DE1038315B

DE1038315B - Anordnung zur Steuerung von Magnetkernspeichern mit in mehreren Ebenen in Form von Matrizen angeordneten Speicherkernen

Info

Publication number: DE1038315B
Application number: DEI10367A
Authority: DE
Inventors: Richard George Counihan
Original assignee: IBM Deutschland GmbH
Current assignee: IBM Deutschland GmbH
Priority date: 1954-07-02
Filing date: 1955-07-01
Publication date: 1958-09-04
Also published as: NL198585A; FR1152066A; GB789096A; US2902677A

Description

DEUTSCHES

Jetzt K% ZU 110367 IX/42m

ANMELDETAG: LJU LT 195 5

BL η ² BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT:

4. SEPTEMBER 1958

Die Erfindung betrifft Magnetkernschalter für dreidimensionale Magnetkernspeicher.

Es ist bekannt, binäre Angaben in Form von Magnetisierungszuständen von Magnetkernen mit zwei stabilen magnetischen Zuständen und etwa rechteckiger Hystereseschleife zu speichern. Im einfachsten Falle werden solche Speicherkerne in Form einer Matrix angeordnet und ihre beiden Magnetisierungswicklungen spaltenweise bzw. zeilenweise in Reihe geschaltet. Zur Auswahl eines Kernes wird je einer Spalte und einer Zeile gleichzeitig ein Strom zugeführt, der für sich allein nicht zur Ummagnetisierung eines Kernes ausreicht. In dem auszuwählenden Kern summiert sich die Wirkung beider Ströme und bewirkt das Umkippen in den zweiten stabilen Zustand. Durch Umkehrung beider Stromrichtungen kann der erste Zustand wieder hergestellt werden. Wenn die Zahl der Speicherkerne groß ist, ordnet man sie zweckmäßig in mehreren Ebenen an, jede nach der vorbeschriebenen Art aufgebaut. Die koinzidente Magnetisierung der Kerne in zwei zu diesen Montageebenen senkrechten Ebenen mit der halben Sättigungsfeldstärke läßt alle Speicherkerne in der Schnittlinie dieser Ebenen umkippen; ausgewählte von ihnen können über zusätzliche Wicklungen daran gehindert werden.

Es ist auch bekannt, zur Ummagnetisierung der Speicherkerne grundsätzlich gleichartige Magnetkerne zu verwenden. Bei solchen bekannten Magnetkernschaltern zum Eintragen und Entnehmen mehrstelliger Begriffe besteht jedoch der Nachteil, daß zur selektiven Beeinflussung der Einzelstellen eine weitere Wicklung auf jedem Speicherkern vorgesehen werden muß.

Den Nachteil dieser zusätzlichen Wicklung auf jedem Speicherkern vermeidet die Erfindung durch eine neue Art des Anschlusses eines Magnetkernspeichers an einen Magnetkernschalter. Gegenstand der Erfindung ist demnach eine Anordnung zur Steuerung von Magnetkernspeichern mit in mehreren Ebenen in Form von Matrizen angeordneten Speicherkernen, dadurch gekennzeichnet, daß die spaltenweise verbundenen Wicklungen aller Speicherkerne an eine Gruppe von Schalterkernen und die zeilenweise verbundenen Wicklungen der Speicherkerne jeder Ebene an j e eine Gruppe von Schal terkemen angeschlossen sind.

Die zur Erläuterung der nachfolgenden Beschreibung benutzten Zeichnungen bedeuten:

Fig. 1 die magnetische Kennlinie des für die Magnetkerne verwendeten Werkstoffes,

Fig. 2 einen zweidimensionalen Magnetkernspeicher mit Blockdarstellung des Magnetkernschalters,

Fig. 3 das Schaltschema des Magnetkernschalters nach Fig. 2,

Anordnung zur Steuerung

von Magnetkernspeichern mit in mehreren Ebenen in Form von Matrizen

angeordneten Speicherkernen

Anmelder:

IBM Deutschland

Internationale Büro-Maschinen

Gesellschaft m. b. H._r
Sindelfingen (Württ), Tübinger Allee 49

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 2. Juli 1954

Richard George Counihan,
Poughkeepsie, N. Y. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

Fig. 4 einen dreidimensionalen Magnetkernspeicher mit schematischer Darstellung des Magnetkernschalters,

Fig. 5 das Schaltschema eines Teiles des in Fig. 4 verwendeten Magnetkernschalters.

Ein für Magnetkerne verwendbarer Werkstoff hat

■ eine magnetische Kennlinie 5 = f (H), wie sie Fig. 1 zeigt. Es sind zwei stabile Zustände vorhanden, die den Punkten α und b entsprechen und die durch den Strom in einer Erregerwicklung in einer oder der anderen Richtung wahlweise eingestellt werden können. Eine Entnahmewicklung auf den Kern liefert bei jeder Zustandsänderung einen Impuls der einen oder anderen Polarität.

Derartige Speicherkerne werden zweckmäßig nach Art der Fig. 2 in einer Ebene in Spalten und Zeilen angeordnet. Die Kerne 10, in Toroidform dargestellt, tragen eine erste Wicklung, die mit entsprechenden Wicklungen der Kerne derselben Spalte in Reihe geschaltet ist (Xl, X 2 ...); entsprechend sind! die zweiten Wicklungen zeilenweise verbunden (Y 1, YT,...). Die Reihenschaltung der dritten Wicklungen liefert die Ausgangsspannung 20. Die Magnetisierung eines bestimmten Kernes wird bewirkt durch einen Strom in je einer der Spalten X und Zeilen Y von solcher Größe, daß jeder für sich nur die magnetische Feld-TT

stärke-^- (Fig. 1) erzeugen kann. Nur der am Kreuzungspunkt der gewählten Spalte und Zeile befind-

«09 600/259

liehe Kern erleidet unter der Wirkung beider Ströme eine Ummagnetisierung.

Die Auswahl der Spalte und Zeile erfolgt in je einer Auswahlvorrichtung Wx, Wy, z. B. einer Diodenmatrix bekannter Art. Diese steuern je einen Koordinatenschalter VIx, 12y, deren Aufbau aus Fig. 3 hervorgeht. Jeder Zeile oder Spalte Y (X) ist ein Magnetkern 30 zugeordnet, seine Magnetisierungskurve entspricht der Fig. 1. Seine Eingangswicklung 32 liegt im Anodenkreis einer Entladungsvorrichtung 38, die als Elektronenröhre dargestellt ist, aber auch z. B. ein Transistor sein kann. Die Bemerkung gilt für alle nachfolgend genannten Röhren. Eine zweite Wicklung 33 liegt in Reihe mit den entsprechenden Wicklungen aller Kerne desselben Koordinatenschalters im Anodenkreis einer Röhre 36. Ihr Wickelsinn ist gegenüber 32 vertauscht. Die Ausgangswicklung ist an die Spalten- bzw. Zeilenwicklungen χ bzw. y angeschlossen. Die Kathoden aller Röhren 38 sind miteinander über einen Widerstand 41 mit dem nega- so tiven Potential B — und mit der Kathode einer anodenseitig geerdeten Diode 40 verbunden. Dadurch kann der Strom einer Röhre 38 unterbrochen werden, ohne daß deren Gitter auf das Potential B — gesenkt werden muß.

