DE2147945A1 - Eingangsgatter-Anordnung - Google Patents

Description

Western Electric Company Incorporated Chow 5

New York, N. Y. 10007 V. St. A.

Eingangs gatter - Anor dnung

Die Erfindung betrifft eine Eingangs gatter-Anordnung mit einer Vielzahl von Eingängen; einem Datenkanal, der eine entsprechende Vielzahl von Speicherstellen aufweist, an denen entlang Anzeigen von den Zuständen dieser Eingänge verschoben werden können; und mit einer Gatter anordnung zum Registrieren des Zustandes dieser Eingänge in den Speicher stellen des Datenkanals.

Magnetische Domänenwand-Schieberegister scheinen besonders gut zur Ausführung der Funktion geeignet, die Zustände einer Zahl vqn Leitungen abzutasten. Die Anwendung von Domänen-Schieberegistern in einer Telefonleitungs-Abtastvorrichtung ist z.B. im US-Patent 3 430 001 dargelegt. In der darin beschriebenen Arbeitsanordnung ist ein Feld, das einen Schwellwert zur Domänenbildung überschreitet, an einer Vielzahl von Stellen entlang eines magnetischen (Abtast-) Drahtes einer Anordnung magnetischer Zweiwanddomänen zur Bildung entgegengesetzt magnetisierter Domänen unstabiler Länge vorgesehen. Das Vorhandensein von Aushängeströmen in zugehörigen Telefonleitungen bewirkt zusätzliche Felder zur Ausdehnung der Domänen

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zu einer stabilen Länge an den entsprechenden Stellen. Diese Aushängeströme sind fortdauernde Ströme, deren Dauer durch die Teilnehmer gesteuert wird, und die fortlaufend durch die Gatteranordnung mit dem magnetischen Draht gekoppelt sind. Wenn auch Aushängeströme kleinen Pegels benutzt werden, um die Störung der resultierenden Felder mit den anschließenden Ausbreitungsvorgängen zu reduzieren, so bleiben die Wirkung des Arbeitsbereiches auf die Domänenausdehnung und das durch die resultierenden Felder erzeugte Rauschen noch Probleme, die durch die gekoppelten Eingänge verursacht werden.

Eine neue Entwicklung, die im US-Patent 3 460 116 dargelegt ist, ist ein Schieberegister, das Einwanddomänen benutzt. Eine Einwanddomäne ist eine magnetische Domäne, die durch eine einzige Domänenwand umgeben ist, die sich in sich selbst schließt, und zwar in der Ebene des Mediums, in welchem sie sich bewegt. Solch eine Domäne ist ein stabiles selbständiges Gebilde, das sich überall in der Ebene des Mediums als Reaktion auf versetzte anziehende Magnetfelder frei bewegen kann.

Wie aus dem US-Patent 3 460 116 hervorgeht, können die Einwanddomänen entlang eines mehrstufigen Kanals, der durch einen Körper

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magnetischen Materials festgelegt ist, durch mehrphasige aufeinanderfolgend versetzte Magnetfelder fortbewegt werden.

Eine alternative Schieberegisteranordnung für magnetische Einwanddomänen ist vorgeschlagen worden,, bei der der Kanal durch eine Nut in der Oberfläche oder durch einen Permalloy-Streifen entlang der Oberfläche des magnetischen Materials festgelegt ist, Dieser Kanal hat Abmessungen, die in jeder Stufe auf jeder Seite des Streifens oder der Nut einen stabilen Platz für eine Domäne zur Darstellung binärer Werte festlegt.

