DE1774627C3 - Method of enabling numerous logical operations - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1.
Ein praktikables System zur Ausführung logischer Operationen, das in einer Speicheranordnung integriert oder in dieser verteilt wäre (Speicher mit ver-A practical system for performing logical operations that integrates in a memory array or would be distributed in this (memory with
a5 teilter Logik), ist schon lange das Wunschziel der einschlägigen Fachwelt gewesen. Eine solche Einrichtung würde beispielsweise die Realisierung eines assoziativen Speichers ermöglichen, bei dem die Logik-, Steuer- und Speicherfunktionen vollständig in ökono-a5 shared logic), has long been the goal of the relevant Been experts. Such a facility would, for example, implement an associative one Enable the logic, control and storage functions to be fully integrated into economic
mischer und praktikabler Weise integriert sind.are integrated in a more practical way.
Die bisherigen assoziativen oder inhaltsadressierbaren Speicher erforderten regelmäßig umfangreiche und kostspielige Halbleiteranordnungen oder eine komplizierte Grenzfläche zwischen elektrischen Lo-The previous associative or content-addressable memories regularly required extensive and expensive semiconductor devices or a complicated interface between electrical lo-
gikschaltungen und magnetischen Speicherzellen.gic circuits and magnetic memory cells.
Dieses kostspielige und darüber hinaus nicht flexible Schaltungsbauelement machte solche Speicher wirtschattlich unattraktiv, insbesondere wenn es sich um größere Speichereinheiten handelt, obwohl solcheThis costly and, moreover, inflexible circuit component made such memories Economically unattractive, especially when it comes to larger storage units, although such
Speicher von der Theorie her gesehen vielversprechend sind.From a theoretical point of view, memories hold promise.
Die neueren Entwicklungen auf dem Gebiete magnetischer Domänen versprachen eine aussichtsreiche Anwendung auf dieses Gebiet. Beispielsweise ist inThe recent developments in the field of magnetic domains have promised promising prospects Application to this field. For example, in
der USA.-Patentschrift 2919432 eine Speicheranordnung beschrieben, in der im Rahmen einer schieberegisterähnlichen Operation Domänen, die von zwei Domänenwänden begrenzt sind, durch ein Übertragungsmedium hindurch übertragen werden, dasthe USA.-Patent 2919432 describes a memory arrangement in the context of a shift register-like Operation domains bounded by two domain walls through a transmission medium transmitted through that
beispielsweise in Form einer magnetischen Dünnschicht vorliegt. Hier werden gegenüber der Umgebungsmagnetisierung umgekehrt magnetisierte sowie von einer voreilenden und einer nachlaufenden Domänenwand begrenzte Domänen an einer Eingangsposition in der Dünnschicht erzeugt und längs einer bestimmten Richtung durch ein mehrphasiges Übertragungsfeld übertragen. Eine derartige Vorrichtung erfordert üblicherweise eine anisotrope Magnetisierung, wobei die Übertragung der umgekehrt magnetisierten Domäne längs der Achse leichter Magnetisierbarkeit oder alternativ hierzu längs der Achse schwieriger Magnetisierbarkeit (magnetisch harte Achse) erfolgt; und die Domänenwände, welche die umgekehrt magnetisierte Domäne begrenzen, erstrecken sich dabei bis zur Begrenzungskante der Schicht senkrecht zur Übertragungsrichtung. Da die Domänenwände durch die Kanten der Schicht begrenzt sind, ist die Fortpflanzung solcher Domänenfor example in the form of a magnetic thin film. Here are opposite to the surrounding magnetization reversely magnetized as well as from a leading and a trailing domain wall limited domains generated at an entry position in the thin film and along a transmitted in a certain direction through a multi-phase transmission field. Such a device usually requires anisotropic magnetization, with the transfer of the reversely magnetized Domain along the axis of easy magnetizability or, alternatively, along the axis difficult magnetizability (magnetically hard axis) takes place; and the domain walls that the limit reversed magnetized domain, extending to the boundary edge of the Layer perpendicular to the direction of transfer. Because the domain walls are limited by the edges of the layer are, is the propagation of such domains
auf eine Richtung längs dieser Begrenzungskante beschränkt. Hinzu kommt noch, daß hierbei lästige Domänenwand-Kriecheffekte auftreten, die spezielle Sicherheitsmaßnahmen erfordern.limited to one direction along this boundary edge. In addition, there are troublesome domain wall creep effects occur that require special security measures.
Eine weitere bekannte Anordnung, bei der die Verwendung von Domänen beschränkt ist wegen der Erfordernis, auf eine vorbestimmte Struktur angewiesen zu sein, ist beschrieben in den Artikeln »Controlled Domain Tip Propagation«, Teil I und II von R. J. Spain et al. im Journal of Applied Physics, Band 37, Nummer 7, Juni 1%6. Bei dieser Anordnung werden Domänen längs Wegen expandiert, die durch begrenzte Kanäle in der magnetischen Anordnung definiert sind, und es konnten brauchbare Effekte aus der Ausdehnung und Wechselwirkung unipolarer Domänenspitzen abgeleitet werden. Auch hier können die Domänen wiederum nicht außerhalb von Kanälen bewegt werden, und die Domänen können auch nicht vollständig miteinander in Wechselwirkung treten, da sie unter den dort beschriebenen Bedingungen die Eigenschaft haben, sich zu einer einzigen Domäne zu vereinigen, wenn versucht wird, zwei Domänen auf ein und dieselbe Position zu schieben.Another known arrangement in which the use of domains is limited because of the Requirement to rely on a predetermined structure is described in the articles "Controlled Domain Tip Propagation", Part I and II of R.J. Spain et al. in the Journal of Applied Physics, Volume 37, Number 7, June 1% 6. With this arrangement Domains expanded along paths defined by limited channels in the magnetic assembly and there could be useful effects from the expansion and interaction of unipolar domain tips be derived. Again, the domains cannot be moved outside of the channels and the domains cannot fully interact with one another, since they have the property of becoming a single domain under the conditions described there unite when trying to move two domains to the same position.
Andererseits betrifft ein älteres Patent (deutsche Patentschrift 1549136) eine vollständig neue magnetische Übertragungsanordnung, bei der einwandige Domänen durch lokalisierte Felder bewegt werden können. Diese Felder erzeugen Gradienten, längt derer sich die Domänen, weil in sich stabile Gebilde, als Ganzes bewegen. Eine einwandige Domäne unterscheidet sich von den in der USA.-Patentschrift 2919432 beschriebenen Domänen dahingehend, daß sie eine von der Geometrie der Schicht unabhängige Gestalt hat, d. h. daß sie nicht von den Kanten der Schicht, sondern von einer einzigen, in sich geschlossenen Domänenwand begrenzt sind. Diese Domänen können als in der Schicht lokalisierte magnetische Dipole aufgefaßt werden, die, weil sie seitlich nicht durch die Schicht begrenzt sind, in zwei Dimensionen frei bewegt werden können. Anordnungen, die mit einwandigen Domänen arbeiten, liefern daher eine ungeahnt hohe Flexibilität und haben außerdem sehr hohe Packungsdichten, niedrigen Energieverbrauch und vergleichsweise hohe Arbeitsgeschwindigkeit.On the other hand, an older patent (German patent specification 1549136) relates to a completely new magnetic one Transmission arrangement in which single-walled domains are moved through localized fields be able. These fields create gradients, which lengthen the domains because they are stable structures, move as a whole. A single-walled domain differs from that in the United States patent 2919432 domains to the effect that it has a shape independent of the geometry of the layer, d. H. that they are not off the edges of the Layer, but are limited by a single, self-contained domain wall. These domains can be understood as magnetic dipoles localized in the layer, which because they do not penetrate laterally the layer are limited, can be moved freely in two dimensions. Arrangements with single-walled Domains work, therefore deliver an unimagined high flexibility and also have very high Packing densities, low energy consumption and a comparatively high working speed.
In Weiterentwicklung dieser Technik einwandiger Domänen wurde nun eine Lösung für das Problem gefunden, wie auf sehr einfache Weise eine UND- bzw. ODER-Operation ermöglicht werden kann, die sich ohne Schwierigkeiten und grundsätzlich ohne zusätzlichen Schaltungsaufwand realisieren läßt, sich insofern also speziell für einen Speicher mit vetteilter Logik eignet.A solution to the problem has now been found in the further development of this single-walled domain technology found how an AND or OR operation can be made possible in a very simple way, the can be implemented without difficulties and in principle without additional circuit complexity, in this respect therefore especially suitable for a memory with split logic.
Diese Lösung für das einleitend beschriebene Verfahren ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1.This solution for the procedure described in the introduction results from the characterizing part of Claim 1.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird also von dem Umstand Gebrauch gemacht, daß die einwandigen Domänen als innerhalb der Schicht leicht hin- und herschiebbare lokalisierte magnetische Dipole aufgefaßt werden können, welche sämtlich gleichsinnig orientiert sind und demzufolge gegenseitigen Abstoßungskräften unterliegen, wie diese bei gleichsinnig gepolten Magneten generell auftreten.In the method according to the invention, use is made of the fact that the single-walled Domains understood as localized magnetic dipoles that can be shifted easily to and fro within the layer which are all oriented in the same direction and consequently mutual repulsive forces are subject to how they generally occur with magnets with the same polarity.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat zahlreiche Vorteile, wie dieses in der nachstehenden Beschreibung noch im einzelnen erläutert wird. Die Erfindung ermöglicht auch die Anwendung der erfindungsgemäßen Ausnutzung der Wechselwirkungseffekte zwischen einwandigen Domänen bei einem Speicheraufbau, in welchem sowohl logische Funktionen und Steuerfunktionen als auch die eigentliche Speicherungsfunktion integriert werden können in ein und derselben Anordnung, oder daß hierzu zusätzliche »hardware« erforderlich ist.The method according to the invention has numerous advantages, such as this in the description below will be explained in detail. The invention also enables the use of the invention Exploitation of the interaction effects between single-walled domains in a storage structure, in which both logical functions and control functions as well as the actual storage function can be integrated in one and the same arrangement, or that additional "Hardware" is required.
Im folgenden ist die Erfindung an Hand in der Zeichnung dargestellter Anordnungen zur Durchführung
des Verfahrens erläutert; es zeigt
ίο Fig. 1 eine schematische Übersichtszeichnung einer
für die Erfindung beispielhaften Anordnung,The invention is explained below with reference to the arrangements shown in the drawing for carrying out the method; it shows
ίο Fig. 1 is a schematic overview drawing of an exemplary arrangement for the invention,
Fig. 2bis 42 schematische Darstellungen bestimmter Teile der Anordnung nach Fig. 1, die die während des Betriebs jeweils vorhandenen Magnetisierungs-Zustände zeigen, undFIGS. 2 to 42 are schematic representations of certain parts of the arrangement according to FIG of the operation show the magnetization states present in each case, and
Fig. 43 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Systemorganisation der Speicheranordnung nach Fig. 1.43 shows a schematic illustration of an exemplary system organization of the memory arrangement according to Fig. 1.
In _der Erfindung vorausgegangenen Versuchen ao wurde eine Anordnung aufgebaut und betrieben, bei der einwandige gegenüber der Umgebungsmagnetisierung umgekehrt magnetisierte Domänen steuerbar durch Impulse auf nach X und Y orientierten Übertragungsleitern in eine Schicht aus magnetischem Material übertragen wurden, das eine bevorzugte Magnetisierungsrichtung senkrecht zur Schichtebene hatte. Es wurde gefunden, daß nächst benachbarte einwandige Domänen einer solchen Anordnung abstoßende Wechselwirkungskräfte zeigen, wie diese auch bei gleichsinnig gepolten Magneten beobachtbar sind.In experiments preceding the invention, an arrangement was set up and operated in which single-walled domains magnetized inversely with respect to the ambient magnetization were controllably transmitted by pulses on transmission conductors oriented in X and Y into a layer of magnetic material that had a preferred direction of magnetization perpendicular to the plane of the layer. It has been found that the next adjacent single-walled domains of such an arrangement show repulsive interaction forces, as can also be observed with magnets with the same polarity.
Es wurde gefunden, daß die gesteuerte Bewegung und Wechselwirkung einwandiger Domänen die Realisierung kompletter Gruppen von Informationsverarbeitungsfunktionen, insbesondere Logik-Funktionen, an beliebigen Stellen in einem Speicher ermöglicht.It has been found that the controlled movement and interaction of single-walled domains is the realization complete groups of information processing functions, especially logic functions, at any point in a memory.
Wie hierin am Beispiel erläutert, beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, daß, wenn Information in einer magnetischen Schicht durch bestimmte Muster einwandiger Domänen in entsprechenden Bitspeicherstellen dargestellt wird, die Information selektiv in einer Weise verschoben und manipuliert werden kann, daß alle logischen Funktionen, ebenso die eigentlichen Speicherungsfunktionen, auf verschiedene Impulsfolgen auf den Ubertragungsleitern hinausgeführt werden können, und dieses - es sei betont ohne jegliche zusätzliche vorrichtungsmäßige Ergänzungen gegenüber demjenigen Aufwand, welcher zur Ausführung der Speicherungsfunktionen allein erforderlich ist. Es ist bekannt, daß eine verteilte Logik die Fähigkeit hat, jede Rechnerfunktion realisieren zu können. Die weiter unten noch folgenden Angaben bezüglich Bit-Kapazitäten und Betriiibsparametern werden die hohe Brauchbarkeit einer solchen Anordnung zeigen.As explained using the example herein, the invention is based on the knowledge that when information is in a magnetic layer by certain patterns of single-walled domains in corresponding bit storage locations is represented, the information can be selectively moved and manipulated in a manner can that all logical functions, as well as the actual storage functions, on different Pulse sequences can be led out on the transmission conductors, and this - it should be emphasized without any additional device-related additions to the effort required for Execution of the storage functions alone is required. It is known that a distributed logic has the ability to implement any computer function. The following information below regarding bit capacities and operating parameters will show the high utility of such an arrangement.
An dieser Stelle der Beschreibung erscheint es nützlich, eine Zusammenstellung von Ausdrücken zur leichteren Bezugnahme bei der Beschreibung der beispielhaften Ausführungsform wiederzugeben:At this point in the description it appears useful to provide a compilation of expressions for easier reference to reproduce in the description of the exemplary embodiment:
1. Bitspeicherstelle: Eine Gruppe von 18 Blöcken, die in 3 benachbarten Blockspalten angeordnet sind (Tab. I), wobei ein Block eine Domänenposition bezeichnet.1. Bit Storage Location: A group of 18 blocks arranged in 3 adjacent block columns are (Tab. I), where a block denotes a domain position.
2. Zelle: Neun Blöcke, die die Hälfte einer Bitspeicherstelle bilden.2nd cell: Nine blocks that form half of a bit storage location.
3. Binärziffer: Dargestellt durch die Gegenwart einer Domäne in der einen Zelle einer Bitspei-3rd binary digit: Represented by the presence of a domain in one cell of a bit memory
cherstelle bei gleichzeitigem Fehlen einer Domäne in der anderen Zelle der Bitspeicherstelle und umgekehrt.cherstelle with simultaneous lack of a domain in the other cell of the bit storage location and vice versa.
4. Ziffernelement: Entweder die Gegenwart oder das Fehlen einer Domäne in einer Zelle, die einer Hälfte einer Binärziffer entspricht.4. Digit element: Either the presence or the absence of a domain in a cell representing one Corresponds to half of a binary digit.
5. Operationsgrund-Einheit: Drei benachbarte Bitspeicherstellen in einer Zeile.5. Basic operation unit: Three adjacent bit storage locations in one line.
6. Zwischenposition: Bezieht sich kollektiv auf zwei Blöcke in einer Blockspalte, die entsprechende Ziffern-Elemente in zwei Binärziffern trennen, welche um diese Blockspalte voneinander im Abstand liegen.6. Intermediate position: Refers collectively to two blocks in a block column, the corresponding one Separate digit elements in two binary digits, which are separated from each other by this block column Distance.
7. Zwischenblock: Ein Block, der erste und zweite entsprechende Ziffern-Elemente in ersten und zweiten voneinander im Abstand liegenden Binärziffern auf Abstand hält.7. Intermediate block: A block, the first and second corresponding digit elements in first and keeps second binary digits at a distance from each other.
8. Eingangs-Tag: Merkmal, nach dem gesucht wird (Teil eines Wortes).8. Input Tag: Characteristic to be searched for (part of a word).
9. Vergleichs-Tag: Merkmal im Speicher, das mit dem Eingangs-Tag verglichen wird.9. Comparison tag: Feature in memory that is compared with the input tag.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung werden nach X und Y orientierte Leiter auf einer magnetischen Schicht aufeinanderfolgend gepulst derart, daß das Ganze als ein inhaltsadressierbarer Speicher betrieben wird. Die Schicht ist beispielsweise aus einem Seltene-Erde-Orthoferrit aufgebaut. Die Leiter sind beispielsweise in Gruppen organisiert, die den Speicher in noch zu definierende Operationseinheiten unterteilen, von denen eine jede 54 mögliche Stellungen für eine einwandige Domäne aufweist. Durch gesteuerte Bewegung der Domänen sowie durch Wechselwirkungen zwischen denselben können Logik-Operationen in jeder der Operationseinheiten ausgeführt werden. Die richtige Reihenfolge der Feldmuster in der magnetischen Schicht bewirkt, daß die Logikoperationen ausgeführt und deren Ergebnisse in vorgeschriebenen Teilen der Schicht gesammelt werden, wodurch die Realisierung eines beispielhaften inhaltsadressierbaren Speicherbetriebs ermöglicht wird. Eine Operation, z. B. der Erhalt einer Gruppe zusammengehöriger gespeicherter Informationen, kann demgemäß durch Impulsfolgen unabhängig von der im magnetischen Material gespeicherten Information ausgeführt werden, und zwar ohne daß hierzu irgendwelche in der Schicht auftretende Wirkungen abgetastet werden müßten.In an exemplary embodiment of the invention, conductors oriented in X and Y are sequentially pulsed on a magnetic layer in such a way that the whole is operated as a content-addressable memory. The layer is made up of a rare earth orthoferrite, for example. The conductors are organized, for example, in groups that subdivide the memory into operational units yet to be defined, each of which has 54 possible positions for a single-walled domain. By controlled movement of the domains as well as by interactions between them, logic operations can be carried out in each of the operating units. The correct order of the field patterns in the magnetic layer causes the logical operations to be carried out and their results to be collected in prescribed portions of the layer, thereby enabling exemplary content addressable memory operation to be implemented. An operation, e.g. B. the receipt of a group of related stored information can accordingly be carried out by pulse trains independently of the information stored in the magnetic material, without having to sense any effects occurring in the layer.
Fig. 1 zeigt einen beispielhaften inhaltsadressierbaren Speicher 10. Der Speicher 10 weist eine Schicht 11 aus magnetischem Material auf, das eine bevorzugte Richtung der Magnetisierung etwa senkrecht zur Schichtebene besitzt. Eine erste Vielzahl Übertragungsleiter PYl, PYl... PYn liegen benachbart zur Schicht 11 sowie zwischen einem Y-Treiber 12 und Erde. Eine zweite Vielzahl Übertragungsleiter PXl, PXl... PXn, die der Erläuterung halber senkrecht zu den ersten Übertragungsleitern verlaufen, befindet sich ebenfalls benachbart zur Schicht 11. Die Leiter PXl... PXn sind zwischen einen -Y-Treiber 13 and Erde geschaltet. Die Übertragungsleiter können nach allgemein bekannten Methoden zur Herstellung gedruckter Schaltungen gefertigt sein und können die Form miteinander verbundener Stromschleifen annehmen. Alternativ hierzu können die Leiterschleifen auch einzeln gepulst werden.1 shows an exemplary content-addressable memory 10. The memory 10 has a layer 11 made of magnetic material which has a preferred direction of magnetization approximately perpendicular to the layer plane. A first plurality of transmission conductors PYl, PYl ... PYn are adjacent to layer 11 and between a Y driver 12 and ground. A second plurality of transmission conductors PXl, PXl. .. PXn, which for the sake of explanation run perpendicular to the first transmission conductors, is also located adjacent to layer 11. The conductors PX1 ... PXn are connected between a -Y driver 13 and ground. The transmission conductors can be manufactured by well known printed circuit manufacturing techniques and can take the form of interconnected current loops. As an alternative to this, the conductor loops can also be pulsed individually.
Die Anordnung wird in flexibler Weise so betrieben, daß zahlreiche Funktionen ausgeführt werden können, wie dieses nachstehend ersichtlich wird.The arrangement is flexibly operated to perform numerous functions as can be seen below.
Um die volle Flexibilität der Anordnung beim Betrieb ausnutzen zu können, ist es notwendig, die Übertragungsleiter PYl... PYn sowie PXl... PXn entsprechend gesteuert zu pulsen. Zu diesem Zweck sindIn order to be able to utilize the full flexibility of the arrangement during operation, it is necessary to pulse the transmission lines PYl ... PYn and PXl ... PXn in an appropriately controlled manner. To this end are die X- und F-Treiber über Leiter 14 bzw. 15 mit einer Steuerschaltung 16 verbunden. Die Steuerschaltung 16 spricht ihrerseits auf kodierte Eingangssignale auf den Eingangsleitern ι in Fig. 1 an.the X and F drivers are connected to a control circuit 16 via conductors 14 and 15, respectively. The control circuit 16 in turn responds to coded input signals on the input conductors ι in FIG.
to Steuerschaltung 16 über einen Leiter 19 verbunden. Die Schaltung 18 weist eine Mehrzahl Eingänge auf, die je an eine bestimmte Position der Schicht 11 in einer noch zu beschreibenden Weise angekoppelt sind.connected to control circuit 16 via a conductor 19. The circuit 18 has a plurality of inputs, each coupled to a specific position of the layer 11 in a manner yet to be described are.
Für die verschiedenen Schaltungsbausteine können jegliche Bauelemente verwendet werden, die die ihnen hier zugedachte Funktion ausführen können.Any components that can perform the function intended for them here can be used for the various circuit modules.
Ein zweidimensionales Schieberegister unter Verwendung einer magnetischen Schicht entsprechendA two-dimensional shift register using a magnetic layer accordingly
ao der Schicht 11 und der Übertragungsleiter sowie Treiber wurde versuchsweise aufgebaut und betrieben. Es sei hier angenommen, daß die Domänen in der Schicht 11 vorhanden sind, und daß an die Übertragungsleiter gelieferte Impulse die Domänen in die anfänglich eras forderlichen Positionen geschoben haben, wie dieses nachstehend im einzelnen erläutert wird.ao of layer 11 and the transmission conductor and driver was set up and operated on an experimental basis. It assume here that the domains are present in layer 11 and that on the transmission conductors Delivered impulses have pushed the domains into the initially required positions, such as this one will be explained in detail below.
Information wird in der Schicht 11 grundsätzlich durch die Gegenwart bzw. das Fehlen einwandiger Domänen in ausgewählten Positionen gespeichert. ImInformation is basically single-walled in layer 11 due to the presence or lack of it Domains saved in selected locations. in the einzelnen wird die Information dargestellt als ein Muster einwandiger Domänen in bestimmten Bitspeicherstelleri, die so im Abstand voneinander gelegen sind, daß hierzwischen verschiedene Logikoperationen ausgeführt werden können.The information is represented individually as a pattern of single-walled domains in certain bit storage locations, which are located at a distance from one another are that various logic operations can be performed in between.
Die verschiedenen Logikoperationen sollen zunächst zusammen mit den Impulsfolgen zu ihrer Durchführung beschrieben werden. Anschließend werden verschiedene dieser l-ogikoperationen an Hand konsekutiver Eingangsimpulsfolgen zum ErhaltThe various logic operations should first be combined with the pulse trains to their Implementation are described. Then several of these logic operations are performed Hand of consecutive input pulse trains to receive aller mit einem Eingangswort übereinstimmender Wörter im Speicher beschrieben, wie dieses für inhaltsadressierbare Speicher erforderlich ist. Zum Verständnis der verschiedenen logischen Operationen erscheint es jedoch nützlich, zunächst den Aufbau eiof all words in the memory that match an input word, as required for content-addressable memories. To the Understanding the various logical operations, however, it seems useful to start by building a ner erfindungsgemäßen Anordnung wiederzugeben, wobei dieser Aufbau als Grundlage für die Erläuterung der Logikoperationen beschrieben wird.to reproduce ner arrangement according to the invention, this structure is described as the basis for explaining the logic operations.
so Die Anordnung nach Fig. 1 weist eine Vielzahl je durch Übertragungsleiterschleifen definierte Domänenpositionen auf. Die Übertragungsleiterschleifer haben einen solchen Abstand voneinander, daß das beim Pulsen einer Leiterschleife (mit der entspreThe arrangement according to FIG. 1 has a large number of domain positions each defined by transmission conductor loops. The transmission conductor winder have such a distance from each other that when pulsing a conductor loop (with the corresponding eilenden Polarität) erzeugte Magnetfeld «ine in einei benachbarten Leiterschleife befindliche Domäne an zieht, wodurch sich diese um eine Lesterschkife wei terbewegt. Die Leiterschleifen sind in der nachstehen« beschriebenen Weise miteinander verbanden un<hurrying polarity) generated magnetic field in one into one adjacent conductor loop attracts the domain, which means that it is a Lester loop moved. The conductor loops are connected to one another in the manner described below werden in dreiphasiger Weise gepulst, um einwandigi Domänen in der jeweils ausgewählten Richtung zi verschieben. Solche untereinander verbunden Schleifen sind in Fig. 2 zum Teil dargestellt und defl nieren so die einzelnen Domänenpositionen. Letzterare pulsed in a three-phase manner in order to Move domains in the selected direction zi. Such connected to each other Loops are partially shown in Fig. 2 and defl in this way rename the individual domain positions. Last sind in der Zeichnung einfach als Blöcke dargestell und werden nachstehend auch so bezeichnet. SSe sin in Zeilen und Spalten angeordnet Die Übertragung! leiter, die miteinander verbundene und längs den Zeiare simply shown as blocks in the drawing and are also referred to below as. SSe are arranged in rows and columns The transmission! head, interconnected and along the lines
len orientierte Leiterschleifen umfassen, sind mit H (Horizontal) bezeichnet und jene, die längs den Blockspalten orientiert sind, mit K (Vertikal). Es sind neun K-Leitungen KlI bis V9 dargestellt. Jede repräsentative Leitung, die in der Zeichnung durch Klammern zusammengefaßt ist, weist drei unterschiedliche Gruppen untereinander verbundener Leiterschleifcn Pl, Pl, P3 auf, wie dieses bei den Leitern //6 und Kl dargestellt ist. Die Gruppe Pl koppelt den ersten, cherstellc. Nur eine Domäne ist also zu einem gegebenen Zeitpunkt normalerweise in einer Bitspeicherstelle vorhanden.len oriented conductor loops are denoted by H (horizontal) and those that are oriented along the gaps in the block are denoted by K (vertical). Nine K-lines KlI to V9 are shown. Each representative line, which is summarized in the drawing by brackets, has three different groups of interconnected conductor loops Pl, Pl, P3 , as shown in the conductors // 6 and Kl. The group Pl couples the first, cherstellc. Thus, only one domain is normally present in a bit storage location at any given time.
Die binären Einsen und Nullen werden durch Impulse auf den Übertragungsleitern selektiv bewegt. Ein Übertragungsimpuls auf einem Übertragungsleiter erzeugt ein (positives) Feld, das zum Leser hin gerichtet ist, an jeder seiner leitenden Schleifen. Tat-The binary ones and zeros are selectively moved by pulses on the transmission conductors. A transmission pulse on a transmission conductor creates a (positive) field that faces the reader is directed at each of its conductive loops. Did-
Bezeichnungen der Blöcke von links nach rechts längs der Leitung //6 sind //6/5I, HdPl, H6P3, wonach sich dann wieder die Bezeichnungen wiederholen. Jesolchc Domäne kann die Position jedes Blockes in Fig. 2 einnehmen. 1st eine Domäne in einem der beiden Blöcke K2P2, die auch durch einen Leiter HSP2 oder H2P2 angekoppelt sind, gespeichert und fehlt gleichzeitig eine Domäne im je anderen der Blöcke, so stellt dieses eine binäre Eins bzw. eine Null dar. Das zugeordnete Fehlen einer Domäne (in Fig. 2 nicht dargestellt) ist nachfolgend durch einen Kreis ohne eingefügtes Pluszeichen dargestellt (vgl. Fig. 3).Designations of the blocks from left to right along the line // 6 are H6P3, which then again repeat // 6/5 I, HDPL, the designations. Jesolchc domain can take the position of any block in FIG. If a domain is stored in one of the two blocks K2P2, which are also coupled by a conductor HSP2 or H2P2 , and a domain is missing in the other of the blocks at the same time, this represents a binary one or a zero. The assigned lack of a domain (not shown in Fig. 2) is shown below by a circle without an inserted plus sign (see. Fig. 3).
vierten usw. Block; die Gruppe Pl koppelt den zwei- 10 Jede Gruppe von 1K Blöcken, wie diese in der Tabelle ten, fünften usw. Block; und die Gruppe P3 koppelt und in Fig. 2 dargestellt ist, entspricht einer Bitspei-fourth etc. block; the group P1 couples the two 10 Each group of 1K blocks, such as those in the table th, fifth, etc. block; and the group P3 couples and is shown in Fig. 2, corresponds to a bit storage
den dritten, sechsten usw. Block, und /war gelesen ~' "- K1—' 1^ ....the third, sixth etc. block, and / was read ~ '"- K1 - ' 1 ^ ....
von links nach rechts für die Leitung Hd oder von unten nach oben für die Leitung KI.from left to right for line Hd or from bottom to top for line KI.
Jeder Block kann durch den Übertragungsleiter und durch die an die magnetische Schicht an diesem Block angekoppelte Phase (Pl, P2 oder P3) bezeichnet werden. So sind beispielsweise die Blöcke von unten nach oben, die durch die Leitung Vl gekoppeltEach block can be identified by the transmission conductor and by the phase ( P1, P2 or P3) coupled to the magnetic layer on this block. For example, the blocks are coupled from bottom to top by the line Vl
sind, mit Kl Pl, Vl P2, Vl P3 bezeichnet, wonach ao sächlich wird das positive Feld nur innerhalb der Leisich dann die Blockbezeichnungen wiederholen. Die tungsschleifen längs des gepulsten Leiters erzeugt.are, with Kl Pl, Vl P2, Vl P3, after which ao neutrally the positive field will then repeat the block designations only within the Leisich. The loop generated along the pulsed conductor.
Außerhalb der Schleifen sind negative Felder vorhanden, die vom Leser wegweisen. Eine einwandige Domäne ist daher einem Feldgradienten unterworfen,Outside the loops there are negative fields that point away from the reader. A single-walled domain is therefore subject to a field gradient,
der Block ist selbstverständlich zwei Leitungen züge- 25 der eine Verschiebung dieser Domäne erzeugt, und ordnet und kann demgemäß auf zwei Wegen bezeich- ein positiver Impuls auf einem Übertragungsleiter net werden. Die nachfolgende Tabelle zeigt die wird dazu benutzt, einen solchen Gradienten zu erBezeichnungen für jeden Block in einer Gruppe von zeugen. Ein Impuls auf dem Leiter K2P3 verschiebt achtzehn Blöcken in der Spähe 1 der Fig. 2. Die Spe- dann entweder die gespeicherte Eins oder die gespeizifizierung der Bezeichnungen dieser beiden Schal- 30 cherte Null um einen Block zu den entsprechend betungen identifiziert eindeutig einen Block in dieser zeichneten Blöcken.the block is, of course, two lines that create a shift in this domain, and arranges and can accordingly designate a positive pulse on a transmission conductor in two ways be net. The table below shows the designations used to identify such a gradient for each block in a group of witnesses. A pulse on the conductor K2P3 shifts eighteen blocks in area 1 of FIG. 2. The memory then either the stored one or the saved the names of these two buttons zero by one block to the corresponding prayers uniquely identifies a block in these drawn blocks.
Gruppe von 18 Blöcken. In ähnlicher Weise verschiebt ein Impuls auf demGroup of 18 blocks. Similarly, an impulse shifts on the
Leiter K3P2 jede Binärziffer um einen Block nach rechts. Ein Impuls auf dem Leiter H1P3 verschiebt jedoch nur eine Domäne in einem Block H2P2 der Tabelle nach rechts, während ein Impuls auf dem Leiter HSP3 nur eine Domäne in einem Block HSPl nach rechts verschiebt. Die Übertragungsschaltung kann man als dafür ausgelegt betrachten, ein Übertragungsfeld in jeglichem ausgewählten Block in der beschriebenen Gruppe von 18 Blöcken zu erzeugen. Jede Gruppe von 18 Blöcken, die eine Bitspeicherstelle bilden, hat benachbart zu ihr entweder in der horizontalen oder vertikalen Richtung ähnlich eindeutig zugängliche Gruppen von 18 Blöcken, die weitere Bitspeicherstellen bilden. Jeder einzelne dieser Blöcke kann wie oben erläutert bezeichnet werden, wobei daran erinnert sei, daß die K-Leitungen von 1 bis 9 durchnumeriert sind und die Bezeichnung der Blöcke diese Leitungsbezeichnungen wiedergibt. Die Schicht kann deshalb so aufgefaßt werden, daß sie inHead K3P2 each binary digit one block to the right. However, a pulse on the conductor H1P3 shifts only one domain in a block H2P2 the table to the right, while a pulse moves on the lead HSP3 only one domain in a block HSPL right. The transmission circuit can be viewed as being designed to generate a transmission field in any selected block in the described group of 18 blocks. Each group of 18 blocks, which form a bit storage location, has adjacent to it, either in the horizontal or vertical direction, similar unambiguously accessible groups of 18 blocks which form further bit storage locations. Each of these blocks can be designated as explained above, it being recalled that the K lines are numbered from 1 to 9 and the designation of the blocks reflects these line designations. The layer can therefore be construed as being in
Kl P3// 6Pl
Kl P3
K2P3// 6P2
K2P3
K3P3// 6P3
K3P3
V\P2V \ P2
VlPlVlPl
K3P2 H5P3
K3P2
KlPl// 4Pl
KlPl
VlPlVlPl
V3P1V3P1
Kl P3// 3Pl
Kl P3
Vl P3 HiPl
Vl P3
V3P3V3P3
VlPlVlPl
VlPlVlPl
V 3 PlV 3 pl
VlPlVlPl
VlPlVlPl
V3P1V3P1
Gruppen von 18 Blöcken organisiert ist, wobei jede Gruppe eine Bitspeicherstelle umfaßt.Groups of 18 blocks are organized, each group comprising a bit storage location.
Eine Operationsgrundeinheit kann an Hand vorA basic surgical unit can be on hand
Hierdurch ist eine Gruppe eindeutiger Entsprechungen zwischen den verschiedenen gedachten Blökken einer Gruppe von 18 Blöcken (Fig. 2) und den 3ä Biispcicherstellen definiert werden. Beim hier be- H- und V-Übertragungsieiiern vorhanden, die diese schriebenen Systemaufbau werden normalerweise Blöcke koppeln. nicht alle Bitspeicherstellen zur Speicherung benutztAs a result, a group of unambiguous correspondences between the various imaginary blocks of a group of 18 blocks (FIG. 2) and the 3a buffers can be defined. When the H and V transmission is present here, the system structure described will normally couple blocks. not all bit storage locations used for storage
Eine solche Gruppe von 18 Blöcken definiert nun Es ist an dieser Stelle zweckmäßig anzunehmen, da£ eine Bitspeicherstelle, in der die Gegenwart und das die magnetische Schicht nach Fig. 1 zeilen- und spal-Fehlen einer Domäne den einen bzw. anderen Binär- 60 tenweise geordnete Bitspeicherstellen aufweist. IrSuch a group of 18 blocks is now defined. At this point it is appropriate to assume that £ a bit storage location in which the presence and the magnetic layer of FIG. 1 are missing lines and spaces a domain has one or the other bit storage locations arranged in binary 60. Ir
Fig. 2 sind die Spalten mit I, II, III, I, Π usw. füi benachbarte Bitspeicherstellen in einer Bitspeicherstellen-Zeile bezeichnet. Nur die Bitspeicherstellen ir den Spalten I werden als Gebiete zur dauernden In-Fig. 2 are the columns with I, II, III, I, Π etc. denotes for adjacent bit storage locations in a bit storage location line. Only the bit storage locations in columns I are used as areas for permanent in-
ser wegweisenden Richtung als die negative Richtung 65 formationsspeicherung verwendet. Die restlichen Bit annimmt, dann ist eine in Richtung auf den Leser zu Speicherstellenspalten sind für Operationen an den ii magnetisierte einwandige Domäne durch ein von ei- einer Spalte I gespeicherten Binärwerten reserviert nem Kreis umgebenes Pluszeichen symbolisiert. Eine Eine Operationsgrundeinheit für den beispielhafteiThis seminal direction is used as the negative direction 65 formation storage. The remaining bits assumes then one towards the reader to storage location columns are for operations on the ii magnetized single-walled domain reserved by one of a column I stored binary values a plus sign surrounded by a circle. A basic unit of operation for the exemplary egg
609620/98609620/98
wert darstellt. Wenn man mit einer magnetischen
Schicht beginnt, deren bevorzugte Magnetisierungsrichtung senkrecht zur Schicht steht, und wenn man
die magnetische Sättigung der Schicht in der vom Le-worth representing. If you have a magnetic
Layer begins whose preferred direction of magnetization is perpendicular to the layer, and if one
the magnetic saturation of the layer in the
Aufbau kann demgemäß definiert werden als eine Zeile dreier Gruppen von 18 Blöcken, je eine in jeder der Spalten I, II, IN, wie dieses in Fig. 2 dargestellt ist. Die repräsentativen //- und K-Leitungen der Fig. 2 können daher, als der Operalionsgrundcinheit entsprechend bezeichnet, aufgefaßt werden.Structure can accordingly be defined as one Row of three groups of 18 blocks, one in each of columns I, II, IN, as shown in FIG. The representative // and K lines of the Fig. 2 can therefore be understood as corresponding to the basic unit of operation.
Alle ähnlich bezeichneten Blöcke in Bitspeicherstellen längs einer gegebenen Zeile oder Spalte haben ähnliche hierin erzeugte Felder, wenn der bei diesen Blöcken an die magnetische Schicht angekoppelte Übertragungsleiler gepulst wird. Es sei bemerkt, daß in Fig. 2 die Bezeichnung für die Bitspeicherstellenspaltcn sich wiederholen, was bedeutet, daß sich die Operationsgrundeinheit längs einer jeden gegebenen Bitspeicherstellen-Zeile wiederholt. Die einer Operationsgrundeinheit zugeordneten vertikalen Leiter V sind in Fig. 2 mit 1 bis 9 durchnumeriert Längs einer jeden gegebenen Bitspeicherstellen-Zeile haben daher viele vertikale Leiter gleiche Bezeichnungen. Für den beispielhaften Betrieb wird angenommen, daß alle gleich bezeichneten vertikalen Leiter parallel gepulst werden. In ähnlicher Weise sind die einer Operationsgrundeinhett zugeordneten horizontalen Leiterungen mit I bis h durchnumeriert. Demgemäß haben längs einer jeden gegebenen Bitspeicherstellen-Spalte viele horizontale Leiter die gleichen Bezeichnungen. Für den beispielhaften Betrieb wird jedoch angenommen, daß gleich bezeichnete horizontale Leiter individuell gepulst werden.All similarly labeled blocks in bit storage locations along a given row or column have similar fields generated therein when the transmission conductor coupled to the magnetic layer in those blocks is pulsed. It should be noted that in Fig. 2 the designation for the bit storage location columns is repeated, which means that the basic unit of operation repeats along any given bit storage location line. The vertical conductors V associated with a basic operation unit are numbered 1 to 9 in FIG. 2. Thus, along any given line of bit storage locations, many vertical conductors have the same designations. For exemplary operation, it is assumed that all identically labeled vertical conductors are pulsed in parallel. Similarly, the horizontal lines associated with a basic operation unit are numbered I through h. Accordingly, along any given column of bit storage locations, many horizontal conductors have the same designations. For exemplary operation, however, it is assumed that like-labeled horizontal conductors are pulsed individually.
