DE2317520C3 - Magnetischer Speicher - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen magnetischen Speicher mit einer Platte aus magnetischem Material mit einer im wesentlichen zu den Hauptflächen der Platte senkrechten Vorzugsachse, einem Mutter von Strukturen auf einer Hauptfläche der Platte, das einen Weg längs der Hauptfläche beschreibt, um in der Platte längs des Weges gebildete magnetische Domänen zu führen, einer Einrichtung zum Erzeugen tines e.sten statischen Magnetfeldes parallel zur Vortugsachse, um magnetische Domänen in der Platte zu bilden und aufrechtzuerhalten, und einer Einrichtung zum Erzeugen eines rotierenden Magnetfeldes in der Ebene der Hauptfläche, um die Domänen längs des Weges zu bewegen.

Als sogenannte »bubble memories« ausgebildete magnetische Speicher sind den meisten bekannten Speichern, wie Magnetplatten und Magnettrommeln, überlegen, da sie größere Speicherdichten für Informationen und größere Arbeitsgeschwindigkeit haben und da sie keine beweglichen Teile benötigen. Diese Speicher benötigen jedoch die Beaufschlagung mit einem ma-

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gnetischen Feld, um die magnetischen Domänen zu erzeugen, und benötigen außerdem ein Feld zur Aufrechterhaiuing der Domänen an den richtigen Stellen innerhalb des Speichers. Es is: gebräuchlich, ein statisches Magnetfeld senkrecht zur Ebene des Speichermaterial vorzusehen, um die Domänen zu bilden. Die Domänen können längs eines Weges durch ein rotierendes Magnetfeld bewegt werden, welches durch Elektromagnete um das Speichermaterial herum erzeugt wird Wenn die Energiezufuhr zum Speicher unterbrochen wird, wird auch dieses rotierende Magnetfeld abgeschaltet, und die Domänen werden relativ frei beweglich in dem magnetischen Material gelassen, da sie nur durch die Koerzitivkraft im Material festgehalten werden. Daher kann, wenn die Energiezufuhr wieder eingeschaltet wird, die im Speicher gespeicherte Information verlorengehen, und eine falsche Information kann an ihren Platz treten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu gründe, einen Speicher der eingangs genannten Gai tung zu schaffen, bei dem ein Ausfall der Energiezufuhr nichf zu einem Informationsverlust führen kann.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Speicher erfindungsgemäß gelöst durch eine Einrich lung zum Erzeugen eines zweiten statischen Magnetfeldes normal zur Vorzugsachse, um die Bewegung der magnetischen Domänen in Abwesenheit anderer koplanarer Magnetfelder zu verhindern und eine Einrichtung zur Auslöschung des zweiten statischen Magnet feldes.

Die vorliegende Erfindung enthält eine Einrichtung zur Erzeugung einer statischen Vormagnetisierung in der Ebene des magnetischen Materials, um die magnetischen Domänen an einer Bewegung zu hindern, wenn die Energiezufuhr unterbrochen ist. Diese Vormagnetisierung wird dadurch erzeugt, daß die Einrichtung hochkant oder schräg gestellt wird, die das statische Magnetfeld erzeugt, welches für die Bildung und Aufrechterhaltung der magnetischen Zylinderdomänen benutzt wird. Da das statische Magnetfeld üblicherweise durch einen Permanentmagneten erzeugt wird, wird das Hochkantstellen des Feldes durch einfaches Kippen des Permanentmagneten bezüglich des Speichermaterials erreicht. Die in der Ebene vorhandene Vormagnetisierung muß aufgehoben werden, wenn der Speicher im Gebrauch ist, so daß das rotierende Magnetfeld die Domänen bewegen kann. Hierzu kann den Spulen, die das rotierende Magnetfeld erzeugen, ein Vormagnetisierungs-Gleichstrom zugeführt werden. Alternativ dazu kann auch ein separater Magnetfelderzeuger benutzt werden, um ein auslöschendes Feld zu erzeugen.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines magnetischen Domänen-Speichers und die zugehörigen magnetischen Feldvektoren und

F i g. 2 eine schematische Darstellung der Einrichtung zur Erzeugung der Magnetfelder.

Als »bubble memories« ausgebildete Magnetspeicher sind seit einiger Zeit bekannt und in der Literatur ausführlich belegt. Daher wird die detailierte Arbeitsweise solcher Speicher hier nicht beschrieben. Eine komplette Beschreibung des grundsätzlichen Aufbaus und der Arbeitsweise befindet sich z. B. in dem Artikel »Magnetic Bubbles« von Andrew H. B ο b e c k und H. E. D. S c ο ν i I in »Scientific American«, Juni 1971, S. 78 bis 90.

tn Fig.! der Zeichnung ist mit 10 eine Platte aus magnetischem Material, z.B. Seltenerd-Granat bezeichnet, die ein Muster aus Strukturen 12 aufweist welche aus weichmagnetischem Material hergestellt sind, und einen Weg längs der Oberfläch·: des Materials 10 beschreiben. Das dargestellte Muster ist ein sogenanntes T-Balken-Muster. Es kann jedoch in Verbindung mit der vorliegenden Verbindung auch jedes andere Muster benutzt werden, das bei magnetischen Speichern der vorliegenden Art gebräuchlich ist Verschiedene magnetische Domänen 14 sind als um das Muster herum angeordnet dargestellt Diese Domänen werden durch ein Magnetfeld erzeugt, das als Vektor 16 dargestellt ist. der parallel zur Vorzugsachse des magnetischen Materials 10 gerichtet ist Das magnetische Material 10 ist so geformt daß die Kristallstruktur des Materials derart orientiert ist, daß seine Vurzugsachse normal zu den Hauptflächen des Materials verläuft

Ein Vektor 18 veranschaulicht ein rotierendes Magnetfeld. Wenn dieses Feld gegen den Uhrzeigersinn rotiert, bewegen sich die magnetischen Domänen 14 gegen den Uhrzeigersinn um das Muster 12 herum. Bei jeder Umdrehung des Vektors 18 bewegen sich die Domänen auf die nächste ähnliche Position auf dem Muster. Dementsprechend bewegt sich die Domäne 146 auf die Position, die von der Domäne 14a eingenommen wird, wenn der Vektor eine vollständige Umdrehung ausgeführt hat.

Jede Umdrehung des Magnetfeldes kann als ei ie Periode betrachtet werden, und eine willkürliche Phase bei der Drehung des Feldes kann als Startpunkt einer Periode ausgewählt werden. So ist die in F i g. 1 dargestellte Lage des Vektors 18 willkürlich als Startpunkt einer Periode zum Zwecke der vorliegenden Offenbarung ausgewählt worden. Jedesmal, wenn die mit diesem Speicher ausgestattete Maschine gestartet oder angehalten wird, startet und hält der Vektor 18 in der dargestellten Position. Um sicherzustellen, daß die Information im Speicher nicht verlorengeht, wenn das rotierende Feld abgeschaltet wird, ist eine als Vektor 20 dargestellte, in der Ebene liegende Vormagnetisierungs-Feldkomponente vorgesehen, die in ihrer Größe uem Vektor 18 gleich ist und parallel zum Startpunkt des Vektors 18 ausgerichtet ist. So kann die in der Ebene liegende, durch den Vektor 20 dargestellte Vormagnetisierung immer dann erzeugt werden, wenn das rotierende Magnetfeld nicht vorhanden ist und zwar dadurch, daß das magnetische Material 10 in ein S schräggestelltes Magnetfeld gesetzt wird, das durch einen Vektor 22 veranschaulicht ist und auch das Magnetfeld zur Aufrechterhaltung der Domänen erzeugt das durch den Vektor 16 dargestellt ist

F i g. 2 zeigt eine schematischc Darstellung einer

ίο Einrichtung zur Erzeugung der in F i g. 1 dargestellten Magnetfelder. Das magnetische Material 10 ist als im Luftspalt eines Permanentmagneten 24 angeordnet und bezüglich der magnetischen Kraftlinien im Luftspalt des Permanentmagneten gekippt dargestellt F i g. 2 zeigt außerdem Spulen 26 und 28 zum Erzeugen des iotierenden Magnetfeldes. Die Spule 26 ist an einen Wechselstromgenerator 30 angeschlossen, während die Spule 28 an den Wechselstromgenerator 30 über einen 90°-Phasenschieber 32 angeschlossen ist. Wenn das AusgangssignaJ des Generators 30 sinusförmig ist, rotiert das durch die Spulen 26 und 28 erzeugte Magnetfeld nicht nur, sondern der die Feldstärke dieses Feldes darstellende Vektor beschreibt auch einen Kreis. Um das vom Vektor 20 dargestellte Feld auszulöschen, wird von einem Versorgungsteil 34 ein kompensierender Vormagnetisierungs-Gleichstrom zugeführt, um in der Spule 28 ein Gleichfeld aufzubauen, das genau so groß wie der Vektor 20 ist aber diesem entgegengerichtet ist. Dadurch wird, wenn die Einrichtung zur Erzeugung des rotierenden Magnetfeldes im Betrieb ist, das in der Ebene liegende Vormagnetisierungsfeld durch das vom kompensierenden Vormagnetisierungsstrom erzeugte Feld ausgelöscht. Wann auch immer ein Ausfall der Energiezufuhr bei der Maschine auftritt, die den Magnetspeicher benutzt, stellen an die das rotierende Magnetfeld erzeugende Einrichtung angeschlossene Steuerschaltungen den Vektor 18 in seine Startposition zurück und schalten die erzeugende Schaltungsanordnung ab. Sobald die Leistungszufuhr abgeschaltet ist, hält das durch den Vektor 20 dargestellte Vormagnetisierungsfeld die Domänen davon ab, sich zu bewegen oder zu wandern, wodurch der Speicher gegen einen Informationsverlust geschützt ist, ganz gleich, ob die Leistungszufuhr zufällig oder absichtlich abgeschaltet worden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche: 23

1. Magnetischer Speicher mit einer Platte aus magnetischem Material mit einer ua wesentlichen zu den Hauptflächen der Platte senkrechten Vorzugsachse, einem Muster von Strukturen auf einer Hauptfläche der Platte, das einen Weg längs der Hauptfläche beschreibt, um in der Platte längs des Weges gebildete magnetische Domänen zu führen, einer Einrichtung zum Erzeugen eines ersten statischen Magnetfeldes parallel zur Vorzugsachse, um magnetische Domänen in der Platte zu bilden und aufrechtzuerhalten, und einer Einrichtung zum Erzeugen eines rotierenden Magnetfeldes in der Ebene der Hauptfläche, um die Domänen längs des Weges zu bewegen, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (24) zum Erzeugen eines zweiten statischen Magnetfeldes normal zur Vorzugsachse, um die Bewegung der magnetischen Domänen in Abwesenheit anderer koplanarer Magnetfelder 7J verhindern und eine Einrichtung (28, 34) zur Auslöschung des zweiten statischen Magnetfeldes.

2. Magnetischer Speicher nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung des ersten und des zweiten Magnetfeldes einen Permanentmagneten (24) aufweist, der ein Feld (22) erzeugt, das bezüglich einer Hauptfläche des magnetischen Materials gekippt ist.

3. Magnetischer Speicher nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (26, 28, 30, 32, 34) zum Erzeugen des rotierenden Magnetfeldes einen Wechselstromgenerator (30), eine erste, das magnetische Material (10) umgebende und an den Wechselstromgenerator (30) angeschlossene Spule (26), eine zweite, rechtwinklig zur ersten Spule (26) angeordnete, das magnetische Material (10) umgebende und an einen Phasenschieber (32) angeschlossene Spule (28) sowie ein Versorgungsteil (34) für eine kompensierende Vormagnetisierung aufweist, das an die Spulen (26, 28) angeschlossen ist, urn ein FeIa zur Auslöschung des zweiten statischen Magnetfeldes zu erzeugen.