Es mögen die Kerne 30 auf den Punkt b der Hysteresekurve eingestellt sein. Die Entnahme eines Speicherwertes eines der Kerne 10 erfolgt durch einen gleichzeitigen positiven Impuls auf ein von der Auswahlvorrichtung gewähltes Gitter einer der Röhren 38 (Fig. 3) beider Koordinaten; dadurch wird je ein Kern 30 umgestellt und bewirkt durch Transformatorwirkung in entsprechenden Wicklungen 34 Impulse, welche einen Speicherkern 10 zum Punkt b der B-H-Kurve überführen, wenn er sich nicht schon dort befindet. Zur Wiederaufzeichnung des durch die Entnahme gelöschten Wertes wird dem Punkt 46 beider Koordinaten gleichzeitig ein Impuls zugeführt, der nur die umgestellten Kerne 30 und damit auch den Speicherkern 10 zurückstellt. War im Speicherkern eine Null (Punkt b in Fig. 1) gespeichert, dann werden die beiden betroffenen Kerne 30 nicht gleichzeitig rückgestellt und lassen deshalb den Speicherkern unbeeinflußt.

Eingangs wurde schon gesagt, daß bei Magnetkernspeichern mit großer Kernzahl eine Anordnung der Kerne in mehreren Ebenen vorteilhaft ist, von denen jede nach Art der in Fig. 2 gezeigten aufgebaut wird (s. Fig. 4). Eine Aufzeichnung enthält hierbei in jeder Ebene einen Wert Eins oder Null, die gemeinsam aufgezeichnet und abgelesen werden.

Erfindungsgemäß werden die spaltenweise verbundenen Erregerwicklungen der Speicherkerne 10 aller Ebenen in Reihe geschaltet und mit einer Gruppe von Magnetkernen nach Fig. 3 verbunden. In Fig. 4 ist diese Einrichtung durch den Block 50 symbolisiert, der über Leitungen 51 angeschlossen ist und Spaltengruppe genannt wird. Die zeilenweise verbundenen Erregerwicklungen der Speicherkerne 10 einer Ebene sind über Leitungen 54 an je eine Gruppe von Magnetkernen 53 (Zeilengruppe) angeschlossen, deren Schaltung aus Fig. 5 hervorgeht. Die Gruppe 50 wird durch eine Auswahlvorrichtung 52, alle Gruppen 53 werden durch eine gemeinsame Auswahlvorrichtung 55 betätigt, die den vorher unter 11 χ und Wy erwähnten entsprechen.

Die Schaltung der Gruppe 53 unterscheidet sich von der in Fig. 3 gezeigten dadurch, daß die Schalterkerne eine vierte Wicklung 60 tragen, die mit entsprechenden derselben Gruppe im Anodenkreis einer Röhre 61 liegen. Der Wickelsinn der Wicklung 60 ist der gleiche wie bei Wicklung 32, angedeutet durch Punkte an einem Wicklungsende.

Ein Aufzeichnungsvorgang verläuft so: Die Auswahlvorrichtung 52 wählt einen Schaltkern 30 der Gruppe 50 und dadurch eine Spalte 51; die Auswahlvorrichtung 55 wählt in jeder Gruppe 53 einen Schaltkern 30 und dadurch je eine Zeile 54. In jeder Ebene würde ein Speicherkern 10 umgestellt. Um dies in wählbarer Weise verhindern zu können, werden (Fig. 4) gewisse Röhren 61 gesteuert und verhindern über die Wicklungen 60 die Ummagnetisierung der Schaltkerne 30 dieser Ebenen.

