DE1086463B - Matrix-Speicherschaltung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Matrix-Speicherschaltung mit einer Anzahl Gruppen von Speicherelementen aus magnetischem Material mit rechteckiger Hystereseschleife und hoher Remanenz, wobei diese Elemente gruppenartig mit einem gleichen Gruppenleiter gekoppelt sind und entsprechende Teile der verschiedenen Gruppen mit einem gemeinsamen Leseleiter gekoppelt sind, der über einen Leseverstärker mit einer bistabilen Kippschaltung verbunden ist.

Um das Signal aus einer bestimmten Gruppe von Speicherelementen abzulesen, wird dabei dem betreffenden Gruppenleiter ein Impuls zugeführt, wodurch die Speicherelemente, in denen die Ziffer 1 aufgezeichnet war, in den Zustand 0 übergehen und dabei dem entsprechenden Leseleiter einen Ausgangsimpuls liefern, der vom Leseverstärker verstärkt wird und die Kippschaltung in einen für die Ziffer 1 kennzeichnenden Zustand bringt. Nach diesem Impuls befinden sich also sämtliche Elemente der betreffenden Gruppe im Zustand 0, und das Signal dieser Gruppe ist in den Kippschaltungen übertragen worden.

Bei einer bestimmten Einrichtung dieser Art, die als »Cambridge« bezeichnet wird, wird das Signal danach wieder in die betreffende Gruppe von Speicherelementen zurückgeschrieben. Zu diesem Zweck wird nach dem ersten Impuls ein zweiter Impuls entgegengesetzter Polarität dem betreffenden Gruppenleiter zugeführt und außerdem ein Impuls zu einer durch die Kippschaltung gesteuerten Torschaltung zugeführt, deren Ausgang mit dem entsprechenden Leseleiter verbunden ist. Befindet sich die Kippschaltung im Zustand 1, so läßt die Torschaltung den Impuls durch, wodurch das mit dem entsprechenden Leseleiter gekoppelte Speicherelement unter der Gesamtwirkung der Impulse über den Gruppenleiter und den Leseleiter in den Zustand 1 geführt wird, während die Speicherelemente, die keinen Impuls über den Leseleiter empfangen, im Zustand 0 verbleiben. Bei der bekannten Einrichtung beträgt die zum Ablesen und wieder Zurückschreiben des Signals eine verhältnismäßig lange Zeit, d. h. etwa 10 μ5ε1ί.

Nach der Erfindung kann die Geschwindigkeit, mit der mit einer solchen Matrix-Speicherschaltung gearbeitet werden kann, ganz beträchtlich dadurch gesteigert werden, daß zwischen den Leseleitern und den Leseverstärkern eine zweite Torschaltung eingeschaltet wird, die während des zweiten Impulses, d. h. beim Zurückschreiten des Signals, gesperrt ist. Es hat sich gezeigt, daß die Dauer einer Ableseperiode durch diese Maßnahme auf weniger als 0,2 μ5ε^ herabgemindert werden kann.

Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeich-Matrix-Speicherschaltung

Anmelder:

N. V. Philips'Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr, 7

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 7. Januar 1958

Nicolaas Cornells de Trolje, Eindhoven (Niederlande), ist als Erfinder genannt worden

as nung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die Speicherschaltung besitzt eine Anzahl von Kernen KIl, K12, K21, K22 usw. aus magnetischem Material mit rechteckiger Hystereseschleife und hoher Remanenz, z. B. aus Ferrit. Diese Kerne können bekanntlich zwei verschiedene Remanenzzustände haben, um die binären Ziffern 1 und 0 aufzuzeichnen. Die Kerne sind gemäß einer Matrix in Reihen und Spalten angeordnet. Die Kerne einer gleichen Spalte bilden eine Gruppe, in der zusammengehörende Signalteile, als »Wort« bezeichnet, aufgezeichnet werden. Diese Kerne sind mit einem gleichen vertikalen Gruppenleiter Vl, V2 usw. gekoppelt. Die Anzahl solcher Gruppen beträgt z. B. 1024 und die Anzahl Kerne je Gruppe ist z. B. 40. Die einander entsprechenden Kerne der verschiedenen Gruppen sind mit einem Leseleiter Ll, L2 usw. gekoppelt; diese Leseleiter sind über einen Transistor Tl, T2, einen Transformator TRl, TR2 und einen Leseverstärker Al, A2, die z. B. mit Transistoren ausgerüstet sind, mit einer bistabilen Kippschaltung Fl, F 2 gekoppelt. Die Kippschaltungen Fl, F2 steuern je eine Torschaltung Pl, P 2 derart, daß die Torschaltungen gesperrt sind, wenn die entsprechende Kippschaltung im Zustand 0 ist.

Die Wirkungsweise der ' Schaltungsanordnung ist wie folgt. Angenommen sei, daß auf nicht näher angedeutete und an sich bekannte Weise Signale im Speicher aufgezeichnet worden sind. Wenn nun das

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Signal aus einer bestimmten Gruppe, z. B. KIl, K21, K 31, abgelesen werden muß, wird durch nicht näher angedeutete Mittel dem Gruppenleiter Vl über die Klemme BVl ein starker Impuls zugeführt, wodurch die im Zustand 1 befindlichen Kerne in den Zustand 0 übergehen und dabei den entsprechenden Leseleitern Ll, L2 usw. einen Reaktionsimpuls liefern, dessen Wert etwa 100 mV beträgt. Diese Impulse werden über die Transistoren T1, T2, die einstweilen weggelassen zu denken sind, die Transformatoren Ti? 1, TR2 und die Leseverstärker Λ1, A2 den bistabilen Kippschaltungen Fl, F 2 übertragen, die infolgedessen in den Zustand 1 geführt werden. Die übrigen Kerne der betreffenden Gruppe liefern keinen Reaktionsimpuls, so daß die entsprechenden Kippschaltungen nach dem Ableseimpuls sich im Zustand 0 befinden. Das Signal ist also aus der betreffenden Gruppe von Speicherelementen verschwunden und von den Kippschaltungen übernommen worden. Um das Signal nicht verlorengehen zu lassen, nachdem die Kippschaltungen wieder in den Nullzustand zurückgeführt werden, um ein folgendes Signal abzulesen, wird letzteres bei der bekannten Einrichtung unmittelbar nach dem Ablesen wieder in die betreffende Gruppe von Speicherkernen zurückgeschrieben. Zu diesem Zweck wird sofort nach dem ersten Impuls dem Gruppenleiter Vl ein zweiter Impuls entgegengesetzter Polarität zugeführt und außerdem der Steuerklemme BK ein Impuls zugeleitet, der von den Torschaltungen Pl, P2 usw. zu den Leseleitern L1, L 2 usw. durchgelassen wird, wenn die entsprechende Kippschaltung Fl, F 2 usw. sich im Zustand 1 befindet. Die Intensität dieser Impulse ist etwas kleiner als der Koerzitivkraft des magnetischen Materials entspricht, so daß die Kerne, die über den Gruppenleiter Vl sowie über den entsprechenden Leseleiter einen Impuls empfangen, in den Zustand 1 übergehen, während die übrigen Kerne irn Zustand 0 verbleiben.

Hierbei tritt folgendes auf. Um das Signal zurückzuschreiben, müssen die Tare Pl, P2 den Leseleitern einen Stromimpuls von etwa 0,5 Amp. liefern. Da die Leseleiter mit einer großen Anzahl magnetischer Kerne gekoppelt sind, ist die Selbstinduktion der Leseleiter verhältnismäßig hoch. Zu Beginn dieses Stromimpulses entsteht deshalb ein Spannungsimpuls von einigen Volt an den Punkten Ql und Q 2, während am Ende des Stromimpulses eine Ausschwingerscheinung auftritt, wodurch an diesen Punkten Spannungsimpulse auftreten, deren Zeitintegral dem der ersten Impulse, jedoch mit entgegengesetzter Polarität entspricht. Die Länge dieser Ausschwingerscheinung ist von der Größe des Belastungswiderständes der Leseleiter abhängig, der beim Fehlen der Transistoren durch die Eingangsimpedanz der Leseverstärker gebildet werden würde. Ist dieser Widerstand niedrig, so haben die Spannungsimpulse eine verhältnismäßig niedrige Amplitude, jedoch eine lange Dauer, wodurch die Gesamtablese- und Rückschreibperiode verhälnismäßig lang wird, z. B. 10 μSeL· Ist dagegen der Widerstand hoch, so ist zwar die Dauer der Spannungsimpulse kurz, aber ihre Amplitude hoch, wodurch wieder der Nachteil auftritt, daß die Leseverstärker übersteuert werden und eine verhältnismäßig lange Wiederherstellungsperiode nötig ist, um aufs neue ablesen zu können.

Diese Bedenken können nicht dadurch behoben werden, daß der Rückschreibimpuls einem besonderen, nicht mit dem Leseverstärker verbundenen Steuerdraht zugeleitet wird, weil dieser Steuerdraht sich durch sämtliche Kerne parallel zürn Leseleiter erstreckt und deshalb damit fest gekoppelt ist, wodurch eine beträchtliche Spannung in den Leseleiter induziert wird.

Bei der Einrichtung nach der Erfindung sind zwischen den Leseleitern L1, L 2 und den Transformatoren TR 1,TR 2, Torschaltungen angeordnet, die im dargestellten Ausführungsbeispiel aus Transistoren Tl, T2 usw. bestehen, von denen die Emitter mit den Transformatoren und die Kollektoren mit den Leseleitern verbunden sind, während die Basiselektroden über Widerstände R1, R 2 mit den Kippschaltungen Fl, F 2 derart verbunden sind, daß die beiden Sperrschichten der Transistoren leitend sind, wenn sich die Kippschaltungen im Zustand 0 befinden, jedoch die Transistoren gesperrt sind, wenn sich die Kippschaltungen im Zustand 1 befinden. Die beim Ablesen von Signalen über die Leseleiter Ll, L2 zugeführten Impulse werden also von den Transistoren durchgelassen, aber die über die Torschaltungen P1, P 2 den Punkten Ql, Q 2 zugeführten Rückschreibeimpulse können den Leseverstärkern nicht übertragen werden, weil die entsprechenden Transistoren dann gesperrt sind. Die Transformatoren Ti? 1 und Ti? 2 transformieren die Ableseimpulse in bezug auf die Leseverstärker hoch, so daß umgekehrt der Eingangswiderstand der Leseverstärker, aus der Richtung der Transistoren gesehen, herabtransformiert wird. Der Eingangswiderstand der Transformatoren TR1, TR 2 beträgt deshalb nur einige Ohm. Der Wert der Widerstände R1, R2 ist z.B. 10000Ohm. Im leitenden Zustand der Transistoren Tl, T2 ist die Spannung der Basiselektrode - z. B.+1V, im gesperrten Zustand — 10 V. Um die Transistoren zu sperren, ist also eine Spannungsänderung von etwa 11V erforderlich, aber davon kommt nur ein kleiner Bruchteil über die Eingangsklemmen der Transformatoren TR1, TR 2 zu stehen, weil diese Spannung ein Verhältnis der Eingangsimpedanz dieser Transformatoren und des Wertes der Widerstände Rl, R2 geteilt wird. Die über die Transformatoren auftretenden Schaltspannungen sind deshalb klein in bezug auf die Ableseimpulse und vermögen also die Leseverstärker nicht zu übersteuern oder die Kippschaltungen in einen anderen Zustand übergehen zu lassen. Da der Eingangswiderstand der Transistoren im gesperrten Zustand hoch ist, wird beim Rückschreiben des Signals nur eine kurze Ausschwingerscheinung an den Punkten Ql, Q 2 auftreten. Die Amplitude desselben ist zwar hoch, aber die Leseverstärker werden hierdurch nicht beeinflußt.

Es hat sich gezeigt, daß durch diese Maßnahme die Zeitdauer des Ablesens und Rückschreibens des Signals auf etwa 0,12 μΞέ\<:. herabgemindert werden kann. Statt Transistoren können gegebenenfalls auch getrennte Gleichrichter als Torschaltung verwendet werden. Dem haftet der Nachteil an, daß der innere Widerstand bestehender Gleichrichter verhältnismäßig viel größer als der von Transistoren ist und daß, um einen verhältnismäßig niedrigen inneren Widerstand erreichen zu können, ein verhältnismäßig hoher Ruhestrom durch die Gleichrichter geschickt werden soll, z. B. 10 mA. Die Torschaltungen können gegebenenfalls auch von gesonderten Impulsquellen statt der Kippschaltungen gesteuert werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Matrix-Speicherschaltung mit Speicherelementen aus magnetischem Material mit rechteckiger Hystereseschleife und hoher Remanenz, bei der diese Elemente gruppenartig mit je einem Gruppenleiter gekoppelt sind und einander ent-

sprechende Elemente der verschiedenen Gruppen mit je einem Leseleiter gekoppelt sind, jeder Leseleiter über einen Leseverstärker mit einer bistabilen Kippschaltung verbunden ist und zum Lesen der Information aus einer bestimmten Gruppe von Speicherelementen dem betreffenden Gruppenleiter ein erster Impuls zugeleitet wird und danach, um das Signal zurückzuschreiben, dem genannten Gruppenleiter ein zweiter Impuls von entgegengesetzter Polarität zugeführt wird und außerdem ein Impuls zu den von den Kippschaltungen gesteuerten Torschaltungen zugeleitet wird, deren Ausgänge mit den entsprechenden Leseleitern verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Leseleitern und den Leseverstärkern zweite Tor-

schaltungen angeordnet sind, die während des zweiten Impulses gesperrt sind.

2. Matrix-Speicherschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Torschaltungen von den zugeordneten Kippschaltungen gesteuert werden.

3. Matrix-Speicherschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Torschaltungen aus je einem Transistor bestehen, dessen Emitter-Kollektor-Kreis zwischen dem Leseverstärker und dem Leseleiter eingeschaltet ist und dessen Basiselektrode über einen Widerstand gesteuert wird, dessen Wert hoch in bezug auf die Eingangsimpedanz des entsprechenden Leseverstärkers ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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