DE2722259A1

DE2722259A1 - Datenverarbeitungsschalter

Info

Publication number: DE2722259A1
Application number: DE19772722259
Authority: DE
Inventors: Thomas Tsung Chen
Original assignee: Rockwell International Corp
Current assignee: Boeing North American Inc
Priority date: 1976-05-21
Filing date: 1977-05-17
Publication date: 1977-12-15
Also published as: US4094005A; JPS5810790B2; DE2722259C3; JPS52142935A; DE2722259B2

Description

PAJENTANWALT
DIPL-ING.

HBAAUT GÖRTZ

6 F r σ r::; f ι/ r I ο ir· M ο i η 70 Schneckenhofsfr. 27 - Tel. 617079

16. Mai 1977 Gzw/Je

ROCKWELL INTERNATIONAL CORPORATION

2230 East Imperial Highway, El Segundo, California 90245

Datenverarbeitungsschalter

Die Erfindung bezieht sich auf einen Datenverarbeitungsschalter gemäß dem Gattungsbegriff des Hauptanspruches.

Die Erfindung wendet sich somit an magnetische Blasendomänen-Einrichtungen im allgemeinen und betrifft im speziellen Schalter-Kreise zur Verwendung in magnetischen Blasendomänen-Schaltkreisen.

Mit der Entdeckung der magnetischen Blasendomänen und der Entwicklung der Schaltungen und Einrichtungen, die diese Blasendomänen verwenden, sind zahlreiche verbesserte Systeme entwickelt worden. Diese Sj'steme wurden sowohl im Hinblick auf eine höchste Durchsatz-Leistungsfähigkeit als auch im Hinblick auf eine größere Flexibilität entwickelt, um dadurch die Ausnutzbarkeit der Chip-Organisation zu verbessern.

Es sind zahlreiche Versuche unternommen worden, solche Chip-Organisationen mit einem Maximum an Leistungsfähigkeit zu entwickeln. Generell läßt sich sagen, daß eine"Chip-Organisation, beispielsweise die Major/Minor-Schle^fen-Organisation oder dergleichen, häufig eine Flexibilität in der Systemstraktur erfordert, die erhältlich ist, indem man einen selektiven Austausch von Informationen zwischen verschiedenen Komponenten zuläßt.

709850/0767

Um eine verbesserte Systemarbeitsweise zu erleichtern, wurden verbesserte Unterstrukturen und Komponenten ebenso entwickelt. Beispielsweise wurden Übertragungsschalter, so 2..B. der Dollar-Zeichen-Schalter, entwickelt, um die Arbeitsweise eines Blasendomänen-Kreises zu verbessern. Übertragungsschalter, so auch die oben erwähnten, haben jedoch generell den Nachteil, daß eine Übertragung zu einen gegebenen Zeitpunkt nur in eine Richtung möglich ist. Daher ist der Übertragungsprozeß langsam und langwierig und erfordert zudem große Teile der Chip-Geometrie und der System-Architektur, insbesondere dann, wenn eine große Datenkapazität notwendig ist. Es ist daher wünschenswert, diesen Teil der Blasendomänen-Struktur-Konfigurationen zu verbessern, um somit die Arbeitsweise des Systems zu verbessern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen im vorstehenden Sinne verbesserten Datenschalter anzugeben.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches.

Die Erfindung sieht somit einen aktiven Austauschschalter vor, wobei die Information sich entlang separater Bahnen fortbewegt oder zwischen benachbarten Fortbewegungsba ionen ausgetauscht wird oder relativ zu einer Bahn vervielfältigt und in eine andere Bahn übertragen wird. Die Schalter sind so angeordnet, daß es möglich ist, daß Information manipuliert und ausgetauscht werden kann, ohne Zeitprobleme zwischen den Informationsströmen in den entsprechenden Fortbewegungsbahnen heraufzubeschwören. Die individuellen Komponenten der Schalter sind generell konventionelle Komponenten, wobei eine unübliche Technologie nicht notwendig ist.

709850/0767

Anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher beschrieben«

Es zeigen:

Fig. 1A

bis 1D schematische Darstellungen eines Schalters in verschiedenen Arbeitszuständen,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ausgebildet als ein Universalschalter,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ausgebildet als ein Austauschschalter,

Fig. k eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die die Merkmale des universellen und des Austauschschalters kombiniert,

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform eines Universalschalters, und

Fig. 6 eine schematisehe Darstellung einer anderen Ausführungsform eines Universalschalters.

Zum Zweck der Erläuterung sei angemerkt, daß die Schaltung nach Figur 1A generell als "Doppelschalter" bezeichnet werden soll. Der Begriff Doppelschalter ist so zu verstehen, daß damit ein Paar von im wesentlichen gleichen Schaltern gemeint ist, die dazu verwendet werden, selektiv zwei benachbarte Fortbewegungsbahnen nach Figur 1A zu verbinden. Beim Betrieb des Doppelschalters hat jeder dieser Schalter verschiedene mögliche Funktionen. Der Schalter kann beispielsweise so arbeiten, daß er Information im Normal- oder "Bypaß" - Zustand fortbewegt. Der Doppelschalter kann auch als ein "Austauschschalter" arbeiten, wenn er im "Uberkreuz"-Zustand ist. Ein Austauschschalter

709850/Ö767

im Sinne dieser Anmeldung ist ein Paar von Schaltern, welche Information über sie übertragen. Mit einem Paar von solchen Schaltern, die in einem Tandem zusammenarbeiten, wird die Information in einer FortbewegungGbahn mit der Information in einer davon unterschiedlichen Fortbewegungsbahn ausgetauscht. Dies erlaubt einen eins-za-eins-Austausch von Information in benachbarten Bahnen. In dem Znstand "vervieli'achen", wird die Information innerhalb einer Bahn fortbewegt cn+lang dieser Bahn und dabei vervielfacht und einer anderen Bahn zugevCührt. Diese Arbeitsweise erlaubt einen nicht zerstörenden Auslesevorgang der Information aus der ersten Bahn und die Übertragung dieser Information in eine andere Bahn zwecks weiterer Verarbeitung.

