DE2908930A1

DE2908930A1 - Magnetblasenspeicheranordnung

Info

Publication number: DE2908930A1
Application number: DE19792908930
Authority: DE
Inventors: David Carl Bullock
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 1978-03-20
Filing date: 1979-03-07
Publication date: 1979-10-04
Also published as: JPS54111727A; GB2016837A; US4193124A; GB2016837B

Description

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Patentanwälte

Dipl.-lng. Dipl.-Chem. Dipl.-lng.

E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser

Ernsbergerstrasse 19

8 München 60

Unser Zeichen! T 3192 I.März 1979

TEXAS INSTRUMENTS INCORPORATED
13500 North Central Expressway
Dallas, Texas, V.St.A.

Magnetblasenspe icheranordnung

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Magnetblasenspeicher und insbesondere auf eine Magnetblasenspeicheranordnung mit einem in zwei Ebenen ausgebildeten Austausch-Übertragungs/ Replikations-Tor und einem ebenfalls in zwei Ebenen ausgebildeten Replikations-Ausgangstor am Eingangs-bzw. Ausgangsende einer entsprechenden Neben-Fortbewegungsschleife, die zwischen Haupt- Fortbewegungsbahnen mit Blaseneingabe- und Blasenausgabe-Abschnitten in einem Magnetblasen-Zwischenspeicher enthalten ist. Die speziellen Formen der in zwei Ebenen ausgebildeten Austausch-Ubertragungs/Replikations· Torstruktur und der Replikations-Ausgabetorstruktur, die anechliessend beschrieben werden,stellen Verbesserungen der Strukturen dar, die in der USA-Patentanmeldung SN 783 996 vom 4.April 1977 beschrieben sind.

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Magnetblasenspeicher enthalten typischerweise eine oder mehrere Speicherschleifen, die mehrere Magnetdomänen oder Magnetblasen aufnehmen, von denen jede ein Bit einer binären Information repräsentiert. Diese Magnetblasen können in synchronisierter und gesteuerter Form so längs einzelner Speicherschleifen weitergedreht werden, daß ein Zugriff auf die auf diese Weise gespeicherte Information erhalten werden kann. Die Speicherschleifen sind gewöhnlich in Form mehrerer Nebenspeicherschleifen organisiert, die einer Hauptspeicherschleife zugeordnet sind, wobei die Informationen in Form einer Folge von Magnetblasen und Leerstellen, die den Binärwert "1" bzw. den Binärwert -¹¹O* repräsentieren, zwischen der Hauptspeicherschleife und jeder der Nebenschleifen übertragen werden kann, so daß das Lesen der Information aus dem Speicher und das Schreiben der Information in den Speicher ermöglicht werden. Das Magnetblasen-Speicher-Plättchen besteht aus einem Substrat aus nichtmagnetischem Material, auf dem eine ebene Schicht aus Magnetmaterial angebracht ist, das Magnetblasen aufrecht erhalten kann. Die Magnetblasen werden zu einer Bewegung längs vopbestimmter Bahnen innerhalb der Schicht aus dem Magnetmaterial dadurch veranlaßt, daß auf dieser Schicht ein magnetisierbares Blasenfortbewegungsmuster aus einer Folge von Dünnschicht-Fortbewegungselementen aus magnetisch weichem Material, beispielsweise Permalloy in Form winziger geometrischer Figuren oder Elemente angebracht wird. In der Ebene der Schicht aus Magnetmaterial wird ein Antriebsmagnetfeld gedreht, das die in dem Blasenfortbewegungsmuster enthaltenen einzelnen Fortbewegungselemeniß nacheinander in zyklischer Folge so polarisiert, daß die einzelnen Blasen

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in einer schrittweisen Bewegung längs des Übertragungswegs fortbewegt werden, der von den magnetisierbaren Fortbewegungselementen definiert ist. Ein solches allgemein angewendetes Blasenfortbewegungsmuster in einem Magnetblasenspeicher besteht aus einer Folge von abwechselnden T-förmigen und stabförmigen Permalloy-Elementen.Auch ein Muster aus winke1-häkenförmigen Permalloy-Elementen ist eine weitere übliche Ausgestaltung, die zu diesem Zweck eingesetzt wird« In jüngster Zeit ist auch eine asymmetrische Form des Winkelhakenmusters als Blasenfortbewegungselement angewendet worden. Magnetblasenspeicher und die allgemeinen Arten von Blasenfortbewegungsbahnen, die in diesen Speichern bei der Verarbeitung von Daten verwendet werden, die durch die Anwesenheit oder Abwesenheit von Blasen repräsentiert sind, sind in dem Aufsatz "Magnetic Bubbles" von Andrew H.Bobeck und von H.E.D. Scovil in der Zeitschrift "Scientific American« Seiten 78 bis 90, Juni 1971 , beschrieben.

Diese Blasenfortbewegungsmuster auf einem Magnetblasenspeicher-Plättchen haben zwar im allgemeinen zufriedenstellend gearbeitet, doch führen die geringe Größe der magnetisierbaren Elemente in den Magnetblasenfortbewegungsmustern bei der Verwendung für Magnetblasen in einer Größe von 5 wm oder darunter und die Präzision, mit der diese Elemente aus magnetisch weichem Material auf der die Blasen aufrechterhaltenden Magnetschicht angebracht werden müssen, zu Schwierigkeiten bei der Beibehaltung der geringen Ausrichttoleranzen bei der Herstellung eines vollständigen Blasenfortbewegungsmusters mit den die Blasenfunktionen bestimmenden Komponenten, wie Blasengeneratoren, Replikationselemente, Löschelemente und Übertragungstore, die in völlig zuverlässiger Weise die Blasen in geführten Bahnen in der die Blasen aufrechterhaltenden

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Magnetschicht des Speicher-Plättchens weiterbewegen. Die Bewegung jeder Blase auf dem Speicher-Plättchen hinsichtlich der Richtung und der Einwirkung auf die Blase durch verschiedene Funktions-Bestimmungselemente müssen exakt und völlig vorherbestimmbar ablaufen, wenn das Speicher-Plättchen in einer Weise arbeiten soll, die die Erfassung der Daten, die durch die Anwesenheit oder die Abwesenheit von Magnetblasen repräsentiert sind, beim Lesen am Speieherausgang durch geeignete Magnetblasendetektoren ermöglicht werden soll. Außerdem ist es erwünscht, das Speicher-Plättchen so aufzubauen, daß ein zerstörungsfreies Lesen der Daten ermöglicht wird, was eine Replikationsfunktion auf dem Plättchen erforderlich macht, damit entsprechende Blasen repliziert werden können, wenn sie zu einer Lesebahn für das anschliessende Lesen durch einen Blasendetektor und das Löschen durch ein Löschelement gelenkt werden. Die replizierte Blase wird an die gleiche tatsächliche Stelle in einem Blasenübertragungsweg zurückgelenkt,die die anschließend zu lesende Blase verlassen hat, damit die Daten auf dem Speicher-Plättchen erhalten bleiben. Zu diesem Zweck ermöglichen die Magnetblasenspeicher-Plättchen üblicherweise eine Blasenreplikationsfunktion in Form eines speziellen Blasenreplikationselements , das an einer passenden ^stelle des Blasenfortbewegungsmusters angebracht ist und eine anschließend zu lesende Blase spaltet, so daß zwei Blasen entstehen) die durch Replizieren erzeugte zweite Blase wird wieder an die gleiche Stelle zurückgeschickt, die die zu lesende Blase verlassen hat. Bekannte Blasenreplikationsstrukturen erfordert* ebenso wie die einzelnen Blasenfortbewegungselemente aus magnetisch weichem Material in den Blasenfortbewegungsmustern äußerst enge Toleranzbereiche in Bezug auf die Steuerleiter, auf die die Blasen-

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Replikationselemente reagieren, damit die Replikationsfunktion bei der Verdopplung einer durch einen Blasendetektor auf dem Speicher-Plättchen zu lesenden Blase richtig ausgeführt wird. Eine Austausch-Obertragungs-Torstruktur und eine Replikations/Übertragungs-Ausgabe-Torstruktur sind in einem Aufsatz mit dem Titel "-68k Bit Capacity 16 um-Period Magnetic Bubble Memory Chip Design With 2 um Minimum Features"- von P.I. Bonyhard and J.L.Smith in "IEEE Transactions on Magnetics», Band MAG-17» Nr.6, Seiten 614 bis 617, November 1976, beschrieben. Das in diesem Aufsatz beschriebene Austausch-Übertragungs-Tor ist kein echtes Austausch-Übertragungs-Tor, da die tatsächlichen Positionen der zwischen einer Hauptübertragungsbahn und einer Nebenspeicherschleife ausgetauschten Datenbits nicht aufrechterhalten werden. Diese Struktur läßt sich, daher besser als ein Pseudo-Austausch-Übertragungs-Tor bezeichnen. Das in dem Aufsatz beschriebene Replikations-übertragungs-Ausgabe-Tor ist einer ähnlichen Einschränkug bei der Datenverarbeitung unterworfen, die seine Nützlichkeit begrenzt.

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In der·erwähnten USA-Patentanmeldung SN 783 996 ist eine Magnetblasenspeicherstruktur beschrieben, in der zwischen den Blaseneingabeabschnitt und jede der entsprechenden Speicherschleifen, die in geradzahligen und ungeradzahligen, den Blasenspeicherabschnitt bildenden Speicherschleifenblöcke enthalten sind, Austausch-Übertragungs-Tore eingefügt sind. Die A_ustausch-Ubertragungs-Tore sind so ausgestaltet, daß sie auf ein Energieimpulssignal aus einem von einer geeigneten Steuerschaltung geregelten Impulsgenerator ansprechen, so daß Daten, die von Folgen aus Magnetblasen und Leerstellen repräsentiert sind, aus dem Blaseneingabeabschnitt in die in den geradzahligen und ungeradzahligen Blöcken enthaltenen Speicherschleifen eingegeben werden, während gleichzeitig eine umgekehrte Datenübertragung aus den jeweiligen Speicherschleifen der geradzahligen und ungeradzahligen Blöcke des Blasenspeicherabschnitts in den Blaseneingabeabschnitt übertragen werden. In der gesamten öimultan erfolgenden Datenübertragung bleiben die tatsächlichen Positionen der ausgetauschten Datenbits aufrechterhalten, was eine echte Austauschoperation im Gegensatz zu dem Pseudoaustausch ergibt, der mit Hilfe der in dem oben erwähnten Aufsatz von Bonyhard et al beschriebenen Struktur erzielt wird. Außerdem sind zwischen die einzelnen Speicherschleifen in den den Blasenspeicherabschnitt bildenden geradzahligen und ungeradzahligen Blöcken und den Blasenausgabeabschnitt Replikationstore eingefügt, damit während des Lesens der Daten eine Beibehaltung derDaten in den Speicherschleifen ermöglicht wird, da diese Replikationstore jeweils Magnetblasen als Reaktion auf ein ihnen von dem Impulsgenerator zugeführtes Energieimpulseignal spalten. Nach Spalten einer Magnetblase bilden diese

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Replikationstore also eine replizierte Ma,gnetblase zusätzlich zu der ursprünglichen Magnetblase, so daß eine dieser zwei Blasen aus der im Blasenspeicherabschnitt enthaltenen Speicherschleife zum Blasenausgabeabschnitt übertragen werden kann, während die- andere Blase in der Speicherschleife verbleiben kann. Das Replikationstor hält wie die Austausch-Ubertragungs-Tore die tatsächlichen Positionen der ihnen zugeführten Datenbits aufrecht.

Die in der erwähnten USA-Patentanmeldung SN 783 996 beschriebenen Austausch-Übertragungs-Tore und

enthalten Jeweils ein um 90° abgewinkeltes hakenförmiges Element, das der zweiten Ebene ihres in zwei Ebenen ausgeführten Aufbaus liegt; dieses hakenförmige Element ist dabei in die in einer Speicherschleife enthaltenen Blasenfortbewegungselemente einbezogen. Die um 90° abgewinkelten, hakenförmigen Elemente der entsprechenden Austausch-Übertragungs-Tore und der Replikationstore sind an den Eingangs- und Ausgangsenden der Speicherschleifen angebracht und bilden die gegenüberliegenden Verbindungsabschnitte ^eder Schleife« Gelegentlich treten bei diesem Aufbau Probleme auf, obgleich er im allgemeinen bezüglich der Zuverlässigkeit der Datenübertragung mittels einer Bewegung der Blasen und der Leerstellen zu und von Speicherschleifen an den Eingabe- und Ausgabe-Blasenabschnitten der Magnetblasenspeicheranordnung zuverlässig arbeitet. Die Polstärken der die um 90° abgewinkelten hakenförmigen Elemente durchquerenden Blasenpositionen haben ziemlich unterschiedliche Größen, was dazu führt, daß die Stärke des erforderlichen Antriebsfeldes vergrößert werden muß, und was verstärkt zur Möglichkeit von Wechselwirkungen

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zwischen Blasen führt, die die Arbeitsweise der so aufgebauten Tore nachteilig beeinflußt.

Die Erfindung betrifft ein Eingabe-Austausch-Ubertragungs/ Replikationstor und ein Ausgabe-Replikations-Tor mit einem in Bezug auf die in der USA-Patentanmeldung SN 783 996 beschriebenen Austausch-Übertragungs-und Replikationstore modifizierten Aufbau, der eine zuverlässigere Übertragung der von Magnetblasen und von Leerstellen repräsentierten Daten in und aus Speicherschleifen ermöglicht, denen die Tore zugeordnet sind. Die Eingabe-Austausch-Übertragungs/Replikations-ToPstruktur und die Ausgabe-Replikations-Torstruktur werden in einem Magnetblasenspeicher angewendet, der einen Blasenspeicherabschnitt mit mehreren Nebenfortbewegungsbahnen in Form von Speicherschleifen enthält, die mit Eingabe- und Ausgabe-Blasenabschnitten zusammenwirken, die von Hauptblasenfortbewegungsbahnen gebildet sind. Die Torstrukturen weisen einen in zwei Ebenen liegenden Aufbau auf, während der Magnetblasenspeicher selbst eine in mehreren Ebenen aufgebaute Anordnung 1st, die ein nichtmagnetisches Substrat, eine ebene Schicht aus einem darauf angebrachten, die Magnetblasen aufrechterhaltenden Magnetmaterial und einen in mehreren Ebenen befindlichen Aufbau enthält; dieser in mehreren Ebenen befindliche Aufbau enthält seinerseits erste und zweite Metallisierungsmusterebenen, die, getrennt durch eine isolierende Zwischenschicht auf der ebenen Schicht aus Magnetmaterial angebracht sind. Die erste Metallisierungsebene enthält die Steuerleiter für die die Blasenfunktion bestimmenden Komponenten, und die Fortbewegungselemente, die das aus Permalloy bestehende Überzuügsmuster bilden, ergeben die zweite Metallisierungsebene. Der Steuerleiter für

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jede Austausch-Übertragungs/Replikations-Torstruktur und jede Replikations-Torstruktur besteht aus einem länglichen Haarnadelelement mit einem an einem Ende gebildeten Schleifenbereich; dieses Haarnadelelement hat eine bezüglich des in der USA-Patentanmeldung SN 783 996 beschriebenen Haarnadelelements modifizierte Gestalt. Dieses Haarnadelelement befindet sich in der ersten Metallisierungsebene der Steuerleiter, und es ist direkt auf der ebenen Schicht aus dem die Magnetblasen aufrechterhaltenden Magnetmaterial. Die Isolierschicht ist auf dem Haarnadelelement in jeder der Torstrukturen angebracht.

Die zweite Ebene der Austausch-Ubertragungs-Replikations-Torstrukturen und der Replikations-Torstrukturen liegt in der gleichen Höhe wie die Permalloy-Elemente, die die Blasenfortbewegungsbahnen bilden; diese zweite Ebene besteht aus einem asymmetrischen hakenförmigen Übertragungs/Replikations-Element an jedem zugehörigen Ende einer entsprechenden Speicherschleife, so daß die gegenüberliegenden Verbindungsbrücken der Schleife gebildet werden. Das asymmetrische hakenförmige Element enthält einen asymmetrischen winkelförmigen Abschnitt, der eine Verlängerung eines Längsabschnitts der geschlossenen schleifenförmigen Bahn bildet, sowie einen keilförmigen Verbindungsabschnitt, der einstückig mit dem asymmetrischen winkelförmigen Abschnitt verbunden ist und sich quer über die Längsabschnitte der geschlossenen schleifenförmigen Bahn erstreckt, so daß die Bögen der Schleife entstehen. Der keilförmige Verbindungsbogenabschnitt verjüngt sich von dem asymmetrischen winkelförmigen Abschnitt aus, und er endet an einem von dem asymmetrischen winkelförmigen Abschnitt entfernten Bereich, der im anderen

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Längsabschnitt der geschlossenen schleifenförraigen Bahn liegt. Der keilförmige Verbindungsbogenabschnitt des asymmetrischen hakenförmigen Elements ist allgemein mit dem Schleifenbereich des darunterliegenden Haarnadelelements ausgerichtet, so daß er sich quer über diesen ^chleifenbereich mit Überlappung im Abstand mit dazwisehengefügter Isolierung erstreckt. Mittels eines Impulsgenerators, der in einem ausgewählten Steuerbetrieb arbeitet, in dem er ein Energieimpulssignal mit vorbestimmter Dauer erzeugt, das dem Haarnadelelement einer Austausch-Übertragungs/Replikations-Torstruktur zugeführt wird, können von Ketten aus Magnetblasen und Leerstellen repräsentierte Daten gleichzeitig zwischen dem Blaseneingabeabschnitt und der im Blasenspeicherabschnitt enthaltenen Speicherschleife ausgetauscht werden. Auf diese Weise können während eines Schreibbetriebs neue Daten in den Blasenspeicherabschnitt eingegeben werden, während gleichzeitig alte Daten aus dem Blasenspeicherabschnitt entnommen werden können, so daß die Zeit, die für das Einsetzen neuer Daten in den Blasenspeicherabschnitt des Magnetblasenspeicher-Plättchens benötigt wird, beträchtlich verkürzt wird.

