DE2013809C

DE2013809C - Buffer storage

Info

Publication number: DE2013809C
Authority: DE
Inventors: Heinz 7750 Konstanz Treiber
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Publication date: 1972-06-22

Description

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In digitalen Datenverarbeitungsanlagen werden zum voneinander die internen Vorgänge, also auch Spei-In digital data processing systems, the internal processes, i.e. also storage

Speichern von Informationen vorzugsweise Magnet- ehern und Auslesen der binären Informationen,Storage of information, preferably magnetic, and readout of binary information,

kerne mit nahezu rechteckiger Hysterese verwendet, steuern. Werden nun z, B, digitale Daten von einemcores with almost rectangular hysteresis are used to control. Are now, for example, digital data from a

Diese Magnetkerne haben zwei Sättigungszustände peripheren Gerät einem Magnetkern-Pufferspeicher positiver und negativer Magnetisierung, die mit den 5 des Rechners angeboten, so können ÜberschneidungenThese magnetic cores have two saturation states peripheral device a magnetic core buffer memory positive and negative magnetization that are offered with the 5 of the calculator may overlap

binären Werten »1« und »0« identifiziert werden. Mit zwischen dem vom peripheren Gerät eingespeistenbinary values "1" and "0" can be identified. With between that fed in from the peripheral device

solchen Magnetkernen werden Speicherwerke, Schiebe- Schreibstrom und dem vom Rechner gelieferten Ab-such magnetic cores are storage units, shift write current and the output supplied by the computer

register, logische Schaltungen u. a. aufgebaut und die fragestrom auftreten, da Schreib- und Abfragestromregisters, logic circuits, etc. built up and the query stream occur because the write and query stream

den binären Werten »0« und »!«entsprechenden Infor- von verschiedenen Taktgebern gesteuert werden. An mationen mittels durch den Magnetkern geführter io Hand von F i g. 1, wo Ströme und InduktionsspannungThe information corresponding to the binary values "0" and "!" can be controlled by different clock generators. On mations by means of the io hand guided through the magnetic core from FIG. 1, where currents and induced voltage

Wicklungen gespeichert und gelesen. in Abhängigkeit von der Zeit t aufgetragen sind, ergibtWindings saved and read. are plotted as a function of time t, results

Beim Speichern (Einschreiben einer Information) sich folgender Sachverhalt:When saving (writing information), the following situation occurs:

fließt durch eine durch den Magnetkern geführte Der vom Taktgeber des peripheren Geräts gesteuerte Wicklung ein Strom der Richtung und Größe, daß die Schreibstrom I₁ magnetisiert den Magnetkern in posimagnetischen Kraftlinien den Magnetkern erfassen 15 tiver Richtung, d. h., der Magnetkern enihält die In- und diesen in Abhängigkeit von der Stromrichtung formation »1«. Der vom Taktgeber des Rechners gepositiv oder ntgativ magnetisieren. Der Strom muß steuerte Abfragestrom I₂, der in entgegengesetzter so groß sein, daß die im Magnetkern verursachte Feld- Richtung zum Strom /, fließt, bewirkt nun im Magnetstärke ausreicht, diesen in den Sättigungszustand zu kern eine Durchflutung, die ihn ummagnetisieren bringen. Definitionsgemäß entspricht die positive ao möchte. Grundsätzlich ist die Impulslänge des AbMagnetisierung dem binären Wert »1« und die negative fragestroms I₂ se bemessen, daß der Magnetkern voll-Magnetisierung dem binären Wert »0«, wobei dieser ständig ummagnetisiert werden kann. Fließen nun inbinäre Wert »0« dem Ausgangszustand des Magnet- folge der unabhängigen Taktgeneraioren die Ströme I₁ kerns entspricht. Soll ein negativ magnetisierter, also und I₂ nicht synchron, so kann es durch teilweise Komden binären Wert »0« habender Magnetkern ummagneti- 35 pensation der von den Strömen I₂ und I₁ erzeugten siert werden, so wird in genau vorgeschriebener Rieh- Durchflutungen vorkommen, daß nur ein Teil des tung ein Strom uurch riie Wicklung geschickt, dessen Impulses von I₂ zur Ummagnetisierung des Magnet-Größe ausreicht, den M?gnetke^rn vom negativen Re- kerns zur Verfügung steht; die Schaltzeit des Magnetmanenzzustand in den positiven überzuführen. Der kerns ist somit verkürzt, und der Magnetisierungs-Magnetkern enthält als Informat· >n nun den binären 30 zustand durchläuft eine Unterschleife. Erst beim nach-Wert »1«. Die Speicherung des binären Wertes »0« ent- folgenden Abfragestromimpuls wird der Magnetkern spricht einem Stromfluß in der, im Verhältnis zur Spei- vollständig in den komplementären Magnetisierungscherung des binären Wertes »1«, entgegengesetzten zustand übergeführt. A current of the direction and magnitude that the write current I ₁ magnetizes the magnetic core in posimagnetic lines of force captures the magnetic core 15 tive direction, that is, the magnetic core contains the inside and outside flows through a winding guided through the magnetic core, controlled by the clock generator of the peripheral device formation »1« depending on the direction of the current. The magnetize positively or ntgatively from the clock generator of the computer. The current must be controlled interrogation current I ₂ , which in the opposite direction must be so large that the field direction caused in the magnetic core flows to the current /, now causes the magnetic strength sufficient to bring this into the saturation core a flux, which bring it to remagnetize. By definition, the positive ao corresponds to would like. Basically, the pulse length of the AbMagnetization is the binary value "1" and the negative interrogation current I ₂ se is dimensioned so that the magnetic core is fully magnetized to the binary value "0", whereby this can be constantly remagnetized. If the binary value »0« is now flowing, the initial state of the magnet sequence of the independent clock generators corresponds to the currents I _{1 kernel.} If a negatively magnetized, ie and I ₂ not synchronous, it can be magnetized by a magnetic core partially having a binary value of "0", the generated by the currents I ₂ and I _{1 being} reversed happen that only a part of processing a current uurch riie winding sent, the pulse of I ₂ is sufficient for magnetic reversal of the magnetic-size, M gnetke ^r n is the core available from the negative re?; to convert the switching time of the magnetmanence state into the positive. The core is thus shortened, and the magnetization magnetic core now contains the binary state as information. Only with the after value "1". The storage of the binary value "0" corresponding to the interrogation current pulse, the magnetic core speaks a current flow in the opposite state in relation to the storage completely in the complementary magnetization shear of the binary value "1".

Richtung. Der Auslesevorgang, also das Erfassen der In der Lesewicklung wird also nicht nur ein demDirection. The readout process, i.e. the acquisition of the reading winding, is not just a dem

gespeicherten Information, erfolgt durch Einspeichern 35 Informationsgehalt des Magnetkerns entsprechenderStored information is carried out by storing 35 corresponding information content of the magnetic core

einer »0«. War der Magnetkern negativ magnetisiert. Spannungsimpuls V_ina induziert, sondern deren zwei,a "0". Was the magnetic core magnetized negatively. Voltage pulse V _{induced in} a , but two of them,

so behält er diesen Zustand bei, d. h. in einer Lese- Eine in dem Magnetkern eingespeicherte Informationso he maintains this state, i.e. H. in a read information stored in the magnetic core

wicklung, die die Flußänderung des Magnetkei ns über »1« kann beim Auslesen somit zwei Lesesignale/winding, which changes the flux of the magnetic kernel via "1", when reading out two read signals /

einen induzierten Spannungsstoß registriert, wird keine nach außen abgeben.registers an induced voltage surge, none is released to the outside.

Flußänderung beobachtet. War hingegen im Magnet- 40 Die Aufgabe der Erfindung ist es, die durch asyn-Flux change observed. Was in the magnet 40 The object of the invention is, by asyn-

kern eine »1« gespeichert, so wird er durch Einspeiche- chron fließende Schreib- und Abfrageströme ent-at the core of a »1« is stored, it is extracted by writing and querying streams flowing in chronologically.

rung einer »0« ummagnetjsiert. In der Lesewicklung stehende Schaltzeitverkürzung eines aus mindestensThe magnetization of a "0" is reversed. Switching time reduction in the read winding one of at least

wird auf Grund der Flußänderung eine Spannung in- einem Magnetkern mit nahezu rechteckiger Hysterese-due to the change in flux, a voltage is generated in a magnetic core with an almost rectangular hysteresis

duziert, die einem Leseverstärker zugeführt wird. Die schleife bestehenden Pufferspeichers zu kompensieren.duziert, which is fed to a sense amplifier. To compensate for the loop of existing buffer storage.

Lesewicklung gibt somit die gespeicherte Information 45 Die Erfindung besteht darin, daß pro MagnetkernReading winding thus gives the stored information 45. The invention consists in that per magnetic core

in Form eines Spannungsimpulses weiter. eine Verstärkerschaltung vorgesehen ist, die zweiin the form of a voltage pulse. an amplifier circuit is provided, the two

Die dem Magnetkern entsprechende Hysterese wird Transistoren enthält, von denen der erste vom indubei Speicherung der binären Werte exakt durchlaufen, zierten Ausgangssignal leitend gesteuert wird und durch solange die magnetische Feldstärke hinreichend groß seinen Leitungsstrom gleichzeitig einen Speicherist. In Kernspeichern treten häufig Feldstärken der 50 kondensator auflädt und den zweiten Transistor Größe // - Hm auf, wobei unter H_m die zum voll- leitend steuert, der seinerseits im leitenden Zustand in ständigen Ummagnetisieren notwendige Feldstärke zu einer zusätzlichen Wicklung des jeweiligen! Magnetverstehen ist. Wenn an einem Magnetkern im Zustand kerns einen Stromfluß verursacht, der im Sinne einer »0« oder »1« Felder der Größe H^ ,'t_m anliegen, so Unterstützung des Abfrageimpulses und durch einen durchläuftdie Magnetisierungskurve sogenannte Unter· 55 den zweiten Transistor leitend haltenden Entladestrom schleifen, d. h„ der Magnetkern wird hinsichtlich des Speicherkondensators mindestens so lange wirkt, seines Magnetisierungszustands in mehr als die zwei bis der Magnetkern eine dem Abfrageimpuls ent* Sättigungszustände übergeführt. Diese Unterschleifen sprechende Magnetisierungsänderung erfahren hat. können auch auftreten, wenn der Abfragestrom so In P i g. 2 ist eine erfindungsgemäße Schaltung kuiz fließt, daß die dem Kern zugeführte Energie nicht 60 aufgezeigt. Der Magnetkern K liege in der Zeichen· ausreicht, den Magnetkern umzumagnetisieren. In ebene und sei positiv, das ist im Gegenuhrzeigersinn diesem Falle ist die Schaltzeit, also die Zeit, die für den magnetisiert. Die Stromrichtung der Ströme Z₁ und Z₈ abgeschlossenen Ummagnetisierungsvorgang eigent· sei so, daß der Schreibstrom Z₁ in der Schreibwicklung lieh erforderlich wäre, verkürzt. W₁ aus der Zeichenebene heraus- und der Abfrage* The hysteresis corresponding to the magnetic core will contain transistors, of which the first is controlled by the indubile storing the binary values exactly, controlled output signal is conductive and by as long as the magnetic field strength is sufficiently high its conduction current is at the same time a memory. In core memories, there are often field strengths that charge the capacitor and the second transistor size // - Hm , where H _m controls the fully conductive, which in turn, in the conductive state in constant magnetization, is necessary for an additional winding of the respective! Magnet understanding is. If a magnetic core in the kernel state causes a current to flow in the sense of a "0" or "1" fields of the size H ^, 't _m , the interrogation pulse is supported and a so-called under 55 conducts the second transistor through a magnetization curve grind the holding discharge current , d. In terms of the storage capacitor, the magnetic core is effective for at least as long as its magnetization state is transferred to more than the two saturation states until the magnetic core reaches one of the interrogation pulses' saturation states. This under-grinding has experienced a speaking change in magnetization. can also occur when the query stream is so In P i g. 2 is a circuit according to the invention kuiz flows that the energy supplied to the core is not shown 60. The magnetic core K lies in the character · is sufficient to re-magnetize the magnetic core. In plane and be positive, that is counterclockwise in this case is the switching time, i.e. the time it takes for the magnet to be magnetized. The current direction of the currents Z ₁ and Z ₈ completed Ummagnetisierungsvorgang was Eigent · so that the write current Z ₁ in the write coil borrowed would be required shortened. W ₁ out of the drawing plane and the query *

