Die Erfindung bezieht sich auf eine magnetische Speicher anordnung mit einer Schicht aus magnetischem Material, in welchem einwandige Domänen in Abhängigkeit von einem in der Schichtebene umlaufenden Magnetfeld übertragbar sind, einem erste und zweite mehrstufige Wege zur Übertragung von
Domänen in der Schicht definierenden Elementenmuster, wobei jeder Weg erste und zweite Plätze aufweist, und einer Übertragungsanordnung zur Übertragung einer Domäne zwischen den ersten Plätzen der ersten und zweiten Wege, wobei die Übertragungsanordnung ein Führungselement mit einem Zentralplatz, der sich zwischen den ersten Plätzen der ersten und zweiten Wege erstreckt, und einen elektrischen Leiter aufweist.
In der US-PS 3 618 # 054 ist eine Massen speicheranordnung für einwandige Domänen beschrieben, bei der mehrere parallele geschlossene Schleifenkanäle und ein in
Form einer vertikalen geschlossenen Schleife vorliegender
Einzelkanal zur Übertragung einwandiger Domänen durch periodische Muster aus weichmagnetischen Belegungselemen ten definiert sind, welch letztere mit einer Schicht aus einem magnetischen Material gekoppelt sind, in welcher die Domä nenbewegung stattfindet. Ein in der Ebene dieser Schicht umlaufendes Magnetfeld erzeugt in den Elementen Polmuster, welche sich mit der Änderung der Feldorientierung ändern. Die sich ändernden Polmuster erzeugen Feldgradienten, die in verschiedenen Kanälen in der periodischen Anordnung der
Elemente eine synchrone Domänenbewegung hervorrufen.
Eine einzige Lese-Schreib-Zone ist für die gesamte Schicht definiert. Diese Zone fällt mit einem ausgewählten Abschnitt der vertikalen Schleife zusammen, welch letztere gewöhnlich mit Hauptschleife bezeichnet wird. Demgemäss wird ein durch ein Domänenmuster dargestelltes ausgewähltes Binär wort von den als Nebenschleifen bezeichneten parallelen
Schleifen zur Hauptschleife übertragen, wo es zur Lese
Schreib-Zone vorgeschoben wird.
Ein Binärwort enthält bei dieser Anordnung zweckmässiger Weise ein Bit aus jeder Nebenschleife. Wenn daher eine Übertragung zur Hauptschleife stattfindet, so ergibt sich eine Leerstelle an dem ursprünglichen Platz in jeder der Nebenschleifen. Durch überlegte Wahl der Beziehung zwischen der Zahl von Nebenschleifen und der Zahl von Stufen sowohl in der Hauptscheife als auch den Nebenschleifen kann Information zu diesen Leerstellen allein durch eine Rückkehr-Übertragungsoperation mit einer geeigneten Anzahl von Umläufen des in der Schichtebene verlaufenden Feldes nach der anfänglichen Übertragungsoperation rückübertragen werden. Bei dieser Betriebsweise wirkt die Hauptschleife als Zwischenspeicher, und die Nebenschleifen dienen als Dauerspeicher.
Die Übertragungsvorgänge finden dort statt, wo die Nebenschleifen den ihnen zugeordneten Stufen der Hauptschleife am nächsten liegen. In typischer Ausführung findet ein Übertragungsvorgang in Abhängigkeit von einem Impuls in einem elektrischen Leiter statt, welcher alle Übertragungsplätze koppelt, um eine parallele Übertragung des gesamten Binärworts zu bewirken. Die von dem Impuls erzeugten Felder ändern die Feldgradienten, welche auf die Domänen des ausgewählten Wortes derart Einfluss nehmen, dass sie den Bestimmungsplatz einer Domäne an jeder Obertragungsposition bei einem besonderen Punkt während des Umflaufs des in der Schichtebene verlaufenden Feldes ändern. Es ist erwünscht, die Geometrie der weichmagnetischen Elemente so wenig als möglich gegenüber derjenigen zu ändern, welche optimale Schleifenübertragungsgrenzen zeigt, um eine Einengung dieser Grenzen zu vermeiden.
Demgemäss hängt der Wirkungsgrad des Übertragungsvorgangs von der Effektivität des gepulsten Übertragungsleiters bei der Erzeugung der geeigneten Ubertragungsfelder ab.