Für die Entnahme eines gespeicherten Wertes werden ebenso durch die Auswahlvorrichtngen 52 und 55 je ein Schaltkern 30 der Gruppe 50 und 53 und damit eine Leitung 51 und in derselben Zeile liegende Leitungen 54 ausgewählt. Die Schaltkerne 30 werden vom Punkt b nach Punkt α ihrer B-H-Kurve gebracht und magnetisieren die ausgewählten Speicherkerne 10 in Richtung nach Punkt b. Speicherkerne, die schon im Punkt b sind, liefern keine Ausgangsspannung an den Klemmen 20; andere aber, die bei α standen, liefern Ausgangsspannungen, welche unter anderem zur Steuerung der Wiederaufzeichnung beitragen. Mit ihrer Hilfe werden entsprechende Röhren 61 gesteuert, die über ihre Sperrwicklungen 60 die Magnetisierung gewisser Schalterkerne 30 verhindern, damit die Speicherkerne ihrer Gruppen im ursprünglich vorhandenen Zustand b bleiben. Die Wiederaufzeichnung selbst geschieht durch Steuerung der Klemme 46, welche alle Schalterkerne 30 der Gruppen 50 und 53 nach Punkt b und die gewünschten Speicherkerne nach Punkt α umstellt. Diejenigen Schalterkerne 30, welche durch die Wirkung der Sperrwicklung zunächst nicht umkippen können, stellen sich hinterher um, ohne mangels Koinzidenz einen Speicherkern zu beeinflussen. Zu diesem Zweck wird der Impuls zur Röhre 61 über die Zeitdauer des Schreibimpulses verlängert.

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Steuerung von Magnetkernspeichern mit in mehreren Ebenen in Form von Matrizen angeordneten Speicherkernen, dadurch gekennzeichnet, daß die spaltenweise verbundenen Wicklungen aller Speicherkerne an eine Gruppe von Schalterkernen (Spaltengruppe 50) und die zeilenweise verbundenen Wicklungen der Speicherkerne jeder Ebene an je eine Gruppe von Schalterkernen (Zeilengruppen 53) angeschlossen sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalterkerne der Spaltengruppe (50) eine mit einer Entladungsvorrichtung verbundene Auswahl wicklung (32), eine mit einer Entladungsvorrichtung und den entsprechenden Wicklungen aller Gruppen in Reihe geschaltete Schreibwicklung (33) umgekehrten Wickelsinnes sowie eine Ausgangswicklung (34) tragen, welche an die Reihenschaltung der einen Erregerwicklung aller Speicherkerne einer Spalte angeschlossen ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalterkerne der Zeilengruppen (53) eine mit einer Entladungsvorrichtung verbundene Auswahl wicklung (32), eine mit einer Entladungsvorrichtung und mit den entsprechenden Wicklungen aller Gruppen in Reihe geschaltete Schreibwicklung (33), eine mit einer Entladungsvorrichtung (61) und den entsprechen-

den Wicklungen derselben Zeilengruppe mit umgekehrtem Wickelsinn in Reihe geschaltete Sperrwicklung (60) sowie eine Ausgangswicklung tragen, welche an die Reihenschaltungen der zweiten Erregerwicklungen der Speicherkerne einer Zeile und Ebene angeschlossen sind.

4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahl des zu betätigenden Schalterkernes der Spaltengruppe durch eine Auswahlvorrichung (52) erfolgt, während eine gleichartige Auswahlvorrichtung (55) gleichen Zeilen zugeordnete Schalterkerne jeder Zeilengruppe gemeinsam auswählt.

5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherung eines mehrstelligen binären Wertes dadurch geschieht, daß von den Auswahlvorrichtungen (52., 55) der Spalten und Gruppen je ein Schalterkern ausgewählt und durch gleichzeitige Erregung ent-

sprechender Entladungsvorrichtungen (61) der Sperrwicklungen eine Ummagnetisierung von Schalterkernen (30) derjenigen Zeilengruppen unterbunden wird, deren zugehörige Speicherkerne (10) im Anfangszustand bleiben sollen.

6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Wiederaufzeichnung nach einem Entnahmevorgang, gesteuert von den Impulsen der Entnahmewicklungen (20) über Entladungsvorrichtungen (61), Sperrimpulse, langer als die Schreibimpulse, solchen Schalterkernen zugeführt werden, deren zugehörige Speicherkerne unverändert bleiben sollen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Zeitschrift: Proceedings of the IRE, 1953, S. 1407

bis 1421;

Journal of Applied Physics, Vol. 22, Nr. 1, S. 44

bis 48.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen