DE1282086B - Verfahren zum Betrieb eines Ferritplatten-Magnetspeichers - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 4PvGS^ PATENTAMT Int. Cl.:

GlIc

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche KL: 21 al-37/60

Nummer: 1282 086

Aktenzeichen: P 12 82 086.9-53 (R 36239)

Anmeldetag: 1. Oktober 1963

Auslegetag: 7. November 1968

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Magnetspeichers mit einer Ferritplatte, die in einer ersten Ebene eine Anzahl eingebetteter paralleler Wortleitungen und in einer nahe bei der ersten Ebene gelegenen zweiten Ebene eine Anzahl paralleler, etwa senkrecht zu den Wortleitungen verlaufender eingebetteter Ziffernleitungen enthält, bei welchem einer ausgewählten Wortleitung nacheinander Abfrage- und Schreibimpulse entgegengesetzter Polarität und einer für eine Sättigung eines Ferritbereiches um die betreffende Wortleitung ausreichender Amplitude und den Ziffernleitungen den Ziffern des zu speichernden Wortes entsprechende Ziffernimpulse gleichzeitig mit den Schreibimpulsen zugeführt werden.

Bei den bekannten Ferritplattenspeichern werden die einzelnen Speicherelemente durch das einen Leiterkreuzungspunkt umgebende Magnetmaterial gebildet.

Die bekannten Speicher der oben angegebenen Art entsprechen hinsichtlich der Arbeitsweise den bekannten Ringkernspeichern, beispielsweise auch solchen, bei denen jeder Bitspeicherplatz zwei Toroidkerne enthält. Das Speichern von Information erfolgt in jedem Falle mit Hilfe von zeitlich zusammenfallenden Impulsen in jeweils zwei die Kerne eines Speicherplatzes durchsetzenden Leitungen. Die Amplituden der Impulse sind dabei so gewählt, daß der Magnetfluß in einem voll adressierten Speicherelement, also einem Speicherelement, das von zwei gleichzeitig Strom führenden Leitern durchsetzt wird, umgeschaltet werden kann. Die Impulse, die den Wort- und Ziffernleitungen der Speichermatrix zugeführt werden, haben im bekannten Falle gleiche Amplituden, was erforderlich ist, um den Magnetisierungszustand von halb ausgewählten Magnetelementen möglichst wenig zu stören.

Bei den bekannten Betriebsverfahren werden also alle halb adressierten Kerne bis mindestens zur Hälfte der zur Ummagnetisierung erforderlichen Feldstärke ausgesteuert, was wegen der unvollkommenen Rechteckigkeit der Hysteresisschleife des Magnetmaterials unerwünscht hohe Störungen des Magnetisierungszustandes dieser Kerne zur Folge haben kann, je nachdem, in welcher Remanenzlage sie sich befinden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugründe, die bei den eingangs genannten bekannten Verfahren zum Betrieb von Ferritplatten-Magnetspeichern auftretenden Störungen herabzusetzen.

Diese Aufgabe wird bei einem solchen Verfahren gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Richtung des Remanenzflusses in jedem Speicherelement, das mit einer einen Schreibimpuls führenden Wortleitung und einer keinen Ziffernimpuls führenden Ziffern-Verfahren zum Betrieb eines
Ferritplatten-Magnetspeichers

Anmelder:

Radio Corporation of America, New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,

8000 München 23, Dunantstr. 6

Als Erfinder benannt:

¹S Jan Aleksander Rajchman, Princeton, N. J.
(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
ao V. St. v. Amerika vom 4. Oktober 1962 (228 432)

leitung gekoppelt ist, in eine Richtung geschaltet wird,

as in der er nicht mit der zugehörigen Ziffernleitung gekoppelt ist, während er bei gleichzeitigem Auftreten eines Ziffernimpulses in der zugehörigen Ziffernleitung in eine Richtung geschaltet wird, in der er mit der betreffenden Ziffernleitung gekoppelt ist, und daß die Richtung des Remanenzflusses in allen Speicherelementen, die mit einer bestimmten Wortleitung gekoppelt sind, in eine Richtung geschaltet wird, in der er nicht mit den zugehörigen Ziffernleitungen gekoppelt ist, wenn dieser Wortleitung ein Abfrageimpuls zugeführt wird.

Das Verfahren gemäß der Erfindung hat gegenüber den bekannten Verfahren dieser Art den Vorteil, daß die Amplitude des während des Speicherns von Information einer Ziffernleitung zugeführten Impulses klein gegenüber der Amplitude des Impulses, der gleichzeitig der Wortleitung des entsprechenden Speicherelementes zugeführt wird, gehalten werden kann. Dieser Vorteil wird dabei ohne Einbuße an Ausgangssignalamplitude beim Abfragen erreicht. Durch die kleinere Amplitude der Ziffernimpulse wird der Störeinfluß auf halb adressierte Speicherelemente, die mit der betreffenden Ziffernleitung gekoppelt sind, stark verringert. Der beim Speichern von Information in einer Wortleitung fließende Impuls kann andererseits den Remanenzfluß um die Ziffernleitungen der nicht voll adressierten Speicherelemente, die mit der betreffenden Wortleitung gekoppelt sind, nicht stören.

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Wegen des günstigen Störabstandes kann man für Ziffernleitungen 16, 17 umgibt, zur Speicherung eines

den Speicher einfache isotrope Werkstoffe verwenden. Informationsbits des ersten Wortes.

Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen An Hand der Fig. 3, 4 und 5 soll nun die Arbeitsder Erfindung sind in den Unteransprüchen gekenn- weise eines Speicherelementes, z. B. des Elementes an

zeichnet. 5 der Überkreuzung der Wortleitung 12 und der Ziffem-

Die Erfindung soll nun in Verbindung mit der Zeich- leitung 16 in F i g. 1, beschrieben werden. Die erste

nung näher erläutert werden. Es zeigt Worttreiberstufe 20 liefert an die Wortleitung 12 einen

Fig. leine schematische Darstellung eines Speichers Abfrageimpuls, der in F i g. 3 durch den Strom I_r dar-

mit eingebetteten Leitern, gestellt ist und die eingezeichnete Richtung (Polarität)

F i g. 2 eine Schnittansicht in einer Ebene 2-2 der io hat. Der Abfragestrom I_r erzeugt einen Sättigungsfluß

F i g. 1 und um die Wortleitung, dessen Richtung durch die Kreis-

F i g. 3, 4 und 5 Diagramme der Strom- und Fluß- pfeile 40 angegeben wird und der bis zu den gestrichelverhältnisse zur Erläuterung der erfindungsgemäßen ten Linien 42 reicht. Der Magnetwerkstoff in dem Arbeitsweise des in F i g. 1 und 2 dargestellten Spei- angegebenen Volumen bleibt auch nach dem Abchers. 15 klingen des Abfrageimpulses gesättigt.

Der in F i g. 1 und 2 dargestellte Speicher enthält F i g. 4 zeigt die Verhältnisse, wenn anschließend der

eine einstückige, homogene Platte 10 aus isotropem »1«-Zifferntreiber 24 einen Stromimpuls la an die Zif-

magnetischem Material mit rechteckiger Hysterese- fernleitung 16 liefert. Die Amplitude des Ziffernim-

schleife, z. B. Ferrit. In die Platte 10 sind eine Anzahl pulses h kann etwa ein Zehntel bis ein Zwanzigstel der

paralleler Wortleitungen 12, 13, 14 eingebettet, die in ao des Abfrageimpulses I_r betragen. Die relative Ampli-

einer ersten Ebene liegen, ferner eine Anzahl von tude des Ziffernimpulses wird durch einen Kompromiß

Zifferntreiber- und Leseleitungen (im folgenden kurz bestimmt, da man einerseits ein großes Leseausgangs-

»Ziffernleitungen« genannt) 16,17,18,19, die im rechten signal wünscht und andererseits die Information an

Winkel zu den Wortleitungen verlaufen und in einer nicht addressierten Plätzen nicht stören will. Der

Ebene liegen, die im nahen Abstand parallel zur Ebene 25 Ziffernimpuls h erzeugt einen Restsättigungsfiuß 44

der Wortleitungen verläuft. um die Teile der Ziffernleitung 16, die außerhalb des

Der Abstand zwischen der Ebene, in der die Wort- bereits gesättigten Bereiches 42 um die Wortleitung 12 leitungen liegen, und der Ebene, in der die Ziffern- liegen. Da der Bereich um die Wortleitung 12 schon leseleitungen liegen, wird vorzugsweise so klein wie gesättigt war, kann der relativ kleine Ziffernimpuls h möglich gehalten. Abstände von etwa 12,5 μτα. lassen 3° den Fluß im Speicherelementbereich unmittelbar um sich unschwer erreichen und haben sich gut bewährt. die Kreuzung der Leitungen 12 und 16 nicht beein-Mit zunehmender Dicke der Platte 10 wächst sowohl flüssen. Ein Ziffernimpuls in einer Ziffernleitung stört die Lesespannung als auch unerwünschterweise die also den magnetischen Zustand eines Speicherelemeninduzierte Rückspannung. Die eingebetteten Leiter kön- tes an einem Kreuzungspunkt mit einer nicht erregten nen etwa 25μηι breit und etwa 12,5,Hm dick sein. Es 35 Wortleitung nicht. Dies ist wichtig, da der Zifferngenügt, wenn der von Mitte zu Mitte gerechnete Abstand impuls I_r nicht nur dem Speicherelement an der Wortzwischenparallelen Leitern in einer Ebene etwa 125 ^m leitung 12 zugeführt wird, sondern auch den entbeträgt, sprechenden Speicherelementen an den anderen Wortin Fig. 1 sind mit den Wortleitungen und den leitungen 13 und 14.

Ziffernleitungen der magnetischen Platte 10 Schal- 40 In F i g. 5 ist der Fluß 50 dargestellt, der sich eintungsanordnungen dargestellt, wie sie für einen Betrieb stellt, wenn gleichzeitig ein Ziffernimpuls h der Zifferneines wortorganisierten Speichers mit z. B. zwei Kernen leitung 16 und ein Speicherimpuls I_w der Wortleitung pro Bit erforderlich sind, der drei Wörter mit je zwei 12 zugeführt wird. Der Schreibimpuls I_w hat die entBits speichern kann. Eine erste, zweite und dritte Wort- gegengesetzte Richtung (Polarität) wie der Abfragetreiberstufe 20, 21, 22 ist mit entsprechenden Wort- 45 impuls I_r (F i g. 3), seine Amplitude kann etwa 75 % leitungen 12, 13 bzw. 14 gekoppelt. Die Ziffernlei- der des Abfrageimpulses betragen. Der Ziffernimpuls Ia tungen 16,17 bilden ein Paar, dabei ist mit der Ziffern- ist zwar allein zu klein, um den schon gesättigten Fluß leitung 16 ein »1 «-Zifferntreiber 24 und mit der Ziffern- an der Kreuzung beeinflussen zu können (die Magneleitung 17 ein »O«-Zifferntreiber 25 gekoppelt. Die tisierungskraft überschreitet also das Knie der Hyste-Ziffernleitungen 16, 17 sind parallel mit einem Netz- 50 resisschleife nicht), er ist jedoch in der Lage, die Winwerk 27 an zwei Eingänge eines Lese-Differenzverstär- kelrichtung des durch den Speicherimpuls I_w erzeugten kers 30 angeschlossen, der einen 2^K-Ziffernausgang Flusses zu beeinflussen, wenn er gleichzeitig mit diesem hat. Mit dem Ziffernleitungspaar 18, 19 sind in ent- Speicherimpuls auftritt. Der aus den beiden Strömen sprechender Weise Zifferntreiber 32, 33 und ein Lese- resultierende Vektor läßt einen remanenten Fluß ent-Differenzverstärker 34 gekoppelt. F i g. 1 ist natürlich 55 stehen, der in einer Schleife 50 sowohl die Leitung 12 nur ein stark vereinfachtes Beispiel für einen Speicher, als auch die Leitung 16 umfaßt.
derinderPraxiswesentlichmehrWörterspeichernkann, Der in Fig. 5 dargestellte Fluß50 bedeutet die (z. B. 512 oder 1024), die ihrerseits auch eine wesentlich Speicherung des Informationsbits 1 in einer Anordgrößere Anzahl von Bits enthalten (z. B. 48 oder 64). nung, die mit einem Kern pro Bit arbeitet.

Die Speicherelemente oder -platze werden durch das 60 Bei einer Anordnung mit zwei Kernen pro Bit wird

magnetische Material gebildet, das die einzelnen Über- eine Eins durch den in F i g. 5 dargestellten Fluß an

kreuzungen einer Wortleitung und einer Ziffernleitung der Kreuzung 12, 16 und den in F i g 3 dargestellten

umgibt. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel Fluß an der Kreuzung 12, 17 dargestellt und die

werden für die Speicherung jedes einzelnen Bits zwei Speicherung einer Null durch den Fluß der Fig 3 an

Speicherelemente oder »Kerne« verwendet, um in an 65 der Kreuzung 12,16 und den Fluß der F i g. 5 an der

sich bekannter Weise Störimpulse zu kompensieren. Kreuzung 12,17. Zur Abfrage des durch den remanen-

So dient beispielweise das Material, das die Kreuzungs- ten Fluß 50 (F i g. 5) dargestellten Informationsbits 1

punkte der Wortleitung 12 mit den ein Paar bildenden wird der Wortleitung 12 ein Abfrageimpuls I_r (F i g. 3)

zugeführt. Der Abfrageimpuls I_r hat im Hinblick auf die wirksame Hysteresisschleife eine ausreichende Amplitude, um den Fluß 50 der F i g. 5 in die Richtung des Flusses 40 der F i g. 3 umschalten zu können. Der Fluß 50 muß bei der durch das Umschalten bedingten Richtungsänderung notwendigerweise die Ziffernleitung 16 schneiden und induziert dabei in dieser eine Lesesignalspannung. Das Lesesignal wird über die Ziffernleitung 16 dem einen Eingang des Lese-Differenzverstärkers 30 zugeführt. In der Ziffernleitung 17, die mit dem anderen Eingang des Leseverstärkers gekoppelt ist, wird jedoch kein entsprechendes Lesesignal induziert. Es erscheint dann an dem mit 2" bezeichneten Ausgang ein Differenzsignal, dessen Polarität der gespeicherten Eins entspricht. Wenn der abgefragte Speicherplatz eine Null enthalten hätte, wäre am 2"-Ausgang ein Ausgangssignal entgegengesetzter Polarität aufgetreten. Das andere Bit des längs der Wortleitung 12 gespeicherten Wortes wird in entsprechender Weise abgefragt und erscheint gleichzeitig ao am 2ⁿ⁺¹-Ausgang des Lese-Differenzverstärkers 34.

Wenn die Erfindung auf eine Speicheranordnung mit einem Kern pro Bit angewendet wird, ist jede einzelne Ziffernleitung mit einem entsprechenden Zifferntreiber gekoppelt, der zur Speicherung einer *5 Eins in Tätigkeit tritt, bei der Speicherung einer Null jedoch in Ruhe bleibt; die Ziffernleitungen sind außerdem jeweils mit einem eigenen Leseverstärker gekoppelt. Eine andere Möglichkeit für ein System mit einem Kern pro Bit besteht darin, daß die einzelnen Zifferntreiber einen Ziffernimpuls einer ersten Richtung oder Polarität liefern, wenn eine Eins gespeichert wird, und einen Impuls der entgegengesetzten Richtung oder Polarität, wenn eine Null gespeichert wird. Die Speicherung einer Eins hat einen Fluß 50 im zweiten und vierten Quadranten zur Folge, wie es in F i g. 5 dargestellt ist, während die Speicherung einer Null zu einem Fluß führt, der im ersten und dritten Quadranten verläuft. Man erhält dabei dann ein bipolares Lesesignal, dessen eine Polarität einer Eins und dessen andere Polarität einer Null entspricht.

Ein nach den Lehren der Erfindung betriebener Speicher hatte 16 Wortplätze mit jeweils 16 Speicherelementen. Ein Abfrage-Speicherzyklus ließ sich in 100 ns (10 MHz) durchführen. Die Amplitude der Speicherimpulse betrug etwa 130 mA, die der Ziffernimpulse etwa 15 mA, und die Lesespannung war etwa ± 15 mV.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Betrieb eines Magnetspeichers mit einer Ferritplatte, die in einer ersten Ebene eine Anzahl eingebetteter paralleler Wortleitungen und in einer nahe bei der ersten Ebene gelegenen zweiten Ebene eine Anzahl paralleler, wenigstens annähernd senkrecht zu den Wortleitungen verlaufender eingebetteter Ziffernleitungen enthält, und mit Speicherelementen, die aus dem die Kreuzungen der Wort- und Ziffernleitungen umgebenden Magnetmaterial bestehen, bei welchem den Ziffernleitungen entsprechend den Werten der längs einer ausgewählten Wortleitung zu speichernden Information gleichzeitig Ziffernimpulse, die allein den Remanenzfluß in den Speicherelementen nicht zu ändern vermögen, und der ausgewählten Wortleitung beim Einschreiben von Information ein praktisch gleichzeitig mit den Ziffernimpulsen auftretender Schreibimpuls und beim Herauslesen von Information ein Abfrageimpuls zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung des Remanenzflusses in jedem Speicherelement, das mit einer einen Schreibimpuls (I_w) führenden Wortleitung (12, 13, 14) und einer keinen Ziffernimpuls (h) führenden Ziffernleitung (16, 17, 18, 19) gekoppelt ist, in eine Richtung (40 in F i g. 3) geschaltet wird, in der er nicht mit der zugehörigen Ziffernleitung (z. B. 16) gekoppelt ist, während er bei gleichzeitigem Auftreten eines Ziffernimpulses in der zugehörigen Ziffernleitung (z. B. 16) in eine Richtung (50 in F i g. 5) geschaltet wird, in der er mit der betreffenden Ziffernleitung gekoppelt ist, und daß die Richtung des Remanenzflusses in allen Speicherelementen, die mit einer bestimmten Wortleitung (z. B. 12) gekoppelt sind, in eine Richtung (40) geschaltet wird, in der er nicht mit den zugehörigen Ziffernleitungen gekoppelt ist, wenn dieser Wortleitung (z. B. 12) ein Abfrageimpuls zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Wortleitungen (12,13,14) zugeführten Abfrage- und Schreibimpulse entgegengesetzte Polarität haben, so daß der Remanenzfluß in den mit einer ausgewählten Wortleitung gekoppelten Speicherelementen während des Schreibens oder nach diesem einen ersten Umlauf sinn bezüglich dieser Wortleitung hat und nach dem Abfragen bezüglich der Wortleitung den entgegengesetzten Umlaufsinn hat.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude der Schreibimpulse etwa 75 % der Amplitude der Abfrageimpulse beträgt und daß die Amplitude der Ziffernimpulse ein Zehntel bis ein Zwanzigstel der der Abfrageimpulse beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3 für einen Speicher, der zwei Speicherelemente pro Bitstelle enthält und bei dem die Ziffernleitungen paarweise angeordnet sind, wobei beim Schreiben außer dem Wortimpuls auf der Wortleitung nur jeweils einer der beiden Ziffernleitungen eines Paares ein Impuls zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Remanenzfluß während oder nach der Speicherung von Information jeweils im einen Speicherelement der verschiedenen Paare, die mit einer ausgewählten Wortleitung gekoppelt sind, in eine Lage geschaltet wird, in der er mit der zugehörigen Ziffernleitung gekoppelt ist, und im anderen Speicherelement des Paares in eine Lage geschaltet wird, in der er nicht mit der zugehörigen Ziffernleitung gekoppelt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1035 810, 1062036; französische Patentschriften Nr. 1293347, 1267616; britische Patentschrift Nr. 861 688;
»Philips' Technische Rundschau«, 1959, H. 7, S. 202 bis 218.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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