Das Problem bei den bekannten Anordnungen besteht darin, dass der Leiter bei der Pulsbeaufschlagung zur Übertragung einwandiger Domänen zwischen von magnetischen Elementen definierten Wegen die von den in der Schichtebene umlaufenden Feld hervorgerufenen konkurrierenden Felder weder zu beseitigen noch zu verringern vermag; eine Beseitigung dieser Felder würde die Gesamtbetriebsgrenzen der Anordnung erhöhen.
Ausgehend von der magnetischen Speicheranordnung der eingangs angegebenen Art, schlägt die Erfindung zur Lösung dieses Problems vor, dass der elektrische Leiter der Übertragungsanordnung so geformt ist, dass er ein räumlich verteiltes Muster aus zur Magnetisierung der Domäne parallelen und antiparallelen Felder hervorruft, und bezüglich des Führungselementes derart angeordnet ist, dass er Felder sowohl zum Beseitigen des Einflusses des in der Schichtebene verlaufenden Feldes zur Übertragung der Domäne zu dem zweiten Platz des zugehörigen Weges als auch gleichzeitig zum Anziehen der Domäne zum Zentralplatz des Führungselementes erzeugt, wenn der Leiter gepulst wird, und dass das Führungselement so ausgebildet ist, dass es ein Magnetfeld erzeugt, welches die Domänenübertragung zum ersten Platz des aufnehmenden Weges abschliesst,
wenn sich das in der Schichtebene verlaufende Feld in eine nächstfolgende Richtung reorientiert.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Schaltbild einer Speicheranordnung; und
Fig. 2 und 3 schematische Darstellungen eines Teils der Speicheranordnung nach Fig. 1.
Die Erfindung stützt sich auf die Erkenntnis, dass ein Haarnadel-förmiger Übertragungsleiter, der an jedem Übertragungsplatz sowohl zu der Hauptschleifenachse als auch zu den Nebenschleifenachsen unter einem Winkel steht, bei Pulsbeaufschlagung ein zur Magnetisierung bzw. Polarisation einer Domäne antiparalleles Feld hervorruft, das den normalen, von dem in der Schichtebene umlaufenden Feld erzeugten Feldgradienten entgegengesetzt ist, sowie ein starkes, zur Magnetisie rung einer Domäne an einem Platz paralleles Feld, das eine Domänenübertragung hervorruft.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird ein weichmagnetisches S-förmiges Führungselement an jedem Übertragungsplatz, verwendet, das einen mittleren Abschnitt und erste und zweite Abschnitte nahe eines abgebenden bzw. aufnehmenden Kanals oder Weges aufweist. Ein auf den Übertra- gungsgleiter gegebener Impuls erzeugt ein stark anziehendes Feld am Mittelabschnitt des Führungselements und beseitigt den Effekt derwährend der nächsten Feldorientierung im abgebenden Kanal hervorgerufenen Pole. Die Form des Führungsele mentes ist geeignet gewählt, um anziehende Pole in seinem zweiten Abschnitt für diese nächste Orientierung des in der Schichtebene verlaufenden Feldes zu entwickeln.
Die Phasenbeziehung zwischen dem Übertragungsimpuis und dem in der Schichtebene verlaufenden Feld bestimmt die Übertragungsrichtung der Domänen.
Fig. 1 zeigt eine Speicheranordnung 10 für einwandige .
Domänen mit einer Schicht 1 aus einem Material, in welchem einwandige Domänen übertragen werden können. Die Bewegung der Domänen in der Schicht 11 erfolgt mittels eines periodischen Musters aus weichmagnetischen Elementen, welches in typischer Ausführung mit Hilfe photolithographischer Methoden als Belegung auf einer geeigneten Abstandsschicht (nicht dargestellt) auf der Oberfläche der Schicht 11 niedergeschlagen ist. Die Formen der Elemente sowie ihre gegenseitige Anordnung sind so gewählt, dass sie in Abhängigkeit von einem in der Schichtebene umlaufenden Magnetfeld bewegliche Polmuster zeigen und derart wirksam sind, dass sie Domänen parallel in geschlossenen Nebenschleifen übertragen, welch letztere als ovale Schleifen L1 bis LN dargestellt sind.
