DE2458806B2

DE2458806B2 - Decodierer unter Anwendung magnetischer zylindrischer Einzelwanddomänen

Info

Publication number: DE2458806B2
Application number: DE19742458806
Authority: DE
Inventors: Hsu Yorktown Heights N.Y. Chang
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1973-12-28
Filing date: 1974-12-12
Publication date: 1981-03-19
Also published as: FR2256501B1; DE2458806C3; GB1483109A; IT1022990B; FR2256501A1; DE2458806A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Decc-dierer, bestehend aus einer magnetischen Schaltungsanordnung, bei der magnetische zylindrische Einzelwanddomänen in einer vormagnetisierten Magnetschicht durch hierauf angebrachte, Domänsn-Weiterleitungspfade bildende weichmagnetische Streifenmuster im Zusammenwirken mit einem sich in der Magnetschichtebene drehenden magnetischen Weiterleitungsfeldvektor durch Bildung von aufeinanderfolgenden Polstellen zur Domänen-Anziehung bzw. -Abstoßung längs der vorgegebenen Weiterleitungspfade transportiert werden, und wobei mehrere parallel zueinander liegende Weiterlcitungspfade jeweils durch hintereinander geschaltete magnetische Schaltglieder gebildet sind, tli es jeweils gestatten, magnetische zylindrische Einzelwanddomänen wahlweise über einen von mehreren Ausgängen zu übertragen.

Decodierer unter Anwendung magnetischer zylindrischer Einzelwanddomänen sind bereits in den US-Patentschriften 36 89 902, 37 01125 und 37 57 314 beschrieben. Decodierer dieser Art zeichnen sich dadurch aus, daß eine Anzahl (2^N) von Speicherpositionen z. B. Schieberegister unter Anwendung von Schaltgliedkaskaden angesteuert werden, so daß nur eine minimale Anzahl (N oder 2N) von Zwischenverbindungen und Schaltkreisen erforderlich sind. Die bevorzugte Wanderrichtung magnetischer zylindrischer Einzelwanddomänen wird von entsprechenden Strömen festgelegt, die in Auswahl an einigen von mehreren Steuerstromschleifen angelegt werden, um entsprechend auf die Weiterleitungspfade Einfluß zu nehmen. Infolgedessen wird bei Erregung derartiger Steuerstromschleifen die Adressierung entsprechend der hierfür zugeführten Stromsignale vorgenommen. Solche Decodierer sind aber in ihrem Decodierschema ein für allemal festgelegten und lassen sich nicht zur Eingabe eines neuen Decodierschemas neu einschreiben. Die einzige Möglichkeit bestünde darin, Steuerstromschleifenschalter zu entfernen oder zu ersetzen. Dies ist jedoch zu aufwendig.

Die US-Patentschriften 37 53 253 und 37 60 386 beschreiben magnetische Schaltungen, bei denen

Wechselwirkungen zwischen magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen ausgenutzt werden, um magnetische zylindrische Einzelwanddomänen auf gewünschte Weiterlejtungspfade umzuleiten. So zeigt die US-Patentschrift 37 53 253 die Wirkungsweise eingefangener magnetischer zylindrischer Einzelwanddomänen am Schnittpunkt zweier Weiterleitungspfade. Das Vorhandensein einer solchen eingefangenen Domäne als Steuerdomäne am Kreuzungspunkt der Weiterleitungspfade bewirkt bei nacheinander auftretenden magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen die Fortbewegung über einen bestimmten Weiterleitungspfad. Ist keine Domäne eingefangen, dann verfolgen die aufeinanderfolgend zugeführten magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen einen zweiten Weiterleitungspfad. Das heißt also, daß die bevorzugte Weiterleitungsrichtung der magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen an diesem Kreuzungspunkt durch das Auftreten bzw. Nichtauftreten einer Steuerdomäne festgelegt wird. Um also den Weiterleitungspfad zu ändern, muß also eine Steuerdomäre eingegeben bzw. vom Kreuzungspunkt entfernt werden. Hierbei ist es jedoch nicht möglich, eine magnetische zylindrische Einzelwanddomäne als Steuerwanddomäne dauernd an diesem Kreuzungspunkt zu belassen, um so zu erreichen, daß ein an diesem Kreuzungspunkt gebildeter Schalter in der Lage ist, eine Auswahl zwischen zwei Zuständen herbeizuführen, um einen ausgewählten Ausgangsweiterleitungspfad für aufeinanderfolgend zugeführte magnetische zylindrische Einzelwanodomänen bereitzustellen.

Beiden letztgenannten US-Patentschriften ist gemeinsam, daß die Steuerdomäne, deren Wechselwirkung mit anderen magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen ausgenutzt wird, um einen gewünschten Ausgangsweiterleitungspfad festzulegen, je nach gewünschtem Ausgangsweiterleitungspfad, entweder anwesend oder abwesend ist Es ist also nicht möglich, mehrere Ausgangspfade in Auswahl bereitzustellen, wenn die Steuerdomäne dauernd am Kreuzungspunkt eingefangen bleibt

Bei diesen bekannten Einrichtungen ist es weiterhin nachteilig, daß zum Anbringen bzw. Enfernen von Steuerdomänen an einem Kreuzungspunkt von Weiterleitungspfaden zusätzlicher magnetischer Schaltungsaufwand und darüber hinaus Zeitgeberschaltungen erforderlich sind. Ganz allgemein ist es aber weniger wirkungsvoll, dauernd Steuerdomänen anbringen bzw. entfernen zu müssen, um die Auswahl des gewünschten Weiterleitungspfades für magnetische zylindrische Einzelwanddomänen vorzunehmen. Für eine solche Betriebsweise ist neben dem hierdurch bedingten Zeitaufwand novh eine zusätzliche Verzögerung in Kauf zu nehmen, um zuverlässig nacheinander zugeführte magnetische zylindrische Einzelwanddomänen durch dieses Schaltglied zu leiten. Schließlich ist auch die hierzu erforderliche Betriebsleistung nicht zu vernachlässigen.

In Vermeidung der oben aufgeführten Nachteile besteht nun die Aufgabe der Erfindung darin, ein Schaltglied mit wesentlich geringerem Schaltungsaufwand bereitzustellen, wobei sichergestellt sein muß. daß ein Neueinschreiben ohne weiteres möglich ist und als universell verwendbares Schaltglied auszubilden, d. h. so daß Schaltfunktionen noch nach Abschluß des Herstellunjjsverfahrens festgelegt werden können. Fernerhin soll der Leistungsbedarf vernachlässigbar sein, so daß eine relativ große Schal jngsdichte möglich ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelost, daß das Schaltglied jeweils aus einem Knoten besteht, an dem ein erster Weiterleitungspfad mit seinein Anfang an einen zweiten zwischen seinem Anfangs-

Ί punkt und Endpunkt anstößt so daß magnetische zylindrische Einzelwanddomänen vom ersten Weiterleitungspfad auf den zweiten Weiterleitungspfad verschiebbar sind, daß im Winkel gebildet aus ersten und zweitem Weiterleitungspfad eine weichmagnetische

ι» Scheibe mit mindestens zweifachem Domänendurchmesser in einem solchen Abstand angeordnet ist, daß eine an ihrem Umfang in Abhängigkeit von der Winkellage des magnetischen Weiterleitungsfeldvektors bewegbare magnetische zylindrische Einzelwanddomäne als Steuereinzelwanddomänen anziehende und abstoßende Kräfte lediglich in den durch die unmittelbar benachbarten weichmagnetischen Streifenelemente der beiden Weiterleitungspfade räumlich gesetzten Grenzen an den sich hierin fortbewegenden magnetisehen zylindrischen Einzelwanddomänen auszuüben vermag und daß zwischen der ^/eichmagnetischen Scheibe und einem der Weiterleitungspfade ein steuerstromführender Leitungszug verläuft

Ein hiermit realisierter Decodierer benutzt eine große Anzahl von matrixartig angeordneten Schaltgliedern jemäß der Erfindung, um jeweils die Pfade zugeführter magnetischer zylindrischer Einzelwanddomänen in der Magnetichicht festzulegen. Erfindungsgemäß sollen dabei die verwendeten Schaltglieder zumindest in zwei stabilen Zuständen vorliegen, wobei der jeweils geforderte Schaltzustand in Abhängigkeit von der Betätigung des Schaltgliedes einstellbar ist Mit anderen Worten, der von magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen verfolgte Weiterleitungspfad durch ein solches Schaltglied läßt sich zu jedem Zeitpunkt ändern, so daß die magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen einem anderen Weiterleitungspfad folgen.
Auf diese Weise lassen sich neue Adressen für die verschiedenen Weiterleitungspfade zur Weiterleitung der magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen du.ch den Decodierer festlegen. Die Wirkung ist demnach die gleiche wie bei einer Relaispyramide.

Dank der Wirkung von Signalen durch den Leitungszug zwischen einem der Weiterleitungspfade und der vorgesehenen weichmagnetischen Scheibe, auf der eine Steuerdomäne eingefangen ist, läßt sich aber in wirksamer Weise nach Bedarf die Wirkung der Steuerdomäne ausschalten, so daß der universelle

V) Charakter des Schaltgliedes vorliegt Außerdem ist es möglich, daß die signalführenden Leitungszüge auch ohne eingefangene Steuerdomäne zur Durchführung von Schaltfunktionen wirksam sind. Dabei erlaubt es der univr.ielle Charakter des erfindungsgemäßen Schaltgliedes, daß für jedes Schaltglied die gleiche Struktur vorgesehen ist, wa? zur wesentlichen Vereinfachung in der Herstellung führt Schließlich ergibt sich noch der große Vorteil, daß die beanspruchte Leistung lediglich die über die Leitungszüge zugeführten Signale festgelegt wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung iassen siel; din Unteranrprüchen entnehmen.

Weitere Vorteile und Merkmaie der Erfindung

h! ergeben sich aus der nachfolgenden Ausführungsbeispielbeschrei'oung a>i Hand unten aufgeführter Zeichnungen. Es zeigt

Fig. I ein Blockschaltbild einer magnetischen Deco-

(tierschädling bekannter Bauart.

Fig. 2Λ und 2B Schctltglicder, wie sie im Decodierer nach F i g. 1 verwendet werden.

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer magnetischen Decodierschaltung gemäß der Erfindung,

F i g. 4A und 4B Schaltglieder für die magnetische Dccodierschaltung gemäß F i g. 3.

Fig. 5 die magnetische Schaltung der in den Schaltgliedern nach F i g. 4 verwendeten Art.

F i g. 6 die Zusammensetzung der in Fig. 6A und 6B gezeigten Anordnung,

F i g. 6A und 6B eine detaillierte magnetische Schaltung für den in Fig. J gezeigten Decodierer.

Magnetische Schaltungsd'Scodiercr bekannter Art lassen sich den US-Patentschriften 37 01 125 und 36 89 902 entnehmen, auf die sich im wesentlichen auch die nachfolgenden Ausführungen stützen. Dementsprechend stellt die Anordnung nach Fig. I eine magnetische Decodierschaltung dar. bei der jeweils nur ein Weiterlcitungspfacl der magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen aus einer Vielzahl von Weiterleitungspfaden im Ansprechen auf Steuersignale entsprechender elektrischer Leitungszüge ausgewählt werden k;inn.

Im einzelnen sind vier Weiterleitungspfade zur Weiterleitung magnetischer zylindrischer Einzelwanddomänen in der Magnetschicht von rechts nach links in diesem Codierer dargestellt. Diese Weiterleitungspfade tragen die Bezeichnungen: Xi, X2, X3 und XA. In Abhängigkeit von auftretenden Decodierströmen auf den als Decodierleitungen dienenden elektrischen Leitungszügen D 1. D 2, D3 und DA läßt sich einer der horizontalen Weiterleitungspfade XX bis X 4 für eine Fortbewegung magnetischer zylindrischer Einzelwanddomänen vom Eingang des Weiterleitungspfades bis zum Ausgang des Weiterleitungspfades bereitstellen. Sind so z. B. die Ströme Ä und B auf den elektrischen Leitungszügen D3 und DA vorhanden, wohingegen keine Ströme auf den elektrischen Leitungszügen D I und Dl auftreten, dann können sich magnetische zylindrische Einzelwanddomänen, die am Eingang des Weiterleitungspfades X1 auftreten, nach links zum Ausgang dieses Weiterleitungspfades bewegen. Magnetische zylindrische Einzelwanddomänen, die an den Eingängen der anderen Weiterleitungspfade erscheinen, können jedoch nicht den Ausgang dieser Weiterleitungspfade erreichen, sondern werden statt dessen Vernichtern zugeführt oder auch anderen Weiterleitungspfaden auf der Magnetschicht, um sich dort weiter/iibewegen. Die Decodierleitungen D I - DA dienen zur Weiterleitung von Steuerströmen für die magnetischen Schaltglieder, die längs jedes Weiterleitungspfades für magnetische zylindrische Einzelwand: domänen angeordnet sind. So sind z. B. die Schaltglieder S X-A. SX Il SX-A und SX-B sämtlich längs des Weiterleitungspfades A' 1 angeordnet. )e nach Auftreten von Steuerströmen in den Decodierleitungen DX-DA werden die an dem Eingang der Leitung X I auftretenden magnetischen zylindrischen FJnzelwanddomänen entweder auf den Ausgang dieses Weiterleitungspfades überführt oder dem Vernichier ANX zugeleitet. Natürlich lassen sich die nicht dem Ausgang ties Weiterleitungspfades XI zugeführten magnetischen zylindrischen F.in/elwanddomänen auch auf andere magnetische Schaltkreise anstatt auf den Vernichter AN I übertragen.

Die in den Decodierleitungen DX-DA erforderlichen Steuerströme zur Auswahl eines Weiterleiiiingspladcs lür den transport magnetischer zylindrischer F.in/elwanddomänen sind rechter Hand in F i g. 1 gezeigt. So gestatten z. B. die .Strome A und B in den Decodierleitungen DX und DA die Weiterleitung von magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen zum Ausgang des Weiterleitungspfades X3. blockieren jedoch den Durchgang von magnetischen zylindrischen Lin/elwanddomäncn lür die anderen Weitcrlcitungspfade.

Dit Fig. 2A und 2B dienen zur Erläuterung der Betriebsweise, der in der Schaltung nach F i g. 1 verwendeten Schaltglieder. Das in Fig. 2A enthaltene Schaltglied 5 wird über die Steuerleitung D beaufschlagt. Die am Eingang dieses Schaltgliedes auftreienden magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen verlassen das Schaltglied entweder über den Weiterleitungspfad X oder über den Weiterleitungspfad >'. ji; nachdem ob ein Strom / in der Decodierleitung D auftritt oder nicht. Für dieses Schaltglied gilt, daß magnetische zylindrische Einzelwanddomänen bei Auftreten eines Stromes / in der Decodierleitung D längs des Weiterleitungspfades Y das Schaltglied verlassen, wohingegen im stromlosen Zustand auf der Leitung D magnetische zylindrische Einzelwanddomänen das Schaltglied über den Weiterleitungspfad X verlassen.

Im Schaltglied nach Fig. 2B ist eine Decodierleitung D geradlinig hindurchgezogen und der Domänenweiterleitungspfad geht geradlinig durch die Verbindung. So lassen sich beide Schaltglieder F i g. 2A und 2B wie folgt vergleichen:

Γ i g. 2 Λ

I-1 ü.2 B

Elektr. Leiter

Ansprechbar auf Grund der Schleife im Leiter D

Weiterleitungspfad Zwei wirksame Stromrichtungen dank der Schleife verhindern Weiterleitung im oberen Pfad

Schaltfunktion Normalerweise geschlossen (herstellungsbedingt)

offen bei Strom I in D

Nicht ansprechbar,
da gestreckter Leiter D

Nur oberer Pfad wirksam
Immer geschlossen

Das heißt also, daß magnetische Schaltungsdecodierer bekannter Bauart stromgesteuerte Schaltglieder für wahlweise Weiterleitung von magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen auf verschiedene Weiterleitungspfade in einer magnetischen Schicht übertragen.

Anders liegen die Verhaltnisse beim erfindungsgemäßen magnetischen Schaltungsdecodierer, dessen Schaltung in F i g. 3 gezeigt ist und gegenüber der bekannten Anordnung den großen Vorteil besiizi, daß er neu eingeschrieben werden kann. Mit anderen Worten, die

verschiedenen im Decodierer narh F i g 3 verwendeten Schaltglieder können jeweils Weiterleitungspfade für magnetische zylindrische Einzelwanddomänen bereitstellen auf Grund einer Umschaltung in zwei stabilen Zuständen, ohne daß zusätzliche Schaltmaßnahmen oder Betriebsschritte erforderlich sind. Darüber hinaus lassen sich durch entsprechende Verlagerung von magnetischen zylindrischen Slcucrcinzclwanddomäncn neu«. Adressen für jeden Weiterleitungspfad je nach den Erfordernissen wählen.

Damit lassen sich diese Schaltglieder auf Grund des Prinzips der Neueinschreibung für verschiedene Schaltkreise wie z. B. zweidimcnsionalc Schieberegister anwenden.

Im einzelnen sind vier Weiterleitungspfade ,Vl. Λ'2. Λ 3 und X4 gezeigt. Die an den Eingängen dieser Pfade auftretenden magnetischen zylindrischen Einzclwanddomänen werden Hann zum entsprechenden Ausgang des jeweiligen Wciterleitungspfades transportiert, wenn eine geeignete Kombination von Uecodie: strömen A. Ii. Λ und B auf den Decodierleitern D 1 - D4 auftreten. Wenn die am Eingang eines Weitcrlciuingspfades auftretenden Domänen nicht zum Ausgang dieses Weitcrleitiingspfades gelangen sollen, werden diese magnetischen zylindrischen Einzclwanddomänen umgeleitet und auf Vernichtcr AN übertragen, die jedem Weiterleitungspfad zugeordnet sind. So gehört der Vernichter AN 1 zum Weiterleitungspfad X 1. wohingegen der Vernichter AN3 an den Weitcrleiiungspfad X 3 anschließbar ist. Natürlich lassen sich auch die magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen, die nich. auf den Ausgang eines Weiterleitungspfades transportiert werden sollen, auch für andere Schaltkreise verwenden, anstatt vernichtet zu werden.

In der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 sind viele Schaltglieder längs eines Weiterleitungspfades zur Bestimmung der Richtung der sich längs eines solchen Weiterleitungspfades bewegenden magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen angeordnet. So hat z.B. der Weiterleitungspfad Xi die Sch Mitglieder Si-A, Si-B. St-Ä und Si-B. Die Schaltglieder 51-4 und Si-B sind unterschiedlich von den Schaltgliedern Sl -Ä und 51 - S bezeichnet, obwohl diese Schaltglieder gleichen Aufbau besitzen; jedoch ist ihre Betriebsweise unterschiedlich und zwar in Abhängigkeit von den jeweils zugeführten Steuerströmen. Dies wird aber noch im einzelnen im Zusammenhang mit den F i g. 4A und 4B erläutert.

F i g. 4A zeigt ein Schaltglied Smit einer Decodierleitung D zu seiner Steuerung. Die am Eingang dieses .Schaltgliedes auftretenden magnetischen zylindrischen P.inzelwanddomänen verlassen dieses entweder über den Weiterleitungspfad X oder über den Weitcrleitungspfad Y in Abhängigkeit vom Auftreten und Nichtauftrelen eines Stromes / in der Decodierleitung D. Für dieses Schaltglied gilt, daO' bei Nichtauftreten eines Stromes auf der Decodierleiiung D magnetische zylindrische Einzelwanddomänen dieses längs des Weiterleitungspfades Y verlassen, wohingegen bei Auftreten eines Stromes / in der Decodierleitung D magnetische zylindrische Einzelwanddomänen das Schaltglied S längs des Weiterleitungspfades X verlassen.

Fig. 4B zeigt eine Schaltverbindung .S". die eine dauernde Weiterleitung von magnetischen zylindrischen Einzclwanddomänen gestattet.

Im Schaltglied nach F i g. 4Λ ist ein kleiner Kreis dargestellt, der das Auftreten einer magnetischen zylindrischen Steuereinzelwanddomäne (CBD) hierin andeuten soll. Eine solche magnetische zylindrische Steuereinzelwanddomäne beeinflußt die bevorzugte Bewegungsrichtung einer magnetischen zylindrischen Einzelwanddomäne durch dieses Schaltglied hindurch. Eine nähere Untersuchung der Schaltglieder nach Fig. 4A und 4B läßt erkennen, daß die bevorzugte Weiterleitungsrichtung für magnetische zylindrische Einzelwanddomänen in Abwesenheit eines Stromes / auf der Decodierleitung D unterschiedlich für die Schaltglieder 5 und 5'ist. Dies allein ist bedingt durch das Auftreten einer magnetischen zylindrischen Stcuereinzelwanddomäne im Schaltglied S. was im Schaltglied S'nicht der Fall ist.

Aus der Schaltzeichnung nach Fig. 5 ist ersichtlich, daß der Aufbau der Schaltglieder .S und S' identisch ist mit der Ausnahme natürlich, daß die magnetische zylindrische Steuereinzelwanddomäne wahlweise in den Schaltgliedern placiert werden kann, um den Zustand dieses Schaltgliedes zu ändern. Weiterhin ist hieraus ersichtlich, daß bei der Erfindung eine Ein-Ebenenmetallisierung anwendbar ist. um beide Arten von Schaltgliedern zu erstellen, wobei außerdem gemeinsame Mittel zum Placieren Jer Steuereinzelwanddomänen in den Schaltgliedern und zum Betrieb der Schaltglieder vorgesehen sind. Infolgedessen läßt sich mit der Erfindung ein neueinschreibbarer Speicher realisieren, so daß sich ein erheblicher Vorteil gegenüber Speichern bekannter Art ergibt. Fernerhin zeigt sich wie gesagt noch der Vorteil, daß die Metallisierung nur in einer Ebene erforderlich ist.

Die Strukturen 5 (F ig. 4A) und .5'(F ig. 4B) lassen sich wie folgt vergleichen:

Fig. 4 A

Fig. 4 B

Steuer-Domäneladen

Leitungszug

Universell ansprechbar dank Steuer-Domäne

Steuer-Domänenhaltescheibe an jeder Verzweigung (Fig. 5)

Nicht ansprechbar über Leitungszug

Strom unterstützt Domänenweiterleitung im oberen Pfad

Keine Schaltfunktion,
da keine Steuer-Domäne

Steuer-Domänenhaltescheibe an jeder Verzweigung (Fig. 5)

Nicht ansprechbar
über Leitungszug

Strom unterstützt
Domänenweiterieitung
im oberen Pfad

•oilscl/unu

tig. 4 Λ

I-ig. 4 11

Domänen-Pfad Zwei Pfade zur Alternative

Schaltl'unktion Normalerweise offen (Steuer-Domäne)

Geschlossen bei SlromfluB im Leitungszug Ein Piad

Dauernd geschlossen

P s in Fig. 5 gezeigte magnetische Schaltbild eines Schaltgliedes dient zur Erläuterung der Wirkungsweise der Sclialtfunktionen der Schaltglieder 5 und 5'in den F i g. 4Λ und 4B.

Magnetischen zylindrische Einzelwanddomänen be- π wegen sich vom Eingang des Schaltgliedes in Richtung des Pfeils C. Es gibt zwei Ausgangspfade aus dem Schaltjjlied, gekennzeichnet durch die Pfeile X und Y. Der in X-Richtung zeigende Pfeil zeigt die Richtung Nimmt der Weiterleitungsfeldvektor /7 die Wirkellage 3 ein. dann verlagert sich diese Eingangsein/elwanddomäne in die Polstelle der Position 3 auf dem Y-förmigcn StreifenRlement 12. Zu diesem Zeitpunkt ruft ein Übertragungsstrom im Leitungszug D einen magnetischen Feldgradienten hervor mit der Folge, daß diese Eingangseinzelwanddomäne sich auf die Steuerdom:;-nenhaltescheibe 16 zu bewegt. Die Steuerdomänenha¹-tescheibe 16 kann aus einem .weichmagnetischen

Schaltglied an, wenn keine Steuerdomäne vorhanden ist, und wenn bei vorhandener Steuerdomäne diese daran gehindert wird, mit in das Schaltglied eingeführten Informationseinzelwanddomänen in Wechselwirkung zu treten. Der nach unten in y-Richtung zeigende Pfeil r> deutet den Pfad an, den eine magnetische zylindrische Einzelwanddomäne verfolgt, wenn sie einer Wechselwirkung mit einer Steuereinzelwanddomäne im Schaltglied unterliegt.

Das Schaltglied enthält u. a. das Y-förmige Streifen- so element 12, ein modifiziertes Y-förmiges Streifenelement 14, bei dem einer der K-Äste kleiner ist als der andere, die Einzelwanddomänenhaltescheibe 16 und den stromführenden Leitungszug D, der an eine Übertragungs- und Zustandssteuerstromquelle 18 angeschlos- r. sen ist.

Die Betriebsweise dieses Schaltgliedes bestimmt ob die in Pfeilrichtung 10 eintretenden magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen nach links in A"-Richtung oder nach unten in y-Richtung weitergeleitet 4» werden und zwar in Abhängigkeit davon, ob eine Steuereinzelwanddomäne an der Steuerdomänenhaltescheibe anwesend ist oc"?r nicht, und ob der Leitungszug D stromführend ist oder nicht

Es sei angenommen, daß eine Eingangseinzelwanddo- 4 > mäne sich in Position 1 auf dem Y-förmigen Streifenelement 14 befindet. 1st keine Steuerdomäne an der Steuerdomänenhaltescheibe 16 vorhanden, kann sich diese Eingangseinzelwanddomäne zur Polstelle in Position 2 auf dem Y-förmigen Streifenelement 12 zubewegen, wenn sich das in der Magnetschichtebene drehende magnetische Weiterleitungsfeld //mit seinem Vektor in die Winkellage 2 dreht Die Eingangseinzelwanddomäne kann sich nicht zur Position 2' auf dem modifizierten Y-förmigen Streifenelement 14 zubewegen, da die Polstelie Έ hinreichend weit entfernt von der Polstelle 1 auf dem Y-förmigen Streifenelement 14 ist und damit eine sehr viel geringere Anziehungskraft ausübt, als es bei der Polstelle in Position 2 auf dem Y-förmigen Streifenelement 12 der Fall ist Sowie sich der Weiterleitungsfeldvektor H durch die anderen Winkellagen dreht, bewegt sich die Eingangseinzelwanddomäne nach links in X-Richtung.

Eine nachfolgend in das Schaltglied S eintretende Eingangseinzelwanddomäne bewegt sich dann ebenfalls wie vorher beschrieben von der Polstelle in Position 1 auf dem Y-förmigen Streifenelement 14 zur Polstelie in Position 2 auf den Y-förmigen Streifeneiement 12.

iviaiciidi wie ζ., l>. ι ei titauity l/csiciicii. /Aiig^iinui gesehen kann diese weichmagnetische Haltescheibe auch durch äquivalente Mittel ersetzt sein, wie z. B. durch eine durch lonenplantation entsprechend abgeänderte Zone in der Magnetschicht, die zur Anfrechterhaltung und Weiterleitung der magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen dient. In typischer Weise besitzt diese Steuerdomänenhaltescheibe einen Durchmesser, der ungefähr dem zweifachen Wert des Durchmessers der magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen entspricht. Wenn sich nun der magnetische Weiterleitungsfeldvektor //weiter dreht, dann hat das zur Folge, daß die an der Steuerdomänenhaltescheibe 16 eingefangene Steuereinzelwanddomäne am Umfang dieser Scheibe herumwandert

Eine auf der Steuerdomänenhaltescheibe eingefangene magnetische zylindrische Einzelwanddomäne dient also als Steuereinzelwanddor.iäne zur Bestimmung der Weiterleitungsrichtung von nachfolgend in das Schaltglied Seingeführten Informationsdomämem. In diesem Falle werden nachfolgend eingeführte Eingangseinzelwanddomänen von der Polstelie in Position 1 auf dem Y-förmigen Streifenelement 14 nicht zur "olstelle in Position 2 auf dem Y-förmigen Streifenelement 12 weitergeleitet und zwar auf Grund der Abstoßungskräfte seitens der Steuereinzelwanddomäne an der Steuerdomänenhaltescheibe 16. Statt dessen werden sich die Eingangseinzelwanddomänen zur Polstelle in Position 2' auf dem Y-förmigen Streifenelement 14 zu bewegen und dann abwärts längs des Y bezeichneten Teils. Die Steuereinzelwanddomäne übt außerdem eine Kraft aus, die die Bewegung einer Eingangseinzelwanddomäne auf die Polstelle in Position 2' unterstützt Die Steuerdomänenhaltescheibe 16 ist mit Bezug auf die Y-förmigen Streifenelemente 12 und 14 derart placiert, daß sich diese Wirkung auch einstellen kann. Das heißt also, daß für Eingangseinzelwanddomänen in das Schaltglied S der bevorzugte Weiterleitungspfad nach unten zeigt, wenn eine Steuereinzelwanddomäne auf der Steuerdomänenhaltescheibe eingefangen ist und demgegenüber einem bevorzugten Weiterleitungspfad in der -Y-Richtung folgt, wenn keine Steuereinzelwanddomäne auf der Steuerdomänenhaltescheibe anwesend ist

Ein Schaltglied mit einer auf der Steuerdomänenhaltescheibe 16 eingefangenen Steuereinzelwanddomäne läßt sich jedoch auch von seinem oben beschriebenen Zustand abändern. In diesem Falle legt die Stromquelle 18 einen anderen Stromimpuls auf den Leitungszug D an, der in diesem Falle ein Magnetfeld bereitstellt das

die A.bstoßungskräfte des durch die Steuercinzelwanddomäne auf der Steuerdomänenhaltescheibe 16 bereitgestellten Magnetfeldes aufhebt. Dies heißt aber nichts anderes, als daß eine magnetische zylindrische Einzelwanddomäne an der Polstelle in Position 1 des Y-förmigen Streifenelements 14 sich auf die Polstelle in Position 2 auf dem Y-förmigen Streifenelcment 12 begibt, obgleich sich doch eine Steuereinzelwanddomäne auf der Steuerdomänenhaltescheibe 16 befindet. Damit wird die bevorzugte Weiterleitungsrichtung durch das Schaltglied 5 nunmehr in X-Richtung abgeändert. Auf diese Weise gestattet das Auftreten einer Steuereinzelwanddomänc auf der Suuerdomänenhaltescheibe 16 eine Doma'nenweiterlciuing über unterschiedliche Weiterleitiingspfade und stellt so ein Schaltglied im Zusammenwirken mit entsprechenden Steuerströmen dar, das durch Laden oder Entladen der

Sleiierdomänenhaltescheibe neu einschreibbar ist.

Nach Fig. 5 steht das Schaltglied 5 außerdem nach Bedarf unter dem Einfluß eines Generators 20. um Steuereinzelwanddomänen zum Einfangen seitens der Steuerdomänenhaltescheibe 16 bereitzustellen. Der Generator 20 kann dabei unter Steue. jng eines zusätzlichen Schaltkreises zur Zeitgcbung der Domänenbereitstellung auf der Steuerdomänenhaltescheibe 16. stehen. Die Steuereinzelwanddomänen und die nachfolgenden Informationseinzelwanddomänen können vom. gleichen Generator bereitgestellt werden oder die Informationseinzelwanddomänen können auch von anderen Schaltkreisen auf der magnetischen Schicht stammen.

Die Betriebsweise des in F i g. 5 gezeigten Schaltgliedes läßt sich durch folgende Tabelle vordeutlichen:

Mil Slcuordoniiino

Ohne Steuerdnm.mi.·

Mit Strom Domänen folgen oberem Pfad

(Schalter zu)

Ohne Strom in D Domänen folgen unterem Pfad

(Schalter offen)

Domänen Token oberem Pfad (Schalter /u) Domänen folgen unlerem Pfad (Schalter zu)

Im Gegensatz zu entsprechenden Schaltgliedern bekannter Art stellt die Struktur npch F i g. 5 eine echte Schalteinrichtung dar, die neu einschreibbare Schaltfunktionen bei mehreren Schaltzuständen aufweist.

Die magnetischen Schaltungen nach F i g. 6A und 6B werden entsprechend dem Schema in F i g. 6 zusammengelegt. Die magnetische Schaltung nach den Fig. 6A und 6B zeigt dabei ein vollständiges Schaltbild für einen Decodierer mit den vier Weiterleitungspfaden X I. X 2, X3 und X4. Dieser Schaltkreis übernimmt die Funktion, wie sie an Hand der Anordnung nach F i g. 3 beschrieben und erläutert ist. Das heißt, magnetische zylindrische Einzelwanddomänen am Eingang eines jeden der Weiterleitungspfade Xt-XA lassen sich wahlweise zu den Ausgängen dieser Weiterleitungspfade transportieren, wenn eine entsprechende Kombination von Decodierströmen auf den Decodierleitungszügen Dl₁ Dl, D3 und D4 auftritt. Diese Ströme sind durch die Bezugszeichen A. B, Ä und ßgekennzeichnet.

Die Schaltglieder Sl-A St-B...S4-B besitzen alle den gleichen Aufbau wie das in F i g. 5 gezeigte Schaltglied. Tritt an irgend einer Steuerdomänenhaltescheibe 16 eine Steuereinzelwanddomäne aus, dann ist dies durch das Bezugszeichen CBD gekennzeichnet. So besitzen z.B. die Schaltglieder Sl-Ä und 51 -B jeweils eine Steuereiruelwanddomäne CBD. Die Tatsache ist erwähnenswert, daß die Ansprechzellen des neu einschreibbaren Decodierers diejenigen der üblichen Decodierer ergänzen.

Ein Steuerdomänengenerator CDG 1 bis 4 ist jeweils einem Weiterleitungspfad zugeordnet. So dient z. B. der Steuerdomänengenerator CDG 2 für die Beaufschlagung der Schaltglieder längs des Weiterleitungspfades X2. Diese Steuerdomänengeneratoren liefern die Steuereinzelwanddomänen, die auf die Steuerdomänenhaltescheibe 116 längs des jeweils zugeordneten Weiterleitungspfades eingebracht werden sollen. Zur Übertragung der Steuereinzeiwanddomänen von den Steuerdomänengeneratoren zum jeweils zugeordneten Weiter-

leitungspfad aus den Weiterleitungspfaden .VI —A'4 dient jeweils ein Übertragungspfad 22.

Jedem Decodier-Leitungspfad D1-D4 ist eine Übertragungs- und Decodierstromquelle 18 zugeordnet. Zur Bereitstellung des sich in der Ebene der Magnetschicht drehenden magnetischen Weiterleitungsfeldvektors /-/dient eine entsprechende Feldquelle 24. um die magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen längs der streifenförmigen Weiterleitungselemente in den Weiterleitungspfaden zu bewegen. Eine Vormagnetisierungsfeldque^Me 26 stellt das Magnetfeld zur Aufrechterhaltung von magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen in der Magnetschicht bereit. In bekannter Weise dient dieses Feld H₇ auch zur Stabilisierung der Einzelwanddomänenabmessur 7.

Ein Steuerkreis 28 dient zur Synchronisierung alier Decodieroperationen und zur Bereitstellung von Adressen zu den verschiedenen Schaltgliedern, um die Auswahl des zu verwendeten Weiterleitungspfades zum Transport der magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen vom Eingang zum Ausgang eines Weiterleitungspfades vorzunehmen. Der Steuerkreis 28 liefen Zeitgeber- und Triggerimpulse zu allen Übertragungsund Decodierstromquellen 18 sowie zu den Steuerdomänengeneratoren CDG1—4. Zusätzlich versorgt der Steuerkreis 28 die Feldquellen 24 und 26.

Wie bei der bekannten Decodierschaltung gemäß F i g. 1 werden die nicht zu den Ausgängen ihrer jeweiligen Weiterleitungspfade übertragenen magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen längs entsprechender Übertragungswege zu den Vernichtern AN 1 —4 übertragen.

Dies ist hier nur zur Vereinfachung gezeigt; natürlich lassen sich auch derartige magnetische zylindrische Einzelwanddomänen noch auf andere Schaltkreise als zu den Vernichtern übertragen.

Die Betriebsweise des erfindungsgemäß aufgebauten Decodierers wird speziell am Beispiel eines Weiterleitungspfades erläutert Es sei daran erinnert, daß die sich

in einem WeUerlejtungspfad bewegenden magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen durch jedes der zugeordneten Schaltglieder in eine Richtung gelangen, die vom Zustand des jeweiligen Schaltgliedes abhängig ist Wie oben bereits gesagt, wird dieser Zustand durch das Auftreten oder Fehlen einer Steuereinzelwanddomäne auf der Sieuerdomänenhaltescheibe 16 festgelegt und außerdem noch durch das Auftreten oder Fehlen eines Decodiersteuerstroms auf einer der zugeordneten Decodierleitungszüge Dl—4.

Die Schaltungsanordnung 6/t mit 6fi zeigt die Kombination der Decodierströme (z. B. Ä.B) die vorhanden sein muß, um magnetische zylindrische Einzelwanddomänen vom Eingang eines der Weiterleitungspfade zum Ausgang dieses Weiterleitungspfades zu übertragen. So muß z. B. ein Strom A im Decodierleitungszug Dl und ein Strom ZMm Decodierleitungszug DI auftreten, 'im eine Weiterleitung vom Eingang des Weiterleitungspfades X 2 zum Ausgang dieses Weiterleitungspfades zu gewährleisten. Um die Schaltglieder S2-A.S2-B.S2-Ä und 52-Bin den geeigneten Zustand zu bringen, werden Steuereinzelwanddomänen durch den Generator CDG I'm Ansprechen auf ein Signal vom Steuerkreis 28 erzeugt und zugeführt. Diese magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen bewegen sich längs des Weiterleitungspfades X2 und gelangen auf die Polste Ilen in Position 3 des Y-förmigen Streifenelements 30 und des Y-Iormigen Streifenelements 32. Gleichzeitig veranlassen Ströme auf den Decodierleitungszügen D 2 und D 2 die Übertragung von Steuereinzelwanddomänen auf die Steuerdomänenhaltescheiben 16. Damit werden die Schaltglieder S2-B und 52-/4 längs des Weiterleitungspfades X 2 vorbereitet.

Die Schaltglieder Sl-A und S2-B hingegen js brauchen keine Steuereinzel wanddomänen.

Die am Eingang des besagten Weiterleitungspfades auftretenden magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen bewegen sich nach links zum Ausgang des Weiterleitungspfades, sowie sich der magnetische Weiterleitungsfeldvektor H in der Ebene der Magnetschicht dreht Da kein Strom im Decodierleitungszug D4 vorhanden ist, geht der bevorzugte Weiterleitungspfad für diese magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen über das Schaltglied 52-0 nach links längs v, des Weiterleitungspfades X 2. Die auf das Schaltglied S2-Ä gelangenden magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen würden !normalerweise nach unten und damit zum Vernichter AM2 abgelenkt, wenn kein Strom A auf dem D 3 Decodierleitungszug vorhanden wäre. Wie bereits gesagt, fließt jedoch ein Strom durch diesen Leitungszug, so daß sich die magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen über das Schaltglied S2—Ä nach links zum Ausgang dieses Weiterleitungspfades bewegen. y,

Die gleiche Situation liegt für die Bewegung der magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen durch das Schaltglied 5 2—B vor. Das Auftreten eines Stromes B im Decodierleitungszug D 2 gestattet die Übertragung der magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen nach links zum Ausgang und nicht auf den VernichtefAN2.

Für die Weiterleitung der magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen für das Schaltgiied 52—Λ gilt das gleiche wie für das Schaltglied 52-B. In beiden Fällen ist nämlich kein Strom auf dem Decodierleitungszug D1 vorhanden, so daß die magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen ihren Weg zum Ausgang des Weiterleitungspfades X2 fortsetzen können.

Die Betriebsweise der anderen Weiterleitungspfade ist mit der oben beschriebenen identisch. Verfolgt man den Weg der magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen bei anderen Weiterleitungspfaden als beim Weiterleitungspfad X 2 unter der Bedingung, daß die Ströme Ä, B vorliegen, dann stellt sich heraus, daß die magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen in allen anderen Weiterleitungspfaden zu den jeweils zugeordneten Vernichtern anstatt zu den jeweils zugeordneten Ausgängen dieser Weiterleitungspfade übertragen werden.

Ergibt sich die Notwendigkeit die Adressen für die verschiedenen Weiteriekungspfade oder der vorliegenden Decodierer zugeordneten Schaltglieder zu ändern, daran lassen sich neu einschreibbare Adressen einfach durch Vernichten aller vorhandener Steuereinzelwanddomänen im Decodierer (z. B. durch entsprechende Steuerung der Vormagnetisierungsfeldquelle 26) und Eingabe entsprechender Steuereinzelwanddomänen auf die jeweils erforderlichen Schaltglieder wie oben beschrieben bereitstellen. Zusätzlich lassen sich die Decodierströme, die zur Verhinderung der Wirkung von Steuereinzelwanddomänen Anwendung finden, ändern, um magnetische zylindrische Einzelwanddomänen in verschiedenen Richtungen durch die Schaltglieder übertragen zu können. Das bedeutet aber, daß sich mit Hilfe der erfindungsgemäßen Anordnung eine bedeutsame Flexibilität ergibt Außerdem ist der Herstellungsaufwand klein gehalten, da zur Realisierung der Erfindung eine Metallisierung nur in einer Ebene stattzufinden braucht

Wenn im vorliegenden Fall auch eine bestimmte Anzahl von Weiterleitungspfaden als Beispiel genannt worden ist, läßt sich doch eine beliebige Anzahl von Weiterleitungspfaden anwendende nachdem wie es der Bedarf erfordert. Außerdem ist leicht einzusehen, daß die Anordnung nicht auf die Struktur der magnetischen Schaltung, wie sie hier gezeigt ist, festgelegt ist, sondern daß weichmagnetische Streifen zur Weiterleitung magnetischer zylindrischer Einzelwanddomänen beliebiger Ausführung Anwendung finden können.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Decodierer, bestehend aus einer magnetischen Schaltungsanordnung, bei der magnetische zylindrisi;he Einzelwanddomänen in einer vormagnetisierten Magnetschicht durch hierauf angebrachte Domänen-Wekerleitungspfade bildende, weichmagmetische Streifenmuster im Zusammenwirken mit einem sich in der Magnetschichtebene drehenden magnetischen Weherleitungsfeldvektor durch Bildung von aufeinanderfolgenden Polstellen zur Domänen-Anziehung bzw. -Abstoßung längs der vorgegebenen Weiterleitungspfade transportiert werden, und wobei mehrere parallel zu einander liegende Weiterleitungspfade jeweils durch hintereinander geschaltete magnetische Schaltungsglieder gebildet sind, die es jeweils gestatten, magnetische zylindrische Einzelwanddomänen wahlweise über einen von mehreren Ausgängen zu übertragen, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltgiied (S) jeweils aus einem Knoten besteht, an dem ein erster Weiterleitungspfad (X) mit seinem Anfang an einem zweiten (Y) zwischen seinem Anfangspunkt und Endpunkt anstößt, so daß magnetische zylindrische Einzelwanddomänen vom ersten Weiterleitungspfad (X) auf den zweiten (Y) verschiebbar sind, daß im Winkel gebildet aus erstem (X) und zweiten Weiterleitungspfad (Y) eine weichmagnetische Scheibe (16) mit mindestens zweifachem Domänendurchmesser in einem solchen Abstand a-'geordnet ist, daß eine an ihrem Umfang in Abhängigkeit von der Winkellage des magnetischen Weiterleitungsfeldvektors (H) bewegbare magnetische zylindrische E'nzelwanddomäne als Slteuereinzelwanddomäne anziehende und abstoßende Kräfte lediglich in den durch die unmittelbar benachbarten weichmagnetischen Streifenelemente (12, 14) der beiden Weiterleitungspfade (X und Y) räumlich gesetzten Grenzen an den sich hierin fortbewegenden magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen auszuüben vermag, und daß zwischen der weichmagnetischen Scheibe (16) und einem der Weiterleitungspfade (X oder Y) ein steuerstromführender Leitungszug (D) verläuft

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Weiterleitungsstreifenmuster abwechselnd Y-förmige (12 und 14) und I-förmige weichmagnetische Streifenelemente dienen, bei denen jeweils mit den Spitzen gegenüberliegend die Armenden zweier benachbarter Y-förmiger Streifenelemente (12, 14) und das Ende eines hier zwischen liegenden parallel zur Unterlänge der Yförmigen Streifenelemente (12,14) verlaufenden, jedoch mit größerer Länge als diese, ein I-förmiges Silreifenelement angeordnet sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und Anspruch 2, ddidurch gekennzeichnet, daß der Knoten jeweils durch einen Arm benachbarter Y-förmiger Streifenelemente (12,14) beider Weiterleitungspfade (X, Y) gebildet ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1 und/oder 3, düidurch gekennzeichnet, daß der Leitungszug (D) zwischen weichmagnetischer Scheibe (16) und erstem Weiterleitungspfad fA^verläuft. fii

5. Anordnung mindestens nach Anspruch I und/oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, di'.ß zur Zuführung magnetischer zylindrischer Einzelwanddomänen auf ein Schaltglied (S) jeweils, am Knoten eine zusätzliche Zuführungsweiterleitung angeschlossen ist und daß ein Steuereinzelwanddomänengenerator (20) an mit einem Ende des zweiten Weiterleitungspfades (Y) und ein Domänenvernichter (AN) mit dem anderen Ende des zweiten Weiterleitungspfades f>9 verbunden sind,

6. Anordnung mindestens nach Anspruch 1 und Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren Parallelen, durch Hintereinanderschaltung mehrerer Schaltglieder (z. B. Si) gebildeten Weiterleitungspfaden (z. B. Xl) für jeden Schaltglied-Weiterleitungspfad (XI-X4) ein gemeinsamer Domänenvemichter (AN 1 —4) vorgesehen ist und daß steuerstromführende Leitungszüge (D) jeweils für ein Schaltglied (SI— 54) in alle» Schaltglied-Weiterleitungspfaden (XX-XA) gemeinsam je an eine Obertragungs- und Decodiersignalstromquelle angeschlossen sind, deren Signale zur Kompensation oder Unterstützung von Domänenmagnetfeldern in den Schaltgliedern zu Schaltzwecken dienen.