DE1499801C - Orthogonal angesteuerter Magnetschicht speicher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen orthogonal angesteuerten Magnetschichtspeicher mit parallel zueinander verlaufenden Leseleitern, die jeweils unmittelbar an eine Magnetschicht mit einer Vorzugsrichtung leichter Magnetisierbarkeit senkrecht zur Längsachse der Leseleiter angrenzen, und mit parallel zueinander angeordneten, senkrecht zu den Leseleitern verlaufenden Wortleitern sowie mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Vormagnetisierungsfeldes in Richtung schwerer Magnetisierbarkeit.

Es ist nach der gegenwärtigen Technik möglich, die Kennwerte einzelner zylindrischer oder ebener Magnetschichtspeicherelemente theoretisch zu bestimmen. Es ist jedoch sehr schwierig, die festgelegten Kennwerte in einer Vielzahl von Speicherelementen schwankungsfrei einzuhalten.

Die Aufgabe der Erfindung liegt in der Schaffung eines Magnetschichtspeichers, der eine einwandfreie Arbeitsweise auch bei Schwankungen der magnetischen Kennwerte der verschiedenen Speicherelemente ermöglicht.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß jeweils zwischen benachbarten Wortleitern ein Vormagnetisierungsleiter für Gleichstrom angeordnet ist, dessen Magnetisierungskomponente in Richtung schwerer Magnetisierbarkeit, also in Längsrichtung der Leseleiter, der entsprechenden Magnetisierungskomponente der Wortleiter entgegengerichtet ist.

Die Anwendung von Vormagnetisierungsfeldern in orthogonal angesteuerten Magnetschichtspeichern ist bereits aus »IBM-Techn. Disci. Bull.«, Mai 1964, S. 69, sowie »IBM-Techn. Disci. Bull.«, Juni 1964, S. 79, bekannt. Dort dient jedoch das Vormagnetisierungsfeld zur Sicherstellung einer zerstörungsfreien Lesetechnik. Das Vormagnetisierungsfeld wird unmittelbar im Bereich der Speicherstelle erzeugt. Für die Anwendung eines Vormagnetisierungsfeldes im Sinne der Erfindung ergibt sich hieraus keine Anregung.

Auch bei einem Dünnschichtspeicher, der nach der Koinzidenztechnik arbeitet, ist bereits die Anwendung eines Vormagnetisierungsfeldes innerhalb der Speicherstelle zum zerstörungsfreien Lesen bekannt, »IBM-Techn. Discl. Bull.«, September 1961, S. 42 und 43. .

Die erfindungsgemäße Anwendung eines Vormagnetisierungsfeldes der genannten Ausrichtung im Nachbarbereich einer .Speicherstelle führt zu einem höheren Lesesignalpegel, weil die Magnetisierungsvektoren im Nachbarbereich jeder Speicherstelle durch den Vormagnetisierungsstrom so eingestellt werden, daß deren Beeinflussung durch den Wortimpuls zu einer Erhöhung des Lesesignalpegels beiträgt.

Durch die Vormagnetisierungsfelder werden die Störungen einer Speicherstelle durch die Nachbarbereiche herabgesetzt. Dadurch werden die zulässigen Toleranzen für die Informationsströme größen Der Magnetspeicher hat einen höheren Lesesignalpegel. Dies bedeutet eine Einsparung bei den elektrischen Anschaltstufen. Vor allem der Lesesignalverstärker kann vereinfacht werden. Der Lesesignalpegel ist im

ao wesentlichen unabhängig davon, ob zuvor in die _;betreffende Speicherstelle ein gleicher oder entgegengesetzter Informationswert eingeschrieben war. .

Die Erfindung ist bei Drahtspeichern und auch bei Dünnschichtspeichern anwendbar. Es kommt lediglieh auf die Zuordnung der Speicherschicht zu den Leseleitern und Wortleitern an: Im Falle eines Dünnschichtspeichers hat man eine zusammenhängende Speicherschicht.

Im folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung in Form eines Drahtspeichers erläutert. In den Zeichnungen stellt dar

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines bekannten Magnetschichtspeichers mit zylindrischen Speicherelementen,

F i g. 2 einen Ausschnitt aus einer Speicherebene eines Speichers nach der Erfindung,

F i g. 3 Wellenformen für Wortimpulse und Informationsimpulse bei einem derartigen Speicher, F i g. 4 ein Schaubild der Intensitätsverteilung j zweier Magnetfelder, die in der zylindrischen Magnetschicht eines Speicherlementes nach F i g. 2 durch den Wortimpuls und durch einen Vormagnetisierungsstrom erregt werden, i F i g. 5 ein Schaubild der Magnetisierungsvektoren zum Vergleich des Schreibvorgangs in einem her- i kömmlichen Speicher und einem Speicher nach der Erfindung, i

F i g. 6 Kennlinien für den Schreibvorgang für bekannte Speicher und für Speicher nach der Erfindung, F i g. 7 ein Schaubild der senkrecht zu der zylindrischen Magnetschicht gerichteten Feldkomponente für einen Speicher nach F i g. 2,

F i g. 8 a und 8 b in Ansicht und Querschnitt die Feldverteilung in zylindrischen Speicherelementen

und , _L

F i g. 9 ein Schaubild der Störkomponente in einem

Speicher bekannter Art, sowie nach der Erfindung.

Ein bekanntes zylindrisches Speicherelement nach

F i g. 1 besteht aus einem Kerndraht 1 aus Kupfer oder Phosphorbronze mit einer elektroplatierten Magnetschicht 2 auf der Umfangsfläche und aus einem Wortleiter 3, der im wesentlichen senkrecht zu ■ dem Kerndraht verläuft, wobei die Richtungen leich- t ter bzw. schwerer Magnetisierbarkeit jeweils in Um- ,

fangsrichtung bzw. Axialrichtung des Kerndrahtes j verlaufen. Damit kann eine Binärinformation in der > zylindrischen Schicht gespeichert werden, wenn beispielsweise in bezug auf F i g. 1 der Binärinforma- ;

3 4

tionszustand mit einem im Uhrzeigersinn in Um- zeigerrichtung um einen bestimmten Winkel gegen die fangsrichtung gelegenen Magnetisierangsvektor als Richtung OR hin ausgelesen wird, Somit wirkt die »0« und der entgegengesetzte Informationszustand Drehung des Vektors 15 im Sinne einer Vermindeals »1« festgelegt ist. rung des Lesesignalpegels.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform eines Magnet- 5 Ein weiterer Nachteil im Falle der Fig. 5a liegt Schichtspeichers nach der Erfindung, wo eine Reihe darin, daß der Lesesignalpegel gleichförmig ansteigt Vormagnetisierungsleiter 4 jeweils parallel zu den und ein ziemlich großer Informationsimpuls zur Wortleitern angeordnet sind. Durch die in Reihe ge- Sättigung erforderlich ist, da die Breite des Einschalteten Vormagnetisierungsleiter 4 fließt jeweils schreibbereichs X3 mit der Zunahme der Amplitude während des Speicherzyklus ein Vormagnetisierungs- « des Informationsstroms ansteigt,
gleichstrom 5 in einer der Richtung des Wortimpul- l_m Gegensatz dazu bildet im Falle der Fig. 5b ses 6 entgegengesetzten Richtung, der Magnetisierungsvektor 15 in jedem Nachbarbe-

Der Speicherzyklus für jede Speicherstelle umfaßt reich einer Speicherstelle einen Winkel mit der Rieh-

nach Fig; 3 das Lesen einer eingeschriebenen Infor- tung OjP, wenn ein Vormagnetisierungsgleichfeld vor-

mation mit der Vorderflanke eines Wortimpulses (» « handen ist. Damit drehen sich die Magnetisierungs-

sowie das Schreiben entsprechend Informations- vektoren auf jeder Seite um einen festen Winkel in

impulsen 7 bzw. 7', deren Anstiegsflanke vor der Richtung OP beim Lesen. Diese Verschiebung der

Rückflanke des betreffenden Wortimpulses 6 liegt Magnetisierungsvektoren 15 trägt zur Vergrößerung

und die ein entsprechendes Zeitintervall nach dem des jeweiligen Lesesignalpegels bei, Dadurch wird

Verschwinden des Worümpulses andauern, «q wiederum der Schreibvorgang erleichtert* denn die

Die Windungszahl jedes in Reibe oder parallel Sättigung wird mit einem vergleichsweise kleinen Inangeschlossenen Vormagnetisierungsleiters kann be^ formationsimpuls erreicht, .. ;
liebig sein. : _ F i g, 7 zeigt die Verteilung der normal zur Schicht-

Die Kurven der Fig. 4 geben die Intensitätsvertei- oberfläche verlaufenden Magnetfeldkomponente für

lung der axialen Magnetisierungskomponente der »s ein zylindrisches Element mit Vormagnetisierungs-

Magnetschicht in Abhängigkeit vom Abstand vom leiter, wobei der axiale Abstand vom Mittelpunkt

Wicklungsmittelpunkt des drei Windungen im Ab- einer Dreiwindungs-Wicklung des Wortleiters aus

stand von 0,3 mm aufweisenden, 0,1 mm dicken einem 0,2 mm dicken Speicherdraht als Abszisse und

Wortleiters bei einem 0,6-A-Wortimpuls und bei die Magnetfeldintensität als Ordinate aufgetragen

einem 0,2-A-Vormagnetisierungsstrom in einem Vor- 30 sind.

magnetisierungsleiter mit einer Windung im Abstand Dabei stellt die ausgezogene Kurve 18 eine Inten-

von 0,9 mm zu beiden Seiten des Wicklungsmittel- sitätsverteilung des Magnetfeldes dar, die sich mit

punktes an. (Die Kurve ist symmetrisch zur Ordinate einem 0,6-A-Wortimpuls in dem Drei-Windungs-

zu ergänzen, wobei die betreffende Hälfte der Ein- Wortleiter ergibt, und die gestrichelte Kurve 19 eine

fachheit halber weggelassen ist.) 35 Intensitätsverteilung für einen 0,2-A-Vormagnetisie-

Kurve 10 zeigt die Feldverteilung für den Wort- rungsstrom in jedem Ein-Windungs-Vormagnetisie-

impuls, wogegen Kurveil für den Vormagnetisie- rungsleiter in der genannten Richtung. Ähnliche,

rungsgleichstrom gilt. Kurve 12 stellt die algebraische zum Nullpunkt symmetrische, der Einfachheit halber

Summe der Kurven 10 und 11 dar. weggelassene Kurven schließen sich auf der linken

F i g. 5 zeigt in vektormäßiger Darstellung den 40 Seite der Ordinate an.

Vorteil des Einschreibvorgangs bei einem nach der F i g. 8 erläutert die Verringerung der Störeinflüsse

Erfindung ausgebildeten Speicher gegenüber einem durch die Erfindung, wobei F i g. 8 a die Verteilung

herkömmlichen Speicher. des Magnetisierungsvektors in Umfangsrichtung der

Die Fig. 5a und 5b zeigen jeweils einen Zustand, Zylinderfläche und Fig. 8b in einer axialen Schnitt-

wo ein Binärwert »1« (oder »0«), dargestellt durch den 45 ebene des Speicherdrahtes zeigt.

Vektor OQ, in eine Speicherstelle 13 eingeschrieben In F i g. 8 a ist auf der Abszisse der Abstand in

ist, nachdem in dem gesamten Bereich einschließlich Axialrichtung vom Zentrum einer Wortleiterwicklung

der Speicherstelle selbst und der zu beiden Seiten an- aus aufgetragen.

schließenden Bereiche zuvor ein Binärwert »0« (oder Nach Einschreiben eines Binärwertes »1« (oder

»1«) eingeschrieben war. 50 »0«) in eine Speicherstelle, in der zuvor ein Binär-

Fig. 5 a stellt den Fall dar, wo keine Vormagne- wert »0« (oder»l«) eingeschrieben war, werden unter

tisierungsleiter vorgesehen bzw. keine Vormagnetisie- dem Einfluß des Axialfeldes des Wortimpulses und

rungsströme eingespeist werden, wogegen im Falle des Umfangsfeldes des Informationsimpulses nach

der Fig. 5b Vormagnetisierungsströme vorhanden Fig. 8a im Einschreibbereich 13 ein Magnetisie-

sind. 55 rungsvektor 14 im wesentlichen in entgegengesetzter

Wie man aus F i g. 4 ersieht, bleibt die Magnet- Richtung zu der Richtung des Magnetisierungsvektors

feldverteilung, die für den Schreibvorgang von Be- 15 jedes Nachbarbereichs und dadurch auf beiden

deutung ist, in beiden Fällen (a und b der F i g. 5) Seiten des Einschreibbereichs blockwandartige ma-

nahezu unverändert. Infolgedessen ist die Breite des gnetische Wände 21 und 21' erzeugt.

Einschreibbereichs 13 in beiden Fällen im wesent- 60 Nach Fig. 8b sind die Spinvektoren22 und 22'

liehen gleich. dieser magnetischen Wände 21 und 2Γ durch die

Da im Falle der F i g. 5 a der Magnetisierungs- Richtung der von dem Wortimpuls erzeugten Magnevektor 15 in jedem dem Einschreibbereich 13 benach- tisierungskomponenten senkrecht zu der Zylinderbarten Bereich in Richtung des Vektors OP ausge- schicht bestimmt. Folglich weist der Spinvektor 22 richtet ist, dreht er sich um einen bestimmten Winkel 65 der Wandung 21 nach innen und der Spinvektor 22' in Gegenuhrzeigerrichtung in die Richtung OR, wenn in der Wandung 21' nach außen,
die gespeicherte Information durch den Wortstrom Nach F i g. 4 ist der Hauptanteil der magnetischen unter Drehung des Magnetisierungsvektors 14 in Uhr- Axialkomponente, der durch den Wortimpuls erzeugt

5 6

ist und zum Einschreibvorgang beiträgt, auf einen Die ausgezogene und die gestrichelte Kurve 16 bzw.

Schichtbereich begrenzt, der durch die Drei-Win- 17 nach Fig. 6 gibt jeweils die Abhängigkeit des

dungs-Wicklung überdeckt ist. Lesesignalpegels (Ordinate) von der Informations-

Dadurch würde sich die magnetische Wand 21' auf impulsamplitude (Abszisse) an, wenn mit oder ohne eine Stelle zwischen dem Mittelpunkt des Wortleiters 5 0,2-A-Vormagnetisierungsstrom ein Binärwert »1« und einem dem theoretischen Maximum 19'(Fig. 7) (oder »0«) in eine Zylinderschicht eingeschrieben des Vormagnetisierungsfeldes entsprechenden Punkt wird, in der zuvor ein Binärwert »0« (oder »1«) eineinstellen, wenn kein Vormagnetisierungsfeld nach geschrieben war.

Fig. 7 vorhanden wäre. Dies gilt auch für die magne- Die Kurven der Fig. 9 geben die Störspannungstische Wand 21. io kennlinie eines zylindrischen Magnetschichtspeicher-

Da jedoch die Richtungen der Normalkomponen- elements mit bzw. ohne Vormagnetisierungsstrom

ten des Vormagnetisierungsfeldes jeweils mit denjeni- an — d. h. die Abhängigkeit des Lesesignalpegels von

gen der Spinvektoren 22 und 22' übereinstimmen, störenden Informationsimpulsen, die auftreten, wenn

wirken die Vormagnetisierungsfelder im Sinne einer ein Binärwert »1« (oder »0«) in eine Speicherstelle

Verminderung der Energie der magnetischen Wände 15 eingeschrieben wird, in der zuvor ein Binärwert »0«

auf jeder Seite. Darauf ist es zurückzuführen, daß (oder »1«) gespeichert war, und gleichzeitig die ge-

sich die genannte magnetische Wandung auf eine speicherte Information durch einen Wortimpuls, der

Stelle eines Energieminimums einstellt. Dadurch wird in einem jeden dazu benachbarten Wortleiter fließt,

der Schreibvorgang erleichtert und die Verschiebung und durch einen Informationsimpuls, der der gespei-

der magnetischen Wände 21 und 21' aus der genann- so cherten Information entgegenwirkt, gestört wird,

ten stabilen Stellung durch den Einfluß des Magnet- In Fig. 9 gilt die ausgezogene Kurve23 bei An-

feldes des Informationsimpulses erschwert. Dadurch wendung eines 0,2-A-Vormagnetisierungsstromes und

kann der Lesesignalpegel mit einem kleinen Informa- die gestrichelte Kurve 24 ohne Vormagnetisierungs-

tionsimpuls gesättigt werden, und die Stabilität gegen strom, wobei der Lesesignalpegel als Ordinate und

Störungen kann verbessert werden. 25 die Störimpulsamplitude als Abzisse genommen sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Orthogonal angesteuerter Magnetschichtspeicher mit parallel zueinander verlaufenden Leseleitern, die jeweils unmittelbar an eine Magnetschicht mit einer Vorzugsrichtung leichter Magnetisierbarkeit senkrecht zur Längsachse der Leseleiter angrenzen, und mit parallel zueinander angeordneten, senkrecht zu den Leseleitern verlaufenden Wortleitern sowie mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Vormagnetisierungsfeldes in Richtung schwerer Magnetisierbarkeit, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwischen benachbarten Wortleitern (3) ein Vormagnetisierungsleiter (4) für Gleichstrom angeordnet ist, dessen Magnetisierungskomponente in Richtung schwerer Magnetisierbarkeit, also in Längsrichtung der Leseleiter, der entsprechenden Magnetisierungskomponente der Wortleiter entgegengerichtet ist.