Die Belegungselemente definieren ausserdem eine Hauptschleife, die in Fig. 1 als vertikal verlaufende ovale Schleife LM gezeigt ist. Bekanntlich wird die Information in den Nebenschleifen zur Übertragung ausgewählter Daten zur Hauptschleife in Umlauf gesetzt. Die Daten werden sodann zu einer Lese Schreib-Position in der Hauptschleife verschoben, welche durch den Doppelpfeil RW in Fig. 1 bezeichnet ist, bevor die ausgewählten Daten zu dem infolge der anfänglichen Übertragung in der Nebenschleife hervorgerufenen zugehörigen Leerstellen zurückgeführt werden.
Die Information in der Hauptschleife sowie in den Nebenschleifen wird in Abhängigkeit von Umläufen des in der Schichtebene verlaufenden Feldes bewegt und ist daher durch dieses Feld derart synchronisiert, dass die ausgewählten Daten zu den Ursprungsplätzen in den Nebenschleifen einfach dadurch zurückgeführt werden, dass eine Datenrückkehr-Übertragungsoperation mit einer geeigneten Anzahl von Feldumläufen nach einer anfänglichen Datenübertragungsoperation stattfindet.
Eine Eingangsimpulsquelle 12 und ein Verbraucher 13 sind mit der Lese-Schreib-Position gekoppelt. Eine Quelle für das in der Schichtebene verlaufende Feld ist durch den Block 14 in Fig. 1 dargestellt. In der Praxis ist die durch den Block 15 in Fig. 1 dargestellte Vormagnetisierungsfeldquelle in bekannter Weise vorgesehen, um Domänen in der Schicht 11 auf einem speziellen Durchmesser zu halten. Die Quellen 12, 14 und 15 und die Schaltung 13 sind mit einer durch den Block 16 dargestellten Steuerschaltung zum Zweck der Synchronisation und Ansteuerung verbunden. Als Quellen und Schaltungen können Elemente beliebiger Ausführung verwendet werden.
Die Informationsübertragung findet bei einer solchen Anordnung an den Übetragungsplätzen bzw. -positionen statt, welche durch magnetisch weiche Elemente in der Zone definiert sind, wo jede Nebenschleife einer zugehörigen Stufe der Hauptschleife am nächsten gelegen ist. Eine repräsentative Übertragungszone ist in der Darstellung gemäss Fig. 1 bei 20 angeordnet und im einzelnen in den Fig. 2 und 3 gezeigt. Die Elemente 21 in Fig. 2 bilden einen Teil der Hauptschleife LM, welche durch den strichpunktierten vertikalen Pfeil in Fig. 2 angedeutet ist. Ein Element 23 bildet einen Teil der Nebenschleife L2, die in Fig. 2 ebenfalls mit dem entsprechend bezeichneten, strichpunktierten Pfeil dargestellt ist.
Die Übertragungsstelle umfasst diese Schleifen definierenden Elemente sowie das schlangenlinienförmige (oder S-förmige) Führungselement 22 zwischen diesen (Fig. 2). Die Übertragungszone weist ausserdem einen elektrischen Leiter 24 auf, welcher unter einem Winkel A (z. B. 45") zu den Achsen 25 und 26 der Nebenschleife L2 und der Hauptschleife LM in Fig.
2 angeordnet ist. Der Winkel A ist so gewählt, dass er den Feldgradienten für eine Domäne in der Übertragungsrichtung möglichst gross macht und die Pole in der normalen Fortpflanzungsrichtung minimalisiert.
Im Betrieb bewegt sich eine Domäne beispielsweise im Gegenuhrzeigersinn um die Schleife L2, während das in der Schichtebene verlaufende Feld im Gegenuhrzeigersinn umläuft.
Wenn-das Feld nach rechts gerichtet ist, wie dies durch den Pfeil H in Fig, 2 angedeutet ist, so besetzt eine Domäne einen Platz 27 in der Schleife L2. Die nächste normale Position in der Schleife L2 ist die Position bzw. der Platz 28, der eingenommen wird, wenn das in der Schichtebene verlaufende Feld als nächstes in eine Aufwärtsrichtung dreht.
