DE2733369A1

DE2733369A1 - Anordnung zum verschieben von magnetblasen

Info

Publication number: DE2733369A1
Application number: DE19772733369
Authority: DE
Inventors: Spaeter Genannt Werden Wird
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1976-07-28
Filing date: 1977-07-23
Publication date: 1978-02-23
Also published as: GB1548808A; NL7608351A; US4167790A; DE2733369C2; BE857080A

Description

W.Nuyts 1-1 ό

Anordnung zum Verschieben von Magnetblasen

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Verschieben von nur eine Wand aufweisenden magnetischen Domänen (Magnetblasen), die in ihr mittels eines Magnetfelds erzeugt werden und nur zwischen einem oberen und einem unteren Wert der magnetischen Feldstärke erhalten bleiben, mit mehreren in einer Ebene angeordneten Laufwegen und mit die Magnetblasen entlang dieser Laufwege verschiebenden Einrichtungen, wobei mindestens drei der Laufwege sich gegenseitig nahekommende Wegstrecken aufweisen, so daß eine sich entlang einer solchen Wegstrecke eines ersten Laufweges bewegende erste Magnetblase durch eine auf einer zweiten Wegstrecke befindliche zweite Magnetblase aufgrund der gegenseitigen Abstoßungskraft in einen dritten Laufweg umlenkbar ist.

Eine solche Anordnung ist aus der US-PS 3 770 978 bekannt, in der eine auf der Technik der magnetischen Domänen (Bereiche homogener Magnetisierung) basierende UND-Torschaltung beschrieben ist. Die Grundzüge der Magnetdomänen- oder Magnetblasen-Technik sind in dem Aufsatz von A.H.Bobeck, P.I.Bonyhard und J.E.Geusic "Magnetic Bubbles - An Emerging New Memory Technology" in Proceedings of the IEEE Band 63, Nr.8, August 1975, Seiten II76 bis 1194 beschrieben. Nach der hier beschriebenen und im Rahmen der Erfindung angewandten Verschiebe- oder Transporttechnik werden die magnetischen Domänen oder Magnetblasen (zylinderförmige Domänen), die als kleine magnetische Dipole angesehen werden können, unter dem Einfluß anziehender und abstoßender Kräfte in einer Schicht aus einem magnetischen Werkstoff, z.B. Orthoferrit, bewegt. Die an-

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ziehenden und abstoßenden Kräfte rühren von aufeinanderfolgenden Magnetpolen her, die in einem Mehrfachmuster aus auf die magnetische Schicht aufgebrachten Permalloy-Elementen erzeugt werden. Die magnetischen Domänen (im folgenden als Magnetblasen bezeichnet) bewegen sich dabei entlang von Laufwegen, die durch die aufeinanderfolgenden Magnetpole definiert werden. Die Magnetpole werden durch ein zu der Magnetschicht koplanares oder paralleles magnetisches Drehfeld induziert und das Permalloy-Mehrfachmuster kann beispielsweise durch eine Anzahl von T- und stabförmigen Elementen gebildet werden. Beim Anlegen eines senkrecht zu der Magnetschichtoberfläche verlaufenden Vor- oder Aufbau-Magnetisierungsfeldes bilden sich in der Magnetschicht zylinderförmige Magnetblasen aus, deren Durchmesser von der Feldstärke abhängt. Dabei sind bei gegebenem magnetischen Schichtwertstoff zwei Grenzwerte der Magnetfeldstärke von Bedeutung, die sogenannte Abreiß- oder Ausbild-Feldstärke und die Zusammenbruch-Feldstärke. Bei einem Vormagnetisierungsfeld, dessen Feldstärke unter der Abreißfeldstärke liegt, bilden sich streifenförmige Domänen aus, in denen die Magentisierungsrichtung gegenüber den sonstigen Bereichen der Magnetschicht umgekehrt ist. überhalb der Abreißfeldstärke bilden sich geschlossene Magnetblasen aus, deren Durchmesser mit steigender Magentfeldstärke abnimmt, bis sie bei Erreichen der Zusammenbruch-Feldstärke in sich zusammenfallen. In der Fig.7c der genannten TE-Patentschrift ist eine Torschaltung dargestellt, in der eine in einem Eingangskanal (z.B. x.) befindliche Magnetblase (21)(im folgenden als Signalblase bezeichnet) aufgrund der abstoßenden Kraft einer in einem Steuerkanal (Z) befindlichen Steuerblase (44) in einen Ausgangskanal (y^) abgelenkt wird. Dabei nimmt die Steuerblase eine sehr stabile Stellung in der Nähe des Ausgangskanals ein, in der sie die Signalblase von dem Eingangskanal in den Ausgangskanal umlenkt.

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In der US-Patentschrift sind die gegenseitigen Abstände der Magnetblasen-Laufwege in den Bereichen, in denen sie sich nahekommen, nicht erwähnt, z.B. der Abstand zwischen der Steuerblase und der Signalblase (21) vor deren Ablenkung in den Ausgangskanal sowie die den Eingangskanal von dem Ausgangskanal trennende Übertragungsstrecke, die von der Informationsblase durchlaufen werden muß, wenn sie von dem Eingangskanal in den Ausgangskanal gelangt. Diese gegenseitigen Abstände sind aber sehr wichtig, da sie die Größe des Magnetisierungsbereichs beeinflussen, der als das Verhältnis der Differenz zwischen der Zusammenbruch- und der Abreißfeldstärke zu dem Mittelwert dieser beiden Feldstärken definiert ist.

Außerdem hängt die Zusammenbruch-Feldstärke umgekehrt proportional von der Größe der genannten Übertragungsstrecke ab. Nimmt diese Übertragungsstrecke zu oder ab, so verkleinert oder vergrößert sich die Zusammenbruch-Feldstärke entsprechend. Dies ist leicht erklärlich, wenn man weiß, daß die Lage einer Magnetblase stabiler ist, wenn sie sich unter einem Permalloy-Element eines Laufweges befindet, als wenn sie sich in einem nicht abgedeckten Bereich der Magnetschicht aufhält. Andererseits kann die genannte Übertragungsstrecke aber nicht unter einen bestimmten Grenzwert verkleinert werden, d.h. sie kann nicht merklich unter einen Magnetblasen-Nenndurchmesser absinken. Wäre dies der Fall, so könnte eine über den Eingangskanal in die Nähe des Ausgangskanals gelangende Blase, wenn beispielsweise keine Steuerblase anwesend ist, in eine beide Kanäle verbindende längliche Blase übergehen und dann aufgeteilt werden, wonach eine Hälfte ihren Weg längs des Eingangskanals fortsetzen, während die andere abgetrennte Hälfte in den Ausgangskanal gelangen würde. Dadurch wäre naturgemäß eine Fehlfunktion der Torschaltung verursacht. Auf der anderen

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Seite nimmt mit zunehmendem Abstand zwischen der Steuer- und der Signalblase im Ablenkungspunkt der Anordnung die Abstoßungskraft zwischen den beiden Magnetblasen ab. Überschreitet dieser Abstand einen vorgegebenen Wert, könnte die Abstoßungskraft zu klein werden, um die Signalblase in den Ausgangskanal umzulenken, was ebenfalls zu einer Fehlfunktion der Torschaltung führen würde. Ist dagegen dieser Abstand zu gering, so könnte die Signalblase in sich zusammenfallen, falls sich die Steuerblase in einer sehr stabilen Lage in der Nähe des Ablenkungspunktes befindet.

Aus den vorstehenden Ausführungen ergibt sich, daß geeignete Maßnahmen getroffen werden müssen, um einen möglichst weiten Magnetisierungsbereich zu erhalten und um eine einwandfreie Funktionsfähigkeit von Torschaltungen in Magnetblasen-Technik zu gewährleisten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine diese Bedingungen erfüllende Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Abstand zwischen den sich nahekommenden Wegstrecken des ersten und des zweiten Laufwegs in der Nähe des dritten Laufwegs höchstens gleich dreimal die mittlere Abmessung der Magnetblase beträgt und daß der von der ersten Magnetblase im Falle einer Ablenkung von dem ersten Laufweg in den dritten Laufweg zurückzulegende Abstand im wesentlichen gleich der in Richtung senkrecht zu der Bewegungsebene der Magnetblasen betrachteten - mittleren Abmessung der Magnetblase ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 11 gekennzeichnet.

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Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, daß die nach ihr hergestellten Torschaltungen innerhalb eines weiten Betriebsbereiches und bei unterschiedlichen Magnetfeldbedingungen sehr zuverlässig arbeiten.

Anhand der Zeichnung werden im folgenden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Fig.l eine erfindungsgemäße Anordnungen enthaltende Zeitlagen-Umordnungseinrichtung, in einer schematischen Darstellung,

Fig.2 ein aus Permalloy-Elementen bestehendes Oberflächenmuster einer erfindungsgemäßen Anordnung, worin einige von den Magnetblasen eingenommene Stellungen dargestellt sind,

Fig.3 ein Zeigerdiagramm eines zum Verschieben der aus Fig.2 ersichtlichen Magnetblasen verwendeten magnetischen Drehfelds,

Fig,¹! ein aus Permalloy-Elementen bestehendes Oberflächenmuster eines anderen Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anordnung und

Fig.5 den Verlauf des Magnetisierungsbereichs in Abhängigkeit von der magnetischen Feldstärke für die Torschaltung nach Fig.2.

Der aus Fig.l ersichtliche Zeitlagen-Umordner ist in Magnetblasentechnik ausgeführt. Er ist Bestandteil einer (in der Zeichnung nicht dargestellten) Zeitvielfach-Koppeleinrichtung und er ist in der Lage,vier Zeitlagen mit je zwei Bits pro Zeitrahmen zu verarbeiten. Dabei wird ein Bit jeweils durch die Anwesenheit oder Abwesenheit einer Signal- oder Informations-Magnetblase dargestellt. Diese Signalblasen werden in

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einem Blasengenerator GBl erzeugt und über einen Signallaufweg IN dem Zeitlagen-Umordner zugeführt. Je nachdem ob in vier geschlossenen Steuerschleifen Cl bis C¹J an zugeordneten Torschaltungen Gl bis G4 Steuerblasen vorhanden sind oder nicht, werden die Informationsblasen entsprechend in einen von vier Ausgangs- oder Horizontal-Laufwege Hl bis H4 umgelenkt. Diese vier Horizontal-Laufwege führen zu einem einzelnen Ausgang CE des "Chevron"-Typs, der in der Zeichnung mit einer gestrichelten Doppellinie angedeutet ist. Der Chevron-Ausgang, der die Magnetblasen von jedem der horizontalen Laufwege aufnehmen kann, ist mit einem (in der Zeichnung nicht dargestellten) Detektor verbunden. Die vorstehend erwähnten Steuerblasen gelangen von dem vertikalen Laufweg V über Durchlaßgatter Tl bis T*J in die Steuerschleifen Cl bis C4, wenn die Durchlaßgatter durch einen von einem Impulsgenerator PC abgegebenen Steuerimpuls aktiviert werden. Ein Magnetblasengenerator GB2 liefert die Steuerblasen in den vertikalen Laufweg V.

Einzelheiten über die Magnetblasengeneratoren, die Chevron-Ausgänge und die Durchlaßgatter sind in dem oben angegebenen Aufsatz von A.H.Bobeck u.a. beschrieben und ein ähnlich aufgebauter Zeitlagen-Umordner kann dem Beitrag von Y.S.Chen u.a. "An Experimental Magnetic Bubble Time-Slot Interchanger" zu der zwanzigsten Jahreskonferenz über Magnetismus und magnetische Werkstoffe, paper 7D-11, 3. bis 6. Dezember 197^ entnommen werden, ausgenommen die in I''ig.l und '·? dargestellten Torschaltungen Gl mit Nachbilder R. Eine in der Steuerschleife nach R gelangende Steuerblase wird in zwei Hälften aufgeteilt. Eine Hälfte läuft weiterhin in der geschlossenen Steuerschleife um, die andere Hälfte dagegen bewegt sich in Richtung der Torschaltung G (Fig.l), wo sie eine Signalblase in den entsprechenden horizontalen Laufweg umlenkt. Die Wirkungsweise

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des erfindungsgemäß ausgebildeten Zeitlagen-Umordners ist ähnlich der des vorstehend beschriebenen Umordners, wobei allerdings Torschaltungen Gl bis G¹J (Fig.l) ohne Nachbilder verwendet werden. Eine dieser untereinander identischen Torschaltungen wird im folgenden anhand von Fig.2 erläutert.

