DE1261551B - Halbfestwertspeicher - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

GlIc

Deutsche Kl.: 21 al - 37/60

Nummer: 1261551

Aktenzeichen: J 22111IX c/21 al

Anmeldetag: 17. Juli 1962

Auslegetag: 22. Februar 1968

Die Erfindung bezieht sich auf Halbfestwertspeicher, bei denen magnetisierbare Elemente mit Zeilenleitern und Spaltenleitern zur Speicherung von Informationsausdrücken gekoppelt sind, und bei denen ein Treibstromsignal dem mit einem Element gekoppelten Zeilenleiter aufgegeben wird, damit ein Ausgangssignal im Spaltenleiter induziert wird, der mit dem Element gekoppelt ist, um den darin gespeicherten Informationsausdruck auszulesen.

Derartige Speicher können zur Speicherung halbpermanenter Information, z. B. von Unterprogrammen für die Mikroprogrammierung, mathematischen Tabellen oder einem Wörterbuch, das in einem Rechner zur Übersetzung von Sprache notwendig ist, erforderlich werden. Der Speicher kann andererseits auch für Codeumwandlungen verwendet werden. Wenn der Speicher zur Speicherung mathematischer Tabellen u. dgl. verwendet werden soll, muß er in der Lage sein_s so rasch wie der Arbeitsspeicher des Rechners zu arbeiten, welcher aus magnetischen dünnen Filmelementen mit sehr hohen Arbeitsgeschwindigkeiten bestehen kann.

Festwert- oder Halbfestwertspeicher, die magnetische Relais verwenden, sind bereits bekannt. Speicher mit Ferritkernen sind ebenfalls bereits bekannt. Solche Speicher jedoch, bei denen entweder Relais oder Ferritkerne Verwendung finden, arbeiten viel zu langsam, als daß sie in Verbindung mit Dünnschichtspeichern unter den obenerwähnten Bedingungen verwendet werden könnten.

Andere Speicherelemente sind ebenfalls für Festwert- oder Halbfestwertspeicher vorgeschlagen worden. Beispielsweise sind magnetisierbare Elemente an vorgewählten Kreuzungsstellen von Zeilen- und Spaltenleitern angeordnet worden, so daß nur die Leiter an den ausgewählten Kreuzungsstellen miteinander magnetisch gekoppelt sind. Diese Elemente arbeiten ebenfalls von Natur aus im Betrieb relativ langsam. Ferner werden Informationsausdrücke eines Binärwertes (z. B. eine binäre »1«) durch das Vorhandensein solcher Elemente, und Ausdrücke des anderen Wertes (z. B. eine binäre »0«) durch das Fehlen solcher Elemente dargestellt. Wenn ein Ausdruck einer binären »1« ausgelesen wird, wird ein auswertbares Ausgangssignal erzeugt; wenn jedoch ein Ausdruck einer binären »0« ausgelesen wird, wird nur ein vernachlässigbares Ausgangssignal erzeugt. Id einem solchen Speicher können Fehler dadurch entstehen, daß fehlerhafte Ausgangssignale dann erzeugt werden, wenn ein Ausdruck für eine binäre »0« ausgelesen wird.

Des weiteren ist eine Speicheranordnung bekannt, Halbfestwertspeicher

Anmelder:

International Computers and Tabulators Limited, London

Vertreter:

Dipl.-Ing. A. Wasmeier, Patentanwalt,

8400 Regensburg 3, Lessingstr. 10

Als Erfinder benannt:

Edward Michael Bradley,

Stevenage, Hertfordshire (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 19. Juli 1961 (26141)

die aus einem Paar magnetischer Dünnfilmelemente besteht, die aufeinander angeordnet sind. Das Speicherfilmelement besitzt eine verhältnismäßig hohe Koerzitivkraft und das Auslesefilmelement eine verhältnismäßig geringe Koerzitivkraft. Die leichten Magnetisierungsachsen der Filmelemente sind jeweils parallel zueinander angeordnet. Das äußere Magnetfeld aus dem Speidherfilmelement wirkt auf das Auslesefilmelement so ein, daß letzteres in einem magnetischen Zustand gesetzt wird, der antiparallel zu dem des Speicherbereiches ist. Informationen werden aus der Vorrichtung dadurch ausgelesen, daß ein An-Steuerungsfeld parallel zu den leichten Achsen der Filme aufgegeben wird, wobei das Ansteuerungsfeld keinen so hohen Wert besitzt, daß das Speichexfilmelement geschaltet wird, jedoch dieser Wert genügend groß ist, um die Magnetisierung des Auslesefilmelementes mit dem Ansteuerungsfeld auszurichten. Wenn das Auslesefilmelement zu Anfang entgegengesetzt zu dem Ansteuerungsfeld magnetisiert wird, schaltet das Anlegen des Ansteuerungsfeldes das Auslesefeldelement und induziert ein Ausgangssignal in einem Ansprechleiter. Wenn das Ansteuerungsfeld nicht mehr wirkt, setzt das äußere Feld aus dem Speicherfilmelement das Auslesefilmelement zurück.

Mit dieser Speicheranordnung läßt sich zwar —

da die Information zerstörungsfrei lesbar ist — ein Betrieb nach Art eines Testwertspeichers durchführen, wenn einmal eine Information gespeichert ist; er kann auch als Halbfestwertspeicher arbeiten, indem

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man über seine Einschreibwege neue Informationen einschreibt, doch ist es eben doch kein Halbfestwertspeicher, der ohne solche Einschreibwege auskommt. Die Einschreibwege bedingen außerdem einen erhöhten Aufwand, der für manche Zwecke nicht lohnt. Bei einem Halbfestwertspeicher ist es möglich, den Inhalt des Speichers von Zeit zu Zeit ohne besondere elektrische Einschreibvorrichtungen zu ändern. Es ist dann besonders zweckmäßig, wenn die notwendi-

im Abstand angeordneten Satz von Wortansteuerungsleitern, die senkrecht zu den Ziffernansteuerungsleitern angeordnet sind. Die Wortansteuerungsleiter sind in einem kleinen Winkel gegen die leichte 5 Achse des Filmes angeordnet.

Der Halbfestwertspeicher, der in der Zeichnung dargestellt ist, verwendet einen ferromagnetischen Film 10, wie er Dünnfilmspeichern der obenerwähnten Art vorgesehen ist und der auf einer Aluminiumgen Änderungen rasch vorgenommen werden können. 10 unterlage 11 aufgebracht ist. Leitergruppen, die Ziel der Erfindung ist es, einen Halbfestwertspei- durch Wortansteuerungsleiter 12 und Leseleiter 13 eher, welcher sehr rasch arbeiten kann, zur Verwen- gebildet sind, sind so angeordnet, daß sie sich quer dung in Verbindung mit einem Arbeitsspeicher eines zum Film erstrecken, wobei die Leseleiter 13 dem Rechners zu schaffen, der definierte Ausgangssignale Film am nächsten liegen und (nicht dargestellt) am erzeugt, wenn Informationsausdrücke eines der bei- 15 einen Ende mit der Aluminiumunterlage verbunden den Binärwerte ausgelesen werden, wodurch die sind. Die Leiter und der Film sind voneinander Möglichkeit eines Fehlers verringert wird, und in durch Isolierschichten 17, 18 getrennt. Die Unterlage welchem die gespeicherte Information zweckmäßig stellt somit einen Rückweg für die Leseleiter dar, so geändert werden kann. daß Leseschleifen gebildet sind, die mit dem Film 10

Bei einem Halbfestwertspeicher mit Informations- 20 gekoppelt sind. Die Richtung der leichten Achse der Speicherbereichen aus magnetischen DünnfUmelemen- Magnetisierung des Filmes ist durch den Pfeil 14 anten, mit Abfühlleitern, die mit den Informationsspedcherbereichen gekoppelt sind, und mit Ansteuerungsleitern, die mit den Informationsspeicherbereichen gekoppelt und erregbar sind, so daß sie 25 z. B. 5°, zur leichten Achse und die Leseleiter 13 eine Drehung der Magnetisierung ausgewählter Be- senkrecht zu den Leitern 12. Die Flächen des Filmes, reiche bewirken, damit Ausgangssignale in den Abfühlleitern induziert werden, die mit den ausgewählten Bereichen gekoppelt sind, und in denen kontinuierliche Vorspannmagnetfelder den Speicherbereichen 30 Richtung der leichten Achse liegt. Wenn ein ausaufgegeben werden, um die Bereiche auf vorbe- reichend großer Stromimpuls durch einen der Wortstimmte, den gespeicherten Informationen entspre- ansteuerungsleiter 12 über eine Ansteuerungsstromchende magnetische Zustände zurückzusetzen, ist die quelle 15 fließt, werden die Magnetisierungsvektoren Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß ein lösbarer dieser Speicherelemente, die mit dem Leiter gekop-Träger in unmittelbarer Nähe der Bereiche der 35 pelt sind, durch das vom Strom im Steuerleiter ermagnetischen Filmelemente angeordnet ist und daß zeugte Magnetfeld aus der Richtung der leichten auf dem Träger permanentmagnetisierte Elemente Achse in eine Richtung senkrecht zu dem Steuerangeordnet sind, die magnetische Vorspannfelder er- leiter gedreht. Die resultierende Flußänderung in zeugen. einem Speicherelement induziert einen Spannungs-

Die Größe der Komponente des Vorspannfeldes 4° impuls in dem damit verbundenen Leseleiter 13; die kann dabei so gewählt werden, daß sie zum Schalten Polarität des Spannungsimpulses zeigt dabei die urdes Speicherelementes in einen vorgegebenen stabilen sprüngliche Richtung des Vektors längs der leichten Zustand ausreicht. Vorzugsweise bestehen die EIe- Achse an. Damit zeigen die Signale, die in den mit mente aus permanentmagnetisiertem Material jeweils den angesteuerten Speicherelementen verbundenen aus einer magnetisierten Fläche eines kontinuier- 45 Leseleitern induziert werden, die ursprünglich in dielichen schichtförmigen Materials. · sen Elementen gespeicherte Information an. Diese

Nach einer speziellen Ausführungsform der Erfin- Signale werden einer Auswertevorrichtung 16, z. B.

gedeutet, die Richtung der schweren Achse der Magnetisierung liegt senkrecht dazu. Die Wortansteuerungsleiter 12 verlaufen in einem kleinen Winkel,

die in der Nähe der Schnittstellen der Ansteuerungs- und Leseleiter liegen, bilden bistabile Speicherelemente, deren Magnetisierungsvektor normalerweise in

dung sind die Elemente aus permanentmagnetisiertem Material diskrete magnetisierte Elemente in einem nichtmagnetischen Träger.

Im folgenden wird an Hand eines Ausführungsbeispiels die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Aufsicht auf einen Teil eines Halbfestwertspeichers gemäß der Erfindung und

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie Π-Π nach Fig. 1.

Die Anordnung des Halbfestwertspeichers entspricht der eines löschbaren Dünnfilmspeichers. Ein

einem Leseverstärker, zugeführt.
Um die Information im Speicher nicht zu zerstö-

50 ren, d. h. fest gespeichert zu lassen, muß gewährleistet sein, daß die Magnetisierungsvektoren in ihre ursprünglichen Stellungen zurückkehren, wenn der Steuerstrom zu fließen aufhört. Dies wird dadurch erreicht, daß ein permanentes Vorspannfeld auf die

55 Speicherelemente gegeben wird. Dieses Feld weist eine Komponente längs der leichten Achse auf, so daß es die Richtung festlegt, in der der Vektor rotiert, wenn das Steuerfeld abklingt. Die Größe des Vorspannfeldes ist nicht kritisch, da die Grenze nach

solcher Speicher besteht z. B. aus einer Aluminium- 60 oben nur dadurch gesetzt ist, daß ein verh'ältnisünterlage, auf der ein kontinuierlicher ferromagneti- mäßig großes Feld die Drehung, die durch das scher Film und Gruppen von sich schneidenden Steuerfeld erzeugt wird, verringert, wodurch die im Lese-und Schreibleitern aufgebracht sind. Die Fläche Leseleiter induzierte Spannung abnimmt, des Filmes bildet in der Nähe eines jeden Schnitt- Da das Steuerfeld in einem Winkel zur schweren

punktes der Leiter ein einzelnes Binärspeicherele- 65 Achse wirkt, werden alle Speicherelemente in den ment. Die Leitergruppen bestehen aus im Abstand gleichen Zustand zurückgesetzt, wenn das Steuerfeld voneinander angeordneten Ziffernansteuerungsleitern, zu bestehen aufhört. Infolgedessen ist es erfordereinem dazu parallelen Satz von Leseleitern und einem " Hch, ein' permanentes Vorspannfeld nur für die Spei-

cherelemente vorzusehen, die im entgegengesetzten Zustand verbleiben müssen, der als der »!«-Zustand bezeichnet wird. Falls erwünscht, können die Steuerleiter 12 parallel zur leichten Achse angeordnet werden, und dann wird ein permanentes Vorspannfeld jedem der Speicherelemente aufgegeben.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die permanenten Vorspannfelder durch magnetisierte Flächen auf einem Abschnitt eines üblichen magnetischen Aufzeichenbandes 19 vorgesehen, das mit der einen Seite in Berührung mit der Leiteranordnung steht oder zumindest ganz in deren Nähe angeordnet ist. Die Fläche des Bandes, die einer jeden Speicherstelle der Matrix zugewandt liegt, wird magnetisiert, und die Richtung der Magnetisierung wird so gewählt, daß das Streufeld in der einen oder anderen Richtung längs der leichten Achse des Speicherelementes wirkt, je nach dem Binärzustand, den das Element speichern soll. Das Streufeld ist nicht über die ganze Fläche des Speicherelementes gleichförmig, dies beeinflußt jedoch die genaue Wirkungsweise des Speichers nicht störend, da der Wert des Vorspannfeldes nicht kritisch ist.

Zweckmäßigerweise sind die Kanten des Bandes parallel zu den Steuerleitern angeordnet, so daß, wenn die Leiter in einem Winkel zur leichten Achse liegen, und das Band parallel zur Bandkante magnetisiert wird, das Vorspannfeld in einem kleinen Winkel zur leichten Achse wirkt. Die Komponente des Feldes in Richtung der leichten Achse ist aber ausreichend.

Das Band kann in seiner Stellung auf der Speicherplatte durch irgendwelche zweckmäßige Vorrichtungen, z. B. eine nichtmagnetische Andrückplatte, befestigt werden. Dies ermöglicht, daß das Band entfernt und durch einen anderen Abschnitt des Bandes ersetzt wird, der ein anderes Schema von magnetisierten Flächen aufweist, so daß die gespeicherte Information geändert wird. Wenn die gespeicherte Information ständig beibehalten werden soll, wird das Band in seiner Stellung festgehalten, z. B. mit Hilfe eines Klebemittels.

In der bisherigen Beschreibung wurde angenommen, daß die Speicherelemente vorher in die erforderlichen Zustände, die die gespeicherte Information darstellen, gesetzt worden sind. Die Information kann aber auch in den Speicher dadurch eingeführt werden, daß das gewünschte Schema der magnetisierten Elemente in der Nähe des dünnen Filmes angeordnet und ein Steuerstrom jedem der Steuerleiter aufgegeben wird, so daß beim Abklingen des Steuerstromes die Speicherelemente in die gewünschten Zustände gesetzt werden. Andererseits können die Speicherelemente allein durch ein ausreichend starkes Vorspannfeld gesetzt werden.

Einer der Vorteile eines Halbfestwertspeichers gemäß der Erfindung besteht darin, daß er im Betrieb in Verbindung mit löschbaren Speichern mit dünnem Film verwendbar ist. Es wurde festgestellt, daß die Schreibdichte der Speicherelemente für löschbare Speicher und Halbfestwertspeicher etwa gleich ist, so daß der Abstand der Leiter in beiden Speicherarten der gleiche sein kann.

Die Verwendung eines magnetischen Aufzeichnungsbandes zum Aufbringen des permanenten Vorspannfeldes ist vorteilhaft, da das Band einfach zur Verfügung steht und ermöglicht, daß die gespeicherte Information durch einfaches Austauschen des Bandes geändert wird. Ein kontinuierlicher, nichtmagnetischer Träger mit in geeigneter Weise angeordneten diskreten magnetischen Elementen kann auch an Stelle des Bandes verwendet werden. Der Träger kann ein Blatt z. B. aus synthetischem plastischem Material sein, bei dem die magnetischen Elemente in Form von Punkten eines Materials vorgesehen sind, das aus einem Eisenoxyd in einem geeigneten Binder besteht, z. B. einer der Zusammensetzungen, wie sie für Überzüge von Magnetbändern öder Magnetspeichertrommeln Verwendung finden. Andererseits können die Magnetelemente kleine Abschnitte eines magnetisierbaren Drahtes, der in plastisches Material eingebettet ist, oder diskrete metallische Flächen sein, die dauern magnetisiert werden können. Die metallischen Flächen können durch Galvanisieren oder durch Ätzen einer kontinuierlichen Metallschicht, die auf dem plastischen Material haftet, hergestellt werden.

Magnetische Elemente der vorbeschriebenen Art können auf einem Isolierbelag, der über der Matrix angeordnet ist, befestigt oder ausgebildet werden, wenn die gespeicherte Information tatsächlich permanent sein soll. Andererseits kann ein dickerer magnetischer Film auf diesem Isolierbelag durch Vakuumbedampfung oder Galvanisierung hergestellt werden; die magnetischen Eigenschaften dieses Filmes sind dabei so gewählt daß die gewünschten Flächen permanent magnetisiert sind und sie ihre Magnetisierung trotz der Streufelder der Steuerleiter beibehalten.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Halbfestwertspeicher mit Informationsspeicherbereichen aus magnetischen Dünnfilmelementen, Abfühlleitern, die mit den Informationsspeicherbereichen gekoppelt sind, und Ansteuerungsleitern, die mit den Informationsspeicherbereichen gekoppelt und erregbar sind, so daß sie eine Drehung der Magnetisierung ausgewählter Bereiche bewirken, damit Ausgangssignale in den Abfühlleitern induziert werden, die mit den ausgewählten Bereichen gekoppelt sind und in denen kontinuierliche Vorspannmagnetfelder den Speicherbereichen aufgegeben werden, um die Bereiche auf vorbestimmte, um gespeicherten Informationen entsprechende magnetische Zustände zurückzusetzen, dadurch gekennzeichnet, daß ein lösbarer Träger in unmittelbarer Nähe des Bereiches des magnetischen Filmelementes angeordnet ist, und daß auf dem Träger permanentmagnetisierte Elemente angeordnet sind, die magnetische Vorspannfelder erzeugen.

2. Halbfestwertspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Komponente des Vorspannfeldes so gewählt ist, daß sie zum Schalten des Speicherelementes in einen vorgegebenen stabilen Zustand ausreicht.

3. Halbfestwertspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (15) vorgesehen ist, die die Ansteuerungsleiter (12) erregt und ihnen ein Steuerfeld mit einer größeren Komponente in Richtung der schweren Achse aufgibt.

4. Haltfestwertspeicher nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die EIe-

mente aus permanentmagnetisiertem Material jeweils aus einer magnetisierten Fläche eines kontinuierlichen schichtförmigen Materials bestehen.

5. Halbfestwertspeicher nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die EIemente aus permanentmagnetisiertem Material diskrete magnetisierte Elemente in einem nichtmagnetischen Träger sind.

6. Halbfestwertspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherelemente auf einer ebenen Unterlage (11) aufgebracht sind und daß das Steuerfeld den Speicherelementen

durch Erregung von senkrecht zu den Abfühlleitern (13) verlaufenden Leitern aufgegeben wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Auslegeschriften Nr. 1081502, 1030 069, 1093116, 1101024, 1105202, 1 015 853, 1081 921;

französische Patentschriften Nr. 1232 690, 1183 543;

»Die Umschau«, 15. 8. 1958, S. 488 bis 491;

»Journal of Applied Physics«, Supplement to Vol. 30, No. 4, April 1959, S. 54 S/55 S.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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