DE1212590B - Staebchenfoermige magnetische Speicher-vorrichtung fuer Datenspeichermatrix - Google Patents

Staebchenfoermige magnetische Speicher-vorrichtung fuer Datenspeichermatrix

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DE1212590B DEN24683A DEN0024683A DE1212590B DE 1212590 B DE1212590 B DE 1212590B DE N24683 A DEN24683 A DE N24683A DE N0024683 A DEN0024683 A DE N0024683A DE 1212590 B DE1212590 B DE 1212590B
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. α.:
H03k
Deutsche KL: 21 al-37/60
Nummer: 1212 590
Aktenzeichen: N 24683IX c/21 al
Anmeldetag: 25. März 1964
Auslegetag: 17. März 1966
Die Erfindung betrifft sogenannte »Speicherdrähte«, die für den Aufbau magnetischer Datenzeichenmatrizen dienen.
Mit dem Ausdruck »Speicherdraht« wird hier eine Stäbchen- oder drahtförmige Vorrichtung bezeichnet, von der bestimmte Bereiche jeweils in einen von zwei stabilen magnetischen Sättigungszuständen gebracht werden können. Der Draht besitzt zumindest in den genannten Bereichen eine annähernd rechteckige Hysteresisschleife. Ein solcher Bereich kann daher jeweils ein Informationsbit speichern und wird im folgenden als Speicherelement bezeichnet.
Die Speicherdrähte sind im allgemeinen in zwei- oder dreidimensionale Anordnungen zusammengefaßt und mit verschiedenen Wicklungen gekoppelt, um das Schreiben und Lesen von Informationen an bestimmten Speicherelementen der Speicherdrähte zu ermöglichen. Es ist eine Vielzahl verschiedener Anordnungen bekannt, mit denen verschiedene Verfahren zum Auswählen einzelner Speicherelemente oder Reihen von Speicherelementen zum Zwecke des Einschreibens oder Lesens von Informationen in zerstörender oder zerstörungsfreier Art möglich ist. Der Ausdruck »Wicklung« dient hier zur Bezeichnung eines beliebigen Leiters, der mit einem oder mehreren Speicherelementen induktiv gekoppelt ist.
Die Speicherdrähte können entweder homogene Drähte aus magnetischem Material sein, oder sie können aus einem nichtmagnetischen Träger bestehen, auf dem eine Schicht aus magnetischem Material aufgalvanisiert oder auf andere Weise aufgebracht ist. Im ersteren Falle werden die Speicherelemente durch die sie umgebenden, in bestimmten Abständen auf den Speicherdrähten aufgebrachten Wicklungen definiert. Dies trifft auch für den letzteren Fall zu, jedoch ist es hier auch möglich, daß die Speicherelemente durch getrennte Flächen des magnetischen Überzugs gebildet werden, die durch mit keinem magnetischen Überzug versehene Flächen des Trägers voneinander getrennt sind. Die Speicherelemente besitzen meist eine magnetische Vorzugsrichtung, die entweder zirkulär, schraubenlinienförmig oder in Längsrichtung verlaufen kann. Besteht der Speicherdraht aus einem nichtmagnetischen Träger mit magnetischem Überzug, dann ist der letztere vorzugsweise eine dünne magnetische Schicht, d. h., die Schicht besitzt in ihrer Dickenausdehnung nur eine einzige magnetische Domäne, und alle Begrenzungszustände zwischen unterschiedlich magnetisierten Bereichen verlaufen senkrecht zur Schichtebene.
Bei mit bekannten Speicherdrahtanordnungen, bei denen der leitende Träger als eine der mit den Spei-Stäbchenförmige magnetische Speichervorrichtung für Datenspeichermatrix
Anmelder:
The National Cash Register Company, Dayton,
Ohio (V. St. A.)
Vertreter:
Dr. A. Stappert, Rechtsanwalt,
Düsseldorf-N., Feldstr. 80
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 26. März 1963 (268 145)
cherelementen gekoppelten Wicklungen verwendet wird, aufgebauten Datenspeichermatrizen ist es jedoch sehr nachteilig, daß ein äußerer Rückleiter erforderlich ist, um das eine Ende des leitenden Trägers zur Eangangsseite zurückzuführen. Dadurch ergeben sich mechanische Probleme und außerdem führt dies zu einer unerwünschten Kopplung zwischen Wicklungen verschiedener Speicherdrähte, da durch die Verwendung eines äußeren getrennten Rückleiters jede Wicklung (in diesem Falle der leitende Träger) und ihr Rückleiter eine aus einer einzelnen Windung bestehende Schleife bildet, deren Magnetfeld die benachbarten Speicherdrähte bis zu einem gewissen Grade beeinflußt.
Durch die Erfindung werden die obengenannten Probleme dadurch gelöst, das als Rückleiter eine unmittelbar auf dem Speicherdraht aufgebrachte, mit allen Speicherelementen desselben gekoppelte Wicklung verwendet wird. Auf diese Weise wird erreicht, daß sich bei einem den leitenden Träger und die Rückführungswicklung (diese werden im folgenden als erster und zweiter Wicklungsteil bezeichnet) durchfließenden Treiberstrom die äußeren zirkulären Komponenten der beiden Magnetfelder fast vollständig aufheben. Dadurch wird die gegenseitige Beeinflussung von nebeneinanderliegenden Speicherdrähten wesentlich vermindert, so daß es möglich ist, die Speicherdrähte in einem geringeren Abstand voneinander anzuordnen und/oder die zulässigen Toleranzen zu erhöhen.
Gegenstand der Erfindung ist somit eine für den Aufbau einer Datenspeichermatrix bestimmte stäbchenförmige magnetische Speichervorrichtung, die entlang ihrer Längsachse eine Anzahl von Speicher-
609 538/286.
platzen aufweist, und in deren Innerem ein elektrisch leitender Pfad verläuft.
Das kennzeichnende Merkmal der Erfindung besteht darin, daß auf der Speichervorrichtung eine mit sämtlichen Speicherplätzen gekoppelte Wicklung aufgebracht ist, deren eines Ende mit dem benachbarten Ende des leitenden Pfades innerhalb der Speichervorrichtung elektrisch verbunden ist.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben, die einen Speicherdraht mit einer Anzahl ihm zugeordneter Wicklungen zeigt.
Der in der Zeichnung dargestellte einzelne Speicherdraht ist beispielsweise ein Teil einer dreidimensionalen Matrix.
Der Speicherdraht 10 besitzt entlang seiner Längsausdehnung neun Speicherelemente, von denen lediglich die beiden ersten und die beiden letzten gezeigt sind. Jedes Speicherelement wird durch jeweils eine von neun einzelnen Treiberwicklungen definiert, von denen ebenfalls nur vier, nämlich die Treiberwieklungen 21, 22, 28 und 29 gezeigt sind. Der Draht 10 besteht aus einem leitenden, nichtmagnetischen Träger 12, auf dessen ganzer Länge eine dünne magnetische Schicht 14 abgelagert ist. Die Dicke der Schicht 14 liegt im Bereich von 2000 bis 8000 Ä. Außerdem besitzt die Schicht 14 eine in Längsrichtung verlaufende magnetische Vorzugsrichtung. Dem Draht 10 ist ferner eine Wicklung 11 zugeordnet, die aus zwei in Reihe geschalteten Teilen besteht. Der erste Teil lla besteht aus einer fortlaufenden einlagigen Spule, die mit sämtlichen Speicherelementen des Speicherdrahtes 10 gekoppelt ist. Der zweite Teil besteht aus dem leitenden Träger 12 des Speicherdrahtes 10. Das neben der Treiberwicklung 29 befindliche Ende des leitenden Trägers 12 ist mittels eines Leiterstückes 11 & mit dem entsprechenden Ende des Teiles lla der Wicklung verbunden, während das andere Ende des Trägers 12 mit einem Leiter 15 verbunden ist, der eine Reihenschaltung der Wicklung 11 mit entsprechenden Wicklungen anderer Speicherdrähte der Matrix ermöglicht.
Im folgenden wird die Arbeitsweise der auf dem Speicherdraht 10 befindlichen Speicherlemente beschrieben. Zunächst sei bemerkt, daß die dünne magnetische Schicht 14 eine rechteckige Hysteresisschleife besitzt und daß die Speicherelemente jeweils durch Anlegen geeigneter Magnetfelder zwischen ihren beiden stabilen Sättigungszuständen umgeschaltet werden können. Die beiden Sättigungszustände können willkürlich mit »0« und »L« bezeichnet werden.
Die Wicklung 11 dient als Ziffernwicklung, während die Wicklungen 21 bis 29 jeweils als Wortwicklungen verwendet werden. Um die in einem bestimmten Speicherelement des Speicherdrahtes 10 gespeicherte Information zu lesen, wird ein Lesestromimpuls solcher Richtung und Größe an die entsprechende Wortwicklung (z. B. 21) angelegt, daß das Speicherelement in den 0-Zustand geschaltet wird. Befindet sich das Speicherelement vor dem Lesen im L-Zustand, dann wird der Sättigungszustand des Elements von »L« nach »0« umgeschaltet. Hierbei wird in der Ziffernwicklung 11 ein Ausgangssignal induziert, wodurch die Speicherung einer »L« angezeigt wird. Befindet sich jedoch das Speicherelement bereits vor dem Lesen im 0-Zustand, dann erfolgt keine Umschaltung seines Sättigungszustandes, so daß auch kein nennenswertes Ausgangssignal in der Wicklung 11 induziert wird. Durch das Nichtvorhandensein eines Ausgangssignals wird demzufolge die Speicherung einer »0« angezeigt.
Die im vorangegangenen beschriebene Arbeitsweise betrifft das zerstörende Lesen. Das Zurückschreiben der gelesenen Informationen in das ausgewählte Speicherelement oder das Einschreiben neuer Daten wird unmittelbar nach der Leseoperation durchgeführt. Beim Schreiben von Daten in ein ausgewähltes Speicherelement wird ein Schreibstromimpuls an die zugehörige Wortwicklung (z. B. 21) angelegt. Dabei ist die Richtung des Schreibimpulses so, daß er bestrebt ist, das Speicherelement in den L-Zustand zu schalten, jedoch reicht seine Größe hierzu nicht aus. Soll eine »L» in das Speicherelement eingeschrieben werden, dann wird gleichzeitig mit dem Anlegen des Stromimpulses an die Wicklung 21 ein Ziffernstromimpuls an die Wicklung 11 angelegt. Die Richtung des Ziffernstromes im Teil lla der Wicklung 11 ist dabei so, daß dieser ebenfalls bestrebt ist, das Speicherelement in den L-Zustand zu schalten. Die Resultierende der durch die im Teil lla und in der Wicklung 21 fließende Ströme erzeugten Magnetfelder reicht aus, um das Speicherelement von »0« nach »L« umzuschalten. Soll dagegen eine »0« in das Speicherelement eingeschrieben werden, dann wird kein Ziffernstrom an die Wicklung 11 angelegt, so ■ daß das Speicherelement im 0-Zustand verbleibt.
Es sei darauf hingewiesen, daß bei Anlegen eines Ziffernstromes an die Wicklung 11 der durch den Wicklungsteil lla fließende Strom außer dem durch die normale Magnetspulenwirkung verursachten längsgerichteten Magnetfeld infolge der axialen Komponente des im Wicklungsteil 11 α fließenden Stromes ein beträchtliches zirkuläres Magnetfeld erzeugt wird. Dieses zirkuläre Magnetfeld verläuft innerhalb und außerhalb des Wicklungsteiles jeweils in entgegengesetzten Richtungen. Da der Ziffernstrom durch den Träger 12 zurückfließt, wird dadurch ebenfalls ein beträchtliches zirkuläres Magnetfeld erzeugt. Die beiden zirkulären Magnetfelder sind außerhalb des Wicklungsteiles 11 α einander entgegengerichtet, wodurch das effektive äußere zirkuläre Magnetfeld im wesentlichen aufgehoben wird. Innerhalb des Wicklungsteiles Ua, d. h. in der magnetischen Schicht 14, verlaufen die beiden zirkulären Magnetfelder in der gleichen Richtung, wodurch in der Schicht 14 ein verstärktes zirkuläres Magnetfeld erzeugt wird.
Da die magnetische Schicht 14 des Speicherdrahtes 10 eine in Längsrichtung verlaufende, magnetische Vorzugsrichtung besitzt, kann der zum Schreiben erforderliche, durch die Wicklung fließende Ziffernstrom wesentlich vermindert werden. Der Grund hierfür liegt darin, daß sich die in den beiden Teilen der Wicklung 11 erzeugten zirkulären Felder in der magnetischen Schicht 14 des Speicherdrahtes 10 überlagern. Außer dem durch den ersten Teil der Wicklung erzeugten längsgerichteten Magnetfeld wird also in der Schicht 14 auch ein beachtliches zirkuläres Magnetfeld erzeugt. Dieses zirkuläre Feld verläuft senkrecht zur magnetischen Vorzugsrichttung der Schicht 14 und bewirkt, daß das zur Umschaltung der Magnetisierungsrichtung der Schicht 14 erforderliche Längsmagnetfeld verringert wird. Hierdurch kann der Treiberstrom um etwa 25%. verringert werden.
i 212
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung könnte der erste Teil 11a der Wicklung 11 aus neun getrennten Wicklungsabschnitten bestehen, die durch parallel zu dem Speicherdraht 10 verlaufende Leiterstücke verbunden sind. Die magnetische Schicht 14 des Speicherdrahtes 10 kann beispielsweise auch aus neun getrennten Bereichen bestehen. Außerdem könnte der Speicherdraht 10 aus einem dünnen Röhrchen bestehen, wobei der den zweiten Teil der Wicklung 11 bildende Rückleiter aus einem durch das Röhrchen hindurchgeführten isolierten Leiter besteht.

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Für den Aufbau einer Datenspeichermatrix bestimmte stäbchenförmige magnetische Speichervorrichtung, die entlang ihrer Längsachse eine Anzahl von Speicherplätzen aufweist und in deren Innerem ein elektrisch leitender Pfad verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Speichervorrichtung eine mit sämtlichen Speicherplätzen gekoppelte Wicklung aufgebracht ist, deren eines Ende mit dem benachbarten Ende des leitenden Pfades innerhalb der Speichervorrichtung elektrisch verbunden ist.
2. Stäbchenförmige magnetische Speichervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese aus einem elektrisch leitenden, nichtmagnetischen Träger besteht, auf dem eine magnetische Schicht mit in Längsrichtung verlaufender magnetischer Vorzugsrichtung aufgebracht ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1119 017;
»Control Engineering«, Oktober 1959, H. 19, S. 38 bis 40.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
609 538/286 3.66 © Bundesdruckerei Berlin
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