DE2459265C3 - Verfahren und Anordnung zur Fehler-Kompensation auf magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänenchips - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung /ur Fehler-Kompens.iiioii ,ml magnetischen zylindrischen Linzelwanddomänenchips mich dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 4.

Wie aus der US-PS 37 01 125 zu entnehmen ist. sine! vollständige magnetische Fin/elwanddomiinensy steine einschließlich Lese-, Schreib- und Speicherfiinktionen bekannt. In dieser speziellen Anwendung wird ein magnetisches Chip definiert als ein magnetisches zylindrisches Einzelwanddomänenmcdium, welches magnetische Einzelwanddomanen in sich halten kann zusammen mit der zugehörigen Schaltung für die verschiedenen Funktionen wie Lesen, Schreiben und Speichern im magnetischen Einz.ciwanddomiinenmedi-

Angestellte Berechnungen /eigen, daß für Ein/elwaneldomänen-Bitkapa/ilätcn mit mehr als K)' Bus der Ausstoß perfekter Chips rapide abzunehmen beginnt Somit wäre eine Lösung von bedeutendem Wert, nach der ein magnetisches Chip mit einer kleinen An/ahl von Fchlfunktioncn sich selbst reparieren und in Beineb bleiben könnte. In der Patentanmeldung mit der US-Seriennummer 2 4^q 046 wird ein magnetisches Einzelwanddoniänensystem mit Redundanz beschrieben. In dieser Patentanmeldung ist eine Redundanz auf dem Chip vorgesehen, die Reservespeichereinheiten sowie Einheiten benutzt, die einer Reservespeichereinheit die Personalisierung einer /u ersetzenden fehlerhaften Spcichcreinheit geben. Insbesondere ist eine Struktur vorgesehen /ur physikalischen Entfernung von Verbindungen, um eine Reservespeichel einheit (wie /.. B. ein Schieberegister) tür eine fehlerhalle Speichcreinheit einzusetzen. Die Reservespeichereinheiten sind mit Reservedccodierern sowie Reserve-Abfühleinrichlungen versehen.

Der Erfindung liegf die Aufgabe zugrunde, ein

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ι/fahren _{und e}j_ne Anordnung zur Fenler-Kompensa- • η auf magnetischen zylindrischen Einzelwanddomä-'°nchips zu schaffen, die sich sowohl bei der hferstellung der Speicherchips zur Erhöhung des fertigungsausstoßes als auch nach dem Einbau und dem Gebrauch in Datenverarbeitungsanlagen ohne weiteres benützen lassen. ...

Die erfindungsgemäße Losung besteht in den Kennzeichen der Patentansprüche.

Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich vom Stand der Technik darin, daß dynamische Prüfverfahren m Feld für ein fchlertolerantcs magnetisches Chip benutzt werden können. Eine einfachere Struktur isi vorgesehen, und die einzige Verbindung zur Auüenwelt bestcnt in einem Verbindungspaar für eine Stromübertragungslcitung. d.K man braucht auf dem magnetischen Chip nicht mit einem Laserstrahl oder einer anderen selektiven Atzeinrichtung zu arbeiten, wie sie bisher benutzt wird.

Ein automatisches Prüfgerät zur Fehlersuche auf dem magnetischen Chip und zur Reparatur dieser Chips kann vorgesehen werden. In diesem I alle sind die Pfadfindcreinzelwanddomäncn aufgrund von Signalen von der Steuerschaltung vorgesehen, und die programmierbaren Schalter werden nach den angelegten Steuerimpulsen betätigt. Wenn das Chip einmai repariert ist, behält es die Korrekturen bei and kann leicht für seinen ursprünglich vorgesehenen /weck eingesetzt werden.

Zur fortgesetzten Fehlersuche und Reparatur auch nach <lcr ersten Reparatur eines magnetischen C hips sind Vorkehrungen getroffen. Wenn das magnetische Chip beispielsweise geprüft und vor der tatsächlichen Benutzung repariert wurde, kann es noch weitere Reparaturen erfordern, während es bereits im Feld benutzt wird. Diese zusätzlichen Reparaturen werden im wesentlichen mit derselben Technik ausgeführt wie die erste Reparatur des magnetischen Chips.

p.jn Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird anschließend naher beschrieben. Es zeigt

Fig. I schemalisch ein Spcicherchip nut zugehörigen Einrichtungen zur Verbesserung des Chipausstolks,

Fig. 2A und 2B eine geeignete Struktur zur Programmierung eines Schallers für eine vorgezogene Bewegungsrichtung der Einzelwanddomänen.

Fig. 3 einen Ein/clwanddomänenschallei. der für zwei separate Bewegungsrichtungen dei Einzelwanddomänen programmiert werden kann, und

Fig.4 ein genaueres Schaltbild mehrerer Speicherpositioncn zusammen mit programmierbaren Schallern für die Umleitung magnetischer zylindrischer l.inzclwanddomäncn um einen Fehler im magnetischen C hip.

I'ig. 1 zeigt ein magnetisches Einzelwancklomanenchip welches aus einem I inzelwanddomanenniedium besteh», in dem magnetische zylindrische F.inzelwanddomänen existieren und transportiert werden können. Das F.inzelwanddomät.enmedium 10 kann z.B. irgendein bekanntes magnetisches Einzelwanddomänenmatenal wie Granat, amorphes magnetisches Material usw. sein. Mehrere F.irvzclwanddomäncnspcieherposiiionen sind vorgesehen und durch die verschiedenen Schleifen I, ...69 eines langen Schieberegisters 12 bezeichnet. Der Transportweg für Domänen im Schieberegister ist durch die verschiedenen dicken Pfeillinien gekennzeichnet. Strukturen zur Bewegung von m.ignelisehen Einzelwanddomänen im Medium 10 sind allgemein hi'k:innt und umfassen verschiedene magnetisch weiche Strukturen sowie ionenimplantierte Bereiche im magnetischen Medium 10. Für die praktische Ausführung der vorliegenden Erfindung kanu jede Transporistruktur zur Bewegung und Speicherung von Domänen im Medium 110 verwendet werden.

Eine Schubeinrichtung zur Erzeugung magnetischer zylindrischer Einzelwanddc.mänen im Medium 10 besteht aus einem Domänengenerator 14 und einer 1/0-Steuerung 16. Die 1/0-Steuerung IS umfaßt eine Stromquelle und eine Stromführungsschleife 18, die den Transportweg der Eir.zelwanddomänen vom Generator 14 /um Schieberegister 12 kreuzi. Die Steuerung 16 liefet Suomimpulse in die Schleife 18. die die vom Generator 14 erzeugten Domänen zusammenbrechen lassen. Auf diese Weise kann ein Muster aus Domänen und Leerstellen erzeugt werden, mit dem /.. B. binare Information im Register 12 dargestellt werden kann. Die Domänen können auf jede beliebige Art codiert werden, und der Generator kann Domänen mit verschiedenen Eigenschaften liefern, die Information darstellen.

Mit einer Leseeinrichiung 20 werden Domänen im Schieberegister 12 abgekühlt. Im Ausführungsbeispiel kann die Leseeinrichiung aus einem magnetoresisiiven Abfühlelement bestehen, wie es im IIS-Patent 39 61 ~>40 beschrieben ist. Auch andere Arten von Domanen.ibfühlelemenlen können benutzt werden.

Das Schieberegister 12 ist mit mehreren Speicherschleifen. 1, 2 ... 69 gezeigt. In dem ,paler zu besehreibenden speziellen Beispiel hat das vollarbeiiende Schieberegister b4 Arbeitsspeicher.chleilen und mehr als 12 KBits. Beider vorliegenden Erliiulung kann jedoch jede- Art von Domänentransporieimichuing oder Speichereinrichtung benutzt werden.

Zu jeder der Schleifen des Schiebeicgisiers 12 gehört eine Struklui zur Umleitung von Einzelwanddomänen, wenn in einer bestimmten Schieberegislerschleife ein Fehler auliritl. Die Umleitungssiruktur besteht aus einem programmierbaren Schaller und einer Einrichtung zur Programmierung des Schalters zum Aufbau einer vorgezogenen Bewegungsrichtung der Einzel· wanddomäne durch den Schalter, d. h., in die Schalter eintretende Einzelwanddomänen können einen von zwei Wegen verfolgen, abhängig von der Steuerung der Schalter.

Die Schalter am Anfang einer jeden Schiebcregisterschleile sind bezeichnet mil S-I (für die erste Schleilc). S-2 (für die zweite Schleife)... S-69(für die 69. Schleife) In dem in F i g. I gezeigten Ausführungsbeispiel umfassen die Programmiereinrichtungen, die den vorgezogenen Weg für die Einzelwanddomänen durch die Schaller Sl. S2 ... bestimmen. Einrichtungen zum Festhalten einer Einzclwanddoinane zusammen mn einer stromführenden Übertragungsleitung 22. die an eine Übertragungslcitungssiromquelle 24 angeschlossen ist. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Einrichtungen zum Festhalten von Domänen als Scheiben Dl, D2 ... D69 dargestellt, die aus jedem magnetisch weichen Material bestehen. Wenn eine , magnetische zylindrische Einzelwanddomäne in der Bahn des Schieberegisters laufend in einer entsprechenden Position neben der Übertragungsleitung 22 steht, bewegt ein Stromimpuls in dieser Leitung die Domäne zu clrr Scheibe Il wo sie während der weiteren s Transportzyklen verbleibt. Diese eingeschlossene Domäne bestimmt die vorgezogene Bewegungsbahn der nachfolgenden Einzelwanddomänen durch die verschiedenen Schalter S-1..V-2...

