DE2834236C3 - Supraleitender Speicher - Google Patents
Supraleitender SpeicherInfo
- Publication number
- DE2834236C3 DE2834236C3 DE2834236A DE2834236A DE2834236C3 DE 2834236 C3 DE2834236 C3 DE 2834236C3 DE 2834236 A DE2834236 A DE 2834236A DE 2834236 A DE2834236 A DE 2834236A DE 2834236 C3 DE2834236 C3 DE 2834236C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- current
- circuit
- memory
- memory cell
- component
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/21—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
- G11C11/44—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using super-conductive elements, e.g. cryotron
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
- Y10S505/825—Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
- Y10S505/831—Static information storage system or device
- Y10S505/832—Josephson junction type
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Description
35
Die Erfindung betrifft einen supraleitenden 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. Genauer gesagt, handelt es sich bei der Erfindung um
einen Speicher aus supraleitenden Speicherzellen, bei denen Information in einer Speichtrschleife durch einen
umlaufenden Strom oder zwei umlaufende Ströme dadurch eingespeichert wird, daß mindestens ein in der
Speicherschleife angeordnetes Speicherelement umgeschaltet wird. Bei derartigen supraleitenden Speicherzellen sind mit den Speicherzellen Schaltmittel verbun-
den, 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 diesem 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 zugehörige 1 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 Bai element um, das diese Ströme 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 hervorr.'fender Strom auf. Das Speicherelement trifft dabei r-öchstens 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 Schwellwertstrom (Ia0) 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 kann, daß ein steuerndes Magnetfeld an nur ein
einziges Speicherelement (örtlich) angelegt wird.
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 fUr 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 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 36 26 391 der Anmelderin, um IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 15, Nr. 2, Juli 1972,
Seiten 449—451, und um IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 13, 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.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, bei derartigen Speichern mit
wahlfreiem Zugriff bei nicht ausgewählten oder angesteuerten Speicherzellen eine scheinbare Halbselektion oder Halbauswahl zu vermeiden. Dies wird
erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß für jede Speicherzelle zum Anlegen eines steuernden Magnet-
feldes ein zusätzlicher Stromkreis und ein durch diesen Stromkreis überbrückbares, umschaltbares Bauelement
vorgesehen ist, und daß ein Abschnitt eines jeden solchen Stromkreises jeweils mit dem umschaltbaren
Speicherelement der zugehörigen Speicherzelle elek- tromagnetisch gekoppelt ist. Zweckmäßig ist in jeder
Speicherzelle eine über eine Abfühl- oder Leseleitung ansteuerbare Lesetorschaltung vorgesehen, die mit der
supraleitenden Schleife der Speicherzelle elektromagnetisch gekoppelt ist. in
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 |osephson-Strom zu führen r> in der Lage ist, und bei denen zum Anlegen des
Entsperrstroms eine selektiv und getrennt anschaltbare
Stromquelle mit jedem dieser Teile in Reihe verbunden isi.
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 2">
betätigbaren Schaltelement der ausgewählten Speicherzelle elektromagnetisch gekoppelt ist.
In dem supraleitenden Speicher mit wahlfreiem Zugriff werden für das Anlegen mindestens eines
steuernden Magnetfeldes an einer ausgewählten w Speicherzelle gleichzeitig mit dem Zuführen des
Entsperrstromes ein vom L'ntspcrrstrom verschiedener weiterer Strom nach einem Stromkreis abgeleitet, der
mit dem umschaltbarcn Bauelement der ausgewählten Speicherzelle elektromagnetisch gekoppelt ist. κ·
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 ein das umschaltbare Bauelement überbrückender
^*lrr*mlfrpic νητσρςρηρη Fin ΧριΙ rliptpc ^strnml·Γρκρς Kl
dann mit dem umschaltbarcn Bauelement der ausgewählten
Speicherzelle elektromagnetisch gekoppelt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit den Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigt
Fig. I ein Schaltbild eines supraleitenden Speichers
mit wahlfreiem Zugriff gemäß dem Stande der Technik, bei dem das steue. nde Magnetfeld an dem Speicherelement
einer ausgewählten Speicherzelle und gleichzeitig an dem Speicherelement einer nicht augewählten
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 Teils eines supraleitenden
Speichers mit wahlfreiem Zugriff, bei welchem nur eine wi
ausgewählte Speicherzelle der Anordnung mit einem steuernden Magnetfeld beaufschalgt wird, das gleichzeitig
mit einem entsperrenden Strom zur Speicherung von Information in der ausgewählten Speicherzelle zugeführt
wird Ein in Reihe eingeschaltetes umschaltbares <i5
Bauelement ist durch einen Stromkreis überbrückt, in den der Entsperrstrom dann umgeleitet wird, wenn das
umschaltbare Bauelement durch einen Halbselektions strom 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
T^ ' Λ ' C Ι· Ι·1«*1*Χ - T '1 ' »· «. I ' t e%nr\t*n
I ί JJ. -T Cill uCllSftLSflU «.fllt.3 lClu kiticj >>upi u.«.·.*.··**..··
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 ,ingeordnet ist. Eine Anzahl in Reihe geschalteter umschaltbarer
Bauelemente bildet dabei eine Spalte der Speicheren Ordnung. Das umschaltbare Bauelement wird durch
einen Hs/Aselektionsstrom 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.
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.
hei 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 Halbselektionsstrom. Da alle nicht ausgewählten Zellen weder durch den einen noch den
anderen der Halbseleklionsströme angesteuert werden. können nicht-ausgewählte Speicherzellen nici.i 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 um
schaltbaren 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
gehe:. Ie Beschreibung des Aufbaus und der Arbeitsweise einv.Js supraleitenden Speichers mit wahlfreiem
Zugriff gemäß dem Stande der Technik in Verbindung mit der in F i g. I dargestellten Schaltung gegeben in
werden.
Γ i g. I 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 ι
> F i g. I wird binäre Information in den Speicherzellen 2 in Form von im Gegenuhrzeigersinn in supraleitenden
Schleifen 3 der S^icherzellen 2 umlBufend?" Strömen
eingespeichert. Jede supraleitende Schleife 3 enthält ein betätigbares oder umschaltbares Speicherelement, das
loscphson-Ströme zu führen in der Lage ist. In F i g. 1
sind diese Josephson-Elemente oder Josephson-Kontakte
mit den Bezugszeichen /1, /2. /3 und /4
bezeichnet. Die Bauelemente Ji- /4 können beispielsweise losephson-Kontakte oder Josephson-Bauelemente
sein, wie sie dem Fachmann allgemein bekannt sind. In Fig. I liefern die Stromquellen 4 den Entsperrstrom
für die Speicherzellen 2, die zur Bildung von Spalten von Speicherzellen in Reihe angeordnet sind. Die Stromque
en 4 sind wahlweise für sich betätigbare Impuls- jo quellen, wie sie allgemein bei der Josephson-Technik
üblich sind. Die Stromquellen 4 sind über in Reihe liegende Schalter 5 an di· Speicherzellen 2 anschaltbar.
In gleicher Weise liefern Stromquellen 6 über Schalter 7 Strom an Steuerleitungen 8, die mit den Josephson-Elementen
Ji-/4 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 3 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.
Die Anordnung gemäß F i g. 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 F i g. 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 I
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 /1 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 F i g. 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, 'rauf, 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 14 gleich sind, dann sind die
Ströme il = ir = /κ/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 F i g. 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 [osephson-Kontakt J i
in den Spannungszustand um, da der in der Steuerleitung 8 fließende Strom ein steuerndes Magnetfeld
erzeugt. Der Strom /ywird nun in den Stromzweig 13 in der Weise abgeleitet, daß Iy = il wird. Wird durch
öffnen des Schalters 7 der Steuerstrom ix abgeschaltet,
dann schaltet / 1 in den Null-Spannungszustand zurück, jedoch fließt der Strom Iy - /7 im Zweigstromkreis 13
der Schleife 3. Dieser Zustand kann als die binäre 0 bezeichne': werden. Kehrt man die Richtung des
Stromes /j'um.dann kann in der supraleitenden Schleife
3 der Speicherzelle A ein eine binäre I 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 würden keinerlei Schwierigkeiten auftreten, wenn davon nur die Speicherzelle A in F i g. 1
betroffen wäre. Tastsächlich ist es bei der normalen Herstellurg 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 2 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 Iy/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 /3 der Speicherzelle C in den Spannungszustand
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 F i g. 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 diese bei jeder
Ansteuerung einer Steuerleitung eine beträchtliche Anzahl von Zellen.
Werden auch andere Steuerlcitungen adressiert, dann besteht auch dort die Möglichkeit von irrtümlicher
Adressierung von Zellen. Bei Speicherzelle B in F i g. 1 gibt es bei Anwesenheit eines Stromes von ly/2 in jedem
Zweig der supraleitenden Schleife 3 zusätzlich zu einem im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn
umlaufenden Strom von ly/2 keine Schwierigkeiten, da der Schwellwert des Speicherelements /2 leicht viel
höher gelegt werden kann als Iy. Bei der in F i g. 1 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 F i g. 1 eingespeicherte Information kann beispielsweise durch das gleichzeitige
Anlegen eines Stromes /yund eines Stromes /5 an einer
ausgewählten Speicherzelle A ausgelesen werden. Der Strom Is wird an die Lesetorschaltung 9 der
Speicherzelle A von einer Stromquelle 10 über Schalter Il und Steuerleitung 12 angelegt. Da sich das
Speicherelement /1 der Speicherzelle A im Null-Spannungszustand befindet, teilt sich der Strom Iy in den
Strom //und /rauf. Angenommen, daß in der Zelle A in
anliegt, wenn ir» 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 F i g. 2 bis 6 dargestellten Schaltungen beseitigt werden, iie 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 F i g. 2, die die gleichen sind wie in Fig. 1, haben auch die gleichen Bezugszeichen. Die
Anordnung gemäß F i g. 2 ist mit der in F i g. 1 identisch mit Ausnahme des Stromkreises 20, mit dessen Hilfe ein
steuerndes Magnetfeld nur an eine ausgewählte Speicherzelle 2 des Speichers 1 angelegt werden ka.m.
Der Stromkreis 20 enthält dabei ein umschaltbar Bauelement /5, das mit jeder Speicherzelle 2 in Reihe
eingeschaltet ist. jedes dieser umschaitbaren Baueiemente
/5 ist durch einen Stromkreis 21 überbrückt, der einen AbschluDwiderstand R enthält, dessen Widerstandswert
so gewählt ist, daß sich das umschaltbare Bauelement, in diesem Fall ein Josephson-Kontakt /5,
entweder selbst hält oder von selbst zurückstellt, wie dies aus der Josephson-Technik bereits bekannt ist.
leder Stromkreis 21 weist einen Abschnitt 22 auf, der jeweils mit den Speicherelementen /1 bis /4 der
Speicherzellen A bis Delektromagnetisch gekoppelt ist.
Das umschaltbare Bauelement /5 wird durch einen in
μ den Steuerleitungen 8 fließenden Strom gesteuert,
wobei ein Teil dieser Leitung jeweils mit den umschaltbaren Bauelementen /5 der einzelnen
Speicherzellen A, ßelektromagnetisch gekoppelt ist.
Das Einspeichern oder Einschreiben von Information
>'> in die Speicherzelle A wird beispielsweise dadurch
erzielt, daß man durch Schließen der Schalter 5 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 d^n Uhrzeiger-
1 6«-6·-
taui v.i IVJV.
gespeichert ist, treffen bei der Lesetorschaltung 9 der Speicherzelle A der eigene Lesetrom Is, der Strom ly/2
und der Strom ir zusammen. Da der umlaufende Strom ly/2 gegen den Uhrzeigersinn und in einer dem Strom ir,
der ebenfalls gleich ly/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 ly/2 und der Strom ir, der ebenfalls
gleich ly/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 sich der auf der Leseleitung 12 liegende 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 Einschrcibens von Information bei jeder Speicheroperation in jeder
Speicherzelle 2 auftritt, bei der ein Steuerstrom Zuder Strom Ix das umschaltbare Bauelement /5,
das in Reihe mit der Schleife 3 der Speicherzelle A geschaltet ist und in welcher der Entsperrstrcm 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 //, 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 /5 in seinen Spannungszustand
umschaltet. Damit wird aber /jin den Stromkreis 21 umgeleitet, dessen Abschnitt 22 mit dem Speicherelement
/1 der Speicherzelle A elektromagnetisch gekoppelt ist. Das Speicherelement /1 der Speicherzelle
A schaltet nunmehr um, so daß der Strom /7 zusammen mit ir in dem Zweigstromkreis 13 fließt,
wodurch in der supraleitenden Schleife der Speicherzelle A ein im Gegenuhrzeigersinn 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 F i g. 1
n5 umlaufenden Strom ist auch der in der Speicherzelle A
in Fig.2 gegen den Uhrzeigersinn umlaufende Strom
gleich Iy/2. Durch einfache Riehtungsumlr ehr von Iy
kann in der supraleitenden Schleife 3 der Speicherzelle
A in Fig. 2 ein im Uhrzeigersinn umlaufender Stro:n eingestellt werden. Ein wesentlicher Punkt ist dabei, daß
der der ^feuerleitung 8 zugeführte Strom Ix mit keinem der umschaltbaren Speicherelemente /I bis /4 der
Speicherzellen A bis Deingespeichert ist, liegt in diesem Fall an den Speicherelementen /2 bis 74 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 /5 der Speicherzelle B kann nicht
umschalten, so daß kein Strom nach dem Stromkreis 21 abgeleitet wird. Im Fall der Speicherzelle C fließt zwar
der Strom Ix in der Steuerleitung 8 und ist damit auch dem umrchaltbaren Bauelement /5 der Speicherzelle C
zugeordnet, es fließt jedoch kein Strom Iy in diesem umschaltbar! π Bauelement /5, so daß eine Umschaltung
nicht eintreten kann. Es fließt daher auch in dem Siromkreis 21 kein Strom, der das Speicherelement /3
von Iy wird ein in entgegengesetzter Richtung fließender umlaufender Strom erzeugt, und die Abfühlung
wird genau so durchgeführt, wie dies in Verbindung mit F i g. 1 und 2 beschrieben wurde.
