DE1216366B - Speicheranordnung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int Cl.:

H03k

GlIc
Deutsche Kl.: 21 al-37/60

Nummer: 1216 366

Aktenzeichen: W 31725IX c/21 al

Anmeldetag: 23. Februar 1962

Auslegetag: 12. Mai 1966

Die Erfindung betrifft eine Speicheranordnung, insbesondere Abfrage- und Schreibkreise hierfür.

Speicheranordnungen, insbesondere magnetische Speicher, benutzen häufig koinzidierende Ströme zum Abfragen und Schreiben. Mit jedem Speicherelement einer betrachteten Zeile einer Speicheranordnung ist ein einzelner Leiter gekoppelt. Ebenso ist ein Leiter mit jedem Speicherelement jeder Spalte der Anordnung gekoppelt. Diesen vertikalen und horizontalen Leitern werden Ströme zugeführt, wobei die einzelnen Ströme nicht ausreichen, um die remanente Magnetisierung der Speicherelemente zu schalten. Jedoch werden diejenigen Elemente, die mit sowohl den angesteuerten Zeilenleitern als auch den Spaltenleitern gekoppelt sind, einer magnetomotorischen Kraft unterworfen, die das doppelte der auf die andern, halb angewählten Elemente der Anordnung einwirkenden Kraft beträgt. Die remanente Magnetisierung dieser Elemente wird geschaltet.

Die Anordnungen, in denen ein einzelner Zeilen- und Spaltenleiter ausgewählt werden, sind auf Bitbasis organisiert. Jedes Element stellt die Adresse für ein getrenntes Informationsbit dar, wobei seine Magnetisierung durch gleichzeitige Erregung der mit ihm gekoppelten vertikalen und horizontalen Leiter geschaltet wird. Informationsbit werden in diese Elemente dadurch eingeschrieben, daß diese durch koinzidierende Ströme einer ersten Polarität in einen ersten magnetischen Zustand gebracht werden. Koinzidierende Ströme der entgegengesetzten Polarität dienen zum Abfragen der Elemente. Nur diejenigen Elemente, die vorher durch solche koinzidierende Schreibstromimpulse geschaltet waren, werden durch die koinzidierenden Abfrageimpulse umgeschaltet. Eine gemeinsame Abtastwicklung, die mit sämtlichen Elementen der Anordnung gekoppelt ist, stellt das Vorhandensein oder das Nichtvorhandensein einer Flußumkehr im angesteuerten Element fest und bestimmt daher, ob in dieses Element vorher eingeschrieben wurde.

Andererseits können magnetische Speicheranordnungen auch auf Wortbasis organisiert sein. Zum Beispiel können sämtliche Elemente jeder Zeile die einzelnen Bits eines und desselben Wortes darstellen. In auf Wortbasis organisierten Anordnungen werden Wörter und nicht Bits zu gegebenen Zeitpunkten geschrieben und abgefragt. Wenn also gewünscht wird, ein bestimmtes Wort in die Anordnung zu schreiben, wird die Hälfte des erforderlichen Umschaltstromes dem zugeordneten Zeilenleiter zugeführt. Gleichzeitig werden Ströme denjenigen Spaltenleitern zugeführt, die mit den zu schaltenden Speicherelemen-Speicheranordnung

Anmelder:

Western Electric Company Incorporated,

New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

DipL-Jng. H. Fecht, Patentanwalt,

Wiesbaden, Hohenlohestr. 21

Als Erfinder benannt:

Andrew Henry Bobeck, Chatham, N. J.

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 24. April 1961 (104 930)

ten dieser Zeile gekoppelt sind. Diejenigen der mit den Spaltenleitern gekoppelten Elemente der Zeile, denen keine Ströme zugeführt werden, werden nicht geschaltet, da auf sie nur die Hälfte der magnetomotorischen Umschaltkraft einwirkt.

Wenn gewünscht wird, ein bestimmtes Wort aus der Anordnung abzufragen, ist es nicht notwendig, koinzidierende Ströme dem zugeordneten Zeilenleiter und sämtlichen Spaltenleitern zuzuführen. Da man jedes Bit des Wortes abfragen muß, um das gespeicherte Wort festzustellen, muß eine ausreichende magnetomotorische Umschaltkraft auf jedes Element der Zeile und nicht nur auf bestimmte Bits einwirken, wie dies bei den auf Bitbasis organisierten Anordnungen der Fall ist. Dem zugeordneten Zeilenleiter wird zu diesem Zweck ein großer Stromimpuls zugeführt, der ausreicht, jedes Element der Zeile umzuschalten. Die vorher geschalteten Elemente schalten ihren Magnetisierungszustand um und induzieren Spannungen in den entsprechenden Spaltenleitern. Mit den Spaltenleitern verbundene Abtastverstärker stellen diese induzierten Spannungen fest und bestimmen die entsprechenden Bits des Wortes.
Bei auf Bitbasis und auf Wortbasis organisierten Anordnungen ist es oftmals gefährlich, unmittelbar nach einer Schreiboperation abzulesen. Ein grundsätzliches Problem beim Aufbau von Speichern beträchtlicher Größe liegt in der Energiespeicherung durch Reaktanzen, z.B. durch Drahtinduktivität oder Streukapazität. Diese Energie, die gewöhnlich während des Schreibvorganges aufgenommen wird, wird unmittelbar im Anschluß hieran wieder lang-

609 568/383

3 4

sam freigesetzt und bewirkt, wenn zu diesem Zeit- anordnungen zu schaffen, insbesondere die Arbeitspunkt abgelesen werden soll, ein Verdecken des weise magnetischer Speicheranordnungen dahin-Ausgangssignals. Das bedeutet, daß die in der Ab- gehend zu verbessern, daß Informationsbit und auch tastwicklung einer auf Bitbasis organisierten Anord- Wörter unmittelbar nach der Schreiboperation abgenung oder in den Spaltenleitern einer auf Wortbasis 5 fragt werden können. Hierbei soll zugleich Vorsorge organisierten Anordnung induzierten Spannungen dafür getroffen werden, daß ein unabhängiges und nicht, wie beabsichtigt, durch Umschalten der Ma- sogar gleichzeitiges Abfragen und Schreiben in auf gnetisierungszustände infolge der Abfrageimpulse er- Bitbasis und auf Wortbasis organisierten Anordnunhalten werden, sondern durch Schwingungsenergie gen stattfinden kann, wobei im Falle der letztgenannentstehen, die durch Schreibimpulse in den zur An- io ten Anordnungen die Abtastverstärker durch Schreibordnung gehörigen parasitären Reaktanzen ge- impulse nicht beeinträchtigt werden und ein »Blokspeichert worden ist. Die nächstliegende Lösung die- kieren« nicht auftritt. Dieser Aufgabenkreis soll dases Problems besteht darin, die Schreib- und Ab- bei lediglich unter Verwendung passiver Elemente frageoperationen zeitlich weit genug zu trennen, so gelöst werden.

daß ausreichend Abklingzeit für die Schreibaus- 15 Ein bekannter Weg zur angestrebten Entkopplung gleichsvorgänge zur Verfügung steht. Diese Be- von Lese- und Schreibvorgängen besteht darin, daß schränkung der Arbeitsgeschwindigkeit ist sehr oft dem Speicherleiter eine Hilfsleitung zugeordnet wird, von Nachteil. wobei der Erregerstrom mit Hilfe von mittelange-Oftmals ist es nicht nur erwünscht, unmittelbar zapften Transformatorwicklungen auf beiden Seiten nach einer Schreiboperation abzufragen, sondern ao der somit entstehenden Doppelleitung dem Speicherauch gleichzeitig an verschiedenen Bitstellen oder in leiter und der Hilfsleitung über die Mittelanzapfunverschiedenen Wörtern der Anordnung abzufragen gen der beiden Transformatorwicklungen zugeführt und einzuschreiben, ζ. B. bei zahlreichen asynchro- wird. Durch die damit vorliegende Differentialschalnen Systemen, wo eine genaue zeitliche Abstimmung tung ist der Lesekreis, der an der Sekundärseite des schwierig oder unmöglich zu erreichen ist. In auf 25 einen Transformators angeschlossen ist, mit seinem Bitbasis organisierten Anordnungen ist dies im all- Leseverstärker vom Schreibkreis weitgehend entkopgemeinen undurchführbar: Das Abfragen und Schrei- pelt. Es wurde jedoch gefunden, daß diejenigen ben geschieht mit Hilfe entgegengesetzt gerichteter Stör- und Ausgleichssignale, die von den je das Ströme in den einzelnen Zeilen- und Spaltenleitern. gleiche Frequenzspektrum besitzenden Abfrage- und Wenn daher gewünscht wird, ein Element in der- 30 Schreibimpulsen herrühren, hierdurch noch nicht selben Spalte abzufragen, in der auch in ein Element beseitigt werden. Obgleich es mit der bekannten geschrieben werden soll, müßten im selben verti- Schaltung möglich ist, bestimmte Anteile dieser kalen Leiter gleichzeitig entgegengesetzt gerichtete Raüschsignale unschädlich zu machen, können sich Ströme fließen. Dies ist jedoch unmöglich. diese Signale, da sie das gleiche Frequenzspektrum Ein ähnliches Problem entsteht, wenn gewünscht 35 besitzen, noch gegenseitig beeinflussen. Diese Rauschwird, in einer auf Wortbasis organisierten Anord- signale verhindern praktisch ein gleichzeitiges Einnung ein Wort abzufragen und gleichzeitig ein an- schreiben und Abfragen der Kerne, die in gleichen deres einzuschreiben. Die Spaltenleiter werden so- oder verschiedenen Zeilen liegen. Daher ist das wohl zum Einschreiben der Informationsbit als auch Rauschsignalproblem, soweit es durch die gleichen zum Abtasten der Flußumkehr in den befragten 40 Frequenzen der Abfrage- und Schreiboperationen Elementen benutzt. Die in diesen Leitern durch Fluß- begründet ist, bei der bekannten Schaltung nicht geumkehr in den befragten Elementen induzierten löst, sondern nur insoweit die Rauschsignale von Spannungen stehen den Strömen in denjenigen Lei- anderen Ursachen herrühren, und zwar dadurch, tern entgegen, welche die Elemente schalten sollen, daß die Schreibimpulse in einer Differentialschaltung in die eingeschrieben wird. Die eine Operation kann 45 auf den Leseverstärker einwirken. Die bekannte daher die andere beeinträchtigen, wobei keine zu- Schaltung hat auch noch den weiteren Nachteil, daß friedenstellend durchgeführt wird. zur Bewirkung der angestrebten Entkopplung zwei In auf Wortbasis organisierten Speichern tritt mittelangezapfte Transformatoren und eine Doppelnoch ein weiteres Problem auf. Die Spaltenleitei\ leitung für jede Zeile erforderlich sind. Dies bedeutet werden sowohl zum Einschreiben der Informations- so eine Erhöhung des Platzbedarfs innerhalb der bit als auch zum Abtasten der Flußumkehr während Matrixanordnung. Durch die Erfindung soll das vorder Befragung benutzt. Somit sind mit diesen Leitern stehend geschilderte Problem in einer wesentlich Stromquellen zum Schreiben und Abtastverstärker einfacheren Weise und wesentlich wirksamer gelöst zu Lesezwecken verbunden. Die Schreibströme sind werden.

im allgemeinen wesentlich größer als die während 55 Hierzu wird ausgegangen von einer Speicherder Befragung induzierten Ströme. Die großen anordnung mit einer Vielzahl je einen ersten und Schreibströme »blockieren« oder übersteuern oftmals zweiten stabilen Zustand aufweisender Speicherdie Abtastverstärker. Die Schreibströme speichern elemente, mindestens einer Schreibimpulsquelle und Energie in den Reaktanzen der Abtastverstärker, mindestens einer Abfrageimpulsquelle zum mittels wobei diese Energie unter Abklingen schwingt. Wäh- 60 der Schreib- bzw. Abfrageimpulse erfolgenden rend dieses Schwingintervalles können die Lese- Schalten der Speicherelemente in den ersten bzw. signale verdeckt werden. Aus diesem Grund ist es zweiten stabilen Zustand, sowie einer dem Feststellen oftmals bei zahlreichen auf Wortbasis organisierten von Zustandsänderungen der Speicherelemente die-Anordnungen notwendig, die Abfrage gegenüber nenden Anzeigeschaltung. Die Erfindung besteht dem Schreiben so lange zu verzögern, bis die Abtast- 65 darin, daß die Schreibimpulse für eine Impulserzeuverstärker »entsperrt« worden sind. gung eines ersten Frequenzspektrums und die AbAufgabe der Erfindung ist es daher, verbesserte, frageimpulsquelle für eine Impulserzeugung eines auf Bitbasis bzw. Wortbasis organisierte Speicher- zweiten Frequenzspektrums ausgelegt sind und die

Anzeigeschaltung durch ein ihr vorgeschaltetes Filter, das im wesentlichen für das erste Frequenzspektrum undurchlässig ist, für dieses erste Frequenzspektrum unempfindlich gemacht ist.

Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Verwendung verschiedener Frequenzspektren für die Schreib- bzw. Abfrageoperation haben sämtliche Rauschsignale, die beim Einschreiben bzw. Abfragen entstehen können, unterschiedliche Frequenz und können daher die jeweils andere Operation nicht beeinträchtigen. So wird beispielsweise ein von einer Schreiboperation herrührendes Rauschsignal ein anderes Frequenzspektrum besitzen, als ein von einer Abfrageoperation herrührendes. Folglich ist es möglich, ein Einschreiben und Abfragen an verschiedenen Kernen gleichzeitig durchzuführen und gleiche oder verschiedene Kerne in schneller Folge anzusteuern. Ferner werden bei der erfindungsgemäßen Schaltung zur Lösung des Entkopplungsproblems keine zusätzlichen Leiter benötigt. Man kann daher einen äußerst gedrängten Aufbau realisieren.

Filter zur Trennung der in den Lesesignalleitungen eines Matrixspeichers auftretenden Nutzsignale von Störsignalen sind bekannt. Es handelt sich hierbei aber um eine völlig andersgeartete Arbeitsweise. Es ist auch bekannt, Magnetkerne mittels voneinander verschiedener Impulse anzusteuern. Jedoch wird das hierbei mögliche unterschiedliche Frequenzspektrum der einzelnen Impulsformen nicht zur Trennung derselben im Sinne der Erfindung benutzt.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich auf eine auf Wortbasis organisierte Speicheranordnung bezieht, haben die Abfrage- und Schreibimpulse verschiedene Größen, Dauer und Anstiegszeiten, wie auch entgegengesetzte Polaritäten. Somit ist das Frequenzspektrum der Abfrage- und Schreibimpulse verschieden und überlappt sich praktisch nicht. Die Schreibimpulse sind dabei beträchtlich langer als die Abfrageimpulse gewählt und haben eine größere Anstiegszeit. Sie haben somit ein Spektrum mit entsprechend niedrigeren Frequenzanteilen. Zwischen die Schreibstromgeneratoren und die Zeilen- und Spaltenleiter sind Tiefpaßfilter geschaltet, die während der Schreiboperation sämtliche hochfrequenten Komponenten vom Speicher selbst fernhalten.

Die Schreibimpulse, die ein niederfrequentes Spektrum aufweisen, führen zu niedrigfrequenten Schwingungen der in den Reaktanzen gespeicherten Energie. An den Eingängen der Abtastverstärker befinden sich Hochpaßfilter. Die in den Spaltenleitern durch die gespeicherte Energie induzierten Spannungen haben niedrige Frequenzen, sie werden daher durch die Hochpaßfilter zurückgewiesen und damit von den Abtastverstärkern nicht festgestellt.

Die Abfrageimpulse induzieren in den Spaltenleitern Spannungen kleiner Anstiegszeit und geringer Impulsbreite. Diese Impulse haben daher ein hochfrequentes Spektrum und werden durch die Hochpaßfilter zu den Abtastverstärkern durchgelassen. Somit kann das Ablesen unmittelbar nach dem Schreiben durchgeführt werden, auch bevor die Schreibausgleichsvorgänge abgeklungen sind, da nur durch die Abfrageimpulse induzierte hochfrequente Spannungen zu den Abtastverstärkern übertragen werden. Ein Verdecken kann daher nicht auftreten.

Ebenso »blockieren« die Schreibimpulse die Abtastverstärker nicht, denn die Schreibimpulse haben ein niederfrequentes Spektrum, das wegen derHochpaßfilter nicht zu den Abtastverstärkern durchgelassen wird. Es ist daher nicht notwendig, das Abfragen zu verzögern, bis die Abtastverstärker entsperrt sind oder komplizierte und kostspielige »nichtblockierende« Einrichtungen oder getrennte Abtastwicklungen vorzusehen, die nicht mit der Schreibimpulsgebereinrichtung verbunden sind.
Die Verwendung verschiedener Frequenzspektren

ίο für die Abfrage- und Schreibimpulse erlaubt ferner ein unabhängiges und sogar gleichzeitiges Abfragen und Schreiben. Die beträchtliche Größe des einer bestimmten Zeile zugeführten Abfrageimpulses bewirkt ein schnelles Umschalten sämtlicher Elemente dieser Zeile. Die in den vertikalen Leitern induzierten Signale hoher Frequenz gehen durch die Hochpaßfilter zu den Abtastverstärkern. Es entsteht kein Verdecken durch Schreibimpulse mit größerer Impulsbreite, die an dieselben Leiter angelegt werden, da diese Impulse ein niederfrequentes Spektrum besitzen.

Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich auf eine auf Bitbasis organisierte Anordnung bezieht, haben die Abfrage- und Schreibst impulse wiederum verschiedene Größen, Dauer und Anstiegszeiten, wie auch entgegengesetzte Polaritäten. Das Frequenzspektrum dieser Impulse überlappt sich daher nicht und die Tiefpaßfilter, die zwischen die Schreibstromgeneratoren und die Zeilen- und Spaltenleiter geschaltet sind, halten während des Schreibens sämtliche hochfrequenten Komponenten vom Speicher selbst fern.

Die Abtastwicklung ist mit jedem Element der Anordnung gekoppelt, während der einzige Abtastverstärker mit diesem Leiter verbunden ist. In herkömmlicher Anordnung ist es nicht möglich, auch bei auf Bitbasis organisierten Speichern unabhängig und sogar gleichzeitig abzulesen und zu schreiben, weil der Abtastverstärker durch die Schreibimpulse beeinflußt wird. Durch Zwischenschalten eines Hochpaßfilters zwischen den Abtastleiter und den Abtastverstärker wie in der auf Wortbasis organisierten Anordnung spricht der Abtastverstärker nicht auf Signale aus Speicherelementen an, die durch die Schreibimpulse mit niedriger Frequenz umgeschaltet werden.

Aus dem Obigen ist, kurz gesagt, ersichtlich, daß die beim Schreibvorgang parasitär in einer Speicheranordnung gespeicherte Energie daran gehindert wird, während des Abfragevorgangs das Ausgangssignal zu stören, in dem verschiedene Frequenzspektren für die Schreib- und Abfragesignale und entsprechende Filter vorgesehen werden, so daß gegebenenfalls der Schreibvorgang und der Abfrage-Vorgang auch gleichzeitig stattfinden können.

Im folgenden ist die Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben, deren F i g. 1 und 3 schematische Darstellungen von zwei Ausführungsbeispielen der Erfindung sind und deren F i g. 2 die verwendeten Impulsformen zeigt.

In F i g. 1 ist die Erfindung auf eine auf Wortbasis organisierte Twistoranordnung angewendet.

Die hier beschriebene Twistoranordnung führt die Speicherung von Informationen durch, die durch einen bestimmten magnetischen Zustand dargestellt ist, und zwar in einer neuen und einfacheren Weise, mit weniger Bauelementen und mit Vorteilen, die bisher nicht bekannt waren. In jedem magnetischen

Leiter 10 wird ein bevorzugter magnetischer Flußweg hergestellt. Dieser bevorzugte Flußweg ist in F i g. 1 durch die Spirale 11 dargestellt. Ein Informationsbit kann in diesem Speicherelement dadurch gespeichert werden, daß ein Strom durch den magnetischen Leiter 10 selbst und durch einen herkömmlichen elektrischen Leiter 9 geleitet wird, der induktiv mit dem Leiter 10 gekoppelt ist. Durch das gleichzeitige Anlegen von Strömen an die Leiter 9 und 10 wird ein magnetischer Fluß mit einer bestimmten Richtung entlang des bevorzugten Wegs 11 hergestellt. In jedem Schnittpunkt eines Leiters 9 und eines Leiters 10 ist ein Informationsbit gespeichert. Das- Bit wird durch die Flußrichtung, entlang des bevorzugten Wegs "11 dargestellt, wobei diese Richtung eine Funktion der Polaritäten der an die Leiter 9 und 10 angelegten Ströme ist.

In F i g. 1 werden Informationsbit in den Speicher dadurch geschrieben, daß Schreibströme an die Leiter 9 und 10 in den dargestellten Richtungen angelegt werden. Diese Ströme erzeugen Flüsse entlang des spiralförmigen Wegs 11 von rechts nach links in denjenigen Schnittpunkten, an die beide Ströme angelegt werden. Das Abfragen geschieht dadurch, daß ein Abfrageimpuls an einen Zeilenleiter 10 in der dargestellten Richtung angelegt wird. Dieser Strom hat eine solche Größe, daß die Flußrichtung entlang des bevorzugten Wegs 11 umgeschaltet wird. Die Flußumkehrungen an den Schnittpunkten induzieren Spannungen in den Leiter 9, die durch die Abtastverstärker 7 festgestellt werden. Die Speicherung von Energie durch die Schreibimpulse und ihre Tendenz, die in den Spaltenleitern induzierten Impulse zu verdecken, ist in Twistoranordnungen infolge des engen Abstands zwischen den Leitern ausgesprochener als in herkömmlichen Anordnungen. Bei einer Anordnung dieser Art sind die Vorteile der unabhängigen Abfrage- und Schreibkreise mit verschiedenen Frequenzspektren am augenscheinlichsten.

Mit jedem Zeilentwistor ist ein Schreibstromgenerator 12, ein Tiefpaßfilter 13 und ein Abfragestromgenerator 14 verbunden. In der Figur sind nur die Stromgeneratoren und das Filter für die erste Zeile dargestellt. Mit jedem Spaltenleiter 9 sind ein Schreibstromgenerator 5, ein Tiefpaßfilter 6, ein Hochpaßfilter 8 und ein Abtastverstärker 7 in der dargestellten Weise verbunden. In der Figur sind nur die mit dem ersten Spaltenleiter verbundenen Elemente dargestellt.

Wenn gewünscht wird, ein Wort in eine bestimmte Zeile der Anordnung zu schreiben, wird der entsprechende Schreibstromgenerator 12 betätigt. Dieser Generator bewirkt, daß ein Strom in dem gewählten Twistor von links nach rechts fließt und an jedes Twistorbit eine magnetomotorische Kraft in einer Richtung anlegt, um den Fluß entlang des Wegs 11 von rechts nach links herzustellen. Diese magnetomotorische Kraft reicht jedoch nicht aus, um irgendeins der Bits zu schalten.

Diejenigen Bits, welche geschaltet werden sollen, erhalten an ihren Spaltenleitern Schreibstromimpulse. Die Stromgeneratoren 5 legen nur an diejenigen Spaltenleiter Ströme an, die mit denjenigen Bits in der Zeile gekoppelt sind, in denen ein Fluß von rechts nach links hergestellt werden soll. Die Ströme der Generatoren 5 reichen, wie der Strom des Generators 12 nicht aus, um den Fluß herzustellen. Jedoch schalten koinzident angelegte Ströme die Bits. Auf diese Weise werden sämtliche gewählten Bits in der gewählten Zeile geschaltet und somit das gewünschte Wort in die gewählte Zeile der Anordnung geschrieben.

Sowohl die horizontalen als auch die vertikalen Schreibströme gehen durch entsprechende Tiefpaßfilter 13 und 6, bevor sie an die Anordnung angelegt werden. Sämtliche hochfrequenten Komponenten werden beseitigt. Die Impulse haben eine große Anstiegszeit und eine große Dauer, wie aus Fig. 2A hervorgeht.

Die Energie, welche in den parasitären Reaktanzen, wie der Drahtinduktivität oder der Streukapazität während des Schreibens gespeichert wird, schwingt und klingt ab. Das Frequenzspektrum dieser Schwingung ist verhältnismäßig niedrig, da die Impulse, welche die Energie in erster Linie speichern, keine hochfrequenten Komponenten enthalten.

Die an einen bestimmten Twistorleiter angelegten Abfrageimpulse sind so groß, daß der gesamte Fluß umgeschaltet wird, der entlang des Wegs 11 durch die Schreibimpulse hergestellt wurde. Diejenigen Bits, welche umgeschaltet werden, induzieren Span-

ü5 nungen in den entsprechenden vertikalen Leitern. Die Abtastverstärker 7 stellen diese Spannungen fest und bestimmen das vorher in den Twistordraht geschriebene Wort.
Die obenerwähnten Vorteile der Erfindung werden durch den relativen Frequenzgehalt der Abfrage- und Schreibimpulse erzielt. Fig.2C zeigt für ein spezielles Ausführungsbeispiel die Abfrageimpulse im Vergleich zu den Schreibimpulsen der Fig. 2A. Die Abfrageimpulse haben eine Impulsbreite, die ein Zehntel derjenigen der Schreibimpulse beträgt. Ebenso haben die Abfrageimpulse eine kürzere Anstiegszeit als die Schreibimpulse. Diese beiden Merkmale tragen zu dem im Vergleich zu den Schreibimpulsen hochfrequenten Gehalt der Abfrageimpulse bei. Die Abfrageimpulse haben ferner eine größere Amplitude als die Zeilen-Schreibimpulse. Dies muß sein, weil der an den Zeilenleiter angelegte Abfrageimpuls den Fluß entlang des Wegs 11 selbst umschalten muß, während der Zeilen-Schreibimpuls nur umschalten darf, wenn er durch Bit-Schreibströme unterstützt wird. Die große Amplitude der Abfrageimpulse trägt ferner dazu bei, zwischen dem Frequenzgehalt der Schreibimpulse und derjenigen Impulse zu unterscheiden, die in den vertikalen Leitern während der Befragung induziert werden. Die Schnelligkeit, mit der der Fluß eines magnetischen Elements die Magnetisierung umschaltet, ist unter anderem durch die Größe der angelegten magnetomotorischen Kraft bestimmt. Die Abfrageimpulse mit großer Amplitude bewirken ein schnelles Umschalten, so daß die in den vertikalen Bändern induzierten Spannungen hochfrequente Komponenten enthalten.
Es sei bemerkt, daß die Bit-Schreibimpulse, die an die- vertikalen Leiter angelegt werden, eine große Amplitude haben können, die sogar größer ist als diejenige der Abfrageimpulse. Die Kopplung zwischen den vertikalen Bändern und dem Flußweg 11 ist geringer als die Kopplung zwischen den Leitern 10 und den Flußwegen 11. Infolgedessen können die großen Bit-Schreibströme die Bits bei Nichtvorhandensein des Wortschreibstroms des Generators 12 nicht schalten.

Infolge der großen Amplitude der Bit-Schreibströme in den vertikalen Leitern, die fast stets größer als die Amplitude der induzierten Ströme in denselben Leitern während des Abfragevorgangs ist, könnte es scheinen, daß ein gleichzeitiges Abfragen und Schreiben in verschiedenen Wörtern unmöglich sei, da die Abtastverstärker 7 die verhältnismäßig kleinen induzierten Leseimpulse nicht feststellen können. Die Verwendung von verschiedenen Frequenzspektren für das Abfragen und das Schreiben erlaubt jedoch nicht nur ein Abfragen unmittelbar nach einem Schreiben, sondern sogar beides gleichzeitig in verschiedenen Zeilen, d. h. Wörtern vorzunehmen.

Daß das Abfragen unmittelbar hinter einem *5 Schreiben geschehen kann, geht aus Fig. 2B hervor, welche die gespeicherte Schwingungsenergie in den parasitären Reaktanzen der Anordnung darstellt. Diese Schwingungsenergie, die durch die Zeilen- und Bit-Schreibimpulse von verhältnismäßig langer a° Dauer gespeichert ist, hat eine Schwingungsperiode, die etwa das Zehnfache der Dauer der Abfrageimpulse beträgt. Die Hochpaßfilter 8 sind so eingerichtet, daß sie nur den Frequenzgehalt der Leseimpulse durchlassen. Die in den Leitern 9 induzierte »5 Spannung der Schwingungsenergie, die in Fig. 2B dargestellt ist, hat eine niedrige Frequenz und wird daher durch die Filter 8 nicht durchgelassen. Das Anlegen eines Abfrageimpulses an einen Twistor ergibt, auch wenn sich die Schwingungsenergie in einem Maximum befindet, ein sehr schnelles Umschalten des Flusses und damit eine schnelle Anstiegszeit und eine kurze Dauer der induzierten Impulse in den vertikalen Leitern. Diese Impulse mit hochfrequentem Gehalt werden durch die Filter S zu den Abtastverstärkern 7 durchgelassen. Der zweite Impuls der Fig. 2C tritt in der Darstellung unmittelbar nach einem Schreiben auf, dennoch wird erfindungsgemäß das Ausgangssignal durch diese Energie mit niedriger Frequenz nicht verdeckt.

Weiterhin ist es nicht notwendig, mit dem Abfragen eines Bits aus der Anordnung zu warten, bis das Schreiben eines Bits in einem anderen Wort beendet ist. Der erste Impuls der F i g. 2 C zeigt einen Abfrageimpuls, der an einen Twistordraht zur gleichen Zeit angelegt wird, während der in einen anderen Twistordraht ein Wort geschrieben wird, wie es durch den Impuls der Fig. 2A dargestellt wird. Die an die vertikalen Leiter angelegten Bit-Schreibströme können in der Größenordnung von Ampere liegen. Sie würden den Impuls mit niedriger Amplitude, der in denselben vertikalen Leitern durch den Abfrageimpuls induziert wird, vollständig verdecken, da diese Ausgangssignale in der Größenordnung von Millivolt liegen. Jedoch enthalten die induzierten Impulse den hochfrequenten Gehalt der Abfrageimpulse und gehen mit Leichtigkeit durch die Hochpaßfilter 8 hindurch. Bit-Schreibimpulse haben andererseits einen niederfrequenten Gehalt und werden durch die HochpaßfUter 8 vollständig gesperrt. Die Abtastverstärker 7 sprechen auf diese Schreibimpulse mit großer Amplitude nicht an und stellen nur die induzierten Impulse der Abfragung fest, obgleich diese im Vergleich zu den Schreibimpulsen auf den gleichen Leitern eine unbedeutende Amplitude aufweisen.

Da Abfragen und Schreiben gleichzeitig durchgeführt werden kann, weil die Filter 8 die Schreibströme der Abtastverstärker 7 sperren, ergibt sich ein dritter Vorteil der Erfindung, nämlich die automatische Lösung des »Sperr«-Problems. Die Abtastverstärker 7 können durch die Schreibströme mit großer Amplitude nicht »gesperrt« werden, da diese Ströme den Eingang der Verstärker niemals erreichen.

Somit wird ersichtlich, daß die Verwendung von unabhängigen Abfrage- und Schreibkreisen mit verschiedenen Frequenzspektren ein unabhängiges und sogar gleichzeitiges Abfragen und Schreiben erlaubt, ferner die Verwendung von einfachen und wenig kostspieligen Abtasteinrichtungen.

Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel der Erfindung entsprechend der Fig. 1 wurde eine auf Wortbasis organisierte Anordnung mit 756 000 Bits so ausgeführt, daß 2250 Wörter und 336 Bits je Wort entlang jedes Twistordrahts vorhanden waren. Diese Anordnung enthält somit 2250 horizontale Twistordrähte und 336 vertikale Kupferbänder. Bei einem Abstand zwischen den Kupferbändern von etwa 0,76 mm und bei Kupferbändern mit einer Breite von etwa 2,5 mm können die Vorteile der Erfindung bei einem Wortschreibstrom von 100 Milliampere Amplitude und 3 Mikrosekunden Impulsbreite, ferner bei einem Bitschreibstrom von 1,3 Ampere und 3 Mikrosekunden Impulsbreite und schließlich bei einem Wortabfragestrom von 300 Milliampere und 0,3 Mikrosekunden Impulsbreite erreicht werden. Das Ausgangssignal hat eine Amplitude von 2 Millivolt und eine Dauer von etwa 0,3 Mikrosekunden. Diese Werte stellen selbstverständlich nur Beispiele einer speziellen Ausführung dar.

Offensichtlich können die Vorteile der Erfindung unter Verwendung von nur passiven Elementen erreicht werden. Die Tiefpaß- und HochpaßfUter brauchen keine kostspieligen aktiven Elemente zu enthalten.

F i g. 3 ist eine auf Bitbasis organisierte Speicheranordnung mit ringförmigen magnetischen Kernen entsprechend einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die allgemeine Arbeitsweise von Kreisen dieser Art ist bekannt. Da die Anordnung auf Bitbasis organisiert ist, ist es notwendig, Ströme sowohl an die horizontalen als auch an die vertikalen Leiter beim Abfragen und Schreiben anzulegen. Eine gemeinsame Abtastwicklung 20 geht durch jeden Kern 21 und ist mit dem HochpaßfUter 22 verbunden, das die induzierten hochfrequenten Signale zum Abtastverstärker 23 überträgt.

Bei dieser auf Bitbasis organisierten Anordnung gibt es kein Sperrproblem, da der Abtastverstärker 23 nicht mit denselben Leitern verbunden ist, an die die Schreibströme angelegt werden. Jedoch war es bisher nicht durchführbar, verschiedene Bits in der Anordnung unabhängig und sogar gleichzeitig abzulesen und zu schreiben. Dies wird sofort offenbar, wenn man annimmt, daß ein Kern abgelesen und ein anderer geschrieben werden soU, wenn sich die beiden Kerne in derselben Zeile oder Spalte befinden. Unter derartigen Umständen müssen entgegengesetzt gerichtete Abfrage- und Schreibströme an denselben Leiter angelegt werden.

Das Einschalten von Tiefpaßfiltern 24 und 25 entsprechend einem Aspekt der Erfindung mit den entsprechenden Schreibgeneratoren 26 und 27 erlaubt jedoch, daß nur Ströme mit niedriger Frequenz während des Schreibens an die Anordnung angelegt werden. Infolgedessen hat die in den parasitären Reak-

609 568/383

tanzen gespeicherte Schwingungsenergie wiederum die in Fig. 2B dargestellte Form. Die Abfrageimpulse der Generatoren 28 und 29 bewirken, auch wenn gleichzeitig Schreibimpulse an dieselben Leiter angelegt werden, daß die in der Abtastwicklung 20 induzierten Spannungen nur einen hochfrequenten Gehalt haben. Diese Frequenzen werden durch das Filter 22 zum Abtastverstärker 23 durchgelassen. Das Filter sperrt vollständig sämtliche Spannungen, die in der Abtastwicklung durch die Schreibimpulse oder die Schwingungsenergie induziert werden, so daß unabhängige Abfrage- und Schreibkreise in der auf Bitbasis organisierten Anordnung wie auch in der auf Wortbasis organisierten Anordnung in Fig. 1 erhalten werden.

Ein Problem entsteht, wenn dieses Schema der Frequenzaufteilung bei auf Bitbasis organisierten Anordnungen verwendet wird. Die Abfrageimpulse müssen eine Amplitude haben, die beträchtlich größer als diejenige der Schreibimpulse ist. Um einen Kern umzuschalten, muß ein minimaler Wert des Produkts der Stromgröße und seiner Dauer angelegt werden. Damit das Schema der Frequenzaufteilung wirksam ist, muß die Abfrageimpulsbreite kleiner als die Schreibimpulsbreite sein, und zwar bei den Ausführungsbeispielen zehnmal so klein. Somit muß die Abfrageimpulsamplitude viel größer als die Schreibimpulsamplitude sein.

Bei Anordnungen mit koinzidierenden Strömen darf kein Strom allein in der Lage sein, einen Kern umzuschalten. Da die Kombination von zwei Strömen einen Kern umschalten muß, ist es offensichtlich, daß jeder Strom eine Amplitude aufweisen muß, die zwischen der Hälfte und der für den vollen minimalen Schaltstrom nötigen Amplitude liegt. Wenn die Abfragestromimpulsamplitude viel größer als die Schreibstromimpulsamplitude ist, ist es möglich, daß jeder Abfrageimpuls einzeln sämtliche Kerne umschaltet, an die er angelegt wird. Die Anordnung arbeitet dann nicht richtig.

Dieses Problem kann jedoch durch die Verwendung von Vorströmen vermieden werden. Dieses Verfahren ist bereits erprobt worden. Der Vorstrom, der dauernd an alle Kerne angelegt wird, hat eine Richtung, die in jeden Kern zu »schreiben« versucht, seine Größe reicht jedoch nicht zum Schreiben aus. Infolgedessen wird die Gesamtamplitude der beiden koinzidierenden Schreibströme herabgesetzt. Die Amplitude der Abfrageströme muß jedoch erhöht werden, da sie nicht nur eine ausreichende magnetomotorische Kraft zum Umschalten der Magnetisierung der Kerne liefern, sondern auch den Vorstrom überwinden muß. Daher müssen die Abfragestromimpulse eine Amplitude erhalten, die um den gewünschten Faktor größer als die Schreibstromimpulsamplitude ist.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Speicheranordnung mit einer Vielzahl je einen ersten und zweiten stabilen Zustand aufweisender Speicherelemente, mindestens einer Schreibimpulsquelle und mindestens einer Abfrageimpulsquelle zum mittels der Schreib- bzw. Abfrageimpulse erfolgenden Schalten der Speicherelemente in den ersten bzw. zweiten stabilen Zustand, sowie einer dem Feststellen von Zustandsänderungen der Speicherelemente dienenden Anzeigeschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß die Schreibimpulsquelle (12, 5. bzw. 26, 27) für eine Impulserzeugung eines ersten Frequenzspektrums und die Abfrageimpulsquelle (14 bzw. 28, 29) für eine Impulserzeugung eines zweiten Frequenzspektrums ausgelegt sind und die Anzeigeschaltung (7 bzw. 23) durch ein ihr vorgeschaltetes Filter (8 bzw. 22), das im wesentlichen für das erste Frequenzspektrum undurchlässig ist, für dieses erste Frequenzspektrum unempfindlich gemacht ist.

2. Speicheranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragung ausschließlich erster vorbestimmter Frequenzkomponenten des ersten Frequenzspektrums zu den Speicherelementen dienende zweite Filter (13, 6 bzw. 24, 25) zwischen den Schreibimpulsquellen und den Schreibeingängen der Speicheranordnung geschaltet sind.

3. Speicheranordnung nach Anspruch 1, bei der eine Vielzahl je einen bevorzugten schraubenförmigen Magnetflußweg aufweisender magnetischer Leiter vorgesehen und eine Vielzahl nichtmagnetischer Leiter mit den magnetischen Leitern an Kreuzpunkten beider Leiter induktiv gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß für die Impulserzeugung des ersten Frequenzspektrums ausgelegte Schreibimpulsquellen (12, 5) zum dem Erzeugen erster Flußrichtungen an den Kreuzpunkten längs des schraubenförmigen Magnetflußweges dienenden Zuführen von Schreibimpulsen des ersten Frequenzspektrums an ausgewählte der magnetischen und nichtmagnetischen Leiter, daß die für die Impulserzeugung des zweiten Frequenzspektrums ausgelegte Abfrageimpulsquelle (14) zum dem Erzeugen zweiter Flußrichtungen an den Kreuzpunkten längs des schraubenförmigen Magnetflußweges dienenden Zuführen von Abfrageimpulsen an ausgewählte der magnetischen Leiter und daß die Anzeigeschaltung (7) zur Feststellung von in den nichtmagnetischen Leitern infolge der Flußumschaltung induzierten Spannungen ausschließlich des zweiten Frequenzbereiches vorgesehen sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1070 680;
österreichische Patentschrift Nr. 213 642;
»IRE Transactions on Electronic Computers«,
Dezember 1954, S. 12 bis 15;

»Electronics«, Oktober 1955, S. 138 bis 143.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

609 568/383 5.66 © Bundesdruckerei Berlin