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Eine Vormagnetisierungsquclle 26 liefert ein stabilisierendes Vorspannfeld H, senkrecht zur Ebene des Einzelwanddomänenmediums 10. Die Voispannquclle 26 kann aus einer Anzahl bekannter Einrichtungen bestehen einschließlich stromführender Spulen s und/oder Permanentmagnete neben dem magnetischen Medium 10. Eine Transportfeldquelle 28 liefert Treiberimpulse, mit denen magnetische Einzelwanddomä'nen im Schieberegister 12 bewegt werden und die zur Erzeugung von Domänen verwandt werden können. Im ι ο Falle der Transportstrukiuren, die magnetisch weiche Materialien benutzen, liefert die Transportfcldquellc 28 ein neuorientiertes Magnetfeld H in der Ebene des magnetischen Mediums 10. Zur Bewegung der Domänen im magnetischen Medium 10 kann jedoch jede Art is von Transporteinrichtung und jede Art von Domänengenerator verwendet werden. Die Transportfcldquclle 28 kann also eine Quelle sein, die Treiberimpulse in Leiterschleifen liefert, oder es kann eine Quelle sein, die die Amplitude des Vorspannfeldcs moduliert, wenn /.. B. μ Grätenmuster zur Bewegung der magnetischen Einzelwanddomäne benutzt werden.

Eine Steuereinrichtung 30 liefert eine Eingabe in die 1/0-Steucrung 16, die Leseeinrichtung 20, die Übertragungsleitungsstromquelle 24 und eine Transportfcldquelle 28. Die Steuereinrichtung 30 synchronisiert den Betrieb des magnetischen Chips und regelt die Diagnose und Reparatur des Chips. Die Steuereinrichtung 30 kann z. B. eine Computerschaltung zur Steuerung des zur Diagnose und Reparatur verwendeten Algorithmus und auch eine Taktgcbcrschaltung zur Synchronisation der Triggerimpulse für die verschiedenen Bauteile des magnetischen Chips enthalten, um den Betrieb des Chips zu regeln. Die Reparatur des Chips bringt eine gewisse Verzögerung in die Bewegung der magnetisehen Einzelwanddomänen durch das magnetische Chip mit sich. Die Reparatur erfolgt jedoch so. daß die Gesamtverzögerung für alle reparierten Chips dieselbe ist wie für die Chips, die in Ordnung sind und nicht repariert zu werden brauchen. Der Reparaturalgorithmus verfolgt also, wie viele Reparaturen ausgeführt wurden, die automatisch durch Steuermittel ermöglicht werden können. Diese Steuereinheit besteht aus konventionellen bekannten elektronischen Schaltungen, wie sie zur Steuerung der Arbeitsweise anderer 4s bekannter Einzelv.anddomänensysteme verwendet werden.

Arbeitsweise des magnetischen Chips

Bevor Einzelheiten der programmierbaren Schalter und der Transportstrukturen beschrieben werden, wird die Arbeitsweise des magnetischen Chips allgemein beschrieben. Hierzu wird auf die Schaltungsteile in F i g. 1 verwiesen.

Unter normalen Bedingungen werden die vom Generator 14 erzeugten magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen durch die 1/0-Steuerung 16 zum Zusammenbruch gebracht oder nicht und so eine Reihe von codierten Einzelwanddomäncnmustern im Schieberegister 12 erzeugt. Diese Einzelwanddomänen laufen im Schieberegister um und werden durch die Leseeinrichtung 20 abgefühlt Unter normalen Bedingungen umgehen Ein.clwanddomäncn im Register 12 einfach die weichmagnctischc Scheibe D, und demzufolge werden keine Einzclwanddomänen auf diese Scheiben (<s genommen. Die Einzelwanddomänen, die in die Schaller S eintreten, verlassen diese Schalter und folgen den die Transportbahnen des Schieberegisters 12 bezeichnen den dicken Linien.

Wenn jedoch ein Strom an die Übertragungsleitung 22 angelegt wird, wird eine Einzclwanddomäne in einem Schaller S auf die benachbarte Scheibe D übertragen. Wenn z. B. eine Einzelwanddomäne im Schalter S1 steht, erzeugt ein Stromimpuls in der Übertragungsleitung 22 ein magnetisches Feld, durch das die Einzclwanddomäne sich zur Scheibe D 1 bewegt, wo sie während weiterer Zyklen desTransporlfeldes /-/bleibt.

Der Einfluß der eingeschlossenen Ein/.elwanddomänc auf die Scheibe D besteht in einer Beeinflussung der Bewegung nachfolgender Einzclwanddomänen durch den benachbarten Schalter .S". Eine cingschlossene Einzelwanddomäne auf der Platte D 1 veranlal.il z. B. nachträglich zum Schalter Sl kommende Einzelwanddomänen zur Bewegung in der durch die gestrichelte Linie A 1 bezeichneten Bahn (in entsprechender Weise hat jede der Schleifen 1, 2. 3 ... des Schieberegisters 12 eine zweite Bahn A \,A 2. A 69).

Im Ausführungsbeispiel der F i g. 1 werden alle Schalicr-Schciben.kombinationen von einer Übertragungsleitung 22 umzogen. Grundsatzlich wird Strom an diese Übertragungsleitung nur angelegt, während das Chip repariert wird. Während des Betriebs des reparierten magnetischen Chips wird kein Strom in dieser Leitung benötigt, und so ist eine Diagnose und Reparatur mit minimalem Stromverbrauch möglich.

An diesem Punkt wäre zu bemerken, daß die programmierbaren Schalter durch stromführende Schalter gebildet werden können, die Einzclwanddomü ncn abhängig davon, ob ein Fehler in der benachbarten Schleife vorliegt oder nicht, in bestimmte Bahnen lenken. Die Verwendung eingeschlossener Einzclwanddomänen zur Programmierung der Schalter stellt jedoch eine Technik dar, die nur eine minimale Stromverlustleistung und ein Minimum an Taktierung braucht. Die eingeschlossene Domäne bewegt sich um die Scheibe D mit dem Transportfeldzyklus, und der Schalterbetrieb ist daher automatisch mit den angelegten Treiberfeldern synchronisiert. Zusätzliche Stromquellen sind daher in der Übertragungsleitung 22 während des tatsächlichen Betriebes des magnetischen Chips nicht erforderlich.

Diagnose- und Reparaturverfahren

Dieser Abschnitt beschreibt das bei DJagnoscproblemen auf dem magnetischen Chip und der Inbetriebnahme des Chips zu befolgende Verfahren. Zur Illustration wird angenommen, daß ein vollständig repariertes Chip aus etwas mehr als einem 32 K-Bh großen Schieberegister 12 besteht, welches 64 Schleifen umfaßt, von denen jede 500 Bits lang ist und die peripheren Bahnen dund c umfaßt Die Anzahl der Bitpositionen vom Generator G zum Schalter S\ beträgt d, während die Anzahl von Bitpositionen von der Endschleife zurück zum Anfang des Schieberegisters eist

Am Anfang erzeugt der Generator G eine erste Pfadfinderdomäne, die sich im Schieberegister zui Erkennung von Fehlern bewegt. Das Transportfeld l· wird für (500 + d) Vorwärtszyklen erregt, gestoppt unc für eine gleiche Anzahl von Rückwärtszyklen erregt Damit wird die Pfadfinderdomäne ganz durch di( Schleife 1 und wieder zurück zum Generator 14 bewegt Wenn die Pfadfindcrdomäne die Leseeinrichtung 20 au ihrem Rückweg passiert und dort ein Signal erzeug! heißt das. daß die Domäne zurückkommt und dii Schleife 1 fehlerfrei ist

Das Transportfcld // wird dann für (1000 + c

Vorwärtszyklen erregt, gestoppt, und dann umgekehrt, so daß die Pfadfinderdomäne ganz durch die Schleifen 1 und 2 läuft und dann zum Generator 14 zurückkehrt. Wenn die Pfadfinderdomäne bei ihrem Rückweg durch die Leseeinrichtung 20 nach dem Durchlaufen der Schleifen 1 und 2 ein Signal erzeugt, heißt das, daß die Schleifen 1 und 2 fehlerfrei sind. Dieser Vorgang wird dann wiederholt, bis die Pfadfinderdomäne nicht zurückkehrt und dadurch anzeigt, daß in einer der Schleifen ein Fehler liegt.

Für dieses Beispiel wird angenommen, daß in der dritten Schleife ein Fehler ist, der in F i g. 1 durch das λ in dieser Schleife angezeigt wird. Nach (1500 + d) Vorwärts- und Rückwärtszyklen des Transportfeldes H kommt die Pfadfinderdomäne nicht zurück. Dies zeigt, daß in der dritten Schleife ein Fehler liegt. Zu diesem Zeitpunkt erzeugt der Generator 14 unter Steuerung der Einrichtung 30 eine neue Einzelwanddomäne, und die Transportfeldquelle H wird für (1000 + d) Vorwärtszyklen betätigt. Dadurch wird die neue Einzelwanddomäne in eine Position am Eingang des Schalters 53 bewegt. Diese Position ist der Eingang zur Schleife 3. Zu diesem Zeitpunkt erzeugt ein Stromimpuls auf der Übertragungsleitung 22 einen magnetischen Feldgradienten, der die neue Einzelwanddomäne zur Scheibe D 3 bewegt, wo sie bleibt. Von jetzt an umgehen die Schleife 2 verlassende nachfolgende Einzelwanddomänen die Schleife 3 durch Benutzung der Umleitung A 3. Diese Domänen gehen direkt in die Schleife 4 und durch den Rest des Schieberegisters. Die auf die Scheibe D3 gesetzte Einzelwanddomäne sendet somit alle nachfolgenden Domänen durch den Schalter S3 und über die Umleitung A 3 und nicht durch die Bahn, die sie zur Fehlerposition in der Schleife 3 führt.

Nach der ersten derartigen Reparatur läuft derselbe Diagnose- und Reparaturprozeß weiter wie vorher, d. h„ die nächste Pfadfinderdomäne wird durch die Schleifen 1 und 2 geschickt, umgeht die Schleife 3 und läuft dann durch die Schleife 4. Der Transportzyklus wird dann umgekehrt, und die Pfadfinderdomäne kehrt zum Generator zurück und wird dabei von der Leseeinrichtung 20 abgefühlt. Wenn in der Schleife 4 ein Fehler ist, kehrt die Pladfinderdomäne nicht zur Leseeinrichtung zurück (oder ihre Rückkehr wird verzögert), und damit wird auch angezeigt, daß auch die Schleife 4 umgangen werden muß. Wenn das der Fall ist, wird eine weitere Domäne auf die Scheibe D 4 gesetzt, wodurch alle nachfolgenden Einzelwanddomänen die Schleife 4 durch die Umgehung A 4 umgehen.

Die Anzahl möglicher ausführbarer Reparaturen ist gleich der Anzahl von im Schieberegister vorgesehenen Reserveschleifen. In dem in F i g. 1 gezeigten speziellen Beispiel bilden 64 Schleifen ein Schieberegister von 32 K-Bits, d.h., daß fünf Reserveschleifen in diesem Beispiel vorgesehen sind. Wenn die Schleifen 1 bis 64 gut sind, werden die letzten fünf Reserveschleifen absichtlich genauso umgangen, wie es für den Diagnose- und Reparaturproze3 beschrieben wurde, d. tu eine Einzelwanddomäne wird auf alle Scheiben am Eingang der Reserveschleifen gesetzt, so daß nachfolgende Einzelwanddomänen die Reserveschleifen auf ihren Bahnen um das Schieberegister umgehen.

Wie genauer im Zusammenhang mit den F i g. 3 und 4 beschrieben wird, bringt jede Reparatur eine gewisse Verzögerung von drei zusätzlichen Treiberfeldzyklen mit sich. Das bedeutet, daß der Reparaturalgorithmus (und der Steuermechanismus 30) verfolgen müssen, wie viele Reparaturen ausgeführt wurden. Im speziellen beschriebenen Beispiel bedeuten 5 zulässige Reparaturen eine Zunahme der tatsächlichen Schieberegisterlänge um 5x2 Bitpositionen, so daß die endgültige Schieberegisterlänge 32 010 Bits plus die Bits in den Bahnen c/und t*beträgt. Da auch in einem einwandfreien Chip die Domänen die Redundanzschleifen umgehen müssen, haben alle reparierten Chips und alle fehlerfreien Chips dieselbe Bitlänge.

Diese Arbeitsweise des magnetischen Chips ist direkt

ίο auf weitere Reparaturen im Feld anwendbar. In dem gezeigten Beispiel sei angenommen, daß das Chip am Anfang drei reparierte Fehler hatte. Somit wurden in der ersten Diagnose und Reparatur zwei gute Reserveschleifen versiegelt. Der Techniker im Feld stellt dann fest, daß sich ein vierter Fehler im magnetischen Chip entwickelt hat. Um diesen Fehler zu beheben, würde er das magnetische Chip mit einem rechtwinkelig zur Ebene des magnetischen Mediums 10 angelegten magnetischen Feld beispielsweise durch die Vorspanneinrichtung 26 sättigen. Dadurch würden alle Einzelwanddomäneii im Chip zusammenbrechen. Zu diesem Zeitpunkt würde der oben beschriebene Diagnose- und Reparaturalgorithmus Schritt für Schritt wiederholt. Dadurch erhält man ein arbeitendes Chip mit vier Reparaturen und einer guten versiegelten Reserveschleife.

Unter Computersteuerung läßt sich dieses Diagnose- und Reparaturverfahren leicht automatisch durchführen. Das Ergebnis dieses «letzten Fertigungsschrittes« besteht darin, daß ein Einzelwanddomänenchip mit einer begrenzten Anzahl von Fehlern in ein voll nutzbares Chip verwandelt wird. Dadurch wiederum steigt der Fertigungsausstoß von Chips wesentlich.

Das beschriebene fehlertolerante Chip ist voll auf Multiplexlösungen anwendbar, wie sie gezeigt und beschrieben sind in der US-Patentanmeldung 37 ^c0 154. Vier magnetische Chips können also auf einem Wafer vorgesehen werden, von denen jedes reparierbar ist. Im vorliegenden Fall der 32 K-Bit großen Chips kann der ganze mehrschichtige Wafer als ein Chip mit 128 K-Bit benutzt werden.

Genaue Strukturbeschreibung

Die F i g. 2A und 2B zeigen Arbeitsweise der Scheiben D, die in der Nähe des Einganges einer jeden Schieberegisterschleife liegen. In diesen Figuren und in den nachfolgenden werden dieselben Bezugszahlen benutzt, wenn die Struktur eine vorher beschriebene Funktion übernehmen soll, so werden z. B. das Treiberfeld mit H und die Scheiben mit D bezeichnet, während Einzelwanddomänen grundsätzlich mit BD bezeichnet werden.

In Fig.2A ist der Durchmesser der Scheibe D ungefähr doppelt so groß wie der Durchmesser der Einzelwanddomänen. Die in der Scheibe befindliche Einzelwanddomäne läuft weiter am Umfang der Scheibe um, während sich das Treiberfeld H in der Ebene des magnetischen Mediums 10 neu orientiert. In F i g. 2A befindet sich eine Einzelwanddomäne unter der

fir Scheibe D. In diesem Fall kann die Domäne BD m der Nähe der Scheibe D in Richtung des Pfeiles 32 zur Scheibe gezogen werden, wenn das Feld H in der angegebenen Richtung steht.

In F i g. 2B wird die Einzelwanddomäne BD1 von der

^ft5 Scheibe D festgehalten. Für dieselbe Orientierung des Treiberfeldes H wird eine zweite Einzelwanddomäne BD 2 durch die Domäne BDi auf der Scheibe D zurückgestoßen. Alle nachfolgenden Domänen BD 2,

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die durch die Schalter mit den dort eingeschlossenen Domänen BDi laufen, werden in Richtung des Pfeiles 34 über eine der Umleitungen A 1, A 2... abgelenkt.

F i g. 3 zeigt eine Konfiguration für einen programmierbaren Schalter, der gut für die vorliegende magnetische Chipanordnung geeignet ist. Der Schalter umfaßt die Übertragungsleitung 22, die Scheibe D und ein Transportelement 36. Das Transportelement 36 bildet eine Umleitung für Einzelwanddomänen, die in den Schalter über die Polposition 1 auf dem Element 36 gelangen. Die Transportelemente für eine der Schieberegisterschleifen sind als Y-Stäbe 38 und 40 zusammen mit dem I-Stab 42 dargestellt. Diese Elemente definieren die normale Bahn der Einzelwanddomänen durch eine der Schleifen des Schieberegisters.

Im Betrieb dieses Magnetchips hat eine in die Position 1 auf dem Element 36 transportierte Einzelwanddomäne eine von zwei möglichen Bahnen, der sie folgen kann, wenn das Feld H sich zur Position 2 bewegt. Die normale Bewegung bringt sie in die Polposition 2 auf dem Y-Stab 40 und dann dem mit der Beschriftung »Normalbahn« bezeichnenden Pfeil folgend nach links. Die Einzelwanddomäne folgt dieser Normalbahn, wenn die Domänenbahn auf der Scheibe D fehlt.

Das Umschalten erfolgt bei der Bewegung des Feldes H von d'^r Richtung 1 in die Richtung 2. Die Einzelwanddomäne an der Polposition 1 des Elementes 36 (Fig.3) bewegt sich in die Polposition 2 auf dem Clement 40, wenn eine Einzelwanddomäne auf der Scheibe D liegt, zwingt die Wechselwirkung zwischen der Einzelwanddomäne auf der Scheibe und der hereinkommenden Einzelwanddomäne an der Polposition 1 des Elementes 36 die hereinkommende Domäne zur Bewegung in die Polposition 2' auf dem Element 36. Die hereinkommende Einzelwanddomäne folgt somit einer Bahn, die durch den Pfeil mit der Beschriftung »Ablenkweg« bezeichnet ist. Während das Transportfeld H sich weiter neu orientiert, bewegt sich die Ein/.elwanddomäne an der Polposition 2' auf dem Element 36 in die nächste Schieberegisterschleife. Die die Elemente 38, 40 und 42 umfasencie Schleife wird somit umgangen.

Fig.4 zeigt die Transportelemente und Schalter zur Verwirklichung eines redundanten magnetischen Chip, welches diagnostiziert und repariert werden kann. Fig. 4 zeigt den Einzelwanddomänengenerator 14 zusammen mit seiner 1/0-Steuerleitung 18. Die Leseeinrichtung besteht aus einem magnetoresistiven Abfühlelement 44, welches mit einer nicht dargestellten Stromquelle zur Lieferung eines elektrischen Stromes durch das Element 44 zu der Zeit verbunden ist, an der Domänen abzutühler« sind. Dadurch wird ein Ausgangsspannungssignal Vi erzeugt welches am Eingang der Anzeigeeinrichtung 48 erscheint Die Anzeigeeinrichtung 48 kann aus jeder bekannten Schaltung einschließlich eines elektronischen Rechners bestehen.

In Fig.4 ist ein Teil der Schieberegisterschleife 1 sowie der Schleifen 2 und 3 gezeigt Wie in F i g. 1 wird angenommen, daß ein Fehler in der Schleife 3 liegt so daß die die Schleife 2 ve: lassenden Domänen die Schleife 3 umgehen und dann in die nicht dargestellte Schleife 4 laufen müssen. Eine Einzelwanddomäne vom

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Generator 14 läuft daher in die Schleife 1, wie es durch den Pfeil mit der Bezeichnung »Normalweg« angegeben wird. Diese Domäne läuft dann weiter über den nicht bezeichneten Y-Stab und gelangt in die Schleife-2. Nach dem Transport durch die Schleife 2 kommt sie an der Polposition 1 des Schaltelementes 36-3 an. Die Numerierung der Elemente in Fig.4 stimmt mit der in den vorhergehenden Figuren überein. Das Umleitungselement in der Schleife 1 ist dementsprechend mit 36-1, ίο in der Schleife 2 mit 36-2 usw. bezeichnet. Genauso ist die Scheibe 1 in der Schleife 1 mit D1 und die Scheibe in der Schleife 2 mit D2 usw. bezeichnet. Wenn die Einzelwanddomäne an der Polposition 3 des Y-Stabes 50 ankommt, erzeugt ein Strom in der Übertragungsleitung 22 einen Magnetfeldgradienten, der die Einzelwanddomäne zur Scheibe D 3 bewegt. Dieses Einfangen einer Einzelwanddomäne auf der Scheibe 3 versiegelt die Schieberegisterschleife 3, so daß alle nachfolgenden Einzelwanddomänen die Schleife 3 durch das Element 36-3 umgehen und zur Schleife 4 in der oben genauer im Zusammenhang mit Fig.3 beschriebenen Art weiterlaufen.

Wie aus Fig.4 hervorgeht, bringt jede Reparatur

eine Verzögerung von zwei zusätzlichen Treiberfeldzyklen mit sich, d. h, die die Schleife 2 verlassende Einzelwanddomäne muß das Element 36-3 und ein nicht dargestelltes Element (wie Element 50 vor Element 36-3) durchlaufen, um zum Eingang der Schleife 4 zu gelangen. Dazu werden zwei Zyklen des Treiberfeldes //benötigt.

Nachdem die fehlerhafte Schleife versiegelt wurde, werden alle nachträglich durch die Schreibeinrichtung erzeugten Einzelwanddomänen auf Schleife 4 des Schieberegisters 12 geleitet.

Es wurde eine Technik gezeigt, in der die Physik der Einzelwanddomänen dazu benutzt wird, die ganze Diagnose von Fehlern und ihre Reparatur auf einem magnetischen Einzelwanddomänenchip auszuführen. Beliebige Fehler einschließlich Fehler im magnetischen Material, in dem Einzelwanddomänen existieren, und Fehler in den Transporteinrichtungen zur Manipulation der Einzelwanddomänen im magnetischen Medium können so behandelt werden. Die Reparaturen erfolgen arn Chip in der normalen Ausführung; der einzige zusätzliche Kontakt an der Außenseite besteht aus einem Paar Anschlüssen zur Übertraglingsleitung. Daher ist kein Zugriff zum Chip mit einem Laserstrahl oder einer anderen Einrichtung zum wahlweisen Ausätzen nötig. Das Diagnose- und Reparaturverfahren läßt sich leicht automatisch unter Computersteuerung ausführen. Ein magnetisches Einzelwanddomänenchip mit einer begrenzten Anzahl von Fehlern wird daher zu einem voll funktionsfähigen Chip, welches mit einem fehlerfreien Chip absolut äquivalent ist wodurch der Fertiguhgsausstoß magnetischer Einzelwanddomänenchips stark verbessert wird.

Dieses magnetische Chip bietet außerdem die Möglichkeit weite/er Reparaturen, wenn sich weitere Fehler zeigen. Die Wirtschaftlichkeit wird daher

gegenüber herkömmlichen magnetischen Einzelwand domänenchips stark verbessert

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Fehlerkompensation auf magnetischen zylindrischen Einz.elwanddomänenchips mit redundanten Speicherzellen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einzelwanddomäne zum Zwecke der Fehlerfeststellung durch den Speicher bzw. Teile des Speichers transportiert wird, daß beim f inden eines Fehlers ein Signal erzeugt wird, daß ein programmierbarer Schalter danach so eingestellt wird, daß nachfolgende Einzelwanddomanen einen Weg vorfinden, der den fehlerhaften Bereich auf dem Einzelwanddomänenchip umgeht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von einer Steuerschaltung die Erzeugung von als Pfadfinderdomänen verwendeten Einzelwanddomanen eingeleitet wird und daß der Weg, den eine Pfadfinderdomäne durch den Speicher bzw. durch Teile des Speichers transportiert wird, registriert wird und daß die Anzahl der festgestellten Fehler bzw. durchgeführten Korrekturen registriert wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Generator (14) eine erste Pfadfinderdomäne erzeugt, die sich im Speicher b/w. Speicherteil zur Erkennung von Fehlern bewegt, daß ein Transportfeld (H) für die Pfadfinderdomäne entsprechend der Anzahl der erforderlichen Vorwärtszyklen erregt wird und für jo eine gleiche Anzahl von Rückwärts/yklen nochmals erregt wird und daß die Pfadfinderdoniiine auf ihrem Rückweg durch eine l.esceinrichuing (20) ein Signal erzeugt, das anzeigt, daß die durchlaufenen Speicherteile b/w. Bereiche fehlerfrei sind und da (J ein Fehler in dem Speicherteil b/w. Bereich dadurch angezeigt wird, daß die Pfadfinderdomäne nicht zurückkehrt, daß /u diesem Zeitpunkt ein Generator (14) eine neue Einzelwanddomäne erzeugt, die an eine Position am Eingang des Schalters für den μ» defekten .Speicherteil bzw. Bereich (z. B. Schleife Ϊ) bewegt wird und daß ein Stromimpuls auf einer Übertragungsleitung (22) einen magnetischen FcIdgradienten erzeugt, der die genannte Fin/elwanddomäne zu einer Scheibe (D I) bewegt, wo sie verbleibt, damit alle nachfolgenden Einzelwanddomanen den fehlerhaften .Speicherteil b/w. Bereich (Schleife i) umgehen.

4. Anordnung /u Fehlerkompensation auf magnetischen zylindrischen Fin/elwanddomanenchips, da- s» durch gekennzeichnet, daß cm Schalter (S) aus einer Übertragungsleitung (22), einer Scheibe (D) und einem Transportelement (36) besteht, daß das Transportelement eine Umleitung für Lin/elwanddomänen, die in den Schalter über eine Polposition ss (1) gelangen, bildet und daß eine in die Position (1) auf dem Transportelemcni (36) transportierte Einzelwanddomäne eine von zwei möglichen Bahnen vorfindet, denen sie in Abhängigkeit von der Anwesenheit einer Ein/.elwanddomäne auf der do Scheibe (D) folgt.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportelemente (J6) als Y-Stäbe (18 und 40) und einem dazwischenliegenden I-Stab (42) ausgebildet sind, daß die Scheibe (D) in einem <<> geringen Abstand von einem langen Schenkel eines Y-Stabes (40) angeordnet ist und daß gegenüber ein weiteres dreischenkliges Element (36) angeordnet ist. das die Ablenkung der Einzelwanddomanen je nach Vorliegen eines Fehlers oder nicht in Wechselwirkung mit der Anwesenheit einer Einzelwanddomäne auf der Scheibe 'Dj¹ bewirkt.

6. Anordnung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, di.ß die beiden Y-Stäbe (38 und 40) und der I-Stab (42) Elemente ..-iner Speicherschleife des Speichers sind und daß das dreischenklige Element (36) mit der Scheibe (D) am Eingang einer Speicherschleife angeordnet ist.

7. Anordnung nach den Ansprüchen 5 un.i 6, dadurch gekennzeichnet, daß das dreischenklige Element (36) in Form eines Y mit ungleichen Schenkeln ausgebildet ist.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (D) in der Nähe des Endes des längsten Schenkels des dreischenkligcn Elements (36) angeordnet ist.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß tier Durchmesser der Scheibe (D) ungefähr doppelt so groß ist wie der Durchmesser der Einzelwanddomanen.

10. Anordnung nach den Ansprüchen I bis 8. dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl lür auf einem Einzelwanddomänenchip möglichen Reparaturen gleich der Anzahl der vorgesehenen Reserveschleifen in einem aus mehreren Schleifen bestehenden Schieberegister ist.