Die Ausgabe-Replikations-Torstruktur kann durch Anlegen eines entsprechenden Signals, das von dem Impulsgenerator an den haaraadelförmigen Steuerleiter der Torstruktur geliefertvwird in einem Replikationsbetrieb arbeiten, bei dem eine Magnetblase zur Bildung einer replizierten Magnetblase zusätzlich zu der ursprünglichen Magnetblase gespalten wird. Auf diese Weise kann eine der Magnetblasen aus der Speicherschleife im Blasenspeicherabschnitt zum Blasenausgabe·

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abschnitt für eine Abtastung während eines Lesebetriebs übertragen werden, während die andere Magnetblase an der gleichen tatsächlichen Bitposition in der Speicherschleife verbleiben kann, so daß ein nichtzerstörendes Lesen von Daten erhalten wird.

Die hier zu beschreibenden Austausch-Ubertragungs/Replikations-Torstrukturen und Replikations-Torstrukturen ermöglichen eine größere Flexibilität der Datenverarbeitung mittels eines Magnetblasenspeichers, der diese Torstrukturen enthält, während gleichzeitig im Vergleich zu den Torstrukturen, die in der USA-Patentanmeldung SN 783 996 beschrieben sind, eine verbesserte Betriebszuverlässigkeit erreicht wird.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigens

Fig.1 eine schematische Ansicht einer typischen Anordnung eines Magnetblasenspeicher-Plättchens, bei dem die Eingabe-Austausch-Übertragungs/Replikations-Tor-■ ·strukturen und Ausgabe-Replikations-Torstrukturen nach der Erfindung verwendet werden können,

Fig.2 eine teilweise schematische vergrößerte Draufsicht auf einen Teil einer Magnetblasen-Fortbewegungsbahn für die Verwendung in dem in Fig.1 dargestellten Magentblasenspeicher-Plättchen, wobei ein Eingabe-Austauseh-Obertragungs/Replikations-Tor und ein Ausgabe-Replikations-Tor nach der Erfindung an den beiden Enden einer Datenspeicherschleife angebracht sind,

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Fig.3A eine teilweise schematische vergrößerte Draufsicht, die der Ansicht von Fig.2 ähnlich ist, und die normale Fortbewegung von Magnetblasen bezüglich der Austausch-Übertragungs-Zone zeigt, wenn das Eingabe-Austausch-Übertragungs/Replikations-Tor nicht betätigt ist,

Fig.3B eine teilweise schematische vergrößerte Draufsicht, die der Ansicht von Fig.2 ähnlich ist, und die Fortbewegung von Magnetblasen zeigt, wenn das Eingabe-Austausch-Übertragungs /Replikations-Tor imAustauschbetrieb arbeitet, bei dem Magnetblasen gleichzeitig zwischen einer Hauptfortbewegungsbahn des Blaseneingabeabschnitts und _einer Nebenspeicherschleife übertragen werden,

Fig.3C eine teilweise schematische vergrößerte Draufsicht» die der Ansicht von Fig.2 ähnlich ist und die Fortbewegung von Magnetblasen zeigt, wenn das Eingabe-Austausch-Übertragungs/Replikations-Tor im Replikationsbetrieb arbeitet, in dem es die Magnetblase zur Bildung einer zweiten, replizierten Blase spaltet,

Fig.3D eine teilweise schematische vergrößerte Draufsicht, die der Ansicht von Fig.2 ähnlich ist und die Fortbewegung einer Magnetblase zeigt, wenn das Ausgabe-Replikations-Tor im Replikationsbetrieb arbeiteten dem es die Magnetblase zur Bildung einer zweiten, replizierten Blase spaltet, und

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Fig.4 eine vergrößerte Draufsicht auf das in der Eingabe-Austausch-Übertragungs/Replikations-Torstruktur und in der Ausgabe-Replikations-Torstruktur nach der Erfindung enthaltene asymmetrische, hakenförmige Übertragungs/Replikations-Element.

In Fig»1 ist sehematisch eine Magnefblasenspeicheranordnung dargestellt, wie sie auch in der USA-Patentanmeldung SN 783 996 dargestellt und beschrieben ist; in diese Anordnung können die Eingabe-Austausch-Ubertragungs/Replikations-Torstrukturen und Ausgabe-Replikations-Torstrukturen eingefügt werden, die anschließend näher beschrieben werden sollen.Das in Fig.1 dargestellte Magnetblasenspeicher-Plättchen enthält ein nichtmagnetisches Substrat, auf der eine ebene, magnetblasenaufrechterhaltende Magnetschicht. 10 mit uniaxialer Anisotropie angebracht ist. Üblicherweise besteht das nichtmagnetische Substrat aus einett nichtaiagnetischen Seltene -Er d-Granat oder Gadolinium-Gallium-Granat (GGG), und die Schicht 10 ist eine epitaktisch aufgebrachte Granatschicht,beispielsweise aus (JSmCaLu,) (FeGe)S₅ O₁₂ mit einer Dicke von etwa 2 iom für die Verwendung bei Magnetblasen von einem Durchmesser von 2«m und mit einer leichten Magnetisierungsrichtung, die senkrecht zur Schichtebene verläuft. Andere Materialien für die epitaktisch aufgewachsene Schicht aus dem Magnetblasen aufrechterhaltenden Material ist mit einem Dickenbereich in der'Größenordnung von 1 bis 10 pm sind;

(FeGa)₅ O₁₂, (YeGdBn)₃ (FeGa)₅ O₁₂, (YEuYb)₃ (FeAl)₅ O₁ ₅ (FeGa)₅ O₁₂, (YEu)₃ Fe₅ O₁₂, (LuSm)₃ Fe₅ O₁₂, Fe₅ O₁₂ und (YSmCa)₃ (FeGe) O₁₂.

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In Fig.1 ist auf der Magnetschicht 10 ein Blasenfortbewegungsmuster angebracht, das die Bewegung der Blasen in der Schicht 10 abhängig von einer Änderung der Orientierung eines Drehmagnetfeldes in der Ebene der Schicht 10 lenkt; das sich in der Ebene drehende Magnetfeld wird von einer Drehfeldquelle 11 erzeugt. Das Blasenfortbewegungsmuster kann aus einer Überzugsschicht aus magnetisch weichem Material, beispielsweise Permalloy, bestehen, das auf einer Hauptfläche der ebenen Magnetschicht 10 angebracht ist. Es ist zu erkennen,daß auf der ebenen Magnetschicht 10 eine Mehrschichtstruktur angebracht ist, die erste und zweite Metallisierungsschichten und eine dazwischenliegende Schicht aus Isoliermaterial, beispielsweise aus Siliziumdioxid, enthält. Die erste Metallisierungsschicht ist so geflüstert , daß Steuerleiter und Bestandteile von Strukturen zur Beeinflussung von Blasenfunktionen entstehen, wie noch erläutert wird. Die ebenfalls in Form eines Musters ausgeführte zweite Metallisierungsschicht enthält das Überzugsmuster aus magnetisch weichem Material. Wie in Fig.1 dargestellt ist, kann das Überzugsmuster aus magnetisch weichem Material so angeordnet sein, daß es einen Blaseneingabeabschnitt 12, einen Blasenausgabeabschnitt 13 und einen zwischen dem Blaseneingababschnitt 12 und dem Blasenausgabeabschnitt 13 liegenden Blasen-Zwischenspeicherabschnitt enthält . Der Blaseneingabeabschnitt 12 und der Blasenausgabeabschnitt 13 bilden Magnetblasen-Hauptfortbewegungsbahnen, während der Zwischenspeicherabschnitt 14 mehrere Magnetblasen-Nebenfortbewegungsbahnen in Form einzelner geschlossener Magnetblasenspeicherschleifen bilden. Der Blaseneingabeabschnitt 12 enthält zwei Hauptfortbewegungs-

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bahnen 15 und 16 , die kaskadenartig hintereinanderliegen, wobei jede Hauptfortbewegungsbahn einen Magnetblasengenerator 17 enthält. Jeder Magnetblasengenerator 17 kann beispielsweise eine haarnadelförmige Struktur haben, so daß bei jeder vollständigen Drehung des mittels der Quelle 11 erzeugten, sich in der Ebene drehenden Ansteuermagnetfeldes Magnetblasen erzeugt werden, die sich längs der Hauptfortbewegungsbahnen 15 und 16 im Blaseneingabeabschnitt 12 weiterbewegen.Die Hauptfortbewegungsbahn 15 ist eine, "gerade"-Generatorbahn, und die Hauptfortbewegungsbahn 16 ist eine "ungerade" Generatorbahn. Die Generatoren 17, 17 werden in Serie betrieben, wobei die "gerade"-Generatorbahn 15 so aufgebaut ist, daß sie im Vergleich zur "ungerade ."-Generatorbahn einen zusätzlichen Fortbewegungsschritt aufweist. Die Generatoren 17, 17 werden wahlweise zur Erzeugung von Magnetblasen betätigt, indem" ein Energieimpulssignal mit vorbestimmter Dauer an den Steuerleiter 18 angelegt wird, der den Generatoren 17, 17 zugeordnet ist und in der ersten Metallisierungsschicht liegt. Die einzelnen Megnetblasen haben einen Durchmesser, der von dem von der Quelle 19 erzeugten Vormagnetisierungsfeld bestimmt wird, das im wesentlichen senkrecht zum Plättchen angelegt wird. Beim Betrieb des Magnetblasen-Speicher-Plättchens von Fig.1 können Magnetblasendurchmesser von 1 bis 5 tun angewendet werden.

Wie gezeigt ist, ist der Blasenspeicherabschnitt 14 in einer Blockreplikationsform angeordnet, so daß ein erster Block 2OA und ein zweiter Block 2OB entstehen, die jeweils von mehrerenBlasenspeichersohleifen 21 gebildet sind. Der erste Block 2OA des Blasenspeicherabschnitts 14 ist ein "gerade "-Block, der Nebenspeicherschleifen 21 mit

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den Ordnungszahlen O, 2, 4, enthält, und der zweite

Block 2OB ist ein "ungerade "-Block, der die Nebenspeicherschleifen 21 mit den Ordnungszahlen 1, 3, 5 ..· enthält.

Der Blasenausgabeabschnitt 13 enthält eine erste Hauptfortbewegungsbahn 22 und eine damit endweise zusammengefügte zweite Hauptfortbewegungsbahn 23, wobei die Hauptfortbewegungsbahn 22 eine "gerade"-Detektorbahn und die Hauptfortbewegungsbahn 23 eine "ungerade"-Detektorbahn aufweist. Ferner enthält der Blasenausgabeabschnitt 13 jeweils Verlängerungen der Hauptfortbewegungsbahneh und 23, nämlich eine Verlängerung 24, die der "gerade"-Detektorbahn zugeordnet ist und eine Verlängerung 25, die der "ungerade"-Detektorbahn 23 zugeordnet ist. Die gesamte "gerade"-Detektorbahn 22, 24 des Blasenausgabeabschnitts 13 ist so aufgebaut, daß sie einen Fortbewegungsschritt weniger als die gesamte "ungerade"-Detektor-Bahn 23, 25 aufweist. Die Verlängerung 24 der Hauptfortbewegungsbahn 22 ist zu einem Abschnitt dieser Fortbewegungsbahn zurückgefaltet, damit eine Überschneidung mit der Verlängerung 25 der Hauptfortbewegungsbahn 23 entsteht; die Verlängerung 25 setzt sich in einem versetzten Schenkel aus der Hauptfortbewegungsbahn 23 fort, und sie verläuft dann parallel zu einem Abschnitt der Hauptfortbewegungsbahn 22. Die Überschneidungsstelle der Verlängerungen 24 und 25 der Detektorbahnen 22 und 23 bilden einen Vereinigungspunkt 26. Der Vereinigungspunkt 26 ist an einem geeigneten Blasendetektor 27 mittels einer Fortsetzung 28 der Hauptfortbewegungsbahn angeschlossen, die von dem Vereinigungspunkt 26 zu dem Detektor 27 führt. Der Fortsetzungsabschnitt 28 der Hauptfortbewegungsbahn, der auch als Detektorzufuhrbahn bezeichnet ist,

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liefert Daten in Form von Ketten aus Magnetblasen und Leerstellen, die die Binärwerte "1" und"O" repräsentieren mit der Feldgeöchwindigkeit der in das Magnetblasen speicher-Plättchen eingegebenen Daten, damit die Daten festgestellt werden können. Die dem Detektor 27 über die Detektorzufuhrbahn 28 zugeführten Datenbits wechseln sich zwischen geraden und ungeraden Bits ab, die aus dem Block 28A und aus dem Block 2OB kommen.

Mittels einer Steuerleitung 31, die zu einem Impulsgenerator führt,sind mit den Nebenschleifen 21 und mit den Generatorbahnen 15 und 16 wirkungsmässig mehrere Eingabe-Austausch-Übertragungs/Replikations-Tore 30 verbunden, deren Anzahl der Anzahl der Speicherschleifen 21 entspricht. Durch eine geeignete impulsförmige Ansteuerung der Steuerleitung über eine Steuerschaltung 32, die einen variablen Impulsgenerator enthält, können Datenaustauschvorgänge aus dem Blaseneingabeabschnitt 12 in den Blasenspeicherabschnitt 14 und gleichzeitig aus dem Blasenspeicherabschnitt 14 in den Blaseneingabeabschnitt 12 bewirkt werden.Eine Magnetblase kann also aus dem Blaseneingabeabschnitt 12 in eine bestimmte Speicherschleife 21 im Blasenspeicherabschnitt 14 über das dieser Schleife entspre chend e Austaus ch-Übe rtragungs/Replikati ons-Tor 30 übertragen werden und umgekehrt, so daß Magnetblasen gleichzeitig in jeder Richtung zwischen dem Blaseneingabeabschnitt 12 und jeder der zugehörigen Speicherschleifen 21 in den Blöcken 2OA und 2OB nach einer Betätigung der jeder der Speicherschleifen 21 im Blasenspeicherabschnitt 14 entsprechenden Tore 30

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wandern können. Wie zuvor erwähnt wurde, werden die zwei Generatoren 17, 17 in Serie betätigt, so daß beim Datenaustausch aus der Hauptübertragungsbahn 15 in die Nebenschleifen 21 desr geraden Speicherblocks 2OA ungeradzahlige Bits aus der "ungerade"-Generatorbahn 16 in die Nebenschleifen 21 des"ungerade"-Blocks 2OB übertragen werden. Alle übrigen Bits in den Generatorbahnen 15, 16, die von dem Austauschimpuls nicht beeinflußt werden, bewegen sich zu einer den Generatorbahnen 15, 16, zugeordneten Schutzschiene weiter, wo diese Daten gelöscht werden. Zwischen jeder Nebenschleife 21 in den Blöcken 2OA und 2OB sind auch mehrere Ausgabe-Replikations-Tore 33 angeordnet; sie befinden sich bei den Enden der Speicherschleifen 21, die den Austausch-Übertragungs/Replikations-Toren 30 gegenüberliegen. Die Ausgabe-Replikations-Tore 33 sind wirkungsmässig mittels eines Steurleiters 34 verbunden, der an die Steuerschaltung 32 angeschlossen ist. Der variable Impulsgenerator in der Steuerschaltung bewirkt bei der Erzeugung eines vorbestimmten Impulses mit einer von der Dauer des zur Aktivierung der Austausch-Übertragungs/Replikations-Tore 30 im Austauschbetrieb erforderlichen Impulses verschiedenen Dauer die Aktivierung der jeweiligen Ausgabe-Replikations-Tore 33.

Bei der Aktivierung durch einen geeigneten Impuls vom Impulsgenerator am Steuerleiter 34 führen die jeweiligen Ausgabe-Replikations-Tore 33 eine zusammengesetzte Replikations/Übertragungsfunktion durch, bei der eine an den Toren ankommende Magnetblase aus der entsprechenden Speicherschleife repliziert wird, damit eine Kopie der Magnetblase zur Rückführung in die Speicher-

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an der gleichen tatsächlichen Position entsteht, aus der sie in das Replikationstor 33 eingegeben wurde, während die Magnetblase zum Blasenausgabeabschnitt 13 übertragen wird, damit sie sich längs der "gerade"-Detektorbahn 22 oder der ^1lungerade^M-Detektorbahn 23 bewegt, was davon abhängt, ob die betreffende Speicherschleife 21 im "gerade"-Block 2OA oder im "ungerade"-Block 2OB enthalten ist. Die Detektorbahnen 22 und 23 leiten die aus den Nebenschleifen 21 in den Blöcken 2OA und 2OB übertragenen Magnetblasen über den Vereinigungspunkt 26 und die Detektorzufuhrbahn 28 zum Detektor 27» bei dem sie schließlich zu Le se zwecken ankommen.

Die Verwendung der Eingabe-Austausch-Übertragungs/Replikations-Tore 30 und der Ausgabe-Replikations-Tore 33 zusammen mit einer Magnetblasenspeicheranordnung mit Blockreplikationsstruktur ergibt einen beträchtlichen Vorteil, weil die durchschnittliche Zugriffszeit auf das erste Bit und die zum Lesen des gesamten Dateninhalts in den Blöcken 2OA und 2OB erforderliche Zeit verringert werden, was im Gegensatz zu Magnetblasenspeicheranordnungen mit Haupt- und Nebenschleifenstruktur steht. Es ist jedoch zu erkennen» daß die Eingabe-Austausch-Übertragungs/Replikationstore 30 uaidte Ausgabe-Replikationstore 33 auch in einer typischen Haupt/ Neben-Blasenfortbewegungsstruktur angewendet werden können, bei der die Blasenfortbewegungsbahnen in einem einteiligen Blasenspeicherabschnitt angeordnet sind, der mehrere Nebenschleifen enthält, die in Wechselwirkung mit Haupt-Fortbewegungsbahnen an ihren gegenüberliegenden Seiten stehen, die einen Blaseneingabeabschnitt und einen Blasenausgabeabschnitt bilden.

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Außerdem können die hier beschriebenen Eingabe-Austausch-Übertragung/Replikations-Torstrukturen und die hier beschriebenen Ausgabe-Replikations-Torstrukturen auch in einer Plättchenstruktur angewendet werden, in der die Hauptfortbewegungsbahnen und die Nebenfortbewegungsbahnen jeweils geschlossene Schleifen bilden.

In Fig.2 ist in schematischer Form ein arbeitsfähiger Abschnitt der Magnetblasenspeicheranordnung von Fig.1 vergrößert dargestellt, wobei das Eingabe-Austausch-Übertragungs/Replikationstor 30 und das Ausgabe-Replikationstor 33 den gegenüberliegenden Enden einer im Blasenspeicherabschnitt 14 enthaltenen Speicherschleife 21 zugeordnet sind. Zu Darstellungszwecken sind die einzelnen Längsabschnitte der geschlossenen Speicherschleife 21 stark verkürzt worden, so daß nur zwei Blasenfortbewegungselemente aus magnetisch weichem Material, (beispielsweise Permalloy) in jedem dieser Längsabschnitte vorhanden sind, die den jeweiligen Abschnitten des Eingabe-Austausch-Ubertragungs/Replikations-Tors 30 und des Ausgabe-Replikations-Tors 33 zugeordnet sind. Zur Bildung der jeweiligen Längsabschnitte der geschlossenen Speicherschleifen 21 werden natürlich sehr viele Blasenfortbewegungselemente verwendet. Das Eingabe-Austausch-Übertragungs/ Replikations-Tor 30 ist ein zweischichtiger Aufbau mit einer ersten Metallisierungsschicht in Form eines im wesentlichen U-förmigen Haarnadelelements 40. Das Haarnadelelement 40 enthält zwei Längsschenkel 41, 42, die an einem Ende zur Bildung einer Haarnadelschleife 43 vereinigt sind. Die Längsschenkel 41, 42 enthalten jeweils parallele Zwischenabschnitte, die bei winkelmässig

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versetzten Endabschnitten enden, wobei die jeweiligen Gruppen der versetzten Endabschnitteallgemein parallel zueinander verlaufen und bezüglich der parallelen Zwischenabschnitte der Längsschenkel 41, 42 in entgegengesetzten Richtungen versetzt sind,Sine Gruppe der winkelmässig versetzten Endabschnitte bildet die Haarnadelschleife 43; diese Gruppe der winkelmässig versetzten Endabschnitte endet in einem einstückig angeformten Endbereich, der einen abgeschrägten Vorsprung 44 aufweist, der sich von der Haarnadelschleife aus nach außen erstreckt. Die andere Gruppe der winkelmässig versetzten Endabschnitte endet mit zwei verbreiterten Flächenbereichen 45, 46 an den anderen Enden der Längsschenkel 41_# 42. Es ist zu erkennen, daß zwischen dem im wesentlichen U-förmigen Haarnadelelement 40 des Tors ein (nicht dargestelltes) Isolierschichtmuster gemäß der vorherigen Beschreibung angebracht ist; darauf Ist eine zweite Metallisierungsschicht gebildet, die die anderen Elemente des Tors 30 In der zweiten Ebene enthält, die sich in der gleichen Höhe wie die einzelnen Blasen-, fortbewegungselemente 47 befinden, die die Speicherschleife 21 des Blasenspeicherabschnitts 14 bilden. Die einzelnen Blasenfortbewegungselemente 47 sind zwar als asymmetrische Winkel dargestellt, doch können auch andei'e Blasenfortbewegungselemente, beispielsweise eine typische Folge abwechselnder T-Elemente und Stab-Elemente, angewendet werden.

Das Eingabe-Austausch-Übertragungs/Repllkations-Tor 30 enthält in der zweiten Ebene ein asymmetrisches hakenförmiges Übertragungs/Replikations-Element 50, das an einem Ende der Nebenblasenfortbewegungsbahn, die die Speicherschleife 21 bildet, so angeordnet ist, daß ein Verblndungsbogen der Schleife gebildet wird.

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Das asymmetrische hakenförmige Element 50 weist einen asymmetrischen winkelförmigen Abschnitt 51 auf, der eine Verlängerung eines Längsabschnitts der geschlossenen Schleifenbahn bildet; einstückig mit diesem asymmetrischen winkelförmigen Abschnitt 51 ist ein keilförmiger Bogenabschnitt 52 verbunden, der sich quer über die Längsabschnitte der geschlossenen Schleifenbahn erstreckt, so daß der Verbindungsbogen der Schleife 21 gebildet wird. Der keilförmige Bogenabschnitt 52 verjüngt sich vom asymmetrischen winkelförmigen Abschnitt 51 aus, und er endet in einem vom Abschnitt 51 entfernt liegenden Endabschnitt, der am anderen Längsabschnitt der geschlossenen Schleifenbahn liegt. Der keilförmige Bogenabschnitt 52 des asymmetrischen hakenförmigen Elements 55 liegt mit dem Schleifenbereich 43 des darunterliegenden haarnadelförmigen Leiterelements 4o in einer Linie, so daß er sich quer über den Schleifenbereich 43 isoliert im Abstand mit Überlappung erstreckt.

Die zweite Ebene des Eingabe-Austausch-Übertragungs/Replikations-Tors 30 enthält außerdem zwei Abstandselemente und 54, die der Lenkung der Magnetblasen dienen. Das erste Abstandselement 53 hat die Form eines asymmetrischen Winkels, und es ist der von der Nebenblasenfortbewegungsbahn gebildeten Speicherschleife 21 zugeordnet. Das asymmetrische winkelförmige Abstandselement 53 ist an einer Seite des Haarnadelelements 40 so angeordnet, daß ein Endabschnitt zwischen einem entsprechenden Ende des asymmetrischen hakenförmigen Elements 50 und einem Fortbewegungselement 47 der Speicherschleife 21 liegt. Das andere Ende des Abstandselements 53 liegt in der Nähe des parallelen Zwischenabschnitts des Längsschenkeis 42 des Haarnadelelements 40 an einer vom Haarnadelschleifenbereich 43 entfernten Stelle. Der Hauptblasenfortbewegungsbahn, die sich senkrecht zur Speicherschleife 21 und quer über

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das Haarnadelelement 40 erstreckt, ist ein Paar zweiter Abstandselemente 54, 54 zugeordnet. Eines dieser zweiten Abstandselemente 54 ist der Hauptfortbewegungsbahn auf der einen Seite des Haarnadelelements 40 zugeordnet, während das andere zweite Abstandselement 54 der Hauptfortbewegungsbahn auf der anderen Seite des Haarnadelelements 40 zugeordnet ist. Jedes dieser zweiten Abstandselemente 54, 54 enthält einen Endabschnitt, der zwischen einzelnen Blasenfortbewegungselementen in der Hauptfortbewegungsbahn liegt. Die Hauptfortbewegungsbahn ist im Bereich der Eingabe-Austausch-Ubertragungs/Replikations-^Tore 30 durch eine abwechselnde Folge von Blasenfortbewegungselementen gebildet, die einen symmetrischen trapezförmigen Körper mit sich verjüngenden Schenkeln an den beiden Enden als Bläsenfortbewegungselement «55 und ein Ubergangsblasenfortbewegungselement 56 enthalten. Das Übergangsblasenfortbewegungselement 56 hat allgemein die Form eines Pfeils, mit einem asymmetrischen, spitz zulaufenden Kopf, der geringfügig gegen einen einstückig angeformten Schwanz versetzt ist, der sich vom Kopf aus von der Speicherschleife 21 weg erstreckt. Das Blasenfortbewegungselement 55 und das übergangsblasenfortbewegungselement 56 liegen über den Längsschenkein 41 bzw. 42 eines Haarnadelelements 40 in der Nähe der Anschlußflächen 45 bzw. 46. Bezüglich des Haarnadelelements 40 auf der Ausgangsseite der HauptfortbBWßgungsbahn ist der Endabschnitt eines der zweiten Abstandselemente 54 zwischen das Blasenfortbewegungselement 55 und ein Übergangsblasenfortbewegungselement 56 eingefügt, das dem nächstfolgenden Haarnadelelement 40 zugeordnet ist. Auf der Eingangsseite des Haarnadelelements 40 ist der Endabschnitt des anderen zweiten Abstandselements 54 zwischen dem übergangsblasenfortbewegungselement 56 und einem dem nächstfolgenden Haarnadelelement 40 zugeordneten Blasenfortbewegungselement angeordnet.

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In der zweiten Ebene sind außerdem zwei Abgriffstäbe 57, 57 enthalten, die an gegenüberliegenden Seiten des Haarnadelelements 40 so angeordnet sind, daß sie im wesentlichen senkrecht zu den parallelen Zwischenabschnitten der Längsschenkel 41, 42 des Haarnadelelements 40 verlaufen. Der Abgriffstab 47, der in Bezug auf die Blasenbewegung durch die Hauptfortbewegungsbahn auf der Eingangsseite des Haarnadelelements 40 angebracht ist, liegt zwischen dem ersten Abstandselement 53 und dem zugeordneten zweiten Abstandselement 54. Ein Ende des Abgriffsstabs 57 liegt bei einem Endabschnitt des ersten Abstandselements 53, während das andere Ende des Abgriffsstabs 57 an dem Endabschnitt des zweiten Abstandselements 54 liegt, der von dem zwischen den einzelnen Blasenfortbewegungselementen in der HauptfortbBwegungsbahn befindlichen Endabschnitt entfernt liegt. Der andere Abgriffsstab 57 liegt auf der Ausgangsseite des Haarnadelelements 40; er weist einen Endäbschnitt auf, der bei dem Endabschnitt des zweiten Abstandselements 54 liegt, der von der Hauptfortbewegungsbahn entfernt liegt.

Das Ausgabe*Replikations-Tor 33 liegt dem Eingabe-Austausch-Übertragungs/Replikatlons-Tor 30 gegenüber am anderen Ende der Speicherschleife 21. Das Ausgabe-Replikations-Tor weist einen in zwei Ebenen liegenden Aufbau auf, der eine erste Metallisierungsschicht in Form eines im wesentlichen U-förmigen Haarnadelelements 58 enthält. Das Haarnadelelement enthält zwei Im wesentlichen parallele, abgewinkelt verlaufende Schenkel 60, 61, die an einem Ende zur Bildung einer Haarnadelschleife 62 verbunden sind.Die der Haarnadelschleife 62 gegenüberliegenden Enden der Schenkel 60, 61 enden mit verbreiterten Flächenbereichen 63, 64. Das (nicht dargestellte) Isolationsschichtmuster liegt Über dem Haarnadelelement 58 des Ausgabe-Replikationstors 33,

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und die darauf gebildete zweite Metallisierungsschicht enthält die anderen Elemente des Replikations-Tors 33 in seiner zweiten Ebene, die in der gleichen Höhe wie die einzelnen Blasenfortbewegungselement 47 liegen, die die Speicherschleife 21 im Blasenspeicherabschnitt bilden.

Das Ausgabe-Replikations-Tor 33 enthält in der zweiten Ebene ein asymmetrisches hakenförmiges Übertragungs/ Replikations-Element 65» das an Jedem Ende der die Speicherschleife 21 bildenden Nebenfortbewegungsbahn liegt, die dem Ende gegenüberliegt, an dem sich das asymmetrische hakenförmige Übertragungs/Replikations-Element 50 des Eingabe-Austausch-Übertragungs/Replikations-Tors 30 befindet. Das asymmetrische hakenförmige Element 65 hat die gleiche Form wie das asymmetrische hakenförmige Element 50 j es bildet den anderen Verbindungsbogen der Speicherschleife 21. Das Element 65 des Ausgabe-Replikations-Tors 33 ist diametral gegenüber dem asymmetrischen hakenförmigen Element 50 des Eingabe-Äustaiisoli-tfcertragungs/ReplikHtipns-Tors 30 angebracht, wobei die beiden Enden des Elements 65 in den beiden Längsabschnitten der Speicherschleife 21 liegen. Der keilförmige Verbindungsbogen des Elements 65 überlappt dabei den Haarnadelschleifenbereich 62 des Haarnadelelements 58 und die zweite Ebene des Ausgabe-Replikations-Tors 33 enthält außerdem ein der Blasenlenkung dienendes Abstandselement 66 sowie zwei Abgriffstäbe 67, 67. Das Abstandselement 66 hat die gleiche Form wie das erste Atstaiiiis element 53 des Eingabe-Austaäsch-Ubertragungs/ Replikations-Tors 30, wobei es im Vergleich zu diesem diametral gegenüber angebracht ist, Das Abstandselen: ent 66 ist so angeordnet, daß ein Endabschnitt zwisollen einem entsprechenden Ende des hakenförmigen Elements 65 und einem Fortbewegungselement 47 der Speicherschleife 21 liegt. Der andere Endabschnitt des d;·elesc-irts 66 überlappt den verbreiterten Flächen-

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abschnitt 63 des darunterliegenden Haarnadelelements 58, wobei natürlich zu erkennen ist, daß dazwischen die zwischen den beiden Metallisierungsschichten angebrachte Isolierschicht eingefügt ist. Die Abgriffsstäbe 67, 67 sind an den beiden gegenüberliegenden Seiten des Haarnadelelements 68 angeordnet.

In Fig.3A sind die gleichen Ausführungsformen der Tore und 33 dargestellt, die auch in Fig.2 zu erkennen sind. Fig.3A zeigt schematisch die Fortbewegung von zwei mit gestrichelten Linien angegebenen Magnetblasen abhängig von einer Neuorientierung des sich in der Ebene drehenden Magnetfeldes, das von der Quelle 11 erzeugt wird. Die erste Magnetblase befindet sich gemäß der Darstellung in der Hauptfortbewegungsbahn im Blaseneingabeabschnitt 12, wobei die Magnetblase in der mit denPfeilen angegebenen Richtung weiterbewegt wird. Die zweite Blase befindet sich in der Speicherschleife 21; sie ist auf ihrem Weg durch einen vollständigen Kreislauf in der geschlossenen Schleife im Blasenspeicherabschnitt 14 dargestellt.

Fig.3B ist eine ähnliche Darstellung wie Fig.3A, jedoch ist schematisch die Fortbewegung von zwei mit gestrichelten Linien angegebenen Magnetblasen während einer Austauschoperation dargestellt, in der das Eingabe-Austausch-Übertragungs/Replikations-Tor 30 durch einen Energieimpuls mit vorbestimmter Dauer aktiviert ist, der dem Haarnadelelement 40 des Tors 30 zugeführt wird. Es ist zu erkennen, dai3 eine einzelne Magnetblase, die längs der Hauptfortbewegungsbahn im Blaseneingabeabschnitt in Richtung der Pfeile wandert, von dem Energieimpuls so abgelenkt wird, daß sie am Übergangsfortbewegungselement 56 festgehalten wird, von wo aus sie durch den Abgriffsstab 57 an der Eingangsseite des Haarnadelelements 40 abgegriffen wird. Im Anschluß daran wird

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diese Magnetblase längs des Abstandselements 53 in den Längsabschnitt der Speicherschleife 21 gelenkt. Gleichzeitig wird eine längs des anderen Längsabschnitts der Speicherschleife wandernde Magnetblase, die sich gegaa den Verbindungsbogen der vom hakenförmigen Element 50 gebildeten Schleife bewegt, von diesem hakenförmigen Element 50 aus der Speicherschleife 21 herausgelenkt und danach vom anderen Abgriffsstab 57 angezogen. Die Magnetblase wird dann längs des Blasenlenkelements 54, das das zweite Abstandselement auf der Ausgangsseite des Haarnadelelements 40 bildet, in die Hauptfortbewegungsbahn im Blaseneingabeabschnitt 12 gäeitet.

In Fig.3C ist die Fortbewegung einer mit gestrichelten Linien angegebenen Magnetblase dargestellt^wenn sie durch das Eingabe-Austausch-Übertragungs/Replikationstor 30 wandert, wenn dieses Tor in die Replikationsbetriebsart versetzt ist, indem an das Haarnadelelement 40 ein Impulssignal mit einer Größe angelegt wird, die von der Größe des Impulssignals verschieden ist, das benutzt wurde, das Tor in den Austauschbetrieb zu versetzen. Das Tor 30 kann also abwechselnd als Eingabe-Austausch-Tor oder als Ausgabe-Replikations-Tor arbeiten.

Fig.3D gleicht Fig.3C, doch ist in Fig.3D die Fortbewegung einer mit gestrichelten Linien angegebenen Magnetblase dargestellt, wenn sie sich im aktivierten Zustand des Ausgabe-Replikations-Tors 30 durch dieses Tor bewegt. Die Magnetblase nähert sich dem Replikations-Tor 33 längs des unteren Längsabschnitts der geschlossenen Speicherschleife 21, und sie wird längs der Außenkanten des hakenförmigen Elements 65 gedehnt. Die Blase wird dann über den Abschnitt des hakenförmigen Elements 65 gedehnt, der den darunterliegenden Haarnadelschleifenbereich 82 des Haarnadelelements 58 überbrückt. An diesem

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Zeitpunkt bewirkt das Auftreten eines Stromimpulses mit der richtigen Größe am Haarnadelelement 58 des Ausgabe-Replikations-Tors 33 das Aufspalten der Magnetblase, so daß eine replizierte Blase entsteht. Die nun vorhandenen zwei Magnetblasen stoßen sich voneinander ab, so daß die vordere Magnetblase ihre Bewegung in der geschlossenen Speicherschleife 21 fortsetzt, indem sie längs des Restabschnitts des hakenförmigen Übertragungselements 65 zum Endabschnitt des Blasenlenkelements und dann zum angrenzenden Endabschnitt eines Blasenfortbewegungselements 47 geleitet wird. Die andere Blase wird vom Ende des Abgriffsstabs 67 angezogen, von wo aus sie ihre Bewegung zu einem Blasenfortbewegungselement im Blasenausgabeabschnitt 13 fortsetzt.

Fig.4 zeigt eine vergrößerte Darstellung des asymmetrischen, hakenförmigen Übertragungs/Replikations-Elements, das als Element 50 im Eingabe-Austausch-Ubertragungs/Replikations-Tor 30 und als Element 65 im Ausgabe-Replikations-Tor 33 enthalten ist. Der Winkel G₁ des asymmetrischen Winkelabschnitts 51 beträgt vorzugsweise 35° +, -5°, während der den übergang vom asymmetrischen Winkelabschnitt 51 zum keilförmigen Verbindungsabschnitt 52 kennzeichnende Winkel θρ vorzugsweise 110° + 5° beträgt. Unter Bezugnahme auf Fig.2 hat der Winkel 0. am zugespitzten Kopf des Übergangselements 56 vorzugsweise den Wert 40° + 5°. Die Vereetzungswinkel 0, und 0^ an den LängsschenkeIn 41, 42 des Haarnadelelements 40 und der Offsetwinkel 0,- der Schenkel 60,61 des Haar-

ft λ nadelelements 58 betragen vorzugsweise 145·+, 5 .

Die Tore 30 und 33 sind so aufgebaut,daß sie im Vergleich zu den in der USA-Patentanmeldung SN 783 996 beschriebenen Torstrukturen ein verbessertes Betriebsverhalten bei der Verarbeitung binärer Daten aufweisen, die in Form

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von Magnefblasen und von Leerstellen vorliegen.

Die Erfindung ist hier im Zusammenhang mit speziellen Ausführungsbeispieleri beschrieben worden, doch ist für den Fachmann offensichtlich, daß im Rahmen der Erfindung ohne weiteres Abwandlungen und Änderungen möglich sind.

Claims

Patentansprüche

Magnetblasenspeicheranordnurig, dadurch gekennzeichnet, daß eine ebene Schicht aus Magnetmaterial vorgesehen ist, in der Magnetblasen bewegt werden können, daß auf einer Hauptfläche der ebenen Schicht aus Magnetmaterial erste und zweite Magnetblasen-Fortbewegungsbahnen gebildet sind, die die Bewegung der Magnetblasen in der Schicht in Abhängigkeit von einer Orientierungsänderung eines sich in der Ebene der Schicht drehenden Magnetfeldes führen, wobei die beiden Fortbewegungsbahnen jeweils mehrere Magnetblasen-Fortbewegungselemente aus magnetisch weichem Material enthalten, daß die erste Magnetblasen-Fortbewegungsbahn eine geschlossene Schleife bildet, daß die zweite Magnetblasen-Fortbewegungsbahn im wesentlichen senkrecht zu der ersten Magnetblasen-Fortbewegungsbahn angeordnet ist, daß zwischen der ersten und der zweiten Magnetblasen-Fortbewegungsbahn in zwei Ebenen angebrachte Austausch-Übertragungs/Replikationstore eingefügt sind, die Elemente aus magnetisch weichem Material enthalten, die jeweils in die erste und in die

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zweite Magnetblasen-Fortbewegungsbahn einbezogen sind,wobei diese Austausch-Ubertragungs/Replikations-Tore zwischen den beiden Magnetblasen-Fortbewegungsbahnen gleichzeitig in beiden Richtungen Daten austauschen können, die durch Folgen von Magnetblasen und Leerstellen repräsentiert sind, daß in der ersten Ebene der Tore auf der ebenen Schicht aus Magnetmaterial ein Haarnadelelement aus Leitermaterial gebildet ist, das im wesentlichen U-förmig gestaltet ist und zwei längliche, im wesentlichen parallele Schenkel aufweist, die jeweils parallele Zwischenabschnitte enthalten, die wiederum winkelmässig versetzte, die Haarnadelschleife bildende Endabschnitte aufweisen, daß diese Haarnadelelemente ferner einen mit den winkelmässig versetzten Endabschnitten der länglichen Schenkel einstückig verbundenen Endanschlußteil mit abgeschrägtem, von der Haarnadelschleife nach auswärts abstehendem abgeschrägten Vorsprung und zwei verbreiterte Flächen an den beiden Enden der länglichen Schenkel enthalten, daß die zweite Ebene der Austausch-Ubertragungs-Replikationstore in der gleichen Ebene wie die beiden Magnetblasen-Fortbewegungsbahnen angebracht ist und ein asymmetrisches, hakenförmiges Ubertragungs/Replikations-Element enthält, das an einem Ende der ersten Magnetblasen-Fortbewegungsbahn angeordnet ist und einen Verbindungsteil der dadurch gebildeten Schleife erzeugt, daß die gegenüberliegenden Enden des hakenförmigen Elements in den gegenüberliegenden Abschnitten der von der ersten Magnetblasen-Fortbewegungsbahn gebildeten Schleife angeordnet sind, daß das hakenförmige Element einen keilförmigen Verbindungsabschnitt aufweist, der die Haarnadelschleife des Haarnadelelements überlappt und sich schräg gegen das Vorderende des hakenförmigen Elements verjüngt, so daß er am Vorderende eine verringerte Breite aufweist, daß in der der ersten Magnetblasen-Fortbewegungsbahn zugeordneten zweiten Ebene ein erstes Abstandselement

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auf einer Seite des Hsarnadelelements angebracht ist, das ein zwischen einem entsprechenden Ende des hakenförmigen Elements und einem Element der ersten Magnetblasen-Fortbewegungsbahn liegenden Endabschnitt aufweist, daß in der zweiten Ebene zwei zweite Abstandselemente angebracht sind, von denen jeweils eines an den gegenüberliegenden Seiten des Haarnadelelements liegt, daß eines der zweiten Abstandselemente in Bezug auf das erste Abstandselement versetzt ist und einen Endabschnitt aufweist, der zwischen einzelnen Magnetblasen-Fortbewegungselementen in der zweiten Magnetblas en-Fortbewegungsbahn auf der gleichen Seite des Haarnadelelements wie das erste Abstandselement eingefügt ist, und daß in der zweiten Ebene der Austausch-Übertragungs/ Replikations-Tore zwei Abgriffstäbe angeordnet sind, die an den beiden Seiten des Haarnadelelements im Abstand von den ersten und zweiten Abstandselementen angeordnet sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem in der zweiten Magnetblasen-Fortbewegungsbahn gegenüberliegenden Ende der ersten Magnetblasen-Fortbewegungsbahn eine dritte Magnetblasen-Fortbewegungsbahn angeordnet ist, daß zwischen die erste Fortbewegungsbahn in zwei Ebenen ausgebildete Replikationstore angebracht sind, die Elemente aus magnetisch weichem Material enthalten, die jeweils in die erste und die dritte Fortbewegungsbahn einbezogen sind, daß die Replikationstore Magnetblasen Jeweils so aufspalten, daß zusätzlich zur ursprünglichen Magnetblase eine replizierte Magnetblase entsteht, damit eine der beiden Magnetblasen aus der ersten Fortbewegungsbahn in die dritte Fortbewegungsbahn transportiert werden kann, während die jeweils andere Magnetblase in der ersten

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Portbewegungsbahn verbleibt, daß die Replikationstore in der ersten Ebene auf der ebenen Schicht aus Magnetmaterial ein Haarnadelelement aus Leitermaterial aufweisen, das im wesentlichen U-förmig gestaltet ist, und zwei winkelmässig versetzte, im wesentlichen parallele Schenkel enthält, die an einem Ende zur Bildung einer Haarnadelschleife vereinigt sind, daß ein Anschlußendabschnitt einstückig mit den parallelen Schenkeln verbunden ist und einen abgeschrägten Vorsprung aufweist, der sich aus der Haarnadelschleife nach außen erstreckt, daß zwei verbreiterte Flächen andsn beiden Enden der parallelen Schenkel angebracht sind, daß die zweite Ebene der Replikationstore in der gleichen Höhe wie die ersten, zweiten und dritten Magnetblasen-Fortbewegungsbahnen liegt und ein asymmetrisches,hakenartiges Übertragungs/Replikations-Element enthält, das am anderen Ende der ersten Fortbewegungsbahn liegt und einen Verbindungsteil der dadurch gebildeten Schleife erzeugt, daß die beiden Enden des hakenartigen Elements in dengegenüberliegenden Abschnitten der von der ersten Magnetblasen-Fortbewegungsbahn gebildeten Schleife angeordnet sind, daß das hakenartige Element einen keilförmigen Verbindungsabschnitt aufweist, der die Schleife des Haarnadelelements in dem Replikationstor überlappt, daß sich der keilförmige Verbindungsabschnitt gegen das Vorderende des hakenartigen Elements so verjüngt, daß er an seinem Vorderende eine verringerte Breite aufweist, daß in der der ersten Magnetblasen-Fortbewegungsbahn zugeordneten zweiten Ebene ein drittes Abstandselement auf einer Seite des Haarnadelelements in dem Replikationstor angeordnet ist, daß dieses dritte Abstandselement einen zwischen einem entsprechenden Ende des hakenartigen Elements und einem Element der ersten

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Fortbewegungsbahn eingefügten Endabschnitt aufweist, und daß in der zweiten Ebene der Replikationstore ein zweites Paar aus Abgriffstäben jeweils auf beiden Seiten der Schleife des Haarnadelelements in den Replikationstoren angeordnet ist.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

die in der ersten Magnetblasen-Fortbewegungsbahn enthaltenen Blasenfortbewegungselemente asymmetrische Winkelelemente sind.
4. Anordnung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Impulsgenerator, der den Haarnadelelementen der Austausch-Übertragungs/Replikationstore und den Replikationstoren Energieimpulse zuführt, und eine Steuereinrichtung, die den Impulsgenerator derart regelt, daß er den Haarnadelelementen der Austausch-Übertragungs/Replikations-Tore und der Replikationstore die Energieimpulse in ausgewählter Weise so zuführt, daß die Tore in vorbestimmter Weise betätigt werden.
5. Kagnetblasenspeicheranordnung, dadurch gekennzeichnet, daß eine ebene Schicht aus Magnetmaterial vorgesehen ist, in der Magnetblasen bewegt werden können, daß auf einer Hauptfläche der ebenen Schicht das Magnetmaterial eine Magnetblasen-Fortbewegungsbahn gebildet ist, die die Bewegung der Magnetblasen in der Schicht in Abhängigkeit von einer Änderung der Orientierung eines sich in der Schichtebene drehenden Magnetfeldes führt, wobei die Magnetblasen-Fortbewegungsbahn mehrere Magnetblasenfortbewegungselemente aus magnetisch weichem Material enthält, die eine geschlossene Schleife bilden, daß an einem Ende der von der «rsten Magnetblasen-Fort-

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bewegungsahn gebildeten Schleife eine weitere Magnetblasen-Fortbewegungsbahn angeordnet ist, daß zwischen die beiden Magnetblasen-Fortbewegungsbahnen ein in zwei Ebenen ausgebildetes Replikatfonstor eingefügt ist, das Elemente aus magnetisch weichem Material enthält, die jeweils in jede der Fortbewegungsbahnen einbezogen sind, daß das Replikationstor ein Haarnadelelement aus Leitermaterial enthält,^das in der ersten Ebene auf der ebenen Schicht aus Magnetmaterial angebracht ist, daß dieses Haarnadelelement im wesentlichen U-förmig gestaltet ist und zwei winkelmässig versetzte, im wesentlichen parallele Schenkel aufweist, die an einem Ende zur Bildung einer Haarnadelschleife vereinigt sind, daß ein Anschlußendabschnitt des Haarnadelelements einstückig mit den parallelen Schenkeln verbunden ist und einen abgeschrägten, aus der Haarnadelschleife nach außen ragenden Vorsprung aufweist, daß an den beiden Enden der parallelen Schenkel zwei verbreiterte Flächenabschnitte angebracht sind, daß die zweite Ebene des Replikationstors in der gleichen Ebene wie die Magnetblasen-Fortbewegungsbahnen liegt und ein asymmetrisches, hakenförmiges Ubertragungs/Replikations-Element enthält, das an einem Ende der erstgenannten Magnetblasen-Fortbewegungsbahn angeordnet ist und einen Verbindungsabschnitt der dadurch gebildeten Schleife erzeugt, daß die beiden Enden des hakenförmigen Elements jeweils in den gegenüberliegenden Abschnitten der von der zuerst erwähnten Magnetblasen-Fortbewegungsbahn gebildeten Schleife angeordnet sind, daß das hakenförmige Element einen keilförmigen Verbindungsabschnitt aufweist, der die Schleife des Haarnadelelements überlappt , daß sich der keilförmige Verbindungsabschnitt gegen das Vorderende

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des hakenförmigen Übertragungselemente verjüngt, so daß er am »Vorderende eine verringerte Breite aufweist, daß in der der zuerst genannten Magnetblasen-Fortbewegungsbahn zugeordneten zweiten Ebene ein Abstandselement an einer Seite des Haarnadelelements angebracht ist, das einen zwischen ein entsprechendes Ende des hakenförmigen Elements und ein Element der zuerst genannten Fortbewegungsbahn eingefügten Endabschnitt enthält, und daß in der zweiten Ebene des Replikationstores zwei Abgriffstäbe angeordnet sind, die an gegenüberliegenden Seiten der Schleife des Haarnadelelements liegen.
6, Magnetblasenspeicheranordnung mit einer ebenen Schicht aus Magnetmaterial, in der Magnetblasen bewegt werden können, und mehreren Magnetblasenfortbewegungselementen aus magnetisch weichem Material, die auf der ebenen Schicht aus Magnetmaterial angebracht sind und eine Magnetblasen-Fortbewegungsbahn in Form einer Schleife bilden, dadurch gekennzeichnet, daß auf der ebenen Schicht aus Magnetmaterial ein Ubertragungs/ Replikations-Bauelement aus magnetisch weichem Material für die Magnetblasen-Fortbewegungsbahn angebracht ist, daß dieses Bauelement ein asymmetrisches, hakenförmiges Ubertragungs/ Replikations-Element enthält, das an einem Ende der Schleife einen Verbindungsteil bildet, daß die beiden Enden des hakenförmigen Elements jeweils in den gegenüberliegenden Abschnitten der Schleife angeordnet sind, und daß das hakenförmige Element einen keilförmigen Verbindungsabschnitt aufweist, der zwischen den beiden Abschnitten der Schleife liegt und sich zum Vorderende des hakenförmigen Elements so verjüngt, daß dieses am Vorderende eine verringerte Breite aufweist,
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das asymmetrische hakenförmige Übertragungs/Repiklkations-Element einen asymmetrischen, -winkelförmigen Abschnitt aufweist,

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der einstückig mit dem keilförmigen Verbindungsabschnitt verbunden ist und eine Verlängerung eines Schleifenabschnitts bildet.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ubergangswinkel zwischen dem asymmetrischen, winkelförmigen Abschnitt und dem keilförmigen Ver"bindungsabschnitt des hakenförmigen Elements einen Wert in der Größenordnung von 110° hat.
9. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

die zweite Magnetblasen-Fortbewegungsbahn eine fortlaufende Folge abwechselnder gleicher Magnetblaeenfortbewegungs-Elemente enthält,
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die fortgesetzte Folge aus abwechselnden ungleichen Magnetblasenfortbewegungselementen der zweiten Magnetblasen-Fortbewegungsbahn ein asymmetrisches Element in Form einer Spitzhacke enthält,das einen länglichen Stiel aufweist, der über einem der verbreiterten Flächenabschnitte des asymmetrischen Haarnadelelements liegt, das dem Übertragungs/Replikations-Tor zugeordnet ist, daß dieses asymmetrische Element ferner einen einstückig angeformten, asymmetrischen Kopf aufweist, der zwei sich verjüngende Flügelabschnitte enthält, die zu beiden Seiten des Stiels nach außen abstehen, und daß die zweite Magnetblasen-Fortbewegungsbahn ein symmetrisches Kopfteil mit einander gegenüberliegenden, sich nach außen verjüngenden Flügelabschnitten und ein Stabelement aufweist, das im Abstand von dem symmetrischen Kopfabschnitt liegt und senkrecht dazu im wesentlichen parallel zum Stiel des asymmetrischen Elements verläuft.