub-signals.
II and III which can be seen represented by the waves b, c and 1 in <U> fia. </U> 7 The sub-signals 1 11 and 111 are applied to each of the rockers L 1 to L4 and to each of the flip-flops M1 through 114. In addition, an unmodulated 20 megacycles / second (2f) signal is applied to a source 20 of read / write signals, to produce unipolar read (Ru) and pulse trains. inscription (Wu) - waveforms (e) and (k) in fi ,. 7 -and this in a manner explained below.
The Ru and Wu pulse trains are applied to the group of four solenoids 14 connected in series at any word address position, by a coordinated selection of the corresponding current path. During the period of each memory duty cycle, for which the unipolar pulse train is applied, at a selected word position, a detector signal train (e.g. Stl (1)) represented by the wave ( G) in fia. 7), is induced in the magnetic rod 12 at each digit position of the selected word.
Since the digit storage positions of any selected word lie in separate digit planes 10l'-104 ', the detector signal trains induced in the rods 12 of the planes 101' to 10-1 'are respectively applied to detection inputs and registration outputs WS1 to WS4, in order to store the binary digits of the selected word in the rockers M1 to 1I4.
Each memory duty cycle includes a read operation and then a write (or recall) operation. The selection of a word position is retained throughout the cycle so that the train of unipolar Wu write pulses generated at each read cycle - is applied to solenodes 1-1 of the selected word position to re-register the binary digits read during the read operation of c ;: same cycle.
In addition to the Wu enrollment unipolar pulse train, provided for each enrollment operation, digit enrollment alternating currents are supplied to the magnetic rods 12 in the respective number planes 10l'-104 'to enroll the binary digits required in the respective emtna; gasinement positions.
The alternating currents for writing digits are supplied to each writing operation by rockers M1 to N14,; but only during the period of the Iiorlo sub-signal <L_ = e <B> 11, </B> as can be seen by the waveform (i) in fiU. 7 which represents in (i) the currents of digits and \ @ 'a2, adapted to register the binary digits <B> I </B> and 0 respectively in the selected position of digit agasin- #.
The combination of a train of unipolar Wu writing pulses and alternating currents for writing to a word address, during a writing (recall) operation, causes the binary digits to be re-stored. in the respective digit positions and in the word address from which the digits were extracted.
A write operation is analogous to a write-recall operation just described, except that the binary digits that are being stored have not been retrieved from memory during the process. cycle considered, but that they are any binary digits stored in the rockers M1 to 114 during the period of the enrollment operation, that is to say during the period of sub-signal II in the enrollment cycle.
From the foregoing, it is understood that the binary digits stored in the rockers MI to M4 are written in the respective digit registration positions, from any word address position, during a memory cycle, whether this is a reading cycle or a registration cycle.
Address and select circuits are provided to select any word position for the read and write cycles, which circuits include address registers 7 and 8 and phase-to-DC converters (no. shown) in order to convert the outputs of the L1-L4 rockers of phase signals of zero or pi radians into appropriate signals of high level 0 and low level <B> 1. </B> The establishment of the L1- rockers L4 of registers 7 and 8 determines which of the four solenoids 14 passes the unipolar pulses. Ru reading and Wu enrollment.
This selection is accomplished by applying the phase to continuously converted outputs of registers 7 and 8 to column decoding matrices 24 and to row decoding matrices 26, respectively. The matrices 24 and 26 are diode with circuits for producing pulses at their outputs, with a view to generating valve signals Gs (see waveform m in fig. 7), the signals Gs coming from the matrix decoding 26 being applied to a transistor (NPN) 29, belonging to four rows of twisted transis.
The arrangement is such that applying a valve pulse Gs to a transistor 28 or 29 turns it on, so that applying valve pulses Gs to a selected transistor 28 and a selected transistor 29 results in instead of a single selected current path through the group of four solenoids 14 of the selected word position.
For example, fig. 1, the valve signals Gs applied to the tran # .istor of the extreme left column (28) and to the transistor 29 of the upper row, cause the trains of pulses Ru and Wu to pass through the solenoids 14 to the 0-0 word position during the Lui read cycle and the Wu pulse train in these solenoids 14 during a write operation. By the way, it may be noted that the row transistors 29 are output marked as having their emitters connected to earth.
While this seems self-evident, it is desirable to return the emitters of each transistor 29 to the output of read / write signal source 20; thus, the emitter of each transistor 29 to be connected to the return side of an output transformer (not shown) of an amplifier 44 (fig. 5), which gives a floating signal level for the trains d. 'Ru and Wu pulses, instead of a ground reference level as seen in fig. 1.
Referring now to the circuit of the number planes 101'-104 ', the rods 1 located in each of these planes are interconnected as shown in fig. 1 so as to form a short-circuited balanced transmission line at one end. When applying an alternating current of numeral writing to the group of four rods 12 placed in one of the planes of numbers 101'-104 ', a stable wave is held all through the line formed by these rods, the ratio of the maximum current to the minimum current being approximately one.
It should be noted that such a permanent stable wave exhibits the same phase at all points along the entire length of the line in question.
The circuits of the rods 12 are such that the four groups of rods 1? lying respectively in the planes 101'-104 'constitute alternately transposed and non-transposed balanced transmission lines, the groups of rods lying in the number planes 101' and 103 'forming the transposed lines and the other groups untransposed lianas. The term “transposed lines” is understood to mean a transmission line with two conductors in which, over part of the length of the line, the two conductors are each transposed from one side of the line to the other.
The balanced lines transposed in the planes 101 'and 103' give rise to a noise suppression of foreign signals coming from external sources which have not been shielded in the memory. Given the proximity between the corresponding rods 12 of an adjacent pair of the planes 101'-104 ', the groups of rods 12 in the planes 102' and 104 'are arranged to constitute non-transposed lines, which minimizes the possible interaction between 101'-104 'number planes; doing so also minimizes the possibility of seeing an alternating current for writing digits, applied to one of the planes 101'-104 ', controlling the output of the adjacent plane or of each adjacent plane.
<I> Magnetic rod digits </I> <I> <I> <I> storage positions </I> (Fig. 2a to 4b). Referring to fig. 2a, it is seen that each rod 12 comprises a beryllium / copper cylindrical substrate or conductor 16, the diameter of which is approximately 0.25 mm and covered with a thin magnetic film 18 of low coercivity; the skin or film 18 is made of a nickel / iron alloy, the proportions of which are, by weight, for example 80 to 82% nickel and 20 to 18% iron, with traces of phosphorus.
The film 18 is electrolytically deposited on the co-conductor rod 10 and the thickness thereof is approximately ten thousand angstroms (10,000A) or less.
When the film 18 is deposited on the rod 16, a magnetic field is generated in the deposition area, which provides the anisotropic properties of the film, this field being produced by passing a current through the conductor 16;
it follows that the pel licule has a weak circumferential axis He and a strong lonuitudinal axis Hh. In the fia. 2b and 2c, we see the classic hysteresis curves of the anisotropic cylindrical thin film 18 in which an alternating magnetic field applied c-irconferentially produces a rectangular hystc: resis curve (fig. 2b), while a field AC magnetic applied in the longitudinal direction produces a nearly closed curve (fig. 2c).
In Fig. 3a a portion of the rods 12 are indicated as being combined with one of the solenoids 14, a combination constituting a typical position for storing digits in the data memory. A write operation is able to modify a binary digit stored at this position from state 1 to state 0 and vice versa by signals of the same frequency which are simultaneously applied to the conductive rod 16 and to the solenoid 14 respectively. . In a write operation, an alternating magnetic field is produced along the weak He axis by the alternating digit writing current which is applied to the rod 16.
A transverse magnetic field is generated along the strong axis Hh by the other of the applied signals, that is to say the unipolar train of Wu inscription pulses which is applied to the solenoid 14. The Multi-turn solenoid 14 (but shown schematically with three turns only) preferably has ten turns and is wound in the ratio of twenty-seven turns to the centimeter. which gives the field a very concentrated intensity in film 18, at the position of storing figures.
As shown in fia. 3a, the binary digit 0 or 1 is stored by an appropriate remanent magnetization along the weak axis He and in the thin film 18. During any write operation, the resulting state of remanent magnetization is determined by applying a train of unipolar Wu inscription pulses to the 1: 1 solenoid and a zero phase digital alternating current or pi radians to the conductive rod 16.
The way in which the combined magnetic fields produced by the digital alternating current and the Wu train switch the remanent magnetization state of rod 12 (along the weak He axis) to store binary 1 and 0 , can be deduced from the examination of the diagrams of FIGS. 3b, 3c and 3d.
In <U> fia. </U> <B> 3b, </B> Hk represents the anisotropic field (in this case of 2.2 oersteds) associated with film 18 and Hc the coercivity (in example 1.4 oersteds) of film 18 for a magnetic field acting along the weak He axis; the asteroidal curve (in solid line) represents an ideal curve critical for a domain rotation; in general it can be said that magnetic fields which intersect the critical curve are capable of producing a domain rotation.