Ein Übertragungsvorgang findet dann statt, wenn der Leiter 24 gepulst wird, während die ausgewählte Domäne die Position bzw. den Platz 27 einnimmt. Die Polarität des angelegten Impulses ist so gewählt, dass er ein Feld parallel zur Magnetisierung einer Domäne am Zentralplatz 30 des Führungselementes 22 erzeugt. Wenn angenommen wird, dass eine Domäne eine aus der Schichtebene 11 in Fig. 1 aufwärts gerichtete Magneti sierung(z.B. positiv (+) längs einer Z-Achse) hat, so fliesst der Strom im Leiter in Richtung des Pfeiles i in Fig. 2.
Wenn das Muster aus weichmagnetischen Elementen die Ebenen des Leiters 24 und der Schicht 11 trennt, so besitzt das vom Impuls im Leiter erzeugte Feld Feldkomponenten X und Y (und Z), welche die Elemente in der durch die entsprechend bezeichneten und nach links bzw. aufwärts weisenden Pfeile (und durch das + Zeichen) angegebenen Richtung beeinflussen. Die X Komponente ruft Pole hervor, welche eine Domäne in der Ansicht gemäss Fig. 2 nach links zu bewegen suchen.
Das in der Schichtebene verlaufende Feld dreht in die Aufwärtsrichtung, während der Übertragungsimpuls angelegt wird, wodurch an der Stelle bzw. am Platz 28 in Fig. 2 und längs der Oberseite des Führungselementes 22 an der Stelle 29 in den Fig. 2 und 3 anziehende Pole erzeugt werden. Die Z-Komponente des Übertragungsimpulses beseitigt dagegen das von dem anziehenden Pol erzeugte Feld an der Stelle 28, wie dies durch die Minuszeichen angedeutet ist, und die Y-Komponente verstärkt die Polstärke in dem Abschnitt des Führungselementes 22 zwischen den Plätzen 29 und 30. Daher wird eine Domäne von der Stelle bzw. Position 27 zur Stelle 30 und danach längs des Abschnitts des S-förmigen Führungselements 22 zwischen den Positionen 30 und 31 übertragen.
Der Impuls auf dem Leiter 24 wird unterbrochen, wenn das in der Schichte- bene verlaufende Feld das nächste Mal nach links gerichtet ist, wobei die Domäne ihre Bewegung zur Position 31 in Fig. 2 unter dem Einfluss des umlaufenden Feldes beendet.
Es ist wichtig zu beachten, dass bei Fehlen eines Übertragungsimpulses am Leiter 24 eine Domäne von der Position 27 zur Position 28 übertragen wird, wenn sich das in der Schichtebene verlaufende Feld von der Rechtsrichtung in die Aufwärtsrichtung dreht. Bei einem Übertragungsvorgang verläuft die Z-Komponente des Übertragungsfeldes antiparallel zu dem von dem aufwärtsgerichteten, in der Schichtebene verlaufenden Feld hervorgerufenen Feld und beseitigt dadurch den Einfluss der von dem in der Schichtebene verlaufenden Feld an der Stelle 28 hervorgerufenen Pole.
Daher wird die Winkellage des Leiters 24 in bezug auf die Achsen der Haupt- und Nebenschleifen so gewählt, dass die dadurch hervorgerufenen Felder die normale Progression der Feldänderungen zur Bewegung der Domänen in einer Schleife ändern, ohne die normale Geometrie der magnetisch weichen, diese Schleife definierenden Elemente zu modifizieren.
Gleichzeitig liefert der gepulste Übertragungsleiter das erforderliche Feld (z.B. ein positives Feld längs der Z-Achsen) zum Verschieben einer Domäne während eines von der X Komponente des Feldes unterstützten Übertragungsvorgangs.
Eine Domäne auf dem Platz 31 ist in einer normalen Position für eine Bewegung im Gegenuhrzeigersinn in der Hauptschleife LM, wie dies aus der Fig. klar hervorgeht.
Eine Rückübertragungsoperation findet statt, wenn eine in der Schleife LM befindliche Domäne die Position 31 in Fig. 3 bei einer Orientierung des in der Schichtebene verlaufenden Feldes nach links einnimmt. Die nächste normale Position für diese Domäne in der Schleife LM ist die Position 35 bei abwärts gerichtetem, in der Schichtebene verlaufendem Feld. Ein Rück übertragungsimpuls in derselben Richtung (Fig. 2) im Leiter 24 ruft an dieser Stelle ein Feld zum Anziehen der Domänen nach rechts aus der Position 31 hervor. Die X-Komponente des Übertragungsimpulsfeldes erzeugt Polmuster in dem S- förmigen Führungselement 22, welche eine Domäne nach rechts verschieben.
Die Z-Komponente dieses Feldes beseitigt auch den Einfluss von anziehenden Polen, welche von dem in der Schichtebene verlaufenden Feld an der Position 35 hervorgerufen werden, und bildet ein starkes anziehendes Feld an der Stelle 29-30, wie zuvor. Demgemäss wird eine Domäne über das S-förmige Führungselement 22 übertragen und gelangt zur Position 30 und 27, wenn das in der Schichtebene verlaufende Feld zunächst nach unten und danach nach rechts gerichtet ist, wie dies durch den Pfeil H in Fig. 3 angedeutet ist.
Man sollte sich vergegenwärtigen, dass der Platz 27 eine normale Position in der Nebenschleife L2 ist. Daher wurde die Übertragung sowohl zur Hauptschleife als auch zurück zur Nebenschleife gezeigt.
Selbstverständlich umfasst die Übertragungszone zwischen jeder Nebenschleife und einer zugehörigen Stufe der Hauptschleife ein S-förmiges Führungselement 22 und einen Leiter 24. Daher sind die in Abhängigheit von einem im Leiter 24 erscheinenden Impuls erzeugten Feldkomponenten an jeder der Übertragungsstellen derart wirksam, dass zur Darstellung einer binären Eins eine Domäne übertragen wird, oder bei Fehlen einer Domäne, eine binäre Null dargestellt wird. Die gesamte übertragene Information umfasst während eines Vorgangs ein Binärwort zum sequentiellen Auslesen oder zum Ersetzen an der Lese-Schreib-Position RW in Fig. 1, wenn das in der Schichtebene verlaufende Feld weiterdreht.
Die Form des Führungselementes 22 in der Übertragungszone ist so gewählt, dass das Führungselement für die Domänenübertragung aufgrund des in der Schichtebene verlaufenden Feldes eine Gruppe günstiger Pole nur in dem Abschnitt des Führungselementes vom Zentrum bis zu demjenigen Kanal erzeugt, zu dem die Domäne übertragen werden soll. Keine die Domänenübertragung begünstigenden Pole werden in dem Abschnitt des Führungselementes zwischen dem die Domäne zur Übertragung abgebenden Kanal und dem Zentrum erzeugt.
Diese Anordnung arbeitet mit dem angelegten Übertragungsstromimpuls nur so lange, bis die Domäne zum Zentrum des
Führungselements 22 übertragen ist. Nachdem die Domäne das Zentrum erreicht hat, beendet das umlaufende Feld die Übertragung. Das Fehlen von die Übertragung begünstigenden Polen in diesem Abschnitt des Führungselements nahe des abgebenden Kanals verringert die Wahrscheinlichkeit unkontrollierter Übertragung.
Die elektrische Reihenschaltung einer Gruppe von haarnadelförmigen Übertragungsleitern führt zu einem zusätzlichen Vorteil, indem der Übertragungsimpuls ein starkes negatives Feld in der Z-Richtung erzeugt. Die Ausrichtung dieser negativen Felder mit beispielsweise den Positionen bzw.
Plätzen 28 der Fig. 2 fährt zu einer Hemmung bzw. Sperrung des normalerweise dort durch das in der Schichtebene verlaufende Feld hervorgerufenen Anziehungsfeldes.
Bei einem realisierten Ausführungsbeispiel der Erfindung wurde eine Speicheranordnung durch magnetisch weiche Elemente in der in Fig. 2 dargestellten Weise definiert. Die Elemente wiesen die Abmessungen 5 x 30 Mikrometer auf und dienten zur Bewegung von Domänen mit einem Durchmesser von 8 Mikrometer in einer 5 Mikrometer dicken Granatschicht.
Ein Vormagnetisierungsfeld von 100 erste hielt die Domäne auf einem bestimmten Durchmesser. Ein in der Schichtebene verlaufendes Feld von 30 erste wurde mit 25 kHz gedreht, und ein Übertragungsimpuls hatte eine Amplitude von 50 Milliampere und eine Dauer von 10 Mikrosekunden. Er wurde in der anhand der Figuren 2 und 3 beschriebenen Weise angelegt.