Aus F i g. 3 erkennt man, daß zwar der Strom Ix über die Steuerleitung 8 der Speicherzelle C zugeführt wird,
daß jedoch kein Magnetfeld das Speicherelement /3 beeinflußt, da weder in der rechten Speicherzelle Cnoch
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 /ynoch ein Steuerstrom Ix
vorhanden. Ein falsches Einschalten oder Umschalten ist daher nicht möglicht, und die den Speiczerzellen A bis D
in F i g. 3 eigenen Grenzwerte beim Einschreibe!, von Information werden wesentlich verbessert.
F i g. 4 zeigt einen weiteren Teil einer Schaltung eines
» C OC Il C ICI
für die Speicherzelle D weder die Ströme /y noch Ix auf,
so daß Wvider das Speicherelement /4 noch das der Zelle B zugeordnete umschaltbare Bauelement /5
umschalten können.
Hieraus sollte klar sein, daß beim Anlegen von Halbsektionsströmen an eine ausgewählte Speicherzelle
der Anordnung 1 gemäß F i g. 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 F i g. 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 F i g. 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
der F i g. 2 und F i g. 3 besteht darin, daß das steuernde Magnetfeld über einen Stromkreis 20 angelegt wird, der
in der RUckleitung für den Entsperrstrom Iy liegt und nicht unmittelbar in Reihe mit jeder Speicherzelle 2
geschaltet ist. In F i g. 3 sind die gleichen Schaltelemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in F i g. 2.
Obgleich die Speicherelemente /1 bis /4 in den linken
Zweigen 13 der Speicherzellen 2 angeordnet sind, so hat doch diese Anordnung keinen Einfluß auf die Arbeitsweise
der Speicheranordnung 1 in F i g. 3. Man sieht aus F i g. 3, daß die umschaltbaren Bauelemente /5 in Reihe
mit den Speicherzellen A, Soder 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 /5 in den Spannungszustand 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 /1 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.2 dargelegt wurde. Durch Polarisationsumkehr
Speicherzellen zugeführte Entsperrstrom selektiv nach einem Pa.-allelstromkreis 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
2ί 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
Jn Bezugszeichen versehen. Die Anordnung 1 in F i g. 4 ist ähnlich aufgebaut, wie die Anordnungen 1 in F i g. 2 und
3, mit der Ausnahme, daß das umschaltbare Bauelement /5 nicht mehr in Reihe mit der supraleitenden Schleife 3,
sondern parallel zu den supraleitenden Schleifen 3
Ji angeordnet ist, wobei die Schleifen 3 in Reihe mit dem
Stromkreis 21 geschaltet sind. Im Fall der Fig. 4 wird,
wie in der Anordnung der Fig. 2 und 3, der Entsperrstrom Iy durch Umschalten des umschaltbaren
Bauelementes /5 nach einem Stromkreis 21 abgeleitet,
4(i dessen Abschnitt 22 mit dem in der supraleitenden
Schleife 3 liegenden Speicherelement elektromagne üerh frolcnnnplt ist Wpnn in F i σ 4 Ηργ istpiiprQtrnm h
o----rr- *j
dem umschaltbaren Bauelement /5 der Speicherzelle A
gleichzeitig mit dem Entsperrstrom Iy zugeführt wird,
4ϊ dann schaltet das Bauelement /5 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 /1 in den Spannungszustand und speichert
so damit dann einen in der supraleitenden Schleife umlaufenden Strom, wenn die Ströme Iy, Ix abgeschaltet
werden. Durch Polarisationsumkehr des Entsper.-stromes
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 Sleuerleitungsabschnitte
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 F i g. 4 sei darauf verwiesen, daß bei Anlegen des Steuerstromes Ix an der Steuerleitung an
dem umschaltbaren Bauelement /5 der Speicherzelle C ebenfalls ein steuerndes Magnetfeld auftritt. Dieses
Bauelement JS kann jedoch nicht umschalten, da in
diesem Bauelement /5 kein Entsperrstrom Iy fließt Somit kann auch kein steuerndes Magnetfeld erzeugt
werden, das das Speicherelement 73 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 /5 der Speicherzellen A, B entweder selbst sperrt oder sich selbst zurückstellt. In
jedem Fall würden bei Abschalten der Stromquellen 4,6 alle Bauelemente /5 dann in ihren Null-Spannungszustand
zurückgestellt werden. Da in F i g. 4 das steuernde Magnetfeld nur an dem Speicherelement der ausge-•
wählten Speicherzelle 2 der Anordnung 1 angelegt wird, sind die Schreibgrenzwerte wesentlich verbessert.