Die 18 Blöcke einer Bitspeicherstelle können als in zwei Zellen zu je 9 Blöcke unterteilt aufgefaßt werden, z. B. eine unterhalb und eine oberhalb einer Doppellinie in der Spalte I der Fig. 2. Die Gruppe von 9 Blöcken oberhalb der Doppellinie in jeder Bitspeicherstelle ist als Zelle Cl bezeichnet, und die Gruppe unterhalb der Doppellinie als C2. Die Zellen Cl und Cl bilden daher zusammen die in Fig. 2 mit BLW bezeichnete Bitspeicherstelle. Wenn eine Domäne (Fig. 2) in der Zelle Cl vorhanden ist, nicht aber in der Zeile C2, dann ist in der Bitspeicherstellc BLW eine binäre Eins gespeichert. Ist andererseits eine Domäne in der Zelle C2, nicht aber in der Zelle Cl vorhanden, so wird dieses als Speicherung einer Null betrachtet.The 18 blocks of a bit storage location can be understood as subdivided into two cells of 9 blocks each, e.g. B. one below and one above a double line in column I of FIG. 2. The group of 9 blocks above the double line in each bit storage location is designated as cell C1, and the group below the double line as C2. The cells Cl and Cl therefore together form the bit storage location designated BLW in FIG. 2. If a domain (FIG. 2) is present in cell C1 but not in row C2, then a binary one is stored in bit storage location BLW. If, on the other hand, a domain is present in cell C2, but not in cell C1, then this is regarded as a storage of a zero.
Die Zellen einer Bitspeicherstelle können in jeder von 2 Orientierungen angeordnet sein. Fig. 2 zeigt eine Zelle Cl und eine Zelle C2, die vertikal zueinander angeordnet sind. Eine solche Anordnung wird als Typ A bezeichnet. Die andere Anordnung, bei der die Zellen Cl und Cl horizontal nebeneinander liegen, ist in Fig. 3 daigestellt. Diese Anordnung wird als Typ B bezeichnet. Die Fig. 3 zeigt die Anordnung des Typs B in abstrahierter Form, wobei nur durch eine Doppellinie getrennte Zellen Cl und C2ohnr Blöcke und Übertragungsleiter dargestellt sind. Sowohl eine Eins als auch eine Null sind gezeigt, wie es die Anordnung sein würde, wenn benach barte Bitspeicherstellen die angegebene Information enthalten würde. Eine Drehung im Uhrzeigersinn um 90° jeder Darstellung in Fig. 3 läßt sehr einfach die Entsprechung zwischen dem Typ A und dem Typ B erkennen. Es wird noch Gelegenheit gegeben werden, das Informationsfonnat vom Typ A in den Typ B während der nachfolgend beschriebenen Betriebsweise zu ändern, und es vereinfacht das Ganze, in diesem Zusammenhang das Zwei-Zellen-Symbol als Dominostein aufzufassen.The cells of a bit storage location can be arranged in either of 2 orientations. Fig. 2 shows a cell C1 and a cell C2 which are arranged vertically to one another. Such an arrangement is called Type A. The other arrangement in which the cells Cl and Cl are horizontally adjacent to each other is daigestellt in Fig. 3. This arrangement is called Type B. 3 shows the arrangement of type B in an abstracted form, with only cells C1 and C2 separated by a double line being shown without blocks and transmission conductors. Both a one and a zero are shown as the arrangement would be if adjacent bit storage locations contained the indicated information. A clockwise rotation of 90 ° of each representation in FIG. 3 shows the correspondence between type A and type B very easily. There will still be an opportunity to change the information format from type A to type B during the operating mode described below, and it simplifies the whole thing to understand the two-cell symbol as a domino in this context.
Die verschiedenen Logikoperationen sollen nun an Hand des vorstehenden Systemaufbaues beschrieben werden. Hierbei ist der Umstand zu beachten, daß diesen Operationen vier grundsätzliche physikalische Schritte zugrunde liegen. Im einzelnen wird dabei eine Domäne verschoben, annulliert, d. h. ausgelöscht, und in zwei Domänen geteilt. Außerdem stoßen zwei Domänen einander ab, und zwar bei jeder versuchten Kollision hierzwischen. Diese Schritte werden während der Beschreibung der Logikoperationen noch im einzelnen erläutert werden.The various logic operations will now be described using the above system structure will. It is important to note that these operations have four fundamental physical properties Steps. In detail, a domain is moved, canceled, i.e. H. extinguished, and divided into two domains. Also, two domains repel each other, each time attempted Collision between them. These steps are explained in the individually explained.
Logik-Operationen
Duplizierung (Fig. 4 bis 7)Logic operations
Duplication (Figs. 4 to 7)
Zur Ausführung von Logikoperationen wird zunächst eine Duplizier-Operation benötigt, die zu einer Duplizierung der gespeicherten Information im Speicher führt. Fig. 4 zeigt zwei benachbarte Gruppen von 18 Blöcken, also zwei benachbarte Bitspeicherstellen. Sie sind in Spalten 1 bzw. II angeordnet und bezeichnet, wie dieses in Fig. 2 dargestellt ist. Jede Bitspei-In order to perform logic operations, a duplicate operation is first required, which results in a Duplication of information stored in memory results. Fig. 4 shows two adjacent groups of 18 blocks, i.e. two adjacent bit storage locations. They are arranged and labeled in columns 1 and II, as shown in FIG. Each bit memory
jo cherstelle enthält eine Zelle Cl und eine Zelle C2. Die Speicherung einer Null ist als ein leerer Kreis in Zelle Cl (fehlende Domäne) in Verbindung mit einem zugeordneten Kreis mit einem Pluszeichen in der Zelle C2 (vorhandene Domäne) der Spalte I darge-jo cherstelle contains a cell Cl and a cell C2. The storage of a zero is associated with an empty circle in cell Cl (missing domain) assigned circle with a plus sign in cell C2 (existing domain) of column I
J5 stellt. Die gezeigte Binärzifferdarstellung wird um eine Blockspalte nach rechts durch einen Impuls auf dem Leiter V3P1 verschoben, der ( + ) Ubertragungsfelder in den nur mit einem Pluszeichen versehenen Blöcken der Fig. 4 erzeugt. Hierauf anspre-J5 represents. The binary digit representation shown is shifted by one block column to the right by a pulse on the conductor V3P1 which generates (+) transmission fields in the blocks of FIG. 4 which are provided with only a plus sign. Respond to this
chend, verschiebt sich die Information in die Blöcke HlP3 und H5P3 (Fig. 5). Entsprechend der angenommenen Anordnung werden beim Pulsen auch Felder in anderen Blöcken erzeugt. Diese sind aber für die Beschreibung der verschiedenen Logikoperationen nicht erforderlich und brauchen deshalb nicht berücksichtigt zu werden. Als nächstes werden Impulse gleichzeitig den Leitern VlPl und V4P1 zugeführt, die die (+) Ü'oertragungsfelder wie in Fig. 5 dargestellt erzeugen. Unter dem Einfluß dieser Felder spaltet sich die jeweilige Domäne der Zifferndarstellung in jeweils zwei Domänen auf, die sich dann in die Positionen nach Fig. 6 bewegen. Es findet also eine Ziffernaufspaltung statt. Hierauf wird ein Impuls auf den Leiter VS Pl geführt, der die durch das Pluszeichen in Fig. 6 angegebenen Übertragungsfeider erzeugt. Fig. 7 zeigt die resultierende Anordnung der Binärziffern. Die ursprünglich nur in einer Bitspeicherstelle der Spa'te I vorhandene Binärziffer erscheint nunmehr auch in einer zugeordneten Bitspeicherstellc der Spalte 2, ist also dupliziert.Accordingly, the information moves into blocks HIP3 and H5P3 (FIG. 5). According to the assumed arrangement, fields are also generated in other blocks when pulsing. However, these are not required for the description of the various logic operations and therefore do not need to be taken into account. Next, pulses are applied simultaneously to conductors VIP1 and V4P1 , which generate the (+) transmission fields as shown in FIG. Under the influence of these fields, the respective domain of the numerical representation splits into two domains each, which then move into the positions according to FIG. So there is a split of digits. A pulse is then passed to the conductor VS Pl , which generates the transmission fields indicated by the plus sign in FIG. Fig. 7 shows the resulting arrangement of the binary digits. The binary digit originally only present in one bit storage location in column I now also appears in an assigned bit storage location in column 2, and is therefore duplicated.
Man sieht, daß die Duplizier-Operation auf Übertragungsfelder hin ausgeführt wird, die gleichzeitig in Blöcken auf jeder Seite einer Binärziffer erzeugt werden. Die Operation ist grundsätzlich diejenige einerIt can be seen that the duplicate operation is performed on transfer fields that are concurrently in Blocks are generated on either side of a binary digit. The operation is basically that of one
Informationsverschiebung. Wird aber auf beiden Seiten einer Binärziffer ein Feld unter dem gleichen Vorzeichen zur Informationsverschiebung erzeugt, so unterliegt, hierauf ansprechend, die Binäfzififer einer Einschnürung. Es sei daran erinnert, daß eine Binär-Information shift. But if there is a field with the same sign on both sides of a binary digit generated for information shifting, the binary cipher is subject to a Constriction. It should be remembered that a binary
6„ ziffer durch eine in einer ersten Position vorhandene und in einer zweiten Position fehlende Domäne dargestellt ist. Zur Vereinfachung der Erläuterung soll die Absprache getroff en werden, daß eine jede Binärziffer aus zwei Ziffern-Elementen aufgebaut ist, von6 "digit by an existing in a first position and a missing domain is shown in a second position. To simplify the explanation, an agreement must be made that every binary digit is made up of two digit elements, by
denen das eine eine vorhandene Domäne ist und das andere eine fehlende Domäne. Die Einschnürung erfordert dann, daß sich jedes Ziffern-Element aufteilt. Dieses ist für eine fehlende Domäne selbstverständ-where one is an existing domain and the other is a missing domain. The constriction requires then that each digit element is split up. This is a matter of course for a missing domain.
lieh kein Problem. Von einer vorhandenen Domäne wird jedoch angenommen, daß sie ihre Form während des Aufteilungsprozesses zunächst in ein Oval ändert und dann in eine Hantel-Form, bevor sich die Domäne wegen des um jedes positive Übertragungsfeld herum erzeugten negativen Feldes aufteilt. Unter gewissen Umständen kann ein zusätzliches negatives Feld am eingeschnürten Teil der Mantel erzeugt werden, um dieTeilung zu fördern. Jedoch sind solche zusätzlichen negativen Felder weitgehend unnötig. Das Verständnis der Natur des Teilungsprozesses einer Domäne ist jedoch für das Verständnis der vorliegenden Erfindung nicht wesentlich. Es genügt zu sagen, daß die Aufteilung einer Domäne auf die Erzeugung von Übertragungsfeldern beiderseitig der Domäne hin beobachtet wird. Typischerweise sind die Felder zum Bewerkstelligen einer solchen Teilung größer als ein gewöhnliches Übertragungsfeld, das in der Größenordnung einiger weniger Oersted für die meisten geeigneten magnetischen Materialien liegt, wie dieses nachstehend noch erläutert wnrd.borrowed no problem. From an existing domain however, it is believed that it initially changes shape to an oval during the partitioning process and then in a dumbbell shape before the domain because of the around each positive transmission field generated negative field. Under certain circumstances, an additional negative field on the necked part of the jacket to promote the division. However, such are additional negative fields largely unnecessary. Understanding the nature of the process of dividing a domain is however, not essential to an understanding of the present invention. Suffice it to say that the Division of a domain observed for the generation of transmission fields on both sides of the domain will. Typically the fields to accomplish such a division are larger than one ordinary transmission field that is of the order of a few oersteds for most suitable magnetic materials, as will be explained below.
Invertierung (Fig. 8 bis 13)Inversion (Fig. 8 to 13)
Die Invertierungs-Operation führt zu der Umkehr einer Binärziffer. Wenn beispielsweise eine binäre Eins durch eine Domäne in einem Block HSP2 und durch das Fehlen einer Domäne in einem Block H2P2 einer Bitspeicherstelle dargestellt ist (siehe Fig. 8), so führt die Invertierungs-Operation zu einer Domäne im Block H2P2 und zu einer fehlenden Domäne im Block H5P2 (siehe Fig. 13).The inversion operation reverses a binary digit. If, for example, a binary one is represented by a domain in a block HSP2 and by the lack of a domain in a block H2P2 of a bit storage location (see FIG. 8), the inversion operation leads to a domain in block H2P2 and to a missing domain in block H5P2 (see Fig. 13).
Die Operation wird ausgeführt durch Erzeugen einer Impulsfolge, die die Domänen (und auch das Fehlen derselben) von einer Position in die nächste überträgt. Dieses kann auf zahlreichen Wegen ausgeführt werden Beispielsweise verschiebt die Impulsfolge H2P3, V3P3, V3P\. K3/'2und //5 P2 eine Domäne (oder das Fehlen derselben) vom Block V2P2 (oder H2P2) in den Block H5P2. Das Impulsprogramm HSPi, ViPl, VXPi, V\P2 und «2P2 verschiebt gleichlaufend eine Domäne (oder das Fehlen derselben) vom Block H5P2 in den Block H2P2. The operation is carried out by generating a pulse train that carries the domains (and also their lack of them) from one position to the next. This can be done in a number of ways. For example, the pulse train shifts H2P3, V3P3, V3P \. K3 / '2and // 5 P2 a domain (or lack thereof) from block V2P2 (or H2P2) to block H5P2. The pulse program HSPi, ViPl, VXPi, V \ P2 and «2P2 simultaneously shifts a domain (or the lack thereof) from block H5P2 to block H2P2.
Die Fig. 8 bis 13 zeigen die aufeinanderfolgenden Ergebnisse der einzelnen Schritte der Invertierungs-Operation. Jede Figur enthält Pluszeichen, die die Felder zum Bewirken der nächstfolgenden Verschiebung darstellen. Ein Vergleich zwischen den Fig. 8 und 13 zeigt, daß eine Inversion tatsachlich erzeugt worden ist.Figs. 8 to 13 show the sequential ones Results of the individual steps of the inversion operation. Each figure contains plus signs that represent the Show fields for effecting the next shift. A comparison between FIGS. 8 and Figure 13 shows that an inversion has actually been created.
UND-Operation zwischen zwei BinärziffernAND operation between two binary digits
Es sei wiederholt, daß jede Binärziffer durch ein erstes Ziffern-Element in der Zelle Cl und durch ein zweites Ziffern-Element in der Zelle Cl dargestellt wird. Entsprechende Zellen Cl in zwei benachbarten Binärziffern schließen die Gegenwart oder das Fehlen einer Domäne ein, und jene Binärziffern-Elemente befinden sich in Blöcken HSP2 (siehe Fig. 2), die durch zwei zwischenliegende Blöcke voneinander getrennt sind. In ähnlicher Weise schließt jede der Zellen C2 benachbarter Bitspeicherstellen ein solches Ziffernelement in einem Block H2P2 ein, und jene Blöcke sind ebenfalls um zwei Blöcke voneinander im Abstand. Der Einfachheit halber sei vereinbart, daß, wenn beide Elemente einer Binärziffer gemeint sind, sie als »Positionen« einnehmend oder in dieselben geschoben, beschrieben werden. Ist nur ein einziges Ziffernelement gemeint, so wird die Bloclcbe-Zeichnung benutzt.It should be repeated that each binary digit is represented by a first digit element in cell C1 and by a second digit element in cell C1 . Corresponding cells C1 in two adjacent binary digits include the presence or absence of a domain, and those binary digit elements are located in blocks HSP2 (see FIG. 2) which are separated from one another by two intermediate blocks. Similarly, each of the cells C2 of adjacent bit storage locations includes such a digit element in a block H2P2 , and those blocks are also spaced two blocks apart. For the sake of simplicity, it should be agreed that when both elements of a binary digit are meant, they are described as either taking up "positions" or being pushed into the same. If only a single digit element is meant, the block drawing is used.
Die UND-Operation zwischen zwei Binärziffern umfaßt das anfängliche Schieben dieser Ziffern in zwei Positionen, die durch eine Zwischenposition getrennt sind. Die Ziffern-Elemente in benachbarten, gleich bezeichneten Zellen werden demgemäß um einen Block zusammengeschoben. Die Operation umfaßt cine Impulsfolge in den beiden Positionen sowie in Zwischenpositionen. Die ersten und zweiten Positionen sind speziell als Positionen definiert, die von ersten und zweiten Binärziffern beispielsweise in Form des Typs A (siehe Fig. 2), welche um eine Blockspalte voneinander getrennt sind, eingenommen werden. Die Zwischenposition bezieht sich kollektiv auf die beiden Blöcke der mittleren Blockspalte, die die Elemente der beiden Binärziffern trennt.The AND operation between two binary digits involves the initial shifting of those digits into two Positions separated by an intermediate position. The digit elements in neighboring, equal designated cells are accordingly pushed together by one block. The operation includes cine pulse train in the two positions as well as in intermediate positions. The first and second positions are specifically defined as positions formed by first and second binary digits, for example of type A (see FIG. 2), which are separated from one another by a block column, can be taken. The intermediate position refers collectively to the two blocks of the middle block column that contain the elements separates the two binary digits.
Die Operation zwischen den Ziffern-Elementen in benachbarten Zellen Cl ist von der Operation an den Ziffern-Elementen in benachbarten Zellen C2 verschieden. Für benachbarte Zellen Cl wird ein Übertragungsfeld erzeugt, um Domänen (oder das Fehlen derselben) in den Zwischenblock zu schieben. Wenn zwei Domänen vorhanden sind, verschiebt sich nur eine in den Zwischenblock unter Ausschluß der anderen, und zwar wegen der gegenseitigen Abstoßung zwischen zwei benachbarten Domänen. Als nächstes wird im Zwischenblock ein Feld eines Vorzeichens erzeugt, um jegliche hier vorhandene Domäne auszulöschen. Nachfolgend wird ein weiteres Übertragungsfeld im Zwischenblock erzeugt, um in diesem die in den benachbarten Blöcken der ersten oder zweiten Stellungen verbliebene Domäne zu verschieben. Es ist klar, daß eine Domäne den Zwischenblock dann und nur dann einnimmt, wenn eine Domäne in jeder der benachbarten Zellen Cl vorhanden war, und deshalb als das Ergebnis einer UND-Operation zwischen benachbarten Zellen aufgefaßt werden kann.The operation between the digit elements in adjacent cells C1 is dependent on the operation on the Digit elements in neighboring cells C2 are different. A transmission field is used for neighboring cells C1 generated to push domains (or lack thereof) into the intermediate block. When two domains are present, only one moves into the intermediate block excluding the other, because of the mutual repulsion between two neighboring domains. Next a field of a sign is created in the intermediate block in order to delete any domain that is present here. A further transmission field is then generated in the intermediate block in order to transfer the in to move any domain remaining to the adjacent blocks of the first or second position. It it is clear that a domain occupies the intermediate block if and only if there is a domain in each of the neighboring cells Cl was present and therefore as the result of an AND operation between neighboring cells can be perceived.
Die UND-Operation zwischen den Binärdarziffern selbst ist jedoch noch nicht vollständig; denn es muli auch auf die Domänen (und das Fehlen derselben) in den Zellen C2 jener Ziffern eingewirkt werden. Ein Übertragungsfeld wird im entsprechenden Block der Zwischenposition zu diesem Zweck erzeugt, und wiederum bewegt sich nur eine Domäne (wenn vorhanden), hierauf ansprechend, in die Zwischenposition. In diesem Falle werden jedoch Felder eines Vorzeichens (negativ) zur Domänen-Auslöschung in den benachbarten Blöcken der ersten und zweiten Positionen statt im Zwischenblock erzeugt. War eine Domäne ursprünglich in einem der zugeordneten Blöcke der ersten oder zweiten Positionen, so besetzt eine Domäne den Zwischenblock am Ende der Impulsfolge. Insoweit eine Domäne den Zwischenblock einnimmt, wenn zumindest einer der zugeordneten Blöcke der ersten und zweiten Position anfänglich von einer Domäne besetzt war, kann die Operation als eine ODER-Operation zwischen zwei benachbarten Zellen C2 aufgefaßt werden. Die UND-Operation zwischen zwei benachbarten Binärziffern kann dannHowever, the AND operation between the binary digits themselves is not yet complete; because it muli the domains (and their lack thereof) in cells C2 of those digits can also be acted upon. A transmission field is generated in the corresponding block of the intermediate position for this purpose, and in turn, only one domain (if any) moves in response to this, into the intermediate position. In this case, however, fields of a sign (negative) are used for domain cancellation in the adjacent blocks of the first and second positions instead of in the intermediate block. Was a domain originally in one of the assigned blocks of the first or second positions, one is occupied Domain the intermediate block at the end of the pulse train. Insofar as a domain occupies the intermediate block, when at least one of the associated blocks of the first and second positions is initially from a domain was occupied, the operation can be considered an OR operation between two neighboring ones Cells C2 are perceived. The AND operation between two adjacent binary digits can then
60. als eine UND-Operation zwischen den Zellen Cl dieser Ziffern in Verbindung mit einer ODER-Operation zwischen den zugehörigen Zellen Cl der Ziffern aufgefaßt werden.60. be understood as an AND operation between the cells C1 of these digits in conjunction with an OR operation between the associated cells C1 of the digits.
a) UND-Operation zwischen zwei Zellen
(Fig. 14 bis 18)a) AND operation between two cells
(Figs. 14 to 18)
Es sei nun die UND-Operation zwischen zwei Zellen an Hand eines speziellen Beispiels beschrieben.The AND operation between two cells will now be described using a specific example.
nenanordnung in den Bitspeicherstellen der Spalte I und II entspricht einer Null für die Spalte I und einer Eins für die Spalteil (Fig. 19).Nine arrangement in the bit storage locations of columns I and II corresponds to a zero for column I and one One for the gap part (Fig. 19).
Die Operation beginnt anfänglich in der gleichen Weise wie die UND-Operation zwischen zwei Zellen, und tatsächlich kann die gleiche Gruppe vertikaler Leiter bis zu der der Fig. 16 für diese UND-Operation entsprechenden Phase verwendet werden. Dieses ergibt sich aus einem Vergleich der Fig. 14und 19sowieThe operation starts initially in the same way as the AND operation between two cells, and in fact the same set of vertical conductors up to that of Figure 16 can be used for this AND operation appropriate phase. This can be seen from a comparison of Figures 14 and 19 and also
ίο der Fig. 15 und 20. Ein Vergleich zwischen den Fig. 16 und 21 zeigt, daß eine Domäne den Zwischenblock in jedem Fah besetzt. Es ist bei der ODER-Operation zwischen zwei Zellen ersichtlich, daß eine Domäne im Zwischenblock vorhanden ist, wenn eine Domäne entweder in der Spalte I oder in der Spalte II anfänglich vorhanden war.15 and 20. A comparison between the Figures 16 and 21 show that a domain is the intermediate block occupied in every Fah. It can be seen in the OR operation between two cells, that a domain is present in the intermediate block if a domain is either in column I or in column II was initially present.
Der Auslöschungsschritt ist jedoch für diese ODER-Operation unterschiedlich. Wie in Fig. 21 dargestellt, werden Auslöschungsfelder nicht im Zwi-However, the wiping step is different for this OR operation. As in Fig. 21 are shown, erasure fields are not
' ίο schenblock erzeugt, wie dies für die UND-Operation zwischen zwei Zellen der Fall ist, sondern in den zugeordneten Blöcken benachbarter Zellen Cl in den Spalten I und II. Der Zweck ist, nach dem Anlegen der durch die Minuszeichen in Fig. 21 dargestellten Felder eine und nur eine Domäne im Zwischenblock übrig zu lassen, wenn eine Domäne in einer der beiden Zellen C2oder in beiden Zellen anfänglich vorhanden waren. Fig. 22 stellt die Verschiebung dieser Domäne in den Mittelblock der Zelle Cl in Spalte II dar, die die normale Position für eine Speicherung in Spalte Il ist.'ίο' s block is generated, as is the case for the AND operation between two cells, but in the assigned blocks of adjacent cells C1 in columns I and II Leaving fields one and only one domain in the intermediate block if a domain was initially present in one of the two cells C2 or in both cells. Figure 22 illustrates the shift of this domain into the center block of cell C1 in column II, which is the normal position for storage in column II.
Die nachfolgende Tabelle II ist in der Sprache dei logischen Operation allgemein bekannt:Table II below is well known in the language of logical operations:
Hiernach - siehe Fig. 14 - ist eine Domäne in den Zellen Cl der Spalten I und II gespeichert. Diese UND-Operation, die in den Fig. 14bis 18 dargestellt ist, kann kurz wie folgt beschrieben werden: Vertikale Leiter VAPl identifizieren die ausgewählte Blockrpalte, die einen Zwischenblock enthält, in welcher das schließliche Element gespeichert wird. Das Resultat ist, daß eine Domäne in diesem Zwischenblock nur dann belassen wird, wenn anfänglich Domänen in beiden Zellen Cl in den Spalten I und II vorhanden waren (Fig. 14).After this - see FIG. 14 - a domain is stored in cells C1 of columns I and II. This AND operation, illustrated in Figures 14-18, can be briefly described as follows: Vertical conductors VAPI identify the selected block column which contains an intermediate block in which the eventual element is stored. The result is that a domain is only left in this intermediate block if domains were initially present in both cells C1 in columns I and II (FIG. 14).
Die Impulsfolge für die UND-Operation zwischen zwei Zellen umfaßt verschiedene Schritte, in der Hauptsache die Auslöschung einer Domäne und die Plazierung der verbleibenden in der Zwischenspalte. Wie aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich ist, ist es unwesentlich, welche Domäne ausgelöscht wird. Nach Fig. 15, die ein spezielles Detail zeigt, wird ein Impuls dem Leiter VAPl so zugeführt, daß ein anziehendes Feld am Block VAPl erzeugt wird, wie dieses in der Figur dargestellt ist. Nur eine der beiden Domänen bewegt sich in den Zwischenblock, die andere wird hiervon ausgeschlossen, und zwar wegen der während einer versuchten Kollision zwischen benachbarten Domänen vorhandenen Abstoßungskräfte.The pulse train for the AND operation between two cells comprises several steps, the main being the erasure of one domain and the placement of the remaining ones in the intermediate column. As can be seen from the description below, it does not matter which domain is deleted. According to FIG. 15, which shows a specific detail, a pulse is applied to the conductor VAP1 in such a way that an attractive field is generated at the block VAP1 , as shown in the figure. Only one of the two domains moves into the intermediate block, the other is excluded from it because of the repulsive forces that exist between adjacent domains during an attempted collision.
Es ist denkbar, daß speziell symmetrische Stellungen zu einer Situation eines instabilen Gleichgewichts führen würde, in der keine der Domänen voll in den Zwischenblock eintreten würde, sondern beide jeweils nur zum Teil. Dieses instabile Gleichgewicht wurde aber als nicht von praktischer Bedeutung befunden und wurde auch nie tatsächlich beobachtet:. Die Möglichkeit eines solchen Gleichgewichtes kann trotzdem aber vermieden werden durch leichtes Ändern der Symmetrie der Übertragungsleitergeometrie, beispielsweise dadurch, daß die Treibstromschleifen nicht genau kreisförmig ausgebildet werden.It is conceivable that specially symmetrical positions lead to a situation of unstable equilibrium in which neither of the domains would fully enter the intermediate block, but rather both only partially. However, this unstable equilibrium has not been found to be of practical importance and was never actually observed: The possibility of such an equilibrium can nevertheless but avoided by slightly changing the symmetry of the transmission conductor geometry, for example in that the driving current loops are not made exactly circular.
Das Ergebnis, nach welchem sich die Domäne der Spalte I in den Zwischenblock bewegt hat, ist in Fig. 16 dargestellt. Diese Domäne wird durch Erzeugen eines negativen Feldes im Zwischenblock über einen Impuls auf dem Leiter VAPl ausgelöscht. Dieses Feld ist durch das Minuszeichen in Fig. 16 dargestellt. Es ist ersichtlich, daß, wenn anfänglich sich die Domäne der Spalte II in Fig. 15 in den Zwischenblock bewegt hätte, diese nun ausgelöscht wäre.The result after which the domain of column I has moved into the intermediate block is shown in FIG. This domain is extinguished by generating a negative field in the intermediate block via a pulse on the conductor VAP1. This field is represented by the minus sign in FIG. It can be seen that if the domain of column II in Figure 15 had initially moved into the intermediate block, it would now have been erased.
Ein (positiver) Übertragungsimpuls wird als nächstes dem Leiter VA Plzugeführt (Fig. 17), so daß die verbleibende Domäne in den Block VA Pl überführt wird (Fig. 18).A (positive) transmission pulse is next fed to the conductor VA Pl (FIG. 17), so that the remaining domain is transferred to the block VA Pl (FIG. 18).
Aus dem vorstehenden ist ersichtlich, daß eine Domäne im Zwischenblock dann und nur dann erscheint, wenn ursprünglich Domänen in jeweils den Zellen Cl bei der Spalte I und II vorhanden waren. Wenn nvir eine Domäne vorhanden war, würde sie durch die in Verbindung mit Fig. 16 und 17 beschriebene Operation ausgelöscht, so daß keine Domäne in der Endstellung vorhanden sein würde.From the above it can be seen that a domain appears in the intermediate block if and only then when domains were originally present in each of the cells C1 in columns I and II. When nvir a domain was present it would be resolved by the operation described in connection with Figs extinguished so that there would be no domain in the terminal position.
b) ODER-Operation zwischen zwei Zellen (Fig. 19 bis 22)b) OR operation between two cells (Fig. 19 to 22)
Die ODER-Operation zwischen zwei 21ellen arbeitet so, daß eine Domäne im Zwischenblock übrigbliebe, wenn eine Domäne in der einen oder anderen Aus der Tabelle ist ersichtlich, daß die ODER Zelle vorhanden wäre. Dieses ist in den Fig. 19 bis Ss Operation zwischen zwei Binär-Ziffern dahingehen 22 für einen speziellen Fall erläutert, in welchem eine wirksam ist, eine binäre Eins dann zu erzeugen, wen Domäne in der Zelle Cl der Spalte I vorhanden ist wenigstens eine Eins ansteht. Eine solche Operatio und in der Zelle Cl der Spalte II fehlt. Diese Domä- wird zwischen benachbarten Binär-Ziffern realisieiThe OR operation between two cells works in such a way that a domain would be left in the intermediate block if there was a domain in one or the other. The table shows that the OR cell was present. This is explained in FIGS. 19 to 5, the operation between two binary digits 22 for a special case in which one is effective to generate a binary one when there is at least one one domain in cell C1 of column I pending. Such an operation is absent in cell C1 in column II. This domain is realized between neighboring binary digits
UNDAND
Eingang II
0Entrance II
0
Eingang 1Entrance 1
0 10 1
0 00 0
Aus der Tabelle ist ersichtlich, daß die UND-Operation zwischen zwei Ziffern dahingehend wirksam ist eine binäre Eins nur dann zu erzeugen, wenn zwe Einsen anstehen. Aus den Fig. 2 und 3 ist ersichtlich daß die wie beschrieben verarbeitete Information zi Resultaten führt, die mit der Tabelle übereinstimmen wenn also eine UND-Operation zwischen benachbar ten Zellen Cl ausgeführt wird, und eine ODER-Ope ration zwischen benachbarten Zellen Cl. The table shows that the AND operation between two digits is effective to generate a binary one only when there are two ones. From FIGS. 2 and 3 it can be seen that the information processed as described leads to results which match the table when an AND operation is carried out between neighboring cells C1, and an OR operation between neighboring cells C1 .
ODER-Operation zwischen zwei Binär-ZiffernOR operation between two binary digits
Die nachfolgende Tabelle III ist gleichfalls in de Sprache logischer Operationen ohne weiteres
ständlich:Table III below is also readily available in the language of logical operations
of course:
ODEROR
Eingang II
0Entrance II
0
Eingang IEntrance I.
0 10 1
/IO/ IO
durch Ausführen einer ODER-Operation zwischen den benachbarten Zellen Cl dieser Ziffern und einer UND-Operation zwischen den zugehörigen Zellen Cl. Man sieht, daß die Operation die Umkehrung der UND-Operation ist, wie dieses auch aus einem Vergleich der Tabellen Il und III hervorgeht.by performing an OR operation between the adjacent cells Cl of these digits and an AND operation between the associated cells Cl. It can be seen that the operation is the reverse of the AND operation, as can also be seen from a comparison of Tables II and III.
Beim Ausführen der verschiedenen Logik-Operationen ist es notwendig, gewisse Felder in den verschiedenen Blöcken der Fig. 2 zu erzeugen. Ein jedes solches Feld kann durch einen Impuls auf einem Leiter H oder V erzeugt werden. Der zum Pulsen bei einer bestimmten Operation ausgewählte spezielle Leiter ist durch die Wirkung eines diesem Leiter zugeführten Impulses auf die anderen Bitspeicherstellen längs dieses Leiters bestimmt. Eine richtige Auswahl der Leiter ermöglicht eine gewisse Wirtschaftlichkeit, weil, wenn beispielsweise eine UND-Operation zwischen zwei Ziffern ausgeführt wird, sowohl eine UND-als auch eine ODER-Operation zwischen zwei Zellen gleichzeitig ausgeführt werden können, da sie - ausgenommender Auslöschschritte bei diesen Operationen - gleiche Impulse erfordern. Brauchbare Schaltungen sind demgemäß so angeordnet, daß gleiche Operationen längs eines Koordinatenleiters der Wirtschaftlichkeit halber ausgeführt werden, sowie Auslöschoperationen längs der anderen Koordinatenleiter, um nur gleich bezeichnete Zellen verschiedener Bitspeicherstellen entsprechend zu beeinflussen.In performing the various logic operations, it is necessary to generate certain fields in the various blocks of FIG. Any such field can be generated by a pulse on a conductor H or V. The particular conductor selected to be pulsed in a particular operation is determined by the action of a pulse applied to that conductor on the other bit storage locations along that conductor. Correct selection of the conductors allows for a certain economy because, for example, when an AND operation is carried out between two digits, both an AND and an OR operation between two cells can be carried out at the same time, since they - except for erasure steps in these operations - require the same impulses. Useful circuits are accordingly arranged in such a way that the same operations are carried out along one coordinate conductor for the sake of economy, as well as erasure operations along the other coordinate conductor in order to influence only identically designated cells of different bit storage locations accordingly.
Im vorstehenden ist der grundsätzliche Aufbau einer erfindungsgemäßen Anordnung erläutert worden, ebenso eine Reihe möglicher Logik-Operationen, die mit dieser Anordnung ausgeführt werden können. Es kann daher nun eine beispielhafte Inhaltsadressierung erläutert werden, die einige der erwähnten Logik-Operationen umfaßt.The basic structure of an arrangement according to the invention has been explained above, as well as a number of possible logic operations that can be performed with this arrangement. It an exemplary content addressing that includes some of the mentioned logic operations can therefore now be explained includes.
Wie man noch sieht, wird diese Inhaltsadressierung vertraute Funktionen umfassen. Zunächst wird eine Duplikat-Darstellung für jedes Wort im Speicher erzeugt. Als zweites wird auf dieses Duplikat eingewirkt, und zwar entsprechend dem zugeführten Vergleichszeichen, als »Eingangs-Tag« bezeichnet, zum Erzeugen von Übereinstimmungs- und Nichtübereinstimmungs-Indikationen. Drittens werden alle Übereinstimmungsindikationen und zugeordnete gespeicherte Wörter verfügbar gemacht. Alle Operationen werden lediglich durch Erzeugen von Feldern in ausgewählten Blöcken verschiedener Bitspeicherstellen ausgeführt, wobei diese Felder zur Verschiebung der Domänen von Block zu Block oder zum Auslöschen von Domänen in ausgewählten Blöcken dienen.As will be seen, this content addressing will include familiar functions. First, a Duplicate representation is created for each word in memory. Second, this duplicate is acted upon, in accordance with the supplied comparison character, referred to as "input tag", for generation of compliance and non-compliance indications. Third, all match indications and associated stored words made available. All operations are selected simply by creating fields in Blocks of different bit storage locations executed, with these fields for shifting the domains serve from block to block or to erase domains in selected blocks.
Diese allgemeinen Funktionen können in konsekutive Logik-Operationen umgesetzt werden, es ergibt sich daher die folgende beispielhafte Operation:These general functions can be converted into consecutive logic operations, it gives The following exemplary operation is therefore:
1. Die Duplizierung aller Wörter im Speicher wird selbstverständlich durch die Duplizierungsoperation ausgeführt. Da jeweils alle Bits aller gespeicherten Wörter zu duplizieren sind, werden die vertikalen Leiter V für diese Operation benutzt. Da nur die Bitspeicherstellen in den Spalten I zur Speicherung dienen, liefert die Duplizierungsoperation die Duplikatwörter in der zugeordneten Spalte H.1. The duplication of all the words in the memory is of course carried out by the duplication operation. Since all bits of all stored words have to be duplicated, the vertical conductors V are used for this operation. Since only the bit storage locations in columns I are used for storage, the duplication operation returns the duplicate words in the assigned column H.
2. Zur Erzeugung der Übereinstimmungs- und Nichtübereinstimmungs-Information werden die
Duplikatwörter beispielsweise in einen getrennten Teil des Speichers verschoben, wo die hierauf
einwirkenden Operationen nicht die gespeicherte Information stören. Zu diesem Zweck
werden l^-Leiter verwendet, um die Information
längs den Spalten II in einen gesonderten Logik-Teil zu übertragen. Es ist ersichtlich, daß H-Leiter
dazu verwendet werden können, auf Information in Spalten II im Logik-Teil des Speichers einzuwirken, ohne daß die zugeordnete
Information in den Spalten I des ursprünglichen Speicherteils zerstört werden.
Sodann wird eine Invertier-Operation an der Information in Spalten II im Logik-Teil mit Hilfe
von Impulsen auf W-Leitern ausgeführt.
Es sollte beachtet werden, daß die Invertierungsoperation auf ein äußeres Signal hin erfolgt. Das
Signal ist in diesem Falle dasjenige Eingangs-Tag, welches die erste Gruppe binärer Ziffern
bestimmt, für die ein Vergleich gewünscht wird. Es sollte sich verstehen, daß diese Ziffern jede
beliebige Gruppe von Ziffern in einem Wort sein können. Dieses Eingangssignal wählt die richtigen
W-Leiter im Logik-Teil aus. Ansprechend auf dieses Signal, wird der Inhalt jeder der ausgewäiilten
Bitspeicherstellen in jedem Wort in eine zugeordnete Spalte IN geschoben, wo er der einfachen
Programmierung halber invertiert wird. Die Programmierung für die Invertierungs-Operation
braucht nicht entsprechendem Eingangs-Tag eingestellt zu werden, da es sich um eine gegenüber den Eingangs-Tags invariante
Operation handelt. Nachdem die Invertierungsoperation vervollständigt ist, wird jedes invertierte
Bit zurück in die zugeordnete Spalte II mit Hilfe von Impulsen auf Η-Lettern zurücktransportiert.
2. To generate the match and mismatch information, the duplicate words are moved, for example, to a separate part of the memory where the operations acting on them do not disturb the stored information. For this purpose, 1 ^ conductors are used to transmit the information along the columns II in a separate logic part. It can be seen that H- conductors can be used to act on information in columns II in the logic part of the memory without destroying the associated information in columns I of the original memory part.
An inverting operation is then carried out on the information in column II in the logic part with the aid of pulses on W conductors.
It should be noted that the inversion operation is performed in response to an external signal. In this case, the signal is the input tag that determines the first group of binary digits for which a comparison is desired. It should be understood that these digits can be any group of digits in a word. This input signal selects the correct W conductor in the logic part. In response to this signal, the content of each of the selected bit storage locations in each word is shifted into an assigned column IN, where it is inverted for the sake of simple programming. The programming for the inversion operation does not need to be set to the corresponding input tag, as this is an operation that is invariant to the input tags. After the inversion operation has been completed, each inverted bit is transported back into the assigned column II with the aid of pulses on Η letters.
Jede Spalte II im Logik-Teil enthält an dieser Stelle der Operation ein binäres Wort. Jedoch
nur jene Wörter, die ein Vergleichs-Tag aufweisen, das mit dem Eingangs-Tag übereinstimmt,
enthalten alle binäre Einsen. Die Bits in Spalte II werden vom Typ A in den Typ B gedreht, um
UND-Operationen zwischen benachbarten Zellen in Spalten II sowie zwischen benachbarten
Zellen in Spalten III durchzuführen. Aufeinanderfolgende derartige UND-Operationen liefern
eine die Übereinstimmung anzeigende Domäne in einer Spalte H nur dann, wenn jede Zelle in
der entsprechenden Spalte eine Domäne aufweist. Eine Übereinstimmung wird durch ein nur
Einsen enthaltendes Wort angezeigt. Wenn solche Wörter in die Typ-B-Form gedreht werden,
enthält die Spalte III keine Domänen.
3. Für jede Übereinstimmung zwischen dem Vergleichs-Tag eines gespeicherten Wortes und dem
Eingangs-Tag ist eine einzige Domäne in der zugeordneten Spalte II des Logik-Teils in der Zelle
Cl beispielsweise der ersten Bitspeicherstelle vorhanden. Aufeinanderfolgende Duplizierungs-Operationen
werden dann über //-Leiter ausgeführt, um Domänen in jeder Zelle der
Spalte II zu erzeugen, die dem Vergleichs-Tag zugeordnet sind. Natürlich wechselt jede Duplizierungs-Operation
mit geeigneten Übertragungsfeldern ab (oder läuft gleichzeitig hiermit ab), um die als letzte duplizierte Domäne richtig
zu positionieren. Wenn alle Zellen auf diese Weise besetzt sind, werden die Domänengruppen
der Spalten II in die zugeordneten Spalten III übertragen. Es ist wesentlich, zu beachten,
daß jede Zelle im Logikteil der Spalten III nunEach column II in the logic part contains a binary word at this point in the operation. However, only those words that have a comparison tag that matches the input tag all contain binary ones. The bits in column II are rotated from type A to type B to perform AND operations between adjacent cells in column II and between adjacent cells in column III. Successive AND operations of this kind provide a domain indicative of the match in a column H only if each cell in the corresponding column has a domain. A match is indicated by a word containing all ones. When such words are rotated into Type B form, column III does not contain domains.
3. For each match between the comparison tag of a stored word and the input tag, a single domain is present in the assigned column II of the logic part in the cell C1, for example the first bit storage location. Successive duplication operations are then performed over the // ladder to create domains in each cell of column II that are associated with the comparison tag. Of course, each duplication operation alternates (or concurrently) with appropriate transfer fields in order to correctly position the last duplicated domain. When all cells are occupied in this way, the domain groups of columns II are transferred to the assigned columns III. It is essential to note that every cell in the logic portion of Columns III is now
609 620/98609 620/98
eine Domäne aufweist. Sonach wird eine kontinuierliche Domänenfolge in Spalten III des Logik-Teils erzeugt, die den übereinstimmenden Wörtern in entsprechenden Spalten I des Speicherteils zugeordnet ist.has a domain. After that, a continuous sequence of domains appears in column III of the logic part generated the corresponding words in corresponding columns I of the memory part assigned.
Die im Speicherteil gespeicherten Wörter werden dann dupliziert und in die zugeordneten Spalten II des Logikteils überführt, um eine Ausrichtung mit den Übereinstimmungs- und Nichtübereinstimmungsindikationen zu erhalten. UND-Operationen werden dann zwischen dem Inhalt in Zellen der Spalten II und dem Inhalt in entsprechenden Zellen zugeordneter Spalten III ausgeführt. Es ist ersichtlich, daß alle übereinstimmenden Wörter beibehalten und alle nicht übereinstimmenden Wörter eliminiert werden.The words stored in the memory section are then duplicated and transferred to the associated ones Columns II of the logic part moved to align with the consistency and Receive non-compliance indications. AND operations are then between associated with the content in cells of columns II and the content in corresponding cells Column III executed. It can be seen that all matching words keep and all mismatched words are eliminated.
Das angestrebte Ergebnis ist, daß nur diejenigen gespeicherten Wörter, welche übereinstimmende Tags haben, im Logikteil verfügbar sind. Dieses wird auf ein äußeres Signal hin erreicht, das das Eingangs-Tag in einer Weise spezifiziert, um eine Inversion der entsprechenden Bits des Vergleichs-Tags zu bewirken. Das äußere Signal steuert selbstverständlich die W-Leiter, die bei dieser Operation angesteuert werden. Bei dem erläuterten Betrieb ist dies das einzige Mal, wo die Operation direkt durch äußere Signale bewirkt wird. Es ist kein Auslesen des Resultats irgendwelcher Operationen erforderlich, um die übrigen Logik-Operationen, die zur Eliminierung aller nicht übereinstimmenden Wörter und zur Beibehaltung aller übereinstimmenden Wörter führen, treten auf der Basis einer vorbestimmt zugeordneten Impulsfolge auf, wie diese noch beschrieben wird.The desired result is that only those stored words which match Tags are available in the logic part. This is achieved in response to an external signal, that specifies the input tag in such a way as to provide an inversion of the corresponding bits of the Effect comparison tags. The external signal naturally controls the W-conductor, which contributes this operation can be controlled. In the operation explained, this is the only time where the operation is effected directly by external signals. It is not a reading of the result any operations required to perform the remaining logic operations that lead to elimination of all mismatched words and to keep all matching words lead, occur on the basis of a predetermined assigned pulse train, such as this one is described.
Beispielhafter Betrieb als inhaltsadressierter SpeicherExemplary operation as a content-addressed memory
Fig. 23 zeigt einen Teil der Schicht 111 der Fig. 1, wobei jedes von ersten und zweiten Binärwörtern durch aufeinanderfolgende »Dominosteine« dargestellt ist, die von oben nach unten in der Typ-A-Form nach Fig. 2 angeordnet sind. Nur 2 Wörter sind angegeben und nur die Vergleichs-Tags dieser Wörter sind gezeigt. Im einzelnen sollen die ersten 3 (oberen) Bits jedes Wortes als das Vergleichs-Tag jedes dieser Worte aufgefaßt werden. Es sei angenommen, daß einwandige Domänen anfänglich erzeugt und dann in die dargestellten Positionen geschoben worden sind.FIG. 23 shows part of the layer 111 of FIG. 1, where each of the first and second binary words are represented by consecutive "dominoes" which are arranged from top to bottom in the type A shape of FIG. Only 2 words are given and only the comparison tags of those words are shown. In detail, the first 3 (upper) bits each word can be understood as the comparison tag of each of these words. Assume that single-walled domains initially created and then slid into the positions shown.
Fig. 2 zeigt eine Bitspeicherstellen-Zeile, in der jede Bitspeicherstelle in einer Bitspeicherstellen-Spalte angeordnet ist. Die Spalten sind mit I, II und III bezeichnet, wonach sich dann die Etezeichnungen von links nach rechts wiederholen, wie dieses oben erläutert wurde. Benachbarte Binärwörter (siehe Fig. 23) sind in aufeinanderfolgenden Bitspeicherstellen von oben nach unten nur längs den Spalten I gespeichert. Sonach nehmen die nächst benachbarten gespeicherten Binärwörter Bitspeicherstellen in Bitspeicherstellen-Spalten ein, welche um zwei Spalten entsprechend der angenommenen Operations-Grundeinheit voneinander getrennt sind.Figure 2 shows a row of bit storage locations in which each bit storage location is in a bit storage location column is arranged. The columns are labeled I, II and III, after which the drawings are repeat from left to right as explained above. Neighboring binary words (see 23) are in successive bit storage locations from top to bottom only along columns I. saved. The next adjacent stored binary words then take bit storage locations in bit storage location columns one, which by two columns corresponding to the assumed basic unit of operation are separated from each other.
Fig. 23 zeigt nur die Vergleichszeichen jeden Wortes, die nachstehend kollektiv als das Vergleichs-Tag bezeichnet sind, während der Rest jedes Wortes nicht dargestellt ist. Die Vergleichs-Tags der Wörter und 2 sind (K)I und 100, und zwar von oben nach unten in jeder Spalte I gelesen, für die linke bzw. rechte Spalte.Fig. 23 shows only the comparison characters of each word, hereinafter collectively referred to as the comparison tag while the remainder of each word is not shown. The comparison tags of the words and 2 are (K) I and 100, read from top to bottom in each column I, for the left and right respectively. right column.
Die verschiedenen Logik-Operationen sind an Hand des Dominostein-Symbols der Fig. 2 und 3 bei der Erläuterung der beispielhaften Inhaltsadressier-The various logic operations are illustrated by the domino symbol in FIGS. 2 and 3 the explanation of the exemplary content addressing
5 Operation dargestellt. Die Impulse zum Ausführen der verschiedenen Logik-Operationen werden über die Y- und ^-Treiber 12 und 13 der Fig. 1 unter der Steuerung der Steuereinheit ί 6 bereitgestellt. Zu diesem Zweck sollen die Übertragungsleiter PYl ...PYn 5 operation shown. The pulses for carrying out the various logic operations are provided via the Y and ^ drivers 12 and 13 of FIG. 1 under the control of the control unit ί 6. For this purpose, the transmission lines PYl ... PYn
ίο sowie ΡΧΛ ... Arn der Fig. 1 den Ubertragungsleitern der Fig. 2 entsprechen. Die im Zusammenhang mit Fig. 2 "verwendeten Bezeichnungen erlauben eine einfache Beschreibung der beispielhaften Organisation nach der Erfindung.ίο and ΡΧΛ ... Arn of FIG. 1 correspond to the transmission conductors of FIG. The designations used in connection with FIG. 2 ″ allow a simple description of the exemplary organization according to the invention.
Duplizierungs-OperationDuplication operation
Die erste logische Operation bei der Inhaltsadressier-Operation ist, alle gespeicherten Wörter zu duplizieren. Das Ergebnis einer solchen Operation aufThe first logical operation in the content addressing operation is to assign all stored words duplicate. The result of such an operation is on
ao das Vergleichs-Tag des Wortes 1 und 2 ist in Fig. 24 dargestellt. Man sieht, daß das Vergleichs-Tag in der je zugeordneten Spalte II sich wiederholt.ao the comparison tag of words 1 and 2 is shown in FIG. You can see that the comparison tag in the each assigned column II is repeated.
Das Impulsprogramm zur Duplizierung ist wie folgt: Zunächst wird ein Impuls der Leiter ViPl zugeführt, was veranlaßt, daß die Gegenwart und das Fehlen von Domänen (d. h. die Ziffernelemente) in den Binärziffern der Spalte I der Fig. 23 um einen Block nach rechts verschoben werden. Zweitens wird ein Impuls gleichzeitig jedem Leiter K2P2und K4P2 im Speicherteil des Speichers zugeführt, was zu der tatsächlichen Duplizierung sowie zur Rückkehr einer Gruppe von Ziffernelementen in die Ausgangsstellung der entsprechenden Spalten I führt (Fig. 24). Drittens wird ein Impuls an den Leiter VS P2 geliefert.The pulse program for duplication is as follows: First, a pulse is applied to conductor ViPl which causes the presence and absence of domains (ie, digit elements) in the binary digits of column I of FIG. 23 to be shifted one block to the right . Second, a pulse is applied simultaneously to each conductor K2P2 and K4P2 in the memory portion of the memory, resulting in the actual duplication as well as the return of a group of digit elements to the original position of the corresponding columns I (Fig. 24). Third, a pulse is provided on conductor VS P2 .
um die neuerzeugten Ziffernelemente in die richtigen Positionen in der mittleren Blockspalte der Spalte II zu schieben (Fig. 24) Diese drei aufeinanderfolgenden Feldmuster vervollständigen die Duplizierungs-Operation, wie diese auch bereits oben in Verbindung mit den Fig. 4 bis 7 beschrieben worden ist.to move the newly generated digit elements into the correct positions in the middle block column of column II to shift (Fig. 24) These three consecutive field patterns complete the duplication operation, as has already been described above in connection with FIGS.
Verschiebung in den LogikteilShift to the logic part
Fig. 25 zeigt die in den Spalten II befindlichen Duplikate der beispielhaften Vergleichs-Tags, wobei die ursprünglichen Binärziffern in den Spalten I nicht dargestellt sind. Es ist nun zweckmäßig, aber nicht notwendig, die Duplikat-Ziffern in einen verschiedenen Logikteil der Schicht 11 zu verschieben. Die Informationsverschiebung erfolgt dabei durch bloßes aufeinanderfolgendes Pulsen der Leiter KSfI, VSP3. VSP2, KSPl..., wobei die Spalten II der Schicht als (vertikale) Schieberegisterkanäle betrieben werden. Die Unversehrtheit der Information wird selbstverständlich beibehalten. Fig. 25 kann dann so aufgefaßt werden, daß sie einen Logikteil der Schicht Il darstellt, der gegenüber der Position der ursprünglichen Information so gelegen ist, daß er durch das soeben beschriebene Schiebeimpulsprogramm erreicht werden kann.FIG. 25 shows the duplicates of the exemplary comparison tags located in columns II, the original binary digits in columns I not being shown. It is now useful, but not necessary, to move the duplicate digits to a different logic part of layer 11. The information is shifted by simply successively pulsing the conductors KSfI, VSP 3, VSP 2, KSPl ..., with columns II of the layer being operated as (vertical) shift register channels. The integrity of the information is of course maintained. FIG. 25 can then be interpreted in such a way that it represents a logic part of the layer II which is situated opposite the position of the original information in such a way that it can be reached by the shift pulse program just described.
Invertierungs-OperationInversion operation
Die nächste Operation ist, alle Bits der Vergleichs-Tags in Positionen zu invertieren, die den relativen Positionen von Nullen eines angenommenen Eingangs-Tags entsprechen. Es sei angenommen, daß 001 des Eingangs-Tag ist. Das erste und das zweite Bit des Vergleichs-Tag jedes Wortes im Speicher werden auf ein äußeres Signal hin invertiert, welches über dieThe next operation is all bits of the compare tags invert to positions that are the relative positions of zeros of an assumed input tag correspond. Assume that 001 is the entry tag. The first and the second bit of the comparison tag of each word in the memory are inverted in response to an external signal which is transmitted via the
Steuerschaltung 16 der Fig. 1 bestimmt, welche H-Leiter für diese Operation angesteuert werden.Control circuit 16 of FIG. 1 determines which H- conductors are driven for this operation.
• Der erste Schritt bei der Inv^rtierungs-Operation ist, die Binärziffer in jeder der ersten beiden Bitspeicherstellen des Vergleichs-Tag aller gespeicherten Wörter im Logikteil des Speichers nach rechts zu verschieben, und zwar von der Spalte II in die Spalte III. Fig. 26 zeigt die Ergebnisse einer solchen Operation für die als Beispiel gespeicherten Wörter auf das angenommene Eingarigs-Tag hin. Das erste Wort, das linke, enthält 2 Nullen in den ersten beiden Bitspeicherstellen. Folglich werden die Domänen sowie die zugeordneten fehlenden Domänen, die diese Nullen darstellen, um eine Spalte nach rechts in die Spalte III überführt, wo sie wiederum Nullen darstellen (siehe Fig. 26). Das zweite Wort entnält jedoch eine Eins und eine Null in der ersten bzw. zweiten Bitspeicherstelle, das ebenfalls nun in der Spalte IH zu finden ist.• The first step in the investment operation is the binary digit in each of the first two bit storage locations of the comparison tag of all stored To move words in the logic part of the memory to the right, from column II to column III. Fig. 26 shows the results of such an operation for the words stored as an example to the assumed one Day of one day. The first word, the left one, contains 2 zeros in the first two bit storage locations. Consequently, the domains as well as the associated missing domains that have these zeros move one column to the right into column III, where they in turn represent zeros (see Fig. 26). However, the second word contains a one and a zero in the first and second bit memory locations, respectively. which can now also be found in column IH.
Das Impulsprogramm zum Verschieben der Binärziffern der ersten beiden Bitspeicherstellen von Spalte II (Fig. 25) nach Spalte III im Logikteil (Fig. 26) ist wie folgt: Zuerst wird der Leiter Hl P3 gepulst. Hierauf ansprechend, verschiebt sich jede Domäne in einem Block HlPl der Spalte II um einen Block nach rechts. Als nächstes wird der Leiter H5P3 gepulst. Hierauf ansprechend, verschiebt sich jede Domäne in einem Block H5 Pl der Spalte II um einen Block nach rechts. Nachfolgend (oder gleichzeitig) werden die Leiter HlPl, HSPl und sodann HlPl gepulst, um die Verschiebung dieser Domänen von den Stellungen in der Spalte II in die entsprechenden Stellungen der Spalte III zu verschieben, wie dies in Fig. 26 dargestellt ist. Nun befindet sich die Information in einer Spalte, wo sie invertiert werden kann, ohne daß andere gespeicherte Information, die nicht zu invertieren ist, gestört würde.The pulse program for shifting the binary digits of the first two bit storage locations from column II (Fig. 25) to column III in the logic part (Fig. 26) is as follows: First, the conductor HI P3 is pulsed. In response to this, each domain in a block HIPI of column II is shifted one block to the right. Next, the H5P3 conductor is pulsed. In response to this, each domain in a block H5 P1 of column II is shifted one block to the right. Subsequently (or at the same time) the conductors HIPI, HSPL and then HIPI are pulsed in order to shift the displacement of these domains from the positions in column II to the corresponding positions in column III, as shown in FIG. The information is now in a column where it can be inverted without other stored information that is not to be inverted being disturbed.
Die tatsächliche Invertierungsoperation wird dann nur an der Information ausgeführt, die sich in der Spalte III im Logikteil befindet. Sie besteht im gegenseitigen Austausch der vorhandenen Domänen und fehlenden Domänen in den beiden Zellen jeder Bitspeicherstelle. Wenn daher eine Domäne sich in einer Position befindet, um eine Eins in einer betrachteten Bitspeicherstelle darzustellen, wird diese Domäne in die »0«-Position überführt und gleichzeitig wird die fehlende Domäne in dieser Position in die »I «-Position überführt. Diese Operation ist in Fig. 26 durch die gestrichelten Pfeile dargestellt.The actual inversion operation is then only performed on the information contained in the Column III is in the logic part. It consists in the mutual exchange of the existing domains and missing domains in the two cells of each bit storage location. Therefore, if a domain is in a Position is to represent a one in a considered bit storage location, this domain is in the "0" position is transferred and at the same time the missing domain in this position is moved to the "I" position convicted. This operation is shown in Fig. 26 by the dashed arrows.
Das Ergebnis der Invertierungsoperation ist in Fig. 27 dargestellt. Ein Vergleich der Fig. 26 und 27 gibt die Inversion der Information in Spalte IH wieder.The result of the inverting operation is shown in FIG. A comparison of FIGS. 26 and 27 represents the inversion of the information in column IH.
Die Information in Spalte III wird dann wieder zurück in die entsprechenden Spalten II überführt (Fig. 28). Diese Operation wird bewerkstelligt durch ein Impulsprogramm mit Impulsen auf Leitern HlPl, HSPl, Hl P3, HSPi, Hl Pl und HSPl. Die Invertierungsoperation ist nun vollständig.The information in column III is then transferred back to the corresponding column II (FIG. 28). This operation is accomplished by an impulse program with impulses on conductors HIPL, HSPl, HI P3, HSPi, HI Pl and HSPl. The inversion operation is now complete.
Umsetzung von Typ A in Typ BConversion of type A to type B.
Als nächstes ist gewünscht, UND-Operationen zwischen den Zifferneiementen in entsprechenden Zellen in 6 benachbarten Binärziffern einer Bitspeicherstellen-Spalte auszuführen. Hierzu ist es bequem, die Form der Information vom Typ A (Fig. 2) in den Typ B (Fi g. 3) zu überführen. Eine einfache Drehung des Ziffernelementes in der einen Zelle um die in der anderen jeder Binärziffer bewerkstelligt die Änderung, wie diese für jede ZMier durch die gestrichelten Pfeile gezeigt ist. Die resultierende B-Typ-Form ist in Fig. 29 dargestellt, wobei das Dominostein-Symbol mit gestrichelten Linien der besseren BezugnahmeNext, it is desired to perform AND operations between the digit elements in corresponding cells in 6 adjacent binary digits of a bit storage location column. For this purpose, it is convenient to convert the form of the information from type A (FIG. 2) to type B (FIG. 3). A simple rotation of the digit element in one cell by that in the other of each binary digit brings about the change, as shown for each ZMier by the dashed arrows. The resulting B-type shape is shown in Figure 29, with the domino symbol with dashed lines for better reference
halber eingezeichnet ist. Man beichte, daß die gestrichelten Linien in Fig. 29 lediglich gedachte Linien sind und nur dazu dienen, die Gegenwart und das Fehlen von Domänen paarweise zusammenzufassen. Das Impulsprogramm zum Erhalt dieses Ergebnisses um-is drawn for the sake of It is confessed that the broken lines in Fig. 29 are mere imaginary lines and are only used to pair up the presence and absence of domains. The Impulse program to obtain this result
faßt aufeinanderfolgende Impulse auf Leitern Hl P3, HlPl, HlPl, K8P3, V8PI und VSPl. summarizes consecutive pulses on ladders St. P3 HlPl, HlPl, K8P3, V8PI and VSPL.
Aufeinanderfolgende UND-Operationen zwischen
ZiffernelementenSuccessive AND operations between
Digit elements
Fig. 29 zeigt die Anordnung der als Beispiel angenommenen gespeicherten Vergleichs-Tags, wenn eine UND-Operation zwischen zwei Zifferneiementen eingeleitet wird. Ein Vergleich zwischen Fig. 29 und Fig. 2 zeigt, daß die Ziffernelemente der Ziffern inFig. 29 shows the arrangement of the stored comparison tags, taken as an example, when a AND operation is initiated between two digit elements. A comparison between Figs. 29 and Fig. 2 shows that the digit elements of the digits in
so Fig. 29 in Blöcken H5P1 liegen. Zuerst werden die Ziffernelemente der jeweils dritten Binärziffer (von oben) jedes Vergleichs-Tags in Blöcke H3P1 verschoben, die um eine Position von den entsprechenden Ziffernelementen der jeweils zweiten Binärziffern entfernt sind (Fig. 30). Das Impulsprogramm zur Ausführung dieser Operation erfolgt mit Impulsen auf Leitern H6P1, HlPl, HlPl und H3P2. Nur die an die Positionen angekoppelten //-Leiter, die den jeweils dritten Binärziffern zugeordnet sind, werden zu diesem Zeitpunkt gepulst.so Fig. 29 are in blocks H5P1 . First, the elements of the digits in each binary digit third (from the top) are moved each comparison tags into blocks H3P1 which are removed to a position of the appropriate number of elements each second binary digits (Fig. 30). The pulse program for performing this operation is done with pulses on conductors H6P1, HIPI, HIPI and H3P2. Only the // conductors coupled to the positions that are assigned to the respective third binary digits are pulsed at this point in time.
Die UND-Operation zwischen benachbarten Ziffernelementen erfolgt zunächst mit einem Impuls auf dem Leiter HAPl, der der Zwischenposition in Fig. 30 entspricht. Die Anordnung der Domänen als Folge dieses Impulses ist in Fig. 31 dargestellt. Zu Erläuterungszwecken ist angenommen, daß die dritte Binärziffer (Domäne) im Wort 1 sich in die Zwischenposition unter Ausschluß der zweiten Binärziffer (Domäne) verschiebt. Es sei bemerkt, daß für die zweite und dritte Binärziffer im Wort 2 keine Domäne auf diese Weise ausgeschlossen wird, und das Resultat dieser Operation dasjenige ist, daß eine Domäne von jeder Ziffer sich in die Zwischenposition verschiebt (siehe Fig. 31). Danach wird ein Impuls eines solcnenThe AND operation between adjacent digit elements is initially carried out with a pulse on the conductor HAP1, which corresponds to the intermediate position in FIG. The arrangement of the domains as a result of this pulse is shown in FIG. For purposes of explanation, it is assumed that the third binary digit (domain) in word 1 is shifted to the intermediate position, excluding the second binary digit (domain). It should be noted that for the second and third binary digits in word 2, no domain is excluded in this way, and the result of this operation is that one domain from each digit shifts to the intermediate position (see Fig. 31). After that an impulse becomes one of them
Vorzeichens dem entsprechenden Leiter HAPl zugeführt, daß die Domänen in entsprechenden Blöcken HAPl ausgelöscht werden. Sodann wird dem Leiter HA Pl ein Impuls zugeführt, der jegliche verbliebenen Domänen in den Block HAPl überführt.The sign supplied to the corresponding conductor HAPl that the domains are erased in corresponding blocks HAPl. A pulse is then fed to the conductor HA Pl , which transfers any remaining domains to the block HAP1 .
Es ist ersichtlich, daß UND-Operationen gleichzeitig an entsprechenden Ziffernelementen der jeweils zweiten und dritten Binärziffern ausgeführt werden. Die Resultate der Operationen sind in Fig. 32 dargestellt. Für das Wort 1 verbleibt eine Domäne; für Wort 2 verbleibt keine. Die jeweils erste Binärziffer in jedem Wort wird durch die Operation nicht geändert, wie dieses gleichfalls'aus der Figur hervorgeht. Die gleichlaufenden UND-Operationen werden nun zwischen den Ziffernelementen der jeweils ersten Binärziffer jedes gespeicherten Vergleichs-Tags und dem jeweils entsprechenden Resultat der soeben beschriebenen UND-Operationen wiederholt. Wiederum erfordert die Operation die Verschiebung der Ziffer, die von den vorherigen UND-Operationen herrührt, nach oben in eine Position, die um eine Position von der der ersten Binärziffer entfernt ist. Die Anordnung der Ziffernelemente in den verschiedenen Stadien während dieser Operation ist in den Fig. 33It can be seen that AND operations are performed simultaneously on corresponding digit elements of the respective second and third binary digits are executed. The results of the operations are shown in FIG. A domain remains for word 1; for word 2 there is none. The first binary digit in each case The operation does not change any word, as can also be seen in the figure. The concurrent AND operations are now between the digit elements of the first Binary digit of each stored comparison tag and the corresponding result of the just described AND operations repeated. Again, the operation requires the postponement of the Digit resulting from previous AND operations moving up to a position by one position from which the first binary digit is removed. The arrangement of the number elements in the various Stages during this operation are shown in FIG. 33
/15/ 15
und 34 dargestellt. Nur ein einziges Ziffernelemcnt verbleibt als Ergebnis der Operation (Fig. 35). Das Impulsprogramm zum Erhalt der zweiten UND-Operation ist vollkommen analog demjenigen, das zur Ausführung, der ersten beschrieben worden ist.and 34 shown. Only a single digit element remains as a result of the operation (Fig. 35). The The pulse program for obtaining the second AND operation is completely analogous to that used for Execution that was first described.
Nur wenn ein gespeichertes Vergleichs-Tag mit dem Eingangs-Tag übereinstimmt, wird eine Domäne in der Position nach Fig. 35 in einer Spalte II erscheinen. A domain only becomes a domain if a stored comparison tag matches the input tag appear in the position according to FIG. 35 in a column II.
Es ist ersichtlich, daß die UND-Operationen beispielsweise Felder in jeweils zweiten und dritten Bitspeicherstellen, nicht aber in den je ersten Bitspeicherstellen erfordern, und umgekehrt. Für eine vollständige Flexibilität in dieser Hinsicht ist beispielsweise ein individueller Treiber für jeden H-Leiter vorgesehen. Wie nachstehend noch im einzelnen erläutert wird, sind ökonomischere Organisationen möglich. Wesentlich dabei ist, daß die UND-Operationen zwischen entsprechenden Ziffernelementen in nächst benachbarten Binärziffern in jedem Vergleichs-Tag so lange ausgeführt werden, bis eine einzige Ziffer oder keine mehr für jedes gespeicherte Vergleichs-Tag übrigbleibt, wie dieses für die Wörter 1 bzw. 2 in Fig. 35 dargestellt ist.It can be seen that the AND operations, for example, fields in second and third bit storage locations, but not in the first bit storage locations, and vice versa. For one Complete flexibility in this regard is, for example, an individual driver for each H-conductor intended. As will be explained in detail below, are more economical organizations possible. It is essential that the AND operations between corresponding digit elements in next adjacent binary digits are executed in each comparison day until a single Digit or none remains for each stored comparison tag, like this one for the words 1 and 2 in Fig. 35 is shown.
Bleibt beispielsweise die Binärziffer Eins übrig, so wird Übereinstimmung angezeigt. Fehlt eine Eins, wird Nichtübereinstimmung angezeigt.For example, if the binary number one remains, a match is displayed. Missing a one mismatch is displayed.
Ist also eine Eins vorhanden, so ist eine Domäne im entsprechenden Block H5P2 in der zugeordneten Spalte II positioniert. Demgemäß ist die Information, die alW* Übereinstimmungen im Speicher anzeigt, ebenfalls im Speicher verfügbar gemacht. Es soll nun die Organisierung dieser Information in eine brauchbare Form erläutert werden.If there is a one, then a domain is positioned in the corresponding block H5P2 in the assigned column II. Accordingly, the information indicating alW * matches in memory is also made available in memory. Let us now explain how this information is organized into a useful form.
Bevor dies jedoch geschieht, sei daran erinnert, daß die Wahl des Beispiels eine zufällige war. Denn wäre z. B. ein gespeichertes Vergleichs-Tag beschrieben worden, das das umgekehrte des Eingangs-Tags ist, so würde eine Null-Darstellung (eine Domäne in einer Spalte III) in der Position übrigbleiben, die diesem Wort in Fig. 35 zugeordnet ist. Dies ist selbstverständlich von keiner Konsequenz bei der vorliegenden Operation, da die Gegenwart von Domänen in Spalten III nicht für Übereinstimmungen repräsentativ ist und einfach ausgelöscht werden kann durch Zuführen eines Impulses zu den Leitern VHPZ unter dem entsprechenden Vorzeichen.Before doing this, however, remember that the choice of example was random. Because z. For example, if a stored comparison tag has been written which is the reverse of the input tag, a null representation (a domain in a column III) would be left in the position assigned to this word in FIG. This is of course of no consequence in the present operation, since the presence of domains in Column III is not representative of matches and can simply be canceled by applying a pulse to the conductors VHPZ under the appropriate sign.
Eliminierung nicht übereinstimmender WörterElimination of mismatched words
Es ist nun zwar ein Ziffernelement in einer Spalte II für jedes Vergleichs-Tag im Speicher vorhanden, das dem zugeführten Eingangs-Tag gleicht, es müssen aber noch die nicht übereinstimmenden Wörter im Speicher eliminiert werden. Die Prozedur ist wie folgt: Die Domäne, die in Spalte II der Fig. 35 dargestellt ist, wird fünfmal dupliziert, und zwar in einer Weise, wie diese in Verbindung mit Fig. 5 beschrieben worden ist, um alle Zellen in den Bitspeicherstellen des Vergleichs-Tags zu füllen. (Praktisch werden so viele Domänen erzeugt, wie Zellen in einem gespeicherten Wort vorhanden sind.) Wenn die zusätzlichen Domänen erzeugt werden, werden sie in Fig. 35 nach unten in Positionen geschoben, die in Fig. 36 für die beiden ersten zusätzlichen Domänen und in Fig. 37 für fünf zusätzliche Domänen ebenso für die ursprüngliche Domäne dargestellt sind. Die Impulsfolge zum Erhalt dieses Ergebnisses entspricht derjenigen, wie sie im Zusammenhang mit Fig. 5 erläutert wordera ist, wobei diese Impulsfolge zusammen mit eier grundsätzlichen Übertragungs-Impulsfolge zugeführt wird, um jede zusätzliche Domäne nach unten zu verschieben, wenn sie erzeugt wird.There is now a digit element in column II for each comparison tag in the memory that is identical to the input tag supplied, but the words that do not match have to be eliminated in the memory. The procedure is as follows: The domain shown in column II of Fig. 35 is duplicated five times in a manner as described in connection with Fig. 5 to include all cells in the bit storage locations of the comparison -Tags to fill. (In practice, as many domains are created as there are cells in a stored word .) When the additional domains are created, they are pushed down in FIG. 35 to positions shown in FIG. 36 for the first two additional domains and in 37 for five additional domains are also shown for the original domain. The pulse train to obtain this result is as discussed in connection with Fig. 5, this pulse train being applied along with a basic transmit pulse train to shift any additional domain down as it is generated.
Als nächstes wird die Übereinstimmungs-Information in Spalte II (siehe Fig. 37) in paralleler Weise auf die Spalte II übertragen (siehe Fig. 38). Die Impulsfolge hierfür wird nicht im einzelnen beschrieben, da sie den für andere Operationen angegebencn'ähn-Next, the correspondence information in column II (see Fig. 37) is shown in parallel transferred to column II (see Fig. 38). The pulse sequence for this is not described in detail, since they are similar to the one specified for other operations
xo Hch ist.xo Hch is.
Duplizierung aller WörterDuplication of all words
Als nächstes wird jedes Wort im Speicher dupliziert, wie diieses in Verbindung mit Fig. 24 beschrieben worden ist, wobei die Binärziffern regeneriert werden, die in dieser Figur nur für die Vergleichs-Tags dargestellt sind. Danach werden die Wörter (siehe die Spalten II der Fig. 24) erneut in einen Logik-Teil des Blattes verschoben (siehe Fig. 25), wie dieses in Ver-Next, each word is duplicated in memory as described in connection with FIG the binary digits are regenerated, which in this figure only applies to the comparison tags are shown. The words (see column II of FIG. 24) are then again entered into a logic part of the Shifted sheet (see Fig. 25), as this in verse
ao bindung mit Fig. 25 beschrieben worden ist. Die resultierende Anordnung der Domänen ist in Spalten Il der Fig. 29 für das Vergleichs-Tag jedes Wortes dargestellt. Die Impulsprogramme zum Ausführen dieser Operationen sind den vorstehend beschriebenen vollständig analog.ao binding with FIG. 25 has been described. The resulting arrangement of domains is in columns 29 for the comparison tag of each word. The impulse programs to run these operations are completely analogous to those described above.
Es ist nun eine Duplizierung jedes Vergleichs-Tags (und eines zugeordneten Wortes) im Speicher in einer Spalte II des Logik-Teils vorhanden (siehe Fig. 39). Es ist ebenfalls in benachbarten Spalten III eine kontinuierliche Serie von Domänen oder alternativ hierzu von fehlenden Domänen als eine Anzeige dafür vorhanden, ob jedes gespeicherte Vergleichs-Tag dem Eingangs-Tag gleicht.There is now a duplication of each comparison tag (and an associated word) in memory in a Column II of the logic part is present (see Fig. 39). It is also a continuous one in adjacent columns III Series of domains or, alternatively, of missing domains as an indication that whether each stored comparison tag is the same as the input tag.
Es wird nun eine UND-Operation zwischen den Ziffernelementen in den Zellen jedes der Vergleichs-Tags in Spalten II und den entsprechenden Übereinstimmungs-Indikationen (Domänen) in den nächst benachbarten Spalten III ausgeführt. Dabei besteht keine Notwendigkeit für eine vorausgehende Transformation von Typ A in den Typ B, wie in den Fig. 28 und 29 dargestellt ist. Im vorliegenden Fall deswegen, weil die zu verarbeitende Information sich in nächst benachbarten Blockspalten befindet und nicht in einer Blockspalte vertikal angeordnet ist, wie dies früher der Fall war.There is now an AND operation between the digit elements in the cells of each of the comparison tags in columns II and the corresponding match indications (domains) in the next adjacent columns III executed. There is no need for a previous transformation from type A to type B as shown in Figs. In the present case, because the information to be processed is located in the next adjacent block columns and not in one Block column is arranged vertically, as was the case earlier.
UND-Operation zwischen ZiffernelementenAND operation between digit elements
Fig. 40 zeigt die Ziffern in Spalte II, die um eine Blockspalte nach rechts vor der tatsächlichen UND-Operation verschoben worden sind. Fig. 41 zeigt das Resultat der UND-Operation. Die Anordnung der Domänen in Fig. 41 ist identisch mit derjenigen, die das Vergleichs-Tag des Wortes 1 repräsentiert (siehe Fig. 23). Keine Ziffer des Wortes 2 verbleibt, wie dies in Fig. 41 dargestellt ist. Demgemäß erscheinen nur übereinstimmende Wörter im Logikteil des Blattes 11. Nicht übereinstimmende Wörter sind eliminiert. Selbstverständlich ist, wenn jede Binärziffer in einem Vergleichs-Tag erzeugt ist, das ganze entsprechende Speicherwort erzeugt, wodurch nur die Information verfügbar ist, die den gespeicherten Vergleichs-Tags, welche dem Eingangs-Tag entsprechen, zugeordnet ist. 40 shows the digits in column II which have been shifted one block column to the right before the actual AND operation. Fig. 41 shows the result of the AND operation. The arrangement of the domains in FIG. 41 is identical to that represented by the comparison tag of word 1 (see FIG. 23). No digit of word 2 remains, as shown in FIG. 41 . Accordingly, only matching words appear in the logic part of sheet 11. Non-matching words are eliminated. Of course, when each binary digit is generated in a comparison tag , the entire corresponding memory word is generated, whereby only the information is available which is assigned to the stored comparison tags which correspond to the input tag.
Verwendung zum Erhalt der an sich vertrauten Inhaltsadressier-Funktion sind nunmehr beschrieben. Die Verwendung der Information in der durch solche Operationen gelieferten Form ist dem Fachmann Uses to obtain the familiar content addressing function are now described. The use of the information in the form provided by such operations is within the skill of the art
ebenfalls vertraut. Beispielsweise kann gewünscht sein, die einem bestimmten Vergleichs-Tag zugeordnete Information auf den neuesten Stand zu bringen. Die neue Information kann dabei in den Logikteil der Schicht eingebracht und längs Bitspeicherstellen-Spalten in den Logik-Teil der Schicht 11 (Fig. I) in Positionier! geschoben werden, die der Position des zu ändernden Wortes entspricht. Dann werden die Änderungen in einer Weise durchgeführt, die der oben beschriebenen entspricht, wobei fall erforderlich auch Logik-Operationen ausgeführt werden. Alternativ können die mit dem jeweiligen Eingangs-Tag übereinstimmenden Wörter als in paraleller Weise in Schieberegister-Kanälen gespeichert betrachtet werden, von wo aus sie dann in Ausgangspositionen zur Abtastung durch die Verbraucherschaltung 18 der Fig. 1 übertragen werden können, welche ein Drukker sein kann. Die letztere Auslese-Alternative erfolgt mit Hilfe von Leitern, die an jene Ausgangspositionen angekoppelt sind, wie dies durch die Eingänge an die Verbraucherschaltung 18 in Fig. 1 angedeutet ist.also familiar. For example, may be desired be to bring the information associated with a particular comparison tag up to date. The new information can be introduced into the logic part of the layer and along columns of bit storage locations in the logic part of layer 11 (Fig. I) in Positioning! be pushed to the position of the corresponding to changing word. Then the changes are made in a manner similar to the one above corresponds to the described, logic operations are also carried out if necessary. Alternatively the words that match the respective input tag can be stored in a parallel way in Shift register channels can be viewed, from where they are then put into starting positions Sampling can be transmitted by the consumer circuit 18 of FIG. 1, which is a printer can be. The latter selection alternative takes place with the help of ladders that lead to those starting positions are coupled, as indicated by the inputs to the consumer circuit 18 in FIG.
Der Grundaufhau einer Anordnung nach der Erfindungerfordert eine magnetische Schicht und Übertragungsleiter zusammen mit Eingangs- und Ausgangs-Anordnungen. Wie weiterhin erläutert worden ist, kann eine vollständige Gruppe von Logik-Operationen in diesem Aufbau bewerkstelligt werden mit entsprechenden Impulsfolgen auf den Übertragungsleitern. Des weiteren ist auch beschrieben worden, daß aufeinanderfolgende Impulsfolgen die Realisierung verschiedener vertrauter Funktionen ermöglichen, wie dies an Hand einer illustrativen Inhaltsadressier-Operation erläutert worden ist. Für den einschlägigen Fachmann sollte es sich verstehen, daß die Realisierung einer kompletten Gruppe von Logik-Operationen ebenfalls die Realisierung aller Rechner-Operationen ermöglicht.The basic structure of an arrangement according to the invention requires a magnetic layer and transmission conductor along with input and output assemblies. As has been further explained, a complete set of logic operations in this structure are accomplished with appropriate pulse trains on the transmission conductors. It has also been described that successive pulse trains enable the implementation of various familiar functions, as has been explained using an illustrative content addressing operation. For the relevant One skilled in the art should understand that implementing a complete set of logic operations also enables the implementation of all computer operations.
Auf den ersten Blick scheint es, daß die erzielte strukturelle Einfachheit auf Kosten einer Verkomplizierung der Ansteuer- und Treiberschaltungen erfolgt ist. Dieses ist nicht der Fall. Die Schicht 11 ist vollkommen in der Lage, Mikrologik-Folgen oder Unterprogramme in einem bestimmten Teil zu speichern. Eine solche Mikrologik-Folge kann in Form aufeinanderfolgender Binärwörter vorliegen, die in parallelen Schieberegister-Kanälen gespeichert sind. Wie ersichtlich wird, ist keine Notwendigkeit vorhanden, durch äußere Mittel die in diesen Mikrofonen gespeicherte Information auszulesen. Das Ausführen einer logischen Operation würde dann im wesentlichen lediglich die Einordnung solcher Mikrofolgen auf Eingangssignale hin erfordern. Nicht nur das Einordnen von Mikrofolgen ist eine relativ einfache Angelegenheit, sondern auch eine Treiberschaltung, die auf eine solche Folge anspricht, kann relativ einfach ausgeführt sein.At first sight it appears that the structural simplicity achieved at the expense of complication the control and driver circuits has taken place. This is not the case. Layer 11 is perfect able to save micro-logic sequences or sub-programs in a specific part. Such a micro-logic sequence can be in the form of successive ones There are binary words that are stored in parallel shift register channels. As can be seen there is no need, by external means, of the stored in these microphones Read out information. Performing a logical operation would then be essentially nothing more than require the classification of such micro-sequences in terms of input signals. Not just classification of microsequences is a relatively simple matter, but also a driver circuit based on a such a consequence can be carried out relatively easily being.
Doch sei für einen Moment wieder die Fig. 2 betrachtet. Grundsätzlich sind 6 //-Leiter und 9 F-Leiter zum Erreichen aller der beschriebenen Operationen erforderlich. Jeder dieser Leiter hat 3 Phasen, folglich sind 45 gesonderte Leiter an die Blöcke jeder Grundeinheit in der Anordnung angekoppelt. Die gleich bezeichneten K-Leiter werden gemeinsam benutzt. Es sei angenommen, daß jeder //-Leiter einen gesonderten Treiber erfordert. Fig. 42 zeigt dann ein einfaches Schema für die Folgesteuerung der Treiber zum Bewerkstelligen der beispielhaften Operation.But consider FIG. 2 again for a moment. Basically there are 6 // conductors and 9 F conductors required to achieve all of the operations described. Each of these conductors has 3 phases, consequently 45 separate conductors are coupled to the blocks of each base unit in the array. The same named K-conductors are shared. Assume that each // ladder has a separate Driver required. 42 then shows a simple scheme for sequencing the drivers to accomplish the exemplary operation.
Fig. 42 zeigt einen Teil der Schicht 11. oder alternativ hierzu eine gesonderte Schicht, die einen Tei der'Steucrschaltung 16 nach Fig. 1 bildet, wobei eine Mehrzahl Schieberegister-Kanäle 56, bis 56„ definien sind. Ein derartiger Schieberegister-Kanal weislFig. 42 shows part of the layer 11 or, alternatively, a separate layer which is a part the control circuit 16 of Fig. 1 forms, with one Define a plurality of shift register channels 56 to 56 " are. Such a shift register channel knows
Übertragungsmittel zum Verschieben der Domäner längs des Kanals von links nach rechts auf. Für diese parallele Übertragungs-Operation können zusätzliche Übertragungsleiter zusammen mit geeigneten Treibern (nicht dargestellt) verwendet werden. Domänenmuster sind in paralleler Weise in den einzelnen Kanälen gespeichert.Transmission means for moving the domains along the channel from left to right. For this Parallel transmission operation can use additional transmission conductors along with suitable drivers (not shown) can be used. Domain patterns are in parallel in each Channels saved.
Leiter AHiPl ...AV9P3sind an die Ausgangspositionen in entsprechenden Kanälen angekoppelt, die jeweils auf den Durchlauf einer Domäne ansprechen,Heads AHiPl ... AV9P3 are coupled to the starting positions in corresponding channels, each of which responds to the passage of a domain,
um den entsprechend bezeichneten Übertragungsleiter über zugeordnete Verstärker A zu aktivieren.in order to activate the correspondingly designated transmission conductor via assigned amplifier A.
Die entsprechenden Domänen in jedem Kanal werden in die Ausgangspositionen gleichzeitig vorbewegt und bilden so ein binäres Wort in einer gespeicherten Mikrofolge. Die Mikrofolge für die Duplizier-Operation soll nun erläutert werden. Die Operation erfolgt zunächst mit einem Impuls auf dem Leiter K3P2, gefolgt von Impulsen auf Leitern V2P2 und V4P2 und schließlich von einem Impuls auf dem Leiter VS Pl. Die Duplizierungsfolge enthält dann drei aufeinanderfolgende Binärwörter, von denen jedes eine Domäne oder Domänen enthält, und zwar entsprechend den zu pulsenden Übertragungsleitern. Diese Domänen sind in Fig. 42 wiederum durch mit einem Kreis versehene Pluszeichen dargestellt.The corresponding domains in each channel are simultaneously advanced to the starting positions, thus forming a binary word in a stored micro-sequence. The micro-sequence for the duplicate operation will now be explained. The operation is carried out first with a pulse on conductor K3P2, followed by pulses on conductors V2P2 and V4P2, and finally by a pulse on conductor VS Pl. The duplication sequence then contains three consecutive binary words, each of which contains a domain or domains according to the transmission conductors to be pulsed. These domains are again shown in FIG. 42 by plus signs provided with a circle.
Des weiteren sind Mittel (nicht dargestellt) vorgesehen, um Domänen in die entsprechenden Kanäle wieder einzuschreiben, nachdem sie ausgelesen worden sind. Solche Mittel weisen zweckmäßig eine elektrische oder optische Aufnahmeeinrichtung am Ausgangsende jedes Kanals auf, um eine Domäne am Eingangsende jedes Kanals immer dann wieder zu erzeugen, wenn eine Domäne in einer Ausgangsposition ankommt.Means (not shown) are also provided to transfer domains into the corresponding channels re-enroll after they have been read. Such means expediently have an electrical one or optical pickup at the exit end of each channel to capture a domain on The input end of each channel is generated whenever a domain is in a starting position arrives.
Ein zusätzlicher Übertragungskanal PIC ist, wie in Fig. 42 dargestellt, zum Verschieben einer zusätzlichen Domäne in jedem Binärwort vorgesehen, um die Polarität des Impulses zu steuern, der ausgewählten Übertragungsleitern zugeführt wird, wie dies beispielsweise zur Ausführung einer UND-Operation zwischen benachbarten Zellen erforderlich ist. Der zusätzliche Kanal ist durch einen Steuerleiter CHVi angekoppelt. Ein Leiter ist über einen Verstärker A an jeden der Verstärker A angekoppelt. Zu diesem Zweck ist ein Schalter in jedem Verstärker A vorgesehen, der auf eine Anzeige über die Gegenwart der zusätzlichen Domäne anspricht, um den Zustand des Schalters und damit die Polarität des Impulses zu bestimmen, der für ausgewählte Ubertragungsleiter vorgesehen ist. Diese Operation kann als eine Impuls-Inversions-Operation aufgefaßt werden, wobei eine Domäne in einem Impulsinversions-Kanal, PIC, eine Umkehr der normalen Impuls-Polarität des gleichzeitig an ausgewählte Ubertragungsleiter gelieferten Im-An additional transmission channel PIC , as shown in Figure 42, is provided for shifting an additional domain in each binary word to control the polarity of the pulse applied to selected transmission conductors, such as required to perform an AND operation between adjacent cells is. The additional channel is coupled by a control conductor CHVi. A conductor is coupled to each of the amplifiers A through an amplifier A. To this end, a switch is provided in each amplifier A which is responsive to an indication of the presence of the additional domain to determine the state of the switch and hence the polarity of the pulse intended for selected transmission conductors. This operation can be viewed as a pulse inversion operation, whereby a domain in a pulse inversion channel, PIC, is a reversal of the normal pulse polarity of the im-
pulses bewirkt.pulses causes.
Verschiedene der beispielhaften Logik-Operationen erfordern verstärkte Treibströme. Beispielsweise erfordert die Duplizierungs-Operation einen Impuls, dessen Amplitude größer als die Amplitude des zum einfachen Verschieben einer Domäne erforderlichen Impulses ist. Ein zusätzlicher Impuls-Verstärkungs-Kanal, PAC, ist zu diesem Zweck vorgesehen (Fig. 42). Ein Ausgangsleiter CHVZ, der an einenSeveral of the exemplary logic operations require increased drive currents. For example, the duplication operation requires a pulse whose amplitude is greater than the amplitude of the pulse required to simply move a domain. An additional pulse gain channel, PAC, is provided for this purpose (Fig. 42). An exit conductor CHVZ, who is connected to a
609 620/98609 620/98
solchen Kanal angekoppelt ist, spricht auf den Durchgangeiner Domäne zur Aktivierung eines Verstärkers A" an. Der Verstärker A" ist seinerseits mit jedem der Verstärker A der Fig. 42 verbunden, um beispielsweise die Verstärkung jedes gleichzeitig aktivierten Verstärkers A zu erhöhen. Verstärkerschaltungcn, die auf diese Weise betrieben werden, sind bekannt.such a channel is coupled responsive to the passage of a domain to activate an amplifier A ". The amplifier A" is in turn with each of the amplifier A of FIG. 42. for example, the gain to increase each simultaneously activated amplifier A. Amplifier circuits which operate in this manner are known.
Die Mtkrofolge für die Invertierungsoperation (nicht dargestellt) weist zweckmäßig Domänen auf, um die allen Bits in einem Vergleichs-Zeichen entsprechenden W-Leiter /.u pulsen. Das äußere Signal, das die zu invertierenden Bits bezeichnet, blockiert alle //-Leiter, außer den gewünschtenThe sequence for the inversion operation (not shown) expediently has domains around which all bits in a comparison character correspond W-conductor /.u pulse. The external signal which designates the bits to be inverted, blocks all // conductors except the desired ones
Wenn die nächstfolgenden Mikrofonen in der gleichen Weise dafür ausgelegt sind, die Übertragungsieiter wie zur Ausführung der Operation erforderlich zu pulsen, dann ist alles, zur Durchführung beispielsweise einer Vielfach-Vergleichs-Operation erforderliche, dasjenige, dall das Weiterschieben von Domänen nach rechts in Fig. 42 erfolgt, und zwar ansprechend auf ein erstes Signal, das zweckmäßig die Aktivierung eines F.ingangs zu der Steuerschaltung 16 nach Fig. 1 ist.When the next following microphones in the same Modes are designed to assign the transmission ladders as necessary to perform the operation pulse, then everything required to carry out a multiple comparison operation, for example, is that is, where the advancement of domains is done to the right in Fig. 42 in response to a first signal, which expediently activates an input to the control circuit 16 according to FIG is.
Die Folge kann bequem beendet werden durch Versehen einer Domäne in einem zusätzlichen Kanal (nicht dargestellt), um über die Steuerschaltung 16 der Fig. 1 eine weitere Übertragung zu blockieren, wenn die Gegenwart dieser Domäne an der entsprechenden Ausgangsposition festgestellt wird. Alternativ kann eine »Operations-Ende«-Mikrofolge in vorhandene Kanäle eingefügt sein.The sequence can conveniently be terminated by putting a domain in an additional channel (not shown) in order to block a further transmission via the control circuit 16 of FIG. 1, when the presence of this domain is detected at the appropriate starting position. Alternatively an "operation end" micro-sequence can be added to an existing one Channels must be inserted.
Selbstverständlich können die Folgen umgeschrieben und/oder umgeordnet werden, um verschiedene Funktionen auszuführen. Es ist dann klar, daß die Folge verschiedener Logik-Operationen die ausgeführte Funktion bestimmt und daß verschiedene Folgen in der in Fig. 42 dargestellten Weise zur Auswahl auf ein zugeordnetes Eingangssignal /ur Steuerschaltung 16 hin getrennt gespeichert werden können.Of course, the consequences can be rewritten and / or rearranged to perform various functions. It is then clear that the Sequence of different logic operations determines the function performed and that different sequences in the manner shown in Fig. 42 for selection on an associated input signal / ur control circuit 16 can be saved separately.
Fig. 43 ?eigt die Systemorganisation der Schicht 11 der Fig. 1 nach den beschriebenen Speicher- und Logikteilen 51 und 52, wobei des weiteren ein Steuerteil 53 vorgesehen ist, wie dieser im Detail in Fig. 42 dargestellt ist. Die Spaltenbezeichnungen nach Fig. 2 sind auch hier vorhanden, ebenso die Steuerteil-Ausgänge nach Fig. 42. Der Logikteil 52 hat, wie dargestellt, Ausgänge zur Schaltung 18 der Fig. 1.43 shows the layer 11 system organization 1 according to the described memory and logic parts 51 and 52, with a further control part 53 is provided, as shown in detail in FIG. The column designations according to FIG. 2 are also available here, as are the control section outputs according to Fig. 42. The logic section 52 has, as shown, Outputs to circuit 18 of FIG. 1.
Wie beschrieben, erfordert die Grundeinheit, nach der der Speicher der Fig. 1 organisiert ist, 45 Treibleiter, und diese sind im Idealfall auch anderen Grundeinheiten gemeinsam. Einige Operationen können erfordern, und tatsächlich erfordert dies auch die vollständige Flexibilität, daß verschiedene Grundeinheiten gepulst werden, während andere nicht gepulst werden, wie dieses sich auch aus der beispielhaften Operation ergibt. Demgemäß verlangt das Ausführungsbeispiel für die //-Leiter, daß diese getrennte Treiber haben. Es ist selbstverständlich wirtschaftlicher, die Zahl der Treiber zu minimalisieren. Dieses kann bewerkstelligt werden durch Kleinhalten der Anzahl der //-Leiter, im Idealfall auf eine kleine Anzahl, die mit der Anzahl der Bits in einem Wort in Beziehung steht. Alternativ können die Logik-Operationen in einer Weise angeordnet werden, um ein gemeinsames Treiben gleichbezeichneter //-Leiter zu ermöglichen. Solche Erwägungen können zu einer Reorganisation des Speichers in Operationsgrundeinheiten verschiedener Anzahl von Blöcken führen. In jedem Fall ist die wirtschaftlichste Organisation durch allgemein bekannte Erwägungen bestimmt und wird hier nicht im einzelnen beschrieben. Es ist jedoch wcsentlich. zu beachten, daß es nicht notwendig ist, die Übertragungsschaltungs-Geometrie abzuändern, um die Operationsgrundeinheit zu ändern. Alles, was erforderlich ist, ist, daß die vorhandenen Leiter unterschiedlich eingeordnet werden.As described, the basic unit, according to which the memory of FIG. 1 is organized, requires 45 treble conductors, and ideally these are also common to other basic units. Some surgeries may require and in fact this also requires complete flexibility in that different basic units be pulsed while others are not pulsed, as this can also be seen from the exemplary Operation results. Accordingly, the embodiment requires the // conductors to be separate Drivers have. It is of course more economical to minimize the number of drivers. This can be done by keeping the number of // conductors small, ideally to a small number, which is related to the number of bits in a word. Alternatively, the logic operations be arranged in a manner to encourage common drifting of identically named // conductors enable. Such considerations can lead to a reorganization of memory into basic operational units different number of blocks lead. In any case, the most economical organization is through determines well-known considerations and is not described in detail here. However, it is weekly. note that it is not necessary to change the transmission circuit geometry in order to to change the basic unit of operation. All that is required is that the existing ladder be different be classified.
ίο Die vorliegende Beschreibung erfolgte an Hand einer Informationsdarstellung, bei der eine Domäne in einer vorgeschriebenen Position innerhalb einer Bitspeicherstelle vorhanden ist und gleichzeitig in einer anderen vorgeschriebenen Position derselben Bitspeichcrstelle eine Domäne fehlt. Diese Darstellung ist insofern redundant, als eine binäre Eins und eine Null auch durch die Gegenwart bzw. das Fehlen einer Domäne in nur einer einzigen Position einer Bitspeicherstelle dargestellt und so die Packungsdichte erhöht werden könnte; aber die verschiedenen Logik-Operationen könnten dann weniger leicht mit der einfachen gleichförmigen Ankopplungs-Geometrie der Übertragungsleiter, wie diese in Fig. 2 dargestellt ist, bewerkstelligt weiden. Anzeichen sprechen dafür,ίο The present description was based on a Information representation in which a domain is in a prescribed position within a bit storage location is present and at the same time in another prescribed position in the same bit storage location a domain is missing. This representation is redundant in that it is a binary one and one Zero also through the presence or absence of a domain in just a single position of a bit storage location represented and so the packing density could be increased; but the various logic operations could then be less easy with the simple uniform coupling geometry the transmission conductor, as shown in FIG. 2, is accomplished. There are indications that
as daß eine noch weitergehende Redundanz eine zusätzliche Vereinfachung bei der Durchführung logischer Funktionen ermöglicht. Es sind daher verschiedene Kompromisse zwischen Packungsdkhten einerseits und einer Einfachheit der Logik-Operationen andererseits möglich. Die Anordnung nach den Fig. I und 2 erlaubt eine große Variationsmöglichkeit in dieser Hinsicht. Denn hierzu ist nur erforderlich, die Übertragungsimpulsfolge zu ändern, um die ganze Operation und/oder die Operationsgrundeinheit zu ändern.as that an even more extensive redundancy an additional Facilitates simplification in the implementation of logical functions. They are therefore different Compromises between package density on the one hand and simplicity of logic operations on the other possible. The arrangement according to FIGS. I and 2 allows a great deal of variation in this Respect. Because for this it is only necessary to change the transmission pulse sequence in order to complete the whole operation and / or to change the basic unit of operation.
Eine weitere Vereinfachung im Betrieb kann ohne Änderung der bereits beschriebenen Operationsgrundeinheit realisiert werden. Beispielsweise könnten die Übcrcinstimmungs-Indikationen einfacher erzeugt werden, wenn die Null-Ziffern ausgelöscht würden, bevor die Drehung von Typ A in den Typ B ausgeführt wird. Tatsächlich ist in diesem Fall die Drehung von A nach B unnötig. Die beschriebene Operation erlaubt jedoch die Erläuterung einer größeren Anzahl logischer Operationen. Auch hier sind keine strukturellen Änderungen zur Realisierung des einfacheren Betriebs notwendig. Es ist nur eine Änderung in der im Zusammenhang mit Fig. 42 beschriebenen Impulsfolge notwendig.A further simplification in operation can be implemented without changing the basic operating unit already described. For example, could the matching indications are more easily generated when the zero digits are erased before the rotation from type A to type B is performed. In fact, in this case, the Rotation from A to B unnecessary. However, the described operation allows a larger one to be explained Number of logical operations. Again, there are no structural changes to implement the easier operation necessary. It is just a change from that described in connection with FIG. 42 Pulse train necessary.
Die Erfindung ist an Hand von Übertragungsleitern mit Schleifen-Konfiguration beschrieben worden. Eine solche Konfiguration ist lediglich beispielhaft, und es gibt alternative Konfigurationen, die eine erhöhte Packungsdichte ermöglichen.The invention has been described with reference to transmission conductors having a loop configuration. Such a configuration is exemplary only and there are alternative configurations that include an elevated Enable packing density.
Wie oben erwähnt wurde, ist es möglich, die verschiedenen Logik-Operationen aus vier grundsätzlichen physikalischen Schritten aufzubauen. Diese Schritte sind während der Erläuterung der Logik-Operationen im einzelnen angegeben worden und sind zusammengefaßt die folgenden: 1. Verschiebung einer Domäne, 2. Auslöschen einer Domäne, 3. Teilung einer Domäne und; 4. Kollision zwischen Domänen. Typischerweise geschieht die Verschiebung durch Erzeugung von einem öder zwei Oersted an einer gegenüber der Lage der einwandigen Domäne versetzten Stelle sowie unter einem Vorzeichen, das dem der Domäne entspricht. Die Domäne »sieht« sich dann einer Potentialmulde gegenüber und will demgemäß diese Position niedrigster Energie einnehmen. Es fin-As mentioned above, it is possible to use the various logic operations from four basic ones physical steps to build up. These steps are during the explanation of the logic operations have been given in detail and are summarized as follows: 1. Displacement of a Domain, 2. deletion of a domain, 3. division of a domain and; 4. Collision between domains. Typically, the shift occurs by generating one or two oersteds on one opposite side the location of the single-walled domain offset position and under a sign that corresponds to that of the Domain corresponds. The domain then "sees" itself in front of a potential well and wants accordingly take this position of lowest energy. It fin-
/Ιί/ Ιί
det also eine entsprechende Verschiebung statt, wenn das Ubertragungsfeld den Domänenwandbewegungsschwellenwcrt des jeweils benutzten Materials überschreitet. A corresponding shift therefore takes place when the transmission field exceeds the domain wall movement threshold of the material used.
Die Auslöschung einer Domäne, die ja an sich ein im energetischen Gleichgewicht mit der Umgebungsmagnetisierung befindliches und demgemäß größenstabiles Gebilde ist, erfordert wiederum ein Feld von nur einem oder zwei Oersted, typischerweise nicht mehr als 10 Oersted, das am Ort einer Domäne erzeugt wird. Das Feld hat jedoch ein Vorzeichen, das den Domänendurchmesser zu verkleinern sucht. Zur vollständigen Auslöschung ist es dann lediglich notwendig, die Stabilitätsschwellenwert-Kenngröße des Materials zu überschreiten. '5The extinction of a domain, which in itself is in energetic equilibrium with the surrounding magnetization and is accordingly stable in size Again, requires a field of only one or two oersteds, typically not more than 10 oersteds produced on the site of a domain. However, the field has a sign that seeks to reduce the domain diameter. For complete extinction it is then only necessary to exceed the stability threshold value parameter of the material. '5
Das Teilen einer Domäne in zumindest zwei Domänen erfordert höhere Felder als die zur Domänenverschiebung und Domänenauslöschung notwendigen, dieses deshalb, weil der Vorgang das Abschnüren einer Domäne in zwei Domänen erfordert und hierbei ao zwei Domänenwände aufeinander zugetrieben werden müssen, wozu ein Feld der annähernden Größe 4nMs notwendig ist. Hierbei ist Ms die Sättigungsmagnetisierung des Materials, die typischerweise bei 100 Oersted liegt. a5Sharing a domain in at least two domains requires higher fields than necessary for the domain shift and domain extinction, this is because the process requires pinching a domain into two domains, and this ao two domain walls need to be driven towards each other, to which a field of approximate size 4 n M s is necessary. Here, M s is the saturation magnetization of the material, which is typically 100 Oersted. a 5
Eine Kollision zwischen Domänen, wie sie hier verwendet wird, verhindert lediglich eine Verschiebung auf ein Übertragungsfeld hin, und erfordert daher kein höheres Feld.A collision between domains as used here only prevents a shift towards a transfer field and therefore does not require one higher field.
Bei einer tatsächlich betriebenen Anordnung waren die Trcibleiter zweckmäßig in senkrechten Schlitzen in einer hochpermeablen Grundplatte angeordnet und lagen nicht in Form einer gesonderten gedruckten Schaltung vor. Eine Schicht aus Erbnumorthoferrit (ErFeO3) wurde übcrdiedurch die Schlitze gebildeten hochstehenden Zapfen gelegt. Die verschiedenen physikalischen Schritte wurden wie beschrieben ausgeführt, und zwar mit Hilfe folgender Treibströme:In an actually operated arrangement, the triple conductors were expediently arranged in vertical slots in a highly permeable base plate and were not in the form of a separate printed circuit. A layer of Erbnumorthoferrite (ErFeO 3 ) was placed over the upstanding cones formed by the slits. The various physical steps were carried out as described, using the following driving currents:
Übertragung + 150 mATransmission + 150 mA
Auslöschung +· 75 mA *°Extinction + 75 mA * °
Teilung + 500 mADivision + 500 mA
Kollision + 159mACollision + 159mA
Die Domänen hatten Durchmesser von etwa 0,35 mm und waren etwas größer als die Zapfengröße, die 0,25 mm bei 0,125 mm breiten Schlitzen war.The domains were about 0.35 mm in diameter and were slightly larger than the cone size that Was 0.25 mm with 0.125 mm wide slots.
Eine Angabe über die erreichbare Packungsdichte, ebenso über andere Betriebsparameter liefert eine bedeutungsvollere Kennzeichnung der Speicherordnung nach Fig. 1. Im einzelnen werden Domänen der Größenordnung von 0,125 X lü b m mit Hilfe einer gedruckten Schaltung von 2,5 X 10~A m verschoben, was eine Packungsdichte von mehr als H)5 Domänen pro cm2 ergibt. Treibströme von etwa 50 mA werden verwendet. Die Anordnung ist in der Lage, sämtliche Vergleiche auf Übereinstimmung im Speicher in etwa 1 msec durchzuführen.An indication of the achievable packing density, as well as about other operating parameters provides a meaningful identification of the memory organization of Fig. 1. Specifically, domains of the order of 0.125 X lu b m are shifted by means of a printed circuit board of 2.5 X 10 ~ A m, which gives a packing density of more than H) 5 domains per cm 2 . Driving currents of about 50 mA are used. The arrangement is able to carry out all comparisons for correspondence in the memory in about 1 msec.
Die beschriebenen Logikoperationen bilden eine vollständige Gruppe, mit der alle Rechner-Operationen verwirklicht werden können. Einige dieser Operationen, z. B. die Duplizierungs-Qperation, wo eine Teilung einer Domäne notwendig ist, erfordert, daß das Gebiet der Domäne vergrößert wird. Bei anderen Operationen, wie bei der UND-Operation zwischen zwei benachbarten Zellen, wird das Domänengebiet nicht vergrößert. Eine vollständige Gruppe von Logik-Operationen, bei der einige Operationen ohne Vergrößerung des Domänengebietes ausgeführt werden, und bei der andere Operationen eine solche Vergrößerung erfordern, werden gemischte Gruppen genannt. Es kann jedoch eine vollständige Gruppe von Logik-Operationen ohne jede Vergrößerung des Gebietes einer Domäne gebildet werden. In diesen Fällen wird ein Domänen-Vorrat vorgesehen, beispielsweise in jeder Bitspeicherstelle, mit einer begleitenden Reduzierung der Packungsdichte eines gegebenen Speichers. Von den grundsätzlichen physikalischen Schritten brauchen dann nur Domänenverschiebung und -kollision verwendet zu werden. Die Schritte des Teilens und Auslöschens von Domänen brauchen in diesem Falle nicht verwendet zu werden. Statt dessen werden die Domänen beibehalten, und Operationen, /. B. die Duplizierungs- und die Auslösch-Operationen, werden auf logischer Basis ausgeführt, wobei dann Domänen aus einem Vorrat entlehnt und in denselben wieder zurückgegeben werden.The logic operations described form a complete group with which all computer operations can be implemented. Some of these operations, e.g. B. the duplication operation where division of a domain is necessary requires that the area of the domain be enlarged. In other operations, such as the AND operation between two neighboring cells, the domain area is not enlarged. A complete set of logic operations in which some operations are performed without increasing the domain area and other operations require such an increase are called mixed groups. However, a complete set of logic operations can be formed without any increase in the area of a domain. In these cases a domain pool is provided, for example in each bit storage location, with a concomitant reduction in the packing density of a given memory. Of the basic physical steps, only domain shifting and collision then need to be used. The steps of dividing and deleting domains need not be used in this case. Instead, the domains are kept, and operations, /. B. the duplicate and delete operations are performed on a logical basis, with domains then being borrowed from and returned to a pool.
Eine typische Operation bei dieser Betriebsart kann die Kollisionswechselwirkung zwischen zwei Domänen ausnutzen. Beispielsweise seien zwei Zeilen von drei Blöcken betrachtet, die drei Spalten bilden. Jeder Block in der ersten Spalte ist von einer Domäne besetzt. Der Block in der ersten Zeile, dritte Spalte ist ebenfalls von einer Domäne besetzt. Das Ziel ist es nun, die beiden Domänen in der ersten Spalte in entsprechende Blöcke der zweiten Spalte zu verschieben, und zwar durch Erzeugen von Übertragungsfeldern in jenen entsprechenden Blöcken. Wenn die Domäne in der dritten Spalte stationär gemacht wird, verschiebt sich nur die Domäne in der ersten Spalte, zweite Zeile in ihren entsprechenden Block. Die Abstoßkraft zwischen Domänen in der ersten Zeile verhindert hier eine solche Verschiebung. Die Operation in der ersten Zeile befähigt dazu, eine UND-Operation /u bilden. Die Operation in der zweiten Zeile befähigt dazu, eine ODER-Operation zu bilden. A typical operation in this mode of operation can be the collision interaction between two domains use. For example, consider two rows of three blocks that form three columns. Everyone The block in the first column is occupied by a domain. The block in the first row, third column is also occupied by a domain. The goal is now to match the two domains in the first column To move blocks of the second column by creating transfer fields in those corresponding blocks. When the domain in the third column is made stationary, it shifts only the domain in the first column, second row in its corresponding block. the Repulsive force between domains in the first row prevents such a shift here. The operation in the first line enables you to form an AND operation / u. The operation in the second Line enables you to form an OR operation.
Die Verdrahtungsgeometrie, Feldstärkewerte, Koerzivität usw. bestimmen, ob die Kollisionswechselwirkung über eine einzige Domänenposition (Block) oder über zwei (oder mehr) Positionen hinweg wirksam ist.The wiring geometry, field strength values, coercivity, etc. determine whether the collision interaction effective across a single domain position (block) or across two (or more) positions is.
Ein Betrieb mit Domänen, die ihre Form beibehalten, ist über einen Betriebsbereich möglich, der für das verwendete magnetische Material kennzeichnend ist. Die vielfältig geformten Domänen, die normalerweise z. B. in vorher auf den Curie-Punkt erhitzten Orthoferritschichten vorhanden sind, sind eine vertraute Erscheinung. Wenn ein Vorspannungsfeld unter negativem Vorzeichen senkrecht zu einer solchen Schicht angelegt wird, ändern sich die Domänenformen, sie werden insgesamt kleiner. Bei einem bestimmten Vorspannungsfeld wird jede Domäne kreisförmig (tatsächlich zylindrisch), wobei der Radius eine Funktion des Materials und der Dicke der Schicht ist. Weitere Erhöhungen der Vorspannung überschreiten dann eventuell den Stabilitätsschwellwert und bewirken, daß der Domänendurchmesser auf Null schrumpft, also die Domäne ausgelöscht wird. Bei einer reinen Gruppe von Logik-Operationen ,-wo also die Domänen ihre Form beibehalten und weder dupliziert noch ausgelöscht werden, werden stationäre Vorspannungsfelder verwendet, um die Domänen kreisförmig zu halten. Ein solches Vorspannungsfeld kann einfach mit Hilfe eines Permanentmagneten erzeugt werden.Operation with domains that retain their shape is possible through an operation area dedicated to the magnetic material used is characteristic. The multifariously shaped domains that normally z. B. are present in orthoferrite layers previously heated to the Curie point, are familiar Appearance. If a bias field with a negative sign is perpendicular to one Layer is applied, the domain shapes change, they become smaller overall. With a certain one Bias field, each domain becomes circular (actually cylindrical) with the radius being one Function of the material and the thickness of the layer. Exceed further increases in the preload then possibly the stability threshold and cause the domain diameter to zero shrinks, so the domain is wiped out. In the case of a pure group of logic operations, that is, where the domains retain their shape and are neither duplicated nor obliterated, become stationary Bias fields used to keep the domains circular. Such a bias field can easily be generated with the help of a permanent magnet.
Eine vollständige Gruppe von Logik-FunktionenA complete set of logic functions
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ru Schicht leicht zu bestimmen. ru layer easy to determine.
kann auch in einer magnetischen Schicht ausgetunrt --· Erfind jsl an Hand einwandiger Domänencan also be thinned out in a magnetic layer - · Invent jsl on the basis of single-walled domains
werden, bei dem die Domänen nicht kreisförmig sinü. ^ Schicht mit bevorzugter Magnetisierungsrich-in which the domains are not circularly sinü. ^ Layer with preferred direction of magnetization
Die magnetischen Schichten, in denen Operationen i" krecht zur Schichtebene beschneben worden,The magnetic layers, in which operations have been described perpendicular to the layer plane,
dieser Art ausgeführt werden, haben jedoch dominie- luiy Domänen bilden sich auch in magnetischthis kind are carried out, but have dominant lu iy Dom änen form in magnetically
rende Koerzitivkraft. Das heißt, das Material ist ge- 5 n.i.' * Schichten, bei denen eine bevorzugterende coercive force. That is, the material is generally 5 ni '* layers, in which one is preferred
kennzeichnet durch eine vorausgewählte Koerzivitat anisiv ^ sricntung in der Ebene der Schichtcharacterized by a preselected coercivity anisive direction in the plane of the layer
gegenüber einer Domänenwandbewegung. Eine Uo- yidg ander benachbarte Domänen in einer sol-versus domain wall movement. A UO other yidg b enac hbarte domains in a sol
mäne nimmt dann in solchen Schichten jede Form an lieg ■ · Abstoßkräfte nur dann, wenn sieactivator domain then takes in such layers every form of lie ■ · s e toßkräfte only if they
die von den angelegten Feldern gefordert wird und eher, ~™ fisch harten Achse dieser Materialienwhich is required by the applied fields and rather, ~ ™ f ic hard n axis of these materials
verbleibt in dieser Form, wenn die Felder entfernt 10 Ian^"! tsfnd Benachbarte Domänen, die längs derremains in this form when the fields are removed 10 Ian ^ "! ts f nd neighboring domains running along the
werden. Hier ist die Geometrie der verschiedenen angco'" Magnetisierung angeordnet sind,will. Here is the geometry of the various angco '"magnetizations are arranged,
Leiter der formsteuernde Faktor. Etwas stationäre Achse ^™8j"kräffe.Head of the form-controlling factor. Somewhat stationary axis ^ ™ 8j " kräf f e .
Vorspannung kann ebenfalls vorhanden sein. Bei ei- zeigerι ^ $o]chen anjsotropen Schichten können Loner solchen Betriebsart sind die Domänen nicht »kon _ operationen mit einwandigen Domänen ausgeserviert«. 1S f~ P , Es ist lediglich erforderlich, daß die Do-Die beschriebene gemischte Gruppe von Logik- tunrivv . ^ Domäne umgibt; sicn in sich Operationen erfordert sowohl eine vorauszahlte manejwι , B renzung für die Domäne zu bil-Koerzivität von beispielsweise 1,0 Oersted als auch schließt, urnmm g^ ^n ß en der ma Preload can also be present. In egg zeigerι ^ $ o] chen to j so tropical layers Loner can such a mode are the domains not "con _ operations being served with single-domain". 1 S f ~ P, It is only necessary that the Do-Die described mixed group of logic- tunrivv. ^ Domain surrounds; In itself, operations require both a prepaid maneuver, a limitation for the domain to bil-coercivity of, for example, 1.0 oersted and also includes, ummm g ^ ^ n ß en the ma
eine stationäre Vorspannung von 8 Oersted. Die Ko- de"'.^pn Schicht ist in welchen die Domäne ver-a stationary bias of 8 oersteds. The co de "'. ^ P n layer in which the domain comparable
erzivität und die Vorspannung zum Erzeugen optima- 20 gnettscne" ^Clllcnt 'erivity and the bias to generate optimal 20 gnettsc ne "^ Clllcnt '
ler Grenzen ist durch Versuche für jede magnetische schoben wii α.ler limits are pushed through experiments for each magnetic wii α.
Hierzu 9 Blatt ZeichnungenIn addition 9 sheets of drawings
Claims (6)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US65787767A | 1967-08-02 | 1967-08-02 | |
US65787767 | 1967-08-02 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1774627A1 DE1774627A1 (en) | 1972-01-27 |
DE1774627B2 DE1774627B2 (en) | 1975-09-25 |
DE1774627C3 true DE1774627C3 (en) | 1976-05-13 |
Family
ID=
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