DE2834236A1

DE2834236A1 - Supraleitende speicheranordnung

Info

Publication number: DE2834236A1
Application number: DE19782834236
Authority: DE
Inventors: Sadeg Mustafa Faris
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1977-11-22
Filing date: 1978-08-04
Publication date: 1979-05-23
Also published as: DE2834236C3; CA1109561A; IT1112287B; FR2409574A1; FR2409574B1; IT7826103A0; DE2834236B2; GB1601668A; JPS5473530A; US4151605A; JPS571075B2

Description

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Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, NY. 10504

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Supraleitende Speicheranordnung

Die Erfindung betrifft ganz allgemein supraleitende Speicherzellen, in denen Information in Form von mindestens einem umlaufenden Strom eingespeichert wird. Insbesondere betrifft die Erfindung eine aus derartigen Speicherzellen aufgebaute Speicheranordnung, bei der bei nicht angesteuerten oder nicht ausgewählten Zellen der Speicheranordnung eine scheinbare Halbselektion oder Halbauswahl der nicht ausgewählten oder angesteuerten Zellen der Speicheranordnung vermieden wird. Genauer gesagt, handelt es sich bei der Erfindung um eine Speicheranordnung aus supraleitenden Speicherzellen, bei denen Information in einer Speicherschleife durch einen umlaufenden Strom oder zwei umlaufende Ströme dadurch eingespeichert wird, daß mindestens eine in der Speicherschleife angeordnete Speichervorrichtung oder ein solches Speicherelement umgeschaltet wird. Bei derartigen supraleitenden Speicherzellen sind mit den Speicherzellen Schaltmittel verbunden, durch die mindestens ein steuerndes Magnetfeld nur an die ausgewählte Speicherzelle, gleichzeitig mit dem Anlegen eines Entsperrstroms an das in der Speicherschleife enthaltene Speicherelement, angelegt wird. In manchen Fällen wird der Entsperrstrom in einen Stromkreis abgeleitet, von dem ein Teil mit dem Speicherelement elektromagnetisch gekoppelt ist, und dies wird durch ein umschaltbares Bauelement gesteuert, das den Strom nach diese Stromkreis umlenkt. In einem anderen Fall liegt die Speicherschleife der Speicherzelle in Reihe in einem Stromkreis, nach dem der Entsperrstrom umgeleitet wird und der Umleitungsstromkreis liegt parallel zu einem umschaltbaren Bauelement, das wiederum selbst umgeschaltet wird und damit den Entsperrstrom in seinen zugehörigen Parallelstromkreis umleitet. In anderen Fällen wird ein von dem Entsperrstrom verschiedener Strom zum Umschalten des Speicherelementes einer ausgewählten Speicherzelle benutzt. Bei diesen Anordnungen schaltet entweder der Entsperrstrom oder ein zusätzlicher Strom ein umschaltbares Bauelement um, das diese Ströme

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in einen parallel zum umschaltbaren Bauelement verlaufenden Stromkreis ableitet. Ein Teil dieses Stromkreises ist mit dem Speicherelement einer ausgewählten Speicherzelle elektromagnetisch gekoppelt, und dieses Speicherelement kann dann umgeschaltet werden, wenn für die ausgewählte Speicherzelle sowohl der Entsperrstrom als auch das steuernde Magnetfeld auftreten. In all den bisher beschriebenen Anordnungen tritt nur für eine ausgewählte Speicherzelle der Entsperrstrom und ein steuerndes Magnetfeld auf, das zum Einspeichern von Information in der ausgewählten Zelle bei Anwesenheit eines gespeicherten umlaufenden Stromes ausreicht. Somit tritt also bei dem Speicherelement einer benachbarten Speicherzelle in der gleichen Zeile weder ein Entsperrstrom noch ein das steuernde Magnetfeld hervorrufender Strom auf. Das Speicherelement trifft dabei höchstens auf einen zuvor eingespeicherten umlaufenden Strom. In gleicher Weise treffen in der gleichen Spalte der Speicheranordnung liegende nicht ausgewählte Zellen nur auf einen die Halbselektion oder Halbauswahl verursachenden Entsperrstrom und möglicherweise auf einen Umlaufstrom, wobei die Summe dieser beiden Ströme immer wesentlich unterhalb dem SchwelIwertstrom (I „)

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des Speicherelementes liegt. Alle diese Schaltungen vermeiden daher den Fall, bei dem die Kombination aus steuerndem Magnetfeld, das an mehr als einem Speicherelement wirksam wird, und eingespeichertem umlaufenden Strom ein unerwünschtes Umschalten einer nicht ausgewählten Speicherzelle dadurch verursachen können, daß ein steuerndes Magnetfeld an nur ein einziges Speicherelement (örtlich) angelegt wird.

Beschreibung des Standes der Technik

Die folgende Patentschrift und Literaturstellen betreffen supraleitende Speicherzellen, die mindestens ein Speicherelement in einer Speicherschleife verwenden, wobei binäre Information in Form von mindestens einem einzigen umlaufenden Strom eingespeichert wird. Alle diese Speicherzellen verwenden zum Speichern von Information das gleichzeitige Anlegen von Strömen, und die gleichzeitig für eine Selektion einer Speicherzelle angelegten Ströme werden dabei so zugeführt, daß bei ausgewählten und nicht ausgewählten Zellen ein steuerndes Magnetfeld auftritt. Die Speicherzellen gemäß der vorliegenden Erfindung unterscheiden sich von all den unten angeführten

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Speicherzellen des Standes der Technik dadurch, daß nur bei einer ausgewählten Speicherzelle ein steuerndes Magnetfeld auftritt. Beim Stand der Technik handelt es sich um die US-Patentschrift 3 626 391 der Anmelderin, um IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 15, Nr. 2, Juli 1972, Seiten 449-451, und um IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 15, Nr. 5, Februar 1973, Seiten 2904-2905, IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 16, Nr. 1, Juni 1973, Seite 214, und IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 8, Nr. 11, April 1976, Seiten 3852-3855.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung betrifft also ganz allgemein eine aus einer Anzahl von matrixartig angeordneten Speicherzellen bestehende Speicheranordnung für wahlfreien Zugriff, wobei Information in den einzelnen Speicherzellen in Form von mindestens einem umlaufenden Strom eingespeichert wird. Dazu gehören noch mit einigen Teilen der Speicherzellen gekoppelte Schaltmittel zum Anlegen eines Entsperrstromes an einem der Teile, der dann die ausgewählte der Speicherzellen enthält. Ferner sind mit den Speicherzellen selbst Schaltmittel verbunden, über die mindestens ein steuerndes Magnetfeld nur an einer ausgewählten der Speicherzellen, gleichzeitig mit dem Entsperrstrom zum Einspeichern der Information in der ausgewählten Speicherzelle angelegt wird.

Dabei enthalten in diesem erfindungsgemäß aufgebauten supraleitenden Speicher mit wahlfreiem Zugriff die Speicherzellen der Anordnung jeweils eine Speicherschleife mit mindestens einem betätigbaren Speicherelement, das einen Josephson-Strom zu führen in der Lage ist, und bei denen zum Anlegen des Entsperrstroms eine selektiv und getrennt anschaltbare Stromquelle mit jedem dieser Teile in Reihe verbunden ist.

Bei diesem supraleitenden Speicher mit wahlfreiem Zugriff gemäß der Erfindung wird mindestens ein steuerndes Magnetfeld an nur eine ausgewählte der Speicherzellen, gleichzeitig mit einem Entsperrstrom angelegt, und sie enthält Schaltmittel zum Umleiten des Entsperrstromes nach einem Stromkreis, der mit dem betätigbaren Schaltelement der ausgewählten Speicherzelle elektromagnetisch gekoppelt ist.

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In dem supraleitenden Speicher mit wahlfreiem Zugriff werden für das Anlegen mindestens eines steuernden Magnetfeldes an einer ausgewählten Speicherzelle gleichzeitig mit dem Zuführen des Entsperrstromes ein vom Entsperrstrom verschiedener weiterer Strom nach einem Stromkreis abgeleitet, der mit dem umschaltbaren Bauelement der ausgewählten Speicherzelle elektromagnetisch gekoppelt ist.

Für die Umleitung des Entsperrstroms nach einem mit der umschaltbaren Vorrichtung der ausgewählten Speicherzelle elektromagnetisch gekoppelten Stromkreis ist ein umschaltbares Bauelement in Reihe mit der ausgewählten Speicherzelle angeordnet. Weiterhin ist einer das umschaltbare Bauelement überbrückender Stromkreis vorgesehen. Ein Teil dieses Stromkreises ist dann mit dem umschaltbaren Bauelement der ausgewählten Speicher zelle elektromagnetisch gekoppelt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.

In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 ein Schaltbild eines supraleitenden Speichers mit wahlfreiem

Zugriff gemäß dem Stande der Technik, bei dem das steuernde Magnetfeld an dem Speicherelement einer ausgewählten Speicherzelle und gleichzeitig an dem Speicherelement einer nicht ausgewählten Speicherzelle angelegt wird. Unter diesen Umständen und wegen schlechter Randbedingungen kann Information aus Versehen in eine nicht-ausgewählte oder nicht-angesteuerte Speicherzelle eingeschrieben werden.

Fig. 2 ein Schaltbild eines Teil eines supraleitenden Speichers mit

wahlfreiem Zugriff, bei welchem nur eine ausgewählte Speicherzelle der Anordnung mit einem steuernden Magnetfeld beaufschlagt wird, das gleichzeitig mit einem entsperrenden Strom zur Speicherung von Information in der ausgewählten Speicherzelle zugeführt wird. Ein in Reihe eingeschaltetes umschaltbares Bauelement ist durch einen Stromkreis überbrückt, in den der Entsperrstrom dann umgeleitet wird, wenn das umschaltbare

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Bauelement durch einen Halbselektionsstrom betätigt wird. Ein Teil dieses Stromkreises ist mit dem betätigbaren Speicherelement der ausgewählten Speicherzelle elektromagnetisch gekoppelt und schaltet damit dieses Speicherelement um, wodurch Information nur in der ausgewählten Speicherzelle abgespeichert wird.

Fig. 3 ein Schaltbild eines supraleitenden Speichers mit wahlfreiem

Zugriff, das in Aufbau und Arbeitsweise der in Fig. 2 gezeigten Anordnung ähnlich ist, mit der Ausnahme, daß das in Reihe eingeschaltete umschaltbare Bauelement in einer Rückleitung für den Strom angebracht ist, der die ausgewählte Speicherzelle entsperrt. Wie in Fig. 2 schaltet ein Halbselektionsstrom das umschaltbare Bauelement um, das den Entsperrstrom in einen leitenden Stromkreis ableitet, von dem ein Teil mit dem betätigbaren Speicherelement der ausgewählten Speicherzelle elektromagnetisch gekoppelt ist.

Fig. 4 ein Schaltbild eines Teils eines supraleitenden Speichers mit

wahlfreiem Zugriff zur Darstellung der Speicherschleifen mit den zugehörigen umschaltbaren oder betätigbaren Speicherelementen, die in Reihe mit einem Stromkreis geschaltet sind, der wiederum parallel zu einem umschaltbaren Bauelement angeordnet ist. Eine Anzahl in Reihe geschalteter umschaltbarer Bauelemente bildet dabei eine Spalte der Speicheranordnung. Das umschaltbare Bauelement wird durch einen Halbselektionsstrom gesteuert, der den Entsperrstrom nach einem Stromkreis umleitet, der in Reihe mit der ausgewählten Speicherzelle verläuft. Ein Teil dieses Stromkreises ist mit dem Speicherelement der ausgewählten Speicherzelle elektromagnetisch gekoppelt, so daß der Entsperrstrom gleichzeitig das steuernde Magnetfeld zu liefern vermag, das zur Speicherung von Information das Speicherelement nur der ausgewählten Speicherzelle umschaltet.

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Fig. 5 ein Schaltbild eines supraleitenden Speichers für wahlfreien

Zugriff, bei welchem das steuernde Magnetfeld dem umschaltbaren oder betätigbaren Speicherelement einer ausgewählten Speicherzelle mittels eines Teils eines Stromkreises zugeführt wird, bei dem ein sich von dem Entsperrstrom verschiedener zweiter Strom dann in diesen Stromkreis umgeleitet wird, wenn ein umschaltbares Bauelement, das durch den Entsperrstrom betätigt wird, den Strom nach diesem Stromkreis umschaltet. In der Anordnung gemäß Fig. 5 ist der vom Entsperrstrom verschiedene Strom ein Halbselektrionsstrom. Da alle nicht ausgewählten Zellen weder durch den einen oder den anderen der Halbselektionsströme angesteuert werden, können nicht-ausgewählte Speicherzellen nicht aus Versehen umgeschaltet werden.

Fig. 6 schließlich einen Teil eines supraleitenden Speichers für wahlfreien Zugriff, bei welchem ein vom Entsperrstrom verschiedener Strom zum Anlegen eines steuernden Magnetfeldes an das Speicherbauelement nur der ausgewählten Speicherzelle benutzt wird. Das steuernde Magnetfeld wird nur an die ausgewählte Speicherzelle durch ein umschaltbares Bauelement angelegt, das durch einen Stromkreis überbrückt ist, von dem ein Teil mit dem betätigbaren Speicherelement der ausgewählten Speicherzelle magnetisch gekoppelt ist. Das umschaltbare Bauelement ist mit weiteren umschaltbaren Bauelementen in Reihe geschaltet und wird durch einen Halbselektionsstrom angesteuert, der den vom Entsperrstrom verschiedenen Strom nach dem Abschnitt des Stromkreises umleitet und damit zum Einspeichern von Information in der ausgewählten Speicherzelle gleichzeitig mit dem Zuführen des Entsperrstromes ein steuerndes Magnetfeld anlegt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Zum vollen Verständnis des durch die Erfindung gelieferten Beitrags soll zunächst eine ins einzelne gehende Beschreibung des Aufbaus und der

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Arbeitsweise eines supraleitenden Speichers mit wahlfreiem Zugriff gemäß dem Stande der Technik in Verbindung mit der in Fig. 1 dargestellten Schaltung gegeben werden.

Fig. 1 zeigt einen Teil einer supraleitenden Speicheranordnung 1, bei der binäre Information in Speicherzellen 2 in Form von mindestens einem umlaufenden Strom eingespeichert werden kann. In der Anordnung gemäß Fig. wird binäre Information in den Speicherzellen 2 in Form von im Gegenuhrzeigersinn in supraleitenden Schleifen 3 der Speicherzellen 2 umlaufenden Strömen eingespeichert. Jede supraleitende Schleife 3 enthält ein betätigbares oder umschaltbares Speicherelement, das Josephson-Ströme zu führen in der Lage ist. In Fig. 1 sind diese Josephson-Elemente oder Josephson-Kontakte mit den Bezugszeichen JI, J2, J3 und J4 bezeichnet. Die Bauelemente JI-JiI können beispielsweise Josephson-Kontakte oder Josephson-Bauelemente sein, wie sie dem Fachmann allgemein bekannt sind. In Fig. 1 liefern die Stromquellen 4 den Entsperrstrom für die Speicherzellen 2, die zur Bidlung von Spalten von Speicherzellen in Reihe angeordnet sind. Die Stromquellen 4 sind wahlweise für sich betätigbare Impulsquellen, wie sie allgemein bei der Josephson-Technik üblich sind. Die Stromquellen 4 sind über in Reihe liegende Schalter 5 an die Speicherzellen 2 anschaltbar. In gleicher Weise liefern Stromquellen 6 über Schalter 7 Strom an Steuerleitungen 8, die mit den Josephson-Elementen JI - J4 der Speicherzellen elektromagnetisch gekoppelt sind. Die von den Stromquellen 4, 6 gelieferten Ströme sind sogenannte Halbselektionsströme, die bei Koinzidenz Information in den Speicherzellen 2 einspeichern. Die Stromquellen 4 liefern dabei Impulse von positiver und negativer Polarität, während die Stromquellen 6 einen Strom nur einer Polarität , beispielsweise einer positiven Polarität liefern. Die Lesetorschaltungen 9 können ebenfalls Josephson-Strom führen und können ebenfalls aus Josephson-Kontakten oder Josephson-Elementen bestehen, die elektromagnetisch mit einem Teil der supraleitenden Schleife der Speicherzellen 2 gekoppelt sind, und wie Fig. 1 zeigt, sind zwei dieser Lesetorschaltungen 9 über eine Leseleitung 12 und einen Schalter 11 mit einer Stromquelle 10 verbunden. Die Stromquellen 6 und 10 sind, genau wie die Stromquellen 4 selektiv, für sich betätigbare Impulsquellen, wie dies aus der Josephson-Technik allgemein bekannt ist.

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Die Anordnung gemäß Fig. 1 wurde zwar vereinfacht dargestellt, es ist jedoch klar, daß die Halbselektionsströme den Zeilen und Spalten der Anordnung 1 über ebenfalls aus der Josephson-Technik allgemein bekannte Decodierer zugeführt werden könnten.

In einer bit-orientierten Speicheranordnung 1 für wahlfreien Zugriff, von der ein Teil in Fig. 1 gezeigt ist, wird Information in jede Speicherzelle 2 dadurch eingeschrieben, daß einmal ein Strom an eine Spalte der Speicherzellen 2 und ein weiterer Strom an eine der Steuerleitungen 8 angelegt wird. Werden ein Entsperrstrom und ein Steuerstrom gleichzeitig angelegt, dann wird in der entsprechenden Speicherzelle eine binäre Information in Form eines umlaufenden Stromes eingespeichert, der zur Darstellung binärer Ziffern 1 und 0 einmal im Uhrzeigersinn und einmal gegen den Uhrzeigersinn umlaufen kann. Soll daher beispielsweise eine Information in der linken oberen Speicherzelle 2 mit dem Speicherelement J1 eingespeichert werden, dann müssen die am weitesten links liegende Stromquelle 4 und die oben liegende Stromquelle 6 zum Anlegen des Entsperrstromes bzw. des Steuerstromes gleichzeitig eingeschaltet werden, so daß diese Ströme gleichzeitig der in Fig. 1 mit A bezeichneten Speicherzelle 2 zugeführt werden, wenn die Schalter 5 und 7 geschlossen sind. Der sonst mit Iy in Fig. 1 bezeichnete Strom teilt sich bei Anlegen an die Speicherzelle A in die Ströme il, ir auf, wobei die Größe dieser Ströme zu dem Wert der Induktivität der Stromzweige 13, 14 der supraleitenden Schleife 3 umgekehrt proportional ist. Zur Erläuterung sei angenommen, daß die Induktivitäten der Stromzweige 13 und gleich sind, dann sind die Ströme il = ir = ly/2. Der Entsperrstrom Iy teilt sich für die unten links liegende Speicherzelle, die in Fig. 1 mit B bezeichnet ist, in genau der gleichen Weise auf. Sobald der Entsperrstrom in der Speicherzelle A fließt, wird ein Steuerstrom, der in Fig. 1 auch mit Ix bezeichnet ist, von der links liegenden Stromquelle 6 über den geschlossenen Schalter 7 an die Steuerleitung 8 angelegt. Daraufhin schaltet der Josephson-Kontakt JI in den Spannungszustand um, da der in der Steuerleitung 8 fließende Strom ein steuerndes Magnetfeld erzeugt. Der Strom Iy wird nun in den Stromzweig 13 in der Weise abgeleitet, daß Iy = il wird. Wird durch Öfnnen des Schalters 7 der Steuerstrom Ix abgeschaltet, dann schaltet JI in den Null-Spannungszustand zurück, jedoch fließt der Strom

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Iy = il im Zweigstromkreis 13 der Schleife 3. Dieser Zustand kann als die binäre 0 bezeichnet werden. Kehrt man die Richtung des Stromes Iy um, dann kann in der supraleitenden Schleife 3 der Speicherzelle A ein eine binäre 1 darstellender, im Uhrzeigersinn herumfließender, umlaufender Strom erzeugt werden, wenn der Steuerstrom Ix gleichzeitig mit Iy angelegt wird. Die soeben beschriebene Speicherung von Information in einer aus dem Stand der Technik bekannten Speicherzelle 2 ist allgemein bekannt, und es wurden keinerlei Schwierigkeiten auftreten, wenn davon nur die Speicherzelle A in Fig. 1 betroffen wäre. Tatsächlich ist es bei der normalen Herstellung von Speichern nicht möglich, auf der gleichen Speicheranordnung Speicherzellen 2 herzustellen, die identisch sind. Unter solchen Umständen kann ein fehlerhaftes Einschreiben von Information in andern Speicherzellen stattfinden, wenn Information in Form eines umlaufenden Stromes in einer Speicherzelle eingespeichert ist und eine andere Speicherzelle adressiert wird. Es sei nunmehr die rechts liegende Speicherzelle 2, die in Fig. 1 als Speicherzelle C bezeichnet ist, betrachtet und es sei angenommen, daß in deren supraleitender Schleife 3 ein umlaufender Strom gleich ly/2 im Gegenuhrzeigersinn umläuft. Wenn dann die Speicherzelle A zum Einspeichern von Information adressiert wird, dann fließt in der den beiden Speicherzellen A und C zugeordneten Steuerleitung 8 ein Steuerstrom Ix. In diesem Fall kann das Speicherelement J3 der Speicherzelle C in den Spannungs zustand umschalten, wodurch der in der Schleife 3 dieser Zelle umlaufende Strom unterbrochen und die zuvor dort eingespeicherte Information zerstört wird. Dies ist der Normalfall, gegen den man sich nur dadurch scheinbar zu wehren vermag, daß man für alle Zellen relativ enge Fertigungsparametertoleranzen zuläßt, was zu weiteren konstruktiven Beschränkungen führt, und zu einer weniger dichten Packung der Speicherzellen und trotzdem keine Garantie dafür gibt, daß das fehlerhafte Einschreiben von Information nicht stattfindet. Obgleich somit die Speicherzelle C in Fig. 1 als diejenige möglicherweise zu Störungen neigende Zelle festgestellt wurde, so sei doch darauf hingewiesen, daß jede mit der Steuerleitung 8 zusammenhängende Speicherzelle, in der ein Steuerstrom Ix fließt, in dieser Weise irrtümlich umgeschaltet werden kann, so daß die zuvor eingespeicherte Information dabei zerstört wird. Bei einer großen Speicheranordnung sind dies bei jeder Ansteuerung einer Steuerleitung eine beträchtliche Anzahl von Zellen.

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Werden auch andere Sleuerleitungen adressiert, dann besteht auch dort die Möglichkeit von irrtümlicher Adressierung von Zellen. Bei Speicherzelle B in Fig. 1 gibt es bei Anwesenheit eines Stromes von Iy/2 in jedem Zweig der supraleitenden Schleife 3 zusätzlich zu einem im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn umlaufenden Strom von Iy/2 keine Schwierigkeiten, da der Schwellwert des Speicherelements J2 leicht viel höher gelegt werden kann als Iy. Bei der in Fig. T rechts unten liegenden, mit D bezeichneten Speicherzelle 2 ergeben sich keine unbeabsichtigten Umschaltungen, wenn die Speicherzelle A adressiert wird, da in diesem Fall an der Speicherzelle D weder der Strom Iy noch der Strom Ix auftritt. Selbst dann, wenn in der supraleitenden Schleife dieser Speicherzelle ein umlaufender Strom vorhanden ist, ist eine irrtümliche Umschaltung nicht möglich.

Die in den Speicherzellen 2 in Fig. 1 eingespeicherte Information kann beispielsweise durch das gleichzeitige Anlegen eines Stromes Iy und eines Stromes Is an einer ausgewählten Speicherzelle A ausgelesen werden. Der Strom Is wird an die Lesetorschaltung 9 der Speicherzelle A von einer Stromquelle 10 über Schalter 11 und Steuerleitung 12 angelegt. Da sich das Speicherelement J1 der Speicherzelle A im Null-Spannungszustand befindet, teilt sich der Strom Iy in den Strom il und ir auf. Angenommen, daß in der Zelle A in Fig 1 ein gegen den Uhrzeigersinn umlaufender Strom gespeichert ist, treffen bei der Lesetorschaltung 9 der Speicherzelle A der eigene Lesestrom Is, der Strom ly/2 und der Strom ir zusammen. Da der umlaufende Strom Iy/2 gegen den Uhrzeigersinn und in einer dem Strom ir, der ebenfalls gleich Iy/2 ist, entgegengesetzten Richtung fließt, so heben sich die Wirkungen dieser Ströme in diesem Teil der supraleitenden Schleife 3, die mit der Lesetorschaltung 9 elektromagnetisch gekoppelt ist, auf. Die Lesetorschaltung 9 schaltet daher nicht um, und der Leseverstärker (nicht gezeigt) stellt keine Stromänderung fest, so daß damit eine binäre 0 gelesen wird. Würde der in der Speicherzelle A umlaufende Strom in Uhrzeigerrichtung fließen, dann würden sich der umlaufende Strom Iy/2 und der Strom ir, der ebenfalls gleich Iy/2 ist, in demjenigen Teil der supraleitenden Schleife 3, der mit der Lesetorschaltung 9 elektromagnetisch gekoppelt ist, addieren, so daß die Lesetorschaltung 9 in den Spannungszustand umschalten würde, wodurch

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sich der auf der Leseleitung 12 liegenden Strom ändern würde. Durch den an der Leseleitung 12 angeschlossenen, nicht gezeigten Leseverstärker würde somit eine binäre 1 festgestellt werden.

Aus der vorangegangenen Beschreibung ergibt sich, daß das Problem des fehlerhaften Einschreibens von Information bei jeder Speicheroperation in jeder Speicherzelle 2 auftritt, bei der ein Steuerstrom Ix anliegt, wenn in dieser Zelle bereits Information in Form von im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn umlaufenden Strömen eingespeichert ist. Diese Schwierigkeit falscher Informationsspeicherung kann durch die in den Fign. 2 bis 6 dargestellten Schaltungen beseitigt werden, die im folgenden beschrieben werden sollen.

In Fig. 2 ist dagegen ein Teil einer Speicheranordnung dargestellt, bei der Information in den einzelnen Zellen in ähnlicher Weise, wie dies in Verbindung mit Fig. 1 dargestellt wurde, eingespeichert wird. Diejenigen Bauelemente in Fig. 2, die die gleichen sind wie in Fig. 1, haben auch die gleichen Bezugszeichen. Die Anordnung gemäß Fig. 2 ist mit der in Fig. 1 identisch mit Ausnahme des Stromkreises 20, mit dessen Hilfe ein steuerndes Magnetfeld nur an eine ausgewählte Speicherzelle 2 des Speichers 1 angelegt werden kann. Der Stromkreis 20 enthält dabei ein umschaltbares Bauelement J5, das mit jeder Speicherzelle 2 in Reihe eingeschaltet ist. Jedes dieser umschaltbaren Bauelemente J5 ist durch einen Stromkreis 21 überbrückt, der einen Abschlußwiderstand R enthält, dessen Widerstandswert so gewählt ist, daß sich das umschaltbare Bauelement, in diesem Fall ein Josephson-Kontakt J5, entweder selbst hält oder von selbst zurückstellt, wie dies aus der Josephson-Technik bereits bekannt ist. Jeder Stromkreis 21 weist einen Abschnitt 22 auf, der jeweils mit den Speicherelementen JI bis J4 der Speicherzellen A bis D elektromagnetisch gekoppelt ist. Das umschaltbare Bauelement J5 wird durch einen in den Steuerleitungen 8 fließenden Strom gesteuert, wobei ein Teil dieser Leitung jeweils mit den umschaltbaren Bauelementen J5 der einzelnen Speicherzellen A, B elektromagnetisch gekoppelt ist.

Das Einspeichern oder Einschreiben von Information in die Speicherzelle A

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wird beispielsweise dadurch erzielt, daß man durch Schließen der Schalter bzw. 7 die Stromquellen 4 bzw. 6 anschaltet und die Ströme Iy bzw. Ix anlegt. Die Polarität des Stroms Iy kann entweder positiv oder negativ sein, wodurch dann jeweils in der supraleitenden Schleife der Speicherzelle A ein im Uhrzeigersinn oder ein gegen den Uhrzeigersinn umlaufender Strom eingespeichert wird. In Fig. 2 steuert dagegen der Strom Ix das umschaltbare Bauelement J5 , das in Reihe mit der Schleife 3 der Speicherzelle A geschaltet ist und in welcher der Entsperrstrom Iy durchfließt. Der Entsperrstrom Iy teilt sich in der supraleitenden Schleife 3 der Speicherzelle A in gleicher Weise auf, wie dies bei der Speicherzelle A, Fig. 1 beschrieben wurde, und die Ströme il, ir fließen dann in den Zweigstromkreisen 13 bzw. 14 der Schleife 3. Wenn diese zuletzt genannten Ströme fließen, dann wird der Strom Ix an die Steuerleitung 8 angelegt, so daß das umschaltbare Bauelement J5 in seinen Spannungszustand umschaltet. Damit wird aber Iy in den Stromkreis 21 umgeleitet, dessen Abschnitt 22 mit dem Speicherelement Ji der Speicherzelle A elektromagnetisch gekoppelt ist. Das Speicherelement J1 der Speicherzelle A schaltet nunmehr um, so daß der Strom il zusammen mit ir in dem Zweigstromkreis 13 fließt, wodurch in der supraleitenden Schleife der Speicherzelle A ein im Cegenuhrzeigersinn umlaufender Strom dann erzeugt wird, wenn die Ströme Ix, Iy nacheinander abgeschaltet werden. Genau wie bei dem gegen den Uhrzeigersinn in der Speicherzelle A in Fig. umlaufenden Strom ist auch der in der Speicherzelle A in Fig. 2 gegen den Uhrzeigersinn umlaufender Strom gleich ly/2. Durch einfache Richtungsumkehr von Iy kann in der supraleitenden Schleife 3 der Speicherzelle A in Fig. 2 ein im Uhrzeigersinn umlaufender Strom eingestellt werden. Ein wesentlicher Punkt ist dabei, daß der der Steuerleitung 8 zugeführte Strom Ix mit keinem der umschaltbaren Speicherelemente J1 bis J4 der Speicherzellen A bis D elektromagnetisch gekoppelt ist. Unabhängig davon, was in den Speicherzellen A bis D eingespeichert ist, liegt in diesem FaIi an den Speicherelementen J2 bis J't kein steuerndes Magnetfeld, weil im Fall der Speicherzelle B zwar der Strom Iy zugeführt wird, jedoch kein Strom Ix der Steuerleitung 8 zugeführt wird. Das umschaltbare Bauelement J5 der Speicherzelle B kann nicht umschalten, so daß kein Strom nach dem Stromkreis 2 I abgeleitet wird. Im Fall der Speicherzeih; C fließt zwar der Strom Ix in der Steuerleitung 8 und ist ddinituuch dem unischalt-

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baren Bauelement J5 der Speicherzelle C zugeordnet, es fließt jedoch kein Strom Iy in diesem umschaltbaren Bauelement J5, so daß eine Umschaltung nicht eintreten kann. Es fließt daher auch in dem Stromkreis 21 kein Strom, der das Speicherelement J3 der Zelle C betätigen könnte. In gleicher Weise treten für die Speicherzelle D weder die Ströme Iy noch Ix auf, so daß weder das Speicherelement J4 noch das der Zelle B zugeordnete umschaltbare Bauelement J5 umschalten können.

Hieraus sollte klar sein, daß beim Anlegen von Halbsekektionsströmen an eine ausgewählte Speicherzelieder Anordnung 1 gemäß Fig. 2 nur bei einer der Speicherzellen 2 ein steuerndes Magnetfeld auftritt, das das Speicherelement zur Einspeicherung von Information in der ausgewählten Speicherzelle 2 umschaltet. Keine der übrigen Speicherzellen der Anordnung 1 in Fig. 2 wird von einem störenden Magnetfeld beeinflußt, so daß auf diese Weise jede Möglichkeit für eine fehlerhafte Umschaltung während des Einschreibvorgangs vollständig beseitigt ist. Das Lesen von Information aus den Speicherzellen 2'der Anordnung 1 in Fig. 2 wird in genau der gleichen Weise durchgeführt, wie dies im Zusammenhang mit dem Lesen von Information in Fig. 1 beschrieben wurde.

Fig. 3 zeigt wiederum einen Teil einer Schaltung eines supraleitenden Speichers mit wahlfreiem Zugriff, welcher ähnlich wie Fig. 2 aufgebaut ist. Der einzige Unterschied zwischen den beiden Ausführungsformen der Fig. und Fig. 3 besteht darin, daß das steuernde Magnetfeld über einen Stromkreis 20 angelegt wird, der in der Rückleitung für den Entsperrstrom Iy liegt und nicht unmittelbar in Reihe mit jeder Speicherzelle 2 geschaltet ist. In Fig. 3 sind die gleichen Schaltelemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. 2. Obgleich die Speicherelemente JI bis J4 in den linken Zweigen 13 der Speicherzellen 2 angeordnet sind, so hat doch diese Anordnung keinen Einfluß auf die Arbeitsweise der Speicheranordnung 1 in Fig. 3. Man sieht aus Fig. 3, daß die umschaltbaren Bauelemente J5 in Reihe mit den Speicherzellen A, B oder C, D geschaltet und in den Rückleitungen 25 für die von den Stromquellen 4 ausgehenden Ströme Iy liegen. Wenn somit durch Schließen des Schalters 7 die Stromquelle 6 angeschaltet wird, dann schaltet das oben links liegende Schaltelement J5 in den Spannungs-

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zustand um und leitet damit den Strom Iy, der in der links außen befindlichen Rückleitung 25 fließt, in den Stromkreis 21 um. Der im Stromkreis 21 fließende Strom Iy erzeugt über den Abschnitt 20 ein Magnetfeld, das das Speicherelement JI in den Spannungszustand umschaltet, wodurch binäre Information in die Speicherzelle A in genau der gleichen Weise eingeschrieben wird, wie dies im Zusammenhang mit der Speicherzelle A in Fig. dargelegt wurde. Durch Polarisationsumkehr von Iy wird ein in entgegengesetzter Richtung fließender umlaufender Strom erzeugt, und die Abfühlung wird genau so durchgeführt, wie dies in Verbindung mit Fign. 1 und 2 beschrieben wurde.

Aus Fig. 3 erkennt man, daß zwar der Strom Ix über die Steuerleitung 8 der Speicherzelle C zugeführt wird, daß jedoch kein Magnetfeld das Speicherelement J3 beeinflußt, da weder in der rechten Speicherzelle C noch in der rechten Rückleitung 25 ein Entsperrstrom Iy fließt. Während bei der Speicherzelle B ein Entsperrstrom Iy auftritt, ist bei dieser Speicherzelle jedoch kein Steuerstrom Ix vorhanden und bei der Speicherzelle B ist weder ein Entsperrstrom Iy noch ein Steuerstrom Ix vorhanden. Ein falsches Einschalten oder Umschalten ist daher nicht möglich, und die den Speicherzellen A bis D in Fig. 3 eigenen Grenzwerte beim Einschreiben von Information werden wesentlich verbessert.

Fig. 1 zeigt einen weiteren Teil einer Schaltung eines supraleitenden Speichers bei dem der einem Teil der Speicherzellen zugeführte Entsperrstrom selektiv nach einem Parallelstromkreis abgeleitet wird, von dem ein Teil elektromagnetisch mit dem Speicherelement einer Speicherzelle gekoppelt ist, die in Reihe in dem Stromkreis eingeschaltet ist, wodurch in dieser Zelle Information eingespeichert wird, ohne daß dadurch in benachbarten Zellen, denen ebenfalls der gleiche Halbselektionsstrom zugeleitet wird, die dort eingespeicherte Information beeinträchtigt wird. In Fig. 4 sind die gleichen Bauelemente wiederum mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Anordnung 1 in Fig. 4 ist ähnlich aufgebaut, wie die Anordnungen 1 in Fig. 2 und 3, mit der Ausnahme, daß das umschaltbare Bauelement J5 nicht mehr in Reihe mit der supraleitenden Schleife 3, sondern parallel zu den supraleitenden Schleifen 3 angeordnet ist, wobei die Schleifen 3 in Reihe

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mit dem Stromkreis 21 geschaltet sind. Im Fall der Fig. H wird, wie in der Anordnung der Fign. 2 und 3, der Entsperrstrom Iy durch Umschalten des umschaltbaren Bauelementes J5 nach einem Stromkreis 21 abgeleitet, dessen Abschnitt 22 mit dem in der supraleitenden Schleife 3 liegenden Speicherelement elektromagnetisch koppelt ist. Wenn in Fig. 4 der Steuerstrom Ix dem umschaltbaren Bauelement J5 der Speicherzelle A gleichzeitig mit dem Entsperrstrom Iy zugeführt wird, dann schaltet das Bauelement J5 in den Spannungszustand um und leitet damit den Entsperrstrom Iy nach dem Stromkreis 21 und dessen Abschnitt 22 ab. Der im Abschnitt 22 fließende Strom Iy schaltet das Speicherelement JI in den Spannungszustand und speichert damit dann einen in der supraleitenden Schleife umlaufenden Strom, wenn die Ströme Iy, Ix abgeschaltet werden. Durch Polarisationsumkehr des Entsperrstromes Iy wird ein umlaufender Strom erzeugt, der gegenüber dem durch den erstgenannten Strom erster Polarität erzeugten umlaufenden Strom entgegengesetzt gerichtet ist. Das Lesen von Information wird genau in der gleichen Weise durchgeführt, wie dies im Zusammenhang mit den vorher besprochenen Figuren erläutert wurde, und zwar durch Anlegen des Stromes Iy über eine der Lesetorschaltungen 9 über Steuerleitungsabschnitte 26, die mit den Lesetorschaltungen 9 elektromagnetisch gekoppelt sind und durch Anlegen von Leseströmen, die von den Stromquellen 4 bzw. 10 über Leseleitungen 12 zugeführt werden. Im Zusammenhang mit Fig. 4 sei darauf verwiesen, daß bei Anlegen des Steuerstromes Ix an der Steuerleitung an dem umschaltbaren Bauelement J5 der Speicherzelle C ebenfalls ein steuerndes Magnetfeld auftritt. Dieses Bauelement J5 kann jedoch nicht umschalten, da in diesem Bauelement J5 kein Entsperrstrom Iy fließt. Somit kann auch kein steuerndes Magnetfeld erzeugt werden, das das Speicherelement J3 der Speicherzelle C umzuschalten vermag. In der Speicherzelle B fließt kein Strom Ix, und bei der Speicherzelle D tritt weder ein Entsperrstrom Iy noch ein Strom Ix auf. Der in Fig. 4 im Stromkreis 21 angeordnete Widerstand kann in seinem Widerstandswert so gewählt werden, daß das umschaltbare Bauelement J5 der Speicherzellen A, B entweder selbst sperrt oder sich selbst zurückstellt. In jedem Fall würden bei Abschalten der Stromquellen 4, 6 alle Bauelemente J5 dann in ihren Null-Spannungszustand zurückgestellt werden. Da in Fig. 4 das steuernde Magnetfeld nur an dem Speicherelement der ausgewählten Speicherzelle 2

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der Anordnung 1 angelegt wird, sind die Schreibgrenzwerte wesentlich verbessert.

Fig. 5 zeigt schematisch ein Schaltbild einer supraleitenden Speicheranordnung, bei der das Anlegen mindestens eines steuernden Magnetfeldes an nur eine der Speicherzellen gleichzeitig mit Zuführen des Entsperrstromes in der Weise erreicht wird, daß ein vom Entsperrstrom verschiedener Strom in einen mit dem betätigbaren Speicherelement einer ausgewählten Speicherzelle elektromagnetisch gekoppelten Stromkreis abgeleitet wird.

Sofern die Bauelemente in Fig. 5 die. gleichen sind, wie in den vorher beschriebenen Figuren, sind diese Bauelemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Anordnung 1 in Fig. 5 ist daher die gleiche, wie die Anordnung 1 in Fig. 2, jedoch mit der Ausnahme, daß der Stromkreis 20 zum Anlegen des steuernden Magnetfeldes durch einen Stromkreis 30 zur Erzeugung eines steuernden Magnetfeldes in Fig. 5 ersetzt ist. Der Stromkreis 30 zur Erzeugung eines steuernden Magnetfeldes enthält umschaltbare Bauelemente J6, die mit den Steuer leitungen 8 in Reihe geschaltet sind. Der Stromkreis 30 enthält eine Leitung 31, Widerstände R und einen Abschnitt 32 des Stromkreises 31, welcher mit den Speicherelementen J1 bis J4 der Speicherzellen A bis D jeweils elektromagnetisch gekoppelt ist. Der Stromkreis 30 zur Erzeugung eines steuernden Magnetfeldes enthält außerdem einen Steuerleitungsabschnitt 33, in dem der Entsperrstrom Iy fließt und der mit den umschaltbaren Bauelementen J6 elektromagnetisch gekoppelt ist.

In der Anordnung 1 in Fig. 5 wird Information beispielsweise in der Speicherf zelle A durch Anlegen eines Entsperrstromes Iy und eines sich von diesem unterscheidenden Stromes Ix an die Speicherzelle A eingespeichert. Es sei angenommen, daß der Entsperrstrom Iy der Speicherzelle A zugeleitet wird, dann fließt der Strom Iy im Steuerleitungsabschnitt 33 und entsperrt J6, so daß dann, wenn der Strom Ix der Steuerleitung 8 zugeführt wird, das umschaltbare Bauelement J6 in seinen Spannungszustand umschaltet und damit den Strom Ix nach dem Stromkreis 31 ableitet.. Der Strom Ix fließt nunmehr in dem elektromagnetisch mit dem Speicherelement JI der Speicherzelle A gekoppelten Abschnitt 32 und schaltet damit dieses Speicherelement

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um und speichert einen umlaufenden Strom in der supraleitenden Schleife in der bereits beschriebenen Weise ein. Die Polarisationsumkehr des Entsperrstromes Iy liefert einen in der supraleitenden Schleife 3 der Speicherzelle A in der entgegengesetzten Richtung umlaufenden Strom. Betrachtet man nunmehr die Speicherzelle C, so sieht man, daß zwar ein Strom Ix in der Steuerleitung 8 fließt, daß jedoch das umschaltbare Bauelement J6 der Speicherzelle C nicht umschalten kann, da der Entsperrstrom Iy nicht im Steuerleitungsabschnitt 33 der Speicherzelle C fließt. In der Speicherzelle B fließt zwar der Entsperrstrom Iy im Steuerleitungsabschnitt 33 der Zelle B, doch schaltet das Bauelement J6 nicht um, weil der Strom Ix nicht vorhanden ist. In der Speicherzelle D ist weder der Entsperrstrom Iy noch der Strom Ix vorhanden. Es kann daher in keiner anderen Zelle der Anordnung eine unerwünschte Umschaltung stattfinden, da die hier dargestellte Schaltung dies in jedem Fall verhindert. Das Lesen der eingespeicherten Information wird in Fig. 5 in genau der gleichen Weise durchgeführt, wie dies im Zusammenhang mit den vorhergehenden Figuren beschrieben wurde.

Fig. 6 schließlich zeigt ein Schaltbild einer supraleitenden Speicheranordnung, bei der eine andere Art von Entsperrstrom zum Umschalten eines umschaltbaren Bauelementes benutzt wird, das wiederum einen vom Entsperrstrom verschiedenen Strom in einen Abschnitt eines Stromkreises umleitet, der mit dem Speicherelement einer ausgewählten Speicherzelle elektromagnetisch gekoppelt ist. Die Speicheranordnung 1 in Fig. 6 ist praktisch mit der Speicheranordnung 1 in Fig. 3 identisch, nur daß in Fig. 6 die Rückleitung 25 weggelassen ist und eine gesonderte Leitung mit einer gesonderten Stromquelle für jede Spalte der Speicherzellen 2 benutzt wird. In dem Ausmaß, in dem Fig. 3 und Fig. 6 ziemlich ähnlich sind, sind die Bauelemente in Fig. 6 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wie in Fig. 3. Die Unterschiede zwischen den beiden Figuren bestehen darin, daß die Rückleitungen 25 in Fig. 3 in Fig. 6 durch gesonderte Leitungen 40 ersetzt sind, die über Schalter 42 an gesonderte Stromquellen 41 anschließbar sind. In dem Maße, wie die Stromquellen 4, 6 und 41 gleichzeitig zur Abgabe eines Entsperrstromes Iy an die Speicherzelle A, eines Stromes Ix an die Steuerleitung 8 und eines Stromes Iy' an die Leitung 42 betätigt werden, verläuft die Speicherung von Information in Speicherzelle A in genau der

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gleichen Weise ab, wie in Zusammenhang mit Fig. 3 beschrieben. Durch Anlegen eines Entsperrstromes Iy mit positiver oder negativer Polarität kann ein im Uhrzeigersinn umlaufender oder ein im Cegenuhrzeigersinn umlaufender Strom eingespeichert werden.

Bei einer anderen Betriebsart, bei der nur ein einziger umlaufender Strom zur Darstellung eines binären Zustandes und kein umlaufender Strom zur Darstellung des anderen binären Zustandes benutzt wird, wird der Entsperrstrom Iy gleichzeitig mit dem Strom Ix und dem von der Stromquelle 41 kommenden Strom Iy' angelegt, wodurch ein umlaufender Strom erzeugt wird, während dann, wenn nur die Ströme Iy' und Ix zugeführt werden, ein Zustand ohne umlaufenden Strom erzielt wird. In dem Betriebszustand ohne umlaufenden Strom wird das umschaltbare Schaltelement J5 durch Anwesenheit des Stromes Iy' und Ix dadurch in den Spannungszustand umgeschaltet, daß der Strom Iy in den Stromkreis 21 und dessen Abschnitt 22 abgeleitet wird. Ist in der supraleitenden Schleife der der Speicherzelle A kein umlaufender Strom vorhanden, so hat dies keine Wirkung und in der supraleitenden Schleife 3 wird kein umlaufender Strom gespeichert. Wenn jedoch in der supraleitenden Schleife ein umlaufender Strom vorhanden ist, dann bewirkt der im Abschnitt 22 des Stromkreises 21 fließende Strom Iy', daß das Speicherelement J1 der Speicherzelle A in den Spannungszustand umschaltet, wodurch der umlaufende Strom gelöscht wird und Information, beispielsweise eine binäre 0 in der Form eingespeichert wird, daß kein umlaufender Strom vorhanden ist. Soll ein umlaufender Strom eingespeichert werden, dann wird die Stromquelle 4 gleichzeitig mit den Stromquellen 6 und 41 betätigt, wodurch der Strom Iy nach dem Zweig 14 der supraleitenden Schleife 3 abge- .' leitet wird, so daß in der supraleitenden Schleife 3 ein umlaufender Strom erzeugt wird, wenn die Stromquellen in üblicher Weise abgeschaltet werden. Wenn die Zweigstromkreise 13, 14 gleiche Induktivitäten aufweisen, dann ist der Wert des umlaufenden Stromes Iy/2, doch läßt sich dieser Wert dadurch erhöhen, daß die Induktivität im Zweigstromkreis 14 auf einen so hohen Wert gebracht wird, daß der im Speicherelement J1 der Speicherzelle A fließende Strom praktisch gleich groß ist wie der Strom Iy, kurz bevor dieser durch das Auftreten von Strom im Abschnitt 22 des Stromkreises 21 umgeschaltet wird. Auf diese Weise wird in der supraleitenden Schleife

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ein in seiner Stärke an die Stromstärke des Stromes Iy heranreichender umlaufender Strom erzeugt, so daß dann, wenn in der supraleitenden Schleife 3 eine binäre 0 eingespeichert werden soll, im Speicherelement J1 effektiv ein Torstrom fließt, der gleich dem darin fließenden Strom Iy ist. Unter diesen Umständen geht das Lesen viel schneller vor sich, da nur die Hälfte des Stromes an der Zelle angelegt werden muß, damit der gleiche umlaufende Strom erzielt wird, wie in den zuvor beschriebenen Zellen. Dies wird in der Anordnung 1 der Fig. 6 dadurch erreicht, daß der Entsperrstrom Iy das Umschalten der Lesetorschaltungen 9 steuert. Die gestrichelten Linien 43 in Fig. 6 zeigen die Verwendung des Entsperrstroms Iy für ein gleichzeitiges Anlegen eines Magnetfeldes an die Lesetorschaltungen 9 und des Entsperrstromes an die Speicherzellen A bis D.

Wie bei den Ausführungsformen der Fig. 2 bis 5 tritt bei der Schaltung gemäß Fig. 6 nur an der Speicherzelle A ein steuerndes Magnetfeld auf, das das Speicherelement J1 der Speicherzelle A umzuschalten vermag. Bei den Speicherzellen B bis D tritt weder ein Entsperrstrom noch ein steuerndes Magnetfeld oder nur ein Entsperrstrom oder nur ein steuerndes Magnetfeld auf. Somit wird beim Einschreiben einer ausgewählten Speicherzelle 2 ein zufälliges und irrtümliches Umschalten jeder anderen Speicherzelle vollständig vermieden, und man erhält für die ausgewählte Speicherzelle wesentlich verbesserte Grenzwerte beim Einschreiben von Information.

Die Speicherelemente und die umschaltbaren Josephson-Bauelemente in den Fign. 2 bis 6 können an sich bekannte Josephson-Kontakte sein oder können auch Mehrschicht-Bauelemente sein, wie sie beispielsweise als Interferometer bekannt sind. Außerdem können alle Verbindungsleitungen, wie die Steuerleitungen 8, die Rückleitungen 25 und die Leitungen oder supraleitenden Schleifen 3 aus Materialien hergestellt werden, die bei der Temperatur von flüssigem Helium (angenähert 4,2°K) supraleitend sind. Typische Josephson-Kontakte und Verbindungsleitungen, die bei Durchführung der Erfindung benutzt werden können, sind beispielsweise in der der Anmelderin gehörenden US-Patentschrift 3 758 795 offenbart. Fertigungsverfahren zur Herstellung von Josephson-Kontakten sind in der der Anmelderin gehörenden US-Patentschrift 3 849 276 zu finden. Widerstände R, die bei der Betriebs-

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temperatur der Schaltung nicht supraleitend sein müssen, können aus mit diesen Betriebsbedingungen verträglichen Materialien hergestellt sein, die bei diesen Betriebstemperaturen immer noch einen Widerstand zeigen. Die US-Patentschrift 3 913 120 der Anmelderin zeigt und offenbart Materialien und ein Fertigungsverfahren für Schaltungen und einen Widerstand, der zur Durchführung der Erfindung verwendet werden kann.

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L e e r s e i t e

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Supraleitender Speicher mit wahlfreiem Zugriff mit einer Anzahl matrixartig angeordneter Speicherzellen, in denen Informationen in Form mindestens eines umlaufenden Stromes in einer supraleitenden Schleife einspeicherbar ist, mit Stromquellen zum Anlegen eines Entsperrstromes und eines Steuerstromes an eine auszuwählende Speicherzelle, dadurch gekennzeichnet,

daß für jede Speicherzelle zum Anlegen eines steuernden Magnetfeldes (2; A, B, C, D) ein zusätzlicher Stromkreis (20; 30) und ein durch diesen Stromkreis überbrückbares, umschaltbares Bauelement (J5> J6) vorgesehen ist, und

daß ein Abschnitt (22, 32) eines jeden solchen Stromkreises jeweils mit dem umschaltbaren Speicherelement (J 1 - J4) der zugehörigen Speicherzelle elektromagnetisch gekoppelt ist.

2. Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß in jeder Speicherzelle eine über eine Abfühl- oder Leseleitung (12) ansteuerbare Lesetorschaltung (9) vorgesehen ist, die mit der supraleitenden Schleife (3) der Speicherzelle (2) elektromagnetisch gekoppelt ist.

3. Speicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede supraleitende Schleife (3) einer jeden Speicherzelle (2) ein Josephson-Bauelement (J1, J2, J3, J4) enthält, das einen Josephsonstrom zu führen vermag und

daß zum Anlegen eines Entsperrstromes (Iy) an eine ausgewählte Speicherzelle eine mit dem elektromagentisch angekoppelten Leitungsabschnitt (22, 32) in Reihe geschaltete Stromquelle (4; 41) vorgesehen ist.

4. Speicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß zum Anlegen eines steuernden Magnetfeldes gleichzeitig mit dem Entsperrstrom (Iy) an nur einer ausgewählten Speicherzelle in jedem zusätzlichen Stromkreis (20, 30) ein umschaltbares Bauelement (J5; J6)

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— 2 - ''

I vorgesehen ist, durch das der Entsperrstrom nach dem mit dem Speicherelement (J 1 - J4) der jeweils angesteuerten Zelle (2) elektro- ' magnetisch gekoppelten Abschnitt (22, 32) des zusätzlichen Strom- j

kreises umleitbar oder umsteuerbar ist. I

Speicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anlegen eines steuernden Magnetfeldes an nur einer Speicherzelle (2) gleichzeitig mit dem Entsperrstrom (Iy) ein von diesem verschiedener Strom (Ix) über eine mit dem umschaltbaren Bauelement (J5; J6) elektromagnetisch gekoppelte Steuerleitung (8) zuführbar ist und

daß dadurch das Bauelement (J5) umschaltbar und dadurch der Entsperrstrom (Iy) nach dem mit dem Speicherelement der ausgewählten Zelle (ζ. Β. A) elektromagnetisch gekoppelten Abschnitt (22, 32) umleitbar ist, wodurch nach Abschalten beider Ströme in der supraleitenden Schleife ein umlaufender Strom erzeugbar ist.

Speicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle (4, 41) eine Impulsstromquelle ist, die Impulse mit positiver und/oder negativer Polarität zu liefern vermag.

Speicher nach Anspruch U, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkreis (20, 30) zum Umleiten des Stromes (Iy) nach dem mit der ausgewählten Speicherzelle (z. B. A) elektromagnetisch gekoppelten Abschnitt (22, 32) ein mit der ausgewählten Speicherzelle in Reihe geschaltetes, umschaltbares Bauelement (J5) enthält, das zu seiner Umschaltung mit einer ansteuerbaren Steuerleitung (8) elektromagnetisch gekoppelt ist, so daß bei gleichzeitiger Ansteuerung der Steuerleitung (8) der das umschaltbare Bauelement (J5) durchfließende Strom nach dem dieses überbrückenden Stromkreis (20, 30) umleitbar ist, wodurch über die elektromagnetische Kopplung zwischen dem Abschnitt (22, 32) das Speicherelement nur dar austje wählten Speicherzelle umschaltbar ist.

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8. Speicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkreis (20) zum Umlenken des Stromes (Iy) nach dem mit dem Speicherelement der ausgewählten Speicherzelle elektromagnetisch gekoppelten Abschnitt (22; 32) ein mit einer Stromquelle (4) in Reihe geschaltetes und parallel zu der ausgewählten Speicherzelle angeordnetes, umschaltbares Bauelement (J5) enthält, daß der das umschaltbare Bauelement (J5) überbrückende Stromkreis (20) dabei mit der ausgewählten Speicherzelle (z. B. A) in Reihe geschaltet und mit einem Abschnitt (22) mit dem Speicherelement (J 1) der Speicherzelle elektromagnetisch gekoppelt ist, und daß mit dem umschaltbaren Bauelement (J5) eine ansteuerbare Steuerleitung (8) elektromagnetisch gekoppelt ist, wodurch beim Umschalten des Bauelements der Entsperrstrom (Iy) nach dem Abschnitt (22) umgeleitet und damit das Speicherelement (J1) ebenfalls umgeschaltet wird.

9. Speicher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

daß zum Umlenken eines von dem Entsperrstrom (Iy) verschiedenen Stromes (Ix) in einen mit der ausgewählten Speicherzelle gekoppelten Stromkreis eine selektiv anschaltbare Stromquelle (6) vorgesehen ist, mit der ein umschaltbares Bauelement (J6) in Reihe geschaltet ist, das durch einen supraleitenden Stromkreis (30) überbrückt ist, von dem ein Abschnitt (32) mit dem Speicherelement (JI) der ausgewählten Speicherzelle elektromagnetisch gekoppelt ist, und daß mit diesem Bauelement (J6) ein Abschnitt (33) eines Stromkreises elektromagnetisch gekoppelt ist, so daß beim Umschalten des Bauelements (J6) der vom Entsperrstrom (Iy) verschiedene Strom (Ix) nach dem an das Speicherelement (J1) elektromagnetisch angekoppelten Abschnitt (32) umleitbar ist, wodurch das Speicherelement der ausgewählten Speicherzelle umschaltbar ist.

10. Speicher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

daß die Steuerleitung (8) selektiv an eine externe Stromquelle (6) anschaltbar (7) ist.

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... . . ..2.831236

— i± —

11. Speicher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,

daß die Stromquelle (6) eine Impulsstromquelle ist, die Impulse mit positiver und/oder negativer Polarität liefert.

12. Speicher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

daß in dem überbrückenden Stromkreis (20; 30) ein Widerstand (R) eingeschaltet ist, dessen Widerstandswert das umschaltbare Bauelement (J5; J6) selbstrückstellend macht.

13. Speicher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

daß die Steuerleitung (8) selektiv an eine externe Stromquelle (6) anschaltbar ist, die als Impulsstromquelle positive und negative Impulse zu liefern vermag.

14. Speicher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

daß der überbrückende Stromkreis einen Widerstand (R) enthält, dessen Widerstandswert das umschaltbare Bauelement (J5; J6) selbsthaltend macht.

15. Speicher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

daß der überbrückende Stromkreis einen Widerstand (R) enthält, dessen Widerstandswert das umschaltbare Bauelement selbstrückstellend macht.

16. Speicher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

daß ein Abschnitt (33) des den Entsperrstrom (Iy) führenden Stromkreises elektromagnetisch mit dem durch einen Stromkreis (30) überbrückten Bauelement (J6) gekoppelt und mit der Speicherzelle (z.B. A) selbst in Reihe geschaltet ist.

17. Speicher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

daß das umschaltbare, durch einen Stromkreis (30) überbrückte Bauelement (J6) mit einer selektiv anschaltbaren (7) Stromquelle (6) über eine Steuerleitung (8) in Reihe angeschlossen ist, welche positive und/oder negative Stromimpulse zu erzeugen vermag.

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18. Speicher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der überbrückende Stromkreis (30) einen Widerstand (R) enthält, dessen Widerstandswert je nach Größe das umschaltbare Bauelement selbsthaltend bzw. selbstrückstellend macht.

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