F i g. 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, ^aB 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 F i g. 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 in Fig.5 ersetzt ist. Der Stromkreis 30
zur Erzeugung eines steuernden Magnetfeldes enthält umschaltbare Bauelemente /6, die mit den Steuerleitungen
8 in Reihe geschaltet sind. Der Stromkreis 30 enthält eine Leitung 31. Widerstände R und einen
Abschnitt 32 des Stromkreises 31, weicher mit den Speicherelementen /1 bis /4 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
umschaitbaren Bauelmeenten /6 elektromagnetisch gekoppelt ist.
In der Anordnung 1 in Fig.5 wird Information beispielsweise in der Speicherzelle 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 /6, so daß dann, wenn der Strom /* der
Steuerleitung 8 zugeführt wird, das umschaltbare Bauelement /6 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 /1 der Speicherzelle A gekoppelten Abschnitt 32 und schaltet
damit dieses Speicherelement um Und speichert einen umlaufenden Strom in der supraleitenden Schleife 3 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 /* in der .Steuerleitung 8 fließt, daß
jedoch das umschaltbare Bauelement /6 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
Entsperrslrom Iy im Steuerleitungsabschnitt 33 der
Zelle B, doch schaltet das Bauelement J 6 nicht um, weil der Strom Ix nicht vorhanden ist In der Speicherzelle D
ist weder der Entsperrstrom Iy noch der Strom ZA-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 umschaitbaren
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 F i g. 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 F i g. 3 und
Fig.6 ziemlich ähnlich sind, sind die Bauelemente in
F i g. 6 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wie in F i g. 3. Die Unterschiede zwischen den beider
Figuren bestehen darin, daß die Rückleitungen 25 in F i g. 3 in F i g. 6 durch gesonderte Leitungen 40 ersetz!
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, eine·
Stromes Ix an die Steuerleitung 8 und eines Stromes /j an die Leitung 42 betätigt werden, verläuft die
Speicherung von Information in Speicherzelle A ir genau der gleichen Weise ab, wie in Zusammenhang mil
F i g. 3 beschrieben. Durch Anlegen eines Entsperrstromes /ymit positiver oder negativer Polarität kann ein inUhrzeigersinn umlaufender oder ein im Gegenuhrzeigersinn
umlaufender Strom eingespeichert werden.
Bei einer anderen Betriebsart, bei der nur ein einzigei
umlaufender Strom zur Darstellung eines binärer Zustandes und kein umlaufender Strom zur Darstellung
des anderen binären Zustandes benutzt wird, wird dei Entsperrstrom /^gleichzeitig mit dem Strom /»undderr
von der Stromquelle 41 kommenden Strom Iy angelegt wodurch ein umlaufender Strom erzeugt wird, währenc
dann, wenn nur die Ströme Iy und Ix zugeführt werden ein Zustand ohne umlaufenden Strom erzielt wird. Ir
dem Betriebszustand ohne umlaufenden Strom wird da:
umschaltbare Schaltelement /5 durch Anwesenheit de: Stromes Iy und Ix dadurch in den Spannungszustanc
umgeschaltet, daß der Strom Iy in den Stromkreis 21 und dessen Abschnitt 22 abgeleitet wird. Ist in dei
supraleitenden Schleife der Speicherzelle A keir umlaufender Strom vorhanden, so hat dies kein»
Wirkung und in der supraleitenden Schleife 3 wird keil umlaufender Strom geespeichert. Wenn jedoch in de
supraleitenden Schleife ein umlaufender Strom vorhan den ist, dann bewirkt der im Abschnitt 22 de
Stromkreises 21 fließende Strom Iy', daß das Speicher element /1 der Speicherzelle A in den Spannungszu
stand umschaltet, wodurch der umlaufende Stron gelöscht wird und Information, beispielsweise eini
binäre O 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 abgeleitet 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 IyIl, doch läßt sich dieser
Wert dadurch erhöhen, daß die Induktivität im Zweigstromkreis 14 auf einen so hohen Wert gebracht
wird, daß der im Speicherelement /1 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 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 /1 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 Häifte 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
Tntsperrstrom 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 F i g. 2 bis 5 tritt bei der Schaltung gemäß F i g. 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
ίο wesentlich verbesserte Grenzwerte beim Einschreiben
von Information.