Diese Problematik der Schaltzeitverkürzung tritt 6s strom Z₁ in der Abfragewicklung W₁ in die Zeichen·This problem of shortening the switching time occurs 6s current Z ₁ in the query winding W ₁ in the characters

auf bei der Datenübertragung zwischen Digitalrech· ebene hineinfließe. Die Taktgeber für Z₁ und Z₁ sindflow into the data transmission between digital computing levels. The clocks for Z ₁ and Z ₁ are

fler und peripheren Geräten. Sowohl Rechner als auch durch Schalter S₁ und S_t schematisch dargestellt, fler and peripheral devices. Both the computer and the switches S ₁ and S _{t are} shown schematically,

fterinhere Geräte haben Taktgeber, die unabhängig Verursacht nun der Abfragestrom Z_g eine Magnet!·Subsequent devices have clock generators that are independent. The query current Z _g now causes a magnet! ·

sierungsänderung im Kern K, so wird in der Lesewicklung W₃ eine Spannung Vt_nU induziert, die den Basisstrom für einen pnp-Transistor T₁ liefert, dessen Emitter mit einer positiven Spannungsquelle verbunden ist, Zwischen dem Emitter von T₁ und der Basis liegt S ein Kondensator C„ der hochfrequente Signale kurzschließt. Emitter und Basis von T₁ sind mit den beiden Enden der Lesewicklung W₃ verbunden, wobei zwischen Wicklungsende und Basis ein Widerstand A₁ liegt. Der Basisstrom steuert also den Transistor T₁ in den leitenden Zustand und liefert somit über den Kollektor von T₁ den Ladestrom für einen mit einem Widerstand R₂ überbrückten Speienerkondensator C₂. R₂ und C₂ liegen mit ihrem dem Transistor T₁ abgewandten Verbindungspunkt an einer negativen Spannungsquelle. Von dem dem Transistor T₁ zugewandten Verbindungspunkt wird ein Teil des aus dem Transistor T₁ fließenden Stromes dem npn-Transistor T₂ über einen Widerstand R₃ als Basisstrom ugeführt und steuert T₂ leitend. Der Emitter von T₂ liegt auf negativem Potential, der Kollektor ist mit einem Ende der zusätzlichen Wicklung W₄ verbunden. Das zweite Ende der Wicklung W₄ liegt über einen Widerstand A₄ an einer positiven Spannungsquelle. Von dem mit dem Kollektor von T₂ verbundenen Wicklungsende von W₄ kann über eine Diode D am Ausgang A das Nutzsignal abgenommen werden.sizing change in the core K, a voltage Vt _n U is induced in the read winding W ₃ , which supplies the base current for a pnp transistor T ₁ , the emitter of which is connected to a positive voltage source, is located between the emitter of T ₁ and the base S a capacitor C "which short-circuits high-frequency signals. The emitter and base of T ₁ are connected to the two ends of the sense winding W ₃ _{, a resistor A 1 being} located between the end of the winding and the base. The base current thus controls the transistor T ₁ to the conductive state and thus supplies the charging current for a storage capacitor C ₂ bridged with a resistor R ₂ via the collector of T ₁ . R ₂ and C ₂ are connected to a negative voltage source with their connection point facing away from transistor T _1. From the connection point facing the transistor T ₁ , part of the current flowing from the transistor T _{1 is} fed to the npn transistor T ₂ via a resistor R ₃ as a base current and controls T _{2 to be} conductive. The emitter of T ₂ is at negative potential, the collector is connected to one end of the additional winding W ₄ . The second end of the winding W ₄ is connected to a positive voltage source via a resistor A _4. The useful signal can be picked up from the winding end of W ₄ connected to the collector of T ₂ via a diode D at output A.

Die in der Verstärkerschaltung vorgesehenen komplementären Transistoren können unter Änderung der Versorgungsspannungen so vertauscht werden, daß T₁ ein npn- und T₂ ein pnp-Transistor ist. Die Dimensionierung der Bauelemente ist so, daß der in der zusätzlichen Wicklung W₄ fließende Strom /₄ etwa gleich groß ist wie der Abfragestrom I₂. Die zusätzliche Wicklung W₄ ist so durch den Kern K geführt, daß der in ihr fließende Strom /₄ die gleiche Richtung wie der Auslesestrom I₉ hat. Ist nun der Schreibstrom /, unterbrochen und fließt der Abfragestrom I₂, so kann auf Grund der in der Lesewicklung W₃ induzierten Spannung V_(nd der Basisstrom für den Transistor T₁ fließen. 7\ wird leitend und liefert den Ladestrom für den Speicherkondensator C₂ und den Basisstrom für den Transistor T₁. Damit wird T₂ leitend und der in der zusätzlichen Wicklung W₄ fließende Strom /₄ erhöht die Durchflutung des Kerns K, da er sich dem Abfragestrom I₂ überlagert. Daraus resultiert eine Erhöhung der induzierten Spannung Vtnd und eine Verkürzung der Schaltzeit des Kerns K. Überschneiden sich nun Schreibstrom /, und Abfragestrom I₂, so übernimmt der Speicherkondensator C₂ die Aufgabe, den Transistor T_t so lange leitend zu halten, bis der Kern K vollständig ummagnetisiert ist. Die erfindungsgemäße zusätzliche Wicklung W₄ gewährleistet also, daß die Durchflutung des Kerns K unabhängig vom Abfragestrom I₂ so lange aufrechterhalten bzw, so groß wird, daß der Magnetkern K vollständig ummagnetisiert werden kann. The complementary transistors provided in the amplifier circuit can be interchanged by changing the supply voltages so that T _{1 is} an npn transistor and T _{2 is} a pnp transistor. The dimensioning of the components is such that the in the additional winding W ₄ current flowing / ₄ is approximately the same as the sensing current I. ₂ The additional winding W ₄ is guided through the core K in such a way that the current / ₄ flowing in it has the same direction as the readout current I ₉ . If the write current /, is interrupted and the interrogation current I _{2 flows} , the base current for the transistor T _{1 can} flow due to the voltage V _(nd induced in the read winding W _3. 7 \ becomes conductive and supplies the charging current for the storage capacitor C. ₂ and the base current for the transistor T _{the first} order is T ₂ conductive, and in the additional winding W ₄ current flowing / ₄ increases the flux of the core K, as it is superimposed on the sensing current I. ₂ This results in an increase of the induced voltage Vtnd and a shortening of the switching time of the core K. If the write current /, and interrogation current I ₂ overlap, the storage capacitor C _{2 takes on} the task of keeping the transistor T _t conductive until the core K is completely magnetized additional winding W ₄ ensures that the flow through the core K is maintained regardless of the interrogation current I ₂ so long or so large that the magnetic core K is full can be magnetized constantly.

Das Nutzsignal wird am Punkt Λ abgegriffen und kann hier mit anderen Signalen verknüpft werden.The useful signal is picked up at point Λ and can be linked with other signals here.

Iti F i 3. 3 sind analog zu F i g. 1 die Verhältnisse gemäß der Erfindung aufgezeichnet. Der Abfrage· strom /, wird teilweise durch den Schreibstrom I_x kompensiert. Der in der Lesewicklung W₃ induzierte Strom /„ steuert den Transistor T_x leitend und prägt der zusätzlichen Wicklung W₄ einen Strom I₄ ein, der die Durchflutung des Kerns K erhöht. Der Strom I₄ erhöht auch den Induktionsspannungsimpuls Vma in der Lesewicklung W₃. Die Durchflutung des Kirns K ist so groß, daß in Verbindung mit dem den Abfragestromimpuls verlängernden Stromimpuls in der zusätzlichen Wicklung W₄ der Magnetkern K vollkommen ummagnetisiert werden kann. Eine im Kern K gespeicherte Information gibt beim Auslesen nur mehr ein einziges Nutzsignal nach außen ab, womit die Eindeutigkeit der Information gewahrt bleibt. Iti F i 3. 3 are analogous to F i g. 1 recorded the relationships according to the invention. The interrogation current / i is partially compensated for by the write current _{I x.} The current induced in the reading winding W ₃ controls the transistor T _{x to be} conductive and impresses a current I ₄ on the additional winding W ₄ , which increases the flow through the core K. The current I _{4 also} increases the induced voltage pulse Vma in the sense winding W ₃ . The flow through the Kirns K is so great that in connection with the current pulse in the additional winding W ₄ which extends the interrogation current pulse, the magnet core K can be completely reversed. Information stored in the core K only emits a single useful signal to the outside when it is read out, so that the uniqueness of the information is preserved.

Die erfindungsgemäße Schaltung kann sowohl für den Datenfluß zwischen Peripheriegerät und Rechner als auch für den Da^nfluß zwischen Rechner und Peripheriegerät angewandt werden.The circuit according to the invention can be used both for the flow of data between peripheral device and computer as well as for the flow between computer and Peripheral device can be applied.

Claims

Patent claims:

1. Buffer memory with at least one magnetic core with an almost rectangular hysteresis loop that sends write pulses from a first device for magnetization from one saturation state (e.g. negative magnetization state ^ binary »0«) to the other saturation state (ζ. Β positive magnetization state i> binary "L") receives and receives from a second device to the write pulses asynchronous interrogation pulses of opposite polarity, characterized in that an amplifier circuit is provided for each magnetic core, which contains two transistors (T ₁ , T ₁ ) , of which the first (T ₁ ) is controlled conductive by the induced output signal (Z ₃ ) and at the same time _{charges a storage capacitor (C 2} ) through its conduction current and controls the second transistor (T ₂ ) conductive, which in turn is conductive in an additional winding of the respective magnetic core (K) causes a current flow (I ₄ ) in the sense of supporting the interrogation pulse (/ _a ) and by a discharge current of the storage capacitor (C ₂ ) that keeps the second transistor (T ₁ ) conductive, acts at least until the magnetic core (K) has experienced a change in magnetization corresponding to the interrogation pulse (I ₂ ).

2. Buffer memory according to claim 1, characterized in that the first transistor (T ₁ ) in the conductive state supplies the base current for the second transistor (7 " _a ) and the charging current for the storage capacitor (C ₉ ).

3. Buffer memory according to claim 1, characterized in that the transistors (T ₁ , T ₂ ) are complementary to one another.

4. Pufferspeicher nach Anspruch 1, gekenn· zeichnet durch eine solche Dimensionierung ihrer Elemente, daß der in der Auslesewicklung (W₁) fließende Auslesestrom etwa gleich dem in der zu· sätzlichen Wicklung (W₄) fließenden Strom ist.4. Buffer memory according to claim 1, characterized by its elements being dimensioned such that the readout current flowing in the readout winding (W ₁ ) is _{approximately equal to the current flowing in the additional winding (W 4} ).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings