DE2948918T5

DE2948918T5 - MAGNETIC BUBBLE MEMORY

Info

Publication number: DE2948918T5
Application number: DE19792948918
Authority: DE
Inventors: A Bobeck
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1978-06-12
Filing date: 1979-06-05
Publication date: 1980-12-11

Description

BLUMBACH · WESEF* · BERGEN · KRAMER ZWIRNER . HOFFMANNBLUMBACH WESEF * BERGEN KRAMER ZWIRNER. HOFFMANN

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN 2 9 A 8 9 1 8PATENT LAWYERS IN MUNICH AND WIESBADEN 2 9 A 8 9 1 8

Palonlconsull RadeckestroCe 43 8000 München 60 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Telegramme Patcntconsull Patenlconsull Sonnenberger StraOe 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-186237 Telegramme PaientconsullPalonlconsull RadeckestroCe 43 8000 Munich 60 Telephone (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Telegrams Patcntconsull Patenlconsull Sonnenberger StraOe 43 6200 Wiesbaden Telephone (06121) 562943/561998 Telex 04-186237 Telegrams Paientconsull

Western Electric Company, Incorporated Bobeck 126 New York, N. Y. 10038, USAWestern Electric Company, Incorporated Bobeck 126 New York, N.Y. 10038, USA

Magnetic bubble memory

Die Erfindung betrifft einen Magnetblasenspeicher der im überbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art.The invention relates to a magnetic bubble memory of the type specified in the preamble of claim 1.

Background of the invention

Magnetblasenspeicher sind nunmehr allgemein bekannt. Eine bekannte Betriebsart, bei der elektrische Leiter zur Bewegung der Magnetblasen verwendet werden, ist in der US-PS 34 60 116 (vom 5. August 1969, Bobeck at al) beschrieben.Magnetic bubble accumulators are now well known. A well-known mode of operation in which electrical conductors are used to move the magnetic bubbles are used is described in US Pat. No. 3,460,116 (dated August 5, 1969, Bobeck et al).

Vor kurzem ist nun ein neuer Magentblasenspeichertyp aufge-Recently, a new type of magenta accumulator has been

MUnchen: R. Kremer Dlpl.-Ing. · W. Weser Dlpl.-Phys. Dr. ror. nat. · E. Hoffmann Dipl.-Ing. Wiesbaden: P. G. Blumbach Dlpl.-Ing. . P. Bergen Prof. Dr. jur. Dipl.-Ing., Pat.-Ass., Pat.-Anw. bis 1979 · G. Zwirr.or Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing. Munich: R. Kremer Dlpl.-Ing. · W. Weser Dlpl.-Phys. Dr. ror. nat. · E. Hoffmann Dipl.-Ing. Wiesbaden: PG Blumbach Dlpl.-Ing. . P. Bergen Prof. Dr. jur. Dipl.-Ing., Pat.-Ass., Pat.-Anw. until 1979 G. Zwirr.or Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.

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kommen, bei dem eine mit öffnungen versehene elektrisch leitende Schicht dafür ausgelegt ist, für einen im wesentlichen gleichförmigen Gesamtstromfluß hierdurch zu sorgen. Die Öffnungen verursachen lokalisierte Störungen im Stromfluß, was in einfüFeldgradientenmuster zum Bewegen der Magnetblasen resultiert. Die öffnungen sind in Positionen angeordnet, die gegenüber den Ruhepositionen versetzt sind, in die sich die Magnetblasen bewegen, wenn die durch den Strom erzeugten Feldgradienten aufhören. Daher führt ein zweiphasiger Betrieb zu einer gerichteten Magnetblasenbewegung. Blasenspeicher dieser Bauart sind in den US-PSen 41 43 419 und 41 43 420 (beide vom 6. März 1979, Bobeck).beschrieben.come, in which an electrically conductive one provided with openings Layer is designed to provide a substantially uniform overall flow of current therethrough. The openings cause localized disturbances in the flow of current, resulting in a field gradient pattern for moving the magnetic bubbles. The openings are arranged in positions which are offset from the rest positions in which the Magnetic bubbles move when the field gradients created by the current stop. Therefore a two-phase operation leads to a directed magnetic bubble movement. Bladder accumulators of this type are described in US Pat. Nos. 41 43 419 and 41 43 420 (both dated March 6, 1979, Bobeck).

Bei Speichern dieser neueren Bauart treten zwei Probleme auf. Das eine ist die Ausrichtung der Ruhepositionen mit den öffnungen in der leitenden Schicht. Die Ruhepositionen sind typischerweise durch Ionenimplantation bestimmt, und die resultierenden Bereiche müssen innerhalb einer Toleranz von einer Achtel Periode des Übertragungsmusters ausgerichtet sein (eine "Periode" ist der Abstand zwischen sich wiederholenden Merkmalen des Übertragungsmusters). Mit den derzeit industriell verfügbaren photolithographischen Methoden sind Linienbreiten von einem Mikrometer erreichbar, was zu Übertragungsmindestperioden von acht Mikrometern führt. Naturgemäß sind aber kleinere Perioden erwünscht.There are two problems with storing this newer type. One is the alignment of the resting positions with the openings in the conductive layer. The rest positions are typically determined by ion implantation, and the resulting Areas must be aligned within a tolerance of one eighth period of the transfer pattern (a "period" is the distance between repetitive features of the transfer pattern). With the currently industrially available photolithographic methods, line widths of one micrometer are achievable, resulting in transmission minimum periods of eight micrometers leads. Naturally, however, smaller periods are desirable.

Ein weiteres Problem bei diesen Speichern ergibt sich daraus, daß die Bewegung einer Magnetblase in eine Ruheposition mit geringerer Geschwindigkeit als die Bewegung aus einer solchen Ruheposition heraus erfolgt. Der Grund hierfür ist der, daß man zwar mit Treibimpulsen hoher Amplitude übersteuern kann, um eine Blase aus einer Ruheposition herauszubewegen; aber es gibt einen gegenläufigen Effekt bei der Be-Another problem with these memories arises from the fact that the movement of a magnetic bubble into a rest position takes place at a slower speed than the movement from such a rest position. The reason for this is the fact that although one can overdrive with driving pulses of high amplitude in order to move a bubble out of a rest position; but there is an opposite effect in loading

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wegung in die Ruheposition. Wenn beispielsweise die Energiedifferenz zwischen der versetzten Position und der Ruheposition zu hoch ist, dann müssen zur Kompensation die Treibimpulse erhöht werden. Dieses führt zu höheren Leistungsanforderungen. Wenn andererseits die Energiedifferenz niedrig ist, liefert die Ansteuerung der Magnetblasen eine vergleichsweise langsame Bewegung in die Ruheposition.movement to the rest position. For example, if the energy difference between the offset position and the rest position is too high, then the drive pulses must be used to compensate increase. This leads to higher performance requirements. On the other hand, when the energy difference is low is, the activation of the magnetic bubbles provides a comparatively slow movement into the rest position.

Kurze Beschreibung der Erfindung Brief description of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, diese Probleme zu überwinden. The object of the invention is therefore to overcome these problems.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch gekennzeichnet und gemäß den Unteransprüchen vorteilhaft weitergebildet.The solution to this problem is characterized in the patent claim and advantageously further developed according to the subclaims.

Hiernach werden im wesentlichen die erwähnten Probleme bei einem Magnetblasenspeicher bewältigt, der zwei mit öffnungen versehene, elektrisch leitende Schichten zur Bewegung der Magnetblasen in einer benachbarten Magnetblasenschicht verwendet. Die Schichten haben Muster von Öffnungen, die in gegeneinander versetzten Positionen angeordnet sind, und sind durch eine Schicht aus isolierendem Material voneinander getrennt. Jede der elektrisch leitenden Schichten ist dafür ausgelegt, daß - ansprechend auf jeder Schicht zugeführte Stromimpulse - ein Stromfluß über die jeweils angesteuerte Schicht stattfindet. Die unterschiedlichen Impulse treiben die Magnetblasen in aufeinanderfolgende Positionen, die durch die gegeneinander versetzten Öffnungen definiert sind. Da die Bewegung in jedem Fall die Reaktion auf einen Impuls ist, kannHereafter, the problems mentioned are essentially in a magnetic bubble memory coped with two openings provided, electrically conductive layers for moving the Magnetic bubbles used in an adjacent magnetic bubble layer. The layers have patterns of openings that fit in against each other staggered positions are arranged, and are separated from each other by a layer of insulating material. Each of the electrically conductive layers is designed so that - responsive current pulses applied to each layer - a current flow takes place over the respective activated layer. The different impulses drive the magnetic bubbles in successive positions which are defined by the mutually offset openings. Because the movement in any case the response to an impulse is can

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die Magnetblase in jedem Fall einer beliebig hohen Übersteuerung unterworfen werden. Weiterhin ist eine Fehlausrichtung der öffnungen in den beiden Schichten von bis zu einem Viertel der Übertragungsperiode akzeptabel. Sonach sind für die derzeit erreichbaren 1 Mikrometer-Linienbreiten 4 Mikrometer-Schaltungen erreichbar. Bei 8 Mikrometer-Perioden sind 250000 Bit-Magnetblasenchips mit 6,3 χ 6,3 mm großen Chips erreichbar. Für 4 Mikrometer-Perioden sind 10 Bit-Chips der selben Größe realisierbar.the magnetic bubble can in any case be subjected to an arbitrarily high level of overdrive. There is also misalignment of the openings in the two layers are acceptable for up to a quarter of the transmission period. So are for the 1 micrometer line widths currently achievable, 4 micrometer circuits achievable. At 8 micron periods are 250000 bit magnetic bubble chips with 6.3 χ 6.3 mm chips can be achieved. For 4 micron periods, 10 bit chips are the same size realizable.

Kurzbeschreibung der Figurendarstellung der Erfindung anhand von AusführungsbeispielenKurzbe sch friction FIG endarstellung the Erf indung a ppe nd of embodiments

Nachstehend ist die Erfindung anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert; es zeigen:The invention is illustrated below with reference to the drawing Embodiments explained in more detail; show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Magnetblasenspeichers der hier in Rede stehenden Bauart,Fig. 1 is a schematic representation of a magnetic bubble accumulator of the type in question here,

Fig. 2, 6, 7 und 8 schematische Draufsichten auf Teile des Speichers nach Fig. 1,FIGS. 2, 6, 7 and 8 are schematic top views of parts of the memory according to FIG. 1,

Fig. 3 und 4 vergrößerte Draufsichten auf Teile des Speichers nach Fig. 1,3 and 4 enlarged plan views of parts of the memory according to FIG. 1,

Fig. 5 und 11 Impulsdiagramme für den Betrieb des Speichers nach Fig. 1,Figures 5 and 11 are timing diagrams for the operation of the memory according to Fig. 1,

Fig. 9 und 10 sowie 14 bis 17 schematische Darstellungen alternativer Draufsichten auf Teile des Speichers nach Fig. 1 und9 and 10 and 14 to 17 are schematic representations of alternative Top views of parts of the memory according to FIGS. 1 and

Fig. 12 und 13 schematische Darstellungen von Teilen einer Ausführungsform für den Speicher nach Fig. 1.FIGS. 12 and 13 are schematic representations of parts of an embodiment for the memory according to FIG. 1.

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Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen Detailed description of examples

Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Magnetblasenspeicher 10 weist eine Schicht 11 auf, in der Magnetblasen bewegt werden können. Im Regelfall ist die Schicht 11 eine einkristalline magnetische Granatschicht, die auf einem einkristallinen unmagnetischen Granatsubstrat epitaktisch aufgewachsen ist. Alternativ sind auch schon amorphe Materialien auf einem Glassubstrat für Magnetblasenspeicher vorgeschlagen worden.The magnetic bubble memory 10 shown in FIGS. 1 and 2 has a layer 11 in which magnetic bubbles are moved be able. As a rule, the layer 11 is a monocrystalline magnetic garnet layer on a monocrystalline non-magnetic garnet substrate is grown epitaxially. Alternatively, amorphous materials are already on one Glass substrate for magnetic bubble memory has been proposed.

Ein serpentinenförmiger Weg für die Magnetblasen ist durch die Linie 13 in Fig. 1 und im größeren Detail in den Fig. 2, 3 und 4 dargestellt. Die bei 14 eingeführten Magnetblasen werden bei 15 in einer beispielhaften Testschaltung nachgewiesen. Die Magnetblasen werden von einem Magnetblasengenerator bei 14 eingeführt, der in bekannter Weise von einer Generatorimpulsquelle 16 gepulst wird. Ein Expansionsdetektor, der durch das diamantförmige Gebiet 17 dargestellt ist, ist dahingehend wirksam, die Magnetblasen zu expandieren, während sie sich zum Detektor 13 hin bewegen. Der Detektor liefert ein Signal an den Verbraucher 20.A serpentine path for the magnetic bubbles is through the line 13 in Fig. 1 and in greater detail in Fig. 2, 3 and 4 shown. The magnetic bubbles introduced at 14 are detected at 15 in an exemplary test circuit. The magnetic bubbles are introduced by a magnetic bubble generator at 14, which in a known manner from a generator pulse source 16 is pulsed. An expansion detector represented by diamond shaped area 17 is effective to expand the magnetic bubbles as they move toward detector 13. The detector delivers a signal to the consumer 20.

Der Weg 13, längs dessen die Blasen in der Schicht 11 übertragen werden,ist durch eine spezielle Ubertragungsstruktur definiert. Diese Struktur umfaßt eine erste und eine zweite Schicht 25 bzw. 26 aus elektrisch leitendem Material. Die beiden Schichten sind durch eine elektrisch isolierende Schicht 27 voneinander getrennt. Zweckmäßig wird jedoch aus einem noch zu beschreibenden Grund die Isolierschicht 27 am einen Ende der Vorrichtung weggelassen, so daß dort ein direkter Kontakt zwischen den Schichten 25 und 26 vorhanden ist. Jede dieser elektrisch leitenden Schichten weist ein Muster von öffnungen auf, die als Vertiefungen in der Schicht vorliegen oder die Schicht vollständig durchdringen können.The path 13 along which the bubbles in the layer 11 transfer is through a special transmission structure Are defined. This structure includes first and second layers 25 and 26, respectively, of electrically conductive material. the the two layers are separated from one another by an electrically insulating layer 27. However, it is expedient a reason to be described below, the insulating layer 27 is omitted at one end of the device, so that there is a there is direct contact between layers 25 and 26. Each of these electrically conductive layers has a Patterns of openings which are present as depressions in the layer or which can completely penetrate the layer.

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Rechteckige, ovale, kreisförmige, quadratische ...'öffnungen sind brauchbar. Im vorliegenden Beispiel sind ovale Öffnungen vorgesehen, sie sind nachstehend als "Ovale" bezeichnet. Rectangular, oval, circular, square ... 'openings are useful. In the present example, oval openings are provided; they are hereinafter referred to as "ovals".

Fig. 3 und 4 zeigen Teile der Schichten 25 und 26 mit Ovalen 30 (gestrichelt gezeichnet) bzw. Ovalen 31. Magnetblasenübertragungswege sind durch die in der dargestellten Weise gegeneinander versetzten Öffnungsmuster der beiden Schichten 25 und 26 definiert.3 and 4 show parts of layers 25 and 26 with ovals 30 (shown in dashed lines) and ovals 31, respectively. Magnetic bubble transmission paths are due to the mutually offset opening patterns of the two in the manner shown Layers 25 and 26 are defined.

Bipolare Impulse I und I_ sowie I_ und I (Fig. 5) werden den Schichten 25 und 26 zugeführt. Wie in Fig. 5 dargestellt, ist jeder Stromimpuls gesondert identifiziert, d. h., die der Schicht 25 zugeführten positiv und negativ gehenden Impulse sind mit I bzw. I- bezeichnet, während die der Schicht 26 zugeführten positiv und negativ gehenden Impulse mit I„ bzw. I bezeichnet sind. Obgleich Fig. 5 eine spezielle Impulsfolge, d. h. I₁, I , I , I in der angegebenen Reihenfolge, darstellt, können andere Impulsfolgen von einem Impulsgenerator 70 aus den noch zu erörternden Gründen erzeugt werden.Bipolar pulses I and I_ as well as I_ and I (FIG. 5) are fed to layers 25 and 26. As shown in FIG. 5, each current pulse is identified separately, that is to say the positive and negative going pulses applied to the layer 25 are denoted by I and I-, respectively, while the positive and negative going pulses applied to the layer 26 are denoted by I “and I, respectively. I are designated. Although FIG. 5 shows a specific pulse train, ie I ₁ , I, I, I in the order given, other pulse trains can be generated by a pulse generator 70 for reasons to be discussed.

Auf die Zufuhr der verschiedenen Impulse zu den beiden Schichten 25 und 26 hin, wie dieses im einzelnen noch erörtert wird, fließt ein Strom durch diese Schichten längs einer Richtung in jeder dieser Schichten, wie diese durch die Pfeile in Fig. 6 dargestellt sind.In response to the supply of the various pulses to the two layers 25 and 26, as will be discussed in detail below a current flows through these layers along a direction in each of these layers like this through the arrows in FIG. 6 are shown.

Die Magnetblasenbewegung als Folge eines Stromimpulses durch eine mit öffnungen versehene leitende Schicht ist im einzelnen in den oben erwähnten US-PSen 41 43 419 und 41 43 420 beschrieben. Hiernach stört die Gegenwart der Öffnungen oderThe magnetic bubble movement as a result of a current pulse through a conductive layer provided with openings is detailed in U.S. Patents 4,143,419 and 4,143,420 mentioned above. According to this, the presence of the openings or disturbs

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ähnlicher struktureller Merkmale in den Schichten generall den anderweitig gleichförmigen Stromfluß durch die Schichten, wobei die lokalisierten Stromdichtestörungen benachbart den Öffnungsrändern Magnetfelder erzeugen, die die Magnetblasen anziehen. Wie in den beiden erwähnten US-PSen beschrieben ist, kann der Stromfluß entweder parallel oder quer zur Ubertragungsachse der Magnetblasen orientiert sein.similar structural features in the layers in general the otherwise uniform flow of current through the layers, with the localized current density perturbations adjacent the edges of the opening generate magnetic fields that create the magnetic bubbles put on. As described in the two mentioned US patents, the current flow can be either parallel or be oriented transversely to the transmission axis of the magnetic bubbles.

Vorliegend sind nun zwei mit öffnungen versehene Schichten anstelle der nach den beiden US-PSen benutzten einzigen Schicht. Die Öffnungen in jeder der beiden Schichten 25 und 26 sind jedoch gegeneinander versetzt, um eine Magnetblasenbewegung als Folge von Stromimpulsen durch die beiden Schichten zu erzeugen. Im dargestellten Beispiel werden vier Positionen in jeder Periode (d. h. ein Paar gegeneinander versetzter öffnungen) der Öffnungsmuster, ansprechend auf einen einzigen Zyklus einander überlappender Impulse der in Fig. 5 dargestellten Art besetzt. Fig. 7 zeigt die νj er Positionen P₁, P», P_, P. für eine einzige beispielhafte Periode. Die ausgezogenen und gestrichelten Linien sind lediglich der besseren Darstellung halber nebeneinander verlaufend dargestellt, wobei die ausgezogene Linie die Positionen gegenüber einer öffnung in der Schicht 26 und die gestrichelte Linie die Positionen gegenüber der zugeordneten öffnung der Schicht 25 zeigen. Sonach wird auf einen Stromfluß durch die Schicht 25 als Folge des Stromimpulses I hin eine "Magnetblasenanziehungs"-Position an der Stelle P₁ in der Schicht 25 erzeugt, wie diese durch die öffnung definiert und in den beiden erwähnten US-PSen beschrieben ist. Eine Magnetblase bewegt sich daher in die Position P . AufThere are now two layers provided with openings instead of the single layer used according to the two US patents. However, the openings in each of the two layers 25 and 26 are offset from one another in order to generate a magnetic bubble movement as a result of current pulses through the two layers. In the example shown, four positions in each period (ie a pair of mutually offset openings) of the opening patterns are occupied in response to a single cycle of overlapping pulses of the type shown in FIG. Fig. 7 shows the νj er positions P ₁ , P », P_, P for a single exemplary period. The solid and dashed lines are shown running next to one another for the sake of better illustration, the solid line showing the positions opposite an opening in the layer 26 and the dashed line showing the positions opposite the associated opening in the layer 25. Accordingly, in response to a current flow through the layer 25 as a result of the current pulse I, a "magnetic bubble attraction" position is _{generated at the point P 1} in the layer 25, as defined by the opening and described in the two US patents mentioned. A magnetic bubble therefore moves to the P position. on

0 30 603/00 8 80 30 603/00 8 8

das Auftreten des Impulses I_ durch die Schicht 26, wandert die Blasenanziehungsposition nach P^, die durch die öffnung der Schicht 2.6 definiert ist; die Magnetblase bewegt sich daher zur neuen Position P-. Die weitere Bewegung der Magnetblase in die Positionen P- und P. tritt ansprechend auf die Zufuhr der restlichen Impulse zu den beiden Schichten auf.the occurrence of the pulse I_ through the layer 26 migrates the bubble attraction position after P ^ passing through the opening the layer 2.6 is defined; the magnetic bubble therefore moves to the new position P-. The further movement The magnetic bubble in positions P- and P. occurs in response to the supply of the remaining pulses to the two Layers on.

Wie erwähnt, wird bei der hier beschriebenen Anordnung ein viel schnellerer Betrieb erreicht, wobei jede Magnetblasenbewegung auf einen Stromimpuls hin erzeugt wird; dieses steht im Gegensatz zu der bekannten Verwendung einer einzigen mit Öffnungen versehenen Schicht, wo alternierende Blasenbewegungen durch Anziehen der Blasen zu permanent angeordneten Ruhepositionen, z. B. ionenimplantierten Bereichen innerhalb der Blasenschicht, erzeugt werden.As mentioned, much faster operation is achieved with the arrangement described here, with every magnetic bubble movement is generated in response to a current pulse; this is in contrast to the known use of a single one apertured layer where alternating bubble movements by attracting the bubbles to permanently arranged resting positions, e.g. B. ion-implanted areas within the bladder layer.

Fig. 1 und 2 zeigen des weiteren, daß Kehrer» und geschlossene Schleifen ebenso wie geradlinige Wege lediglich durch entsprechende Anordnung der öffnungen in den Schichten 25 und 26 realisierbar sind. Fig. 8 zeigt eine vergrößerte Ansicht aufeinanderfolgender Positionen für eine geschlossene Schleife einschließlich deren Kehren. Die Positionen für jede Periode sind wiederum als P₁, P_, P_ und P. bezeichnet. Beachte, daß die durch die Ovale 30 und 31 sowie 32 und 33 in Fig. 8 dargestellten öffnungen nebeneinander liegen, während die Ovale 35 und 36 sowie 37 und 38 mit der Magnetblasenübertragungsachse ausgerichtet, jedoch in dieser Achsrichtung gegeneinander versetzt sind. Jede der verbleibenden Öffnungen der einen Schicht ist sowohl axial als auch lateral gegenüber der zugeordneten Öffnung in der anderen Schicht versetzt. Die Magnetblase folgt dem im allgemeinenFIGS. 1 and 2 further show that sweeping and closed loops, as well as straight paths, can only be achieved by arranging the openings in layers 25 and 26 accordingly. Fig. 8 shows an enlarged view of successive positions for a closed loop including its turns. The positions for each period are again designated as P ₁ , P_, P_ and P. Note that the openings represented by the ovals 30 and 31 as well as 32 and 33 in FIG. 8 lie next to one another, while the ovals 35 and 36 as well as 37 and 38 are aligned with the magnetic bubble transmission axis, but offset from one another in this axial direction. Each of the remaining openings in one layer is offset both axially and laterally with respect to the associated opening in the other layer. The magnetic bubble generally follows this

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ovalen Weg, wie dieser durch die in Fig. 8 angegebene Positionenfolge definiert ist. Man sieht, daß die Blasenbewegung im Uhrzeigersinn erfolgt. Jedoch erzeugt eine Umkehr der Impulsfolge eine Bewegung im Gegenzeigersinn.oval path, like this one by the sequence of positions indicated in FIG is defined. It can be seen that the bubble movement is clockwise. However, it creates a reversal counter-clockwise movement of the pulse train.

Die Anordnung einer Öffnung gegenüber deren zugeordneter Öffnung in der benachbarten elektrisch leitenden Schicht bestimmt die Aufeinanderfolge der Feldgradienten und damit die genaue Magnetblasenbewegung in jedem Moment. Die relative Anordnung kann so sein, daß die öffnungen eines Paares gegeneinander längs der und/oder quer zur Blasenbewegungsachse versetzt sind.The arrangement of an opening opposite its associated The opening in the adjacent electrically conductive layer determines the sequence of the field gradients and thus the exact magnetic bubble movement at each moment. The relative arrangement can be such that the openings of a pair are offset from one another along and / or transversely to the bubble movement axis.

Fig. 9 zeigt eine Anordnung von Öffnungsmustern (wobei jede ausgezogene und gestrichelte vertikale Linie eine ovale öffnung in der Schicht 26 bzw. 25 darstellt), die eine Übergabeoperation von beispielsweise einer geschlossenen Schleife der in Fig. 8 dargestellten Art aus ermöglicht. Die normale Ubertragungsimpulsfolge (d. h. die Impulsfolge I₁, I_, I , I in der angegebenen Reihenfolge - siehe Fig. 5) nimmt eine Blase, die bei der Position 40 liegt, über die Folge der Positionen P₂; P₃, P₄ (45), P_1a, P₂ (41), P₃, P₄ (46), P₁, P₂ P-, P. zu der.Position 43 hin mit. Wenn jedoch eine "Übergabe"-Operation für eine Blase gewünscht ist, d. h., die Blasenübergabe, beginnend bei der Position 40, zur Position anstelle zur Position 43, dann wird eine unterschiedliche Treibimpulsfolge verwendet, nämlich I₉, I_, I., I , I , I , I., I , I , I , I . (Der leichteren Beschreibung halber be-9 shows an arrangement of opening patterns (each solid and dashed vertical line representing an oval opening in the layer 26 or 25) which enables a transfer operation from, for example, a closed loop of the type shown in FIG. The normal transmission pulse train (ie the pulse train I ₁ , I_, I, I in the specified order - see FIG. 5) takes a bubble located at position 40 over the sequence of positions P ₂ ; P ₃ , P ₄ (45), P _1a , P ₂ (41), P ₃ , P ₄ (46), P ₁ , P ₂ P-, P. to position 43 with. However, if a "transfer" operation is desired for a bubble, ie the bubble transfer starting at position 40 to position instead of position 43, then a different drive pulse sequence is used, namely I ₉ , I_, I., I, I, I, I., I, I, I, I. (For the sake of easier description

τ IC rf£ J 4τ IC rf £ J 4

zeichnet ein Buchstaben-Index, z. B. der Buchstabe "a" fürdraws a letter index, e.g. B. the letter "a" for

den Impuls I₁ , eine bestimmte Blasenanziehungsposition, die Ί athe momentum I ₁ , a particular bubble attraction position, the Ί a

von dem Stromimpuls für die Blase erzeugt wird, deren Weg gerade beschrieben wird.) Sonach beginnt die Blase bei deris generated by the current pulse for the bubble, the path of which is just described.) Then the bubble begins at the

030603/0088030603/0088

Position 40 und durchläuft die Positionenfolge P , P , P₄(45), P_1a, P₂ (41), P_lb, P₄ (42), P^, P₃, P₃, P₄. Beachte, daß die Position 41 näher bei P₁, als bei P liegt,Position 40 and runs through the sequence of positions P, P, P ₄ (45), P _1a , P ₂ (41), P _lb , P ₄ (42), P ^, P ₃ , P ₃ , P ₄ . Note that position 41 is closer to P ₁ than to P,

Io 'laIo 'la

so daß die Impulsfolge I₁₁/ 1. in einer Blasenbewegung von der Position 41 zu P₁, und zu 42 und nicht von 41 rückwärtsso that the pulse train I _11/1 . in a bubble movement from position 41 to P ₁ , and to 42 and not from 41 backwards

Ib ■Ib ■

zu P₁ und zu 45 resultiert. In ähnlicher Weise resultiert ι ato P ₁ and to 45 results. In a similar way, ι a results

die Impulsfolge I. , I_ zu einer Blasenbewegung von 4 2 nachthe pulse sequence I., I_ to a bubble movement of 4 2 after

P₁ und nicht rückwärts zu P₁. . Sonach führt die Substitution Ic 1bP ₁ and not backwards to P ₁ . . Hence the substitution Ic leads to 1b

der Impulsfolge I₁, , I., I₁ , I anstelle der normalen Folgethe pulse train I ₁ , I., I ₁ , I instead of the normal train

IO ^x IC «bIO ^ x IC «b

I , I , I., I zu der übergabe einer Blase an die Position 44 und nicht an die Position 43.I, I, I., I to the transfer of a bubble to the position 44 and not at position 43.

Während der Zufuhr der "Übergabe"-Impulsfolge statt der normalen Impulsfolge werden die anderen Blasen im Speicher, die sich nicht an einer Position für eine übergabe befinden, durch die Übergabe-Impulsfolge lediglich zunächst aus ihrer ursprünglichen Position heraus und dann wieder in diese zurück bewegt. Die normale Bewegung der Blasen wird daher wieder aufgenommen, wenn die normale Impulsfolgen wieder auftreten. While the "handover" pulse train is being supplied instead of the normal pulse train, the other bubbles in the memory will be the are not in a position for a handover, due to the handover pulse sequence only initially out of their original position and then moved back into it. The normal movement of the bubbles will therefore resume recorded when the normal pulse trains recur.

Fig. 10 zeigt (wiederum durch vertikale Linien dargestellte) Öffnungsmuster, die so angeordnet sind, daß sie eine noch weitergehende Flexibilität bei der Blasenbewegung ermöglichen. Im einzelnen erzeugen die Muster eine gleichzeitige Blasenbewegung in Richtung der x-und y-Achse sowie eine Bewegung um eine 90 -Kurve. Ansprechend auf die normale Impulsfolge (Fig. 5) bewegen sich verschiedene Blasen gleichzeitig von unten nach oben längs der y-Achse und von links nach rechts längs der x-Achse in Fig. 10, wobei der üblichen Positionenfolge P₁, P₂, P₃, P₄ gefolgt wird. Die öffnungen 50, 51, .52, 53 und 54 definieren eine Positionenfolge, die eine Blase durch eine 90 °-Kurve hindurchführt, wobei sich die BlaseFigure 10 shows orifice patterns (again shown by vertical lines) arranged to allow even greater flexibility in bubble movement. In detail, the patterns generate a simultaneous bubble movement in the direction of the x and y axes and a movement around a 90 curve. In response to the normal pulse train (Fig. 5), different bubbles move simultaneously from bottom to top along the y-axis and from left to right along the x-axis in Fig. 10, the usual sequence of positions P ₁ , P ₂ , P ₃ , P _{4 is} followed. The openings 50, 51, 52, 53 and 54 define a sequence of positions which a bubble leads through a 90 ° curve, with the bubble

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von P_ der Öffnung 53 zu P_ der öffnung 54 und nicht zu P.. der öffnung 52 bewegt, weil der Abstand von P~ (53) zu P (54) kleiner ist als der zu P₃ (52).from P_ of opening 53 to P_ of opening 54 and not to P .. of opening 52 because the distance from P ~ (53) to P (54) is smaller than that to P ₃ (52).

Die Quellen zum Erzeugen und Steuern von Stromimpulsfolgen der hier benutzten Art sind bekannt. Der Block 70 in Fig. 1 stellt eine solche Quelle zum Erzeugen dieser Impulse für die Schichten dar. Die Quelle 70 steht unter der Steuerung einer Steuerschaltung 71.The sources for generating and controlling current pulse trains of the type used here are known. The block 70 in FIG. 1 provides one such source for generating these pulses for the layers. Source 70 is under control a control circuit 71.

Eine Vormagnetisierungsquelle zum Halten der Magnetblasen beim gewünschten Betriebsdurchmesser ist durch den Block 72 in Fig. 1 dargestellt.A source of bias for maintaining the magnetic bubbles at the desired operating diameter is through block 72 shown in Fig. 1.

Die Quelle 70 für die Ubertragungsimpulse kann eine Reckteckwellenspannungssteuerung enthalten, die Stromwellenformen der in Fig. 11 dargestellten Art erzeugt. Die Spannungswellenform (V ) wird am Punkt 80 in Fig. 12 zugeführt. Wie dargestellt, sind die Schichten 25 und 26 elektrisch parallel zueinander geschaltet, liegen jedoch ihrerseits in Serie mit einer Kapazität 81 bzw. einer Induktivität 82. Die Schaltung ist dahingehend wirksam, Energie zwischen der Induktivität und der Kapazität in einer Weise umzuschalten, die im wesentlichen zu der Stromwellenform nach Fig. 5 in den Schichten 25 und 26 führt, um die erforderliche Magnetblasenübertragung zu erzeugen.The source 70 for the transmission pulses can be a square wave voltage controller which generate current waveforms of the type shown in FIG. The voltage waveform (V) is applied at point 80 in FIG. As shown, layers 25 and 26 are electrically parallel connected to one another, but are in turn in series with a capacitance 81 or an inductance 82. The circuit is effective in switching energy between inductance and capacitance in a manner that is im essentially leads to the current waveform of Figure 5 in layers 25 and 26 to provide the required magnetic bubble transfer to create.

Bei dieser Ausführungsform ist es wichtig, daß der Gesamtstromfluß im wesentlichen gleichförmig in jeder der Schichten 25 und 26 erzeugt wird. Fig. 13 zeigt eine vergrößerte Draufsicht auf eine Ausführungsform zum Aufprägen der Ströme. Hiernach ist eine Faserplatte 86 mit einer elektrisch leitendenIn this embodiment it is important that the total current flow is produced substantially uniformly in each of layers 25 and 26. Fig. 13 shows an enlarged Top view of an embodiment for impressing the currents. After that is a fiber board 86 with an electrically conductive one

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Beschichtung 87 vorgesehen. Letztere ist geerdet (siehe Fig. 13 unten). Die Beschichtung 87 ist in elektrisch leitende Bereiche 88, 89, 90, 91, 92 und 93 unterteilt, die als Anschlüsse für äußere elektrische Verbindungen dienen. Ein Magnetblasenspeicherchip 95 ist auf der Platte mit seinen Schichten 25 und 26 nach oben weisend angeordnet. Ein aktives Gebiet AR mit 200 χ 600 Perioden enthält einen 100 000 Bit-Speicher mit einer Periodenlänge von 8 Mikrometer. Eine Vielzahl von Verbindungen sind zwischen der geerdeten, leitenden Beschichtung 87 und den beiden leitenden Schichten 25 und 26 mit Hilfe der Leiter 96 vorgesehen, wobei die Verbindungen jenes Chip-Ende kontaktieren, wo, wie doen erwähnt, die beiden Schichten 25 und 26 einander kontaktieren. Elektrische Verbindungen zwischen der Ubertragungsimpulsquelle 70 und jeder der Schichten 25 und 26 erfolgt über die Anschlußbereiche 88 und 89 und die Verbindungen 100 bzw. 101. An diesem Ende des Chips 95 sind die beiden Schichten 25 und 26 elektrisch gegeneinander isoliert, und die Anschlüsse zur Schicht 25 (am Bereich 103) erfolgen durch Öffnungen durch die Schicht 26 hindurch. Die Bereiche 91 und 92 stellen cle Verbindung zu einem Detektorstreifen, typischerweise einem Magnetowiderstandsdetektorstreifen aus weichmagnetischer Nickel-Eisen-Legierung (Permalloy) im Expansionsdetektorteil des Ubertragungsweges der expandierten Magnetblasen her. Der äußere Anschluß geht zum Verbraucher 20 und zur Steuerschaltung 71 in Fig. 1, wobei letztere Abfrageimpulse dem Detektor zuführt.Coating 87 is provided. The latter is grounded (see Fig. 13 below). The coating 87 is electrically conductive Areas 88, 89, 90, 91, 92 and 93 divided, which serve as connections for external electrical connections. A magnetic bubble memory chip 95 is disposed on the plate with its layers 25 and 26 facing up. A Active area AR with 200 χ 600 periods contains a 100,000 bit memory with a period length of 8 micrometers. A variety of connections are made between the grounded conductive coating 87 and the two conductive ones Layers 25 and 26 are provided by means of conductors 96, the connections contacting that chip end where, how doen mentioned, the two layers 25 and 26 contact one another. Electrical connections are made between the transmission pulse source 70 and each of the layers 25 and 26 via the connection areas 88 and 89 and the connections 100 and 101, respectively. At this end of the chip 95 are the two Layers 25 and 26 electrically insulated from one another, and the connections to layer 25 (at region 103) are made through openings through layer 26. The areas 91 and 92 connect to a detector strip, typically a magnetoresistance detector strip made of a soft magnetic nickel-iron alloy (permalloy) im Expansion detector part of the transmission path of the expanded magnetic bubbles. The external connection goes to the consumer 20 and to the control circuit 71 in Fig. 1, the latter supplying interrogation pulses to the detector.

Der Bereich 93 ist mit der Quelle 16 in Fig. 1 verbunden. Die interne elektrische Verbindung mit einem Magnetblasen-Generator und -Auslöscher an der Position 14 in Fig. 1 erfolgt über die Leitung 106 zwischen den Bereichen 93 und 105.Area 93 is connected to source 16 in FIG. 1. The internal electrical connection to a magnetic bubble generator and extinguisher is made at position 14 in FIG. 1 via line 106 between areas 93 and 105.

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Der Bereich 105 ist elektrischer Bestandteil der SchichtThe area 105 is an electrical component of the layer

Der Magnetwiderstandsdetektor, der Expansionsdetektor und der Magnetblasen-Generator und -Auslöscher können von bekannter Bauart sein.The magnetic resistance detector, the expansion detector and the magnetic bubble generator and canceller can be known from known Be of construction.

Ein Ausführungsbeispiel eines Magnetblasenspeichers der in Fig. 1 und 2 beschriebenen Art wurde unter Verwendung einer 1,7 Mikrometer dicken magnetischen YSmCaGe-Granatschicht hergestellt. Die Schicht war dabei auf einem einkrisi:a] linen unmagnetischen Gadolinium-Gallium-Granat epitaktisch aufgewachsen. Eine elektrisch leitende Schicht aus 96 Gew.-% Aluminium und 4 % Kupfer wurde auf der Oberfläche der Granatschicht erzeugt. Diese leitende Schicht (25) war 0,25 Mikrometer dick. Sodann wurde auf die erste leitende Schicht eine 0,15 Mikrometer dicke SiO--Schicht niedergeschlagen, und auf diese die zweite leitende Schicht (26). Letztere war 0,38 Mikrometer dick und hatte eine ähnliche Zusammensetzung wie die Schicht 25. Ovale öffnungen von 4x3 Mikrometer wurden nach photolithographischen Methoden erzeugt, wobei die öffnungen in der ersten Schicht vor dem Niederschlagen der SiO -Schicht erzeugt wurden. Die Übertragungsquelle lieferte Stromimpulse bei einer Stromdichte von 2 Milliampere pro Mikrometer Flächenleiter-Breite ohne Nullstromabstand, zwischen den Impulsen. Es konnte ein Betrieb bei bis zu 1 Megahertz erreicht werden.An embodiment of a magnetic bubble memory of the type described in FIGS. 1 and 2 was made using a Made 1.7 micrometers thick YSmCaGe magnetic garnet layer. The shift was on a one-crisis basis non-magnetic gadolinium gallium garnet grown epitaxially. An electrically conductive layer of 96% by weight Aluminum and 4% copper were created on the surface of the garnet layer. This conductive layer (25) was 0.25 micrometers thick. A 0.15 micrometer thick SiO layer was then deposited on the first conductive layer, and on top of this the second conductive layer (26). The latter was 0.38 micrometers thick and had a similar composition like layer 25. Oval openings of 4x3 micrometers were produced by photolithographic methods, with the openings in the first layer prior to deposition the SiO layer were generated. The transmission source delivered pulses of current at a current density of 2 milliamperes per micrometer surface conductor width without zero current spacing, between the pulses. It could operate at up to 1 megahertz can be achieved.

Ein Expansionsdetektor, bei dem Schlitze sukzessiv zunehmender Länge quer zum Weg der Magnetblasen vorgesehen waren, expandierte die Blasen von einem Nenndurchmesser von 1,7 Mikrometer auf eine 30 Mikrometer lange" streifeniörmige Domäne. Ein Magnetowiderstands-Dünnschicht-(30 nm)DetektorAn expansion detector in which slots of successively increasing length were provided across the path of the magnetic bubbles, the bubbles expanded from a nominal 1.7 micrometer diameter to a 30 micrometer long "stripe-shaped domain". A magnetoresistive thin film (30 nm) detector

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der unterhalb der ersten leitenden Schicht angeordnet und hiergegen isoliert war, lieferte eine Ausgangsspannung von 2 Millivolt. Es wurde dabei eine Gesamtanordnung wie nach Fig. 13 benutzt. Das aktive Gebiet (AR in Fig. 13) enthielt 100 000 Bit.which was arranged below the first conductive layer and insulated from it, provided an output voltage of 2 millivolts. An overall arrangement as shown in FIG. 13 was used. The active area (AR in Figure 13) contained 100,000 bits.

Fig. 14 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Magnetblasen-Verknüpfungsglied,, das sich zur Verwendung als Logikvorrichtung der in Scientific American (Juni 1971) 89, beschriebenen Art eignet. In Fig. 14 sind Magnetblasenübertragungskanäle 121, 122 und 123 dargestellt, die durch Öffnungen in einem Paar leitender Schichten 124 und 125 definiert sind und dahingehend wirksam sind, ein Muster von Blasen zu den Öffnungen 130 und 131 hin zu bewegen, von denen jede eine seitliche Ausdehnung hat, die zur Wechselwirkung mit allen drei Kanälen ausreicht. Jede längs einem oder mehreren der Kanäle transportierte Blase wird unter dem Einfluß der Feldgradienten, die an den öffnungen 130 und 131 erzeugt werden, weitertransportiert. Die weiteren Öffnungen 132 und 133 sowie 134 und 135 haben die dargestellte Form, so daß, wenn nur eine einzige; Magnetblase längs der drei Kanäle während eines bestimmten Betriebszyklus transportiert wird, diese Blase während ihrer weiteren Übertragung zur Achse 136 hin gedrängt wird. Die Blase wird dann schließlich durch Felder an der Öffnung 137 für eine Bewegung während der Stromimpulse I», I- und I. zu der Position 140 hinbewegt.14 shows a schematic plan view of a magnetic bubble logic device suitable for use as a logic device of the type described in Scientific American (June 1971) 89. 14, magnetic bubble transfer channels 121, 122 and 123 are shown which are defined by openings in a pair of conductive layers 124 and 125 and are effective to move a pattern of bubbles toward openings 130 and 131, each one lateral Has expansion sufficient to interact with all three channels. Each bubble transported along one or more of the channels is transported further under the influence of the field gradients which are generated at the openings 130 and 131. The other openings 132 and 133 and 134 and 135 have the shape shown, so that if only a single; Magnetic bubble is transported along the three channels during a certain operating cycle, this bubble is urged towards the axis 136 during its further transmission. The bubble is finally moving towards through fields at the opening 137 for a motion during the current pulses I "I and I. to the position 140th

Andererseits resultiert die Gegenwart je einer Blase in irgend zwei der drei Kanäle 121, 122 und 123 während eines bestimmten Zyklus dazu, daß beide Magnetblasen wegen der gegenseitigen Abstoßungskraft zwischen den Blasen daran.ge-On the other hand, the presence of a bubble in any two of the three channels 121, 122 and 123 results in one cycle so that both magnetic bubbles are attached to them because of the mutual repulsive force between the bubbles.

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hindert werden, die Position 140 zu erreichen. Folglich erscheinen in diesem Fall die Blasen schließlich an den Positionen 141 und 142. In Fig. 15, 16 und 17 sind die verschiedenen Funktionen für die Blasen in allen drei Kanälen, Blasen in irgend zwei Kanälen und einer Blase in nur einem der Kanäle dargestellt.prevented from reaching position 140. Consequently appear in this case the bubbles will end up at positions 141 and 142. In Figs. 15, 16 and 17 they are different Functions for the bubbles in all three channels, bubbles in any two channels and a bubble in only one of the channels shown.

Der Betrieb der Anordnung nach Fig. 14 erfordert die Verwendung einer vergleichsweise hohen Vormagnetisierung, um eine physikalische Expansion der Blasen unter dem Einfluß der sich seitlich erstreckenden Magnetfeldgradienten zu vermeiden, die an den sich seitlich erstreckenden Öffnungen und 131 erzeugt werden. Umgekehrt tritt bei Verwendung einer kleineren Vormagnetisierung eine seitliche Expansion der Blasen auf, so daß die Anordnung in einem solchen Fall als Expansionsdetektor verwendet werden kann.Operation of the arrangement of FIG. 14 requires the use of a comparatively high bias to avoid physical expansion of the bubbles under the influence of the laterally extending magnetic field gradients, generated at the laterally extending openings 13 and 131. Conversely, if you use a smaller bias causes a lateral expansion of the bubbles, so that the arrangement in such a case as Expansion detector can be used.

Es versteht sich, daß auch nur Teile eines Blasenspeichers entsprechend den hier beschriebenen Prinzipien ausgebildet zu sein brauchen. Andere Teile können in einer hiermit verträglichen Art und Weise aufgebaut und betrieben werden, beispielsweise mit einer einzigen mit Öffnungen versehenen leitenden Schicht und hiergegen versetzten Kräften versehen werden. Auch können statt der zweiseitig gerichteten Stromflüsse die Schichten an unterschiedlichen Positionen entlang gepulst werden, um Stromvektoren zu erzeugen, die sich in der Ebene der leitenden Schichten drehen.It goes without saying that only parts of a bladder accumulator are designed in accordance with the principles described here need to be. Other parts may be compatible with this Manned and operated, for example with a single apertured conductive layer and forces offset against it. Instead of bidirectional current flows pulsing along the layers at different positions to generate current vectors that are in rotate the plane of the conductive layers.

Obgleich die vorliegende Beschreibung nur anhand eines Betriebes mit Hilfe üblicher Magnetblasenabstände, wie diese für weichmagnetische Nickeleisen-Elementsysteme typisch sind, erfolgte, ist die hier beschriebene Magnetblasen-übertra-Although the present description is only based on an operation with the aid of customary magnetic bubble clearances, such as this one are typical for soft magnetic nickel iron element systems, the magnetic bubble transfer described here is

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gungseinrichtung gleichermaßen anwendbar für die Magnetblasen-Gitterkonfiguration der in der US-PS 40 52 711 (vom A. Oktober 1977) beschriebenen Art. Das Magnetblasen-Gesamtgitter kann beispielsweise unter Verwendung einer Anordnung gegeneinander versetzter kreisförmiger Löcher in jeder der beiden Leiterebenen umgesetzt werden. Des weiteren kann eine Verknüpfungsgliedstruktur mit einem einzigen Eingang und einem Paar Ausgängen dazu verwendet werden, S=O und S=1 Blasen als Bestandteil des Nachweisprozesses zu separieren, wie dieser erforderlich wird, wenn der Datenspeicher in diesen Blasen-Zuständen kodiert ist.supply means for the magnetic bubble lattice configuration are the implemented in the US-PS 40 52 711 (from A. October 1977) described type. The magnetic bubble overall grid may, for example, using an array of staggered circular holes in each of the two conductor planes equally applicable. In addition, a single input and pair of outputs logic gate structure can be used to separate S = O and S = 1 bubbles as part of the detection process required when the data store is encoded in those bubble states.

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Claims

M J magnetic bubble memory with a magnetic layer (11), in which magnetic bubbles can move, and a first located on the magnetic layer electrically conductive layer (25) which has a pattern of openings therein, characterized in that a second electrically conductive Layer (26) arranged on the first electrically conductive layer (25) and against it by an insulating Intermediate layer (27) is generally insulated, and that the second electrically conductive layer (26) has a pattern of openings that match the opening pattern the first layer to define a route (e.g. 13) for bubble vision within the magnetic layer upon passage of current through the first and second Layer cooperates.

2. Memory according to claim 1, characterized in that that the first and second layers have similar patterns of openings that protrude slightly from one another are.

3. Memory according to claim 1, characterized in that that the openings are essentially oval in shape.

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