Die Speicherelemente und die umschaltbaren Josephson-Bauelemente
in den Fig.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 Steuerleitua^en 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 37 58 795 offenbart. Fertigungsverfahren zur Herstellung
von Josephson-Kontakten sind in der der Anmelderin gehörenden US-Patentschrift 38 49 276 zu
finden. Widerstände R, die bei der Betriebstemperatur 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 39 13 120 der Anmelderin zeigt und
offenbart Materialien und ein Fertigungsverfahren für Schaltungen und einen Widerstand, der zur Durchführung
der Erfindung verwendet werden kann.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
Claims (18)
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 (2; A, B, C, D) zum Anlegen eines steuernden Magnetfeldes ein zusätzlicher
Stromkreis (20; 30) und ein durch diesen Stro-ikreis überbrückbares, umschaltbares Bauelement
(. "·: /6) vorgesehen ist, und
daß eir Abschnitt (22, 32) eines jeden solchen Stromkreises jeweils mit dem umschaltbaren
Speicherelement (Ji- /4) 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 (Ji, /2,
J3, J4) entlnll, das einen Josephsonstrom zu führen
vermag und
daß zum Anlegen eines Entsperrstromes (I3) an eine
ausgewählte Speicherzelle eins mit dem elektromagnetisch angekoppelten Ldtungsabschnitt (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 umschattbares
Bauelement (J5; /6) vorgesehen ist. durch das
der Entsperrstrom nach dem mit dem Speicherelement (Ji-J4) der jeweils angesteuerten Zelle (2)
elektromagnetisch gekoppelten Abschnitt (22, 32) des zusätzlichen Stromkreises umleitbar oder
umsteuerbar ist.
5. Speicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß zum Anlegen eines steuernden Magnetfeldes an nur einer Speicherzelle (2) gleichzeitig mit dem
Entsperrstrom (ly) ein von diesem verschiedener Strom (Ix) über eine mit dem umschaltbaren
Bauelement (J 5; /6) elektromagnetisch gekoppelte Steuerleitung (8) zuführbar ist und
daß dadurch das Bauelement (J 5) umschaltbar und dadurch der Entsperrstrom (Iy) nach dem mit dem
Speicherelement der ausgewählten Zelle (z. B. A) elektromagnetisch gekoppelten Abschnitt (22, 32)
umleitbar ist, wodurch nach Abschalten beider Strö- M) me in der supraleitenden Schleife ein umlaufender
Strom erzeugbar ist.
6. Speicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle (4, 41) eine Impulsstromquelle
ist, die Impulse mit positiver und/oder hr>
negativer Polarität zu liefern vermag.
7. Speicher nach Anspruch 4, 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 (JS) enthält das zu seiner Umschaltung
mit einer ansteuerbaren Steuerleitung (8) elektromagnetisch gekoppelt ist, so daß bei gleichzeitiger
Ansteuerung der Sleuerleitung (8) der das umschaltbare
Bauelement (JS) durchfließende Strom nach dem dieses überbrückenden Stromkreis (20, 30)
umleitbar ist, wodurch über die elektromagnetische Kopplung zwischen dem Abschnitt (22, 32) das
Speicherelement nur der ausgewählten Speicherzelle umschaltbar ist
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 (JS) enthält
daß der das umschaltbare Bauelement (JS) überbrückende Stromkreis (20) dabei mit der ausgewählten Speicherzelle (z. B. A) in Reihe geschaltet und mit einem Abschnitt (22) mit dem Speicherelement (Ji) der Speicherzelle elektromagnetisch gekoppelt ist, und daß mit dem umschaltbaren Bauelement (JS) eine ansteuerbare Steuerleitung (8) elektromagnetisch gekoppelt ist, wodurch beim Umschalten des Bauelements der Entsperrstrom (Iy) nach dem Abschnitt (22) umgeleitet und damit das Speicherelement (Ji) ebenfalls umgeschaltet wird.
daß der das umschaltbare Bauelement (JS) überbrückende Stromkreis (20) dabei mit der ausgewählten Speicherzelle (z. B. A) in Reihe geschaltet und mit einem Abschnitt (22) mit dem Speicherelement (Ji) der Speicherzelle elektromagnetisch gekoppelt ist, und daß mit dem umschaltbaren Bauelement (JS) eine ansteuerbare Steuerleitung (8) elektromagnetisch gekoppelt ist, wodurch beim Umschalten des Bauelements der Entsperrstrom (Iy) nach dem Abschnitt (22) umgeleitet und damit das Speicherelement (Ji) ebenfalls umgeschaltet wird.