Die aus Fig.2 ersichtliche Torschaltung Gl weist eine epitaxiale Granat-Schicht auf, die durch eine (in der Zeichnung nicht dargestellte) Isolierschicht abgedeckt ist. Auf die Isolierschicht ist eine strukturierte Musteranordnung von Permalloy-Elementen aufgelegt. Die Granat-Schicht, die beispielsweise eine formelmäßige Zusammensetzung von Sm_ c ^Y2 5 ^Gai 3 ^Fe"5 7 °12 aufweist, ist auf einem (in der Zeichnung nicht dargestellten) Gallium-Gadolinium-Substrat gezüchtet. Durch das Permalloy-Muster sind mehrere Magnetblasen-Laufwege bestimmt. Die Magnetblasen werden unter der Wirkung anziehender Magnetpole entlang dieser Laufwege oder Pfade verschoben, wobei die Magnetpole durch ein in einer Ebene drehendes Magnetfeld in den Permalloy-Strukturen erzeugt werden. Das Drehfeld ist parallel zu der Granat-Schicht-Oberfläche ausgerichtet und dreht beispielsweise im Gegenuhrzeigersinn (vgl. auch Fig.3).

Der Magnetblasen-Durchmesser wird durch ein senkrecht zu der Granat-Schicht-Oberfläche ausgerichtetes Vormagnetisierungsfeld bestimmt. Oberhalb eines vorgegebenen maximalen Feldstärkewertes fällt die Magnetblase in sich zusammen, unterhalb eines weiteren vorgegebenen, unter dem ersten Wert liegenden zweiten Magnetfeldwertes bilden sich dagegen streifenartige magnetische Domänen aus. In Fig.5 ist der Verlauf dieses oberen und dieses unteren Magnetfeldwertes in Abhängigkeit von der Feldstärke des magnetischen Drehfeldes für die Permalloy-Struktur und die Werkstoffe des Ausführungsbeispieles

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dargestellt. Die zum Erzeugen der Magnetfelder erforderlichen Einrichtungen sind bekannt und deshalb hier nicht dargestellt.

Folgende Haupt-Laufwege für die Magnetblasen sind in der Zeichnung zumindest teilweise dargestellt:

1. Ein geschlossener Steuerlaufweg Cl mit einem abschließenden Musterelement P und mehreren ähnlichen oder identischen Musterelementen, einschließlich T- und stabförmiger Elemente Tl, T'l bzw. 12, 13 (durch eine gestrichelte Linie d angedeutet). Die Verbindung zwischen der geschlossenen Musteranordnung und dem Transfergatter Tl ist nicht erfindungswesentlich, sie ist deshalb in der Zeichnung auch nicht dargestellt. Der vorstehend genannte Steuerlaufweg schließt auch eine durch die T- und stabförmigen Elemente Tl, T2, T3 bzw. II, 12, 13 gebildetete Wegstrecke ein. Der Staab Il stellt die Halbierende eines durch die Querbalken der T-förmigen Elemente T2 und T3 gebildeten 60 Grad-Winkels dar.

2. Ein Signal— oder Nachrichten-Laufweg IN einschließlich durch die Querbalken T-förmiger Elemente T'2, T'3, die Längsbalken T-förmiger Elemente T2, T3 und stabförmige Elemente I¹I, I'2, I'3 gebildeter Wegstrecken.

3. Ein Horizontallaufwep; Hl einschließlich stabförmiger Elemente I'H, I'5.

Die erfindungsgemäße Anordnung mit ihrer Steuerschleife Cl, dem Nachrichtenlaufweg IN und dem Horizontallaufweg Hl funktioniert folgendermaßen:

Es sei angenommen, daß sich zu einem gegebenen Zeitpunkt eine im folgenden als Steuerblase bezeichnete Magnetblase in einer

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Stellung 1 bei dem T-förmigen Element Tl in dem Steuerlaufweg Cl und eine im folgenden als Nachrichtenblase bezeichnete Magnetblase in einer Stellung ¹J an dem stabförrnigen Element I¹I in dem Nachrichtenlaufweg IN befindet (Fig.2).

Die entsprechende, übereinstimmende Stellung Tl (ausgezogene Linie), I¹I (gestrichelte Linie, mit Tl zusammenfallend) des magnetischen Drehfelds ist aus Fig.3 ersichtlich.

Wenn sich das magnetische Drehfeld von der Richtung Tl bis zu einer Richtung T3 (ausgezogene Linien) dreht und dabei mehr als eine vollständige Umdrehung ausführt, wird die Steuerblase von der Stellung 1 an dem Querbalken von Tl in eine Stellung 2 an den aufeinander konvergierenden Enden des Stabs Il und der Querbalken von T2 und T3 verschoben. Dabei geht die Steuerblase, wenn sich das Drehfeld von einer zu dem Querbalken von T2 parallelen Richtung T2 in eine zu dem Querbalken von T3 parallele Richtung T3 bewegt, in eine längliche Blase in einer stabilen Position 2 über. Um von der Stellung 1 in die Stellung 2 zu gelangen, pflanzt sich die Steuerblase über die Enden von 12 und dem Querbalken von T2 fort. Zur besseren Übersichtlichkeit sind die Zwischenstellungen der Steuerblase in der Zeidhnung nicht dargestellt. Bei einer weiteren Drehung des Magnetfeldes wird die Steuerblase auf dem Steuerlaufweg über T3 und 13 in eine Stellung 3 weiter verschoben. Während dessen gelangt die Nachrichtenblase aus einer Ausgangsstellung Ί, die der Richtung II' des Drehfeldes entspricht, über die Enden des Längsbalkens von T2 und den Querbalken von T'2 in eine Stellung 5 an dem stahfö^migen Element I'2. Der Stellung entspricht die Richtung I'2 des magnetischen Drehfeldes (Fig.3). Auch hier sind die Zwischenstellungen der Nachrichtenblase in der Zeichnung nicht dargestellt. Während sich das antreibende Magnetfeld bis zu einer Richtung parallel

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zu II¹ weiterdreht, verbleibt die Nachrichtenblase in derselben Stellung 5, und zwar bis das Magnetfeld die Richtung I*J' einnimmt. Danach springt die Nachrichtenblase, statt daß sie sich zu dem Ende des Längsbalkens von T¹3 bewegt, wegen der Abstoßungskraft der in der stabilen Stellung 2 verbleibenden Steuerblase zu dem Ende des stabförmigen Elements I'4 über. Wenn das koplanare Magnetfeld parallel zu I'5 ist, bewegt sich die Nachrichtenblase nach I'5· Die Steuerblase verbleibt in ihrer Stellung, bis das in der Ebene liegende Magnetfeld parallel zu dem Längsbalken von T3 ist. Danach bewegt sie sich zu der Verbindungsstelle zwischen dem Quer- und dem Längsbalken von T3. Bei einer weiteren Drehung des Magnetfeldes bewegt sich die Steuerblase auf dem geschlossenen Steuerlaufweg weiter, während die Nachrichtenblase entlang des Horizontallaufwegs verschoben wird.

In Abwesenheit einer Steuerblase würde die Nachrichtenblase ihre Bewegung längs des Nachrichtenlaufwegs IN über den Querbalken T'3 und nicht über das stabförmige Element I'k fortsetzen, da I'4 kürzer als der Querbalken von T'3 ist und sich damit dort ein stärkerer Magnetpol aufbaut. Befindet sich dagegen die Steuerblase in der Stellung 2, so gelangt die Nachrichtenblase,unmittelbar bevor sie umgelenkt wird, in die nächste Nähe der großen Steuerblase, so daß sie einer relativ großen Abstoßungskraft unterworfen wird. Diese Abstoßunp.skraft nimmt ab, sowie der Abstand zwischen den beiden genannten Magnetblasen zunimmt. Ab einem vorgegebenen Wert der Abstoßungskraft und bei einem zu der Richtung von I¹H parallelen Drehfeld setzt die Nachrichtenblase ihre Bewegung längs des Nachrichtenlaufwegs fort und wird nicht in den Horizontallaufweg umgelenkt, da der in dem Querbalken des T-förmigen Elements T¹3 erzeugte anziehende Magnetpol stärker

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als der in dem stabförmigen Element I'4 . erzeugte ist. Andererseits beeinflußt der von der Nachrichtenblase zu durchlaufende übertragungsabstand, um den sie von der Stellung 5,unmittelbar nachdem sie umgelenkt worden ist, zu dem staabförmigen Element 1'¹I gelangt, wesentlich die Höhe der Zusammenbruch-Magnetfeldstärke. Allerdings ist, wie bereits erwähnt, eine unter einem Permalloy-Element befindliche Magnetblase erheblich stabiler als eine sinn in dem nicht abgedeckten Teil der Magnetschicht befindende Magnetblase, die hier leichter in sich zusammenfällt. Der vorstehend erwähnte Übertragungsabstand kann nicht unter einen vorgegebenen Wert hinaus verringert werden, da dann die Gefahr besteht, daß eine bei Abwesenheit einer Steuerblase in die Stellung 5 gelangende Nachrichtenblase sich bei einer zwischen dem Zusammenbruch- und dem Ausbild-Wert liegenden niedrigen Vormagnetisierungs-Peldstärke unter die stabförmigen Elemente I'2 und I "4 in der Stellung 5 ausbreitet und daß dann bei einer weiteren Bewegung unter dem Einfluß des magnetischen Drehfelds die ausgeweitete Magrietblase geteilt wird, wonach eine der Hälften längs des Nachrichtenlaufwegs weiter bewegt wird, während die andere Hälfte in den Horizontallaufweg Hl umgelenkt wird. Es hat sich herausgestellt, daß für den Abstand zwischen der Steuer- und der Nachrichtenblase und für den Übertragungsabstand das 2- bis 3-fache des durchschnittlichen Magnetblasendurchmessers bzw. ein durchschnittlicher Magnetblasendurchmesser - jeweils zwischen den Magnetblasen-Mittelpunkten gemessen - sehr günstige Werte sind. Dabei ist der durchschnittliche oder mittlere Magnetblasen-Durchmesser definiert als der Durchmesser einer Magnetblase bei einer Vormagnetisierungs-Feldstärke, die dem arithmetischen Mittelwert der Zusammenbruch- und der Abreißoder Ausbild-Feldstärken entspricht. Mit diesen Werten und dem aus Fig.2 ersichtlichen Strukturmuster erhält man einen Vormagnetisierungsbereich, d.h. eine Magnetfeldbandbreite, von 11,5? bei 25 Oersted. Dabei wird der Vormagnetisierungs-

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bereich bei einer gegebenen Drehfeldmagnetstärke definiert als das Verhältnis der Differenz zwischen der Zusammenbruch- und der Ausbild-Feldstärke zu dem arithmetischen Mittel dieser Feldstärkenwerte. Die Änderung des Vormagnetisierungsbereiches in Abhängigkeit von der Drehfeldmagnetstärke ist in Fig. 5 grafisch dargestellt.

Die vorstehend beschriebene Anordnung ist in der Lage, als logisches Verknüpfungsglied oder Torschaltung die logischen UND-Funktionen A.B und A.B mit den Variablen A und B durchzuführen, wobei A=B=I dann gilt, wenn eine Steuerblase und eine Nachrichtenblase nahe beieinander in den Stellungen 2 bzw, 5 vorhanden sind, wohingegen A oder B=O gilt, wenn mindestens eine dieser Magnetblasen abwesend ist. In dem ersten der genannten Fälle wird eine Magnetblase in der Stellung 5 in den horizontalen Laufweg Hl umgelenkt, welcher den den Verknüpfungswert A.B angebenden Ausgang der Torschaltung darstellt, während der Ausgang an dem unteren Teil des Nachrichtenlaufwegs IN der Ausgang der UND-Torschaltung ist j der den Verknüpfungs-wert A.B" darstellt. Wenn nun keine Steuerblase in der Anordnung vorhanden ist (B"=l), setzt eine Magnetblase in dem Nachrichtenlaufweg ihre Bewegung fort, womit sich A.B=I ergibt. In allen anderen Fällen, d.h. bei anwesender Steuerblase (B=O) oder bei nicht anwesender Nachrichterlblase (A = O), ist A.B=O. Bei dem Zeitlagen-Umorder oder -Wechsler nach Fig.l des oben genannten Aufsatzes von Y.S.Chon u.a. hängt die gleichzeitige Anwesenheit einer Steuerblase und einer Magnetblase in den Wechselwirkungsbereichen der Torschaltungen Gl bis G4 ab von dem Zeitpunkt der Erzeugung der jeweiligen Steuerblase, der Weglänge zwischen dem Steuerblasen-Generator und der Torschaltung Gl, der Weglänge zwischen dem Nachrichtenblasen-Generator und der Torschaltung Gl und der Weglänge der geschlossenen Steuerschleife. Dabei ist die Weglänge definiert

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als eine Anzahl von Schaltungsperioden, worin eine Schaltungsperiode der von einer Magnetblase während einer vollständigen Pelddrehung durchlaufende Abstand ist.

Um die logischen UND-Funktionen A.B und A.B auszuführen ist eine geschlossene Steuerschleife nicht unerlässlich. Es kann dazu auch eine UND-Torschaltung mit einer offenen Steuerschleife verwendet werden, worin beispielsweise die Steuerblase nach Durchlaufen des Wechselwirkungs-Bereiches ausgelöscht wird.

Eine solche Torschaltung ist aus Fig.¹* ersichtlich, die ansonsten nach dem gleichen Prinzip wie die Anordnung nach Fig.2 aufgebaut ist. Die T-förmigen Elemente T3 und T'3 von Fig.2 sind hier durch ein einziges T-förmiges Element T3 ersetzt, so daß keine geschlossene Steuerschleife vorhanden ist. Der Steuerlaufweg schließt die Querbalken der T-förmigen Elemente Tl, T2 und T3 sowie die Enden der stabförmigen Elemente 12, II, I'3 ein. Der Nachrichtenlaufweg weist die Querbalken der T-förmigen Elemente T'2 und T3 sowie die Enden der staabförmigen Elemente I'2 und I'3 ein. Die Wirkungsweise dieser Torschaltung entspricht der der Anordnung nach Fig.2, unterscheidet sich von dieser aber insoweit, als hier die Steuerblase den unteren Teil des Nachrichtenlaufwegs IN durchläuft. Daraus ergibt sich, daß diese Schaltungsanordnung in der Lage ist, die logischen UND/ODER-Funktionen A.B und A+B auszuführen. Die Ausgange des Horizontallaufwegs und des Nachrichtenlaufwegs (unterer Teil) sind die Ausgänge der UND- bzw. der ODER-Torschaltungen.

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Claims

Patentanwalt
Dipl.-Phys. Leo Thul

Stuttgart

W.Nuyts-R.Vlaeminck 1-1

INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, NEW YORK

Patentansprüche

(1.)Anordnung zum Verschieben von nur eine Wand aufweisenden

magnetischen Domänen (Magnetblasen), die in ihr mittels eines Magnetfelds erzeugt werden und nur zwischen einem oberen und einem unteren Wert der magnetischen Feldstärke erhalten bleiben, mit. mehreren in einer Ebene angeordneten Laufwegen und mit die Magnetblasen entlang dieser Laufwege verschiebenden Einrichtungen, wobei mindestens drei der Laufwege sich gegenseitig nahekommende Wegstrecken aufweisen, so daß eine sich entlang einer solchen Wegstrecke eines ersten Laufweges bewegende erste Magnetblase durch eine auf einer zweiten Wegstrecke befindliche zweite Magnetblase aufgrund der gegenseitigen Abstoßungskraft in einen dritten Laufweg umlenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den sich nahekommenden Wegstrecken des
ersten und des zweiten Laufwegs (IN bzw. P) in der Nähe
des dritten Laufwegs (Hl) höchstens dreimal die
mittlere Abmessung der Magnetblase beträgt und daß der
von der ersten Magnetblase im Falle einer Ablenkung von

21.7.1977
Bk/Mr

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OlAL INSPECTED

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dem ersten Laufweg (IN) in den dritten Laufweg (Hl) zurückzulegende Abstand im wesentlichen gleich der - in Richtung senkrecht zu der Bewegungsebene der Magnetblasen betrachteten mittleren Abmessung der Magnetblase ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Schicht aus einem magnetischen Werkstoff aufweist, in der die Magnetblasen erzeugbar und durch ein magnetisches Drehfeld verschiebbar sind, das in einer die Laufwege bildenden Musterstruktur, welche aus auf der Schicht angeordneten weichmagnetischen Elementen (Tl,...., I"5) besteht, nacheinander eine Folge von die Magnetblasen anziehenden Magnetpolen erzeugt; daß ein die zweite Wegstrecke festlegendes Muster durch ein erstes stabförmiges (II) sowie ein erstes und ein zweites T-förmiges (T2, T3) Element gebildet ist, wobei das

stabförmige Element (II) und die Querbalken der beiden T-förmigen Elemente (T2, T3) gemeinsam auf einen Punkt ausgerichtet sind, so daß durch sie eine eine erste Magnetblase (5) in den zweiten Laufweg ablenkende sehr stabile zweite Magnetblasen-Stellung (2) gebildet ist, und daß in der Nähe des Schnittpunktes des ersten und des dritten Laufweges ein die erste Wegstrecke definierendes zweites Muster ein zweites

stabförmiges (I^?2) und ein drittes T-förmiges Element (T'3) aufweist, wobei der Querbalken des letzteren mit dem Querbalken des zweiten T-förmigen Elements (T3) und das zweite stabförmige Element (I'2) mit dem Querbalken des ersten T-förmigen Elements (T2) je einen spitzen Winkel bilden.

3, Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Schnittpunkt der ersten und der dritten Wegstrecke nächstliegende Element des die dritte Wegstrecke bildenden Musters ein im wesentlichen parallel zu dem Querbalken des dritten T-förmigen Elements (T'3) angeordnetes stabförmiges Element (I'll)

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ist; daß dieser Querbalken länger als das stabförmige Element (I¹4) ist und daß anschließend an dieses ein weiteres

stabförmiges Element (I'5) angeordnet ist, das ebenfalls länger als dieses ist und mit ihm einen Winkel von höchstens 50 Grad bildet.

¹J. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Magnetblase (2) während eines vorgegebenen Zeitintervalle in ihrer stabilen Stellung gehalten wird und daß ein von der ersten Magnetblase zum Zurücklegen des Abstandes zwischen dem ersten und dem dritten Laufweg benötigtes zweites Zeitintervall Teil des vorgegebenen Zeitintervalls ist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste stabförmige Element (II) Winkelhalbierende eines Winkels von etwa 60 Grad ist, der durch die Querhaiken des ersten und des zweiten T-förmigen Elements (T2, T3) gebildet wird und daß die Längsträger dieser Elemente Teil des ersten Laufwegs sind.

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Laufweg (P) eine geschlossene Schleife bildet.

7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie als eine die logischen Variablen A und B gemäß den Operationen A.B und A.B verknüpfende UND-Torschaltung ausgebildet ist.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite und das dritte T-förmige Element (T3* T'3, Fig.2) zu einem einzigen T-förmigen Element (T3, Fig.4)

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zusammengefaßt sind, so daß der zweite und der erste Laufweg an diesem Element (T3) ineinander übergehen und der
Querbalken dieses Elements (T3) gemeinsamer Bestandteil
der beiden Laufwege ist.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie als logische UND/ODER-Torschaltung ausgebildet ist.

10. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Bestandteil einer Zeitmultiplex-Koppeleinrichtung für binäre Signale ausgebildet ist.

11. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den sich nahekommenden Wegstrecken des ersten und des zweiten Laufwegs in der Nähe des dritten Laufwegs gleich zweimal die mittlere Abmessung der Magnetblase beträgt.

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