Likewise, magnetic fields whose resulting amplitude is greater than Hc, but smaller than Hk, and which therefore protrude in the shaded part of the line. 3b, are capable of producing the switching of the remanent magnetization of the film 18 by a partitioning movement of the domain. In addition, all magnetic fields possessing a magnetizing force which intersects the dotted line of the <B> fia. 3b. </B> to go into a creep zone 13, are capable of modifying the state of remanent magnetization, however without producing complete switching.
While a rod 12 does not necessarily follow the ideal critical curve of FIG. 3b, this curve can serve as a basis for the presentation of the read and write operations. The critical curves of fia. <B> 3b </B> to 3d make it possible to demonstrate the modes of operation according to which the switching of the magnetization states can take place as a result of a domain rotation or of a partition movement and , in practice, these curves would be modified according to the characteristics of the particular thin film and also according to the particular signals which are used to switch the states of ma (, netization of the film 18.
For example, if switching by domain rotation is desired, the rise time of the applied signals is controlled so that its duration is a few nanoseconds or even less. Likewise, the composition of the magnetic film 18 and the way in which it is deposited can also be controlled to provide domain rotation switching.
In fig. 3c, lines 19 and 21 represent the locus of points of different magnitudes of the magnetic fields produced in the thin film 18 in the case where the binary digit 0 is recorded in the digit storage position, the combined magnetic fields resulting from the train of unipolaites Wu inscription pulses and the digit inscription alternating current whose phase is zero radians.
Line 19 corresponds to the magnetic fields resulting from the Wu train and digital current, a resulting field being produced at each cycle of the digit current, while line 21 corresponds to the magnetic fields produced by the digit current alone, during the intervals. between successive Wu train pulses. These Wu train pulses are narrow and of short duration compared to the duration of half a cycle of the digit current. In trust. 3d, lines 23 and 25 represent the locus of points of different amplitudes of the fields of the film 18 in the case where a binary digit <B> 1 </B> is stored in the storage position, the phase of the current alternative number inscription being, in this case, pi radians.
Line 23 corresponds to the resulting magnetic fields, while line 25 corresponds to fields produced by digital current alone. Note that once the applied magnetic fields have produced a resulting field which intersects the critical curve, as shown in fig. 3c and 3d, the magnetization vector of the considered storage position will return to the weak axis He of remanent magnetization. Either of the binary digits <<0 or 1 can be stored by the simultaneous application of double fields to the cylindrical thin film 18 of the magnetic rod 12, the actual number depending on the phase (zero or pi radians) of the alternating magnetic field.
Since the maximum magnitude of the resulting fields exceeds the switching threshold of film 18. that is, it intersects the critical curve, the direction of the remanent magnetization along the weak axis He is determined according to the side. of the hard axis Hlt on which are the resulting fields.
According to one mode of operation of the data memory, a partially tructive reading is used, the train of unipolar reading pulses Ru producing a transverse magnetic field (that is to say along the strong axis Hh) which may extend into the creep zone 13 of the film 18 and each read operation comprises the two read and write (recall) operations;
the write (recall) operation maintains the desired state of magnetization of the desired storage position after each read operation, which allows the magnetization to flow as a result of the application of the transverse magnetic field which extends into the area of fluae 13.
If desired, however, the memory is likely to operate in a completely non-destructive fashion (no creep) and, in this case, the unipolar read pulse train Ru is amplitude limited. that the transverse field thus produced does not penetrate into the flow zone 13 of the film 18 to deteriorate the state of magnetization, the rewriting thus being quite unnecessary.
Referring to Figs. 4a and 4b, one can describe the production of typical sensitive signal trains St1 (1) and St2 (0) which are respectively denoted by the waveforms g and h in fig. 7 and which are produced in response to the unipolar pulse trains Ru. A unidirectional transverse magnetic field is generated along the strong axis Hh by each pulse of the train Ru.
As a result, the magnetization M (0) or M (1) is transferred by each of these pulses, as seen in fig. 4a and 46, in order to produce a change in the magnetic flux (; ',' -) and a degree of flux change
EMI0005.0034
which is detected by the conductive rod 16 to generate the train of sensitive signals St2 (0) or Stl (1), the first representing the number 0 and the second the number 1. Each unipolar pulse of the train Ru gives rise to a change in flux (S), but the state of magnetization M (0) or M (1) returns to the weak axis He after each unipolar pulse of the train Ru.
The signal train St2 (0) or Stl (1) which has a predominant component of 10 meoacycles / second and a phase of zero or pi radians is fed to a parametric element (such as the Mbl element of fig. 6) of one of the M1-M4 rockers and this element is active to detect the signal train St2 (0) or St (1) so that the parametric oscillations are controlled to receive a phase of zero or pi radians.
Several detector signals are needed in each St2 (0) or Stl (1) train, because the oscillation of the parametric element built to the desired degree of stable amplitude, after only a certain number of detector signals, are produced to block the oscillations at a given phase (pi radians for the number 1 a is zero radians for the number 0). The dotted lines of faith. 4a and 4b indicate that the alternating directions of rotation of M (0) or M (1) occur in the direction of the transverse magnetic field, the direction being unimportant.
It should be noted that the cylindrical thin magnetic film 18 having a circumferential weak axis He has a notable advantage over a cylindrical film with a longitudinal axis, in that the magnetization states M (0) or: @ 1 (1), in the first case, are inherently retained by virtue of the closed circumferential magnetic path; thus, in this case, demanetizing fields do not tend to modify the state of magnetization as is often the case with a weak longitudinal axis.
In addition, the circumferential low axis He cylindrical film has yet other advantages over magnetic thin films produced on flat plates. One of these advantages consists in that the cylindrical film 18 remains unaffected by parasitic fields such as the earth's magnetic field. On the other hand, the cylindrical film 18, owing to its closed magnetic circuit, allows greater tolerances in thickness and in length than a plane or flat film. Finally, it has been found that the signal output of a cylindrical film is independent of the diameter and only depends on the section and the length of the film 18.
Thus, the diameter of the appropriate rod 12 can be limited to dimensions comparable to the thickness of the film itself.
The use of a unidirectional magnetic field in the transverse direction (along the strong axis Hh) produced by the unipolar Ru and Wu pulse trains, brings great advantages over the use of a field alternated in the transverse direction. In fig. 3c and 3d, the theoretical diagrams show that the applied magnetic fields have only one point of intersection on each of the critical curves. Therefore, the magnetization states M (0) or M (l) are not repeatedly reversed during a write operation, as could be the case if two alternating fields were used instead of a combination. a unipolar field and an alternating current field during this operation.
Another advantage of the unipolar read and write pulses in Ru and Wu trains is that only one isolation diode 17 (fig. 1) is needed for each word in a simple linear selection circuit. The operation which results from fig.3c and 3d provides another important characteristic: the intersection of the critical curve and the solid lines 19 and 23 is precise and the switching instantaneous. The switching of the magnetization state with a thin film 18 at any selected digit position takes place by the first write pulse in the Wu write train and to achieve the switching there is no need creep.
This is particularly important because the creep to produce the switching of the magnetization states is slow and low speed is known to be a serious limitation in fast access memory devices. <I> Source of signals to </I> read / write (fig. <I> S) </I> With reference to fia. 5, it can be seen that a source of read / write signals 20 gives rise to a train Ru of unipolar read pulses and a train Wu of unipolar write pulses at each cycle of the memory. For a write cycle in the memory, the source 20 only provides a write train Wu during a part of the time period of the subsianal 11 of the memory cycle.
The 20 megacycles / second signal (2f) from clock source 2 is coupled to a subharmonic oscillator 30 to give a 10 megacycles / second signal (f), the output being connected to a rectifier -formator 34 which produces narrow unipolar pulses which are channeled in ET valves 38 and 39, which makes it possible to obtain the trains of pulses Ru and Wu.
The unipolar pulses for the read operation are delayed by 25 nanoseconds by a delay line 36 so that the detection signals St1 (1) or St2 (0) generated during reading are in phase relation, so that the corresponding parametric element will produce the parametric oscillations of the appropriate phase in response to the sense signals.
The 25 nanosecond delay is equivalent to a phase shift of 90 to 10 megacycles / second (f), which places the positive half of each detection signal St1 (1) in phase to produce a parametric oscillation in the phase of pi radians and the negative half of the detector signal St2 (0) in phase to produce a parametric oscillation in the phase of zero radians.
It should be noted that the detector signals have the appropriate phase when the zero intersection points of the waveforms occur at the same time as the zero intersection points of the digital alternating current waveforms M'al and * Z'a2 (see i in fig. 7). The delayed unipolar pulses are channeled by a read synchronization pulse RT (see d in fig. 7) into the ET valve 38 to produce the unipolar train of Ru pulses at each read cycle.
Likewise, at each read operation. unipolar pulses are channeled by a registration synchronization pulse WT (see j in fig. 7) into the ET valve 39 to generate the train of Wu pulses.
The RT and W'T pulses are driven by multivibrators (not shown) triggered by the differentiated leading and weakening edges of the chrono C pulses. This makes it possible to control the duration of each RT and synchronization pulse. WT. The two trains Ru and 'u are applied to the inputs of an OR valve 41 whose output is coupled to an amplifier 44. During a write operation,
no RT read sync pulse is applied to ET valve 38 and the write operation is the same as the write-recall cycle of a read cycle. <I> parametric MI </I> rocker (fig <I> .6) </I> This figure shows a typical rocker M1 of register 9, as well as a memory plane of digit 10l ', comprising four magnetic strips 12 associated with solenoids 14.
The digit plane 101 'is connected to the flip-flop M1 at a point WS1 (detection input-registration output), so that the flip-flop M1 can receive the detector signal train St1 (1) or St2 (0) to establish the NI1 rocker according to the binary signal (1 or 0) extracted from an address position:
of the memory plane 101 ', so that this plane 10l', is able to receive a digital alternating current in order to register in the plane 101 'a binary digit (1 or 0 which has been stored in the rocker M1.
The rocker M1 comprises three parametric elements Mal, Mbl and iNIcl which operate in a conventional manner, for example as explained in the article of Proceedin \; of the IRE cited above. The inductors of the parametric elements Mal, Ntbl and Mcl include rods 45 each consisting of a cylindrical thin magnetic film formed around a conductive wire. each of them being surrounded by a winding.
The elements Ntal and% Icl each comprise a single rod 4>, while the element N'Ib I (which acts as a parametric excitation element) comprises six rods 45 whose wires are all connected in series.
The inputs of the parametric elements Nlal. Nibl and iMcl are designated respectively by mal, mbl and mcl then due their outputs are designated by Mai, Mb, and Mc ,. The parametric excitation elements of the other rockers NI2 to N14 are assigned similar designations for their inputs and outputs, as can be seen clearly. 1.
In addition, the Mbl element has the detection input and the registration output WS1 and a pulse transformer 40 is provided to ensure efficient coupling of the Mbl element with the rods 12 of the number block 101'- 104 '.
It has been found, given the efficiency of transformer 40, that the detection signal train controls the phase of the parametric oscillation of the element Mbl if another nascent control signal is applied to the input mbl. However, to avoid the possibility of control signals being applied to the mbl input from element Mal, sub-signal 1 does not pass through the ET valve 42 to the stem 45 of the element. Wrong during the read cycle.
As a consequence, a slowdown pulse IP (indicated by [f] at fi ,,. 7) is generated at each read cycle in order to limit the transfer of a binary digit from the parametric element Mal to the element Mbl .
The additional rods 45 of the excitation parametric element '1b1 serve only to supply the necessary digital current (eg 22ma) to the digit plane 101'.
It should be noted that the group of magnetic rods 12 in each of the planes 101'-104 'is connected in a closed loop to the transformer 40 of the rocker considered in register 9 so that the train of detector signals produced in these rods during playback is generated in this closed loop. This memory circuit gives rise to a notable simplification of the memory.
Although the above-described data memory has a storage capacity of sixteen four-digit words only, it goes without saying that it could have a capacity well over sixteen words. For example, if it includes twenty-six number planes (for one word of the twenty-six elements), each plane will consist of sixteen magnetic rods with thirty-two positions for each rod. Thus, each word plane in such a memory consists of thirty-two words, so the total capacity will be 512 words.
According to another variant, the binary information read from the memory could be represented by the polarity of detector signals rather than by the phase of these signals, in particular if a destructive reading is observed due to a greater amplitude of signals. reading that could destroy the magnetization state at the position being read.
Finally, the advantages of the memory described above over the dual-frequency memory system described in the main patent will be explained in what follows. In the dual-frequency system, the repetition frequency of the unipolar read and write pulses is half the frequency of the alternating digit write, this frequency being only 5 megacyclesi's second. Consequently, in the dual-frequency system, the repetition time of the detector signals is also 5 ms-, acyclesi'second,
and the unipolar write pulses coincide with the alternating current only every two cycles of that current, so that the combined fields only cross the critical curve at 5 megacycle s / second. As a result, the dual-frequency system operates at a speed which is half that which is achieved with the device described above at a single frequency.
Furthermore, since in the device described, the detector signals have a repetition rate of 10 me_acycl; @s second, these signals have components stronger than <B> 10 </B> megacycles / second, compared to those of the two-frequency system. which makes it possible to achieve a faster response in setting up parametric switches M1-M4 during the read operation.
Considering the above listed advantages, the single frequency device described herein can operate efficiently and with greater safety, which is very important in the operation of data memories in which noise becomes appreciable.