The invention relates to a magnetic storage arrangement with a layer of magnetic material, in which single-walled domains can be transmitted as a function of a magnetic field circulating in the layer plane, a first and second multi-stage path for the transmission of
Patterns of elements defining domains in the layer, each path having first and second places, and a transmission arrangement for transmitting a domain between the first places of the first and second paths, the transmission arrangement having a guide element with a central place located between the first places of the first and extends second path and has an electrical conductor.
In US-PS 3,618 # 054 a mass storage arrangement for single-walled domains is described in which several parallel closed loop channels and an in
Shape of a vertical closed loop present
Single channel for the transmission of single-walled domains are defined by periodic patterns of soft magnetic occupancy elements, the latter being coupled to a layer of a magnetic material in which the domains move. A rotating magnetic field in the plane of this layer generates pole patterns in the elements, which change with the change in field orientation. The changing pole patterns create field gradients in different channels in the periodic arrangement of the
Elements cause synchronous domain movement.
A single read-write zone is defined for the entire shift. This zone coincides with a selected portion of the vertical loop, the latter commonly referred to as the main loop. Accordingly, a selected binary word represented by a domain pattern becomes one of the parallel ones called secondary loops
Loops are transferred to the main loop where it is used for reading
Write zone is advanced.
With this arrangement, a binary word expediently contains one bit from each secondary loop. Therefore, when a transfer takes place to the main loop, there will be a void in the original place in each of the sub-loops. By judiciously choosing the relationship between the number of sub-loops and the number of stages in both the main loop and the sub-loops, information on these vacancies can be obtained solely by a return transfer operation with an appropriate number of revolutions of the field in the layer plane after the initial transfer operation be transferred back. In this mode of operation, the main loop acts as a buffer and the secondary loops act as permanent storage.
The transfer processes take place where the secondary loops are closest to the levels of the main loop assigned to them. In a typical embodiment, a transmission process takes place as a function of a pulse in an electrical conductor, which couples all transmission locations in order to effect a parallel transmission of the entire binary word. The fields generated by the pulse change the field gradients which influence the domains of the selected word in such a way that they change the destination of a domain at each transmission position at a particular point during the orbit of the field in the layer plane. It is desirable to change the geometry of the soft magnetic elements as little as possible with respect to that which exhibits optimal loop transmission limits in order to avoid a narrowing of these limits.
Accordingly, the efficiency of the transmission process depends on the effectiveness of the pulsed transmission conductor in generating the appropriate transmission fields.
The problem with the known arrangements is that, when the pulses are applied to transfer single-walled domains between paths defined by magnetic elements, the conductor can neither eliminate nor reduce the competing fields caused by the field rotating in the layer plane; elimination of these fields would increase the overall operational limits of the device.
Starting from the magnetic memory arrangement of the type specified at the beginning, the invention proposes to solve this problem that the electrical conductor of the transmission arrangement is shaped so that it creates a spatially distributed pattern of fields parallel and anti-parallel to the magnetization of the domain, and with respect to the guide element is arranged in such a way that it generates fields both for eliminating the influence of the field running in the layer plane for the transmission of the domain to the second location of the associated path and at the same time for attracting the domain to the central location of the guide element when the conductor is pulsed, and that the guide element is designed in such a way that it generates a magnetic field, which closes the domain transfer to the first place of the receiving path,
when the field running in the layer plane is reoriented in a next following direction.
The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments. In the drawing show:
1 shows a schematic circuit diagram of a memory arrangement; and
FIGS. 2 and 3 are schematic representations of part of the memory arrangement according to FIG. 1.
The invention is based on the knowledge that a hairpin-shaped transmission conductor, which is at an angle both to the main loop axis and to the secondary loop axes at each transmission point, when a pulse is applied, a field which is antiparallel to the magnetization or polarization of a domain causes the normal , is opposite of the field gradient generated in the layer plane, as well as a strong field parallel to the magnetization of a domain at one place, which causes a domain transfer.
In one embodiment of the invention, a magnetically soft S-shaped guide element is used at each transfer point, having a central section and first and second sections near an emitting and receiving channel or path, respectively. A pulse applied to the transmission slider generates a strongly attractive field at the central section of the guide element and eliminates the effect of the poles produced during the next field orientation in the emitting channel. The shape of the guide element is suitably chosen to develop attractive poles in its second section for this next orientation of the field extending in the layer plane.
The phase relationship between the transmission pulse and the field running in the layer plane determines the transmission direction of the domains.
Fig. 1 shows a storage arrangement 10 for single-walled.
Domains with a layer 1 made of a material in which single-walled domains can be transferred. The movement of the domains in the layer 11 takes place by means of a periodic pattern of soft magnetic elements, which is typically deposited on the surface of the layer 11 as a covering on a suitable spacer layer (not shown) with the aid of photolithographic methods. The shapes of the elements as well as their mutual arrangement are chosen so that they show movable pole patterns depending on a magnetic field circulating in the layer plane and are effective in such a way that they transfer domains in parallel in closed secondary loops, the latter being shown as oval loops L1 to LN .
The occupation elements also define a main loop, which is shown in Fig. 1 as a vertically extending oval loop LM. As is well known, the information in the secondary loops is circulated to transmit selected data to the main loop. The data is then shifted to a read / write position in the main loop, indicated by the double arrow RW in Fig. 1, before the selected data is returned to the associated vacancy created as a result of the initial transfer in the sub-loop.
The information in the main loop as well as in the secondary loops is moved depending on the revolutions of the field running in the layer level and is therefore synchronized by this field in such a way that the selected data are returned to the original locations in the secondary loops simply by a data return transfer operation occurs with an appropriate number of field circulations after an initial data transfer operation.
An input pulse source 12 and a consumer 13 are coupled to the read-write position. A source for the field extending in the slice plane is represented by block 14 in FIG. In practice, the bias field source represented by block 15 in Fig. 1 is provided in a known manner to maintain domains in layer 11 at a particular diameter. The sources 12, 14 and 15 and the circuit 13 are connected to a control circuit represented by the block 16 for the purpose of synchronization and control. Elements of any design can be used as sources and circuits.
With such an arrangement, the information transmission takes place at the transmission locations or positions which are defined by magnetically soft elements in the zone where each secondary loop is closest to an associated stage of the main loop. A representative transfer zone is located at 20 in the illustration of FIG. 1 and is shown in detail in FIGS. The elements 21 in FIG. 2 form part of the main loop LM, which is indicated by the dash-dotted vertical arrow in FIG. An element 23 forms part of the secondary loop L2, which is also shown in Fig. 2 with the correspondingly designated dash-dotted arrow.
The transfer point includes these loop-defining elements and the serpentine (or S-shaped) guide element 22 between them (FIG. 2). The transmission zone also has an electrical conductor 24 which is at an angle A (z. B. 45 ") to the axes 25 and 26 of the secondary loop L2 and the main loop LM in Fig.
2 is arranged. The angle A is chosen so that it makes the field gradient for a domain in the direction of transmission as large as possible and minimizes the poles in the normal direction of propagation.
In operation, a domain moves, for example, in the counterclockwise direction around the loop L2, while the field running in the layer plane rotates in the counterclockwise direction.
If the field is directed to the right, as is indicated by the arrow H in FIG. 2, a domain occupies a place 27 in the loop L2. The next normal position in loop L2 is the position 28 which will be occupied when the in-plane field next rotates in an upward direction.
A transmission process takes place when the conductor 24 is pulsed while the selected domain is in position 27. The polarity of the applied pulse is selected such that it generates a field parallel to the magnetization of a domain at the central location 30 of the guide element 22. If it is assumed that a domain has a magnetization directed upwards from the layer plane 11 in FIG. 1 (e.g. positive (+) along a Z axis), the current in the conductor flows in the direction of the arrow i in FIG. 2.
If the pattern of soft magnetic elements separates the planes of the conductor 24 and the layer 11, the field generated by the pulse in the conductor has field components X and Y (and Z), which the elements in the correspondingly designated and to the left and upwards the direction indicated by the arrows (and the + sign). The X component causes poles which seek to move a domain to the left in the view according to FIG. 2.
The in-plane field rotates in the upward direction while the transmission pulse is applied, creating attractive poles at location 28 in FIG. 2 and along the top of guide member 22 at location 29 in FIGS. 2 and 3 be generated. The Z component of the transmission pulse, on the other hand, eliminates the field generated by the attractive pole at point 28, as indicated by the minus signs, and the Y component strengthens the pole strength in the section of guide element 22 between places 29 and 30. Therefore a domain is transferred from position 27 to position 30 and thereafter along the section of S-shaped guide element 22 between positions 30 and 31.
The pulse on the conductor 24 is interrupted when the field running in the layer plane is next directed to the left, the domain ending its movement to position 31 in FIG. 2 under the influence of the surrounding field.
It is important to note that in the absence of a transmission pulse on conductor 24, a domain will be transmitted from position 27 to position 28 when the in-plane field rotates from the right to the up direction. During a transmission process, the Z component of the transmission field runs anti-parallel to the field caused by the upward field running in the layer plane and thereby eliminates the influence of the poles caused by the field running in the layer plane at point 28.
Therefore, the angular position of the conductor 24 with respect to the axes of the main and secondary loops is chosen so that the resulting fields change the normal progression of the field changes for moving the domains in a loop, without the normal geometry of the magnetically soft defining this loop Modify elements.
At the same time, the pulsed transmission conductor provides the required field (e.g., a positive field along the Z-axes) to move a domain during a transmission process supported by the X component of the field.
A domain in place 31 is in a normal position for counterclockwise movement in the main loop LM, as is clear from the figure.
A retransmission operation takes place when a domain located in the loop LM assumes the position 31 in FIG. 3 with an orientation of the field extending in the layer plane to the left. The next normal position for this domain in the loop LM is position 35 with the field directed downward in the layer plane. A reverse transmission pulse in the same direction (FIG. 2) in the conductor 24 causes a field to attract the domains to the right from the position 31 at this point. The X component of the transmission pulse field generates pole patterns in the S-shaped guide element 22 which shift one domain to the right.
The Z component of this field also removes the influence of attractive poles caused by the in-plane field at position 35 and forms a strong attractive field at position 29-30, as before. Accordingly, a domain is transferred via the S-shaped guide element 22 and arrives at position 30 and 27 when the field running in the plane of the layer is first directed downwards and then to the right, as indicated by the arrow H in FIG.
It should be kept in mind that place 27 is a normal position in the secondary loop L2. Therefore the transmission was shown both to the main loop and back to the sub-loop.
Of course, the transmission zone between each secondary loop and an associated step of the main loop comprises an S-shaped guide element 22 and a conductor 24. Therefore, the field components generated as a function of a pulse appearing in the conductor 24 are effective at each of the transmission points in such a way that a binary One domain is transferred, or in the absence of a domain, a binary zero is represented. The entire information transmitted includes a binary word during a process for sequential readout or for replacement at the read-write position RW in FIG. 1 when the field running in the layer plane continues to rotate.
The shape of the guide element 22 in the transmission zone is chosen so that the guide element for the domain transfer generates a group of favorable poles only in the section of the guide element from the center to the channel to which the domain is to be transferred due to the field running in the layer plane . No poles favoring the domain transfer are generated in the section of the guide element between the channel donating the domain for transfer and the center.
This arrangement works with the applied transmission current pulse only until the domain reaches the center of the
Guide element 22 is transferred. After the domain reaches the center, the wraparound field stops transmitting. The absence of transmission-promoting poles in this section of the guide element near the emitting channel reduces the likelihood of uncontrolled transmission.
The electrical series connection of a group of hairpin-shaped transmission conductors provides an additional benefit in that the transmission pulse creates a strong negative field in the Z-direction. The alignment of these negative fields with, for example, the positions or
Places 28 of FIG. 2 leads to an inhibition or blocking of the field of attraction normally produced there by the field running in the layer plane.
In a realized embodiment of the invention, a memory arrangement was defined by magnetically soft elements in the manner shown in FIG. The elements had the dimensions 5 x 30 micrometers and were used to move domains with a diameter of 8 micrometers in a 5 micrometer thick garnet layer.
A bias field of 100 first kept the domain at a certain diameter. An in-plane field of 30 first was rotated at 25 kHz and a transmission pulse had an amplitude of 50 milliamperes and a duration of 10 microseconds. It was created in the manner described with reference to FIGS. 2 and 3.