DE1083577B - Magnetkernspeicher - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf einen Magnetkernspeicher, insbesondere auf einen Magnetkernspeicher, der die Informationen halbpermanent speichert.

In Magnetkernspeiohern ist das Grundelement für gewöhnlich ein Ring aus einem magnetischen Werkstoff, der eine praktisch rechteckige Hystereseschleife aufweist. Diese Ringe werden entweder aus einer Eisen-Nickel-Legierung oder aus Ferriten hergestellt. Mittels Spulen, die auf diesen Ring gewickelt sind, ist es möglich, das magnetische Material in den einen oder anderen Remanenzzustand zu bringen. Um einen Speicher zu bilden, werden diese Kerne in Matrixform angeordnet; jeder Kern trägt dann eine Spalten-, Reihen- und Lesewicklung. Die Spaltenwicklungen der Kerne, die zu derselben Spalte gehören, sind hintereinandergeschaltet; ebenso die Reihenwicklungen der derselben Reihe angehörenden Kerne.

Die Verbindung der Lesewicklungen untereinander ist durch die Art der Abfrage des Speichers bestimmt. Wenn z. B. die Kerne nacheinander abgefragt werden sollen, werden die Lesewicklungen in Serie geschaltet. Mittels dieser Wicklungen ist es möglich, wie später näher erläutert wird, einen ausgewählten Kern von dem einen Remanenzzustand in den anderen zu überführen. Wenn ein Remanenzzustan'd die Speicherung einer 0 darstellt und wenn ein einzelner Kern erregt wird, um ihn in den O-Zustand zu 'kippen, so _ erhält man nur dann ein Ausgangssignal, wenn der abgefragte Kern vorher eine 1 gespeichert hatte. Wenn beispielsweise die Kerne einer Reihe abgefragt werden sollen, so wird bei dieser Abfrage ihr Informationsinhalt zerstört.

Wenn die Kernmatrix als Speicher für Informationen benutzt wird, ^!die nach jeder Abfrage geändert werden, so ist diese Eigenschaft kein Nachteil. Wenn aber die Kernmatrix als hal'bpermanenter Speicher dienen soll, beispielsweise als Programmspeicher für ein Rechenwerk, so muß immer wieder dieselbe Information ohne jede Veränderung gespeichert werden. Zu diesem Zweck muß ein Rückführkreis vorhanden sein. Dabei pflanzen sich aber die bei der Rückführung auftretenden Fehler immer weiter fort.

In den Fällen, in denen Kernmatrizen als Dauerspeicher verwendet werden, wurde vorgeschlagen, Kerne nur an den Schnittpunkten vorzusehen, an denen eine 1 gespeichert sein soll. Diese Lösung bringt eine Vereinfachung der Speicherung nach erfolgter Ablesung mit sich, aber hierbei ist es praktisch unmöglich, das Programm zu ändern, besonders dann, wenn bei der Matrix sehr kleine Ringe verwendet wurden, durch die der Leiter lediglich hindurchgefädelt ist.

Diese Nachteile sollen in einem Magnetkernspeicher mit in Spalten und Reihen angeordneten Magnetkernen, die je eine Spalten-, Reihen- und Lesewicklung tragen, Magnetkernspeicher

Anmelder:

International Standard Electric Corporation,

New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt,
Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 26. September 1957

Georges Jean-Louis Phelizon, Malakoff, Seine,

und Charles Emile Armand Laurent, Paris (Frankreich),

sind als Erfinder genannt worden

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erfindungsgemäß dadurch verhindert werden, daß jeder Kern niederohmige Inhibitions wicklungen trägt, die kurzzuschließen sind, wenn sich der magnetische Zustand des Kernes bei der Speicherung und Wiedergabe einer Information nicht ändern soll.

An Hand der Fig. 1 und 2 wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Hystereseschleife eines Magnetkerns,

Fig. 2 einen halbpermanenten Magnetkernspeicher gemäß der Erfindung.

Fig. 1 zeigt die idealisierte Hystereseschleife eines in der Matrix der Fig. 2 verwendeten Magnetkerns. Die beiden Punkte P und N sind die Remanenzpunkte, die zur Speicherung der 1 bzw. der 0 benutzt werden; und zwar entspricht der Magnetisierungszustand P der 0, der Magnetisierungszustand N der 1. Es wird beispielsweise angenommen, daß sich der Kern im Zustand P befindet. Wenn er in den iV-Zustand gebracht werden soll, d. h. wenn eine 1 gespeichert werden soll, muß ein genügend großer Strom, der ein Magnetfeld —H₁ welches größer als die Koerzitivkraft —HO ist, erzeugt, durch eine der Kernwicklungen geschickt werden. Die Magnetisierungskurve des Kernes durchläuft dann den linken Ast der Hystereseschleife, und der Kern gelangt in den iV-Zustand. Anschließend kann die entgegengesetzte Operation durchgeführt werden, indem man ein magnetisches Feld der Größe +H erzeugt.

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Der Kern verbleibt in seinem Remanenzzustand P, wenn der anfänglich durch die Spule geschickte Strom

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nur ein Magnetfeld der Größe —-.— erzeugt. Der entsprechende Weg auf die Hystereseschleife verläuft dann von P nach P₁ und-wieder zurück nach P, so daß der Remanenzzustand nicht geändert wird. Diese Eigenschaften sind allgemein bekannt und werden in den Magnetkernspeiohern ausgenutzt.

Fig. 2 zeigt schematisch eine Ferritkernmatrix mit zwei Reihen und drei Spalten. Jeder Kern T₁₁ bis T₁₃ und T₂₁ bis T₂₃ trägt eine Reihenwicklung t_T, eine Spaltenwicklung t_c und eine Lesewicklung t_e. Die Reihen- und Spaltenwicklungen haben gleiche Windungszahlen 'und gleichen Wickelsinn. Die Reihenwicklungen der Kerne T₁₁ bis T₁₃ innerhalb derselben Reihe sind in Serie geschaltet; ebenso die Spaltenwicklungen der Kerne einer Spalte. In der Fig. 2 entstehen dadurch zwei Reihen- und drei Spaltenkreise; die Spalten und Reihen sind mit Generatoren G₁₀, G₂₀; G₀₁ bis G₀₃ verbunden.. Der Strom, den ein solcher Generator in die zugeordnete Spalte bzw. Reihe schickt, erzeugt je nach· seiner Richtung ein Magnet-

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feld -^— oder ~ , das zum Umkippen der Kerne nicht ausreicht. Jeder Generator besitzt einen Steuereingang b, über den der Generator eingeschaltet und die Stromrichtung gesteuert werden kann. Um einen Kern umzukippen, ist es notwendig, durch die entsprechende Spalten- und Reihenwicklung gleichzeitig einen Stromimpuls hindurchzuschioken, um das Magnetfeld +H bzw. — H zu erzeugen. Beispielsweise wird angenommen, daß die Kerne T₁₁, T₁₂, T₁₃ die Werte 1, 0, 1 gespeichert haben und daß die Kerne nacheinander von links nach rechts gelesen werden sollen. Bekanntlich müssen zu diesem Zweck nacheinander die Steuereingänge &₁₀ und b₀₁, b₁₀ und &₀₂, b₁₀ und O₀₃ so markiert werden, daß durch die Richtung des von den Generatoren gelieferten Stromes die Kerne von dem Zustand N, der der 1 entspricht, in den Zustand P, der der 0 entspricht, gekippt werden. Die Lesewicklungen aller Matrixkerne sind in Reihe geschaltet. So erscheint am Ausgang S jedesmal ein Impuls, wenn ein Kern vom iV-Zustand in den P-Zustand gekippt, d. h. jedesmal wenn ein Kern, der eine 1 gespeichert hat, abgefragt wird. Bei der Abfrage eines Kernes, in dem eine 0 gespeichert ist, erscheint kein Ausgangsimpuls. Bei dieser Abfrage wird die gespeicherte Information zerstört. Dies stellt keinen Nachteil dar, solange die Information bei jeder Neueinspeicherung gewechselt wird.

Wenn jedoch die Ferritkernmatrix als halbpermanenter Speicher benutzt wird, beispielsweise als Programmspeicher eines Rechenwerkes, müssen Mittel vorgesehen werden, die die Informationen sofort nach der Abfrage wieder speichern. Zu diesem Zweck trägt jeder Kern außer der Reihen-, Spalten- und Lesewicklung zwei weitere Wicklungen: eine Inhibitionswicklung und eine Schreibwicklung. Die Schreibwicklungen tf aller Kerne sind hintereinandergeschaltet und mit dem Ausgang des Generators GB verbunden, der durch diese Wicklungen einen Strom hindurchschickt, der ein Feld —H erzeugt, wenn dessen Steuereingang $g markiert ist. In den meisten Fällen kann diese Wicklung aus einer einzigen Schleife bestehen. Die Inhibitionswicklungen t_a sind normalerweise offen und voneinander unabhängig. Wenn ein Programm oder eine Information in einer Reihe gespeichert werden soll, wird die Inhibitionswicklung der Kerne kurzgeschlossen, die eine 0 speichern sollen. Es wird angenommen, daß zunächst sämtliche Kerne eine 0 gespeichert haben; dann wird ein Strom/ vom Generator GE durch die Schreibwicklung geschickt, der in allen Kernen, deren Inhibitionswicklung offen ist, eine 1 speichert. Soll nun die Information gelesen werden, so wird nach dem· oben dargestellten Verfahren vorgegangen. Wenn die Inhibitionswicklung des entsprechenden Kernes offen ist, wird ein Ausgangsimpuls in der Lesewicklung erzeugt; ist die Inhibitionswicklung geschlossen, so wird kein Impuls erzeugt. Nach jeder Abfrage eines Kernes oder einer Reihe wird⁵ wieder ein Strom / durch alle Schreibwicklüngen hindurchgeschickt, :woduEch alle Kerne :niit offener Inhibitionswicklung-wieder in deri- 1 ■'Zustand'zuiückgekippt werden. . ." .·;:-■: .■:* ■■ ' ■

-. Die Schreibwicklungen können'auch^;entfalten/wenn nur die Größe/nicht diePolaritätdesAüsgangsimpulses ausgewertet wird, öder -wenn.man'die'-Äusgarigsim- -. pulse gleichrichtet. Dann wird bei der eisten Abfrage ein Strom -^-, bei der zweiten Abfrage ein Strom

-Tf-, bei der folgenden.Abfrage —- durch die Spatten-

und Reihenwicklungen geschickt. Als Kennzeichen für eine gespeicherte 1 dient dann nicht'ein bestimmter Zustand, sondern der Zustandswechsel selbst, während der infolge der Inhibitionswicklung fehlende Zuständswechsel kennzeichnend für eine gespeicherte 0 ist.

Um die Störsignale zu verhindern, ist es notwendig, den Widerstand der kurzgeschlossenen Inhibitionswicklung so klein wie möglieh zu machen. Die Anschlüsse der Inhibitionswicklungen i_all bis ΐ_α23 können auf ein leicht zugängliches Schaltbrett geführt werden, wo sie bequem kurzgeschlossen werden können bzw. der Kurzschluß einfach aufzuheben ist: ■<

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Magnetkernspeicher mit in Spalten und Reihen angeordneten Magnetkernen} die je eine Spalten-, Reihen- und Lesewicklung tragen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder-Kern zusätzliche niederohmige Inhibitionswicklungen (t_a) trägt, die kurzzuschließen siiid; wenn sich der magnetische Zustand des Kernes bei der Speicherung und Wiedergabe einer Information nicht ändern soll.

2. Magnetkernspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kern "zusätzlich eine Schreibwicklümg (%) trägt, daß die Schreibwicklungen aller Kerne 'hintereinandergeschaltet" sind und daß durch alle Schreibwickluhgen' bei der Speicherung einer Information ein Strom entsprechender Größe und Richtung hindurehgeschickt wird, so daß sich der magnetische Zustand aller Kerne, deren Inhibitfonswicklungen geöffnet sind, verändert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen