DE1474286C - Magnetischer Dünnschichtspeicher - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen magnetischen, wie ein durch zu lösen, daß ein länglicher Körper mit einer

Schiebespeicher arbeitenden Dünnschichtspeicher, bei magnetisch harten Umrandung und einem magnetisch

dem auf einem Träger angeordnete Dünnschicht- weichen Informationskanal im Inneren verwendet

Speicherplätze zwei bevorzugte Magnetisierungsrich- wird. Diese Anordnung mag die Existenz von wilden

tungen aufweisen und die Magnetisierung eines ersten 5 Weißschen Bezirken auf ein Mindestmaß herab-

Speicherplatzes in einer der bevorzugten Richtungen drücken und einen größeren Spielraum zwischen dem

einen entgegengesetzt magnetisierten Nachbarspeicher- weiterschiebenden Feld und dem erzeugenden Feld

platz befähigt, durch Anlegen eines vorgegebenen ermöglichen. Jedoch sieht das Patent kein Mittel vor,

Magnetfeldes in die dem ersten Speicherplatz ent- um die Ausbildung eines Weißschen Bezirks und die

sprechende Magnetisierungsrichtung magnetisch um- io Wandverschiebung längs des kontinuierlichen Films

• geschaltet zu werden, und bei dem Spulen durch bequem und genau steuern zu können. Zudem erfor-

Anlegen eines gegebenen Magnetfeldes in den beiden dem die Wände der Weißschen Bezirke, die unregel-

bevorzugten Richtungen an jedem Speicherplatz eine mäßig geformt sind, einen zusätzlichen Spielraum,

Verschiebung des Weißschen Bezirks in einer be- damit der bestimmte Bezirk mit Sicherheit innerhalb

stimmten Richtung bewirken, wenn sie von einem 15 eines gegebenen Bereichs enthalten ist. Dadurch wird

Strom mit elektrischen Wellenformen einer vor- die Packungsdichte beschränkt,

bestimmten Phasenlage erregt werden. Ein weiterer Versuch, die Wandbewegung zu

In den letzten zehn Jahren besteht ein großes steuern, ist in der USA.-Patentschrift 2 984 825 beInteresse an magnetischen Dünnschichtspeichern. schrieben. Das hierin offenbarte Verfahren verwendet Dieses Interesse entsprang dem Wunsch, die Kosten ao eine Speicher-Dünnschicht und eine Abtast-Dünnfür vollständig "-verdrahtete Kernspeicher zu ver- schicht. Die Bloch-Wand der Abtastschicht schaltet ringern und die Leistungsfähigkeit dieser weitverbrei- die Bezirke in der Speicher-Dünnschicht, während teten Anordnungen zu verbessern. Kernspeicher die Änderung der Wanderungsgeschwindigkeit der scheinen sich auch hinsichtlich der Operations- Bloch-Wand über die Abtast-Dünnschicht zum Ausgeschwindigkeit ihrer technischen Grenze zu nähern, 95 speichern dienen kann. Die Steuerung der Geschwinso daß ein Bedarf für eine neue Elementenanordnung digkeit der Bloch-Wand in der Abtastschicht stellt mit einem höheren Grenzwert besteht. Zudem sind eine Hauptaufgabe dar (s. Spalte 8 der Patentschrift). Kernmatrizes außerordentlich schwer herzustellen. Die USA.-Patentschrift 3 113 297 gibt eine charak-Sie erfordern nämlich die sorgfältigsten Verdrahtun- teristische Lehre für die Verwendung eines mit gen. Die dafür aufzuwendenden Herstellungskosten 30 magnetischer Umdrehung in einem Dünnschichtwurden zwar stufenweise verringert, nunmehr speicher arbeitenden Verfahrens. Dieses Patent offenscheint sich jedoch die Kostensenkung abgeflacht bart ein steuerndes Schichtelement und ein gesteuertes zu haben. Schichtelement. Das Feld des steuernden Elements ist

Magnetische Dünnschichtspeicher sind geeignet, mit dem gesteuerten Element gekoppelt, so daß, wenn die genannten Mängel zu überwinden. Allgemein gibt 35 das gesteuerte Element in einer bevorzugten Richtung es zwei Klassen von Dünnschichtspeichern: die- magnetisiert ist und ein Magnetfeld an dieses Element jenigen, welche in erster Linie auf einem magne- angelegt und wieder entfernt wird, die Rücktischen Schalten durch Drehen, und diejenigen, welche Orientierung in die bevorzugte Richtung durch die hauptsächlich auf einer Wandverschiebung des Magnetisierungsrichtung des steuernden Elements Weißschen Bezirks beruhen. Viele Einrichtungen der 40 bestimmt wird (selbstverständlich gibt es wenigstens erstgenannten Klasse bestehen aus diskreten Dünn- zwei einander entgegengesetzte bevorzugte Richtunschichtelementen, während die Dünnschichtvorrich- gen). Die Verfahrensschritte des Magnetisierens des tungen der letztgenannten Klassen durchgehende gesteuerten Elements, gefolgt von der Rückkehr zu Filme aufweisen. Eine Einrichtung mit diskreten einer bevorzugten Richtung, beanspruchen Zeit und Elementen ist in der USA.-Patentschrift 3113 297 45 verzehren Energie. Diese Verfahrensschritte erforbeschrieben, während eine Vorrichtung mit durch- dem einen beträchtlichen Aufwand an logischer gehendem Film aus den USA.-Patentschriften Schaltung, wenn die Einrichtung in einem Schiebe-2 984 825, 3 092 813 und 2 919 432 ersichtlich ist. register oder einem linearen Ansteuerungsspeicher Die längere Liste der Patente, die sich auf durch- verwendet werden soll.

gehenden Film beziehen, wird vorgelegt, weil sich die 50 In der älteren deutschen Auslegeschrift 1282711 Erfindung in erster Linie mit diesem Vorrichtungs- löst ein Dünnschichtspeicher die obengenannten Protyp befaßt. bleme in der Steuerung der Wandbewegung, indem

Die genannten Patente und andere Vorveröffent- er eine geometrische Dünnschichtanordnung vorsieht, lichungen lassen erkennen, daß die Erzeugung eines die die Wanderung eines Weißschen Bezirks begrenzt umgekehrten Weißschen Bezirks ein größeres 55 und steuert und einen Speicherplatz oder Bezirk beMagnetfeld erfordert als die Ausbreitung eines Be- fähigt, den benachbarten Speicherplatz oder Bezirk zirks. Die Schaltung eines magnetischen Bezirks zu beeinflussen. Die Einwirkung eines Speicherplatzes durch Drehen der Magnetisierung ist eine ganz andere auf einen benachbarten Speicherplatz verstärkt die Technik. In den früheren Patenten findet das Magnetisierung des benachbarten Speicherplatzes, Wachstum des Weißschen Bezirks oder die Wand- 60 wenn diese in derselben Richtung verläuft. Wenn bewegung längs eines im wesentlichen kontinuier- dagegen ein entgegengesetzt magnetisierter Nachbarlichen länglichen Körpers statt. Die Steuerung der bezirk vorhanden ist, verursacht er einen Ummagne-Fortbewegung der Bezirke (Ausbreitung) und die tisierungskeim oder ermöglicht, genauer gesagt, die Erzeugung von Weißschen Bezirken in einem kon- Ausbildung von kleinsten, entgegengesetzt orientierten tinuierlichen Körper stellen ein Hauptproblem der 65 Weißschen Bezirken in dem benachbarten Speicherbisher bekannten Einrichtungen dar. So wird bei- platz. Diese Übertragung von Ummagnetisierungsspielsweise in der USA.-Patentschrift 3 092 813 die keimen gestattet es, daß die Magnetisierung des solche Schwierigkeit erwähnt, und es wird versucht, sie da- Keime enthaltenden Speicherplatzes durch die Wand-

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verschiebung und durch einen relativ niedrigen Wert keit wird nur durch die Geschwindigkeit der Wanddes verschiebenden Magnetfeldes umgeschaltet wird. verschiebung in einem Weißschen Bezirk begrenzt.
Ohne diese Ummagnetisierungskeime muß das für Kurz zusammengefaßt weist der erfindungsgemäße das Umschalten erforderliche Magnetfeld viel stärker Dünnschichtspeicher eine schachbrettartige oder sein, und die Anlegung eines verschiebenden Feldes 5 mehrstufige Anordnung magnetisch miteinander gehat nur eine geringe Wirkung auf den Speicherplatz. koppelter Speicherplätze und für jede Stufe oder Dieses Prinzip ist in der älteren deutschen Auslege- Schachbrettreihe zwei Verschiebe- oder Weiterleitschrift 1282711 beschrieben. Die vorliegende Erfin- spulen auf, wobei die Verschiebespulen jeder Stufe dung verwendet die grundlegende Erfindung jener im Zickzack oder über Kreuz angeordnet sind, damit Anmeldung und sieht zudem Mittel vor, um die 10 die Wandverschiebung. des Weißschen Bezirks von Übertragung von Ummagnetisierungskeimen nach rechts nach links oder auch von links nach rechts zwei Richtungen vor sich gehen zu lassen und diesen stattfinden kann, je nach der Art, in der die Spulen Vorgang genau zu steuern. erregt werden. Die Einzelheiten· dieser Konstruktion

Die Aufgabe der Erfindung besteht bei einem ein- gehen aus der nachfolgenden genauen Beschreibung

gangs dargestellten Dünnschichtspeicher darin, die 15 an Hand der Zeichnungen hervor. Es zeigt ι

Übertragung von Ummagnetisierungskeimen wahl- F i g. 1 eine schematische Draufsicht der magne-

weise nach zwei Richtungen vor sich gehen zu lassen tischen Dünnschichtanordnung,

und diesen Vorgang genau zu steuern. F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 der F i g. 1,

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der eine typische Konstruktion des Dünnschicht-

die Speicherplätze in schachbrettartiger Anordnung ao gefüges zeigt,

auf dem Träger wenigstens in zwei Reihen (Stufen) F i g. 3 ein Blockschaltbild eines Systems, das die

vorgesehen sind, daß für jede Speicherplatzstufe erfindungsgemäße magnetische Dünnschichtanord-

wenigstens zwei Spulen vorgesehen sind, die längs der nung enthält,

Stufe sich mehrfach überkreuzend angeordnet sind, F i g. 4 mehrere Wellenform-Diagramme, die die

und daß die zwei einer Speicherplatzstufe zugehörigen as Wellenformen in den verschiedenen Teilen des in

Spulen kontinuierlich in Spulen für eine zweite F i g. 3 dargestellten Systems zeigen,

Speicherplatzstufe übergehen, um welche sie jedoch F i g. 5 eine schematische Darstellung des magne-

in entgegengesetztem Sinn gewickelt sind. tischen Umschaltens, das während des Ausspeicherns

Aus der französischen Patentschrift 1309 236 ist stattfindet.

eine Einrichtung zur Übertragung von Informationen 30 In Fig. 1 ist ein Dünnschichtspeicher 10 dargezwischen Magnetschichtelementen bekannt, bei stellt, der mehrere magnetische Dünnschichtspeicherweicher auf einem Träger angeordnete Dünnschicht- platze 12 bis 28 aufweist, welche in einer mehrspeicherplätze zwei bevorzugte Magnetisierungs- stufigen, schachbrettartigen Verteilung angeordnet richtungen aufweisen. Die Dünnschichtspeicherplätze sind. Die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform hat sind derart ausgebildet, daß die Magnetisierung eines 35 eine erste Stufe 30 und eine zweite Stufe 32. Selbstersten Speicherplatzes in einer der bevorzugten Rieh- verständlich kann im Rahmen der Erfindung jede tungen einen entgegengesetzt magnetischen Nachbar- beliebige Anzahl von Stufen' in der Anordnung vorspeicherplatz befähigt, durch Anlegen eines vor- handen sein. Jeder Speicherplatz 12 bis 28 hat eine gegebenen Magnetfeldes in die dem ersten Speicher- erste · bevorzugte Magnetisierungsvorrichtung, etwa platz entsprechende Magnetisierungsrichtung magne- 40 die durch den Pfeil 34 gekennzeichnete, und eine tisch umgeschaltet zu werden. Es sind Spulen zum zweite bevorzugte Magnetisierungseinrichtung, etwa Anlegen eines gegebenen Magnetfeldes an jedem die durch den Pfeil 36 angedeutete. Für die Beschrei-Speicherplatz vorhanden, welche derart orientiert bung sei der Pfeil 34 der »Eins«-Richtung und der sind, daß sie an jedem Speicherplatz eine Verschie- Pfeil 36 der »Nulk-Richtung zugeordnet. Eine solche bung des Weißschen Bezirks in einer bestimmten 45 magnetische Dünnschicht kann in charakteristischer Richtung bewirken, wenn sie von einem Strom mit Weise aus einem abgelagerten'_ magnetischen Stoff, elektrischen Wellenformen einer bestimmten Phasen- wie Fe, Ni, Co, Mn, Bi oder deren Legierungen, lage erregt werden. .Ein Wechselstromgenerator ist bestehen, der in richtiger Weise behandelt ist, so daß über entgegengesetzt gepolte Gleichrichter an die er eine erste und eine zweite bevorzugte Magneti-Spulen angeschlossen, so daß er diese mit elektrischen 50 sierungsrichtung aufweist. Wenn eine bevorzugte Wellenformen vorgegebener Phasenlage speist. Bei Magnetisierungsrichtung erreicht ist, liegen die Elekder bekannten Anordnung kann stets nur in einer tronenspins im wesentlichen parallel zu einer Achse Richtung, d. h. in sogenannter Informatipnsschiebe- der bevorzugten Ausrichtung und haben die Fähigrichtung, eine Informätionsverschiebung stattfinden. keit, bis zur Sättigung entlang dieser bevorzugten Außerdem besitzt die bekannte Einrichtung noch den 53 Achse magnetisiert zu werden, so daß sie einen einNachteil, daß die keilförmige und in ihrem Anteil an zigen Weißschen Bezirk bilden,
magnetischem Material in Informationsschieberich- Die beiden. Stufen 30 und 32 der magnetischen tung ansteigende Ausbildung der magnetischen Ein- Speicherplätze sind derart angeordnet, daß die Ecken heiten nur schwer realisierbar ist und die geforderten benachbarter Elemente über einen schmalen Streifen permanehtmagnetischen Schichten einen zusätzlichen 60 miteinander in Verbindung stehen. Das Kontaktfeld Aufwand bedingen. . . zwischen den benachbarten Elementen kann die halbe

Der erfindungsgemäße Dünnschichtspeicher ermög- Breite des Speicherplatzes selbst erreichen, vorzugslicht niedrige Herstellungskosten und hohe Opera- weise hat es jedoch etwa ein Achtel der Speichertionsgeschwindigkeiten. Die niedrigen Fertigungs- platzlänge oder weniger. Ein bestimmtes Kontaktfeld kosten sind ein Attribut des einfachen geometrischen 65 zwischen benachbarten Elementen ist für die Erfin-Aufbaus, der eine einfache Verdrahtung und eine dung nicht wesentlich; unter gewissen Umständen Massenproduktion mittels Vakuumablagerung oder kann es jedoch vorteilhaft sein, eine vorgegebene Galvanotechnik erlaubt. Die Operationsgeschwindig- Kontaktfläche zu haben. Darüber hinaus können im

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allgemeinen Rahmen der Erfindung die benachbarten Übergang auf den benachbarten Speicherplatz 12 Elemente, beispielsweise 12 und 22, durch einen Spalt statt, da dieser bereits in Richtung des Pfeiles 34 voneinander getrennt und lediglich durch ein Magnet- magnetisiert ist. Die Spule 46, die mit einem Teil an feld magnetisch verknüpft sein, das diesen Spalt das Kontaktfeld herankommt, welches die Speicherüberbrückt. 5 platze 14 und 22 verbindet, verschiebt die Wand des Die Speicherplätze 12 bis 28 weisen Einrichtungen Weißschen Bezirks durch dieses Kontaktfeld, um zum Erzeugen eines Magnetfeldes auf, beispielsweise den.Speicherplatz 14 mit Ummagnetisierungskeimen Spulen 40 bis 46, die derart mit den Speicherplätzen zu versehen. Wenn die Spulen 44 und 46 im umgekoppelt sind, daß sie an diese ein Magnetfeld in gekehrten Sinn erregt werden, wird ein Ummagnetieiner ersten und einer zweiten bevorzugten Richtung io sierungskeim von dem- Speicherplatz 22 durch das anlegen. Jede Stufe von Speicherplätzen 30 oder 32 Kontaktfeld übertragen, welches die Speicherplätze hat mehrere Spulen 40 und 42 oder 44 und 46 zum 12 und 22 verbindet.

gleichzeitigen Anlegen eines Magnetfeldes an jeden In F i g. 2 ist ein typisches Dünnschichtgefüge für Speicherplatz einer Stufe. Wie Fig. 1 zeigt, ist jede die Anordnung nach Fig. 1 dargestellt. Dieses Dünn-Spule 40 bis 46 so um jede Stufe herumgewunden, 15 schichtgefüge umfaßt Kupferleiter 52 bis 55, die auf daß sich auf jeder Seite der Dünnschicht ein Teil der einer Polyäthylenterephthalat-Unterlage 60 geformt Spule befindet und das eine Ende einer Spule der sind. Jeder Leiter bildet ein fortlaufendes Spulenglied einen Stufe in eine Spule der anderen Stufe übergeht. rund um zwei Seiten der Polyäthylenterephthalat-Gemäß einer Ausbildung der Erfindung kann auch Unterlage 60. Die Leiter können mit Hilfe der benur ein Draht oder ein Teil der Spule verwendet wer- ao kannten Vakuum-Aufdampfverfahren gebildet werden, um ein Magrietfeld an beiden Seiten der Schicht den. Eine sehr dünne Isolationsschicht 62 aus anzulegen. Im Fall eines Dünnschichtgefüges, das Siliziummonoxyd überdeckt die Leiter 52 bis 55. Sie zwei mit dem Rücken aneinandergelegte dünne kann ebenfalls mittels Vakuumablagerung aufge-Schichten aufweist, schließt sich das Feld des einen bracht werden. Eine magnetische Dünnschicht 64 aus Drahtes, das an die eine Schicht angelegt wird, im »5 abgelagerter Ni-Fe-Legierung oder einem anderen Durchsetzen der anderen Schicht und magnetisiert geeigneten magnetischen Stoff ist auf jeder Siliziumdiese. Diese aus einem Draht bestehende Anordnung monoxydschicht 62 angeordnet, wobei jede Dünnkann kontinuierlich mit einem Draht einer anderen schicht der einen Hälfte der Leiter 52 bis 55 zuge-Stufe verbunden sein. Die Spulen 40 bis 46 sind quer ordnet ist. Zu beachten ist, daß die eine Hälfte jedes über jedem Speicherplatz derart ausgerichtet, daß sie 3» Leiters weggelassen werden kann, wenn die oben eine Verschiebung des magnetischen Bezirks in einer beschriebene Konstruktion mit einem einzigen Draht bestimmten Richtung längs der Anordnung und durch verwendet wird. Zwei schützende und stützende die Kontaktfelder, die zwei benachbarte Speicher- Träger 66 sind den beiden Dünnschichten 64 beiplätze verbinden, bewirken. So sind beispielsweise gegeben. Die Verfahren der Vakuumablagerung oder die Spulen 40 und 42 über Kreuz geführt derart, daß 35 -aufdampfung gehören zum Stand der Technik; dies die magnetischen Bezirke nach rechts wandern, wenn geht aus Veröffentlichungen wie »Preparation of die Spulen mit elektrischen Wellenformen einer gege- Thin Magnetic Films and their Properties« von benen Phasenbeziehung erregt werden. (Die Erregung M. S. Blois Jr., Journal of Applied Physics, V, der Spulen 40 und 42 sowie der Spulen 44 und 46 26. August 1955, S. 975 bis 980, und »Vacuum wird weiter unten in der Beschreibung noch erläutert, 4° Deposition of Thin Films« von L. Holland, John wenn das System nach Fig. 3 im einzelnen betrachtet Wiley und Sohn (1956), hervor. Die Verwendung wird.) Wenn an irgendeinem Punkt des Speicher- von zwei dünnen magnetischen Schichten überplatzes 12 ein »Eins«-Ummagnetisierungskeim vor- einander bietet einen praktischen kontinuierlichen handen ist, ist ein positiver Strom bestrebt, in der Pfad für die in den ,Speicherplätzen 12 bis 28 geSpule 42 eine Verrückung der Wand des Weißschen 45 speicherten Felder, der den entmagnetisierenden Bezirks in der Weise hervorzurufen, daß der gesamte Randeffekt auf ein Minimum herabdrückt. Weiter Speicherplatz 12 in. der Richtung 34 magnetisiert läßt sich das gesamte Schichtgebilde mit Hilfe der wird. Die Spule 40, deren unterer Rand etwa bei 50 Vakuumablagerung herstellen, und dieses Verfahren an das Kontaktfeld'herankommt, ist bestrebt, den ist der Massenfertigung von Speichermatrizen för-Weißschen Bezirk durch den Spalt wandern zu 50 derlich.

lassen. Der Magnetisierungseffekt der Spulen 40 und In Fig. 3 ist der erfiridungsgemäße Dünnschicht-42 ist bezüglich des Speicherplatzes 12 nur wirksam, speicher in einem System eingebaut dargestellt. wenn die Schreibspule 51 gleichzeitig mit der rieh- Dieses System enthält einen Erregerteil 70 zum tigen Erregung der Spulen 40 und 42 erregt wird. Erregen der Vielzahl der Spulen 40 bis 46. Der Dies kommt daher, weil > an der einen Seite des 55 Erregerteil 70 weist einen Signalgenerator, beispiels-Speicherplatzes 12 kein benachbarter Speicherplatz weise einen Rechteckwellen-Taktgcnerator 72, auf, vorhanden ist. von dem aus eine Übertragung von der eine bestimmte Wellenform mit einer vorgege-Ummagnetisierungskeimen erfolgen könnte. benen Frequenz erzeugt. Der Generator 72 ist an die . Die Bedeutung der Anordnung der Spulen 40 bis 46 Spule 40 über einen Inverter 74. eine Verteilungskann noch weiter veranschaulicht werden, wenn man <"> einrichtung 76, einen Schalter 78 und einen Umsetzer einen Speicherplatz der zweiten Stufe 32, beispiels- oder ein elektronisches Filter 80 angeschlossen. weise den Speicherplatz 22, betrachtet. Wenn im Hin- Die Spule 42 ist ebenfalls mit dem Generator 72 über blick auf den Speicherplatz 22 die Spule 44 derart eine weitere Verteilungseinrichtung 90 und einen erregt wird, daß sie eine Magnetisierung in Richtung Umsetzer 92 verbunden. Für die Spule 40 wird der des Pfeiles 34 bewirkt, dann läßt sie die Wand des 65 Ausgang des Generators72 (Fig.4a) an den Inverter Weißschen Bezirks nach oben wandern, voraus- 74 angelegt, wo die Phase der eingespeisten Rechtgesetzt, daß ein Ummagnetisierungskeim vorhanden eckwelle um 180^: versetzt wird (Fig. 4b). Diese ist. Dabei findet kein sinnvoller Ummagnetisieruhgs- versetzte elektrische Wellenform wird an die Ver-

teilungseinrichtung 76 weitergeleitet, die die Form eines herkömmlichen Flip-Flops mit mehreren Ausgängen 82 und 84 haben kann. Der Schalter 78 ist wahlweise auf die Flip-Flop-Ausgänge 82 oder 84 umlegbar. Diese beiden Ausgänge führen Signale, die um 180° phasenversetzt sind, d. h., das an der Ausgangsklemme 82 auftretende Signal hat eine erste elektrische Wellenform, und das an der Ausgangsklemme 84 erscheinende Signal hat die gleiche

Wellenform, aber um 180° in der Phase verschoben io 84 angeschlossen wird. (Fig. 4c und 4d). Wenn der Schalter mit dem Ausgang 82 oder 84 verbunden ist, hat die an ihm auftretende Wellenform die halbe Frequenz der vom
Inverter 74 gelieferten Signalfolge. Der Umsetzer 80
extrahiert die fundamentale Sinuswelle aus der ihm
von der Verteilungseinrichtung 76 eingespeisten
Rechteckwelle und gibt an die Spule 40 eine sinusförmige Welle weiter. Die mit dem Generator 72 verbundene Verteilungseinrichtung 90 kann ebenfalls ein
Flip-Flop sein, der an den Umsetzer 92 eine Wellen- ao
form mit der halben Frequenz der von dem Generator
72 erzeugten Signalfolge liefert. Der Umsetzer 92
seinerseits liefert eine sinusförmige Welle an die
Spule 42. Die in die Spulen 40 und 42 eingespeisten

Spule 44 angelegte Wellenform um 180° gegenüber der Wellenform der Spule 42 nacheilt. Die der Spule 46 zugeführte Wellenform eilt 270° gegenüber der Wellenform der Spule 42 nach. Mit Hilfe des Um-5 schalters 78 kann die Phasenbeziehung der Wellenform für die Spulen 40 und 42 vertauscht werden, indem statt des Ausganges 82 der Ausgang 84 angeschlossen wird. Die nachfolgende Tabelle zeigt, was mit der Phasenbeziehung passiert, wenn der Ausgang

	Phasenbeziehung mit	Phasenbeziehung mit
Spule	Anschluß an Ausgang 82	Anschluß an Ausgang84
	Nacheilung um	Nacheilung um
15 40	90°	270° '
42	0°	0°
44	180°	' 180°
46	270°	90°

Diese Umkehr der Phasenbeziehung ist wichtig für die Umkehr der Laufrichtung der Information in der Dünnschichtmatrix von der Rechtsrichtung zur Linksrichtung. Weiter unten wird erklärt, daß sich die Bewegung nach rechts ergibt, wenn der Ausgang 82

Wellenformen haben also die gleiche Frequenz und es angeschlossen ist, wogegen die Bewegung nach links eine ähnliche Form. auftritt, wenn der Ausgang 84 angeschlossen ist.

Zweck der geschilderten Frequenzteilung ist es, Aus obiger Beschreibung geht hervor, daß der

eine gewünschte Phasenverschiebung mit einem mög- Generator 72, der Inverter 74, die Verteilungseinrichlichst geringen Aufwand zu erreichen. Ein Vergleich tungen 76 und 90 und die Umsetzer 80 und 92 zuder Wellenformen nach Fig. 4a und 4b zeigt, daß 30 sammen eine Vorrichtung bilden, mit der eine Mehrder mit dem Generator 72 zusammenwirkende zahl von Spulen mit einer elektrischen Wellenform, Inverter 74 alle 90- eine positive Halbwelle liefert. die eine vorgegebene Phasenbeziehung hat, erregt (Als Basis für die Gradeinteilung dient die von der werden kann. Wenn dazu noch der Umschalter 78 Verteilungseinrichtung 76 gelieferte Wellenform, .von kommt, ist damit ein Mittel zur Umkehrung der der eine Periode gleich 360° gesetzt ist.) Wenn man 35 Phasenbeziehung gegeben.

diese Wellenformen in die Verteiler 76 und 90 ein-, _r Der Generator 72 ist auch noch über die Verteigibt,. erzielt man eine Frequenzteilung, bei der für je ' Iungseinrichtung 90 und das Und-Gatter 100 an den zwei Perioden der eingegebenen Wellenform eine Transversaltreiber 94 angeschlossen. Der Verteiler 90 Periode erzeugt wird. Die auf diese Weise von den liefert einen richtig geformten und taktgebenden Verteilungseinrichtungen 76 und 90 resultierenden 40 Impuls an das Gatter 100. Das Gatter 100 ist auch Wellcnformcn sind lediglich um 90^c phasenverscho- noch mit der Eingangsklemme 101 verbunden, in die ben: dies bedeutet jetzt aber die Hälfte einer halben die Eingabeinformation eingespeist wird. Wenn die Periode (Fig. 4c und 4f). Eingabeinformation und die Impulse vom Verteiler

Die in den Fig. 4c und 4f dargestellten phasen- 90 praktisch gleichzeitig zum Gatter 100 kommen, versetzten Wellenformen werden auf die Umsetzer 80 45 dann beschickt der Transversaltrciber 94 die Spule und 92 gegeben, wo sie verstärkt und gefiltert wer- 51 etwa zur gleichen Zeit, wenn der Verteiler 90 eine den. so daß eine Sinusform herauskommt, die in die nach positiv laufende Impulskante liefert, mit einer Spulen 40 bzw. 42 eingespeist wird. Die Spule 40 ist positiven Impulsspitze großer Amplitude. Die Erreum die Stufe 30 der Anordnung in einer ersten Rieh- gung der Spule 51 wirkt zusammen mit der Erregung tung herumgewunden und geht in die Spule 46 über, 50 der Spule 42, die etwa zur gleichen Zeit mit einer die um die Stufe 32 in entgegengesetzter Richtung positiven Halbperiode erregt wird, um in dem herumgewunden ist. Folglich magnetisiert die Spule
46 die Speicherplätze der Stufe 32 so, wie wenn sie
mit einer Wellenform erregt würde, die um 180^c phasenverschoben gegenüber der an die Spule 40 angeleg- 55
ten Wellenform ist. In gleicher Weise geht die Spule
44 in die Spule 42 über, die gegenüber ersterer entgegengesetzt gewickelt ist. Dies ergibt im Effekt eine
Erregung der Spule 44 mit einer Wellenform, die 180°

phasenversetzt ist gegenüber der an die Spule 42 60 Wellenform so, daß sie um 180° nacheilt"(Fig. 4). angelegten Wellenform und damit um 90* phasen- Der Transversaltreiber 106 empfängt also zur gleichen verschoben gegenüber der an die Spule 40 angelegten Zeit, wenn an die Spule 42 eine negative Halbwelle Wellenform. Die Spulen 42, 40, 46 und 44 können angelegt wird, eine nach positiv laufende Impulsalso als von jeweils um 90" gegeneinander phasen- kante. Die nach positiv laufende Impulskante läßt versetzten Wellenformen erregt angesehen werden. 65 den Transversaltreiber 106 einen Impuls erzeugen,

Speicherplatz 12 einen Weißschen Bezirk in einer ersten Richtung zu speichern, die der Richtung des Pfeiles 34 entspricht.

Um in den Speicherplatz 12 eine Information in einer zweiten Richtung einzuschreiben, sind an den Speicherplatz 12 ein Inverter 102 und ein Transversaltreiber 106 angeschlossen. Der Inverter 102 versetzt die Phase der vom Verteiler 90 gelieferten

Nimmt man die Spule 42 mit 0' Phasenverschiebung
an, dann eilt die in die Spule 40 eingegebene Wellenform um 90* in der Phase nach, während die an die

der bezüglich des Vorzeichens dem von dem Transversaltreiber 94 erzeugten entgegengesetzt ist, im vorliegenden Beispiel also einen negativen Impuls.

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Dieser negative Impuls, der in die Spule 108 eingegeben wird, gelangt' zum Speicherplatz 12 annähernd zur gleichen Zeit, wenn vom Umsetzer 92 an die Spule 42 eine negative Halbperiode geliefert wird. Das Zusammentreffen eines negativen Impulses und einer negativen Halbperiode ergibt am Speicherplatz 12 die Speicherung einer »Null«.

Sobald eine Information in den Speicherplatz 12 eingeschrieben ist, kann sie vom Speicherplatz 12 zu den Speicherplätzen 22 und 14 und weiter bis zum

■ Speicherplatz 20 schrittweise fortgeleitet werden durch geeignete Erregung der Spulen 40 bis 46. Als Beispiel sei angenommen, daß anfänglich alle Speicherplätze eine »Nulk-Magnetisierungsrichtung (Richtung des Pfeiles 36) haben. Eine Eingabeinformation, die eine »Eins« darstellt, wird dann an

. das Gatter 100 gleichzeitig mit einem Impuls von der Verteilungseinrichtung 90 geliefert, was den Transversaltreiber 94 .befähigt, die Spule 51 mit einer positiven Impulsspitze zu beschicken. Zur gleichen Zeit ist die Spulff-42 mit einer positiven Halbwelle erregt. Es sei daran erinnert, daß gemäß F i g. 4 die Spule 42 von einer Wellenform mit der Phasenverschiebung Null angeregt wird, wie sie Fig. 4g zeigt. Diese Wellenform hat eine positive Halbwelle (oder eine mit der gleichen Polarität wie die vom Treiber 94 gelieferte Wellenform), die praktisch gleichzeitig mit der ersten positiven Halbperiode vom Generator 72 (Fig. 4a) auftritt und demzufolge annähernd zur gleichen Zeit, wenn der Treiber 94 vom Und-Gatter 100 wirksam gemacht wird. Die gleichzeitige Erregung der Spulen 42 und 51 mit einer elektrischen Wellenform und einem Impuls derselben Polarität hat die Erzeugung ■ eines umgekehrten Weißschen Bezirkes im Speicherplatz 12 zur Folge oder die Umschaltung dieses Speicherplatzes je nach der Stärke der an diese Spulen angelegten Magnetfelder. ■

Etwa 90° nach der Erzeugung des umgekehrten Weißschen Bezirkes im Speicherplatz 12 wird die Spule 40 vom Umsetzer 80 her mit einer positiven Halbperiode gespeist. Diese Erregung der Spule 40 schiebt den eben erzeugten magnetischen Bezirk durch das Kontaktfeld, das die Speicherplätze 12 und 22 verbindet. Jetzt hat der Speicherplatz 22 einen Ummagnetisierungskeim in seinem Inneren, der ihn in die Lage versetzt, bereits durch Anlegen eines relativ niedrigen Magnetfeldes, wie es durch Erregung

^s der Spulen 44 und 46 auftritt, seine Magnetisierungsrichtung umzudrehen. (Das Magnetfeld, das bei Abwesenheit des Ummagnetisierungskeimes zum Erzeugen eines umgekehrten magnetischen Bezirkes notwendig ist, mag etwa 2- bis 3mal so groß sein wie das bei Anwesenheit des Ummagnetsierungskeimes erforderliche.) Wie Fig. 4g zeigt, wird die Spule 44 zunächst mit einer positiven Halbwelle (Sinuswelle) erregt, welche ein Magnetfeld hervorruft, das den Ummagnetisierungskeim innerhalb des Speicherplatzes 22 bewegt. Etwa 90° später wird die Spule 46 in gleicher Weise erregt (Fig. 4e), was zur Folge hat, daß sich der jüngst erzeugte Weißsche Bezirk durch das Kontaktfeld, das die Speicherplätze· 22 und 14 verbindet, weiterbewegt und in dem Speicherplatz 14 einen Ummagnetisierungskeim erzeugt. Die Magnetisierung im Speicherplatz 14 kann nun durch Anlegen eines Magnetfeldes in der Richtung des Ummagnetisierimgskeimes umgekehrt werden. Die Magnetisierungsuinkehr des Speicherplatzes 14 wird in gleicher Weise durch die nachfolgende Erregung der Spulen 42 und 40 dieser Reihe weitergeschoben durch das Kontaktfeld, das die Speicherplätze 14 und 24 verbindet. Auf diese Weise wird ein in dem Speicherplatz 12 gespeicherter magnetischer Bezirk schrittweise durch die Anordnung zu den benachbarten Speicherplätzen weitergeleitet.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß zur Speicherung einer »Null«-Magnetisierungsrichtung (Richtung des Pfeiles 36) lediglich der Treiber 106 die Spule 108 mit einem negativen Impuls beschicken muß während der Zeitspanne, in der die Spule 42 vom Umsetzer 92 her mit einer negativen Halbwelle erregt ist. Während der darauffolgenden negativen Halbperioden an den Spulen 40, 44 und 46 wird die »Null«-Information längs der Anordnung schrittweise weitergeleitet.

Ein wesentlicher Bestandteil der Erfindung ist die Fähigkeit, die Information entweder nach rechts oder

so nach links weiterzugeben. Dieses zweisinnige Weiterleiten der Information wird durch ein einfaches Umlegen des Umschalters 78 auf die Klemme 84 bewirkt, wobei sich die Phasenbeziehüng der elektrischen Wellenformen an den Spulen 40 und 42 und dem-

a5 zufolge auch an den Spulen 44 und 46 umkehrt (s. Tabelle; zu den dort aufgezeichneten Werten sind 270° dazuzuzählen, und diese Werte sind dann in den Bereich 0 bis 360° überzuführen). Bei Phasenumkehr wird zunächst die Spule 46 mit einer positiven Halbperiode beschickt. 90° später wird die Spule 44 mit einer gleichen Wellenform gespeist. Die Spule 40 wird 90° nach der Spule 44 mit einer gleichen Wellenform erregt, und wieder 90° später wird die Spule 42 erregt.

Im Betrieb ergibt diese Erregungsfolge ein Weiter-' ■ schalten der Information von rechts nach links. Es sei beispielsweise angenommen, daß im Speicherplatz 14 eine »Eins« und in den übrigen Speicherplätzen eine »Null« gespeichert ist; die Erregung der Spule 46 mit einer positiven Halbwelle schiebt den Ummagnetisierungskeim vom Speicherplatz 14 in den Speicherplatz 22. Die spätere Erregung der Spule 44 mit einer positiven Halbwelle schiebt den Bezirk durch das die Speicherplätze 22 und 12 verbindende Kontaktfeld.

Die Spulen 40 und 42 sind dann in dieser Reihe richtig erregt, und der Ummagnetisierungskeim wandert durch den Speicherplatz 12. Auf diese Weise wird die Information von rechts nach links weitergegeben.

Die in der Dünnschichtmatrix gespeicherte Information kann mittels bekannter Lesevorrichtungen abgelesen werden. Zu letzteren können ein Leseverstärker 114 und ein Transversaltreiber 118 gehören. Der Treiber 118 ist an den letzten Speicher-, platz in der Dünnschichtmatrix, in Fig. 3 der Speicherplatz 20, angekoppelt. Zur Koppelung dient eine Spule 120. Der Leseverstärker 114 ist mittels einer Spule 122 an den Speicherplatz 20 angekoppelt und gemäß den bekannten Verfahren zur Auswertung der Impulse eingerichtet, so daß er einen Ausgang an der Ausgangsklemme 124 liefert.

Die Arbeitsweise der Lesevorrichtung kann aus den Fig. 3 und 5 entnommen werden. Es sei angenommen, daß in dem Speicherplatz 20 eine »Eins« gespeichert ist: Die Spule 120 erhält vom TransversaltFeibcr 11.8 zur gleichen Zeit einen positiven Impuls, wenn an der Spule 42 eine positive Halbperiode liegt. Das Zusammentreffen des Impulses und

der positiven Halbperiode hat eine Drehung der Magnetisierungsrichtung des Speicherplatzes 20 bis zu einer Richtung zur Folge, die annähernd senkrecht auf der »Eins«-Richtung steht. Dies ist in Fig. 5a als Bewegung von der Stellung 1 zur Stellung 2 im Uhrzeigersinn angedeutet. Mit dieser Richtungsänderung verschwindet das von den Pfeilen 121 gekennzeichnete Feld. Dieses Verschwinden des Feldes 121 in der angedeuteten Richtung ergibt in der. Spule 122 und dem Leseverstärker 114 die Wahr- xo nehmung einer als ein Impuls positiver Polarität zu bezeichnenden Größe, .der anzeigt, daß in dem Speicherplatz 20 eine »Eins« gespeichert ist.

Wie Fig. 5b erkennen läßt, wird in gleicher Weise die Information aus dem Speicherplatz 20 abgelesen, wobei ein Signal auftritt, das für die Magnetisierung in einer »Nulk-Richtung charakteristisch ist. Liegt ein Bezirk mit der Magnetisierungsrichtung »Null« vor, so liefert der Transversaltreiber 118 einen positiven Impuls in gleicher Weise, wie dies ao bezüglich der Ablesung der Magnetisierung in der »Eins«-Richtung beschrieben wurde. Das Zusammentreffen des vom Transversaltreiber 118 gelieferten Impulses und der in der Spule 42 zugeführten positiven Halbwelle hat ein Umdrehen der Magnetisierungsrichtung von der Stellung 1 zur Stellung 2 entgegen dem Uhrzeigersinn zur Folge. Dieses Umdrehen läßt das Feld 126 verschwinden. Das Verschwinden des Feldes 126 findet in der entgegengesetzten Richtung statt, wie das des Feldes 121, so daß ein Impuls mit entgegengesetzter Polarität von der Spule 122 und dem Leseverstärker 114 wahrgenommen wird.

Selbstverständlich können auch noch viele andere Leseanordnungen verwendet werden, die sich mit der Erfindung vertragen, und die Leseanordnung kann an einen Speicherplatz der Stufe 30 oder der Stufe 32 der Dünnschichtmatrix angekoppelt sein. . .

Zusammenfassend ist zu sagen: Der erfindungsgemäße Dünnschichtspeicher nutzt den Vorgang der Übertragung eines Ummagnetisierungskeimes aus und ermöglicht die Weitergabe einer gespeicherten Information nach zwei entgegengesetzten Richtungen. Diese zweisinnige Informationsweitergabe wird im wesentlichen durch Mittel zum Erzeugen eines Magnetfeldes, etwa durch die Spulen 40 bis 46, bewirkt, die derart angeordnet sind, daß sie eine Magnetisierung in einer ersten Richtung längs der Speichermatrix bewirken, wenn sie von einem Erregungsteil . gespeist werden, welcher elektrische Wellenformen mit einer ersten Phasenbeziehung zueinander erzeugt. Wenn diese Phasenbeziehüng einfach mittels Umlegen eines Schalters umgekehrt wird, idann findet die Magnetisierung längs der Matrix in einer zweiten, zur ersten entgegengesetzten Richtung statt.

Die im vorstehenden beschriebene Ausführungsform der Erfindung ist lediglich ein Beispiel. Sie hat · jedoch die angestrebten Vorteile, relativ einfach und aus bekannten Elementen konstruierbar zu sein. Dies erleichtert die Herstellung und beschränkt die Kosten auf ein Mindestmaß.

In der genauen Beschreibung wurden die grundlegenden neuen Merkmale der Erfindung an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles erläutert; selbstverständlich können im Rahmen fachmännischen Handelns vesrchiedene Teile weggelassen oder durch andere ersetzt oder in der Form und den Einzelheiten abgeändert werden, ohne von dem Erfindungsgedanken abzuweichen. Die Erfindung soll daher nur nach Maßgabe des Umfangs der folgenden Patentansprüche beschränkt werden.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Magnetischer, wie ein Schiebespeicher arbeitender Dünnschichtspeicher, bei dem auf einem Träger angeordnete Dünnschichtspeicherplätze zwei bevorzugte Magnetisiefungsrichtungen aufweisen und die Magnetisierung eines ersten Speicherplatzes in einer der bevorzugten Richtungen einen entgegengesetzt magnetisierten Nachbarspeicherplatz befähigt, durch Anlegen eines vorgegebenen Magnetfeldes in die dem ersten Speicherplatz entsprechende Magnetisierungsrichtung magnetisch umgeschaltet zu werden, und bei dem Spulen durch Anlegen eines gegebenen Magnetfeldes in den beiden bevorzugten Richtungen an jedem Speicherplatz eine Verschiebung des Weißschen Bezirks in einer bestimmten Richtung bewirken, wenn sie von einem Strom mit elektrischen Wellenformen einer vorbestimmten Phasenlage erregt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherplätze in schachbrettartiger Anordnung auf dem Träger wenigstens in zwei Reihen (Stufen 30, 32) vorgesehen sind, daß für jede Speicherplatzstufe wenigstens zwei Spulen (40, 42 bzw. 44, 46) vorgesehen sind, die längs der Stufe sich mehrfach überkreuzend angeordnet sind, und daß die zwei einer Speicherplatzstufe zugehörigen Spulen kontinuierlich in Spulen für eine zweite Speicherplatzstufe übergehen, um welche sie jedoch im entgegengesetzten Sinn gewickelt sind.

2. Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Erregerteil (70) einen Signalgenerator aufweist, dessen Ausgang einmal an eine Spule für wenigstens eine Speicherplatzstufe angeschlossen ist und zum anderen an einem Phasenschieber liegt, der die vom Signalgenerator erzeugte Wellenform um einen bestimmten Betrag in der Phase versetzt und mit einer anderen Speicherplatzstufe verbunden ist.

3. Speicher nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Schaltorgan (78) zur Richtungsumkehr des Ausgangs des Phasenschiebers vor der Eingabe in die Spulen.

4. Speicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgenerator ein Rechteckwellen-Taktgeber (72) ist, der eine Rechteckwellenform mit mindestens der doppelten Frequenz der zur Erregung der Spulen dienenden Wellenform erzeugt, und daß der Phasenschieber einen Inverter (74) enthält, der die Phase der Rechteckwellenform verschiebt, sowie einen an den Inverter angeschlossenen Flip-Flop (76) zur Speisung der Spulen mit der gewünschten Frequenz.

5. Speicher nach Anspruch 4, dadurch gekernt zeichnet, daß der Flip-Flop an die Spulen über einen Umschalter (78), der die Phase des Flip-Flop-Ausgangs umkehrt, und je einen Umsetzer (80, 92), der den Flip-Flop-Ausgang in eine Sinuswelle verwandelt, angeschlossen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen