DE1947615B2 - Verknuepfungsschaltung mit magnetkernen - Google Patents

Description

Das Hauptpatent 19 46 653.6 bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Verknüpfung binärer Variabler, die gleichartige Verknüpfungsglieder enthält, welche jeweils unter Verwendung eines Magnetkernes mit rechteckförmiger Hystereseschleife aufgebaut sind, der über jeweils gesonderte Wicklungen von zu verknüpfenden Variablen und von Abfrageimpulsen in der einen Magnetisierungsrichtung und von Einschreibimpulsen, deren Impulsdauer kurzer als diejenige der kürzesten zu verknüpfenden Variablen ist, in der anderen Magnetisierungsrichtung erregt wird, so daß an seiner Lesewiddung einer NOR-Verknüpfung der zugeführten Variablen entsprechende Lesesignale auftreten, bei der zu einer ersten Taktphase dem einen Teil der Magnetkerne Abfrageimpulse und dem anderen Teil der Magnetkerne Einschreibimpulse und zu einer zweiten Taktphase den abgefragten Magnetkernen Einschreibimpulse und den zuvor mit Einschreibimpulsen beaufschlagten Magnetkernen Abfrageimpulse zugeführt werden und bei der die Lesesignale aller Magnetkerne von Verknüpfungsgliedern als weiter zu verarbeitende, entgegen einer Schreiberregung wirkende Variable nur an Magnetkerne solcher Verknüpfungsglieder weitergegebei werden, deren Abfrage während der jeweils anderen Taktphase erfolgt

Bei dieser Schaltungsanordnung werden die Einschreibimpulse von einer zentralen Einschreibimpulsquelle geliefert Die Weitergabe an die einzelnen Verknüpfungsglieder erfolgt über eine Reihe von Einschreibimpulsverstärkern, die jeweils nur eine begrenzte Anzahl von Verknüpfungsgliedern versorgen können und deren Anzahl dementsprechend hoch ist. Bei dieser zentralen Lieferung der Einschreibimpulse werden die Kerne von Verknüpfungsgliedern dauernd eingeschrieben, auch wenn diesen Verknüpfungsgliedern im Augenblick keine zu verknüpfenden Variablen zugeführt werden. Hierdurch ist nicht nur der Leistungsbedarf beim Einschreiben, sondern auch der bei der Abfrage durch die ebenfalls zentral gelieferten Abfrageimpulse relativ hoch, da das Auftreten jedes Einschreibimpulses bei Fehlen einer zu verknüpfenden Variablen eine Ummagnetisierung des Kernes der betreffenden Verknüpfungsglieder zur Folge hat und somit jede Abfrage mit einer Rückmagnetisierung in den ui sprünglichen Remanenzzustand der Magnetkerne verbunden ist Es muß daher auch die Anzahl der Abfrageimpulsverstärker, über die die Abfrageimpulse den Verknüpfungsgliedern zugeführt werden, entsprechend hoch sein. Jeder der Magnetkerne der Verknüpfungsglieder der Schaltungsanordnung gemäß des Hauptpatentes benötigt für die in der Einschreibphase sich abwickelnden Vorgänge außer mindestens einer Logikwicklung jeweils eine gesonderte Einschreibwicklung.

Im vorliegenden Patent wird nun angegeben, wie die Schaltungsanordnung des Hauptpatentes bezüglich der vorstehend geschilderten Tatbestände weiter verbessert werden kann. Die Schaltungsanordnung gemäß dem Zusatzpatent ist nämlich dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Magnetkerne von Verknüpfungsgliedern an Stelle von zentral erzeugten Einschreibimpulsen von den Lesesignalen der Kerne gesonderter Einschreibglieder eingeschrieben werden, die ihrerseits von Lesesignalen anderer Verknüpfungsglieder oder von einer Eingangsvariablen eingeschrieben werden.

Aufgrund der im Zusatzpatent getroffenen Maßnahmen werden zumindest an einen Teil der Verknüpfungsglieder Einschreibimpulse jeweils nur dann geliefert, wenn das Lesesignal dieser Verknüpfungsglieder als Ergebnisvariable einer Verknüpfung gewertet werden soll. Während des Ruhezustandes der Schaltungsanordnung, d. h. wenn überhaupt keine Eingangsvariablen zur Verarbeitung anstehen, und auch unter Umständen während eines über mehrere Taktphasen sich hinziehenden Verarbeitungsvorganges, werden dann wesentlich weniger Magnetkerne gleichzeitig eingeschrieben.

so daß sowohl Einschreibimpulsverstarker als auch Abfrageimpulsverstärker eingespart werden können, da dementsprechend auch weniger Magnetkerne gleichzeitig bei der Abfrage ummagnetisiert zu «/erden brauchen. Außerdem kann bei einer Anzahl der Magnetkerne die Einschreibwicklung als Logikwicklung ausgenutzt werden.

Anhand von zwei Figuren wird im folgenden die Schaltungsanordnung gemäß des Zusatzpatentes näher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Verknüpfung von drei Eingangsvariablen in Form von UN D-Verknüpfungen jeweils einer ersten Eingangsvariablen mit einer der übrigen Eingangsvariablen, die gemäß der Lehre des Hauptpatentes aufgebaut ist

Die Fig.2 zeigt eine entsprechende Schaltungsanordnung, die die kennzeichnenden Mjrkmale des Zusatzpatentes aufweist

Zunächst wird auf die in den F i g. 1 und 2 angewendete Symbolik zur Darstellung von Verknüpfungsgliedern bzw. von Einschreibgliedern kurz eingegangen. Der Magnetkern dieser Glieder, beispielsweise des Verknüpfungsgliedes E1 in F i g. 1 wird durch einen senkrechten Strich repräsentiert Dem oberen Ende dieses senkrechten Striches ist in Gedanken der positive Remanenzzustand bzw. der Binärwert »1« und dem unteren Ende ist der negative Remanenzzustand bzw. der Binärwert »0« zuzuordnen, was im Zusammenhang mit der Darstellungsweise der Wicklungen eines solchen Kernes Bedeutung hat. Die Kernwicklungen werden durch Pfeile symbolisiert. Falls es sich um solche Kernwicklungen handelt, über die der Magnetkern in der einen oder der anderen Magnetisierungsrichtung beeinflußt wird, wie die Abfragewicklung η 1, die Einschreibwicklung η 3 sowie die Logikwicklung η 4, so verlaufen diese Pfeile in Richtung des senkrechten Kernbalkens, und zwar je nach dem, in welcher Richtung über diese Wicklungen der Kern beeinflußt wird, zum oberen oder zum unteren Ende hin. Die Abfragewicklung π 1, über die der Kern in den negativen Remanenzzustand versetzt wird, zeigt dementsprechend nach unten, die Einschreibwicklung π 3 dagegen nach oben. Da es sich bei den Verknüpfungsgliedern der F i g. 1 um NOR-Glieder Handelt, wie weiter unten noch erläutert werden wird, zeigt der die Logikwicklung η 4 darstellende Pfeil entgegen dem Pfeil für die Einschreibwicklung ebenfalls nach unten. Der Pfeil, der die Lesewicklung π 2 symbolisiert, über die lediglich Impulse abgegeben werden, zeigt hingegen in waagrechter Richtung vom Kernbalken weg Bei Wicklungen, denen von zentraler Stelle aus Impulse zugeführt werden, also bei der Abfragewicklung η 1 und bei der Einschreibwicklung π 3, sind die Zuleitungen nicht gezeichnet. Der Pfeil für die Abfragewicklung η 1 ist außerdem ausgefüllt, womit angedeutet sein soll, daß die Abfrageimpulse wesentlich leistungsstärker als die bei den übrigen Wicklungen auftretenden Impulse sind. Aus der Lage der Pfeile längs des senkrechten Kernbalkens ist ersichtlich, zu welcher Taktphase über diese Wicklungen Impulse zugeführt bzw. abgegeben werden. Auf der Einschreibwicklung η 3 und der Logikwicklung π 4, die als Pfeile in der oberen Kernbalkenhälfte dargestellt sind, treten zu einer ersten Taktphase Impulse auf, auf der Abfragewicklung η 1 und der Lesewicklung π 2, die durch Pfeile in der unteren Kernbalkenhälfte dargestellt sind, dagegen zu einer zweiten Taktphase.
Sämtliche Verknüpfungsglieder der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 stellen, wie schon angedeutet, NOR-Glieder dar, von denen die Verknüpfungsglieder Ei bis E3, da ihnen jeweils nur eine einzige Eingangsvariable zugeführt wird, als Negatoren wirken. Die NOR-Verknüpfung bzw. die Negation kommt dadurch zustande, daß die gleichzeitig mit den Einschreibimpulsen auftretenden Vatiablen diesen Einschreibimpulsen entgegengerichtet sind. Die Zeitdauer eines Einschreibimpulses ist kürzer als die der kürzesten Variablen. Eine Ummagnetisierung in den positiven Remanenzzustand während des Einschreibvorganges kann also nur dann stattfinden, wenn die zu verarbeitende Variable den dem Binärwert 0 entsprechenden nkderen Wert einnimmt was im Normalfall gleichbedeutend mit dem Fehlen einer Eingangsvariablen ist. Nur dann hat ein während der darauffolgenden Taktphase auftretender Abfrageimpuls eine Rückmagnetisierung in den negativen Remanenzzustand und damit die Abgabe eines Lesesignals zur Folge.

Wie die Lage der die Wicklungen symbolisierenden Pfeile in F i g. 1 zeigt, werden zu einer ersten Taktphase die Kerne der Verknüpfungsglieder A1 und A 2 abgefragt und die Kerne der Verknüpfungsglieder E1 und £3 eingeschrieben. Zu einer zweiten Taktphase werden umgekehrt die Kerne der Verknüpfungsglieder E1 und £3 abgefragt und die Kerne der Verknüpfungsglieder A 1 und A 2 eingeschrieben. Lesesignale des Verknüpfungsgliedes E1 werden als weiterzuverknüpfende Variable sowohl dem Verknüpfungsglied A 1 als auch dem Verknüpfungsglied A 2 zugeführt. Das Lesesignal des Verknüpfungsgliedes £2 wird als zu verknüpfende Variable dem Verknüpfungsglied A 1 und das Lesesignal des Verknüpfungsgliedes £3 wird als zu verknüpfende Variable dem Verknüpfungsglied A 2 zugeführt. In allen Fällen werden also Lesesignale nur an solche Verknüpfungsglieder weitergegeben, deren Abfrage während der jeweils anderen Taktphase erfolgt. Die Lesesignale der Verknüpfungsglieder A 1 und A 2 stellen die Ergebnisvariable entsprechend der beiden mit dieser Schaltungsanordnung realisierbaren UND-Verknüpfungen, nämlich der UND-Verknüpfung der Eingangsvariablen 1 und 2 sowie der UND-Verknüpfung der Eingangsvariablen 1 und 3 dar.

Der von der Lesewicklung des Verknüpfungsgliedes A 1 belieferte Ausgang a 1 liefert jeweils nur dann ein dem Binärwert »1« entsprechendes Ausgangssignal, wenn beide Eingangssignale 1 und 2 den Binärwert »1« annehmen. Nur dann nämlich gibt keines der beiden Verknüpfungsglieder £1 und £2 ein Lesesignal ab und nur dann wird das Einschreiben des Kernes des Verknüpfungsgliedes A 1 durch den zentral gelieferten Einschreibimpuls nicht verhindert, so daß der nachfolgende Abfrageimpuls eine Ummagnetisierung in den negativen Remanenzzustand und damit die Abgabe eines Lesesignals zur Folge hat. Entsprechendes gilt für die Abgabe eines Lesesignals am Ausgang a 2 wenn die Eingangsvariablen 1 und 3 den Binärwert »1« annehmen.

Die Schaltungsanordnung gemäß Fi g. 2, die entsprechend der Lehre des Zusatzpatentes aufgebaut ist, dient zur Realisierung derselben beiden UND-Verknüpfungen von drei Eingangsvariablen 1,2 und 3. Sie enthält die drei NOR-Verknüpfungsglieder EI₁Al und A 2 sowie die beiden Einschreibglieder WE2 und WE3. Lediglich das NOR-Verknüpfungsglied £1, dem die erste zu verknüpfende Variable 1 zugeführt wird, wird von zentral erzeugten Einschreibimpulsen während der Einschreibtaktphasen dauernd in Einschreibrichtung

magnetisiert. Die beiden anderen NOR-Verknüpfungsglieder A1 und A 2 hingegen werden durch die Lesesignale der beiden Einschreibglieder WE 2 und WES eingeschrieben, wozu die Lesewicklung η 22 des Einschreibgliedes WE 2 mit der Wicklung η 5Ai des Verknüpfungsgliedes A 1 und die Lesewicklung η 23 des Einschreibgliedes WE3 mit der Wicklung n5A2 des Verknüpfungsgliedes A 2 verbunden ist. Wie die Pfeilrichtung der die Wicklung η 5Ai und n5A2 symbolisierenden Pfeile zeigt, ist der Windungssinn dieser Wicklung so gewählt, daß die Lesesignale der Einschreibglieder die Kerne der Verknüpfungsglieder A 1 und A 2 entgegen der Abfragemagnetisierungsrichtung also in Einschreibrichtung beeinflussen. Aufgrund geringerer Windungszahlen der Abfragewicklungen und der Lesewicklungen liefern diese Einschreibglieder kürzere Lesesignale als die übrigen NOR-Glieder.

Die Einschreibglieder WE2 und WE3 werden ihrerseits durch die Eingangsvariablen 2 bzw. 3 eingeschrieben. Von den fünf Verknüpfungsgliedern bzw. Einschreibgliedern wird, solange keine zu verknüpfenden Variablen anliegen, also lediglich das Verknüpfungsglied E1 dauernd zwischen den beiden Remanenzzuständen durch Einschreibimpulse und Abfrageimpulse hin und her magnetisiert, im Gegensatz zur Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1, wo dies bei allen fünf Verknüpfungsgliedern der Fall war.

Nur wenn die zu verknüpfenden Variablen 1 und 2 den Binärwert »1« annehmen, wird über die Lesewicklung η 2Ai des Verknüpfungsgliedes A 1 ein Ausgangssignal abgegeben. Es wird dann nämlich einerseits an die Logikwicklung πΛΑ i des Verknüpfungsgliedes A i kein dessen Einschreibung verhinderndes Logiksignal von der Lesewicklung η 21 des Verknüpfungsgliedes El her geliefert, da dessen Kern durch die Wirkung der zu verknüpfenden Variablen 1 nicht eingeschrieben werden konnte. Andererseits wird jedoch an die Wicklung π 5Ai des Verknüpfungsgliedes A 1 von der Lesewicklung π 22 des Einschreibgliedes WE2 her ein Einschreibimpuls geliefert, da dieses Einschreibglied vorher von der Eingangsvariablen 2 eingeschrieben worden war. Dementsprechend hat die Abfrage des Verknüpfungsgliedes A 1 ein Lesesignal zur Folge. Bei allen anderen möglichen Kombinationen der Binärwerte der Eingangsvariablen 1 und 2 fehlt entweder die Einschreiberregung für das Verknüpfungsglied A 1 oder aber sie wird durch die über die Wicklung π 4Al erzeugte Gegenerregung kompensiert, so daß eine Ummagnetisierung in der Einschreibphase nicht zustande kommt und dementsprechend in der darauffolgenden Abfragephase auch kein Lesesignal abgeben wird.

Entsprechende Vorgänge spielen sich bei der Verknüpfung der Eingangsvariablen 1 und 3 ab.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

«Γ Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Verknüpfung binärer Variabler, die gleichartige Verknüpfungsglieder enthält, welche jeweils unter Verwendung eines Magnetkernes mit rechteckförmiger Hystereseschleife aufgebaut sind, der über jeweils gesonderte Wicklungen von zu verknüpfenden Variablen und von Abfrageimpulsen in der einen Magnetisierungsrichtung und von Einschreibimpulsen, deren Impulsdauer kürzer als diejenige der kürzesten zu verknüpfenden Variablen ist, in der anderen Magnetisierungsrichtung erregt wird, so daß an seiner Lesewicklung einer NOR-Verknüpfung der zugeführten Variablen entsprechende Lesesignale auftreten, bei der zu einer ersten Taktphase dem einen Teil der Magnetkerne Abfrageimpulse und dem anderen Teil der Magnetkerne Einschreibimpuise und zu einer zweiten Taktphase den abgefragten Magnetkernen Einschreibimpulse und den zuvor mit Einschreibimpulsen beaufschlagten Magnetkernen Abfrageimpulse zugeführt werden und bei der die Lesesignale aller Magnetkerne von Verknüpfungsgliedern als weiterzuverarbeitende, entgegen der Schreiberregung wirkende Variable nur an Magnetkerne solcher Verknüpfungsglieder weitergegeben werden, deren Abfrage während der jeweils anderen Taktphase erfolgt, nach Patent 19 46 653.6, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetkerne zumindest eines Teils der Verknüpfungsglieder (A 1, Λ 2) an Stelle von zentral erzeugten Einschreibimpulsen von den Lesesignalen der Kerne gesonderter Einschreibglieder (WE2. WE 3) eingeschrieben werden, die ihrerseits von Lesesignalen anderer Verknüpfungsglieder oder von einer Eingangsvariablen (2, 3) eingeschrieben werden (F i g. 2).

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 zur Verknüpfung von π Eingangsvariablen in Form von UND-Verknüpfungen jeweils einer ersten Eingangsvariablen, dadurch gekennzeichnet, daß sie η NOR-Verknüpfungsglieder (El, A\.A2) und n-\ Einschreibglieder (WE2, WE3) enthält, daß die erste Eingangsvariable (1) einem ersten NOR-Glied (Et) und die übrigen Eingangsvariablen (2,3) jeweils einem Einschreibglied (WE2, WE3) zugeführt werden, daß das Lesesignal des ersten NOR-Gliedes den übrigen NOR-Gliedern (A 1, A 2), deren Lesesignale die Ergebnisvariablen entsprechend den verschiedenen UND-Verknüpfungen darstellen, entgegen der Einschreibmagnetisierungsrichtung wirkend zugeführt wird, und daß die Lesesignale der Einschreibglieder (WE2, WE3) jeweils einem anderen der übrigen NOR-Glieder (A t, A 2) als Einschreibimpulse zugeführt werden (F i g. 2).