DE1069681B - - Google Patents

Description

In der Nachrichtentechnik, insbesondere in der Technik der sogenannten Datenverarbeitungsmaschinen, also z. B. auch bei Rechenmaschinen, werden als Speicherelemente vielfach Magnetkerne mit zumindest angenähert rechteckiger Hystereseschleife verwendet. Es ist üblich, die Kerne für Speicherzwecke in einer Matrix zusammenzufassen und die einzelnen Kerne dadurch für einen Einspeicher- oder Abfragevorgang anzusteuern, daß über je einen der sich kreuzenden Leitungen beider Dimensionen, also über einen sogenannten X- und F-Leiter, ein Strom solcher Größe gegeben wird, daß durch Addition beider Ströme der Remanenzzustand eines Kernes geändert werden kann. Die Addition erfolgt am Kreuzungspunkt, kann also nur an einem Kern in einer beliebig großen Matrix wirksam werden.

Außer den Ansteuerleitungen, die, wie erwähnt, in den beiden Dimensionen der Matrix verlaufen, besitzt jeder einzelne Magnetkern eine Abfragewicklung, wobei diese Abfragewicklung mit mehreren Kernen, z. B. allen Kernen einer Ebene, verkettet ist.

Da die für Speicherzwecke zu verwendenden Magnetkerne praktisch keine streng rechteckige Hystereseschleife haben, entstehen bei jedem Ansteuervorgang in jedem einzelnen Kern auf einer Steuerleitung, und zwar auch bei all den Kernen, die nicht direkt angesteuert werden sollen, sondern sich in der gleichen Zeile bzw. Kolonne des anzusteuernden Kernes befinden, Störimpulse, die durch die Ansteuerimpulse, sei es bei einem Einspeicher- oder Abfrage-Vorgang, induziert werden. Die Anordnung der Abfragewicklung muß nun so erfolgen, daß diese einzelnen Störimpulse in der mit mehreren Kernen verketteten Abfragewicklung nicht addiert, sondern kompensiert werden, da sonst am Ausgang der Abfragewicklung, insbesondere wenn sie mit sehr vielen Kernen, z. B. allen Kernen einer Matrix, verkettet ist, nicht mehr zu unterscheiden ist, ob der nach einem Abfragevorgang auftretende Impuls von der Ummagnetisierung eines einzigen Kernes oder aber durch die Addition von Störimpulsen vieler Kerne, die nicht ummagnetisiert wurden, zustande gekommen ist. Es ist deshalb üblich geworden, die Abfragewicklung diagonal so durch die einzelnen Kerne einer Ebene zu führen, daß die Kompensationsbedingung erfüllt wird. Fertigungstechnisch ist das Anbringen einer diagonalen Wicklung nur von Hand zu erreichen, da der verhältnismäßig dünne Abfragedraht maschinell durch die sehr kleinen Kerne nicht hindurchgeführt werden kann. Außerdem wird durch eine diagonale Anordnung die Abfrageschleife besonders lang.

Die Erfindung bezieht sich auf die Anordnung einer Abfragewicklung bei derartigen Speichermatrizen, wobei zur Kompensation der Störimpulse ein völlig Aus Magnetkernen mit rechteckiger
Hystereseschleife aufgebaute
Speichermatrix

Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2

Dr.-Ing. Karlheinz Goßlau,
Dipl.-Phys. Hans-Joachim Harloff,
Dipl.-Ing. Friedrich Ohmann
und Dr.-Ing. Gerd Schneider, München,
sind als Erfinder genannt worden

neuer Weg gegangen wird. Die Speichermatrix nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Abfragewicklung parallel zu einer der Steuerleitungen verlegt ist und daß mit Hilfe von vorzugsweise innerhalb der Matrix angeordneten Kompensationskernen dieser Abfragewicklung bei einem Abfrage- und gegebenenfalls Einspeichervorgang die von den halb erregten Kernen induzierten Störimpulse durch entsprechende Ansteuerung der Kompensationskerne kompensiert werden.

Besonders vorteilhaft und praktisch von großer Bedeutung ist es, wenn die Kompensationskerne selbst als Speicherkerne verwendet werden, wenn also von vornherein eine Speichermatrix so aufgebaut wird, daß entweder durch entsprechende Wahl der Ansteuerung der einzelnen Kerne oder aber durch entsprechende Führung der Abfragewicklung parallel zu einer der Steuerleitungen dafür gesorgt wird, daß eine Matrix, wie bisher, hinsichtlich aller Kerne zu Speicherzwecken ausgenützt werden kann, wobei aber die oben angegebenen Kompensationsbedingungen erfüllt werden.

Dies sei an Hand der in Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausschnitte von Magnetkernmatrizen im einzelnen erläutert.

Die Fig. 1 zeigt eine Speichermatrix von 24 Kernen. Die KerneM sind in vier Kolonnen bzw. sechs Zeilen angeordnet. Die in Richtung der Kolonnen mit den Kernen verketteten Steuerleitungen I bis IV werden

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als F-Leitungen und die in Richtung der Zeilen mit den Kernen verketteten Steuerleitungen 1 bis 6 werden mit .Y-Leitungen bezeichnet. Außer diesen Steuerleitungen ist jeder einzelne Kern mit einer Abfragewicklung, die von den Klemmen a-a verläuft, ver- i kettet. Die Abfragewicklung ist mäanderförmig parallel zu den X-Leitungen geführt, wobei allerdings die einzelnen Mäanderschleifen gekreuzt sind, derart, daß in jeder einzelnen Zeile ein Teil der Schleife als Hin- und Rückleiter zu liegen kommt. Die einzelnen Kerne κ der Matrix werden jeweils mit ihrer Kolonnen- und Zeilenziffer bezeichnet.

Für die Erläuterung der Wirkungsweise sei angenommen, daß der Magnetkern M II 3, also der Kern, der sich in Kolonne II und der Zeile 3 befindet, an- i; gesteuert werden soll. Je nach der Remanenzlage dieses Kernes wird nach Ansteuerung in der Ausgangswicklung ein entsprechender Strom bzw. kein Strom induziert. Durch die neuartige Führung der Abfragewicklung wird jeglicher Störimpuls innerhalb der Abfragewicklung unterdrückt.

Dies wird zunächst für die Ansteuerung der F-Leitung an Hand der Fig. 2 im einzelnen erläutert: Am Kern JVf II 1 sowie an allen weiteren Kernen dieser Kolonne II wird in der Abfragewicklung durch einen von oben nach unten fließenden AnSteuerimpuls ein Stromimpuls induziert, der nach rechts gerichtet ist. Die Größe dieser Störimpulse ist bei allen Kernen annähernd gleich groß. Es ist aus der Darstellung nach Fig. 2 ohne weiteres zu ersehen, daß sich diese Störimpulse paarweise kompensieren, so daß an den Klemmer a-a, sofern nicht durch die entsprechende Ansteuerung in der dritten Zeile eine Ummagnetisierung des Kernes erzielt wird, keine Spannung zustande kommt.

In der Fig. 3 sind die Verhältnisse der Zeile 3 herausgezeichnet. Ein von links nach rechts fließender Strom in der X-Leitung induziert an allen Kernen in der entsprechenden Abfragewicklung einen nach links gerichteten Störimpuls. Durch die Verwendung der sich kreuzenden Mäanderschleife als Abfragewicklung derart, daß diese Zeile teilweise mit einer Hin- und einer Rückleitung verkettet ist, kompensieren sich aber auch diese Störimpulse, so daß wiederum an den Enden der Abfragewicklung keine Spannung durch diese Störimpulse induziert werden kann.

Wie an Hand dieser einzelnen Ausschnitte gezeigt wurde, werden sämtliche Störimpulse, die in der Abfragewicklung induziert werden, kompensiert. Daß diese Bedingung auch erfüllt ist, wenn die Matrix entsprechend größer ausgebildet wird, ergibt sich ohne weiteres, da auch in diesem Fall zumindest dann, wenn eine geradzahlige Anzahl von Zeilen und/oder Kolonnen vorgesehen ist, die paarweise Kompensation, ebenso wie bei den dargestellten Matrixausschnitten, erfüllt wird.

Für größere Speichereinheiten ist es bekanntgeworden, mehrere Speicherebenen parallel zueinander anzuordnen und sie, um Ansteuermittel zu sparen, alle parallel anzusteuern. Damit nun eine bestimmte Information nicht in gleichgelegene Kerne jeder Ebene eingespeichert wird, werden durch Gegenimpulse, die all den Ebenen, die gerade nicht angesprochen werden sollen, aufgedrückt werden, diese Ebenen für einen Einspeicher- bzw. Abfragevorgang gesperrt. Zu diesem Zweck ist es notwendig, die Kerne der Ebenen noch mit einer zusätzlichen Sperrwicklung, die auch Z-Wicklung genannt wird, zu verketten. Über diese Wicklung wird dann dieser Sperrimpuls gegeben, der verhindert, daß trotz Ansteuerung über

zwei Leitungen ein Kern in der Ebene angesprochen werden kann.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist es ohne weiteres denkbar, parallel zu den F-Leitungen einen Z-Leiter anzubringen. Sofern diese Z-Leiter alle parallel mit einem Sperrimpuls beaufschlagt werden, kann dieser Sperrimpuls in die Abfragewicklung ebensowenig Störimpulse induzieren wie die F-Leiter, da sich die von den einzelnen Kernen abgeleiteten Störimpulse, wie an Hand der Fig. 2 erläutert wurde, kompensieren. In der Praxis ist es aber nicht möglich, den Z-Leiter in Form von parallelen Leitungen in einer Ebene anzuordnen, da hierdurch der Strombedarf, insbesondere bei großen Matrizen, sehr groß würde. Man benutzt deshalb als Z-Leiter im allgemeinen einen parallel zu einem der Steuerleitungen verlaufenden mäanderförmigen Leiter, der also alle Kerne einer Ebene, bzw. bei Sonderformen von Magnetkernspeichern Abschnitte einer Ebene, durchsetzt.

An sich stören die in einer »nicht angesprochenen« Ebene auftretenden, durch die Impulse über die Z-Leitung induzierten Störimpulse nicht in dem Maße wie die Störimpulse, die von den den Steuerleitungen zugeführten Impulsen induziert sind, doch kann auch eine Unterdrückung dieser Störimpulse von großem Interesse sein, nämlich immer dann, wenn bei verhältnismäßig hoher Arbeitsgeschwindigkeit die Gefahr besteht, daß durch diese Störimpulse ein nachfolgender Abfrageimpuls ungünstig beeinflußt wird. Außerdem besteht die Gefahr, wenn in einer Ebene, die an sich nicht angesprochen ist, große Störimpulse in der Abfragewicklung induziert werden, daß durch diese Störimpulse eingespeicherte Werte verfälscht werden oder daß diese Störimpulse durch Übersprechen auf eine benachbarte Ebene dort einen Impuls vortäuschen, der dort gar nicht auftreten soll.

Bei der bisher bekannten Art der diagonalen Führung der Abfragewicklung konnten die von den Sperrimpulsen induzierten Störimpulse nicht kompensiert werden. Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens hingegen ist dies dadurch möglich, daß die Kerne innerhalb einer Ebene fischgrätenartig derart angeordnet sind, daß die mäanderförmig verlaufende Sperrwicklung in der bevorzugten Richtung des Fischgrätenmusters verläuft.

Die Fig. 4 zeigt hierzu ein Ausführungsbeispiel. Wie aus dieser Figur zu ersehen ist, verläuft die Z-Wicklung im einzelnen parallel zu den F-Leitungen, und zwar ist sie mäanderförmig durch die ganze Matrix hindurchgeführt. Die Kompensation der über die X- und F-Leitung zugeführten Steuerimpulse erfolgt in der gleichen Weise, wie an Hand der Fig. 2 und 3 erläutert wurde. Daß auch die über die Z-Wick-Iung zugeführten Impulse kompensiert werden, wird an Hand der Fig. S erläutert. Wie aus dieser Figur zu ersehen ist, wird an allen Kernen, wenn man annimmt, daß die Z-Leitung in der eingezeichneten Pfeilrichtung von einem Strom durchflossen wird, in der Abfragewicklung nach links ein Störimpuls induziert. Die einzelnen Störimpulse kompensieren sich innerhalb der Schleife einer Abfragewicklung, die mit Rücksicht auf die X^r-Leitung in Form einer gekreuzten Mäanderschleife geführt ist.

In der Fig. 5 ist an sich nur eine einzige Zeile herausgezeichnet, doch sind die Verhältnisse bei den anderen Zeilen entsprechend und es ist ohne weiteres einzusehen, daß in der Abfragewicklung einer ganzen Ebene ebenfalls keine Störimpulse durch Impulse von der Z-Leitung induziert werden können.

Claims (6)

Die Erfindung ist nicht auf die erläuterten Ausführungsmöglichkeiten einer Matrix beschränkt. Wie schon die Fig. 1 ohne weiteres erkennen läßt, ist es an sich denkbar, die links von den Kreuzungspunkten der Abfragewicklung angeordneten Kerne einer eigenen Matrix zuzuordnen und die rechts von diesen Punkten befindlichen Kerne einer anderen und dann die Abfragewicklung für beide Ebenen gemeinsam so zu führen, daß die genannten Kompensationsbedingungen erfüllt sind. Auch in diesem Falle wird der durch die Erfindung angestrebte Erfolg erzielt. Bei der Gegeneinanderschaltung von zwei Matrizen ist es nun keineswegs notwendig, die einzelnen Zeilen gegeneinanderzuschalten, wobei dementsprechend viele Verbindungsleitungen zwischen den beiden Matrizen anzuordnen wären, sondern die beiden Matrizen können auch als Einheit so gegeneinandergeschaltet werden, daß sich die Störimpulse entsprechend kompensieren. Voraussetzung für diese Maßnahme ist dann nur, daß beide Matrizen aus gleich vielen Kernen aufgebaut sind. Daß es bei einer ebenen Speichermatrix, also einer Matrix ohne Z-Wicklung, nicht zwingend notwendig ist, die Kerne fischgrätenartig anzuordnen, ergeben schon die Ausschnittdarstellungen nach Fig. 2 und 3. Erst bei Verwendung einer Z-Wicklung hat die beschriebene Anordnung der Kerne den Vorteil, daß durch die über die Z-Wicklung geführten Impulse die induzierten Störimpulse eine solche Richtung bekommen, daß sie sich in der Abfragewicklung nicht summieren können, sondern kompensiert werden. Patentansprüche.

1. Aus einzelnen Magnetkernen mit zumindest angenähert rechteckiger Hystereseschleife aufgebaute Speichermatrix, bei der jeder Kern mit mindestens zwei sich kreuzenden Steuerwicklungen und einer für mehrere Kerne, insbesondere alle Kerne der ganzen Matrix, gemeinsamen Abfragewicklung verkettet ist, dadurch gekennzeichnet,

daß die Abfragewicklung parallel zu einer der Steuerleitungen verlegt ist und daß mit Hilfe von vorzugsweise innerhalb der Matrix angeordneten Kompensationskernen dieser Abfragewicklung bei einem Abfrage- und gegebenenfalls Einspeichervorgang die von den halb erregten Kernen induzierten Störimpulse durch entsprechende Ansteuerung der Kompensationskerne kompensiert werden.

2. Speichermatrix nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationskerne selbst als Speicherkerne verwendet werden.

3. Speichermatrix nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an sich mäanderförmig verlaufende Abfragewicklung bei einem Durchgang durch die Speicherebene stufenweise abwechselnd in zwei Zeilen bzw. Kolonnen so geführt ist, daß sie mit gleich viel Kernen jeder dieser Zeilen bzw. Kolonnen verkettet ist, und daß sie mit gleich vielen Kernen einer Zeile bzw. Kolonne in der einen und der entgegengesetzten Richtung verkettet ist.

4. Speichermatrix nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine mäanderförmige Abfragewicklung mit in der Mitte der Speicherebene sich kreuzenden Mäanderschleifen.

5. Speichermatrix mit einer eigenen Sperrwicklung (Z-Wicklung) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerne innerhalb einer Ebene nach Art eines Fischgrätenmusters derart angeordnet sind, daß die mäanderförmig verlaufende Sperrwicklung in der bevorzugten Richtung des Musters verläuft.

6. Speichermatrix nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensation innerhalb der Abfragewicklung durch Gegeneinanderschaltung von Zeilen oder Kolonnen zweier verschiedener Speicherebenen erzielt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 760 048.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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