DE1549145A1

DE1549145A1 - Matrix-Speicher

Info

Publication number: DE1549145A1
Application number: DE19671549145
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Kraft
Original assignee: Zuse KG
Current assignee: Zuse KG
Priority date: 1967-04-29
Filing date: 1967-04-29
Publication date: 1971-02-18
Also published as: GB1187157A; CH472091A; DK119965B; US3593321A; NL6805959A; ES352501A1; AT287352B; FR1574798A; DE1549146A1; BE714055A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Matrix-Speicher, dessen Elemente nach dem Koinzidenzprinzip unter Verwendung von. Treiberdrähten ausgewählt werden, wobei sich die in zwei Koordinatenrichtungen verlegten Treiberdrähte mehrmals kreuzen - zunächst ein erstes Mal bis zu einer vorgegebenen Anzahl - und wobei alle Elemente in. den Kreuzungspunkten gleicher zugeordneter Anzahl zu gleichen Gruppen von Elementen gehören.

Bei einem bekannten Matrix-Speicher (beschrieben im "Taschenbuch der Nachrichtenverarbeitung¹¹ von Steinbuch, 1962, S. 558 bis 567) ist für jede Stelle eines binär dargestellten Wortes eine Matrix vorgesehen. In x-Richtung und in y-Richtung sind ent-

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sprechende Teilstücke der x-Treiberdrähte bzw, der y-Treiberdrähte durch die Elemente der Matrizen gefädelt. Diese Teilstücke sind hintereinander geschaltet, so daß die einzelnen Treiberdrähte durch Elemente aller Matrizen hindurchgehen. In diagonaler Richtung ist durch die Elemente dieser Matrix je ein Lesedraht und in einer der Koordinatenrichtungen ist durch die Elemente jeder Matrix je ein z-Draht hindurchgefädelt. An sich wird ein Element durch Stromimpulse vom Betrage l/2 (zugeführt über die x-Treiberdrähte und y-Treiberdrähte) in den Zustand ¹¹L" überführt. Um zu verhindern, daß die Elemente aller Matrizen in den Kreuzungspunkten der betreffenden x- und y-Treiberdrähte den Zustand ¹¹L" einnehmen, werden Sperrimpulse der Größe -l/2 über jene z-Drähte zugeführt, die durch Elemente gefädelt sind, die im Zustand "0" verbleiben sollen. Es müssen somit insgesamt umsomehr Sperrimpulse über die einzelnen z-Drähte der Matrizen zugeführt werden, je mehr Elemente im Zustand ¹¹O" verbleiben sollen. Da für jede Stelle eines Wortes genau eine Matrize vorgesehen ist, muß bei einer Anzahl von η Stellen mit η Matrizen im ungünstigsten Fall mit η Sperrimpulsen gerechnet werden. Dieser bekannte Matrix-Speicher verbraucht somit eine relativ große Leistung für Sperrimpulse. Für die Netzgeräte, welche die Leistung für diese Sperrimpulse liefern, muß ein relativ großer technischer Aufwand aufgewandt werden. Außerdem hat dieser bekannte Matrix-Speicher

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den Nachteil, daß die Sperrspannungen auf den Leseleitungen Störungen verursachen, so daß die Betriebssicherheit dieser bekannten Matrix-Speicher herabgesetzt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Matrix-Speicher anzugeben, bei dem die erwähnten Nachteile des be« kannten Matrix-Speichers vermieden werden.

Erfindungsgemäß sind die einer Koordinatenrichtung zugeordneten Treiberdrähte für jede Gruppe von Elementen in je zwei Teilstücke verzweigt, von denen die ersten Teilstücke mil den Elementen der betreffenden Gruppe in Wirkungsverbindung sind, wogegen die zweiten Teilslücke mit den Elementen dieser Gruppe nicht in Wirkungsverbindung sind. Diesen ersten und zweiten Teilstücken ist ein - vorzugsweise elektronisch - gesteuertes Schaltelement zi geordnet, welches den Treiberstrom durch den betreffenden Treiberdraht in dieser einen Koordinatenrichtung jeweils entweder über das erste Teilstück oder über das zweite Teilstück weiterleitet.

Der erfindungsgemäße Matrix-Speicher zeichnet sich dadurch aus, dal-' die bei bekannten Matrix«Speichern erforderlichen großer Leistungen für Sperrströme nicht benötigt werden. Das Netzgerät ?tini Betrieb des erfiiulungsgemid'en Mat rix«'}·· i'lierp

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erfordert somit einen relativ geringen technischen Aufwand, hat ein relativ geringes Gewicht und beansprucht relativ wenig Raum, was insbesondere für transportable Anlagen ein entscheidender Vorteil sein kann. Diese Vorteile sind erzielbar, weil die Auswahl der Gruppen von Elementen beim erfindungsgemäßen Matrix-Speicher mittels der elektronisch gesteuerten Schaltelemente vorgenommen wird, die eine geringere Leistung verbrauchen als zur Erzeugung der Sperrimpulse erforderlich wäre.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Matrix-Speichers ist darin zu sehen, daß keine z-Drähte durch die Elemente gefädelt werden müssen, so daß sich die Herstellungskosten des erfindungsgemäßen Matrix-Speichers erniedrigen. Da keine Sperrimpulse benötigt werden, können all jene Störungen nicht auftreten, welche bei bekannten Matrix· Speichern durch Sperrimpulse verursacht werden. Der erfindungsgemäße Matrix-Speicher zeichnet sich somit durch erhöhte Betriebssicherheit aus.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden als elektronisch steuerbare Schaltelemente mehrere Wicklungen zweier Übertrager verwendet und damit wird der

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Treiberstrom, entweder durch die Elemente einer Gruppe oder an ihnen vorbeigeleitet. Derartige Übertrager lassen sich als Ringkerne mit geringem technischen Aufwand direkt an den einzelnen Matrizenrahmen befestigen.

Im folgenden werden die Erfindung und ein Ausführungsbeispiel derselben anhand der Figuren 1 und 2 beschrieben, wobei in beiden Figuren dargestellte gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Es zeigen;

Figur 1 das Prinzip des erfindungsgemäßen Matrix-Speichers und Figur 2 ein schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Der in Figur 1 prinzipiell dargestellte Matrix-Speicher besteht aus mehreren Matrizen, von denen zwecks einfacherer Darstellung nur die Matrizen 1, 2, 3 dargestellt sind. Aus dem gleichen Grund sind nur drei x-Treiberdrähte, nur drei y-Treiberdrähte und nur insgesamt 27 Elemente dargestellt. Die x-Treiberdrähte und y-Treiberdrähte sind in an sich bekannter Weise über Auswahlschaltungen an entsprechende Treiberstufen (nicht dargestellt) angeschlossen.

In y-Richtung kreuzen die y-Treiberdrähte und die zugeordneten ersten Teilstücke y¹ mehrmals die x-Treiberdrähte. Beispiels-

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weise kreuzt der Treiberdraht yl mit den zugeordneten Teilstücken y'll, y'21, y'31 die x-Treiberdrähte (xl, x2, x3) ein erstes Mal in den Elementen ElH, E121, El31, ein zweites Mal in den Elementen E231, E221, Ε2Π und ein drittes Mal in den Elementen E311, E321, E331, Diese Elemente bilden die Gruppen GH, bzw. G21, bzw. G31. Alle Elemente EHl, E121, El31, in denen sich die x-Treiberdrähte und der Treiberdraht yl zum ersten Mal kreuzen, bilden somit die Gruppe GH. Die Elemente E231, E221, E211, in denen sich die x-Treiberdrähte mit dem Treiberdraht yl ein zweites Mal kreuzen, bilden die Gruppe G21. Insgesamt sind neun Gruppen (GH, G12, G13, G21, G22, G23, G31, G32, G33) von Elementen dargestellt.

In y-Richtung sind jeder Gruppe je zwei Teilstücke zugeordnet, von denen die ersten Teilstücke y¹ durch die Elemente der betreffenden Gruppe gefädelt sind, wogegen die zweiten Teilstücke y" an den Elementen der betreffenden Gruppe vorbeigehen. Im Bereich der Schalter KIl, K12, K13, K21, K22, K23, K31, K32, K33) verzweigen sich somit die y-Treiberdrähte, so 'daß die Treiberströme durch diese Schalter entweder über die ersten Teilstücke y¹ oder über die zweiten Teilstücke y" weitergeleitet werden. Diese Schalter KIl, K12, Kl3 bzw. K21, K22, K23 bzw. K31, K32, K33 werden durch die Schaltstufen Kl bzw. K2 bzw» K3 elektronisch gesteuert.

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Hinsichtlich der Wirkungsweise des dargestellten Matrix-Speichers wird zunächst vorausgesetzt, daß alle Elemente den Zustand ¹¹O" einnehmen. Falls über den Treiberdraht x2 und über den Treiberdraht yl Impulse des Betrages l/2 zugeführt werden, dann werden diese Impulse (bei der dargestellten Stellung der Schalter KIl, K21, K31) nur im Element E221 zur Wirkung kommen und dieses Element in den Zustand "L¹¹ überführen, wogegen in den Elementen E121, E321 nur ein einziger Impuls vom Betrage l/2 (zugeführt über den Treiberdraht x2) zur Wirkung kommt, der jedoch nicht ausreicht, um diese Elemente vom Zustand "0" in den Zustand ¹¹L" zu überführen. Mittels der elektronisch gesteuerten Schalter KIl, K21, K31 läßt sich somit in Verbindung mit den x-Treiberdrähten eines der Elemente auswählen und in den Zustand "L¹¹ überführen.

Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Matrix-Speichers in schematischer Darstellung. Anstelle der in Figur 1 dargestellten Schaltstufen Kl, K2, K3 und anstelle der ihnen zugeordneten Schalter KIl, K12, K13 bzw. K21, K22, K23 bzw. K31, K32, K33 sind nun nach Figur 2 zwei Übertrager U und S mit zugehörigen Wicklungen und Transistor-Schaltern vorgesehen. Insbesondere ist an alle ersten bzw, zweiten Teilstücke y¹ bzw. y" je eine

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Primärwicklung U¹ des ersten Übertragers U bzw. eine Primärwicklung S¹ des zweiten Übertragers S angeschlossen. Die Induktivitäten der Primärwicklungen U¹ und S' sind gleich. Beispielsweise ist an das erste bzw. zweite Teilstück y¹12 bzw. y^!l12 die Primärwicklung U^!12 bzw. S'12 angeschlossen. Diese Primärwicklungen U' bzw. S' stellen steuerbare Widerstände dar. Falls beispielsweise der Widerstandsbetrag der Primärwicklung U¹12 gering und derjenige der Primärwicklung S¹12 groß sein sollte, dann wird der über den Treiberdraht y2 zugeführte Treiberstrom durch die Elemente E112, E122, E132 hindurchgeführt, wogegen im umgekehrten Fall bei großem Widerstand der Primärwicklung U'12 und kleinem Widerstand der Primärwicklung S¹12 der Treiberstrom über das zweite Teilstück y^lf12 an den Kernen E112, E122, E132 vorbeigeführt wird. Die Widerstände der genannten Primärwicklungen werden über die Sekundärwicklungen U" und S" unter Verwendung der dargestellten Dioden und Transistoren gesteuert.

Hinsichtlich der Wirkungsweise des in Figur 2 dargestellten Matrix-Speichers wird zunächst vorausgesetzt, daß alle Elemente den Zustand "0" einnehmen. Falls nun ein Element,beispielsweise das Element E 132,vom Zustand ¹¹O" in den Zustand "L" überführt werden soll, dann werden über die Treiberleitungen x3 und y2 Stromimpulse T/2 gegeben. Außerdem wird übor den Sclialtungs-

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punkt Pll ein Schaltimpuls derartiger Polarität zugeführt, daß die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors TIl leitet und daher eine der beiden Sekundärwicklungen U¹¹Il oder U"12 (je nach Stromrichtung im Treiberdraht y2) über die Dioden DIl bzw. D12 und über die Emitter-Kollektor Strecke des Transistors TIl kurzgeschlossen ist. Aufgrund dieses Kurzschlusses (durch die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors Eil) wird auf alle Primärwicklungen U¹Il, U¹IZ, U¹13 ein geringerer Widerstand transformiert, so daß insbesondere über das Teilstück y'12 ein Strom l/2 ohne erheblichen Widerstand durch das Element E132 fließen kann. Andererseits liegt an Punkt P12 ein derartiges Potential an, daß die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T12 nicht leitet und somit die Primärwicklungen S¹11, S¹12, S¹13 einen großen Widerstand darstellen. Auf diese Weise wird das Element E132 der Matrix 1 vom Zustand "0" in den Zustand "L" überführt.

Je nachdem die dem Element E132 der Matrix 1 entsprechenden Elemente E232 bzw. E332 der Matrizen 2 bzw. 3 in den Zustand "L" überführt oder nicht überführt werden sollen, werden die diesen Matrizen 2 bzw. 3 zugeordneten Transistoren T21 und T22 bzw, T31 und T32 entweder in gleicher oder in entgegengesetzter Weise wie die Transistoren TIl und Tl2 der Matrix 1 gesteuert. Diese Transistoren können in an sich bekannter Weise in Abhängigkeit vom Speicherzuetand eines Registers gesteuert werden.

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Falls also beispielsweise das Element 232 im Zustand ¹¹O" verbleiben soll, dann werden die Transistoren T21 bzw. T22 derart gesteuert, daß die Primärwicklung U'22 einen großen "Widerstand und die Primärwicklung S¹22 einen geringen Widerstand darstellt. Der über den Treiberdraht x3 durch das Element E232 hindurchgeleitete Impuls l/2 reicht dann nicht aus, um dieses Element E232 in den Zustand "L" zu überführen, weil der zweite Impuls l/2 über das zweite Teilstück y"22 am Element E 232 vorbeigeleitet wurde. Diejenigen Elemente, die vom Zustand ¹¹O" in den Zustand ¹¹L" überführt wurden, bewirken in den durch sie hindurchgefädelten Leseleitungen Ll, L2, L3 in an sich bekannter Weise Impulse, die in entsprechende Stellen eines Registers eingeschrieben werden können.

Wenn die im Element E132 entsprechend den Zuständen "0" oder ¹¹L" gespeicherte Information gelesen werden soll, dann wird über die Treiberleitungen x3 und y2 je ein Stromimpuls mit dem Betrag -l/2 zugeführt und außerdem werden die beiden Transistoren TIl bzw. T12 derart gesteuert, daß die Primärwicklung U¹12 bzw. S¹12 einen großen bzw. einen kleinen Widerstand darstellt. Falls das Element E132 den Zustand "L" gespeichert hatte, dann wird über die entsprechende Leseleitung Ll ein Impuls abgegeben. Falls das Element E132 jedoch die Information ¹¹O" gespeichert hatte, dann wird über

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die Leseleitung Ll kein Impuls abgegeben.

In ähnlicher Weise können gleichzeitig alle Informationen gelesen werden, die beispielsweise in den Elementen E132, E232, E332 gespeichert sind. Über die zugehörigen Leseleitungen Ll bzw. L2 bzw. L3 werden dann gleichzeitig Impulse abgegeben, falls die zugeordneten Elemente vor Ablesung der Information den Zustand "L" eingenommen haben. Diese gegebenenfalls über die Leseleitungen Ll, L2, L3 abgegebenen Impulse können in zugeordneten Stellen eines Registers (nicht dargestellt) gespeichert werden.

Da durch die Treiberdrähte yl bzw. y2 bzw. y3 beim Lesen und Schreiben der gespeicherten Informationen Treiberströme in verschiedenen Richtungen fließen, sind je zwei Sekundärwicklungen U¹¹Il, U"12, bzw. U"21, U"22, bzw. U"31, U"32 und die Dioden DIl, Dl2 bzw. D21, D22 bzw. D31, D32 vorgesehen, um die verschieden gerichteten Sekundär ströme über die Emitter-Kollektor-Strecken der Transistoren TIl bzw. T21 bzw. T31 kurzzuschließen.

Die Matrizen 1, 2, 3 sind üblicherweise auf Rahmen angeordnet. Es ist zweckmäßig, die beiden Übertrager U und S als Ringkerne auszubilden und beispielsweise nach dem Tauchlötverfahren mit den Matrix-Rahmen zu befestigen.

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Als Elemente eignen sich alle Bauteile, die unter Verwendung von Tr eiber strömen von einem der Zustände ¹¹O" oder "L" in den anderen Zustand ¹¹L" oder "O¹¹ überführt werden können. Insbesondere eignen sich als Elemente Ferritringkerne, aber auch Bauteile aus feroelektrischen Materialien, bei denen ein Zusammenhang zwischen der Feldstärke und der elektrischen Verschiebung in Form einer weitgehend rechteckförmigen Hystereseschleife besteht.

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Claims

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1. Matrix-Speicher, dessen Elemente nach dem Koinzidenzprinzip unter Verwendung von Treiberdrähten ausgewählt werden, wobei sich die in zwei Koordinatenrichtungen verlegten Treiberdrähte mehrmals kreuzen - zunächst ein erstes Mal bis zu einer vorgegebenen Anzahl - und wobei alle Elemente in den Kreuzungspunkten gleicher zugeordneter Anzahl zu gleichen Gruppen von Elementen gehören, dadurch gekennzeichnet, daß die einer Koordinatenrichtung (y) zugeordneten Treiberdrähte (yl, y2, y3) für jede Gruppe (GIl, G12, G13, G21, G22, G23, G31, G32, G33) von Elementen (E) in je zwei Teilstücke (y^!, y^M.) verzweigt sind, von denen die ersten Teilstücke (y¹) bzw. die zweiten Teilstücke (y¹¹) mit den Elementen (E) der betreffenden Gruppe (G) in Wirkungsverbindung bzw. nicht in Wirkungsverbindung sind und daß diesen Teilstücken (y¹, y") ein - vorzugsweise elektronisch - gesteuertes Schaltelement (Kl 1, K12, K13, K21, K22,...) zugeordnet ist, welches den Treiberstrom durch den betreffenden Treiberdraht (yl oder y2 oder y3) in dieser einen Koordinatenrichtung (y) jeweils entweder über das erste Teilstück (y¹) oder über das zweite Teilstück (y") weiterleitet.

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2. Matrix-Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Serie mit allen ersten bzw. zweiten Teilstücken (y¹, y") je ein erster bzw. zweiter steuerbarer Widerstand (U¹ bzw. S¹) angeordnet ist.

3. Matrix-Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Serie mit jedem ersten Teilstück (y¹) je eine Primärwicklung (U¹) eines ersten Übertragers (U) angeordnet ist, daß in Serie mit jedem zweiten Teilstück (yⁿ) je eine Primärwicklung (S¹) eines zweiten Übertragers (S) angeordnet ist und daß je eine Sekundärwicklung (U" bzw. S") des ersten Übertragers (U) bzw. des zweiten Übertragers (S) mit ihren Enden an einen ersten bzw. zweiten steuerbaren Schalter (TH bzw. T12) angeschlossen ist.

4, Matrix-Speicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitter-Kollektor-Strecke eines ersten Transistors (TU) einerseits über zwei Richtleiter (DIl, D12) an die beiden Enden der Sekundärwicklung (U") des ersten Übertragers (U) und andererseits an die Mittelanzapfung dieser Sekundärwicklung (U") angeschlossen ist und daß der Basis dieses ersten Transistors (TU) Schaltimpulse zugeführt werden.

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5. Matrix-Speicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß , die Emitter-Kollektor-Strecke eines zweiten Transistors (T12) an die Sekundärwicklung des zweiten Übertragers (S) angeschlossen ist und daß der Basis dieses zweiten Transistors (T12) weitere Schaltimpulse zugeführt werden.

6. Matrix-Spe.icher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle Primärwicklungen (U¹) und die Sekundärwicklung (U") des ersten Übertragers (U) und alle Primärwicklungen (S¹) und die Sekundärwicklung (S") des zweiten Übertragers (S) auf je einen Ringkern gewickelt sind.

7. Matrix-Speicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringkerne auf je einem Matrix-Rahmen - vorzugsweise im Tauchlötverfahren - befestigt sind.

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