DE1175918B - Magnetkern-Speichermatrix - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: G06f

Deutsche Kl.: 42 m-14

Nummer: 1175 918

Aktenzeichen: A 32361IX c / 42 m

Anmeldetag: 30. Juni 1959

Auslegetag: 13. August 1964

In kleinen und billigen datenverarbeitenden Anlagen verwendet man oft Rechenwerke, die nach dem Serien- oder Serien-Parallelprinzip arbeiten, um den Aufwand an Schaltungselementen zu begrenzen. Unter Serienbetrieb ist zu verstehen, daß die einzelnen Dualziffern der Zahlen im Rechenwerk sequentiell verarbeitet werden. Serien-Parallelbetrieb bedeutet, daß sämtliche Dualziffern, die zur Darstellung einer Dezimalziffer (Tetrade, Pentade usw.) benötigt werden, gleichzeitig verarbeitet werden, jedoch wer- ΐυ den die verschiedenen Dezimalziffern einer Zahl sequentiell verarbeitet.

Das Speicherwerk der meisten Serien- und Serien-Parallelmaschinen ist eine magnetische Trommel, die für Serienbetrieb gut geeignet ist. Sie hat aber gewisse Nachteile, die insbesondere bei kleinen elektronischen Büromaschinen erheblich sind. Sie ist auch gegen Stöße und Staub empfindlich, und wegen der Abnutzung ist sie für langen Betrieb ohne Überwachung nicht geeignet.

Es ist auch bekannt, sogenannte Verschiebespeicher mit magnetischen Kernen als Speicherelemente zu benutzen. Die Wicklungen der verschiedenen Kerne sind über Schaltungsnetze, die eine unilaterale Verschiebung der gespeicherten Informationen sicherstellen sollen, zusammengeschaltet. Diese Schaltungsnetze enthalten Transistoren oder Dioden und gegebenenfalls auch Verzögerungselemente, wie Kondensatoren und Spulen.

Bei gewissen Anwendungen ist es notwendig, mehrere parallel arbeitende mehrstufige Serienspeicher einzusetzen. In diesem Fall wird die Zahl der Schaltungselemente erheblich, und ein solcher aus Verschiebespeichern bestehender Serienspeicher wird teuer und kompliziert. Die Treibimpulsgeneratoren werden weiter kompliziert, da sie sämtliche Kerne des Verschiebespeichers bei jeder Verschiebung treiben müssen.

Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines Serienspeichers, bei dem die Schaltungsnetze zwischen den verschiedenen Stufen des Speichers eliminiert sind und die nötigen Treibimpulsgeneratoren sehr einfach sein können.

Bei der Lösung dieser Aufgabe wird von einer Magnetkern-Speichermatrix für Serien-Parallelbetrieb und zum Ablesen und darauffolgenden Wiedereinschreiben in eine folgende Zeile während jedes Impulsverteilertaktes ausgegangen, bei der die einzelnen Zeichen der Informationen in den Zeilen der Matrix gespeichert sind und ein Impulsverteiler zur zyklisehen Erzeugung der Zeilenhalbströme die Zeilendrähte abtastet. Hierbei sind ferner eine an eine Magnetkern-Speichermiatrix

Anmelder:

Aktiebolaget Ätvidabergs Industrier, Atvidaberg (Schweden)

Vertreter:

Dipl.-Ing. W. Meissner, Berlin 33,

und Dipl.-Ing. H. Tischer, München 2, Tal 71,

Patentanwälte

Als Erfinder benannt:

Erik Gerhard Natanael Westerberg, Stockholm

Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 1. Juli 1958 (6285)

gleichsinnig durch sämtliche Kerne geführte Wicklung angeschlossene Lesehalbstromquelle und ein für jede Spalte besonderer Impulsgenerator vorgesehen, der durch die aus einem Spaltendraht erhaltenen Leseimpulse gesteuert wird und Schreibhalbströme für dieselbe Spalte erzeugt.

Gemäß der Erfindung ist eine solche Magnetkern-Speichermatrix dadurch gekennzeichnet, daß jeder an einem Ausgang des Impulsverteilers angeschlossene Zeilendraht in Form einer Schleife durch die Kerne von zwei Zeilen im entgegengesetzten Sinne geführt ist und daß die Lesehalbstromquelle nur während des ersten Teils eines Zeilenhalbstromimpulses wirksam ist, während der Spaltenimpulsgenerator während des letzten Teils des Zeilenimpulses wirksam ist.

Einige erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt.

F i g. 1 zeigt einen zu einem »Ring« verbundenen Speicher zur Informationsverschiebung in den Spalten;

Fig. 2a bis 2d zeigen verschiedene Impulsfolgen;

F i g. 3 stellt eine weitere Ausführungsform der Erfindung dar;

F i g. 4 zeigt eine Abwandlung des Verschiebungsspeichers gemäß Fig. 3;

Fig. 5 stellt eine weitere Ausführungsform der Erfindung dar.

F i g. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Speicher mit fünf Reihen 1, 2, 3, 4, 5, wobei jede einzelne Reihe nur zwei Kerne enthält. Die Kerne von verschiedenen

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Reihen liegen genau vertikal untereinander, so daß sie eine Matrix von fünf Reihen 1 bis 5 und zwei Spalten I, II bilden. Mit jeder Spalte ist ein Verzögerungsverstärker 7 verbunden, dessen Ausgangssignal (v„ in F i g. 2 d) erst nach einer kurzen Zeit auftritt, nach der das Eingangssignal (v_H in F i g. 2 c) aufgebracht worden ist. Alle Kerne in einer Spalte sind an eine mit dem Eingang des jeweiligen Verstärkers 7 verbundene Signalleitung 8 angeschlossen sowie an eine Ausgangsleitung 9, welche die halben Eins-Stellungs-Impulse, Va Ep, die an den Ausgang des jeweiligen Verstärkers 7 erscheinen, aufnimmt. Mit jeder Reihe ist ein Impulsgenerator 11 bis 15 verbunden; diese Generatoren bilden in ihrer Gesamtheit einen Impulsfolge- oder Abtastgenerator 10. Die von den Generatoren 11 bis 15 abgegebenen Impulse sind in F i g. 2 a mit T₁ bzw. T₂ bzw. T.j bzw. T₄ bzw. T₅ bezeichnet. Diese Impulse sind halbe Impulse. Wenn der Generator 11 durch einen Startimpuls Sp, der rend des Intervalls (J₅-J₄) die Leitung 20 den Impuls T- führt. Diese Verschiebung von Reihe 1 auf Reihe 5 bewirkt eine Null-Stellung der Reihe 1 und ist notwendig, damit die Information in Reihe 2 nicht einer »alten« Information in Reihe 1 überlagert und auf diese Weise während einer folgenden Verschiebung zerstört wird. Die Verschiebung kann als ein Austauschvorgang angesehen werden, bei dem während des Impulses T₁ die Information in Reihe 2 mit der »Lücke« oder der freien Stelle in Reihe 1 Platz wechselt und bei dem während des Impulses T., die Information in Reihe 3 mit der Lücke in Reihe 2 Platz wechselt usw.

Angenommen, daß eine »Eins« oder mehrere »Einsen« in Reihe 5 gespeichert sind, während die anderen Reihen nur »Nullen« enthalten, so wird diese »Eins« (oder diese »Einsen«) während des Impulses T_i der ersten Abtastperiode oder Impulsfolge des Generators 10 von Reihe 5 auf Reihe 4 verscho-

von einer Außenquelle (nicht gezeigt) kommt, einge- 20 ben. Während der nächsten Abtastperiode wird die

schaltet wird, werden die Impulse T₁ bis T₅ in dichter Folge in einem Abtastvorgang einer nach dem anderen ohne Überlappung (s. Fig. 2a) erzeugt. Die halbe Impulse führenden Steuerleitungen 16 bis 20 der Impulsgeneratoren 11 bis 15 sind an jedes Kernpaar der Reihen 1 bis 5 angeschlossen. Die Steuerleitung 16 des Impulsgenerators 11 bildet eine an die Kerne in den Reihen 1 und 2 angeschlossene Schleife, die Steuerleitung 17 des Impulsgenerators 12 bildet »Eins« (oder die »Einsen«) während des Impulses T₃ von Reihe 4 auf Reihe 3 übertragen oder verschoben, und während der dritten Abtastperiode wird die »Eins« (oder die »Einsen«) während des Impulses T₂ von Reihe 3 auf Reihe 2 verschoben. Die »Einsen« in Reihe 2 werden dortselbst während des Impulses T₁ in der vierten Abtastperiode des Impulsfolge- oder Abtastgenerators 10 ausgelöscht und in Reihe 1 geschrieben. Während des Impulses T. wer-

eine an die Kerne in den Reihen 2 und 3 angeschlos- 30 den in dieser Abtastperiode auch die »Einsen« aus sene Schleife usw. Die zur Schleife geschaltete Lei- Reihe 1 ausgelöscht und in Reihe 5 geschrieben, tung 16 führt während des Intervalls (J₁-O) den Im- Nach vier Abtastperioden wird der ursprüngliche Zu-

h 1 d l

puls T₁, der als ¹Za Ep durch die Reihe 1 und als ¹ 2 Np durch die Reihe 2 geht. Auf die gleiche Weise geht während des Intervalls (J₂-J₁), während welchem die Leitung 17 den Impuls T₂ führt, Va Ep durch die Reihe 2 und V2 Np durch die Reihe 3. Zu Beginn jedes T-Impulses (in den Augenblicken 0, J₁ . .., J₄) schickt ein Hilfsgenerator 21 über die Leitung 22

(Fig. 2b) "äNp durch alle Kerne. Dieser ¹AjNp wirkt mit dem von dem Generator 11 während der Zeit (J₁-O) durch die Reihe 2 gesandten V* Np (T₁) so zusammen, daß jeder Kern mit Eins-Stellung in dieser Reihe in die Null-Stellung übergeht. Das durch den Wechsel des Kernstroms induzierte Signal (v₈ in Fig. 2c) läuft über die Signalleitung8 zu dem jeweiligen Verstärker 7. Die Signale v^ werden durch die Verstärker 7 verstärkt und so verzögert, daß der ¹ 2Np (Fig. 2b) von dem Hilfsgenerator 21 Zeit hat, abzufallen, bevor das verstärkte Signal (v₉ in Fig. 2d) als ¹ZaEp über die Ausgangsleitungen der Verstärker 7 zu den Spalten I oder II kommt. Dieser ¹ 2 Ep wirkt mit dem von dem Generator 11 während des letzten Teils des Intervalls (J₁-O) in die Reihe 1 abgegebenen Va Ep (T₁) so zusammen, daß stand wieder erreicht.

Der Speicher kann auf die Null-Stellung gebracht werden, indem ¹Zi Np über die von dem Np-Generator 21 ausgehende Leitung 22 oder über eine weitere an alle Kerne angeschlossene Leitung gesendet wird. Der Speicher nach F i g. 1 kann durch Vorrichtungen zum Eingeben von Informationen in den Speicher und zum Ausgeben von Informationen aus demselben ergänzt werden. Ein solcher vervollständigter Speicher ist in F i g. 3 dargestellt, in der die gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 verwendet werden, um gleiche oder analoge Teile damit zu bezeichnen. Fig. 3 zeigt, zusätzlich zu den Teilen in Fig. 1, eine Eingabevorrichtung, bestehend aus einer Gleichstromquelle 23, mehreren wahlweise zu betätigenden Schaltern 24, zahlenmäßig den Kernen pro Reihe entsprechend, und Leitungen 25, die durch die Schalter24 die Gleichstromquelle mit den einzelnen Kernen in einer und derselben Reihe (Reihe 1 in F i g. 3) verbinden. F i g. 3 zeigt auch eine Ausgabevorrichtung, bestehend aus mehreren Ausgangsmagneten 26, die zahlenmäßig den Spalten der Matrix entsprechen,

eine 55 wobei die besagten Magnete durch miteinander ge-

»Eins« (möglicherweise mehr als eine) in diese Reihe koppelte Schalter 27 und Leitungen 28 an die jewei-

geschrieben wird (vgl. Fig. 2a und 2d). Die Infor- ligen Verstärker? angeschlossen sind,
mation ist auf diese Weise von der Reihe 2 auf die Eine Eingabe von »Einsen« in Reihe 1 erfolgt

Reihe 1 verschoben oder übertragen worden. Wäh- nach F i g. 3 durch Schließen eines und/oder des an-

rend des Impulses T₂ (Intervall L₁-I₁) findet eine ent- 60 deren der Schalter 24, wodurch über die Leitungen

sprechende Verschiebung von Reihe 3 zu Reihe 2 25 der Gleichstromquelle 23 Eins-Stellungs-Ströme

statt usw. Der besondere in F i g. 1 dargestellte Spei- durch die in Frage stehenden Kerne geschickt wer-

cher besitzt eine solche Anordnung, daß die Informa- den. Der Abtastgenerator 10 wird nach jedem Ein-

tion während des Impulses T₅ von der Reihe 1 auf die Reihe 5 verschoben wird, denn die Steuerleitung des Generators 15 geht schleifenförmig durch die Reihen 1 und 5, so daß Va Np auf die Reihe 1 und 2 Ep auf die Reihe 5 aufgebracht wird, wenn wähgabevorgang eingeschaltet und erzeugt eine Reihe von Impulsen T₁ bis T₅. Während der ersten Abtastperiode nach dem ersten Eingabevorgang wird während des Impulses T₅ der Periode die eingegebene Information von Reihe 1 nach Reihe 5 verschoben.

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Nach einem weiteren Eingabevorgang und einer weiteren Abtastperiode befindet sich die Information in den Reihen 4 und 5, und nach insgesamt vier solcher Verfahrensschritte hat die zuerst eingegebene Information Reihe 2 erreicht, und die zuletzt eingegebene Information befindet sich in Reihe 5. Der Speicher ist nun voll und kann keine weitere Information aufnehmen.

Die Inhalte der verschiedenen Reihen oder Stellungen 1 bis 5 können dadurch aufgezeigt oder ausgeworfen werden, daß die Verstärker 7 während der Zeiten T₁ bis T. in einer Abtastperiode die Ausgangsmagnete 26 steuern, welche wiederum Typenhebel (nicht gezeigt) einer Schreibmaschine oder anderer Wiedergabe- oder Aufzeichnungsmittel betätigen, so daß die Inhalte der verschiedenen Reihen als Ziffern, alphabetische oder verschlüsselte Zeichen oder Symbole wiedergegeben oder niedergeschrieben werden.

Die Informationseingabe in den Speicher nach der Erfindung kann auch auf andere Art erfolgen. F i g. 4 zeigt schematisch ein zweites Beispiel. In Fig. 4, wo noch die gleichen Bezugszeichen wie in den vorangegangenen Figuren für gleiche oder analoge Teile verwendet werden und wo nur eine einzige senkrechte Kernreihe gezeigt ist, ist ein Startimpulsgenerator 30, der durch eine Leitung 31 mit dem Impulsgenerator 11 verbunden ist, hinzugefügt. Der Startimpulsgenerator 30 ist überdies durch eine Leitung 32 mit einem Eingangstor 33 verbunden, an das gleichfalls eine Eingangsleitung 34 angeschlossen ist. Das Tor 33 ist eine Koinzidenzschaltung, die nur dann an die Ausgangsleitung 35, die an einen Hilfskern 36 zur Eingabe einer Information in den Speicher angeschlossen ist, einen Impuls hindurchläßt, wenn ein Impuls von der Eingangsleitung mit einem Startimpuls von der Leitung 32 zusammenfällt. F i g. 4 unterscheidet sich von den F i g. 1 und 3 auch dadurch, daß die Leitung 20 des Impulsgenerators 15 mit dem Kern in Reihe 5, der die niedrigste Wertstelle des Speichers ist, mit dem Kern in Reihe 1 sowie mit dem Hilfskern 36 verbunden ist. Die Eingabe erfolgt, wenn der Impuls T₅ auf den Kern in der Reihe 5 aufgebracht wird. Das Tor 33 ist während der Eingabe offen, und der Impuls, der demgemäß auf der Leitung 35 auftritt und der ein Voll-Eins-Stellungs-Impuls ist, bewirkt eine Eins-Stellung des Hilfskerns 36. Während des Impulses T₅ wird die »Eins« durch die Koinzidenz zwischen den Null-Stellungs-Impulsen (Va Np) auf der Leitung 22 und auf der ebenfalls mit dem Hilfskem 36 verbundenen Leitung 20 sowie durch die Koinzidenz zwischen den Eins-Stellungs-Impulsen (V2 Ep) auf der Leitung 9 und auf der durch den Kern in Reihe 5 hindurchgehenden Leitung 20 von dem Hilfskem 36 auf den Kern in in Reihe 5 verschoben. Es mag jedoch bemerkt werden, daß die Eingabe unterstellt, daß der Kern in Reihe 1 in der Null-Stellung (Rückstellung) ist, da eine »Eins« in diesem Kern normalerweise während des Impulses T- auf den Kern in Reihe 5 verschoben wird; andernfalls würde eine der beiden »Einsen« in dem Kern der Reihe 1 und dem Hilfskern 36 verlorengehen. Der Hilfskern 36 bleibt nach jeder Eingangsverschiebung offensichtlich in der Null-Stellung.

Der Speicher nach den vorangegangenen Fig. 1, 3 und 4 kann erweitert werden, um eine größere Anzahl von Reihen und Spalten zu umfassen, wobei der gleiche Impulsfolgegenerator 10 Verwendung finden kann. Da ein Dezimalsystem durch fünf Bits, d. h. fünf Kerne, dargestellt werden kann, sollte der Speicher vorzugsweise fünf Spalten enthalten. Ein gemäß dem vorstehenden aufgebauter Speicher, der elf Reihen einschließlich einer Reihe von Hüfskernen, mit fünf Kernen pro Reihe, enthält, ist in F i g. 5 dargestellt, wo wieder die gleichen Bezugszeichen wie vorher verwendet werden. Ziffern mit höchstens neun Stellen können in diesem Speicher gespeichert werden, wobei eine Reihe auf Null gestellter (leerer) Kerne (Reihe 1 in F i g. 5) zur Ausführung einer Verschiebung erforderlich ist. In F i g. 5 stellen die Hilfskerne 36 das »Eingangs-Ende« dar, die Reihe 10 ist die den niedrigsten Wert bezeichnende Stelle, die Reihe 2 ist die den höchsten Wert bezeichnende Stelle und die Reihe 1 ist das »Ausgangs-Ende«. Die Verschiebung erfolgt von unten nach oben, und die Null-Stellungs-Impuls-Leitung 22 ist mit allen Kernen in den Kolonnen I bis V auf die gleiche Weise wie in den F i g. 1 und 3 verbunden, obgleich dies der Einfachheit halber in F i g. 5 nicht gezeigt ist. Jeder Startimpuls liefert eine Impulsfolge T₁ bis T₁₀, und die Ziffer wird eine Stufe in der Verschiebungsrichtung verschoben. Nach neun Startimpulsen ist die Ziffer an ihren ursprünglichen Platz herum verschoben worden.

Die vorstehend beschriebenen und in den Zeichnungen offenbarten Ausführungsformen sind lediglich als Beispiele zu betrachten, und ihre Einzelheiten können auf verschiedene Art und Weise innerhalb des Rahmens der Ansprüche abgewandelt werden. Eine Verschiebung muß beispielsweise nicht von einer Reihe zu einer angrenzenden stattfinden, sondern es können auch eine oder mehrere Reihen übersprungen werden.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Magnetkern-Speichermatrix für Serien-Parallelbetrieb und zum Ablesen und darauffolgenden Wiedereinschreiben in eine folgende Zeile während jedes Impulsverteilertaktes, bei der die einzelnen Zeichen der Informationen in den Zeilen der Matrix gespeichert sind und ein Impulsverteiler zur zyklischen Erzeugung der Zeilenhalbströme die Zeilendrähte abtastet, wobei femer eine an eine gleichsinnig durch sämtliche Kerne geführte Wicklung angeschlossene Lesehalbstromquelle und ein für jede Spalte besonderer Impulsgenerator, der durch die aus einem Spaltendraht erhaltenen Leseimpulse gesteuert wird und Schreibhalbströme für dieselbe Spalte erzeugt, vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder an einem Ausgang des Impulsverteilers angeschlossene Zeilendraht in Form einer Schleife durch die Kerne von zwei Zeilen im entgegengesetzten Sinne geführt ist und daß die Lesehalbstromquelle nur während des ersten Teils eines Zeilenhalbstromimpulses wirksam ist, während der Spaltenimpulsgenerator während des letzten Teils des Zeilenimpulses wirksam ist.

2. Magnetkernspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei einander unmittelbar benachbarte Reihen zur Schleife geschaltet sind und der Speicher vorzugsweise als Ring zusammengeschlossen ist.

3. Magnetkernspeicher nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Eingabevorrichtung zum

wahlweisen Eingeben von Informationen, vorzugsweise in Form von binären »Einsen« an die Kerne in einer Reihe, die vorzugsweise die Stelle mit dem niedrigsten Wert in dem Speicher bildet, bestehend aus einer Anzahl wahlweise zu betätigender Schalter, die der Anzahl der Elemente pro Reihe entsprechen und beim Schließen einen Eins-Stellungs-Stromfluß durch die entsprechenden Elemente in der Eingabereihe bewirken.

4. Magnetkernspeicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsfolgegenerator nach jedem Eingabevorgang, durch den ein oder mehrere Elemente in die Eins-Stellung gekommen sind, eine Impulsreihe erzeugt, die eine Verschiebung bewirkt, so daß die Elemente in der Eingabereihe in die Nullstellung kommen, um neue Informationen empfangen zu können.

5. Magnetkernspeicher nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Ausgabevorrichtung, enthaltend mehrere zahlenmäßig den Verstärkern entsprechende Ausgangsmagnete, von denen jeder durch einen Schalter mit seinen Verstärkern verbunden und so angeordnet ist, daß er Typenhebel

einer Schreibmaschine oder anderer Wiedergabeoder Aufzeichnungsvorrichtungen betätigen kann, so daß die Informationen in den Reihen als Ziffern, alphabetische oder verschlüsselte Zeichen wiedergegeben oder niedergeschrieben werden, wenn die Schalter in einem bestimmten Augenblick in einer Abtastperiode oder Impulsfolge geschlossen werden.

6. Magnetkernspeicher nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine an alle Speicherelemente angeschlossene Null-Stellungs-Leitung, mit welcher der ganze Speicher in die Null-Stellung gebracht wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 967 154;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1068 920;
USA.-Patentschriften Nr. 2 834 893, 2 851675;
britische Patentschrift Nr. 712 015;
»RCA Review«, März 1952, S. 183 ff.;
Valvoberichte, Bd. IV, Heft 2, S. 65 bis 67;
»Elektronik«, 1957, Nr. 1, S. 9 bis 11.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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