DE1129325B - Matrix-Speichervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Matrix-Speichervorrichtung.

Bekannte Vorrichtungen dieser Art bestehen aus mehreren Speicherelementen, die je einen magnetischen Speicherkern aus einem Magnetmaterial mit verhältnismäßig hoher Remanenz besitzen und in Reihen und Spalten einer Matrix angeordnet sind. Dabei sind die Speicherelemente derselben Reihe mit demselben Reihensteuerleiter und die Elemente derselben Spalte mit demselben Spaltensteuerleiter gekoppelt. Der magnetische Remanenzzustand des Speicherkerns eines bestimmten Speicherelements kann dabei dadurch geändert werden, daß dem mit diesem Element gekoppelten Reihenleiter und Spaltenleiter gleichzeitig ein Impuls zugeführt wird.

Die bekannten Vorrichtungen haben den Nachteil, daß die erwähnten Impulse eine bestimmte kritische Höhe bzw. Leistung haben müssen und daß an das Material der Speicherkerne höhere Anforderungen hinsichtlich der Form der Hystereseschleife gestellt werden müssen. Die Höhe bzw. Leistung der Impulse muß nämlich derart sein, daß die Feldstärke in den Kernen, die nur mit einem der Leiter verbunden sind, denen ein Impuls zugeführt wird, den dem Knick in der rechteckigen Hystereseschleife entsprechenden Wert nicht überschreitet, so daß der magnetische Zustand dieser Kerne nicht geändert werden kann, und andererseits der Magnetisierungszustand des Speicherkerns, der mit den beiden Leitern gekoppelt ist und somit den doppelten Impuls empfängt, in den entgegengesetzten Zustand übergeht, wenn die Impulse die richtige Polarität haben.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtungen besteht darin, daß die doppelte Höhe bzw. Leistung des Impulses, der den Umschlag der Magnetisierung herbeiführen muß, nur wenig größer ist als die Koerzitivkraft des Materials, so daß die Geschwindigkeit, mit der die Magnetisierungsänderung erfolgt, beschränkt ist, da diese Geschwindigkeit der Übererregung, d. h. dem Unterschied zwischen der angelegten Feldstärke und der Koerzitivkraft, proportional ist.

Bei der Matrix-Speichervorrichtung nach der Erfindung sind die magnetischen Speicherkerne derselben Reihe mit einzelnen Hilfsleitern gekoppelt, die mit dem zugeordneten gemeinsamen Reihenleiter verbunden sind. Weiterhin sind die Hilfsleiter je mit zwei Hilfskernen aus einem Magnetmaterial mit verhältnismäßig geringer magnetischer Remanenz gekoppelt, welches eine magnetische Sättigung aufweist, und die Hilfskerne der Speicherelemente derselben Spalte sind mit dem zugeordneter! Spaltenleiter so Matrix-Speichervorrichtung

Anmelder:

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

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

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 13. Februar 1959 (Nr. 236 126)

Winand Johannes Schoenmakers, Eindhoven

(Niederlande),
ist als Erfinder genannt worden

gekoppelt, daß die Hilfskerne jedes Paares diesen in pro Kern entgegengesetztem Sinne mit dem zugehörigen Hilfsleiter verkoppeln.

Die Hilfskerne erfüllen die Funktion einer in Reihe mit den Hilfsleitern geschalteten Art von Schaltern, da im unmagnetisierten Zustand der Hilfskerne die Hilfsleiter infolge ihrer Kopplung mit den Hilfskernen eine höhere Induktivität aufweisen, so daß der Strom in den Hilfsleitern begrenzt wird, wenn dem betreffenden Reihenleiter ein Spannungsimpuls zugeführt wird. Der magnetische Zustand des Speicherkerns kann sich also nicht ändern, während bei Zuführung eines Stromes zum Spaltenleiter die mit ihm gekoppelten Hilfskerne in die magnetische Sättigung geführt werden, die Induktivität der mit ihnen gekoppelten Hilfsleiter also sehr niedrig wird und daher der magnetische Zustand des Speicherkerns beeinflußt werden kann.

Diese Vorrichtung bietet den Vorteil, daß das Material der Speicherkerne im Prinzip keine rechteckige Hystereseschleife aufzuweisen braucht, sondern daß es genügt, wenn das Material eine magnetische Remanenz aufweist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Impulsstärke viel größer sein kann als der Koerzitivkraft entspricht, so daß eine

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Änderung des Magnetisierungszustandes sehr schnell erfolgen kann.

Die Erfindung wird an Hand eines in der Figur sehematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

In der Zeichnung ist eine Matrix-Speichervorrichtung mit vier Speicherelementen Mil, M12, M21 und M 22 dargestellt, die in zwei Reihen und zwei Spalten angeordnet sind. Es ist einleuchtend, daß diese Anzahl nach Bedarf vergrößert werden kann. Die Speicherelemente besitzen je einen Speicherkern KU, K12, K 21 und £22 aus einem Magnetmaterial mit verhältnismäßig holer Remanenz und zwei Hilf skerne A11, B 11; A 12, B12 usw. aus einem Magnetmaterial mit hoher Permeabilität. Die Speicherkerne und die Hilfskerne jedes Speicherelements sind mit einem gemeinsamen Hilfsleiter L U, Z, 12, L 21 und L 22 gekoppelt. Die Hilfsleiter von Elementen derselben waagerechten Reihe, z. B. LIl und L12 bzw. L 21 und L 22, sind zueinander parallel geschaltet, und das eine Ende der so entstandenen Parallelschaltung ist mit den waagerechten Steuerleitern Hl bzw. Hl, das andere Ende mit Masse verbunden. Die Hilfskerne, wie z. B. All, BU; All und 521, von Speicherelementen derselben senkrechten Spalte sind mit einem gemeinsamen senkrechten Steuerleiter Vl bzw. V2 gekoppelt, und zwar derart, daß der eine Hilfskern eines Speicherelements den Steuerleiter Vl bzw. V2 in dem einen Sinne mit dem HilfsleiterLU bzw. L12 usw. koppelt, der andere Kern im anderen dazu entgegengesetztem Sinn. Wenn einem senkrechten Steuerleiter Vl oder V 2 ein Impuls zugeführt wird, so werden die mit diesem gekoppelten Hilfskerne in die magnetische Sättigung geführt. Infolge der in beiden Hilfskernen auftretenden Änderung der Magnetisierung und ihrer gegensinnigen Kopplung wird in den Hilfsleitern keine Induktionsspannung erzeugt, während umgekehrt auch bei einer Stromänderung in einem Hilfsleiter keine Spannung in einem senkrechten Steuerleiter induziert wird.

Die Wirkungsweise dieser Schaltung ist weiterhin wie folgt:

Wenn ein bestimmter Speicherkern, z. B. KIl des Speicherelements MIl, in einen bestimmten magnetischen Informationszustand gebracht werden muß, wird gleichzeitig einem diesem Element entsprechenden Reihen- und Spaltenleiter, in diesem Fall Hl und Vl, ein Impuls zugeführt. Folglich fließt über den LeiterHl und den HilfsleiterLU ein Strom nach Erde, der so groß ist, daß die Koerzitivkraft im Kern KIl überschritten wird und dieser Kern in den entgegengesetzten Remanenzzustand übergeht. Da die Kerne A 11 und B11 infolge des durch den Leiter Vl fließenden Stromes magnetisch gesättigt sind, ist nämlich die Induktivität des Leiters L11 verhältnismäßig niedrig, und der Strom durch diesen Leiter wird daher nicht begrenzt. Dagegen sind die Kerne A12 und 2? 12 des Elements M12 nicht gesättigt, da, wie angenommen wird, kein Strom durch den Leiter V 2 fließt. Die Induktivität des Leiters L12 ist dann verhältnismäßig groß, so daß der Strom durch den Leiter L12 begrenzt wird und der magnetische Zustand des Kerns K12 nicht beeinflußt wird. Die Magnetisierung des Kerns .£21 kann auch nicht geändert werden, wenn nicht auch dem Leiter H 2 ein Impuls zugeführt wird, da, wie oben bereits bemerkt wurde, die Leiter Vl und L 21 nicht miteinander gekoppelt sind. Es ist einleuchtend, daß es auf diese Weise auch möglich ist, gleichzeitig Information in einer Anzahl von Kernen derselben Reihe oder derselben Spalte einzuschreiben, indem den diesen Kernen entsprechenden Steuerleitern gleichzeitig ein Impuls zugeführt wird. . .

Ein Vorteil dieser Vorrichtung ist, daß die Impulse innerhalb gewisser Grenzen sehr kräftig gewählt werden können, da sie nicht mehr an bestimmte Materialeigenschaften gebunden sind, wie es bei bekannten Systemen der Fall ist. Hierdurch kann auch die Umschlaggeschwindigkeit der Magnetisierung viel größer als bei den bekannten Vorrichtungen sein.

Eine bestimmte Magnetisierungsrichtung eines Kerns entspricht bekanntlich einer bestimmten binären Information, z. B. der Ziffer 1, während die entgegengesetzte Magnetisierungsrichtung der Ziffer 0 entspricht. Eine bestimmte Information kann auf die oben beschriebene Weise eingeschrieben werden. Wenn man die Information aus einer bestimmten Zeile wieder auslesen will, z.B. aus den Speicherkernen im und K12, so wird dem mit diesen Kernen gekoppelten Ausleseleiter P1 ein primärer Ausleseimpuls zugeführt. Die Polarität dieses Impulses ist derart, daß die im Zustand 1 befindlichen Kerne hierdurch in den Zustand 0 übergeführt werden, wobei in den mit diesen Kernen gekoppelten senkrechten Ausgangsleitern 51 und 52 ein Reaktionsimpuls erzeugt wird, der weiterhin den Ausleseverstärkern UVl und UV2 zugeführt wird.

In der dargestellten Vorrichtung sind die Hilfsleiter derselben Reihe einander parallel geschaltet. Den Reihensteuerleitern müssen dann Impulse mit gegebenen Spannungen zugeführt werden.

In einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung sind die Hilfsleiter miteinander in Reihe geschaltet und je von einem einzelnen Widerstand überbrückt. Jedes Speicherelement enthält dann also zwei parallele Stromzweige, die aus dem Hilfsleiter und dem mit diesem gekoppelten Speicherkern und dem Hilfskernpaar einerseits und dem Widerstand andererseits bestehen. Der Gesamtstrom durch die Parallelzweige ist für sämtliche Speicherelemente einer Reihe gleich, jedoch das Verhältnis der Ströme durch die Zweige und somit der Strom durch den Hilfsleiter wird wieder durch den Magnetisierungszustand der Hilfskerne bedingt.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Matrix-Speichervorrichtung mit einer Anzahl von Speicherelementen, die je einen magnetischen Speicherkern aus einem Magnetmaterial mit verhältnismäßig hoher Remanenz besitzen und in Reihen und Spalten einer Matrix geordnet sind, wobei die Speicherelemente derselben Reihe mit demselben Reihensteuerleiter und die Elemente derselben Spalte mit demselben Spaltensteuerleiter gekoppelt sind, in der Weise, daß der magnetische Remanenzzustand des Speicherkems eines bestimmten Speicherelements dadurch geändert werden kann, daß dem mit diesem Element gekoppelten Reihenleiter und Spaltenleiter gleichzeitig ein Impuls zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Speicherkerne derselben Reihe (KIl, K12) mit einzelnen Hilfsleitern (L 11, L12) gekoppelt sind, die mit dem zugeordneten Reihenleiter (Hl) verbunden sind, und daß die einzelnen Hilfsleiter je mit zwei

Hüfskernen aus einem Magnetmaterial mit verhältnismäßig kleiner magnetischer Remanenz gekoppelt sind, welches eine magnetische Sättigung aufweist, wobei die Hilfskerne der Speicherelemente derselben Spalte (z. B. A11, B11; A 21, 521) mit den zugeordneten Spaltenleitern (Fl) so gekoppelt sind, daß die Hilfskerne jedes Paares diesen in pro Kern entgegengesetztem Sinn mit dem zugehörigen Hilfsleiter verkoppelt.

2. Matrix-Speichervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsleiter derselben Reihe parallel zueinander geschaltet sind.

3. Matrix-Speichervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsleiter derselben Reihe miteinander in Reihe liegen und je von einem einzelnen Widerstand überbrückt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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