Ein Universalschalter ist ein Schalter, der sowohl die Austauschals auch die Vervielfacherfunktion durchführen kann. Der Typ von Schalter, der vorgesehen ist, wird durch seine Komponentenstruktur bestimmt.

Diese Schalter können unter Verwendung vorhandener Technologien hergestellt werden. Bereits existierende oder konventionelle Elemente, beispielsweise das Dollar-Zeichen-Element, verdrehte-H-, Winkel- bzw. Chevron- oder Halbscheiben-Elemente, können beim Aufbau der Schalter verwendet werden.

Die Figuren 1A bis 1D sind schematische Darstellungen von magnetischen Blasendomänen-Schaltern gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Stallen A, B, C und D bedeuten in jeder Figur die gleichen Stellen. V/ie die Figur 1A zeigt, stellen die Schalter 12 und 13 doppelpolige Drehschalter dar. Das bedeutet, der Schalter 12 weißt Pole 12A und 12B auf, die, v/i ο dargestellt, den Knoten 11 mit den Knoten 11A und 11B verbinden. V/ie noch erläutert wird, erlaubt dieser Schalterzustand eine Vervielfacher-Operation, wie es in der Figur 1D dargestellt ist. Der

709650/0767

Schalter 12 kann wahlweise so geändert werden, daß der Knoten

11 mit den Knoten 11A bzw. Knoten 11B verbunden wird, wodurch getrennt die Bypaß- bzw. Überkreuz-Arbeitsweise möglich ist. Der Schalter 13 funktioniert ähnlich dem Schalter 12. Indem man das Arbeiten der Schalter 12 und 13 steuert, kann die Schaltfunktion gesteuert werden. Generell verbindet der Schalter 12 wahlweise die Stelle A mit der Stelle B, während der Schalter 13 wahlweise die Stelle C mit der Stelle D verbindet. Umgekehrt verbindet der Schalter 12, wenn er aktiviert worden ist, die Stelle A mit der Stelle D und der Schalter 13 die Stelle C mit der Stelle B. In einigen Zuständen ist die Stelle A mit der Stelle B und D oder die Stelle C mit den Stellen B und D verbunden. Befinden sich die Schalter 12 und 13 in dem normalen, d.h. in dem nicht, aktivierten Zustand, dann befinden sich die Austauschschalter in dem "Bypaß"-Zustand, wie es aus der Figur 1B hervorgeht. In diesem Zustand ist der Knoten 11 mit dem Knoten 11A über den Pol 12B verbunden, währenddessen der Knoten 11B floatet. In gleicher Weise ist der Knoten 10 über den Pol 13B mit dem Knoten 1OA \rerbunden, währenddessen der Knoten 11B floatet. Umgekehrt befindet sich der Schalter, wenn die Schalter

12 und 13. aktiviert wurden, in dem "Überkreuz"-Zustand, wie es aus der Figur 1C hervorgeht. In diesem Zustand ist der Knoten über den Pol 12 A mit dem Knoten 11B verbunden, währenddessen der Knoten 11A floaxet. In gleicher Weise ist der Knoten 10 über den Pol 13A mit dem Knoten 1OB verbunden, wogegen der Knoten 1OA floatet.

In dem Zustand "vervielfachen" ist entweder der Schalter 12 oder der Schalter 13 in dem Zustand gemäß Figur 1A und der andere Schalter ist in dem total offenen Zustand,oder zweckmäßiger ist der zweite Schalter in dem "Bypaß"-Zustand und keine Information wird an den "nicht vervielfachenden" Schalter angelegt. Soll

709850/0767

beispielsweise der Schalter 12 vervielfachen (sq/wie in Figur 1A dargestellt), dann müssen die Knoten 1OA und 1OB von dem Knoten 10 getrennt sein oder die Stelle C darf keine Blaseninformation abgeben.

Die Schalter gemäß Figur 1A weisen Mischkcmponenten M1 und M2 auf. Die Mischkoinponentsn sind deshalb zweckmäßig, damit es möglich ist, daß Elasen der Stelle A in die Fortbewegungsbahn eingemischt v/erden können, die der Stelle D zugeordnet ist, bzw. daß es möglich ist, daß Blasen der Stelle C in die Fortbewegungsbahn eingemischt v/erden können, die der Stelle B zugeordnet ist. Die Mischkomponenten sind als Teile der im folgenden beschriebenen Schalter aufzufassen.

Die Figur 2 zeigt eine Ausführungsform eines Doppelschalter-Aufbaues, der als Universalschalter arbeitet. Das bedeutet, daß dieser Schalter fähig ist:, die Übertragungs-, Austauschoder Vervielfacher-Funktionen durchzuführen. Bei dieser Ausführungsform folgt die erste Bahn AByⁿBlasenstellen 0, 1, 2, 3, 4, 5. Zusätzlich weist die Bahn CD Blasenstellen 0', 1¹, 2', 3¹, 4¹, 5' auf. Die Fortbewegungsbahnen weisen typische und bekannte Komponentenstrukturen, beispislsweise T-Streifen (bars) und I-Streifen, auf. Darüber hinaus ist ersichtlich, daß jede Fortbewegungsbahn auch ein "starkes-T" (fat-T)- oder "Halbscheiben"-Element aufweist. Diese Elemente sind in die Fortbewegungsbahn eingefügt, um es zu ermöglichen, daß Blasen von Stellen 1-2 (in der Bahn AB) und von 2¹ nach 3¹ (in der Bahn CD) übertragen werden.

Der Doppelschalter-Komponentenentv/urf ist so angeordnet, daß die Basis-Haltepositionen (Stellen) in solchen Positionen definiert sind, die die Blasen annehmen, wenn das rotierende Feld H_R in dem 0°- oder Rechts-Folgezeiger-Zustand (right-

709850/0767

pointing) ist. Das bedeutet, daß die Blase in der Bahn AB die Stellen 0 an dem Ende des I-Streifens 110 einnimmt, währenddessen die 0^f-Position in der Bahn CD an dem Ende des horizontalen Teiles des T-Streifens 111 erhalten wird. Bei einer vollen Umdrehung des rotierenden Feldes haben sich die Blasen zu der Stelle 1 bzw. 1' bewegt. In gleicher Weise haben sich die Blasen bei einer weiteren Umdrehung des rotierenden Feldes H^ zu den Stellen 2 und 2' bewegt. Es ist anzumerken, daß die Blase in der Bahn AB, die sich an der Stelle 2 befindet, vollständig die äußere Peripherie des gekrümmten Teiles des starken-T-EIementes 100 überquert hat, wogegen die Blase an der Stelle ?' in der Bahn CD nur damit begonnen hat, sich entlang der äußeren Peripherie des kreisförmigen Teiles des starken-T-Elementes 101 zu erstrecken. Trotzdem nehmen nach drei vollständigeren Umläufen des rotierenden Feldes H_R die Blasen in der Bahn AB nacheinander die Stellen 3, A und 5 ein. In gleicher Weise nehmen die Blacen in der Bahn CD nacheinander die Positionen 3¹, 4' und 5¹ ein. Wenn das Feld H_R weiterhin rotiert, pflanzen sich die Blasen weiterhin ungestört durch die entsprechenden Bahnen fort. Dieser Zustand ist das Äquivalent des "Bypaß"-Arbeitszustandes, der weiter oben in bezug auf die Figur 1B beschrieben wurde. In dieser Situation werden keine Steuerstrom-Signale an die Leiter ΛI*- oder 14C an den kritischen Momenten angelegt.

Wenn die "Überkreuz"- oder Austausch-Arbeitsweise erwünscht ist, werden die Felder H_R und H_ß an die Einrichtung angelegt. Kurz nachdem die Blase von der Stelle 1 (I-Streifen 110) zu dem benachbarten Ende des starken-T-Elementes 100 übertragen wurde, wird jedoch ein Steuerstrom an den Leiter 14 angelegt. Wenn das rotierende Feld H_R die 90°-Position erreicht, so bedeutet dies, daß die Blase der Stelle 1 an das äußerstelinke Ende des Elementes 100 übertragen wird. V/enn das rotierende Feld H_R fortfährt zu rotieren, geht die Blase leicht auseinander und -

709850/0767

erstreckt sich entlang der Ecke des Elementes 100. Wenn an den Leiter 14 der Steuerstrom in der geeigneten Richtung angelegt ist, wird dadurch ein magnetisches Feld erzeugt, das essentiell verhindert, daß die Blase entlang der Peripherie des Elementes 100 auseinander geht. Dieses Feld verursacht, daß sich die Blase entlang des Leiters 14 erstreckt, bis das rotierende Feld H_R den O°-Zustand erreicht. Unter, diesen Bedingungen nimmt/ Blase die Stelle ?B an dem rechten Ende des I-Streifen.s 112 ein. Der Steuerstrom im Leiter 14 wird dann beendet, wobei die Blase, da das rotierende Feld H_R weiterhin rotiert, nachfolgend die Positionen 3B, 4B und 5^! annimmt. Ähnlich ist es in dem Überkreuz- Zustand ; wenn eine Blase in der Bahn CD die 2'-Position erreicht hat (essentiell die 270°-Position des rotierenden Feldes), wird ein Steuerstrom entlang des Leiters 14C"angeregt. Der Steuerstrom hat den Effekt, daß er die Fortbewegung der Blase am Element 101 entlang seiner Ecke abblockt. Die Blase pflanzt sich dagegen entlang des Leiters 14C fort und wird an den I-Streifen 113 übertragen, wenn das Feld H_R die 180°-Position erreicht. Zu diesem Zeitpunkt wird der Steuerstrom in dem Leiter 14C beendet, wobei, da das rotierende Feld H_R weiterhin rotiert, die Blase am I-Streifen 113 an das starke-T-Element 114 übertragen wird. Die Blase pflanzt sich um das Element 114 herum fort und nimmt nachfolgend die Positionen 3A, 4A, und 5 ein.

Auf diese V/eise werden Blasen von A nach D und von C nach B gleichzeitig übertragen. Wenn keine zusätzlichen Steuerströme an die Leiter 14 und 14C angelegt werden, dann kehren die Blasen zurück, um sich durch die Bahnen AB bzw. CD fortzupflanzen.

709850/0767

In dem Uberkreuz-Zustand ist anzumerken, daß das Steuersignal, das an den Leiter 14 angelegt wird, ungefähr einen halben Zyklus des rotierenden Feldes H_R früher als das Anlegen eines Steuersignals an den Leiter 14C erscheint. Diese Situation wird durch die Struktur der Fortbewegungsbahnen und ihre Beziehung zu dem rotierenden Feld vorgegeben. Dies bedeutet, daß die Blase von der Stelle 1 zu einer Ecke des starken-T-Elementes ungefähr innerhalb einer 90°-Rotation von H^ übertragen wird. Die Blase an der Stelle 1' erfordert ungefähr eine 27O°-Drehung von H_R. Die FortbeA\'egungnbahn von dem Element 100 zu der verbleibenden Fortbev/egungsbahn ΛΒ weist zwei I-Streifen und wirksam zwei T-Streifen auf. Dieselbe Anzahl von Komponenten ist zwischen dem starken-T-Element 101 und dem Rest der Bahn CD angeordnet. In bezug auf den Uberkreuz-Zustand ist zu ersehen, daß eine Blase von der Stelle 1 zu der Stelle 2B schon in der Überkreuz-Zustandsbahn ist, wogegen die Blase bei 2^f pich noch in der ursprünglichen Fortbev/egungsbahn befindet. Daher ist zwischen die Stellen 2B und 5' eine Fortbewegungsbahn mit den Stellen 3B und 4B eingefügt. Um den Synchronismus in den Impulsen aufrechtzuerhalten, ist das starke-T-Element 114 in die Überkreuzbahn eingefügt, wobei die Blase an der Stolle 2' innerhalb zweier Umdrehungen des rotierenden Feldes die Stellen 3A und 4A annimmt, wodurch die Blase nunmehr tatsächlich an derselben Stelle wie die Blase an der Stelle 4B ist, so daß in der nächsten Umdrehung des rotierenden Feldes H„ die Blasen die Stellen 5 bzw. 5' erreichen, und zwar synchron mit den anderen Blasen, die sich durch die Bahnen AB bzw. CD fortbewegen.

Um die Vervielfacher-Funktlon zu erhalten, ist der oben beschriebene Uberkreuz-Arbeitszustend wie folgt: In dem Vervielfacher-Zustand wird dabe? /ßexne Information entlang einer der FortbeAvegungsleitungen angelegt. Beispielsweise sei angenommen, daß die Bahn AB einen Teil einer Schleife darstellt, währenddessen die Bahn C die andere Fortbewegungsbahn darstellt. Wenn

709850/0767

eine Information von der Schleife AB in die Bahn CD vervielfacht werden soll, ist/wesentlich, daß keine Information entlang der Fortbewegungsbahn von der Stelle C angelegt wird. In diesem Fall wird die Blase entlang der Peripherie des Elementes 100 gestreckt. Das magnetische Feld, das durch das Stromsignal erzeugt wird, das an den Leiter 14 angelegt wird, hat den Effekt, daß der Teil der Blase, der sich an der linken Seite der, starken-T-(oder Reibscheiben-) Elementes 100 befindet, hin zu der Stelle 2B gestreckt v/ird. V/eiterhin hat das von dem Stromnignal im Leiter 14 erzeugte magnetische Feld die Wirkung, am Element 100 das rechte Endteil der Blase abzutrennen. Wenn das Stromsignal dann weggenommen wird, bewegen sich getrennte Blasen unter dem Einfluß des rotierenden Feldes Hq zu den Stellen 3 und 3B fort. Daher ist die Blase gestreckt und es wird ein Stromsignal an dem Leiter 14 angelegt um die Blase in zwei Teile zu teilen. Ein Teil der getrennten Blase bewegt sich weiterhin zu der Stelle B fort und die andere (neue) Blase bewegt sich zu der Stelle D fort. Da keine Information von der Stelle C angelegt worden ist, ist die Vervielfacher-Funktlon und NDRO eingetreten.

Wenngleich nicht wichtig, so ist es doch möglich; daß Information von der Stelle C in irgendeiner Weise entfernt werden kann. Es ist zum Beispiel denkbar, einen Vernichter dieser Stelle zuzuordnen, in dem irgendwelche Blasen dieser Bahn gleichzeitig mit dem Signal, das entlang der Bahn 14 angelegt wird, vernichtet werden können. Letztere Anordnung ist jedoch nicht in den Zeichnungen dargestellt.

Die Figur 3 zeigt eine andere Ausführungsform der Doppelschalter-Komponente. Die Struktur dieses Schalters erlaubt jedoch nur eine Austauschfunktion. Wiederum ist ein Paar von Fortbewegungsbahnen AB und CD dargestellt. In der Bahn AB nimmt die Blase

709850/0767

nacheinander die Stellen O, 1, 2, 3, 4 und 5 ein. In gleicher Weine nimmt die Blase in der CD-Bahn nacheinander die Stellen O¹, 1·, 2¹, 3^f, 4¹ und 5¹ ein. Im Prinzip ist die Arbeitsweise der Ausführungsform des Schaltkreises nach Figur 3 ähnlich der Arbeitsweise der in Figur 2 dargestellten AusfUhrungsfcrm. Es v/erden jedoch Ubertragungsschalter in der Form von Dollar-Zeichen-Schaltor 102 und 103 verwendet, um Information während de? Überkreuz-Zustandes zu übertragen. Diese Schalter sind ganz allgemein fähig, zu irgeneinem Zeitpunkt in einer Richtung zu arbeiten. Um eine Information von der Stelle A zu der Stelle D zu übertragen, wird ein Steuerstrom an den Leiter 14, kurz nach dem das rotierende Feld H_R die 135°-Position, jedoch noch bevor es die 180°-Position erreicht, angelegt. Auf diese Weise wird die Blase gezwungen, sich entlang der Dollar-Zeichsn-Koraponente 102 in Richtung auf ihr unteres Ende in Figur 3 zu bewegen. Indem man das Steuerstromsignal im Leiter 14 ungefähr bei dei* 225°-Position von H_R beendet; ist es der Blase möglich, sich zum Ende des Elementes 102 fortzubewegen und nachfolgend zu der Stelle 3B an dem rechten Ende des I-Streifens 15. Unter dem Einfluß des Feldes H_R pflanzt sich die Blase weiterhin fort und zwar entlang der schrägen T-Streifen-Komponente bis sie die Stelle 4¹ und danach die Stelle 5' erreicht. In gleicher Weise pflanzt sich eine Blase von de^ Stelle C zu der Stelle B fort. Nachdem die Blase die Stelle 1' erreicht hat, pflanzt sie· sich zu dem linken Ende des I-Streifens 116 und danach' zu dem unteren Ende des Ubertragungsschalters 103 fort. Zu diesem Zeitpunkt, d.h. bei ungefähr 315° von H_R, wird ein Steuerstrom an den Leiter 14C angelegt, um zu verhindern, daß die Blase an die Stelle 2¹ übertragen wird. Die Blase be\;egt sich dabei durch das Element 103 zu der Stelle 2A fort. Unter dem Einfluß von H_R pflanzt sich die Blase wiederum nacheinander zu den Stellen 3A, 4 und 5 in der üblichen Weise fort.

709850/0767

Aus der AusfUhrungsform, die in Figur 3 gezeigt ist, ist ersichtlich, daß im Hinblick auf die Arbeitsweise der Komponente in Abhängigkeit von dem rotierenden Feld IL nur ein einzelnes T-Streifen-Element zwischen den Überkreuz-Elementen in der Bahn AB angeordnet ist. Umgekehrt sind zwei T-Streifen und ein I-Streifen zwischen die Überkreuz--Elemente in der Bahn CD angeordnet. Der zusätzliche T-Streifen und der I-Streifen sehen einen zusätzlichen Arbeitszyklus zur Rotation von IL. in der Bahn CD vor, so daß eine Blase, die die Überkreuzbahn (einschließlich des Übertragungsschalters 102) überquert, an der Stelle 4¹ gleichzeitig mit dem Raum ankommt, der vorhanden ist, wenn die Blase in der Bahn CDsich hin bis zur Stelle B fortbewegt hat. Diese Räume, d.h. Leerstellen und eine geeignete Anzahl von Elementen und Komponenten in den entsprechenden Bahnen sind wichtig, um den Synchronismus der Blasen zu erhalten, die sich durch die entsprechenden Bahnen fortbewegen, so daß die Information in geeigneter V/eise gespeichert und nur ein Minimum an Länge der Fortbewegungsbahn notwendig ist.

Die Figur 4 zeigt eine andere Ausführungsform eines Austauschschalters. DieserAustauschschalter ist im Rahmen einer Major-Minor-Schleifenanordnung dargestellt worden, kann jedoch aber auch bei den in Figur 2 und 3 gezeigten Konfigurationen verwendet werden. Die Ruhestellen für die Blasen sind als H« definiert, und zwar ausgerichtet auf die linke Seite in Figur 4. Blasen, die sich entlang der Bahn CD fortbewegen, durchlaufen die Stellen 0^!, 1', 2', 3^f und 4'. Blasen, die sich entlang der Schleife AB fortbewegen, folgen den Stellen 0, 1, 2, 3 und 4. Die Bewegung in den vorgenannten Bahnen erfolgt in Abhängigkeit von der Rotation des Feldes H_R und beim Fehlen des Anlegens eines Steuersignals entlang des Steuerleiters 14 zu einem geeigneten Zeitpunkt. Beim Anlegen eines Steuertromes

709850/0767

entlang des Leiters 14 wird die Fortbewegung der Blase entlang der Bahn CDvon der Stelle O¹ an das untere Endteil des Dollar-Zeichen-Übertragungsschalters 105 übertragen. Das Anlegen den Steuerstromes zu einem Zeitpunkt, wenn H_R ungefähr bei 315° ist, blockiert wirksam das Übertragen der Blase auf den nächsten T-Streifen und verursacht, daß sich die Blase durch das übertragungc-KLement 105 hin zu der Stelle 1A fortbewegt. Unter dem Einfluß des Feldes H_R pflanzt sich die Blase von der Stelle 1A zu der Stelle 2A und zu den Stellen 3 und 4 fort, wobei eine Blase von der Stolle C zu der Stolle B übertragen wird. In gleicher Weise pflanzt sich eine Blase von der Stelle 0 hindurch und erreicht die Stelle 1. Zu geeigneter Zeit wird der Steuerstrom entlang des Leiters 14 angelegt und verhindert, daß sich die Blase an der Stelle 1 ausstreift und streckt, und zwar entlang der äußeren Peripherie des starken-T-Elementes 104. Zusätzlich bewirkt das magnetische Feld, das durch den Leiter benachbart dem Element 104 erzeugt wird, daß sich die Blase hin zu dem I-Streifen 117 und dann zu dem T-Streifen 118 erstreckt, an welchem Punkt die Stelle 2B errichtet wird. In Abhängigkeit von dem rotierenden Feld H„ pflanzt sich die Blase nacheinander zu den Stellen 3B und 4 fort. Auf diese Weise ist eine Blase von der Stelle A zu der Stelle D übertragen worden.

Die Figur 5 zeigt eine andere Ausfiihrungsform der vorliegenden Erfindung. Die Schalterausführung gemäß Figur 5 ist ein Universal-Schalter, der Zwei-Pegel-Winkel-Übertragungs/Vervielfach-Schalter 150 und 151 verwendet. Die Schalter 150 und 151 sind bekannte Schaltertypen, die entgegengesetzte Chevron-Staffeln aufweisen, die Teile von benachbarten Fortbewegungsbahnen bilden. Ein Teil eines Leiters 14 ist oberhalb der Spitzender Chevron-Staffeln angeordnet. Dieser Typ des Zwei-Pegel-Schalters wurde von I.S. Gergis et al, in der Veröffentlichung 3A-6 mit dem

Titel: "A Compact Transfer/Replicate Switch for Field Access Bubble Devices",

709850/0767

vorgelegt auf der 3M-Kaferenz in Philadelphia, Pennsylvania 1975 beschrieben. Eine ähnliche Einrichtung unter Verwendung der Eiri-Pegel-Technik wurde von T.J. Nelson beschrieben.

Die benachbarten Bahnen weisen Bahnen AB und CD, wie bereits oben beschrieben, auf. Diese Bahnen enthalten jedoch anstelle von T-Streifen und I-Streifen-Strukturen Chevron-Strukturen. Bei einer typisehen Arbeitsweise pflanzt, sich 0,5 e Blase in Abhängigkeit von dem rotierenden Feld II_R entlang der entsprechenden Fortbewegungsbahnen von A nach B oder von C nach D fort.

Unter Verwendung von Schaltern 150 und 151 kann die gewünschte Ubertragungs- oder Vervielfacher-Arbeitsv/eise erhalten werden. Die Arbeitsweise dieser Schalter ist in den oben erwähnten Veröffentlichungen von Gergis oder Nelson beschrieben, auf die ausdrücklich Bezug genommen wird. Aus diesem Grunde ist e.ine detaillierte Beschreibung der Arbeitsweise der Schalter 150 und 151 nicht notwendig. Es reicht aus zu erv/ähnen, daß abhängig von dem Anlegen eines Steuerstromsignales an den Leiter 14 und/oder Leiter IhC, eine Blase sich von der Stelle Λ entlang der Fortbewegungsbahn hin zu der Stelle B und gleichzeitig in Abhängigkeit von der Vervielfacher-Arbeitsv/eise hin zu der Stelle D fortbewegen kann. In gleicher V/eise kann eine Blase von der Stelle C sich nach D und/oder B entsprechend der Ubertragungs- oder Vervielfacher-Arbeitsweise des Schalters 151 fortbewegen.

Es sollte erwähnt v/erden, daß Blasen-Ruhentellen in den verschiedenen Fortbewegungsbahnen numeriert sind. Beispielsweise sind die n.'.asenrvtellen an den Endon der entsprechenden vollen Zyklen von II_R von 0 bis 15 aufgelistet. Diese Stollen definieren die Fortbewegung einer Blase von A nach B in der

709850/0767

Standard-Arbeitsweise. In gleicher Weise stellen die Blasenstellen O¹ bis 15' die typische Fortbewegungsbahn von Blasen von C nach D unter normalen Umständen dar. Befindet sich Jedoch der Schalter 150 in dem Ubertragungszustand, dann folgt eine Blase der Bahn 0, 1, 2, 3'·, 4¹' usw. Ist natürlich der Schalter 150 in dem Vervielfacher-Zustand, dann werden getrennte Blasen erzeugt, die sich von der Stelle 2 nach den Stellen 3 und 3^1f und dann nach 4, "j, 6 und 4¹¹, 5^fl und 6¹' fortbewegen. Ähnlich ist die Arbeitsweise in bezug auf den Schalter 151. Auf diese V/eise kann eine Blase wahlweise von der Stelle 2' zur Stelle 3* und/oder zur Stelle 3¹¹¹ übertragen werden.

Es ist weiterhin hervorzuheben, daß das starke-T-Eleraent zwischen die Stellen 7'' und 8¹¹ eingefügt ist. Dieses starke-T-Element ermöglicht es, daß die Blase innerhalb einer Umdrehung des Feldes H_R von der Stelle 7¹ nach der Stelle 8¹ übertragen wird. Diese Arbeitsweise ermöglicht es, daß eine Blase von dem Schalter 150 sich entlang der Bahn mit den Stellen 3¹¹, 4^lf, usw. über die Ecke 152 fortbewegt, um so an der Stelle 9¹¹ synchron mit dem Raum, d.h. der Lücke für eine Blase, anzukommen, die an der Stelle 9' angekommen wäre. Auf diese Weise erreicht eine Blase die Stelle 10'' völlig synchron mit der Stelle 10', so daß der Synchronismus in dem System nicht verlorengeht . Dadurch sind Blasen, die den Mischpunkt 155 erreichen, im Synchronismus, gleichgültig ob sie der einfach gestrjchenen(·) oder der doppelt gestrichenen ('») Bahn folgen. Der Zweck In der Verwendung des starken T-Elementes'154 beruht auf der Tatsache, daß fünf Chevron-Staffeln zwischen der Ecke 153 und dem Mischpunkt 156 vorhanden sind. Wären zwischen der Ecke 152 und dem Jlisehpimkt 1^5 fünf Chevrnn-ßtaffeln vorgesehen, dann würde der Synchronismus zv/i schon den AB-unrt. CD-Leitungen verloren gehen. Würde umgekehrt ein einzelnes Chevron-Element anstelle des starken-T-Elementer, 154 verwendet, so würde eine uner-

709850/0767

wünschte Lücke bzw. Abstand in der Information in dem Pfad zwischen der Ecke 152 und der Mischstelle 155 entstehen. Die Verwendung des starken-T-Elementes erlaubt es somit, das Doppelschalterkonzept in der Weise zu verwenden, daß es die Universalschalter-Konfiguration vorsieht.

Die Figur 6 zeigt eine andere Ausführung;³form eines Universalschalters. 1«' ie do rum stollen Bahnen ΛΒ um"¹. CO benachbarte Fortbewegungsbahncn für magnetische Blasen dar. Es ist zu bedenken, daß die Bahn AB eine Schleife aufweint, die in sich gefaltet ist, sowie es durch den Pfeil B1 bis Λ1 angedeutet ist. Dies bedeutet, daß A1 benachbart der Stelle A ist, wogegen die Stelle B1 benachbart der Stelle B ist. Diese interne Windung der Schleife ist für die Gesamtarbeitsweise des Kreises nicht wesentlich. Bei dieser Ausführungsform sind die Fortbewegungsbahnen aus Elementen vom T-Streifen-, I-Streifen- und H-Streifentyp zusammengesetzt. Bei der Standard-Arbeitsweise, d.h. ohne das Anlegen eines Stromsignales I^ am Leiter 14, folgt die Blase der Stellenbahn, die durch die Stellen 0, 1, 2, 3, A und 5 definiert wird. In gleicher Weise folgt die Blase in der Bahn CD den Stellen O¹, 1¹, 2', 3¹ usw. Es ist ersichtlich, daß durch eine Bewegung von den Stellen 0 zur Stelle 2 durch die Stelle 1 die Blase entlang der äußeren Peripherie des Ankerelementes (anchor element) 650 übertragen worden ist. Das Halbscheiben-Element 650 ist sehr ähnlich dem starken-T (Halbscheiben)-Element, das oben beschrieben worden ist und das eine geänderte Umfangskante aufweist, die winkelförmiger ist. In gleicher Weise kreuzt die Blase, die sich pntlang der Bahn CD fortbewegt, die äußere Peripherie der Kante des Anker-Elementes 653.

709850/0767

In dem Übertragungs- oder Austausch-Zustand werden Signale entlang der Leiter 14 und 14C angelegt, wodurch eine Blase von der Stelle O oder 0' zu der äußeren Peripherie der Halbscheiben-Elemente 65O bzw. 653 übertragen wird. Das Stromsignal wird jedoch angelegt, bevor die Blase an der Stelle ankommt, die durch den Leiter definiert wird. Dadurch blockiert der entlang des entsprechenden Loiters angelegte Strom die Blase an dem Anker-ΓΓΙenent und bewirkt, daß sich die Blase entlang des Leiters ausdehnt. Beispielsv;o.ipe wird die Blase an der Stelle 0 in Abhängigkeit von dem rotierenden Feld H_R an das Halbscheiben-Element 65O übertragen. Kurz nachdem die Blase an das Halbscheiben-Element 650 übertragen worden ist, wird ein Steuersignal entlang des Leiters 14 angelegt, wobei die Blase durch den Leiter blockiert wird, sich entlang dem Leiter erstreckt und zu dem I-Streifen 654 übertragen wird. In gleicher V/eise wird eine Blase an der Stelle 0' mit dem Anlegen des Steuersignals blockiert und erstreckt sich entlang des Leiters 14 C. Diese Blase \vird dann an den I-Streifen 656 und danach an die Stelle 1'' an das Ende des Halbscheiben-Elementes 652 übertragen. Natürlich wurde an diesem Punkt der Strom im Leiter 14C beendet. Danach wird die Blase am I-Streifen 654 in Abhängigkeit von dem rotierenden Feld H_R an den Y-Streifen 657 und an die Stelle 2·" und danach an die Stelle 3' übertragen. Ähnlich wird die Blase an der Stelle 1 ' ' des Halbscheiben-Eleinente? 652 um die Peripherie des Halbscheiben-Elementes 652 herum übertragen und letztlich zu dem linken Ende des I-Streifens 655 und dann zu der Stelle 2¹¹ hingezogen, wo sie an die Stelle 3 übertragen wird.

Es ist ersichtlich, daß bei dieser Anordnung Blasen von der Bahn AB in die Bahn CDund umgekehrt synchron übertragen werden, wobei eine völlig synchronisierte Austauschiunktion auftritt.

709850/0767

Ist eine Vervielfacherfunktion erwünscht, dann wird die gleiche generelle Arbeitsweise durchgeführt. Es wird jedoch das Stromsteuersignal oder der Brennimpuls an den Leiter 14 z.B. angelegt, nachdem der Blasenstreifen sich entlang der Peripherie des HaIb-, scheiben-Elemontes 650 erstreckt hat. Auf diese Weise -vird die Blase in zwei Teile aufgeteilt, wobei sich ein Teil entlang des Leiters 14 zwischen den Elementen 650 und 6^4, wie oben beschrieben, erstreckt. Der andere Teil der Blase pflanzt sich weiterhin entlang der rechten Kante des Kalbccheiben-Ele^entes 65O und danach durch die Fortbewegungsbahn zur Stelle 2 wie :i.m Normalzustand der Arbeitsweise fort. Auf diese !.'eise produziert eine völlig synchronisierte Anordnung Blasen von der Stelle A nach der Stelle B und zu der Stelle D. Es ist anzumerken, daß unter diesen Umständen entweder keine Information sich von der Stelle C fortbewegt, noch irgendeine darin befindliche Information durch irgendwelche geeignete, nicht dargestellte Mittel vernichtet wird. Wiederum ist im Vergleich zu anderen Schalter-Einrichtungen hervorzuheben, daß das Halbscheiben-Element 652 eine Übertragung von Blasen von der Stelle 1'' zu der Stelle 2¹¹ innerhalb eines einzelnen Zyklus des rotierenden Feldes H_R erlaubt, wobei, in Verbindung mit der Anordnung der anderen Einrichtungen, Synchronismus zwischen den beiden Bahnen aufrechterhalten wird.

Im Vorstehenden wurden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Diese Ausführungsformen zeigen einen magnetischen Blasondomänen-Schalter, durch den eine Information von einer Fortbewegungsbahn in eine andere übertragen werden kann, und zwar in einer Weise, daß ein Synchron in>nu a der Informationen in jeder Bahn vorhanden ist. Auf diese V/eir.c kenn eine Information in Inkrementen, die so klein sind wie eine einzelne Blase, selektiv zwischen benachbarten Fortbewegungsbahnen überti?gen und/oder ausgetauscht werden. Für den Fachmann

709850/0767

sind gegenüber den dargestellten Ausführungsformen Änderungen möglich, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen wird. Der Fachmann kann beispielsweise Schalterkomponenten vorsehen, bei denen die Konfigurationen der einzelnen Einrichtungskomponenten leicht geändert sind. Es ist weiterhin verständlich, daß die Fortbev:egungsbf\hnen Ohevron-Staffeln anstelle von I-Streifen- und T-Streifon-Fortbev/figungsbahnen aufweisen können. Es sind auch Ausfuhrunrsforirien mit geänderten Versionen des stai'ken-T-, Dollar-Zeichen-, oder anderer ähnlicher Elemente möglich, die im Rahmen der Schalter-Konfiguration verwendet werden. Zusätzlich können einige der T-Streifen-Strukturen, die als modifizierte T-Streifen dargestellt sind, verwendet werden, und die spezifisch modifizierten oder verdrehten T-Streifen oder H-Streifen oder dergleichen können ersetzt werden. Solange jedoch die funktioneile Äquivalenz gegeben ist, soll die Beschreibung derartige Änderungen einschließen.

Im Vorliegenden wurde eine Schalteinrichtung beschrieben, die zwischen benachbarten magnetischen Blasendomänen-Fortbewegungspfaden angeordnet ist und einen selektiven, im wesentlichen gleichzeitigen Austausch von Information (d.h. magnetischen Blasendomänen) von einer Bahn in die andere erlaubt. Der Schalter ist eine Anordnung von im wesentlichen konventionellen Komponenten, die selektiv durch Anlegen eines Steuerstromes durch einen Steuerleiter aktiviert werden. In dem einen Zustand bewegen sich die Blasendomänen durch die entsprechenden Bahnen in der normalen Art und V/eise fort. In einem anderen Zustand,d.h. als eine Funktion des Steuerstroms, der an den Leiter angelegt wird, werden die Blasen zwischen den entsprechenden Bahnen ausgetauscht (simultan übertragen). In einem weiteren Zustand werden die Blasen einer Bahn vervielfacht und einer anderen Bahn zugeführt.

709850/0767

Claims

Patentansprüche

Aktiver Datenschalter für magnetische Blasendomänen gekennzeichnet durch erste und zweite Fortbewegungsbahnen, von denen jede eine Vielzahl von passiven Komponenten aufweist, durch mindestens eine Vcrbindungskomponente, die zv/i sehen. der ersten und zweiten Fortbewegungsbahn angeordnet ii/t, um selektiv Information von einer Fortbewegungsbahn in die andere Fortbewegungsbahn zu übertragen und durch eine Leiteranordnung, die den Fortbewegungsbahnen zugeordnet ist, um selektiv direkt eine Information von einer Fortbewegungsbahn in die andere Fortbewegungsbahn in Abhängigkeit von dem Anlegen eines Steuersignals an die Leiteranordnung zu übertragen.

2. Datenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungskomponenten aus Einrichtungen nach Art einer Halbscheibe gebildet v/erden.

3. Datenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungskomponenten aus Dollar-Zeichen-Einrichtungen bestehen.

h. Datenschalter nach Anspruch 1, oadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Bahnkomponente vorgesehen ist, die einen Teil eines der beiden Fortbewegungsbahnen bildet und die derart mit der Leiteranordnung verbunden ist, daß mindestens eine Bahnkomponente selektiv Informationen von eine¹:- Fortbewegungsbahn zu dnr anderen Fortbewegun^sfcnhn überträgt.

709850/0767

ORIGINAL INSPECTED

- 21 -

5. Datenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiteranordnung eine getrennte Leiterbahn für jede Fortbewegungsbahn aufweist.

6. Datenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Material zum Tragen von magnetischen Blasendomänen vorgesehen ist, die die zu schaltende Information definieren.

7. Datenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die passiven Komponenten die Form von I-Streifen, T-Streifen, Η-Streifen, Y-Streifen, Chevron-Elementen und Kombinationen davon aufweisen.

8. Datenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Verbindungskomponente beim Fehlen des Anlegens eine»; Signals an die Leiteranordnung einen Teil der benachbarten Fortbewegungsbahn bildet.

9. Datenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungskomponente eine Übertragungs-Schalteinrichtung aufweist.

10. Datenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Verbindungskomponenten relativ zu den Fortbewegungsbahnen derart angeordnet sind, daß sie eine Synchronisierung in der von der einen Fortbewegungsbahn in die andere ausgetauschten Information erzeugen.

11. Aktiver Datenschnltor für magnetische BlasendoinänenRysteme bestehend au.o: er π te-η und· zweiten Fortbewegungsbahnen, die eine Vielzahl von passiven Komponenten aufweisen, durch erste und zweite Ubertragungs-Schaltanordnungen, die zwischen

709850/0767

den beiden Fortbewegungsbahnen angeordnet sind und durch eine Leiteranordnung, die den beiden Übertragungs-Schaltanordnungen zugeordnet ist, um selektiv dan Arbeiten der beiden Ubertragungsschalter zu steuern, wodurch die beiden Fortbewcgungsbahnen selektiv durch mindestens einen der beiden Ubertragungsschaltanordnungen verbunden werden.

12. Datenschalter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Übertragungsschaltanordnungen Teile der beiden Fortbewegungsbahnen bilden und so angeordnet sind, daß die Entfernung zwischen ihnen in der ersten Fortbewegungsbahn kleiner als in der zweiten Fortbewegungsbahn ist.

13. Datenschalter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiaen Ubertragungsschaltanordnungen Komponenten aufweisen, die die Bildung von Streifen magnetischer- Blasendomänen ermöglichen,derart, daß eine Synchronisierung der Fortbewegung von Information,die von den beiden Fortbewegungsbahnen übertragen wird, bewirkt wird.

709850/0767