9. Speicher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß zum Umlenken ein?s 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 (J 6) in
Reihe geschaltet ist, das durch einen surpaleitenden 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 (Jd) der
vom Entsperrstrom (Iy) verschiedene Strom (Ix) nach dem an das Speicherelement (J 1) elektromagnetisch
angekoppelten Abschnitt (32) umleitbar ist, wodurch das Speicherelement der ausgewählten
Speicherzelle umschaltbar ist.
10. Speicher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerlei'ung (8) selektiv an eine externe Stromquelle (6) anschaltbar (7) ist.
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 AnsDruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß in dem überbrückenden Stromkreis (20; 30) ein Widerstand (R) eingeschaltet ist, dessen
Widerstandswert das umschaltbare Bauelement (J5; /6)selbstrückstellend macht.
13. Speicher nach Anspruch 8, dadurch gekenn-
zeichnet, daB 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 (JS; /6) selbsthaltend
macht.
15. Speicher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daB 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 Entsperr-
strom (Iy) führenden Stromkreises elektromagnetisch mit dem durch einen Stromkreis (30) überbrückten Bauelement (JG) gekoppelt und mit der
Speicherzelle (z. B. A^ selbst in Reihe geschaltet ist
17. Speicher nach A.nsprueh 9, dadurch gekennzeichnet, daß das umschaltbare, d-.rch einen
Stromkreis (30) überbrückte Bauelement (J6) mit einer selektiv anschaltbaren (7) Stromquelle (6) fiber
eine Steuerleitung (8) in Reihe angeschlossen ist, welche positive und/oder negative Stromimpulse zu
erzeugen vermag.
18. Speicher nach Anspruch 9, dadt._„ gekennzeichnet, daß der überbrf \ende Stromkreis (30)
einen Widerstand (R) enthält, dessen Widerstandswert je nach Größe das umschaltbare Bauelement
selbsthaltend bzw. selbstrückstellend macht
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/853,955 US4151605A (en) | 1977-11-22 | 1977-11-22 | Superconducting memory array configurations which avoid spurious half-select condition in unselected cells of the array |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2834236A1 DE2834236A1 (de) | 1979-05-23 |
DE2834236B2 DE2834236B2 (de) | 1980-02-14 |
DE2834236C3 true DE2834236C3 (de) | 1980-10-16 |
Family
ID=25317333
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2834236A Expired DE2834236C3 (de) | 1977-11-22 | 1978-08-04 | Supraleitender Speicher |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4151605A (de) |
JP (1) | JPS5473530A (de) |
CA (1) | CA1109561A (de) |
DE (1) | DE2834236C3 (de) |
FR (1) | FR2409574A1 (de) |
GB (1) | GB1601668A (de) |
IT (1) | IT1112287B (de) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4210921A (en) * | 1978-06-30 | 1980-07-01 | International Business Machines Corporation | Polarity switch incorporating Josephson devices |
US4360898A (en) * | 1980-06-30 | 1982-11-23 | International Business Machines Corporation | Programmable logic array system incorporating Josephson devices |
US4365317A (en) * | 1980-08-06 | 1982-12-21 | International Business Machines Corporation | Superconductive latch circuit |
US4633439A (en) * | 1982-07-21 | 1986-12-30 | Hitachi, Ltd. | Superconducting read-only memories or programable logic arrays having the same |
JPS6219064U (de) * | 1985-07-16 | 1987-02-04 | ||
US5479131A (en) * | 1992-11-09 | 1995-12-26 | Hewlett-Packard Company | Squid array voltage standard |
JP3655753B2 (ja) * | 1998-10-07 | 2005-06-02 | 日本電気株式会社 | 超伝導電流計測回路とそれを用いた電流計測装置 |
US6242939B1 (en) * | 1999-03-05 | 2001-06-05 | Nec Corporation | Superconducting circuit having superconductive circuit device of voltage-type logic and superconductive circuit device of fluxoid-type logic device selectively used therein |
US9384827B1 (en) * | 2015-03-05 | 2016-07-05 | Northrop Grumman Systems Corporation | Timing control in a quantum memory system |
GB201515620D0 (en) * | 2015-09-03 | 2015-10-21 | New Royal Holloway & Bedford | Superconducting device and method of manufacturing a superconducting device |
US9443576B1 (en) | 2015-11-09 | 2016-09-13 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Josephson magnetic random access memory with an inductive-shunt |
GB2560196A (en) * | 2017-03-03 | 2018-09-05 | The Royal Holloway And Bedford New College | Superconducting device |
US10447278B1 (en) | 2018-07-17 | 2019-10-15 | Northrop Grumman Systems Corporation | JTL-based superconducting logic arrays and FPGAs |
US10818346B2 (en) | 2018-09-17 | 2020-10-27 | Northrop Grumman Systems Corporation | Quantizing loop memory cell system |
US11024791B1 (en) | 2020-01-27 | 2021-06-01 | Northrop Grumman Systems Corporation | Magnetically stabilized magnetic Josephson junction memory cell |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3626391A (en) * | 1968-07-15 | 1971-12-07 | Ibm | Josephson tunneling memory array including drive decoders therefor |
US3643237A (en) * | 1969-12-30 | 1972-02-15 | Ibm | Multiple-junction tunnel devices |
US4130893A (en) * | 1977-03-29 | 1978-12-19 | International Business Machines Corporation | Josephson memory cells having improved NDRO sensing |
JPS547830A (en) * | 1977-06-20 | 1979-01-20 | Ibm | Nnstage decoder |
US4198577A (en) * | 1977-06-20 | 1980-04-15 | International Business Machines Corporation | Loop decoder for Josephson memory arrays |
-
1977
- 1977-11-22 US US05/853,955 patent/US4151605A/en not_active Expired - Lifetime
-
1978
- 1978-05-30 GB GB24275/78A patent/GB1601668A/en not_active Expired
- 1978-06-14 CA CA305,412A patent/CA1109561A/en not_active Expired
- 1978-07-07 JP JP8215778A patent/JPS5473530A/ja active Granted
- 1978-07-21 FR FR7822192A patent/FR2409574A1/fr active Granted
- 1978-07-26 IT IT26103/78A patent/IT1112287B/it active
- 1978-08-04 DE DE2834236A patent/DE2834236C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5473530A (en) | 1979-06-12 |
US4151605A (en) | 1979-04-24 |
JPS571075B2 (de) | 1982-01-09 |
FR2409574B1 (de) | 1983-10-28 |
FR2409574A1 (fr) | 1979-06-15 |
CA1109561A (en) | 1981-09-22 |
IT1112287B (it) | 1986-01-13 |
GB1601668A (en) | 1981-11-04 |
DE2834236B2 (de) | 1980-02-14 |
IT7826103A0 (it) | 1978-07-26 |
DE2834236A1 (de) | 1979-05-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2834236C3 (de) | Supraleitender Speicher | |
DE2010366C3 (de) | Verfahren und Einrichtung zum Einschreiben von Informationen in einen nur zum Ablesen bestimmten Speicher | |
DE1817510A1 (de) | Monolythischer Halbleiterspeicher | |
EP1360692B1 (de) | Verfahren zum beschreiben magnetoresistiver speicherzellen und mit diesem verfahren beschreibbarer magnetoresistiver speicher | |
DE2356260A1 (de) | Dynamisch doppelt geordneter schieberegisterspeicher und verfahren zum betrieb des speichers | |
DE2909222C3 (de) | Josephson-Schaltung zur Polaritätsumschaltung und Verfahren zu deren Betrieb | |
DE2810610C3 (de) | ||
DE19823826A1 (de) | MRAM-Speicher sowie Verfahren zum Lesen/Schreiben digitaler Information in einen derartigen Speicher | |
DE1058284B (de) | Magnetkernmatrix-Speicheranordnung mit mindestens einer Schaltkernmatrix | |
CH621657A5 (de) | ||
DE2360378A1 (de) | Speicherzelle | |
DE1186509B (de) | Magnetspeicher mit einem mit zueinander senkrechten Bohrungen versehenen Magnetkern | |
DE1449795A1 (de) | Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines assoziativen Speichers | |
DE1295656B (de) | Assoziativer Speicher | |
DE1931765A1 (de) | Koinzidenzspeichermatrix | |
DE1524886A1 (de) | Assoziativspeicher mit Duennschichtelementen | |
DE1499853A1 (de) | Cryoelektrischer Speicher | |
EP1182666A1 (de) | Integrierter Speicher mit Speicherzellen mit magnetoresistivem Speichereffekt | |
DE2246756C3 (de) | Elektronischer Datenspeicher | |
WO2003038829A2 (de) | Speicheranordnung | |
DE1574656B2 (de) | Speicheranordnung mit einer anzahl von matrixfeldern | |
DE1095012B (de) | Speicheranordnung mit Supraleitern | |
DE1574759B2 (de) | Magnetkernspeicher mit gemeinsamer Schreib- und Leseleitung | |
DE1474462B2 (de) | Kryoelektriecher Speicher | |
DE1574759C (de) | Magnetkernspeicher mit gemeinsamer Schreib und Leseleitung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OAP | Request for examination filed | ||
OD | Request for examination | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |