DE1098256B

DE1098256B - Informationsspeicher

Info

Publication number: DE1098256B
Application number: DEZ5854A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Lorenz Hanewinkel
Original assignee: Zuse KG
Current assignee: Zuse KG
Priority date: 1956-11-05
Filing date: 1956-11-05
Publication date: 1961-01-26
Also published as: GB873627A; US3052872A; GB871714A; FR1190042A; DE1288824B; US3083354A

Description

Bei Informationen verarbeitendenGeräten, insbesondere elektronischen Rechengeräten, besteht eines der Hauptprobleme in der Speicherung von Informationen. Es ist eine Reihe von technischen Mitteln für diesen Zweck entwickelt worden. Entsprechend den verschiedenen Arbeitsweisen der Geräte unterscheidet man unter anderem zwischen Parallel- und Serienspeichern, auch dynamische Speicher genannt. Bei den zuletzt genannten Typen wandert die Information, z. B. eine Dualzahl, Stelle für Stelle durch ein dynamisches Register hindurch, so daß die einzelnen Ziffern auch rechnerisch nacheinander behandelt, z. B. zu den Ziffern einer anderen Zahl addiert werden können. Für derartige Register wurden bisher hauptsächlich Verzögerungslinien verschiedener Bauart verwendet oder auch Teile von Magnettrommelspuren, bei denen am Anfang eines Sektors die Ziffern eingeschrieben und am Ende wieder abgelesen werden, wobei Anfang und Ende über Verstärker einen geschlossenen Kreislauf bilden können. Man hat auch schon mit Hilfe der bekannten Ferritkerne durch Aneinandersetzen Verschiebungsketten gebildet, wobei die Information von einem Kern zum anderen durchgeleitet wird. Dieser Weg hat jedoch den Nachteil, daß die Impulsfrequenz beschränkt ist, da die Kerne sich durch häufiges Umschalten zu stark erwärmen.

Eine andere bewährte Art, Informationen mit Hilfe von Ferritkernen zu speichern, besteht in der Anordnung kleinerer Ferritkerne in Matrixform, wobei die Information in dem einzelnen Kern im wesentlichen stehenbleibt, so daß ein häufiges Umschalten entfällt. Will man ein solches Register als Serienregister benutzen, so müssen z, B. die Spalten nacheinander angerufen werden, um die einzelnen Dualziffern abzufragen und wieder einzuschreiben. Hierzu sind bei Anwendung der bisherigen Technik verhältnismäßig teuere elektronische Mittel erforderlich.

In folgendem soll nun eine Kombination an sich bekannter Bauelemente beschrieben werden, welche es ermöglicht, ein Speicherwerk mit mehreren Serienregistern im wesentlichen aus Ferritkernen aufzubauen. Der technische Fortschritt liegt in dem besonders einfachen Aufbau gegenüber den bisherigen Schaltungen. Der Grundgedanke besteht in der Kombination einer aus Ferritkernen aufgebauten Kette mit einer aus Ferritkernen aufgebauten Speichermatrix. Die Kette dient dabei lediglich dem Anruf der einzelnen Spalten der Matrix, während die Speicherung selbst in bekannter Weise durch die Elemente der Matrix erfolgt. Der Vorteil liegt in der besonders einfachen Anrufeinrichtung für die Spalten der Matrix. Die Ferritkernkette selbst wird jeweils nur mit einem stets umlaufenden Einzelimpuls belastet, so daß die Kerne nur selten umgeschaltet zu werden brauchen. Im übrigen können für den Schaltungsaufbau bewährte Formen benutzt werden.

Informationsspeicher

Anmelder:

Zuse K.-G.,
Bad Hersfeld, Wehneberger Str. 4

Dipl.-Phys. Lorenz Hanewinkel, Bad Hersfeld,
ist als Erfinder genannt worden

Die Erfindung geht danach aus von einer Schaltungsanordnung zur Serienspeicherung von binären Informationen in einer Ferritkernmatrix mit Spaltenleitungen und Zeilenleitungen zur Koinzidenzansteuerung der einzelnen Ferritkerne und mit Leseleitungen zur Serienablesung der in jeweils einer Zeile gespeicherten Information unter Verwendung einer als Ringzähler geschalteten Ferritkern-Schiebekette, von der jede Zählas stufe eine Spaltenleitung der Ferritkernmatrix speist, und ist dadurch gekennzeichnet, daß jede Zählstufe der Schiebekette zwei Ferritkerne, einen B-Kern und einen Α-Kern, mit je einer Eingangs-, einer Ausgangs- und einer Schiebewicklung enthält, wobei die Ausgangswicklung jedes B-Kerns mit der Eingangswicklung des zugehörigen Α-Kerns und die Ausgangswicklung jedes Α-Kerns mit der Eingangswicklung des B-Kerns der folgenden Zählstufe verbunden ist, und daß die Schiebewicklungen der B-Kerne mit einer Uhrimpulsquelle I und die Schiebewicklungen der Α-Kerne mit einer weiteren Uhrimpulsquelle II, deren Schiebeimpulse jeweils zwischen zwei Schiebeimpulsen der Uhrimpulsquelle I auftreten, verbunden sind, wobei die Spaltenleitungen aus entsprechenden Wicklungen der A-Kerne

4Q gespeist werden.

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Kerne B₁, A₁, B₂, A₂ ... B_n, A_n stellen eine Kernkette dar, die als Ringzähler geschaltet ist, in dem eine zu Beginn einer Operation einmal über die Leitung i₀ eingespeiste binäre »Eins« in Form eines Impulses durch abwechselnd über die Leitungen I und II zugeführte Schiebeimpulse von Kern zu Kern weitergeschoben wird. Zu diesem Zweck besitzt jeder Kern der Kette eine Eingangswicklung, eine Ausgangswicklung und eine Schiebewicklung. Die Ausgangswicklung des Kerns B₁ ist z. B. über die Diode D₁₁ mit der Eingangswicklung des Kerns A₁ verbunden, die Ausgangswicklung des Kerns A₁ ist über die Diode D₁₂ mit der Eingangswicklung des Kerns B₂ verbunden usw. bis

109 507/277

zur Ausgangswicklung des Kerns B_n, der über die Diode D_ni mit der Eingangswicklung des Kerns A_n verbunden ist. Die Ausgangswicklung des Kerns A_n ist über die Diode D_n2 nut der Eingangswicklung des Kerns B₁ verbunden, so daß sich ein Ringzähler ergibt. Jeder der Kerne B₁ ... B_n besitzt eine Schiebewicklung. Alle diese Schiebewicklungen sind in Reihe geschaltet und erhalten in regelmäßiger Folge Schiebeimpulse über eine Leitung I zugeführt. Ebenso besitzen alle Kerne A₁ ... A_n je eine Schiebewicklung, denen über eine Leitung II Schiebeimpulse mit der gleichen Folgefrequenz, aber phasenverschoben gegen die Leitung I, zugeführt werden. Ein Stromimpuls auf der Leitung J₀ bewirkt die Magnetisierung des Kerns B₁. Ein anschließend angelegter Stromimpuls I magnetisiert den Kern B₁ in umgekehrter Richtung und bewirkt über den zwischengeschalteten Richtleiter D11 die Magnetisierung des Kerns A₁. Ein Stromimpuls auf Leitung II magnetisiert den Kern A₁ wieder zurück und kippt über den zwischengeschalteten Richtleiter D 21 den Kern B₂. Auf analoge Weise wird durch weitere abwechselnde Impulse auf Leitungen I und II die Magnetisierung abwechselnd von einem S-Kern auf einen A-Kera. und wieder auf einen 23-Kern usw. übernommen. Der Stromimpuls bei i₀ dient nur zum einmaligen Start der Kette.

Die Magnetkerne A₁, A₂ ... A_n haben jeweils eine vierte Wicklung, in der jeweils bei Ummagnetisierung des Kerns ein Spannungsimpuls induziert wird. Diese Wicklungen sind mit Leitungen O₁, O₂ ... O_n verbunden, die als Spaltenauswahlleitungen der Speichermatrix M dienen.

Die Speichermatrix besteht aus η · m Ferritringen, die in m Zeilen und η Spalten angeordnet sind. Durch die Ferritringe jeder Spalte ist jeweils eine Spaltenleitung Ci₁, Ct₂ ... a_n hindurchgefädelt, ebenso ist durch die Ferritringe jeder Zeile je eine Zeilenauswahlleitung T₁, r₂ ... r_m hindurchgefädelt. Weiterhin ist durch die Ferritringe jeder Zeile eine Leseleitung I₁, I₂ ... I_1n gefädelt, wobei die Richtung der Fädelung von Kern zu Kern gewechselt ist, um Störungen zu vermindern. Die Leseleitungen können auch, wie dies im Beispiel der Fig. 2 vorausgesetzt ist, alle in Reihe geschaltet und so zu einer einzigen Leseleitung 1 vereinigt sein.

Im Betrieb treiben nacheinander die Kerne A₁, A₂, A_z ... A_n jeweils zuerst einen positiven und dann einen negativen Stromimpuls durch die angeschlossenen Spaltenleitungen a_x, a₂ ... a_n der Speichermatrix M und durch die mit den Spaltenleitungen in Reihe geschalteten Begrenzungswiderstände W₁, W₂ ... W_n.

Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt des zeitlichen Ablaufs der Impulse in den verschiedenen Leitungen. Es ist angenommen, daß alle A- und B-Kerne sich in dem einen Magnetisierungszustand befinden und nur der Kern B₂ umgekehrt magnetisiert ist. Durch den nächsten auf der Leitung I eintreffenden Uhrimpuls I₂ klappt B₂ in seinen ursprünglichen Magnetisierungszustand zurück, und A₂ wird ummagnetisiert. Dadurch entsteht auf der Spaltenleitung a₂ ein positiver Ausgangsimpuls a₂. Durch den nächsten Uhrimpuls H₂ auf der Leitung II springt der Kern A₂ in seinen ursprünglichen Magnetisierungszustand zurück und erzeugt auf der Leitung «₂ einen negativen Impuls a₂". Gleichzeitig wird der Kern B_s ummagnetisiert. Durch die Uhrimpulse I₃ und H₃ wiederholt sich das gleiche Spiel am Kern A₃, und es werden die Impulse a_s' und a_s" auf der Leitung a_s erzeugt. Die Ströme auf den Spaltenleitungen der Matrix haben die halbe zur Sättigung der Matrixkerne erforderliche Amplitude. Eine der Zeilenleitungen der Speichermatrix r_lt r₂, r_s ... r_m sei ausgewählt und führe die andere Hälfte des zum Kippen der Matrixkerne dieser Zeile η erforderlichen Stromes. Ein Beispiel für die Impulsform der Zeilenströme ist in Fig. 3 mit rt angegeben. Die positiv gezeichneten Impulse, die in Koinzidenz mit I liegen, dienen zum Nullsetzen und Auslesen der Matrixkerne. Die negativen Impulsanteile, die in Koinzidenz mit II liegen, werden je nach der einzuschreibenden Information vorhanden sein oder fortgelassen. Das gezeichnete Beispiel zeigt" das Einschreiben der Information 11001. Beim Ummagnetisieren der Matrixkerne wird in der Leseleitung l_t jeweils ein Spannungsimpuls induziert.

Die Leseleitungen sind in bekannter Weise durch die Matrixkerne derart geführt, daß die Störsignale sich gegenseitig auf ein Minimum kompensieren. Hierzu wird die Leitung durch aufeinanderfolgende Kerne abwechselnd in umgekehrter Richtung gefädelt. Die Leitungen der einzelnen Zeilen sind entsprechend in Serie hintereinander gekoppelt. Bei sehr großer Zeilenanzahl wird der günstigeren Anpassung wegen in bekannter Weise die Zusammenschaltung der Leseimpulse nicht durch Hintereinanderschaltung der gesamten Leseleitung vorgenommen, sondern erst nach elektronischer Verstärkung. Wegen der abwechselnden Fädelung der Leseleitung liegen die Spannungsimpulse aus den einzelnen Kernen mit abwechselnder Polarität vor. Außerdem werden auch beim Einschreiben in die Matrixkerne Spannungsimpulse in der Leseleitung induziert. Im Leseverstärker LV der Fig. 2 sind Schaltungsmittel vorgesehen, die die Impulse, die vom Schreiben herrühren, unterdrücken und die unabhängig von der Polarität der Leseimpulse die Information verarbeiten.

In Fig. 3 ist ein Beispiel für die aus der Zeile Ri herausgelesene Nutzinformation angegeben, die im Beispiel die binäre Zahl 01101 darstellt. Das bedeutet, daß vor dem geschilderten kombinierten Lese- und Schreibvorgang in der Zeile Ri die Kerne der Spalten 2, 3 und 5 die Information »Eins« enthalten hatten.

Fig. 2 zeigt eine Blockschaltung als Beispiel für die Ansteuerung eines Speichers nach der Erfindung. Von der Uhr U gehen Steuerimpulse zum Kernkettentreiber KT.

Dieser liefert die Impulse I und II für die Kernkette KK. Von ihr gehen die Impulse O₁ ... a_n zur Matrix M. Die einzutragende Information kommt über Tor Eg oder, falls sie nach dem Ablesen erhalten bleiben soll, über das Tor Reg aus dem Leseverstärker. Sie wird im Mischer Mi mit Uhrimpulsen in geeigneter Weise ausgeblendet und arbeitet über den Schreibverstärker SV und den Adressenentschlüßler AE, die von einer Adressensteuerung AS betrieben werden, auf die Leitungen ri. Die herausgelesene Information kann über den Ausgang Ag entnommen werden.

Der Speicher kann auch mit mehreren Zeilenregistern gleichzeitig arbeiten. Es entfällt dann der Adressenentschlüßler, während mehrere Schreib- und Leseverstärker entsprechend vorgesehen werden müssen.

,-,

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Serienspeicherung von binären Informationen in einer Ferritkernmatrix mit Spaltenleitungen und Zeilenleitungen zur Koinzidenzansteuerung der einzelnen Ferritkerne und mit Leseleitungen zur Serienablesung der in jeweils einer Zeile gespeicherten Information unter Verwendung einer als Ringzähler geschalteten Ferritkernschiebekette, von der jede Zählstufe eine Spaltenleitung der Ferritkernmatrix speist, dadurch, gekennzeichnet, daß jede Zählstufe der Schiebekette zwei Ferritkerne, einen B-Kern und einen Α-Kern, mit je einer Eingangs-, einer Ausgangs- und einer Schiebewicklung enthält, wobei die Ausgangswicklung jedes B-Kerns mit der - Eingangswicklung des zugehörigen Α-Kerns und die

. 5

Ausgangswicklung jedes Α-Kerns mit der Eingangswicklung des B-Kerns der folgenden Zählstufe verbunden ist, und daß die Schiebewicklungen der B-Kerne mit einer Uhrimpulsquelle (I) und die Schiebewicklungen der Α-Kerne mit einer weiteren Uhrimpulsquelle (II), deren Schiebeimpulse jeweils zwischen zwei Schiebeimpulsen der Uhrimpulsquelle (I) auftreten, verbunden sind, wobei die Spaltenleitungen aus entsprechenden Wicklungen der Α-Kerne gespeist werden.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um gleichzeitig mit dem jeweils durch die Uhrimpulse (I) bewirkten Lesen der Information einer Zeile eine neue Information jeweils während der Uhrimpulse (II) in die gleiche Zeile einzuschreiben.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auswahlschaltung (AE) vorgesehen ist, durch die jeweils nur die Impulsleitung (ri) einer Zeile betätigt wird, so daß nur die Kerne der jeweils angerufenen Speicherzeile gekippt werden.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zeile eigene Schreib-, Lese- und Regenerierungseinrichtungen zugeordnet sind, so daß dauernd sämtliche Speicherzellen als dynamische Register arbeiten.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Elektron. Rundschau, 9, 1955, Nr. 10 (Oktober), S. 349 bis 353;

USA.-Patentschrift Nr. 2 719 961.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen