DE1278510B - Speicheranordnung mit magnetischen Speicherelementen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

GlIc

Deutsche Kl.: 21 al-37/06

Nummer: 1278 510

Aktenzeichen: P 12 78 510.3-53 (B 76152)

Anmeldetag: 2. April 1964

Auslegetag: 26. September 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Speicheranordnung mit magnetischen Speicherelementen, von denen jedes sich gegenseitig nicht durchdringende und zwischen sich eine gemeinsame Magnetisierungszone einschließende Öffnungen aufweist, wobei Leiter zum koinzidenten Einschreiben und zerstörungsfreien Lesen binär kodierter Informationen die Öffnungen durchdringen, mit einem Informationsimpulsgenerator zum Anlegen von Informationsstromimpulsen einer dem jeweiligen Informationswert entsprechenden Polarität und einer zur Ummagnetisierung nicht ausreichenden Amplitude an einen ersten Leiter, der wenigstens eine erste Öffnung durchdringt, mit einem Schreibimpulsgenerator zur Erzeugung von mit den Informationsstromimpulsen einer ausgewählten Polarität gleichzeitig wirksam werdenden Stromimpulsen, mit einem Abfrageimpulsgenerator zum Anlegen von Abfrageimpulsen an einen zweiten wenigstens eine zweite Öffnung durchdringenden Leiter und mit einer Lesestufe, die eine durch die Abfrageimpulse bedingte Änderung des Magnetfelds in der Nähe der ersten Öffnungen anzuzeigen gestattet.

Bei einer bekannten Speicheranordnung dieser Art sind zwei Schreibleiter durch eine der beiden Öffnungen des Speicherelements hindurchgeführt. Diese Öffnung ist als Schreiböffnung bezeichnet. Ferner ist ein Abfrageleiter durch die andere, auch Abfrageöffnung genannte Öffnung hindurchgeführt. Neben den beiden Schreibleitern durchdringt ein Abtastleiter die Schreiböffnung. Damit sind insgesamt vier Leiter zur Funktion der Speicheranordnung erforderlich, von denen der Abfrageleiter orthogonal zu den übrigen Leitern angeordnet ist.

Zum Einschreiben einer Information in ein ausgewähltes Element nach dem Koinzidenzverfahren werden auf die beiden Schreibleiter koinzidente Stromimpulse gegeben. Diese Koinzidenzimpulse sind gemeinsam in der Lage, das magnetische Material um die Schreiböffnung herum in eine ausgewählte Richtung zu magnetisieren. Dabei ist einer der Schreibleiter durch die Elemente hindurchgeführt, die entsprechende Bits in unterschiedlichen Wörtern einer Ebene darstellen, während der andere Schreibleiter durch sämtliche Elemente jeweils eines Wortes in der Ebene hindurchgeführt ist. Auf diese Weise ist durch Ansteuerung beider Schreibleiter das Einschreiben eines Informationsbits in ein Element möglich.

Zum Auslesen eines Wortes aus diesem bekannten linearen Speicher wird der Abfrageleiter für dieses Wort angesteuert. Dieser Abfrageleiter durchdringt die Abfrageöffnungen eines jeden Elements, das ein Speicheranordnung mit magnetischen
Speicherelementen

Anmelder:

Burroughs Corporation, Detroit, Mich. (V. St. A.) Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Kosel, Patentanwalt,
3353 Bad Gandersheim, Braunschweiger Str. 22

Als Erfinder benannt:

George Henry Barnes,

West Chester, Pa. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 3. April 1963 (270 230) - -

Bit in diesem Wort darstellt. Durch die Aufgabe des Abfrageimpulses auf den Abfrageleiter wird die Umschaltung des magnetischen Materials zwischen den beiden Öffnungen bei allen Elementen bewirkt, ■ welche die Bits jenes Wortes verkörpern. Durch diese Umschaltung wird in jedem Abtastleiter in den einzelnen Bit-Stellen dieses Wortes ein Impuls induziert, so daß jeder Abtastleiter ein unterschiedliches Bit dieses Wortes anzeigt.

Für diese bekannte Speicheranordnung ist also eine verhältnismäßig große Anzahl von durch die Elemente hindurchzuführenden Leitern erforderlich. Von den beiden durch die Schreiböffnung hindurchgeführten Schreibleitern muß einer außerhalb der einzelnen Speicherelemente fortlaufend abgewinkelt werden, damit eine Matrix entsteht, die die Auswahl eines einzelnen Elements ermöglicht. Wegen dieser vielen Leiter sind die bekannten Speicheranordnungen schwierig und aufwendig in der Herstellung.

Außerdem bedingt die verhältnismäßig große Leiteranzahl insbesondere bei umfangreichen Speicheranordnungen eine übermäßige Geräuschbildung. Zur Verringerung dieser Geräuschbildung werden die Abtastleiter gelegentlich derart abgestuft angeordnet, daß in den Abtastleitern während des Empfanges der Koinzidenzteilströme auf den Schreibleitern sich gegeneinander aufhebende Störspannungen induziert werden. Dadurch wird die Verdrahtung jedoch noch einmal komplizierter, vor allem, weil die Leiter notgedrungen von unterschiedlichen Richtungen durch die Öffnungen der Elemente hindurchgefädelt werden

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müssen. Außerdem bleibt die Geräuschbildung auch hältnismäßig geringer Amplitude beim Einschreiben, mit einer derartig gestuften Anordnung unzulässig wodurch die Geräuschbildung noch einmal verringert hoch. Die große Leiteranzahl vergrößert die Ge- wird.

räuschbildung wegen der kapazitiven und induktiven Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgegen-

Kopplung zwischen den einzelnen Leitern. Außer- 5 stands weist jedes Speicherelement eine erste und eine dem schaffen die große Amplitude und die große zweite Öffnung auf, die orthogonal zueinander anAnzahl der in dieser bekannten Schaltung erforder- geordnet sind. Dadurch wird eine besonders einfache liehen Impulse weitere Geräuschprobleme. Da das Verdrahtung und Führung der Leiter innerhalb der magnetische Material in den nicht ausgewählten EIe- Speicheranordnung erzielt. Sämtliche Leiter können menten durch den dort wirksamen Koinzidenzteil- io ohne Abwinklungen durch die gewünschten Elemente strom teilweise umgeschaltet wird, findet eine Ge- hintereinander hindurchgefädelt werden,
räuschbildung statt, wenn diese Elemente rückgeschal- Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist

tet werden. jedes Speicherelement zwei erste und zwei zweite Öff-

Demgegenüber bestand die der Erfindung zugrunde nungen auf, die sämtlich parallel zueinander verlauliegende Aufgabe darin, die Verdrahtung in den ge- 15 fen, wobei sich die gemeinsame Magnetisierungszone nannten Speicheranordnungen zu vereinfachen. Dazu sowohl zwischen den beiden ersten als auch zwischen war es erforderlich, einige Leiter für mehrere Zwecke den beiden zweiten öffnungen befindet. Außerdem zu verwenden. Um dies zu erreichen, mußten die durchdringt der erste Leiter beide erste Öffnungen Leiter in besonderer Weise in den Öffnungen der ein- und der Schreibleiter beide zweiten Öffnungen, und zelnen Elemente angeordnet werden. Ferner mußte ao jeder dieser Leiter ist über beide gegenüberliegenden dies ohne übermäßige Komplizierung der mit den Außenseiten der gemeinsamen Magnetisierungszone Elementen verbundenen Schaltungen geschehen. des Speicherelements geführt. Bei dieser Ausführungs-

Bei der geringsten Leiteranzahl und daher der opti- form, die in bestimmten Anwendungsfällen gewählt malen konstruktiven Lösung ist jeweils nur ein Lei- wird, ergeben sich die gleichen Vorteile wie bei der ter durch die Öffnungen der Elemente hindurch- 25 zuvor geschilderten Ausführungsform,
geführt. Es war einmal Aufgabe, dies zu erreichen Vorteilhafterweise durchdringt in allen Fällen nur

und darüber hinaus die Verdrahtung dadurch zu ver- der Schreibleiter die zweiten Öffnungen und ist der einfachen, daß diese Leiter völlig gerade und ohne Abfrageimpulsgenerator unter Einsparung des zwei-Umbiegungen durch die einzelnen Elemente einer ten Leiters mit dem Schreibleiter verbunden. Auf Speicheranordnung hindurchgeführt werden konnten. 30 diese Weise kommt die erfindungsgemäße Speicher-Ferner sollte auch die Geräuschbildung durch die anordnung mit der geringstmöglichen Leiterzahl aus. Herabsetzung der Leiterzahl verringert werden. Um Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Er-

die Geräuschbildung noch weiter zu vermindern, soll- findung weist die Lesestufe eine Spannungsabtasteinten die Leiter derart angeordnet werden, daß die richtung auf, die mit dem ersten Leiter verbunden Kopplung zwischen ihnen verringert wurde. Ein 35 ist. Dadurch werden erneut verdrahtungstechnische übriges sollte bei der Geräuschverminderung dadurch und funktioneile Vorteile erzielt, ohne daß damit getan werden, daß die Amplitude und die Anzahl schaltungstechnischer Mehraufwand verbunden wäre, der zum Betrieb der Speicheranordnung erforder- Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgegen-

Iichen Impulse verringert wurden. stands weisen die gleichzeitig mit den Informations-

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfiodung dadurch 4° Stromimpulsen wirksam werdenden zweiten Teilgelöst, daß der Schreibimpulsgenerator mit einem die impulse der bipolaren Doppelimpulse eine zur Umzweite Öffnung durchdringenden Schreibleiter ver- schaltung des Remanenzzustands des Flusses der gebunden ist, zu dem der erste Leiter orthogonal ver- meinsamen Magnetisierungszone ausreichende Amläuft, und daß der Schreibimpulsgenerator bipolare plitude auf. Dadurch werden funktionelle Vorteile Doppelimpulse erzeugt, deren jeweils erster Teil- 45 beim Einsatz der Speicheranordnung erreicht,
impuls in an sich bekannter Weise eine zur Um- Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung durch-

magnetisierung ausreichende Größe aufweist und dringt der Schreibleiter jeweils die zweite Öffnung deren jeweils zweiter Teilimpuls entgegengesetzter oder die zweiten Öffnungen einer Reihe von die Bits Polarität gleichzeitig mit einem Informationsstrom- eines Speicherworts verkörpernden Speicherelemenimpuls der ausgewählten Polarität auftritt und ge- 5° ten. Gleichzeitig ist die erste öffnung oder sind die meinsam mit demselben zur Ummagnetisierung aus- ersten öffnungen jedes dieser Speicherelemente jereicht. weils von einem gesonderten ersten Leiter mit an-

Der Vorteil dieser Speicheranordnung liegt einmal geschlossenem Informationsimpulsgenerator durchin der Vermeidung sämtlicher geschilderter Nachteile drungen. Auf diese Weise läßt sich mit einfachsten und zum anderen darin, daß die Verdrahtung so stark 55 Mitteln und äußerst funktionssicherer Weise ein wie möglich vereinfacht wurde. Durch jede Öffnung linearer Speicher aufbauen.

der Elemente ist nur ein einziger Leiter hindurch- Diese Anordnung kann gemäß der Erfindung da-

geführt. Durch die geradlinige Verlegung der Leiter durch erweitert werden, daß einer oder mehrere der konnte darüber hinaus die bisher erforderliche korn- ersten Leiter jeweils die erste Öffnung oder die ersten plizierte Verdrahtung ausgeschaltet werden. Diese 60 öffnungen jeweils einer anderen Reihe von Speicher-Tatsache kommt insbesondere bei der Herstellung elementen durchdringen. Damit läßt sich unter Beigroßer Speicheranordnungen zum Tragen. behaltung der Vorteile eine ebene, zweidimensionale

Entgegen dem Stand der Technik sind der gemäß Speicheranordnung schaffen.

der Erfindung zur Abtastung und zur Abfragung Die gleichen Prinzipien sind auch dann mit gleichen

herangezogene Leiter orthogonal zueinander angeord- 65 Vorteilen anwendbar, wenn Speicherelemente in Form net, so daß eine unmittelbare Kopplung zwischen einer dreidimensionalen Matrix angeordnet sind. Dadiesen Leitern vermieden ist. Die Erfindung gestattet bei durchdringt dann jeweils ein Schreibleiter die außerdem die Verwendung von Stromimpulsen ver- zweite öffnung oder die zweiten Öffnungen einer in

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einer ersten Ebene der Matrix angeordneten und die magnetischem Material, der zwei sich nicht durchBits eines Speicherworts verkörpernden ersten Reihe dringende, orthogonal zueinander verlaufende Ausvon Speicherelementen, und jeweils ein erster Leiter nehmungen aufweist, die als Speicher- und Abfragedurchdringt die erste öffnung oder die ersten Öff- öffnung bezeichnet werden. Durch diese öffnungen nungen der entsprechende Bits anderer Speicherwör- 5 sind entsprechende Leiter hindurchgeführt. Die ter verkörpernden Speicherelemente in einer zu der zweite Elementenart kann als »Knopf« bezeichnet ersten Reihe orthogonalen zweiten Reihe oder Ebene. werden, der vier öffnungen aufweist, die durch das

In den Zeichnungen sind verschiedene Ausfüh- magnetische Material hindurchgehen. Eine durch zwei

rungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt gegenüberliegende öffnungen hindurchgeführte Win-

F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfin- io dung kann als Treibwindung bezeichnet werden und dungsgemäßen Speicheranordnung mit blockförmigen eine in dazu orthogonaler Richtung durch zwei ebenmagnetischen Elementen, falls gegenüberliegende Öffnungen hindurchgeführte

F ig. 2 idealisierte Wellenformen, die beim Schreib- Windung als Abtastwindung. Der Knopf kann einen

und Abfragevorgang bei der Anordnung gemäß Durchmesser von ungefähr 2,5 mm haben und so aus-

F i g. 1 verwendet werden, 15 gebildet sein, daß die dünnsten Teile, welche den

F i g. 3 eine weitere Ausführungsform gemäß der Schaltfluß begrenzen, die vier Schenkel zwischen den

Erfindung, ebenfalls mit blockförmigen magnetischen öffnungen sind. Obwohl der Knopf hier kreisförmig

Elementen, dargestellt ist, kann er selbstverständlich auch eine

F i g. 4 idealisierte Wellenformen, die in Verbin- viereckige oder eine andere Form und auch zusätz-

dung mit der Anordnung gemäß den F i g. 3 bis 6 20 liehe Öffnungen aufweisen. Bei beiden Elementen

verwendet werden, handelt es sich um magnetische Speicherelemente, bei

F i g. 5 ein knopfförmiges magnetisches Element denen das Einschreiben und Lesen entlang unter-

mit erfindungsgemäß verdrahteten orthogonalen Win- schiedlicher Achsen geschieht,

düngen und Bevor das System gemäß der Erfindung genauer

F i g. 6 eine aus erfindungsgemäß verdrahteten 35 erörtert wird, soll die Wirkungsweise des Elements knopfförmigen Elementen gebildete Speicheranord- der ersten Art besprochen werden, d. h. des mit nung für ein Speicherwort. orthogonalen Ausnehmungen versehenen Block-Die Erfindung wird in Verbindung mit einer Wort- elements. Ein solches Speicherelement hat üblicherorganisierten Speicheranordnung beschrieben, in der weise Abmessungen von ungefähr 1,25 · 1,25 · 2 mm. die Information eines ausgewählten Wortes durch 3° Eine Speicheröffnung geht in einer Richtung durch Ansteuerung einer einzigen Abfrageleitung abgelesen das Speicherelement hindurch und kann z. B. als runwerden kann. Die Abfrageleitung geht in einer Ab- der oder viereckiger Durchbruch mit einer größten fragerichtung durch die Ausnehmungen einer Anzahl lichten Dimension von 0,75 mm ausgebildet sein. In von magnetischen Elementen hindurch, von denen orthogonaler Richtung ist in nicht durchdringender jedes eine Bit-Stelle des Wortes bildet. Die gespei- 35 Weise eine weitere Abfrageöffnung angeordnet, die cherte binäre Information aus jedem der Speicher- z. B. ebenfalls rund oder viereckig mit einer größten elemente wird dann längs Abtastleitungen abgetastet, lichten Dimension von 0,5 mm sein kann. Für die die in orthogonaler Richtung durch die übrigen Aus- Zwecke der Besprechung sei angenommen, daß ein nehmungen der Elemente hindurchgeführt sind. Wich- binäres Informationsbit gespeichert werden kann, intig ist hierbei die Durchführung des Schreibvorgangs. 40 dem ein ausreichender Strom durch einen Leiter hin-Um gemäß der Erfindung eine neue Information in durchgeleitet wird, der durch die Speicheröffnung hinein ausgewähltes Wort zu schreiben, wird eine be- durchgeht, um zu bewirken, daß das diese Öffnung sondere Stromwellenform auf die Abfrageleitung ge- umgebende magnetische Material in der einen oder geben, die auch als Wortschreibleitung dient. Gleich- der anderen Richtung gesättigt wird. Um den Speizeitig wird eine Informationsstromwellenform auf die 45 cherzustand des Elements abzufragen, kann ein entsprechenden Abtastleitungen zur Wirkung ge- Strom durch einen Leiter hindurchgeleitet werden, bracht. Die Abtastleitungen haben die doppelte Auf- der durch die Abfrageöffnung hindurchgeht, wodurch gäbe des Abtastens und des Leitens des Informations- bewirkt wird, daß das diese öffnung umgebende Mastromes für einen Schreibvorgang. Wenn eine binäre terial wieder entweder in einer ersten Richtung oder 1 geschrieben werden soll, kann eine erste Polarität 50 in einer zweiten Richtung gesättigt wird. Es ist gedes Informationsstromes längs der Abtastleitung der wohnlich nicht erforderlich, das Material rund um Anordnungen zur Wirkung gebracht werden, wäh- die Abfrageöffnung während des Ablesens umrend ein entgegengesetzt gepolter Impuls längs der zuschalten. In der Materialschicht zwischen der Spei-Abtastleitung der Anordnung zur Wirkung gebracht eher- und Abfrageöffnung, auch »Magnetisierungswird, um eine binäre 0 zu schreiben. Während des 55 zone« genannt, wird beim Abfragen ein orthogonal Schreibvorgangs kann die Wortschreibleitung einen gerichtetes Magnetfeld erzeugt, das theoretisch das bipolaren Doppelimpuls aufnehmen, der mit dem In- gespeicherte Magnetfeld zu verdrehen sucht, so daß formationsbit zusammenwirkt, das längs der entspre- der die Speicheröffnung umgebende Fluß entweder chenden Abtastleitungen zur Wirkung gebracht wird. zunimmt oder abnimmt. Die vom Abfragen her-Dadurch wird das umliegende magnetische Material 60 rührende Flußänderung erzeugt in einer durch die Veranlaßt, in den entsprechenden magnetischen Spei- Speicheröffnung hindurchgehenden Abtastleitung ein cherzuständen zu verharren, welche die in dem Wort Informationsspannungssignal. Das abgetastete Signal enthaltenen binären Einsen oder Nullen darstellen. ist gewöhnlich ein bipolarer Impuls, und die anfäng-

Die Erfindung kann grundsätzlich bei zwei unter- liehe Impulsrichtung wird nur durch die Richtung des schiedlichen Arten von mit einer Anzahl von Öff- 6g gespeicherten Magnetflusses bestimmt, der die Speinungen versehenen magnetischen Elementen zur An- cheröffnung umgibt. Bei Verwendung eines einseitig Wendung gelangen, die nachstehend beispielsweise be- gerichteten Treiberimpulses macht es in dieser Hinschrieben werden. Die erste Art ist ein Block aus sieht keinen Unterschied, ob der Abfragestromimpuls

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bewirkt, daß das die Abfrageöffnung umgebende Ma- leiter durch die entsprechenden Schreibquellen 28 terial in einer positiven oder in einer negativen Rieh- über ein geeignetes UND-Tor 25 und einen dem Tor tung gesättigt wird, da in jedem Fall die abgetastete 25 zugeführten Schreibsteuerimpuls 30 zu erregen. Information die gleiche ist. Je nach dem verwendeten Die mit jedem der Abtastleiter verbundenen Schreib-Kernmaterial sowie der Amplitude und der Wellen- 5 quellen 28 haben ausgewählte Polaritäten von Stromform des Abfragestromes kann das abgetastete Aus- impulsen, um die betreffenden binären Einsen und gangssignal entweder ein vorwiegend einseitig ge- Nullen in der gewünschten Weise zu speichern. Diese richteter Impuls sein, der über eine vorherbestimmte Signale werden ebenfalls in Verbindung mit den WeI-Amplitude hinausgeht, oder ein bipolares Doppel- lenformen der F i g. 2 besprochen. Spannungssignal, in welchem die Polaritätsfolge der io Eine der wünschenswerten Eigenschaften des Doppelspannungsimpulse angibt, ob das Speicherele- blockförmigen Speicherelements dieser Art ist, daß ment eine binäre 1 oder eine binäre 0 speichert. die Stromamplituden nicht so genau kontrolliert wer-In Fig. 1 ist eine Speicheranordnung dargestellt, den müssen, wie bei den üblichen Auswählverfahren deren Speicherelemente 12 eine Speicheröffnung 13 mit koinzidenten Teilströmen bei gewöhnlich verwen- und eine Abfrageöffnung 14 aufweisen. Ein Wort- 15 deten Matrizen aus toroidalen Magnetkernen. Wähleiter 16 geht geradlinig durch die Abfrageöffnungen rend eines Schreibvorganges müssen sowohl ein ausder η Speicherelemente eines aus η Bits bestehenden gewählter Leiter 24 als auch die zugehörigen Abtast-Wortes hindurch. Zur Vereinfachung und Erleichte- leiter 18 erregt werden, um die gewünschten binären rung der Darstellung und der Übersicht sind in jeder Bits längs des ausgewählten Wortleiters aufzuzeichebenen Fläche nur einige Speicherelemente dar- 20 nen. Wie F i g. 2 A zeigt, kann der dem Leiter 24 zugestellt. Es ist jedoch ersichtlich, daß die Elemente geführte Schreibstrom zunächst einen positiv gericheinander auch berühren können, wodurch dann eine teten Impuls 29 haben, der genügende Amplitude äußerst kompakte Moduleinheit erhalten wird. Bei und Dauer aufweist, um zu bewirken, daß jeder der der dargestellten Anordnung ist nur beispielsweise längs des ausgewählten Leiters angeordneten Kerne angenommen, daß 1024 Wörter gespeichert werden 25 in einen Bezugszustand versetzt wird. Dieser Bezugskönnen, wobei jedes Wort 36 Informationsbits ent- zustand kann als binäre 1 angesehen werden, und hält. Die Fläche 17 kann also eine Matrix mit 32 jeder der Kerne längs des ausgewählten Wortleiters Speicherelementen oder Kernen entlang jeder Seite hat daher anschließend eine binäre 1 gespeichert, umfassen, was 1024 Einzelkerne auf der Fläche er- Hierauf wird dem ausgewählten Wortschreibleiter 24 gibt. Jeder Kern dieser Matrix kann als das erste 30 ein negativ gerichteter Impuls 30 zugeführt, der un-Informationsbit von den 36 Bits angesehen werden, genügende Größe und Dauer aufweisen kann, um den die jedes Wort bilden. Diese Größe der Speicher- magnetischen Speicherzustand des die Speicheröffanordnung ist jedoch nur beispielsweise angegeben nungen der betreffenden Elemente umgebenden Ma- und soll in keiner Weise einschränkend sein. Es gibt terials umzukehren. Während dieser Zeit lenken je-36 Abtastleiter 18, welche die 36 Bit-Stellen der Wör- 35 doch die entsprechenden Schreibquellen 28 Strom ter bilden. Jeder Abtastleiter 18 geht durch die Spei- längs der Abtastleiter 18 entweder in negativer Richcheröffnungen 13 von 1024 Speicherelementen hin- tung, wie der Impuls 31 zeigt, oder in positiver Richdurch, welche jede Bit-Stelle der Wörter bilden. Es tung, wie der gestrichelte Impuls 32 zeigt. Die Koinzisind ferner 36 Abtastverstärker 19 vorgesehen, und denz von zwei Stromimpulsen der gleichen Richtung, zwar einer für jede der Bit-Stellen. Die Verstärker 40 die durch die Speicheröffnungen 13 hindurchgehen, erregen eine Verwendungsvorrichtung 20, wenn die ist ausreichend, um den eingestellten Zustand des abgetasteten Signale durch einen entsprechenden jeweiligen Magnetelements 12 umzukehren, so daß Tastimpuls durch UND-Tore 21 hindurchgeleitet eine binäre 0 gespeichert wird. In den Kernen, in werden. Die Informationssignale erscheinen auf den welchen Impulse 30 und 32 von entgegengesetzter entsprechenden Abtastleitern, wenn ein Abfragestrom 45 Richtung gleichzeitig erscheinen, ist die algebraische einem ausgewählten Wortleiter 16 zugeführt wird. Summe der Ströme geringer als der Umschaltschwel-Selbstverständlich ist auch ein entsprechendes Ent- lenwert der Kerne, so daß diese Kerne in dem Beschlüsselungsnetzwerk 22 erforderlich, um den ge- zugszustand 1 verbleiben, in den sie durch den Stromwünschten Wortleiter 16 aus den insgesamt impuls 29 gebracht worden waren. 1024 Wortleitern auszuwählen. Außerdem ist eine Es wurde gefunden, daß in großen Speicheranord-Abfragequelle 23 von bekannter Art erforderlich, um nungen Geräusche erzeugt werden, welche die Ereinen Abfrageimpuls längs des gewählten Wortleiters kennung des gewünschten Signals im Vergleich zu 16 zu liefern. Die Art der Impulse wird nachstehend den Geräuschsignalen häufig erschweren. Die Gein Verbindung mit Fi g. 2 beschrieben. rausche in solchen großen Anordnungen werden auf Bei der Anordnung gemäß Fig. 1 erfordert ein die kapazitive und induktive Kopplung zwischen den Schreibvorgang im allgemeinen einen weiteren Satz vielen Leitern zurückgeführt, die in unwirksamer und von Wortschreibleitern 24, die wie gewebt durch die störender Weise durch die Anordnungen hindurchentsprechenden Bit-Stellen jedes Wortes hindurch- geführt sind. Bezüglich eines Abfragevorgangs wird gehen, um die Geräuschbildung soweit wie möglich auf F i g. 2 C Bezug genommen. Ein negativ gerichherabzusetzen. Die Wortschreibleiter 24 gehen zu- _6o teter Abfrageimpuls 33 wird längs des ausgewählten sammen mit den Abtastleitern 18 durch die Speicher- Leiters 16 zur Wirkung gebracht, der durch die Abausnehmungen 13 hindurch. Wenn ein Wort geschrie- frageöffnungen 14 hindurchgeht. Wie vorstehend anben oder gespeichert werden soll, muß zuerst der ge- gegeben wurde, kann das längs der Abtastleiter 18 wünschte Wortschreibleiter 24 durch einen zusatz- erscheinende Signal ein bipolares Spannungssignal liehen Entschlüsseier 26 und durch ein entsprechen- 65 sein, das infolge der Veränderung des Gesamtflusses des Schreibsignal von der Schreibquelle 27 ausgewählt erzeugt wird, der die Speicheröffnungen 13 umgibt, werden. Bei zeitlicher Koinzidenz ist es üblich, für Das bipolare Signal ist von dem ursprünglich geein aus 36 Bits bestehendes Wort jeden der 36 Abtast- speicherten Zustand abhängig und nicht von der

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Richtung des einseitig gerichteten Stromimpulses 33, liehen. Es ist jedoch dann schwieriger, die Schaltung der durch den Leiter 16 hindurchgeht. F i g. 2 D ver- so zu steuern, daß der letzte Impuls eine bestimmte anschaulicht eine idealisierte Wellenform 34, welche Polarität aufweist. Es ist vorzuziehen, daß der zweite das Ausgangssignal darstellt, das längs des Leiters 18 Teilimpuls 81 des Doppelimpulses oder der letzte Imerzeugt wird, wenn eine binäre 1 gespeichert worden 5 puls einer Anzahl solcher Doppelimpulse die gleiche ist. Der gestrichelte Impuls 35 veranschaulicht die Polarität und eine wenigstens so große Amplitude entgegengesetzte Wellenform, die längs des Abtast- aufweisen wie die einseitig gerichteten Abfrageleiters 18 infolge der Speicherung einer binären 0 er- impulse 84. Auf diese Weise ist keine Möglichkeit zeugt wird. gegeben, während eines Ablesevorganges den rema-

F i g. 3 kann nunmehr leicht verfolgt werden, weil io nenten Zustand des die Abfrageöffnung 14 umgebensie in jeder Hinsicht mit Ausnahme des Schreib- den Materials umzuschalten, so daß bei der ersten Vorgangs gleich der Darstellung gemäß F i g. 1 ist. Ablesung eine besondere Wellenform vermieden wird, Zur Vereinfachung des Verständnisses wurden die die auftritt, wenn das die öffnung 14 umgebende gleichen Bezugsziffern verwendet. Der Entschlüsseier Material umgeschaltet wird. Dadurch wird nach 26 wurde weggelassen, weil die Treiberleiter 16 so- 15 einer solchen Umschaltung ein geringeres Ausgangswohl als Abfrageleiter als auch als Wortschreibeleiter signal vermieden oder das reduzierte Signal, das sich dienen können, obwohl gewünschtenfalls auch zwei ergibt, wenn der Ablesestrom unterhalb des Schwelgetrennte Leiter für diese Funktionen durch die lenwerts gehalten wird. Der Ablesestromimpuls 84 Wortabfrageöffnungen 14 hindurchgeführt werden sowie die induzierten Spannungssignale 85 und 86 können. Die Wortschreibeleiter 24 wurden als nicht ao entsprechen den Impulsen 33,34 und 35 der F i g. 2. erforderlich weggelassen, wodurch die Verdrahtung Selbstverständlich kann jedoch der Ablesestrom zweivereinfacht wird und unerwünschte Geräuschimpulse seitig gerichtet und von beliebiger Amplitude sein, vermindert werden. ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Der Schreibvorgang der Ausführungsform gemäß F i g. 5 veranschaulicht eine zweite Ausführungs-F i g. 3 wird in Verbindung mit den Wellenformen «5 form der gemäß der Erfindung verwendbaren Speider F i g. 4 erklärt. Um eine neue Information in ein cherelemente, welche als Speicherknopf oder Vierausgewähltes Wort zu schreiben, wird dem Wort- lochvorrichtung 88 bezeichnet werden kann. Der treiberleiter 16 ein bipolarer Doppelimpuls 80,81 zu- Speicherknopf ist mit einer Abtastwindung 89 und geführt. Es ist nicht erforderlich, daß die Teilimpulse mit einer Abfragewindung 90 versehen, welche je-

80 und 81 den remanenten Speicherungszustand des 30 weils durch zwei gegenüberliegende öffnungen hindie öffnungen 14 umgebenden magnetischen Ma- durchgeführt und orthogonal angeordnet sind. Das terials umschalten können. Es ist jedoch vorzuziehen, Kernmaterial hat vorzugsweise, aber nicht notwendaß der remanente Zustand umgeschaltet wird, ins- digerweise eine rechteckige Hysteresischarakteristik. besondere durch den ersten oder Löschteilimpuls 80, Die Schenkel zwischen den Öffnungen sind mit 1,2,3 damit das Einschreiben mit einem einzigen Doppel- 35 und 4 bezeichnet, wobei Pfeile die für einen stabilen impuls beendet wird. Gleichzeitig mit dem Teilimpuls Zustand des Speicherknopfes typischen Magnetfluß-

81 führen die Schreibquellen 28 den entsprechenden richtungen anzeigen. Um in den Knopf einzuschrei-Leitern 18 Stromimpulse 82 oder 83 zu, um die ge- ben, werden beide Windungen verwendet, was unter wünschten binären Einsen oder Nullen zu speichern. Bezugnahme auf die Wellenformen der F i g. 4 leicht Obwohl die Impulse 82 und 83 so dargestellt sind, 40 verständlich ist.

daß sie gleichzeitig mit dem Teilimpuls 81 auftreten, Wie Fi g. 4 A zeigt, kann auf die Windung 90 ein können sie ohne Schaden früher beginnen, gewünsch- Schreibtreiberimpuls zur Einwirkung gebracht wertenfalls sogar schon während des Vorhandenseins des den, der aus einem bipolaren Doppelimpuls besteht. Teilimpulses 80. Die Impulse 82 und 83 müssen Jeder der Teilimpulse 80 und 81 kann den Fluß in unterhalb des Umschaltschwellenwerts liegen, so daß 45 den Schenkeln 1,2,3 und 4 umschalten, obwohl dies nur in die ausgewählten Wortkerne eingeschrieben wie in Fig.3 nicht wesentlich ist. Die Pfeilspitzen wird. Eine genaue Erklärung dafür, warum der Dop- der Fig. 5 bezeichnen willkürlich den Zustand des pelimpuls es einem unterhalb des Umschaltschwellen- Flusses im Knopf nach Beendigung des Teilimpulses werts liegenden Impuls 82 oder 83 ermöglicht, den 81. Wenn der Teilimpuls 80 zur Einwirkung kommt, remanenten Zustand des die Speicheröffnung um- 50 werden die Pfeilspitzen der Flußrichtung in jedem gebenden Materials umzukehren, kann nicht gegeben Schenkel umgekehrt. Bei dem Schreibvorgang gemäß werden, aber es wird angenommen, daß dies auf eine der Erfindung wird eine orthogonale Schreibmethode Komponente der Drehschaltung in der zwischen den verwendet, gemäß welcher ein Informationssignal auf öffnungen liegenden gemeinsamen Materialschicht die Abtastwindung 89 gleichzeitig mit dem Treiberzurückzuführen ist, welche das die Speicheröffnung 55 impuls in der Windung 90 zur Einwirkung gebracht 13 umgebende Feld unterstützt. wird. Fig. 4 B veranschaulicht ein Informations-Wenn die Schreibgeschwindigkeit bei einer beson- signal 83, das bewirken kann, daß eine binäre 1 gederen Anwendung nicht wesentlich ist, kann eine speichert wird, oder ein gestricheltes Signal 82, das Anzahl von bipolaren Doppelimpulsen 80 A, 81A bewirken kann, daß eine binäre 0 gespeichert wird, gleichzeitig mit 1- oder 0-Strömen 82 A, 83 A zur 60 Die Impulse 82 und 83 sind so gewählt, daß sie Einwirkung gebracht werden, die auf die Leiter 18 unterhalb des Umschaltschwellenwerts der Knopfeinwirken. Es wird jedoch ausdrücklich festgestellt, schenkel liegen. Selbstverständlich bewirkt jedoch daß nur ein einziger solcher Doppelimpuls erforder- das durch den Informationsimpuls erzeugte Magnetlich ist. Die Wirkung einer Anzahl solcher Doppel- feld eine Steuerung des resultierenden Flußzustandes impulse besteht darin, bei der darauffolgenden Ab- 65 in den betreffenden Schenkeln,
frage ein Signal mit etwas größerer Amplitude zu er- Wenn angenommen wird, daß ein auf die Windung zeugen und einen größeren Spielraum der Amplitude 89 einwirkender Impuls 83 gleichzeitig mit der durch der Impulse 80 A, 81A, 82 A und S3 A zu ermög- den Treiberstromimpuls 81 verursachten dargestell-

ten Flußrichtung einen aufwärts gerichteten Fluß in den Knopfschenkeln bewirkt, ist ersichtlich, daß eine Komponente zusätzlichen Flusses in den Schenkeini und 3 auftritt, während die Flußrichtungen in den Schenkeln 2 und 4 einander entgegengesetzt sind. Das Ergebnis ist eine vollständigere Flußumschaltung in den Schenkeln 1 und 3, wie durch die Pfeile mit Doppelspitzen veranschaulicht wird. Eine weitere Wirkung besteht darin, daß die Schenkel 2 und 4 infolge ihrer weniger vollständigen Umschaltung in einem Zustand höherer magnetischer Permeabilität gelassen werden. Wenn dagegen an Stelle des Impulses 83 der Impuls 82 in den Schenkeln 2 und 4 vorhanden ist, werden diese vollständiger umgeschaltet und weisen demgemäß eine geringere magnetische Permeabilität auf. Selbstverständlich kann auch ein größerer Flußbetrag umgeschaltet werden mit einem sich daraus ergebenden größeren Ausgangssignal während des Abfragens, wenn eine Anzahl von bipolaren Doppelimpulsen 80^4,81^4, gleichzeitig mit einem verlängerten Informationsimpuls 82^4 oder 83 ^4 auf die Treiberwindung 90 zur Einwirkung kommt. Ein größerer Spielraum der Amplitude der Impulse 80 A, 81A, 82 A und 83.4 wird ebenfalls erzielt. Dies verlangsamt jedoch die Wirkungsweise und ist für den normalen Betrieb nicht erforderlich. Obwohl der Impuls 83 gemäß der Darstellung in der Zeichnung gleichzeitig mit dem Teilimpuls 81 auftritt, kann derselbe gewünschtenfalls auch schon während des Vorhandenseins des Teilimpulses 80 auftreten.

Während eines Abfragevorgangs wird der Ableseimpuls 84, der unterhalb des Umschaltschwellenwerts liegt und vorzugsweise die gleiche Polarität wie der letzte Impuls des treibenden Doppelimpulses aufweist, auf die Windung 90 zur Einwirkung gebracht. In der Windung 89 wird eine Ausgangsspannung 85 induziert, die eine positive Polarität aufweist, auf welche eine negative Polarität folgt, wenn der Knopf eine 1 speichert bzw. die Wellenform 86 mit umgekehrter Reihenfolge, wenn eine 0 gespeichert wird. Das entsprechende Ausgangssignal scheint auf den Unterschied in der Permeabilität der Schenkel während des Abfragens zurückzuführen zu sein. Die Ablesung ist zerstörungsfrei und kann mit großen Abfragegeschwindigkeiten ohne übermäßige Erhitzung des Knopfes durchgeführt werden.

Fig. 6 veranschaulicht eine Anordnung von Knopfelementen in einem Wort-organisierten Speicher. Der Block 92 enthält eine Schreibquelle zur Erzeugung des bipolaren Doppelimpulses 80,81 der Fig.4 sowie des Ableseimpulses 84 für den Treiberleiter 90. Die Blöcke 91-1 bis 91-n liefern die Informationsstrom-Treiberimpulse 82 oder 83 längs der Abtastleiter 89-1 bis 89-« während eines Schreib-Vorgangs und zum Abtasten der Ausgangswellenformen längs dieser Leiter während eines Abfragevorgangs. Obwohl Fig. 6 nur ein einziges Wort veranschaulicht, ist eine vollständige Anordnung selbstverständlich in der gleichen Weise ausgebildet, wie in F i g. 3 gezeigt ist, wobei lediglich die Speicherelemente ausgetauacht werden.

Obwohl ein einziger Treiberleiter dargestellt ist, der gleichzeitig als Schreib- und Abfrageleiter dient, können, ebenso wie bei den mit orthogonalen Öffnungen versehenen blockförmigen Kernen, gewünschtenfalls für jede Aufgabe gesonderte Leiter verwendet werden. Durch diese Knopfelemente können auch weitere Windungen hindurchgeführt werden, um dieselben gewünschtenfalls der üblichen Art des Schreibens mit Koinzidenzstrom anzupassen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch auf für einen sogenannten orthogonalen Schreibvorgang verwendbare Anordnungen gerichtet, die orthogonal angeordnete Windungen aufweisen und wenigstens einen bipolaren Doppelimpuls auf dem Treiberleiter und ein Informationssignal auf dem Abtastleiter verwenden. Die Ablesung kann unter Verwendung derselben Leiter ausgeführt werden.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Speicheranordnung mit magnetischen Speicherelementen, von denen jedes sich gegenseitig nicht durchdringende und zwischen sich eine gemeinsame Magnetisierungszone einschließende Öffnungen aufweist, wobei Leiter zum koinzidenten Einschreiben und zerstörungsfreien Lesen binär kodierter Informationen die Öffnungen durchdringen, mit einem Informationsirnpulsgenerator zum Anlegen von Informationsstromimpulsen einer dem jeweiligen Informationswert entsprechenden Polarität und einer zur Ummagnetisierung nicht ausreichenden Amplitude an einen ersten Leiter, der wenigstens eine erste Öffnung durchdringt, mit einem Schreibimpulsgenerator zur Erzeugung von mit den Informationsstromimpulsen einer ausgewählten Polarität gleichzeitig wirksam werdenden Stromimpulsen, mit einem Abfrageimpulsgenerator zum Anlegen von Abfrageimpulsen an einen zweiten, wenigstens eine zweite Öffnung durchdringenden Leiter und mit einer Lesestufe, die eine durch die Abfrageimpulse bedingte Änderung des Magnetfelds in der Nähe der ersten Öffnungen anzuzeigen gestattet, dadurch gekennzeichnet, daß der Schreibimpulsgenerator (27 oder 92) mit einem die zweite Öffnung (z.B. 14) durchdringenden Schreibleiter (16 oder 90) verbunden ist, zu dem der erste Leiter (18 oder 89) orthogonal verläuft, und daß der Schreibimpulsgenerator bipolare Doppelimpulse erzeugt, deren jeweils erster Teilimpuls in an sich bekannter Weise eine zur Ummagnetisierung ausreichende Größe aufweist und deren jeweils zweiter Teilimpuls entgegengesetzter Polarität gleichzeitig mit einem Informationsstromimpuls der ausgewählten Polarität auftritt und gemeinsam mit demselben zur Ummagnetisierung ausreicht.

2. Speicheranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Speicherelement eine erste (13) und eine zweite (14) Öffnung aufweist, die orthogonal zueinander angeordnet sind.

3. Speicheranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Speicherelement (z. B. 88) zwei erste und zwei zweite öffnungen aufweist, die sämtlich parallel zueinander verlaufen, wobei sich die gemeinsame Magnetisierungszone sowohl zwischen den beiden ersten als auch zwischen den beiden zweiten Öffnungen befindet, und daß der erste Leiter (89) beide ersten Öffnungen und der Schreibleiter (90) beide zweiten Öffnungen durchdringt und jeder dieser Leiter (89,90) über beide gegenüberliegenden Außenseiten der gemeinsamen Magnetisierungszone des Speicherelements geführt ist.

4. Speicheranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nur der Schreibleiter (16 oder 90) die zweiten öffnungen (z. B. 14) durchdringt und der Abfrageimpulsgenerator (23 oder 92) unter Einsparung des zweiten Leiters mit dem Schreibleiter verbunden ist.

5. Speicheranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lesestufe eine Spannungsabtasteinrichtung (z. B. 19) aufweist, die mit dem ersten Leiter (18) verbunden ist.

6. Speicheranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichzeitig mit den Informationsstromimpulsen wirksam werdenden zweiten Teilimpulse der bipolaren Doppelimpulse eine zur Umschaltung des Remanenzzustands des Flusses der gemeinsamen Magnetisierungszone ausreichende Amplitude aufweisen.

7. Speicheranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schreibleiter (16 oder 90) jeweils die zweite Öffnung (14) oder die zweiten öffnungen einer Reihe von die Bits eines Speicherworts verkörpernden Speicherelementen durchdringt und daß die erste Öffnung (13) oder die ersten öffnungen jedes dieser Speicherelemente jeweils von einem gesonderten ersten Leiter (18 oder 89-1 bis 89-«) mit angeschlossenem Informationsimpulsgenerator (28 oder 91-1 bis 91-n) durchdrungen ist.

8. Speicheranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder mehrere

der ersten Leiter (18 oder 89-1 bis 89-n) jeweils die erste öffnung (13) oder die ersten öffnungen jeweils einer anderen Reihe von Speicherelementen durchdringen.

9. Speicheranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherelemente in Form einer dreidimensionalen Matrix angeordnet sind, in der jeweils ein Schreibleiter (16 oder 90) die zweite öffnung (14) oder die zweiten öffnungen einer in einer ersten Ebene der Matrix angeordneten und die Bits eines Speicherworts verkörpernden ersten Reihe von Speicherelementen durchdringt, und in der jeweils ein erster Leiter (18 oder 89) die erste Öffnung (13) oder die ersten Öffnungen der entsprechende Bits anderer Speicherwörter verkörpernden Speicherelemente in einer zu der ersten Reihe orthogonalen zweiten Reihe oder Ebene durchdringt.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Französische Patentschriften Nr. 1 232 690,
»5 1267 616;

»Frequenz«, 1957, H. 1, S. 19 bis 27;

»Zeitschrift für Messen, Steuern und Regeln«,
1961, H. 9, S. 385 bis 388;

»Electronics«, 29. April 1960, S. 95 bis 98;
»IBM Techn. Discl. Bull.«, März 1961, S. 111;

»Transactions TEE«, Part I, Vol. 72, Januar 1954, S. 822 bis 830, Fig. 21;

»IRE Wescon Conference Record«, Teil IV,
August 1959, S. 40 bis 54.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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