Die vorliegende Erfindung sieht eine Eingangs gatter-Anordnung vor, die aktive Leitungen entkoppelt, sobald der Leitungszustand im Schieberegisterkanal der alternativen Schieberegisteranordnung aufgezeichnet ist, wobei die Eingangs gatter-Anordnung dadurch gekennzeichnet ist, daß der Datenkanal Mittel zur Festlegung eines ersten und eines zweiten stabilen Platzes für eine magnetische Einwanddomäne an jeder Speicher stelle aufweist; und daß die Gatter anordnung einen Eingangskanal aufweist, der dem Datenkanal benachbart und mit der Vielzahl vonvea Eingängen gekoppelt ist, wobei die Eingänge Mittel zur Festlegung eines ersten und eines zweiten stabilen Platzes an jeder Speicherstelle enthalten, und daß die Gatter anordnung Steuermittel zur

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Erzeugung von Magnetfeldern aufweist, die Domänen zwischen ihren ersten und zweiten stabilen Plätzen zu verschieben vermögen, wobei die Verschiebung einer Domäne zum zweiten stabilen Ort in einer· Eingangs stelle zur Folge hat, daß die Domäne in der entsprechenden Speicher stelle im Datenkanal vom ersten zum zweiten stabilen Platz verschoben wird.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer •erfindungsgemäßen Eingangs gatter-Anordnung;

Fig. 2 ein Impuls diagramm für den Arbeitsvorgang am Ein

gang der Anordnung nach Fig. 1.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Anpassung an die vorgeschlagene Schienenschieberegister-Anordnung dar und enthält nicht nur ein erstes Schienenregister sondern auch eine weich-magnetische Hilfsschiene, mit der abgetastete Leitungen direkt gekoppelt sind. Domänen sind permanent entlang der Hilfsschiene gespeichert und werden nur seitlich zu ihrer ersten und zweiten Seite bewegt, um das Signalmuster der abgetasteten Leitungen wiederzugeben. Zum Beispiel bewegt während eines Abtastvorganges jede dieser abgetasteten Leitungen, in der

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ein Strom fließt, eine entsprechende Domäne von einer ersten zu einer zweiten Seite der Hilfsschiene. Domänen auf der ersten Seite des ersten Schienenregisters stehen während eines Abtastvorganges mit Domänen auf der zweiten Seite des Hilfsregisters auf solche Art in Wechselwirkung, daß eine Bewegung der ersterwähnten Domäne auf die zweite Seite der Schiene im ersten Schienenregister verursacht wird. Das Domänenmuster auf der ersten Schienenseite im ersten Schienenregister stellt das Muster aktiver Leitungen dar, und zwar ohne Vorhandensein einer direkten Kopplung zwischen abgetasteter Leitung und dem ersten Schienenregister.

Fig. 1 zeigt eine erfindungs gemäße Einwanddomänen-Eingangs gatter Anordnung für einen Domänenwand-Schieberegister-Kanal. Die Anordnung weist ein Blatt oder eine Scheibe 11 aus einem Material auf, in welchem Einwanddomänen bewegt werden können. Man kann sich die Anordnung als dazu fähig vorstellen, die Zustände einer Zahl von Eingangsleitungen in einer Weise abzutasten, die mit dem generellen Aufbau im Einklang steht und im oben erwähnten US-Patent 3 430 001 dargelegt ist. Zur Vereinfachung ist angenommen, daß das Schieberegister, an dem entlang Domänen in einer solchen Arbeitsweise bewegt werden, ein schleifenförmig geschlossenes Register ist, das Domänen wiederholt in Umlauf bringt.

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Der Schieberegister-Kanal ist durch eine Schiene 12 gekennzeichnet, wie in Fig. 1 gezeigt. Schiene 12 weist beispielsweise einen weichmagnetischen Film auf, der zweckmäßigerweise die Geometrie einer geschlossenen Schleife hat und der einen Steuerteil 13 einschließt, der als eine Eingangs stelle angesehen werden kann. Er findungs gemäß soll hier die Aufmerksamkeit nur auf den Aufbau und auf die Arbeite-. weise der Gatter anordnung für solch einen Steuerteil beschränkt werden. Von Schiene 12 ist nur so viel über den Steuerteil hinaus gezeigt, wie nötig ist, um eine Verbreiterung der Schiene am Steuerteil für später zu erklärende Gründe aufzuzeigen.

Ein repräsentativer Leiter 14 schlingt sich zum Beispiel vor und zurück, um ein Magnetfeldmuster zu erzeugen zum Vorantreiben der Domänen von Stufe zu Stufe entlang Schiene 12. In der Praxis sind zwei solche Leiter entlang der Schiene voneinander versetzt angeord- W net, um die Domänenbewegung zu bewirken. Ein jeder solcher Leiter

ist mit einer Ausbreitungsimpulsquelle verbunden, die in Fig. 1 durch einen Block 15 dargestellt ist.

Die wiederholt in Umlauf gebrachten Domänen sind an codierten Stellen auf einer ersten und zweiten Seite von Schiene 12 am Steuerteil 13 angebracht. Die Steueranordnung enthält eine zweite weich-magnetische

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Auflageschiene 17, die parallel zum Steuer-(Eingangs-)Teil 13 verläuft. Schiene 17 hat Abmessungen, die auf jeder Seite von ihr stabile Stellen für die Domänen festlegen, wie es bei Schiene 1.2 der Fall ist. Eine Zahl von abzutastenden Leitungen, 1, 2,.. η ist mit aufeinander folgenden Stellen entlang Schiene 17 verbunden. Zusätzlich ist ein elektrischer Steuer leiter 18 in Reihe mit den Stufen (aufeinanderfolgende Domänenstellen) entlang Schiene 17 gekoppelt. Leiter 18 ist mit einer Äbtastimpulsquelle verbunden, die in Fig. 1 durch einen Block dargestellt wird.

Im Arbeitsbetrieb hat normalerweise jede mit einer Leitung 1... η gekoppelte Stelle entlang Schiene 17 eine Domäne auf der linken (ersten) Seite der Schiene, wie in Fig. 1 gezeigt. Auch in dem als Beispiel dargestellten zum wiederholten Umlauf geeigneten Register sind die Stufen des Steuerteils 13, ebenso wie alle Stellen entlang Schiene 12, mit Domänen gefüllt, wobei die des Steuerteiles 13 auf der linken (ersten) Seite dieser Schiene sind. Die Domänenbewegungsrichtung entlang Schiene 12 ist in der Darstellung in Fig. 1 abwärts. Wenn ein Abtastvorgang beginnt, wird die Domänenbewegung entlang Schiene 12 beendet.

Das Vorhandensein eines Signals auf einer Eingangsleitung (1 bis n) zeigt sich durch einen Strom, der in dieser Leitung fließt, von einer

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Polarität, durch die eine Domäne auf die linke Seite von Schiene 17 gezogen wird. Ein Abtastvorgang wird durch einen Impuls auf Leiter begonnen, der eine Polarität aufweist, die den Strömen in den abgetasteten Leitungen entgegengesetzt ist, und eine z.B. gleiche Amplitude. Nur an den Stellen entlang Schiene 17, wo die abgetasteten Leitungen keinen Strom führen, werden die zugehörigen Domänen auf der rechten (zweiten) Seite der Schiene gehalten, und zwar durch das Feld, das durch den Strom in Leiter 18 erzeugt wird. Darauf werden die entsprechend angeordneten Domänen entlang Schiene 12 auf die rechte (zweite) Seite von Schiene 12 versetzt.

Der Impuls in Leiter 18 wird dann umgekehrt. Domänen, die inaktiven abgetasteten Leitungen zugeordnet sind, bewegen sich auf die linke Seite von Schiene 17 zurück, während Domänen, die den stromführenden Leitungen zugeordnet sind, im Steuerteil 13 auf der rechten Seite von Schiene 12 bleiben. Die Abtastimpulsfolge ist in Fig, 2 dargestellt, wobei zur Zeit t^ ein Impuls auf Leiter 18 beginnt. Der Impuls wird zur Zeit X umgekehrt und zur Zeit t_ beendet, zu einer Zeit, zu der der Abtastvorgang beendet ist.

Es sei darauf hingewiesen, daß Domänen nicht entlang der Achse von Schiene 17 bewegt werden. Vielmehr sind sie selektiv auf einem Seiten-

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durchmesser von Schiene 17 angeordnet, wobei jede permanent mit einer besonderen Eingangsleitung verbunden bleibt. Andererseits werden Domänen auf der linken und rechten Seite von Schiene 12 in Längsrichtung bewegt, wenn der Abtastvorgang beendet ist.

Die so entlang Schiene 12 angeordneten Domänen gelangen zu einer Ausgangsstelle, wo sie erfaßt werden, z.B. durch eine Anordnung, die in der Domänenbewegung von der rechten zur linken Seite von Schiene 12 während eines Abfrage vor ganges resultiert. Dies kann in geeigneter Weise durch eine nach dem Stand der Technik bekannte elektrische Aufnahmespule erreicht werden, oder durch Wechselwirkung mit Domänen in einem anderen (nicht gezeigten) Kanal, der in Blatt 11 festgelegt werden könnte. Der Abfragevorgang folgt aus dem Anlegen von Signalen an eine Verwertungsschaltung, die in Fig. 1 durch Block 20 dargestellt ist.

Domänen, in Fig. 1 durch Kreise dargestellt, werden geeigneterweise durch ein Vormagnetisierungsfeld einer Polarität, die Domänen zusammenschnürt, auf einem konstanten Durchmesser gehalten, wie es bekannt ist. Block 21 in Fig. 1 stellt eine Quelle eines solchen Feldes dar.

Quellen 15, 19 und 21 und Schaltung 20 sind zum Betreiben und Synchro-

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nisieren mit einer Steuerschaltung 22 verbunden. Diese verschiedenen Quellen und Schaltungen können irgendwelche Anordnungen der Art sein, daß sie erfindungsgemäß zu arbeiten in der Lage sind.

Der Steuerteil 13 von Schiene 12 ist in Fig. 1 breiter dargestellt., als der Rest der Schiene. Eine Verbreiterung der Schiene verkleinert die Kraft, die zum Bewegen einer Domäne durch die Schiene nötig ist. Bevorzugterweise ist die Breite des Steuerteils der Schiene um etwa 50% größer als die Breite des restlichen Teils der Schiene, um eine angemessene Kraftreduzierung zu erreichen, um eine Domänenwechselwirkung zu erlauben, die ein Durchqueren der Schiene verursacht. Alternativ kann die Dicke des Eingangsteiles 13 zum selben Zweck reduziert werden.

Zusätzlich sind die Schienen 12 und 17 am Steuerteil 13 zueinander so angeordnet, daß es Domänen auf der rechten Seite von Schiene 17, wie in Fig. 1 gezeigt, möglich ist, mit Domänen auf der linken Seite von Schiene 12 in Wechselwirkung zu treten, um die letzteren Domänen dazu zu veranlassen, Schiene 12 zu durchqueren, wie es beschrieben wurde. Typischerweise sind für Domänen mit dem Radius R (gleich der Blattdicke) Schienen 12 und 17 etwa 0,45 R breit zur Festlegung der erforderlichen stabilen Stellen auf jeder ihrer Seite. Teil 13 ist

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bis zu etwa O, 7 R breit und der Abstand zwischen Schienen 12 und 17 beim Teil 13 ist etwa 4 R.

Wenn die Erfindung auch in Form von Schienen weich-magnetischen Materials beschrieben worden ist, so dienen Nuten in der Oberfläche von Blatt 11 der gleichen Funktion.

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Claims (5)

Chow, W. F. 5 -12- 2H7945 Patentansprüche

1. Eingangs gatter-Anordnung mit

einer Vielzahl von Eingängen;

einem Datenkanal, der eine entsprechende Vielzahl von Speicherstellen aufweist, an denen entlang Anzeigen von den Zuständen dieser Eingänge verschoben werden können;

und mit einer Gatteranordnung zum Registrieren des Zustandes dieser Eingänge in den Speicherstellen des Datenkanals;

dadurch gekennzeichnet, daß

der Datenkanal Mittel zur Festlegung eines ersten und eines zweiten stabilen Platzes für eine magnetische Einwanddomäne an jeder Spei eher stelle aufweist;

und daß die Gatter anordnung

einen Eingangskanal (17) aufweist, der dem Datenkanal benachbart und mit der Vielzahl von Eingängen (1-n) gekoppelt ist, wobei die Eingänge Mittel zur Festlegung eines ersten und eines zweiten stabilen Platzes für eine magnetische Einwanddomäne an jeder Speicherstelle enthalten,

und Steuermittel (18) zur Erzeugung von Magnetfeldern, die

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Domänen zwischen ihren ersten und zweiten stabilen Plätzen zu verschieben vermögen, wobei die Verschiebung einer Domäne zum zweiten stabilen Ort in einer Eingangs stelle zur Folge hat, daß die Domäne in der entsprechenden Speicherstelle im Datenkanal vom ersten zum zweiten stabilen Platz verschoben wird.

2. Eingangsgatter-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die Mittel des Eingangskanals mit den Eingängen so verbunden sind, daß die zugehörigen Domänen an ihren ersten stabilen Plätzen gehalten werden, wenn Ströme in irgendwelchen dieser Eingänge vorhanden sind;

und daß die Steuermittel eine Schaltung (18) zur Herstellung eines bipolaren Feldes für die Erzeugung eines ersten stabilen Magnetfeldes aufweisen, um Domänen zu verschieben, die nicht an ihrem zweiten stabilen Platz gehalten werden, dem ein zweites Magnetfeld entgegengesetzter Polarität folgt, um die verschobenen Domänen an ihren ersten stabilen Platz zurückzubringen.

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3. Eingangs gatter -Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

die Eingangs gatter-Anordnung ferner eine Schicht aus magnetischem Material (11) aufweist, in welchem die Einwanddomänen bewegt werden können;

und daß die Datenkanalmittel (12) und die Eingangskanalmittel (17) zur Festlegung eines ersten und eines zweiten stabilen Platzes an jeder Speicher stelle jeweils einen Permalloy-Streifen aufweist, der diese Schicht aus magnetischem Material berührt, und der neben dem anderen so angeordnet ist, daß eine Domäne am zweiten stabilen Platz einer Eingangs stelle eine abstoßende Kraft ausübt, die die Domäne in der entsprechenden Speicherstelle vom ersten zum zweiten stabilen Platz zu verschieben vermag.

4. Eingangs gatter-Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

die Eingangs gatter-Anordnung weiterhin eine Schicht aus magnetischem Material (11) aufweist, in welchem die Einwanddomänen bewegt werden können;

und daß die Datenkanalmittel (12) und die Eingangskanalmittel (17)

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zur Festlegung eines ersten und eines zweiten stabilen Platzes an jeder Speicher stelle jeweils eine Nut in der Oberfläche der Schicht aus magnetischem Material aufweisen, wobei sie neben der anderen so angeordnet ist, daß eine Domäne am zweiten stabilen Platz einer Eingangs stelle eine abstoßende Kraft ausübt, die die Domäne in der entsprechenden Speicherstelle vom ersten zum zweiten stabilen Platz zu verschieben vermag.

5. Eingangs gatter-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß

der den Eingangskanalmitteln (17) benachbarte Teil der Datenkanalmittel (12) eine Breite hat, die größer als beim Rest dieser Datenkanalmittel ist, um die Kraft zu vermindern, die nötig ist, um eine Verschiebung der Datenkanaldomäne vom ersten zum zweiten stabilen Platz zu verursachen.

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