DE1499741A1 - Elektrisch aenderbarer matrixfoermiger Halbfestwertspeicher mit duennen magnetischen Schichten - Google Patents

Description

Patentanwalt
7 Stuttgart 1
Rotebühlstr. ?0

ISE/Reg. 5529.

k.J.Judeinstein-J.M.Tysζka 9-6

INTEßFATIONAL STANDiLRD EISOTSIG COEPOaATION₁NSW YORK

Elektrisch, änderbarer matrixförmiger Halbfestwertspeieher mit dünnen mag- ^c tischen Schichten

Die Priorität der Anmeldung in Frankreich vom 15» Dezember 1965, Hr. PV 42 380, wird In Anspruch genommen.

Die Erfindung betrifft einen elektrisch änderbaren matrixf3rmigen Halbfestwertspeicher, bei dem jedes Element aus zwei übereinander angeordneten einzelnen dünnen magnetischen Schichten, der Speicherschicht und der Leseschlcht, besteht, deren Vorzugsrichtungen gleichsinnig und parallel sind und bei dem die Speicher schicht .jedes Elementes mit je einem Bit— und einem Wortleiter und die Leseschicht jedes Elementes mit je einem Aufruf- und einem Leseleiter verseilen ist.

Dünne magnetische Schichten sind sowohl für Speicher als auch für ochaltzwecke bekannt geworden. Im Zusammenhang mit der Erfindung sind nur die Speicheranordnungen von Interesse. In der Literatur sind im wesentlichen zwei Speicherprinzipien beschrieben, und zwar einmal eine einschichtige Anordnung, bei

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der nur zerstörendes Lesen möglich ist und eine Anordnung mit zwei übereinanderliegenden dünnen magnetischen Schichten, bei --der zerstörungsfreies Lesen möglich ist (Steinbuch "Taschenbuch der Nachrichtenverarbeitung", Springer 1962, S. 580 - 583). Die Erfindung geht von der letztgenannten Anordnung aus. Bei dieser sind übereinander zwei dünne ferromagnetische Filme so angeordnet, daß sie sich gegenseitig magnetisch "beeinflussen. In einem der beiden Filme definieren Zeilen- und Spaltenleiter an ihren Kreuzungspunkten einzelne Speicherzellen, in. die eine binare 0 oder eine binäre 1 geschrieben werden kann, wobei Jeder Binärwert einer der beiden stabilen Richtungen des Magnetisierungsvektors der Zellen entspricht. Infolge der magnetostatischen Wirkung der einen Schicht auf die andere sind in der zweiten Schicht eine gleiche Anzahl von Zellen definiert, deren Richtung des Magnetisierungsvektors von der Richtung des Magnetisierungsvektors der ersten Schicht beeinflußt wird. Die zweite Schicht ist ebenfalls mit ^eitern versehen, die das Abfragen und Lesen der Zellen des zweiten Films ermöglichen. Nach dem Abfrage- bzw. Lesevorgang drehen sich die Magnetisierungsvektoren der Zellen der zweiten Schicht wieder in ihre Anfangsstellung unter dem Einfluß der remanenten Magnetisierung vom ersten Film zurück, wobei angenommen wird, daß die Magnetisierung der ersten Schicht beim Lesevorgang nicht beeinflußt wird. .

Wie bereits oben definiert, nennt man die erste Schicht die Speicherschicht und die zweite Schicht die Leseschicht.

Bei den bekannten Speichern war es bisher nur möglich, die Information wortweise, d.h. bitparallel zu lesen. Bei einem solchen Speicher ist aber der Aufwand an Steuerelektronik relativ hoch. Auch ist es manchmal erwünscht, einen Speicher bitseriell lesen zu können.

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Mit der Erfindung wird ein verbesserter Dünnfilm a*e Festwertspeicher angegeben, der bitseriell gelesen,werden kann.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden magnetischen Schichten eine elektrisch leitende Zwischenschicht angeordnet ist, auf die die beiden magnetischen Schichten aufgebracht sind und dadurch, daß zum bitseriellen Lesen des Speichers die Leseschieht mit parallel zu den Leseleitern verlaufenden mäanderformigen Inhibitionsleitern versehen ist, wobei die senkrecht zur Richtung des Mäanders verlaufenden Teile jeweils gleichsinnig zu den Abfrageleitern geführt sind und die Leseleiter zu einer einzigen Leseschleife hintereinandergeschaltet sind.

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Die Erfindung wird nun anhand der Figuren beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Speicherebene,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der Speicherebene und der dazugehörigen Leitungen,

Fig. 3 die verschiedenen Lagen des Magnetisierungsvektors einer Speicherzelle,

Fig. 4- die relative Zeitlage des Inhibitions- und des Abfrageimpulses,

Fig. 5 eine Anordnung mit zwei Speicherebenen,

Fig. 6 einen Teil der Speicherebene nach Fig. 5 mit doppelten Wort- und Abfrageleitungen, wodurch die Anzahl der Speicherzellen der Ebene verdoppelt wird.

Die Fig. 1 zeigt im Schnitt die Verschiedenen Schichten, die zu einer Speieherebene gemäß der Erfindung" gehören. In dieser Figur ist 1 eine leitende Schicht der Dicke d, z.B. aus Kupfer, auf der ein erster ferrömagnetischer Dünnfilm 2 uniaxialer Anisotropie, dessen Anisotropiefeldstärke -H^p sehr groß ist, aufgebracht würde. Die schwere Richtung des Dünnfilms 2 liegt in Richtung der gestrichelten Linie 6, während die leichte Richtung senkrecht auf der schweren Richtung 6 steht. Die leichte Richtung ist in Fig. 1 nicht dargestellt. Auf der anderen Seite der Trägerplatte 1 ist ein magnetischer dünner Film 3 aufgebracht, der eine uniaxiale Anisotropie aufweist und dessen Anisotropiefeldstärke Hg-y kleiner als die Anisotropiefeldstärke Hgp des Dünnfilms 2 ist. Der Film 3 ist so aufgebracht, daß die leichten und schweren Richtungen dieses Films parallel zu

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der leichten und schweren Richtung des Dünnfilms 2 sind. Die schwere Richtung ist durch die gestrichelte Linie 5 angedeutet. ; "■ .

Ferromagnetische dünne Filme mit unterschiedlichen Anisotro|>iefeidstärken erhält man auf verschiedenem Wege. Besonders kommt es dabei auf den Werkstoff und auf die Dicke des Dünnfilms an. Im beschriebenen Beispiel ist der Dünnfilm 2 eine Eisen-Nickel-Kobalt-Legierung, die einige tausend Angström dick ist.. Der Dünnfilm 3 besteht aus Eisen-ETickel mit einer Dicke von einigen hundert Angström. Die Dicke d der Trägerplatte 1 liegt bei einigen zehn Millimetern.

In der Fig. 2, die einen vollständigen Speicher in-perspektL-vischer Darstellung zeigt, findet man die drei Schichten 1, 2 und 3 nach Fig. 1 wieder. Die Achsen der ferromagnetisehen Dünnfilme 2 und 3 mit uniaxialer Anisotropie verlaufen parallel. Die gestrichelte Linie 10 gibt die Richtung dieser Achsen an.

Auf dem unteren Dünnfilm 2 sind gerade Leiter-MT, M2,, M3 und M4 parallel zur leichten Richtung und parallel zueinander aufgebracht. Gerade Leiter 01, 02 und 03 liegen senkrecht zu den Leitern 11 bis M4- und damit parallel zur schweren Richtung der beiden Dünnfilme. Diese Leiter werden normalerweise als gedruckte Schaltungen ausgeführt. Durch die sieben Leiter M1 bis M4- und 01 bis 03 sind an ihren Kreuzungspunkten zwölf Speicherzellen definiert. Diese zwölf Speicherzellen haben bei Abwesenheit.eines äußeren Feldes zwei stabile ,Gleichgewichtszustände ihres Maghetisierungsvektors M (Fig. 3)« Diese zwei Gleichgewichtszustände sind die beiden möglichen Richtungen des Magnetisierungsyektors H parallel zur leichten Richtung, d.h. sie sind einander entgegengesetzt. Beim Speichern wird der binären 1 die eine Richtung des Magnetisierungsvektors und der binären O die entgegengesetzte Richtung dieses Vektors z/ugeordnet. Solche magnetischen Dünnfilmspeicher sind in großer

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Zahl in der Literatur beschrieben. Es ist jedoch zweckmäßig, die Wirkungsweise eines solchen Speichers kurz zu beschreiben, insbesondere den Schreibvorgang.

Es ist bekannt, daß wenn ein Stück magnetischer Werkstoff mit uniaxialer Anisotropie in ein magnetisches !Feld mit der Feldstärke H (Fig. 3) gebracht wird, dessen Richtung einen Winkel ei zur leichten Richtung A aufweist, sich der Magnetisierungsvektor M, der sich ursprünglich in der Stellung M1 befand, um einen Winkel b dreht, der durch die folgende Gleichung gegeben ist:

sin 2b 2H

sin C a - b>

In dieser Gleichung bedeutet. Bg- die Anisotropiefeldstärke des dünnen-Filmes. Es ist außerdem bekannt, daß entsprechend dem Wert des angelegten Feldes H die Drehung des Magnetisierungsvektors entweder reversibel oder irreversibel ist, d.h. daß der Vektor nach Abschaltung des Feldes H in seine Ausgangslage zurückkehrt oder nicht. Die Kurve für den theoretischen Grenzwert der Feldstärke B. ist eine Astroide, deren Umkehrpunkte ". auf der leichten und schweren Achse liegen, wobei der Wert auf der Abszisse den Wert der Anisotropiefeldstärke HU des Werkstoffes angibt. Liegt das Ende des Feldvektors Ή innerhalb " der Astroide, dann ist die Rotation reversibel. Die Torgänge ' sind in Wirklichkeit wesentlich verwickelter, für die folgende Erläuterung ist die oben gegebene Erklärung jedoch ausreicheiä.

Soll eine binäre 1 geschrieben werden, die durch Festlegung "^ der Lage M1 des Magnetisierungsvektors entspricht, so wird zuerst ein Feld B^ in Richtung der schweren Richtung D mit einer Feldstärke ale größer als die Anisotropiefeldstärke Eg. angelegt. Der Magnetisierungsvektor M befindet sich dann in Richtung der schweren Richtung D. Danach wird ein Feld H_n

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in Richtung der leichten Richtung A angelegt. Der Magnetisierungsrektor M nimmt dann die Stellung M2 ein. Das Feld wird dann abgeschaltet, wodurch der Magnetisierungsvektor in die Stellung M1 parallel zum Feld H. und in die gleiche Richtung gelangt. Wenn das letztgenannte Feld abgeschaltet wird, bleibt der "Vektor M in der Lage M1, die eine stabile Lage ist. Es wird darauf hingewiesen, daß die Richtung des Feldes H. den zu schreibenden Binärwert bestimmt, d.h. das Feld BL kann in der einen Richtung oder in der zu dieser entgegengesetzten angelegt werden.

Gemäfl Pig. 2 werden die magnetischen Felder H« durch die Leiter M1 bis M4- erzeugt, an die Stromimpulse mit geeigneter Amplitude und Länge angelegt werden. Die magnetischen Felder H. werden durch die Leiter GI bis 03 erzeugt, an die ebenfalls Stromimpulse in geeigneter Amplitude und Länge gelegt werden, wobei die Polarität der letztgenannten Impulse bestimmt, ob eine binäre 0 oder eine binäre 1 geschrieben wird. Nach dieser Festlegung werden die Leiter 01 bis 03 Bitleiter und die Leiter 111 bis M4- Wortleiter genannt, da jeder von ihnen das Schreiben eines Binärwortes ermöglicht, das im Beispiel der Fig. 2 drei Bit enthält.

Die durch die Kreuzungspunkte der Wort- und Bit leiter definierten zwölf Speicherzellen sind tatsächlich genausovlel kleine Magneten, deren Magnetisierung die gleiche.Richtung wie der oben definierte Magnetisierungsvektor hat. Durch diese Magnetisierung wird nach den Gesetzen der Magnetostjfatik In dem ferromagnetischen Dünnfilm 3 ein permanentes Magnetfeld H. parallel zur leichten Richtung dieses Filmes, jedoch in entgegengesetzter Richtung zu der des Magnetisierungsvektors des Dünnfilms 2 erzeugt. Dies ist in Fig. 1 gezeigt. Wenn beispielsweise der Magnetisierungsvektor einer Speicherzelle 8 des Dünnfilms 2 bezüglich der Zeichenebene von vorn nach hinten gerichtet ist, wie durch das mit 7 bezeichne.te Symbol angedeutet

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ist, dann ist das Feld H., das in der entsprechenden Speicherzelle 9 des Dünnfilms 3 induziert wird, von hinten nach vorn gerichtet, wie durch das Bezugszeichen 4 angedeutet«

In der folgenden Beschreibung werden als zusammengehörig solche Speicherzellen bezeichnet, die auf dem Dünnfilm 2 und auf dem Dünnfilm 3 übereinander angeordnet sind, wie z.B. die Zellen 8 und 9 nach Fig. 1. Den zwölf Zellen des Dünnfilms 2 sind also auf dem Dünnfilm 3 zwölf Zellen zugeordnet, die den FeldstärkenH. , die von den Zellen des Dünnfilms 2 herrühren, ausgesetzt sind. Diese Felder H. sind parallel zur leichten Richtung orientiert, jedoch der permanenten Magnetisierung der Zellen des Dünnfilms 2 entgegengerichtet. Die Magnetisierungsvektoren der Zellen des Dünnfilms 3» die sogenannten Lesezellen, haben nicht die Richtung des Feldes H. angenommen. Es wird dabei davon ausgegangen, daß die induzierte Feldstärke H^ klein ' und insbesondere kleiner als die Anisotropiefeldstärke H^-y des Dünnfilms 3 ist, so daß. die Magnetisierungsvektoren sieh nur dann in die Richtung des induzierten Feldes einstellen können, wenn sie diese Richtung schon vorher hatten. Um die Magnetisierungsvektoren des Dünnfilms 3 endgültig in die gewünschte Lage zu bringen, wird über die Leiter I^ bis I₂, parallel zur schweren Richtung ein Feld angelegt, dessen Feldstärke zusammen mit der Feldstärke H. ausreichend ist, um eine irreversible Drehung des Magnetisierungsvektors aller Zellen zu ermöglichen, d.h. einen Wert, der größer als die Anisotropiefeldstärke Η~-~ ist* Dieses Magnetfeld wird danach abgeschaltet und es wurde oben im Zusammenhang mit Fig.- 3 erläutert, daß sich der Magnetisierungsveitor nun entsprechend der Richtung des Feldes H^ einstellt. Die Magnetisierungsvektoren aller Zellen des Dünnfilms 3 haben nach diesem Vorgang eine Richtung, die der Richtung der Zellen des Dünnfilms 2 entgegengesetzt gerichtet ist und sie kennzeichnen auf diese Weise die in die Speicherzellen geschriebenen Bits. -' "

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Die einzige Bedingung, der H. genügen muß, ist die, daß es großer als ein Minimalwert Hm sein muß, wobei dieser Minimalwert einerseits von der Nichtparallelität der leichten Richtung der beiden Dünnfilme und andererseits von den Dispersionswinkeln der Dünnfilme abhängt.

Die Lesezellen können nun mittels der Leiter I^bis 1^, der sogenannten Abfrageleiter gelesen werden. Durch diese Leiter wird ein Feld in Sichtung der schweren Richtung angelegt. Solange dieses leid anliegt, ändert sich die Richtung des Magnetisierungsvektors und es wird auf einem Leseleiter , der parallel zur schweren Richtung verläuft, ein Signal induziert, dessen Polarität entweder positiv oder negativ,abhängig von der ursprünglichenn Richtung des Magnetisierungsvektors, ist.

Die Abfrageleiter Iy, bis 1^, und die Leseleiter L_x. bis L, verlaufen gleichsinnig zu den Wortschreibleitern M1 bis M4- und zu den Bitschreibleitern 01 bis 03,. Es wird darauf hingewiesen, daß die Leseleiter L1 bis L3 voneinander unabhängig sein müssen und deshalb nicht,wie in Fig. 2 gezeigt, in Reihe geschaltet sein dürfen. Wird ein Impuls genügender Amplitude auf den Leiter I^ gegeben, so liefern alle Lesezellen, die mit diesem ^eiter verkoppelt sind, ein Signal auf dem entsprechenden Leseleiter, wobei die Signale den Bits des Wortes entsprechen, die in dem Dünnfilm 2 über die Leiter M1, 01, 02j 03 geschrieben wurden.

Wenn das Abfragefeld abgeschaltet wird, dann kehren die gestörten LesezeIlen unter der Wirkung der Felder,die von den entsprechenden Zellen des Dünnfilms 2 erzeugt werden, in ihren Anfangszustand zurück. Der Torgang verläuft ähnlich wie die oben.beschriebene Markierung des Dünnfilms 3·

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Das bisher beschriebene Leseverfahren entspricht dem Lesen beim bekannten wortorganisierten Speicher, da die Bits der einzelnen Wörter gleichzeitig an den Leseleitern L1 bis L3

auftreten.

Um bei einem solchen Speicher die Bits nacheinander lesen zu können, d.h. den Speicher bitorganisiert zu betreiben, sind gemäß der Erfindung Inhibitionsleiter E1 bis E3_t wie in Fig. gezeigt, vorgesehen. Biese Inhibitionsleiter sind mäanderförmig ausgebildet und deren senkrecht zur Richtung des Mäanders verlaufende Teile liegen parallel zur leichten Richtung. Jeweils der zweite dieser Teile liegt über dem Aufrufleiter. Außerdem sind die Leseleiter L1 bis LJ hintereinandergeschaltet und bilden_einen einzigen Leseleiter, der mit L bezeichnet ist. Dieser Leseleiter L entspricht dem Leseleiter bei Ferritkernspeichern.

Das Lesen eines Bits eines Wortes, z.B. das Bit, das sich am Kreuzungspunkte der Leiter M1 und 01 befindet, erfolgt wie nachstehend beschrieben. Zunächst werden Stromimpulse an die Inhibitleiter E2 und E3 angelegt. Ba die magnetischen Felder, die durch diese Impulse hervorgerufen werden, in Sichtung der schweren Achse verlaufen und da ihre Amplitude' eine irreversible Drehung ermöglicht, ändern die diesen-Leitern zugeordneten Lesezellen ihren Zustand. Anschließend wird, solange die Inhibitionspulse noch anliegen, ein Stromimpuls auf den Abfrageleiter Xy. gegeben, dessen Polarität so gewählt ist, daß das durch ihn erzeugte Magnetfeld die gleiche Richtung wie das Inhibitionsfeld aufweist. Infolgedessen ändert nur der Magnetisierungsvektor der nichtinhibie rten Zelle seine Richtung und ein Signal tritt auf dem -^eseleiter L auf, dessen Signal vom gespeicherten Zustand abhängt. Wenn die Inhibitionsfeldstärke sehr groß , beispeiIsweise fünfmal so groß wie die Anisotropiefeldstärke Hg-y. ist, gelangt der

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Magnetisierungsvektor der inhibierten Zellen in die Nähe der schweren Achse, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Wird dann ein Abfragefeld in der gleichen Richtung wie das Inhibitionsfeld angelegt, so addiert sich die Feldstärke, die Richtung des Vektors M ändert sich jedoch nur wenig und das Lesesignal ist ebenfalls sehr klein. Bei der. nichtinhibierten Zelle ändert sich andererseits die Richtung des Magnetisierungsvektors sehr stark und entsprechend ist auch das Lesesignal wesentlich größer.

ITach dem Abklingen des Abfrageimpulses ,während der Inhibitionsimpuls noch vorhanden ist, kehrt die nichtinhibierte Lesezelle wieder in ihren. Anfangszustand zurück und induziert ein Signal auf dem Iieseleiter L, dessen Polarität umgekehrt zu dem.Signal ist, das bei der Vorderflanke des Leseimpulses auftritt. Dieses Signal wird vom angeschlossenen Leseverstärker nicht ausgewertet. Ebenso spricht der Leseverstärker nicht auf Signale an, die bei der Vorder- und Rückflanke des Inhibitionsimpulses auftreten. Um die Amplitude dieser unerwünschten Signale zu begrenzen, werden die Vorder— und Rückflanke des Inhibitionsimpulses und die Rückflanke des Abfrageimpulses wesentlich flacher als die Anstiegsflanke des Abfrageimpulses gewählt (Fig. 4). Die Rückflanke des Inhibitionsimpulses tritt erst nach dem Ende des Abfrageimpulses auf.

Die Trägerplatte 1 dient dazu, die Zellen des einen ferromagnetischen Films gegen die von den Stromimpulsen auf den Leitern des anderen magnetischen Films hervorgerufenen magnetischen Felder abzuschirmen. Da diese Magnetfelder zeitlich veränderlich sind, ist die leitende Trägerplatte eine magnetische Abschirmung für diese Felder. Für die statischen Magnetfelder, insbesondere für das Feld H^ ist die abschirmende Trägerplatte 1 nicht wirksam. Die veränderlichen Felder haben jedoch statische Komponenten, gegen die ein Schutz e±forderlich ist,

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insbesondere -bezüglich der statischen Komponenten, die durch, die Ströme im Lesefilm im Dünnfilm 2 erzeugt werden. Der Dünnfilm 2 weist deshalb eine sehr große Anisotropiefeldstärke auf, so daß er unempfindlich gegen eine hohe statische Komponente ist. .

Die !Trägerplatte 1 dient außerdem als gemeinsamer Rückleiter für alle Leiter, ausgenommen die Inhibitionsleiter. Der durch die Inhibitionsleiter in der Trägerplatte 1 hervorgerufene zirkulierende Strom, der einem Inhibitionsimpuls folgt, würde ein Feld hervorrufen, dessen eine Komponente in Richtung der leichten Achse verlaufen würde, was nicht erwünscht ist.

In der Pig. 2 ist die zu den Leitern gehörige Elektronik nicht gezeigt, da diese ähnlich ist wie bei Dünnfilmspeichern mit zerstörendem Lesen. Die Schaltkreise, die zu den Abfrage- und Inhibitionsleitern gehören, sind ebenfalls nicht gezeigt, da sie ähnlich wie die Schreibkreise sind. Die von ihnen gelieferten Impulse sind in Fig. 4- dargestellt.

Trotzdem die beim Aufrufen auftretenden Störsignale durch flache Anstiegsflanken klein gehalten werden, stören sie immer noch, da die Aufrufimpulse gleichzeitig mit den Inhibitions-Signalen auftreten und sich deshalb algebraisch addieren. Die maximale Amplitude tritt dann auf, wenn alle inhibierten Zellen das gleiche Bit enthalten, d.h. eine Amplitude von SV im Falle der Fig. 2, wobei mit V das Störsignal einer einzelnen Zelle bezeichnet ist. Um die Störsignale herabzusetzen, wird gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ein Dauerstrom in den Inhibitionsleitern vorgesehen.Dieser Strom wird in dem entsprechenden Inhibitionsleiter abgeschaltet, wenn ein zugeordnetes Bit gelesen werden soll, und zwar länger als der Abfrageimpuls dauert. Auf diese Weise wird das Störsignal von 8V

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auf maximal 4Y verringert*

Da mit der erfindungsgemäßen Anordnung die Bits einer Speicherebene nacheinander gelesen werden können, ist es auch möglich, gleichzeitig ρ Zellen in einem Speicher mit ρ Speicherebenen gemäß Fig. 2 zu lesen, wobei die ρ gleichzeitig gelesenen Zellen dieselbe Koordinate in jeder Ebene haben. Solch ein Speicher enthält z.B. zwei Ebenen G und F, jede zu zwölf Zellen, wie in Fig. 5 dargestellt. Die: einander entsprechenden Abfrage- und Inhibitionsleiter sind in Beihe geschaltet. Die Stromrichtung in diesen Leitern ist von jeder Ebene zur folgenden umgekehrt und das entsprechende gilt für die durch diese Leiter erzeugten Magnetfelder. Es ist jedoch, wie oben erwähnt wurde, ohne Bedeutung, da die Abfrage- und Inhibitionsfelder die eine oder die andere Richtung bezüglich der schweren Achse haben können. Sie müssen sich lediglich am Kreuzungspunkt der Speicherzellen addieren.

Zum Sehreiben oder Ändern der information im Dünnfilm 2 sind bei einem solchen Speicher mit mehreren Ebenen besondere Maßnahmen erforderlich, und zwar deshalb, weil das Sehreiben in die Speicherzellen des Dünnfilms 2 jeder Speicherebene gleichzeitig für alle zu einem Wortleiter (MI bis M4-) gehörenden Speicherze'llen erfolgen "muß, während das Wort mit ρ Bit, das gelesen werden soll, gleichzeitig in ρ Speicherzellen geschrieben werden muß, wobei jede der ρ Speicherzellen einem Wortleiter jeder Speicherebene zugeordnet ist. Es ist deshalb erforderlich, einen HilfsSpeicher vorzusehen, in den alle Bits, die. zu den einander entsprechenden Wortleitern gehören, geschrieben werden. Dieser HilfsSpeicher, ein Ferritkernspeicher z.B.,muß deshalb soviel Zeilen enthalten,' als Speicherzellen zu einem Hortleiter gehören (z.B. M4-, Fig. 5 ), wobei jede Zeile ρ Kerne enthält, d.h. soviel Keime, ^al^s Speicherebenen vorhanden sind. Für den

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Speicher nach Fig, 5 .muß demnach, der Hilfsspeicher drei Zeilen zu je zwei Kernen enthalten. Die Leiter dieses Hilfsspeichers und die Steuerelektrpnik muß so ausgelegt sein, daß gleichzeitig in die ρ Kerne einer Zeile geschrieben werden kann und alle Kerne -einer Spalte miteinander gelesen werden können, wobei die Kerne dieser Spalte zu einem Wortleiter, z.B. M4, gehören. Zum Schreiben oder vollständig neu schreiben eines Speichers gemäß der Erfindung werden die Bits, die sich in den Speicherzellen, die zu einander entsprechenden Wortleitern gehören, zuerst in den Hilfsspeicher geschrieben und . dann spaltenweise in den Hauptspeicher übertragen, wobei die Bits jeder Spalte miteinander in die Speicherelemente der einander entsprechenden Wortleiter geschrieben werden.

Zur Änderung einiger Bits,beispielsweise zur Änderung eines Wortes, werden alle Bits, die zu einem Abfrageleiter , z.B. I4., gehören, zuerst wortweise in einen Hilfsspeicher nach,zerstörungsfreiem Lesen übertragen und danach wird das Wort, das sich in einer Zeile des Hilfsspeichers befindet, geändert. Schließlich wird die Information vom Hilfsspeicher zum Hauptspeicher, wie oben böim vollständigen Sehreiben beschrieben, übertragen.

Wenn der Dünnfilm 2 mit uniaxialer Anisotropie durch einen isotropischeri Dünnfilm ersetzt wird, ist es möglieh, in diesen Dünnfilm durch Stromkoinzidenz wie bei den Ferritkernspeichern zu schreiben, da die Koerzitivfeidstärke dieses Dünnfilms wesentlich höher ist als die Anisotropiefeldstärke Hp^. des Dünnfilms 3< Die Auswahlleiter und die Stiömimpulse müssen dann geeignet gewählt werden. Die Zeilen-, die Spalten- und die Sehreibleiter werden dann bei der Speicherschicht 2 übereinander angeordnet und die Polaritäten der'Stromimpulse, die auf diese Leiter gegeben werden, müssen so gewählt werden, daß die Feldstärken, die von den Auswahlleitern hervorgerufen werden, ?ioh addieren _f

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wahrend das leid, das vom Schreibleiter hervorgerufen wird, je nach dem zu schreibenden Bit zum Auswahlfeld addiert oder von diesem subtrahiert wird.

Wie in Fig. 6 gezeigt, die einen Teil einer Speicherebene darstellt, die zum gleichen Inhibitionsleiter gehört, kann die Kapazität des Speichers verdoppelt werden, indem die Anzahl der Abfrage- und Wortleiter verdoppelt wird. Die Abfrageleiter und die seither nicht verwendeten Teilendes mäanderförmigen Inhibitionsleiters werden übereinander angeordnet und es müssen dann Stromimpulsgeneratoren für die Abfrageleiter vorgesehen sein, die in diesen ^eitern einen Strom in gleicher Richtung wie im entsprechenden Teil des Inhibitionsleiters hervorrufen. In der Fig. 6 sind die Bezugszeichen gleich wie in den Fig. 2 und 5· Die zusätzlichen Leiter haben gestrichene Bezugszeichen.

7 Patentansprüche

2 Bl. Zeichn., 6 Fig.

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Claims (1)

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   Patentansprüche

   1. Elektrisch änderbarer matrixförmiger Halbfestwertspeicher, bei dem jedes Element aus zwei übereinander angeordneten ■ einzelnen dünnen magnetischen Schichten, der Speicherschicht lind der Leseschicht besteht, deren Vorzugsrichtungen gleichsinnig und parallel sind und bei dem die Speicherschicht ' jedes Elements mit je einem Bit-und einem Wortleiter und die Leseschicht jedes Elements mit je einem Aufruf- und einem Leseleiter versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß · zwischen den beiden magnetischen Schichten (2,3) eine elektrisch leitende Zwischenschicht (1) angeordnet ist, auf die die beiden magnetischen Schichten aufgebracht sind und daß zum bitseriellen Lesen des, Speichers die Leseschicht mit parallel zu den Leseleitern (L1...L3) verlaufenden, mäanderfÖrmigen Inhibitionsleitern (E1...E3) versehen ist, wobei die senkrecht zur Richtung, des Mäanders verlaufenden Teile jeweils gleichsinnig zu den Abfrageleitern (11...14) geführt sind und daß die Leseleiter zu einer einzigen Leseschleife (L) hintereinandergeschaltet sind.

   2. Speicher aus ρ Speichermatrizen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bits eines «fortes je am gleichen Speicherplatz jeder Ebene untergebracht sind und daß beim Lesen die ρ Bits parallel abgefragt werden und daß die einander entsprechenden Abfrage- und Inhibitionsleiter · der ρ Ebenen hintereinandergeschaltet sind.

   Ke/Sa

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   J. Speicher nach Anspruch. 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abfrage eines Elementes in'einer Ebene mit η Inhibitionsleitern (= η Bitleiter in der Speicherschicht) n-1 Inhibitionsleiter mit langen Impulsen angesteuert werden, und daß auf den betreffenden Abfrageleiter innerhalb der Impulsdauer der Inhibitionsimpulse ein kürzerer Abfrageimpuls gegeben wird.

   4. Speicher nach Anspruchi, dadurch gekennzeichnet, daß alle η Inhibitionsleiter einer Ebene dauernd an eine Stromquelle angeschlossen sind und daß zum Lesen eines Bits der Strom in dem betreffenden Inhibitionsleiter abgeschaltet wird. - - - .

   5. Speicher nach den Ansprüchen i - 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Wortleiter und die Anzahl der Abfrageleiter verdoppelt ist, wobei die jeweils ersten Abfrageleiter mit der einen Richtung und die zweiten Abfrageleiter mit der anderen Richtung der Mäander der Inhibitionsleiter verkoppelt sind.

   6. Speicher nach den Ansprüchen "1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherschicht (2) anisotrop ist und daß in diese in an sich bekannter Weise geschrieben wird.

   7. Speicher nach den Ansprüchen 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherschicht (2) isotrop ist und eine große Koerzitivkraft aufweist und daß in die Elemente nach dem Stromkoinzidenzprinzip geschrieben wird. ■ ■