DE1236011B - Speicheranordnung mit magnetisierbaren Speicherelementen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

GlIc

Deutsche Kl.: 21 al - 37/60

Nummer:. 1236 011

Aktenzeichen: J 23583 IX c/21 al

Anmeldetäg: 23. April 1963

Auslegetag: 9. März 1967

Die Erfindung betrifft eine Speicheranordnung mit magnetisierbaren Speicherelementen für die Datenverarbeitung. Es ist bekannt, eine Matrix von Ferritkernen als Steuerelement in einem Rechner zu verwenden. In einer solchen Matrix ist jeder Kern mit einem dem dem Kern zugeordneten Steuerbitschema entsprechenden Anzahl von Abfühlwicklungen versehen. Eine solche Anordnung ist zwar an sich recht einfach, aber ihre Herstellung erfordert einen beträchtlichen Aufwand, da während der Montage nahezu alle Kerne der Matrix verschieden behandelt werden müssen. Eine andere bereits vorgeschlagene Kernmatrix hat die Form eines Stapels von Ferritkernebenen, die jede einem bestimmten Bit in dem Steuerwort zugeordnet sind und aus einer Anordnung von zu erregenden und nicht zu erregenden Kernen (»Blindkernen«) bestehen, deren jeweilige Lage von der Verschlüsselung der Steuerworte, die verschiedenen Adreßleitungen zugeordnet sind, abhängig ist. Die Tatsache, ob ein Bit an einer bestimmten Position in einem Steuerwort auftritt, wird dabei durch das Vorhandensein eines zu erregenden Kerns oder eines nicht zu erregenden Kerns in der der betreffenden Position entsprechenden Ebene festgestellt, d. h., die gespeicherte Information wird durch die Anordnung der Kerne festgestellt. Diese Lösung ist insofern nicht befriedigend, als mehrere Drähte einzeln durch jeden Kern gefädelt werden müssen, die wegen der angestrebten Umschaltgeschwindigkeit und Kompaktheit sehr kleine Abmessungen haben, so daß sich hierdurch der große Aufwand bei der Herstellung ergibt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine Speicheranordnung zu schaffen, die die obengenannten Nachteile nicht besitzt.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß jede Treiberleitung je eines magnetisierbaren Speicherelements mit der Sekundärwicklung eines jeweils zugeordneten Treibertransformators verbunden ist, der bei Erregung über eine oder mehrere Primärwicklungen des Treibertransformators einen Strom in die Treiberleitung induziert, so daß der Magnetisierungszustand des magnetisierbaren Speicherelements geändert wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jedes Speicherelement ein kleiner Ring aus Ferritmaterial, der mit einem Treibertransformator, dessen Kern aus Weicheisen besteht, durch eine aus einer Windung bestehende Treiberleitung gekoppelt ist, wobei der Kern des Treibertransformators aus zwei Teilen besteht, einem U-förmigen und einem I-förmigen. Die Primärdrähte werden in die Aussparung der U-förmigen Teile eingelegt, und danach werden die I-förmigen Elemente aufgelegt, um den Speicheranordnung mit magnetisierbaren
Speicherelementen

Anmelder:
5

International Business Machines Corporation,

Armonk, N.Y. (V. St. A.)

Vertreter:

ίο Dipl.-Ing. H. E. Böhmer, Patentanwalt,
Böblingen, Sindelfinger Str. 49

Als Erfinder benannt:

John Kenneth Ayling,

Oliver's Battery, Winchester, Hampshire
(Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 24. April 1962 (15 595)

Transformatorkern zu schließen. Auf diese Weise ist es möglich, eine große Zahl von Treiberleitungen unterzubringen und trotzdem den Vorteil eines kleinen Ferritkerns und den großen Vorteil einer ganz oder halb mechanisierten Montage beizubehalten.

Nach einem bevorzugten Montageverfahren wird eine Anzahl von Transformatoreinheiten auf einem Träger befestigt, der die Form eines Teilzylinders oder eines Zylinders hat, und der Träger um seine Achse gedreht, und zwar in Zusammenwirkung mit einer Zufüh rungs vorrichtung, die den Draht #us dem die Primärwicklungen hergestellt werden, zuführt, wobei eine Führungsnadel den Draht entsprechend dem gewünschten Steuerschema durch bestimmte Transformatorkerne hindurch- und an anderen vorbeiführt. Außerdem sind Maßnahmen getroffen, um die Führungsnadel fortschreitend weiterzubewegen, um verschiedene Spalten von Kernen zu verdrahten.

Es hat sich gezeigt, daß nach diesem Verfahren

ziemlich komplexe Steuermatrizen hergestellt werden können. In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuermatrix, die nachstehend beschrieben wird, kann die Matrix nicht zum Steuern grundlegender Maschinenoperationen, sondern außerdem als Speicher für Tabellenwerte dienen.

Nachstehend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung in Verbindung mit den unten aufgeführten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

709 518/346

1 236 Oil

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung einer vollständigen Anordnung nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Ausschnitt der Matrix nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Ausschnittes der Matrix nach Fig. 1,

Fig. 4 und 5 einen gedruckten Schaltungsstreifen, der in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung benutzt wird;

Fig. 6 und 7 zeigen in schematischer Form typische Wicklungsschemata.

In F i g. 1 ist eine vollständige Speicheranordnung in konstruktiver Vereinigung mit einem Adreßregister gezeigt. Die Anordnung weist 20 Zeilen zu je 18 Toroidkernen auf, wobei jedem Toroidkern ein Transformator zugeordnet ist. 16 Zeilen zu je 18 Toroidkernen bilden die eigentliche Speichermatrix, die somit aus 288 Toroidkernen besteht. Durch alle Kerne jeder Spalte geht eine Abfühlleitung hindurch, so daß bei einer Zustandsänderung eines Kernes ein Signal auf der ihm zugeordneten Abfühlwicklung erscheint. Die Toroidkerne sind an kleinen Rahmen aus Polystyrol oder einem anderen geeigneten Isoliermaterial befestigt, die außerdem als Halterungen für die Abfühlleitungen dienen.

Fig. 2 zeigt die Anordnung der verschiedenen Bauelemente der Matrix von Fig. 1 im einzelnen. Der leichteren Übersicht halber sind dort nur einige Toroidkerne und deren zugeordnete Transformatoren gezeigt. In F i g. 2 sind vier Kerne 10 dargestellt, die in dem Rahmen 14 gehaltert sind. Jedem Kern ist ein Transformatorkern zugeordnet, der aus einem unteren U-Teil 13 (s. Fig. 3) und einem oberen I-Teil 11 besteht. Um die Anordnung der Transformatorkerne mit ihren Wicklungen zu zeigen, sind die Rahmen 14 und die Schaltplatten 16 auf der linken Seite weggelassen worden. Die Primärleitungen X, Y (s. auch F i g. 3) verlaufen entweder durch die von dem U-Teil gebildete öffnung hindurch oder umgehen den Kern ganz. In der fertigmontierten Anordnung sind die U-Teile mit den I-Teilen fest verbunden, und zwar werden sie durch Klammern 8 zusammengehalten. F i g. 2 und 3 zeigen deutlich die Lage der die Kerne 10 tragenden Rahmen 14.

Jeder Kern 10 ist mit dem ihm zugeordneten Transformator durch eine einzige Treiberwindung 15 ge-•koppelt, die von einer Sekundärwicklung des Transformators gesteuert wird. Diese Sekundärwicklung ist als gedruckte Schaltung auf der Schaltplatte 16 ausgeführt. Der Aufbau im einzelnen ist den Fig. 4 und 5 zu entnehmen, die die Ober- und die Unterseite einer Schaltplatte darstellen. Die Oberseite trägt eine gedruckte Schaltung 17, die mehrere Bereiche 18 umschließt, durch welche die vertikalen Arme der U-Teile 13 hindurchgehen. Die gedruckte Schaltung 17 wirkt als Erdungsfiäche und damit als Bezugspotentialebene für das auf die andere Seite der Schaltplatte 16 aufgedruckte Windungsmuster 19 (s. Fig. 5). Dieses besteht aus jeweils zwei vollständigen Windungen, von denen je eine um jeden Arm des U-Teiles herum verläuft. Jedes Windungsmuster 19 endet an zwei nicht gezeigten Ösen, an die die Enden der Treiberwicklung 15 für den zugeordneten Kern 10 angelötet sind. Die Kerne werden von einer Abfühlleitung 12 durchzogen, wobei pro Spalte der Wicklungssinn der Abfühlleitung von Kern zu Kern wechselt.

F i g. 6 und 7 stellen jeweils Speicheranordnungen in Matrixform mit den Magnetkernzeilen Y 0 bis Y15 dar. Dabei sind die vier unteren, nicht näher bezeichneten Magnetkernzeilen das Adreßregister. Ein Teil dieser Kerne des Adreßregisters dient zur Erregung der in F i g. 6 gezeigten X 1-Adreßleitung, die nacheinander die Magnetkernzeilen Y 0 bis Y15 mit den jeweils zu erregenden Magnetkernen durchläuft. Zum Verständnis der Erfindung ist es dabei ausreichend, wenn nur eine .X-Adreßleitung gezeigt wird.

Ein weiterer Teil der Kerne des Adreßregisters dient zur Erregung von Y-Adreßleitungen, die im Gegensatz zu den X-Adressenleitungen jeweils alle Kerne der Magnetkernzeilen Y 0 bis Y15 durchlaufen. Der besseren Übersichtlichkeit halber ist in F i g. 7 lediglich die die Magnetkernzeilen Y1 durchlaufende Y1-Adressenleitung gezeigt. Die Matrix, gebildet aus den Magnetkernzeilen Y 0 bis Y15, soll nach dem Koinzidenzstromprinzip arbeiten, d.h. aber, daß bei gleichzeitiger Erregung der Xl-Adressenleitung (F i g. 6) und der hier nicht gezeigten Y 0-Adjessenleitung, die in der Magnetkernzeile YO von der X l-Adressenleitung durchlaufenen Magnetkerne, nämlich der 4., 5., 10., 14., 15. und 17., gezählt von links nach rechts, umgeschaltet werden. Entsprechend gilt für die Magnetkernzeile Yl, daß der 4., 5., 9., 16. und 17. Magnetkern umgeschaltet wird. Bei der Auslesung werden also die den obengenannten Magnetkernpositionen entsprechenden Bits weitergeleitet. Andere Kerne werden nicht umgeschaltet, und daher werden durch das Anlegen eines Leseimpulses nur diejenigen Kerne beeinflußt, die in der entsprechenden Zeile liegen. Die Maßnahmen zum Auslesen der Matrix sind nicht gezeigt, aber es dürfte bekannt sein, daß Abfühlleitungen durch die Matrix in einer Weise hindurchgeführt werden können, welche der für dieAdreßleiter verwendeten entspricht, und daß für Auslesezwecke die Bits gruppenweise angeordnet werden können, wobei das Lesen verschiedener Gruppen zu verschiedenen Zeiten erfolgt. Das ist typisch für eine Steuermatrixmaschine, und dafür ist die Matrix nach der Erfindung besonders gut geeignet.

Obwohl nur zwei Leitungen dargestellt sind, dürfte es nach der vorstehenden Beschreibung klar sein, daß die in der Steuermatrix gespeicherten Daten durch die Anordnung der Treiberleitungen, d.h. der Primärwicklungen der Transformatoren, bestimmt werden und daß jede gewünschte Verschlüsselung vorgenommen werden kann, indem bei der Herstellung die Windungen entsprechend geführt, und so die Daten eingeschrieben werden.

Es können natürlich auch andere bistabile Elemente als Toroidkerne verwendet werden; z. B. kann man Stäbe aus Ferritmaterial oder aus dünnen Schichten bestehende Schaltelemente verwenden. Außerdem eignet sich die beschriebene Vorrichtung auch für andere Permanentspeicher als Steuermatrizen z. B. für gespeicherte Multiplikationstafeln und Entschlüssler.

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Speicheranordnung mit magnetisierbaren Elementen, dadurch gekennzeichnet, daß jede Treiberleitung je eines magnetisierbaren Speicherelements mit der Sekundärwicklung eines jeweils zugeordneten Treibertransformators verbunden ist, der bei Erregung über eine oder meh-

1 236 Oil

rere Primärwicklungen des Treibertransformators einen Strom in die Treiberleitung induziert, so daß der Magnetisierungszustand des magnetisierbaren Speicherelements geändert wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetisierbare Speicherelement aus einem Ferritkern besteht, dessen durch die Öffnung des Ferritkernes geführte Treiberleitung mit der Sekundärwicklung des Treibertransformators, der einen Weicheisenkern besitzt, verbunden ist.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Änderung des magnetischen Zustandes eines magnetisierbaren Speicherelementes je zwei Primärwicklungen des zugeordneten Treibertransformators vorgesehen sind.

4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklungen der Speicheranordnung gruppenweise zusammengefaßt sind, so daß die jeweils zugeordneten Treibertransformatoren gleichzeitig erregt werden.

5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherelemente matrixartig bei einer Gruppe von Primärwicklungen vorgesehen sind, die Treibertransformatoren verschiedener Zeilen zugeordnet sind.

6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gruppe von Abfühlleitungen vorgesehen ist, von denen jede verschiedenen Spalten der magnetisierbaren Speicherelemente zugeordnet ist.

7. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Abfühlleitung jeweils benachbarte, magnetisierbare Speicherelemente in entgegengesetzter Richtung durchläuft.

8. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerne der Treibertransformatoren aus einem U-förmigen und einem I-förmigen Teil bestehen, wobei die Primärwicklungen in den U-förmigen Teil eingelegt sind.

9. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetisierbare Speicherelement mit seiner Treiberleitung auf einer Unterlage befestigt ist, die gleichzeitig die Sekundärwicklung des Treibertransformators trägt, welche die Arme des U-förmigen Teils des Treibertransformatorkernes umgibt.

10. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung als gedruckte Schaltung auf der Unterlage ausgeführt ist.

11. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibertransformatoren Seite an Seite angebracht sind, wobei deren durch Ringkerne od. dgl. dargestellte, magnetisierbare Speicherelemente jeweils mit ihren Achsen senkrecht zur magnetischen Flußrichtung der Primärwicklungen angeordnet sind.

12. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Sekundärwicklungen auf einer gemeinsamen Unterlage angeordnet ist.

13. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibertransformatorkerne spaltenweise auf besonderen Trägern angeordnet sind, daß die Primärwicklungen zeilenweise miteinander verbunden sind, wobei je nach den zu speichernden Daten die Verbindungsleitungen durch entsprechende Treiberkerne hindurch und an anderen vorbeigeführt werden und daß die Unterlagen für die Sekundärwicklung spaltenweise oberhalb der Primärwicklung und unterhalb des I-förmigen Teils der Transformatorkerne angeordnet sind.

14. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeilen am Umfang eines Zylinders oder Teilzylinders angebracht sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

709 518/346 2.67 © Bundesdruckerei Berlin