JPS6347968A - Memory capable of executing logical inversion - Google Patents

Memory capable of executing logical inversion

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JPS6347968A
JPS6347968A JP61191864A JP19186486A JPS6347968A JP S6347968 A JPS6347968 A JP S6347968A JP 61191864 A JP61191864 A JP 61191864A JP 19186486 A JP19186486 A JP 19186486A JP S6347968 A JPS6347968 A JP S6347968A
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憲司 中村
Fumitaka Kan
簡 文隆
Masanori Takenouchi
竹之内 雅典
Naoji Hayakawa
早川 直司
Isamu Shimoda
下田 勇
Masahiko Okunuki
昌彦 奥貫
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Abstract

PURPOSE:To obtain a memory which does not erase information even after a long time keeping and can simultaneously invert parallel pieces of information simply by an external control by providing specific control means in the memory having an electron beam source, electron beam detecting means and driving means for driving the source for transmitting and receiving an electron beam in a unit time. CONSTITUTION:An electron beam source E, electron beam detecting means D, and driving means T for driving the source E by a signal of the means D are made one unit, and an electron beam is transmitted and received between two or more units U. Control means is provided between the means D and the source E contained in one unit U so that, when the beam is incident to the means D at the time of logical calculation, the beam is not emitted from the source E, and when the beam is not incident to the means D, the beam is not emitted from the source E. For example, two or more memory units MU having a plurality of the units U are oppositely disposed, and means SE for deflecting the beam emitted from the source E to be incident to the means D contained in the same unit U is provided.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、配列された論理情報を保持し、並列に論理反
転演算することが可能な固体電子線源上利用した論理反
転演算の可能な記憶装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is a method for performing logic inversion operations using a solid-state electron beam source that can hold arranged logic information and perform logic inversion operations in parallel. It is related to storage devices.

[従来の技術] 従来、電子線を用いた記憶素子どして、例えば(G、W
、Ellis他、Applied Physics L
etters、Vol、24゜NO,9,1974,4
19頁)ナトニョリBEAMO5,!:称されるものが
知られている。これは、MOS(Metal 0xid
e Sem1conductor)構造のキャパシタに
、書き込み電子線を入射させて絶縁層に正孔を蓄積させ
、蓄積させた正孔の一部を読み出し電子線により消失さ
せることによって情報を読み出すものである。
[Prior Art] Conventionally, memory elements using electron beams, for example (G, W
, Ellis et al., Applied Physics L
etters, Vol, 24°NO, 9, 1974, 4
Page 19) Natonori BEAMO5,! : What is called is known. This is MOS (Metal Oxid
In this method, a writing electron beam is made incident on a capacitor having a Sem1conductor structure to accumulate holes in an insulating layer, and a part of the accumulated holes are erased by a reading electron beam, thereby reading information.

このような情報の読み出しにおいては情報が一部分破壊
されるため、そのまよでは多数回の読み出しが不可能で
ある。従って、多数回の読み出しを行うためには再書き
込みを要するため、必要な情報を入手するには長い時間
がかかり、また長時間の放置により情報が消失するとい
った欠点もある。
When reading such information, a portion of the information is destroyed, so it is impossible to read the information many times. Therefore, since rewriting is required in order to perform multiple readings, it takes a long time to obtain the necessary information, and there is also the disadvantage that information may be lost if left unused for a long time.

また、このような記憶装置において、肥土〇されている
情報の論理反転を行う場合に、情報を順次に読み出して
電気回路によって構成された反転回路に入力し、その出
力を再び順次に記憶素子に書き込むといった繁雑な方法
が必要で、非常に長い演算時間を要している。
In addition, in such a storage device, when performing logical inversion of the information that has been enriched, the information is sequentially read out and input to an inverting circuit constituted by an electric circuit, and the output is again sequentially transferred to the memory element. This requires a complicated method such as writing to a file, which requires a very long calculation time.

他方、近年研究或いは実用化されている画像処理の分野
において、二次元並列に配置された画素情報の全画素に
渡って反転を行うという演算が必要であるが、このよう
な演算は同様に画素情報を画像メモリから順次に読み出
して反転回路を通し、再び画像メモリに書き込むという
操作を行っているため、演算時間が長く高速・並列に全
画素の反転を行えるような演算装置が要求されている。
On the other hand, in the field of image processing that has been researched or put into practical use in recent years, it is necessary to perform an operation to invert all pixels of pixel information arranged two-dimensionally in parallel; Because information is sequentially read from the image memory, passed through an inversion circuit, and then written back to the image memory, there is a need for an arithmetic device that can invert all pixels at high speed and in parallel, with a long calculation time. .

[発明の目的] 本発明の目的は、電子線を用いた記憶装置において、長
時間の放置によっても情報の消失がなく、かつ外部から
の制御により簡単に並列情報を一括して反転し得る論理
反転演算の可能な記t!装置を提供することにある。
[Object of the Invention] The object of the present invention is to develop a logic in which information does not disappear even when left unused for a long time in a storage device using electron beams, and which allows parallel information to be easily inverted all at once by external control. Notes on possible inversion operations! The goal is to provide equipment.

[発明の概要] 上述の目的を達成するための本発明の要旨は、電子線源
と電子線検出手段と該電子線検出手段の信号により前記
電子線源を駆動する駆動手段とを1単位とし、少なくと
も2つの単位間で電子線を送受する記憶装置であって、
論理演算時に前記電子線検出手段に電子線が入射したと
きに前記電子線源から電子線が出射されず、前記電子線
検出手段に電子線が入射しないときに前記電子線源から
電子線が出射するように、前記1単位に含まれる前記電
子線検出手段と電子線源との間に制御手段を設けたこと
を特徴とする論理反転演算の可能な記憶装置である。
[Summary of the Invention] The gist of the present invention for achieving the above-mentioned object is to combine an electron beam source, an electron beam detection means, and a driving means for driving the electron beam source with a signal from the electron beam detection means into one unit. , a storage device that transmits and receives electron beams between at least two units,
An electron beam is not emitted from the electron beam source when the electron beam is incident on the electron beam detection means during a logical operation, and an electron beam is emitted from the electron beam source when the electron beam is not incident on the electron beam detection means. The storage device is characterized in that a control means is provided between the electron beam detection means and the electron beam source included in the one unit so that the storage device can perform a logic inversion operation.

[発明の実施例] 本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。[Embodiments of the invention] The present invention will be explained in detail based on illustrated embodiments.

第1図はその概略構成図であり、電子線検出手段りと駆
動手段Tと電子線源Eとから成る単位Uが、複数個配さ
れているメモリュニッ)MUIとMU2とが対向して設
置されている。なお、この第1図においては説明の簡略
化のため、メモリユニットMUI とMU2 とは単位
U111、[121,υ131、[2+1.0221、
u231及び単位0112、U122、U!32、U2
12、U222、U232から成る2行3列のマトリク
スとして表示されているが、それぞれの単位Uはエピタ
キシャル成長、リングラフィ等の半導体技術で作成する
ことができるので、非常に高密度に形成することが可能
となる。また、メモリユニットMU! とMU2との間
には電源VAが設けられている。
FIG. 1 is a schematic diagram of the configuration, in which a plurality of units U each consisting of an electron beam detection means, a drive means T, and an electron beam source E are arranged.MUI and MU2 are installed facing each other. ing. In FIG. 1, to simplify the explanation, memory units MUI and MU2 are expressed as units U111, [121, υ131, [2+1.0221,
u231 and unit 0112, U122, U! 32, U2
Although it is displayed as a matrix of 2 rows and 3 columns consisting of 12, U222, and U232, each unit U can be created by semiconductor technology such as epitaxial growth or phosphorography, so it can be formed at a very high density. It becomes possible. Also, memory unit MU! A power supply VA is provided between and MU2.

更に、メモリュニツ)MUIとMU2との上方には、電
磁界発生手段としての偏向電極SEIが配置されており
、メモリユニットMUIとMU2との下方には偏向電極
SE2が配置されていて、偏向電極SEI とSE2と
の間には電源vI]が設けられている。
Furthermore, a deflection electrode SEI as an electromagnetic field generating means is arranged above the memory units MUI and MU2, a deflection electrode SE2 is arranged below the memory units MUI and MU2, and the deflection electrode SEI is arranged below the memory units MUI and MU2. A power supply vI] is provided between and SE2.

ここで、メモリユニットMUI及びMU2に配置されて
いる単位Ulll〜U232について第2図及び第3図
により説明する。第2図は1単位Uの断面図を示してお
り、単位Uはpn接合から成る電子線検出手段りと駆動
手段Tと電子線源Eとから成り、p型半導体で形成され
た基板SSの表面に絶縁層INSが形成され、絶縁層I
NSの上部には各種電極が取り付けられている。基板S
S中に裏側からnpn接合されて形成された電子線検出
手段りには、基準電圧を与える電極ON、正バイアスを
与える電極0工、逆バイアスを与える電極OPが取り付
けられている、また、基板SSには絶縁層INSの開口
部を介して接地電極GNが取り付けられている。
Here, units Ull to U232 arranged in memory units MUI and MU2 will be explained with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 shows a cross-sectional view of one unit U, which consists of an electron beam detection means consisting of a pn junction, a driving means T, and an electron beam source E, and includes a substrate SS formed of a p-type semiconductor. An insulating layer INS is formed on the surface, and an insulating layer I
Various electrodes are attached to the top of the NS. Substrate S
The electron beam detection means formed by npn junction from the back side in S is attached with an electrode ON for giving a reference voltage, an electrode 0 for giving a positive bias, and an electrode OP for giving a reverse bias. A ground electrode GN is attached to SS through an opening in an insulating layer INS.

電子線検出手段りの横には基板SS中に裏側からnp″
n″接合されて形成された駆動手段Tが配設されており
、この駆動手段Tには電極TB、 TE、TGが取り付
けられている。更に駆動手段Tの横には、基板SS中に
裏側からnp” pn″接合されて形成された電子線源
Eが配置されている。電子線源Eとしてはこの第2図に
示すような、例えば特公昭54−30274号、特開昭
54−111272号、特開昭56−15529号、特
開昭57−38528号公報等に開示されている固体電
子線源が好ましい一例である。この電子線源Eは電極E
Nを電極EPに対し正電位、つまり逆方向バイアスを印
加することによりアバランシェ効果により電子を発生さ
せ、正の電圧を印加することによってその開口部から電
子な真空中に引き出す引き出し電極ECが設けられてい
る。また、このようなpn接合を利用した固体電子線源
として、順方向バイアスにより動作させるネガティブワ
ークファンクション形のもの、その他の所謂電界放出形
、熱電子放出形のものなどが使用できる。
Next to the electron beam detection means is an np'' from the back side in the board SS.
A drive means T formed by n'' junction is provided, and electrodes TB, TE, and TG are attached to this drive means T.Furthermore, next to the drive means T, there is a back side in the substrate SS. An electron beam source E is arranged, which is formed by connecting np"pn" to the electron beam source.The electron beam source E is as shown in FIG. A preferred example is a solid-state electron beam source disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 56-15529, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-38528, etc.
An extraction electrode EC is provided which generates electrons by the avalanche effect by applying a positive potential to the electrode EP, that is, by applying a reverse bias, and by applying a positive voltage, extracts the electrons from the opening into the vacuum. ing. Further, as a solid-state electron beam source using such a pn junction, a negative work function type that operates with forward bias, other so-called field emission type, thermionic emission type, etc. can be used.

第3図は上述の各素子を駆動するだめのブロック回路図
である。電子線検出手段りのM、極[11にはスイッチ
SWI 、電極DNにはスイッチSWN 、電極UPに
はスイッチSWPが接続され、駆動手段Tの電極TBに
はスイッチSWB 、電極TOにはスイッチSWEが接
続されている。電子線検出手段りに電子線EBを入射す
る書き込みモードをWモード、電子線検出手段りから情
報を読み出すモードをRモード、この情報に対応して電
子線源Eから電子線EBを出射する電子線出射モードを
Gモードとし、スイッチSWI 、  スイッチS−N
、スイッチS冒Pには書き込み及び電子線出射端子W/
Gと、読み出し端子Rがそれぞれ対向して設けられてお
り、スイッチSWIに対応した端子W/Gには電圧VW
が、端子Rには電圧VRが印加され、スイッチSWNに
対応した端子W/Gは接地電極GNに接続され、端子R
は開放になっている。更に、スイッチSWPに対応した
端子W/Gは負電位17Bが印加され、端子Rは情報の
一時待避のためのコンデンサCに接続され、情報の一部
待避ができるようになっている。また、駆動手段Tのス
イッチSWB 、スイッチSWEには書き込み及び読み
出し端子W/Rと、電子線出射スイッチGがそれぞれ対
向して設けられており、スイッチSWBに対応した端子
W/Rは、スイッチSWPに対応した端子W/Gに接続
されて負電位VBが印加され、端子Gはスイッチswp
に対応した端子Rに接続されると共に、入力端子INに
より外部からの情報が入力されるようになっている。そ
して、スイッチSWEに対応した端子W/Rは接地電極
GNに接続され、端子Gには電圧VEが印加されている
。更に、駆動手段Tの′?tL極TCは電子線源Eの電
極ENに抵抗を介して接続されており、駆動手段Tの電
極TEからは出力端子OUTにより情報を外に取り出す
ことができるようになっている。引き出し電極EGは抵
抗RVを して電源VGに接続され、電極EPは接地電
極ONと接続されている。
FIG. 3 is a block circuit diagram for driving each of the above-mentioned elements. A switch SWI is connected to M and a pole [11 of the electron beam detection means, a switch SWN is connected to the electrode DN, a switch SWP is connected to the electrode UP, a switch SWB is connected to the electrode TB of the driving means T, and a switch SWE is connected to the electrode TO. is connected. The writing mode in which the electron beam EB is incident on the electron beam detection means is W mode, the mode in which information is read from the electron beam detection means is R mode, and the electron beam EB is emitted from the electron beam source E in accordance with this information. Set the line emission mode to G mode, switch SWI, switch S-N
, the switch S is connected to the writing and electron beam output terminal W/
G and a read terminal R are provided facing each other, and a voltage VW is applied to the terminal W/G corresponding to the switch SWI.
However, voltage VR is applied to terminal R, terminal W/G corresponding to switch SWN is connected to ground electrode GN, and terminal R
is open. Further, a negative potential 17B is applied to the terminal W/G corresponding to the switch SWP, and the terminal R is connected to a capacitor C for temporarily saving information, so that part of the information can be saved. Further, the switch SWB and the switch SWE of the driving means T are provided with write and read terminals W/R and an electron beam emission switch G facing each other, and the terminal W/R corresponding to the switch SWB is connected to the switch SWP. A negative potential VB is applied to the terminal W/G corresponding to the switch swp.
It is connected to a terminal R corresponding to , and information from the outside is inputted through an input terminal IN. The terminal W/R corresponding to the switch SWE is connected to the ground electrode GN, and the voltage VE is applied to the terminal G. Furthermore, '?' of the driving means T? The tL pole TC is connected to the electrode EN of the electron beam source E via a resistor, and information can be taken out from the electrode TE of the driving means T through an output terminal OUT. The extraction electrode EG is connected to a power source VG through a resistor RV, and the electrode EP is connected to a ground electrode ON.

先ず、書き込みのWモード時について考えてみると、ス
イッチSWI 、 SWN 、 SWPはそれぞれ端子
W/G側に接続され、スイッチSWB 、 SWWはそ
れぞれ端子W/R側に接続されているので、電子線検出
手段りにおいて電極DNを基準電圧として電aDIに正
の電圧VWがバイアスとして印加され、電極DPに逆バ
イアス電圧VBが印加されることになる。また、電極O
N、 DP間は逆バイアスのために電流は流れない。こ
こで、電子線EBは電極DIを透過し絶縁層INS内で
電子0正孔対を生成し、このうち正孔が絶縁層INSと
n層の界面に近い絶縁、+31Ns内に蓄積される。こ
の正孔として蓄積された電荷は、電子線EBの解射かな
いときでも比較的安定に保存される。このとき、駆動手
段Tにおいては電極TBにもスイッチSWBを介して電
極DPと同様に、逆バイアス電圧VBが印加されている
ためカットオフ状態であり電子線源Eも動作しない。
First, considering the W mode of writing, switches SWI, SWN, and SWP are each connected to the terminal W/G side, and switches SWB and SWW are each connected to the terminal W/R side, so the electron beam In the detection means, a positive voltage VW is applied as a bias to the electrode aDI using the electrode DN as a reference voltage, and a reverse bias voltage VB is applied to the electrode DP. In addition, the electrode O
No current flows between N and DP due to reverse bias. Here, the electron beam EB passes through the electrode DI and generates an electron-0-hole pair within the insulating layer INS, and the holes are accumulated in the insulation +31Ns near the interface between the insulating layer INS and the n-layer. The charges accumulated as holes are stored relatively stably even when the electron beam EB is not emitted. At this time, in the driving means T, since the reverse bias voltage VB is applied to the electrode TB via the switch SWB as well as to the electrode DP, the electrode is in a cut-off state and the electron beam source E does not operate.

また、読み出しのRモード時においてはスイッチSWI
 、 5WFI 、S臀Pはそれぞれ端子R側に接続さ
れ、ス・fフチS臀B 、 SWEはそれぞれ端子1l
llR側にta続されている。このとき、電子線検出手
段りの状態を検知する方法としては、逆方向電圧を電極
DI、DP間に与えたときのブレークダウン電圧が絶縁
層INSに蓄積された電荷の有無に応じて異なる現象を
利用することが好ましい一方法である。即ち、電極DI
に書き込み時よりも更に高い正の電圧で、かつ絶縁層I
NSに電荷が蓄積されていないときにはブレークダウン
せずに、絶縁層INSに電荷が成る閾値以上に蓄積され
ているときには、ブレークダウンして電流が流れるよう
な電圧VRを与えることにより読み出しが行われる。こ
のようなブレークダウン効果を利用することにより、高
感度の電子線検出手段りを得ることができる。
In addition, in the R mode of reading, the switch SWI
, 5WFI, and S buttocks P are each connected to the terminal R side, and S and F edges S buttocks B and SWE are each connected to terminal 1L.
It is connected to the llR side. At this time, a method for detecting the state of the electron beam detection means is a phenomenon in which the breakdown voltage when a reverse voltage is applied between the electrodes DI and DP differs depending on the presence or absence of charges accumulated in the insulating layer INS. One preferable method is to use That is, the electrode DI
at a higher positive voltage than when writing to the insulating layer I.
Reading is performed by applying a voltage VR that does not break down when no charge is accumulated in the NS, but breaks down and causes a current to flow when the charge is accumulated in the insulating layer INS above a threshold value. . By utilizing such a breakdown effect, a highly sensitive electron beam detection means can be obtained.

絶縁層INSに電荷が閾値以上にM積されていて、電子
線検出手段りがブレークダウンした場合を考えると、電
極DIからDPへ電流が流れ、スイッチSwPを通じて
コンデンサCが充電される。電子線検出手段りがブレー
クダウンしない場合は、電極DIからDPの方向へ電流
が流れずコンデンサCは充電されない。
If we consider a case where the electron beam detection means breaks down due to the charge M accumulated on the insulating layer INS to a value greater than a threshold value, a current flows from the electrode DI to DP, and the capacitor C is charged through the switch SwP. If the electron beam detection means does not break down, no current flows from the electrode DI to the DP, and the capacitor C is not charged.

続いて、電子線出射のGモードにおいては、スイッチS
誓r、s冒N 、 SWPはそれぞれ端子W/G側に、
スイッチSWB 、 SWEはそれぞれ端子G側に接続
される。コンデンサCが充電されていれば、この電荷が
スイッチSWBを通して電極TBからTEへ順方向に流
れこむため駆動手段Tはオン状態となるが、電圧VEは
駆動手段Tの電極TCからTEにバイパスして流れ電子
線源Eの電極ENに電圧が印加されず電子線源Eから電
子線EBは出射されない、コンデンサCが充電されてい
ない場合は、電極7BからTEへ電流は流れず駆動手段
Tがオフ状態のままとなり、その結果電圧VEは電極E
Xに印加されるので電子線源Eが駆動され電子線EBが
出射される。即ち、Wモードで電子線検出手段りに電子
線EBが入射したときには、Rモードに続くGモードで
電子線源Eから電子線EBは出射されず、Wモードで電
子線検出手段りに電子線EBが入射しないときに、Rモ
ードに続くGモードで電子線源Eから電子線EBが出射
されることになる。
Next, in G mode of electron beam emission, switch S
R, S, and SWP are respectively on the terminal W/G side.
Switches SWB and SWE are each connected to the terminal G side. If the capacitor C is charged, this electric charge flows forward from the electrode TB to the electrode TE through the switch SWB, so that the driving means T is turned on, but the voltage VE is bypassed from the electrode TC of the driving means T to the electrode TE. If no voltage is applied to the electrode EN of the electron beam source E and the electron beam EB is not emitted from the electron beam source E, and if the capacitor C is not charged, no current flows from the electrode 7B to the drive means T. remains in the off state, so that the voltage VE is at the electrode E
Since it is applied to X, the electron beam source E is driven and the electron beam EB is emitted. That is, when the electron beam EB enters the electron beam detection means in the W mode, the electron beam EB is not emitted from the electron beam source E in the G mode following the R mode, and the electron beam EB enters the electron beam detection means in the W mode. When no EB is incident, the electron beam EB is emitted from the electron beam source E in the G mode following the R mode.

電子線源Eから放出される電子線EBの電流量は電子線
源Eと電源VCとの間に挿入された可変抵抗RVにより
制御することが可能である。
The amount of current of the electron beam EB emitted from the electron beam source E can be controlled by a variable resistor RV inserted between the electron beam source E and the power supply VC.

なお、読み出しのRモード時に電子線検出手段りに蓄積
されている電荷の殆ど全てを、外部に放出する条件で使
用する完全破壊読み出しのRDモードと、蓄積されてい
る電圧の一部のみを読み出し、閾値以上の電荷量を残す
部分破壊読み出しのRNモードが設定できる。このRD
モードとRNモードとの選択は、例えばRDモードにお
いては蓄積電荷が放出されるために十分な時間で読み出
し、RNモードではそれに比較して短い時間で読み出す
等の手段により容易に達成できる。また、第3図におい
てGモード時には出力端子OUTから情報の有無を電気
的に読み出すことができ、入力端子INに強制的に電圧
を印加することにより情報を書き込むことができる。
In addition, there is a completely destructive readout RD mode in which almost all of the charge accumulated in the electron beam detection means is discharged to the outside during the readout R mode, and a completely destructive readout RD mode in which only a part of the accumulated voltage is readout. , an RN mode for partially destructive readout that leaves a charge amount greater than a threshold value can be set. This RD
Selection between the mode and the RN mode can be easily achieved by, for example, reading out data in a time sufficient for the accumulated charges to be discharged in the RD mode, and reading out in a relatively short time in the RN mode. Further, in FIG. 3, in the G mode, the presence or absence of information can be electrically read from the output terminal OUT, and information can be written by forcibly applying a voltage to the input terminal IN.

上述した単位Uを配置したメモリ二二ツ)MUを用いた
実施例の動作を再び第1図及び第4図〜第7図を用いて
説明する0本実施例においては、メモリユニットMUI
上の1単位とそれに対向して配置されたメモリ二二ッ)
 MU2上の1単位の計2単 □位により1ビツトの情
報を扱っている。この情報は論理値であり、ここでは「
1」とrQJで表す、また、メモリユニー2トMU1の
Wモード、Rモード、Gモードとそれに続くメモリユニ
ットMU2のWモード、Rモード、Gモードで1サイク
ルを形成する。このlサイクルは前サイクル終了時の論
理値を保持するNOPサイクルと、論理反転を行うNO
Tサイクルの2つのうち1つが選択可能である。
The operation of the embodiment using the above-mentioned memory unit U will be explained again using FIG. 1 and FIGS. 4 to 7. In this embodiment, the memory unit MUI
1 unit above and memory 22 placed opposite it)
One unit on MU2, a total of two units □, handles 1 bit of information. This information is a Boolean value and is referred to here as '
1'' and rQJ, and one cycle is formed by the W mode, R mode, and G mode of memory unit 2 MU1 and the following W mode, R mode, and G mode of memory unit MU2. This l cycle consists of a NOP cycle that holds the logic value at the end of the previous cycle, and a NO cycle that inverts the logic.
One of two T cycles is selectable.

第4図は第1図の実施例のNOPサイクルを示し、第4
図(a)はメモリュニッ)MUIがGモード、メモリユ
ニットXυ2がWモードである状態にある。メモリ二二
ッ)MUIからは前サイクル終了時の情報に従って例え
ば電子線源E121. E131、E211から電子線
EBが出射される。偏向電極SEI、SE2には電圧が
印加されておらず、電子線EBは加速電圧VAIによる
メモリユニットMU1からMU2の方向への加速電界に
より加速され、電子線検出手段[1122、D132、
D212に到達する。第4図(b)1±(a)に続きメ
モリユニ】・トMU2がGモード、メモリユニットMU
lがWモードとなった状態を示している。前述のように
単位0111、[112、・・・においては、Wモード
で電子線EBが入射した場合にRモードに続くGモード
で電子線EBは出射されず、Wモードで電子線EBが入
射しない場合に、Rモードに続くGモードで電子線EB
が出射される。従って、第4図(b)では電子線@j 
El 12、E222、E232から出射された電子線
EBは、加速電圧VA2によるメモリユニットMU2か
らMUIの方向への加速電界により加速され、それぞれ
電子線検出手段ottt。
FIG. 4 shows the NOP cycle of the embodiment of FIG.
Figure (a) shows a state in which the memory unit (MUI) is in G mode and the memory unit Xυ2 is in W mode. Memory 2) From the MUI, for example, electron beam source E121. Electron beam EB is emitted from E131 and E211. No voltage is applied to the deflection electrodes SEI and SE2, and the electron beam EB is accelerated by the acceleration electric field in the direction from the memory unit MU1 to MU2 due to the acceleration voltage VAI, and the electron beam detection means [1122, D132,
D212 is reached. Figure 4 (b) 1± (a) followed by memory unit] - MU2 is in G mode, memory unit MU
This shows a state in which l is in W mode. As mentioned above, in units 0111, [112, ..., when electron beam EB is incident in W mode, electron beam EB is not emitted in G mode following R mode, and electron beam EB is incident in W mode. If not, use electron beam EB in G mode following R mode.
is emitted. Therefore, in Fig. 4(b), the electron beam @j
The electron beams EB emitted from El 12, E222, and E232 are accelerated by an accelerating electric field from the memory unit MU2 toward the MUI due to the accelerating voltage VA2, and are detected by the electron beam detection means ottt.

0221、0231に入射する0次のサイクルがMOP
サイクルであれば再び第4図(a)に戻るので、NOP
サイクルが継続する限り第4図の状態が保持される。
The 0th order cycle that enters 0221 and 0231 is MOP
If it is a cycle, it will return to Figure 4 (a) again, so NOP
As long as the cycle continues, the state shown in FIG. 4 is maintained.

1ビツトを扱う1組2単位の素子は、このようにメモリ
ュニッ)MUI側から電子線EBを放出し、メモリュニ
ッ!−MU2側からは放出しない状態と、メモリユニ、
)MU2側から電子線EBを放出してメモリ二二ツ)、
MUI側からは放出しない状態との2つのうちの何れか
の状態をとる。従って、例えばメモリユニットMU1側
から電子線EBを放出している状態にある組は論理値「
1」を表し、メモリ二二ッ) Mt12側から電子線E
Bを放出している状態にある組は論理値「0」を表すと
決めると、第4図の例では1組2単位の素子(0111
,0112)、(0121,0122)、([131,
0132)、([211,υ212)、(υ221.0
222)、([231,0232)の順に「Oll、1
.1.0.0」という情報を保持していることになる。
A set of two units of elements that handle one bit emits an electron beam EB from the MUI side, and generates a memory! -The state in which it is not emitted from the MU2 side, and the memory unit,
)The electron beam EB is emitted from the MU2 side and the memory 22),
From the MUI side, it takes one of two states: a state in which it does not emit data. Therefore, for example, the group in which the electron beam EB is being emitted from the memory unit MU1 side has the logical value "
1”, memory 22) Electron beam E from Mt12 side
If we decide that the set that is in the state of emitting B represents the logical value "0", then in the example of FIG.
,0112), (0121,0122), ([131,
0132), ([211, υ212), (υ221.0
222), ([231,0232) in the order of “Oll, 1
.. This means that the information "1.0.0" is held.

第5図は第1図の実施例におけるNOTサイクルを示し
、第5図(a)においてメモリユニットにUlはGモー
ドとなり、第4図と同様の保持情報に対応して電子線源
E121. E131、E211から電子線EBが出射
される。このとき、メモリユニットMUIとMU2の間
には逆加速電圧VRIが印加され、メモリユニットMU
2からMUIへの逆加速電界が形成される。また、偏向
電極SEIとSF3の間には偏向電圧VDIが印加され
、電極SEIからSF3の方向への偏向電界が形成され
る。これらの電圧により誘起される電界を好適に制御す
ればメモリ二二ッ) MUIの各単位Uの電子線源Eか
ら出射された電子線EBをメモリュニッ)MUIの同じ
単位Uにある電子線検出手段りに入射するように偏向さ
せることが可能である。即ち、電子線源E121、E1
31. E211から出射された電子線EBを、それぞ
れ電子線検出手段D121.0131.0211へ入射
させることができる。前述のように、メモリユニットM
Uの各単位Uにおいて、Gモードのとき電子線検出手段
りはWモードと同様の状態にあるので、この入射電子線
EBにより電子線検出手段り中に再び電荷が蓄積される
FIG. 5 shows a NOT cycle in the embodiment of FIG. 1. In FIG. 5(a), Ul in the memory unit is in the G mode, and electron beam source E121. Electron beam EB is emitted from E131 and E211. At this time, reverse acceleration voltage VRI is applied between memory units MUI and MU2, and memory unit MU
A reverse accelerating electric field is formed from 2 to MUI. Further, a deflection voltage VDI is applied between the deflection electrodes SEI and SF3, and a deflection electric field is formed in the direction from the electrode SEI to SF3. If the electric field induced by these voltages is suitably controlled, the electron beam EB emitted from the electron beam source E in each unit U of the MUI can be detected by the electron beam detection means in the same unit U of the MUI. It is possible to deflect the light so that it is incident on the opposite direction. That is, electron beam sources E121, E1
31. The electron beams EB emitted from the electron beams E211 can be respectively made incident on the electron beam detection means D121.0131.0211. As mentioned above, memory unit M
In each unit U of U, in the G mode, the electron beam detection means is in the same state as in the W mode, so that the incident electron beam EB causes charges to be accumulated in the electron beam detection means again.

第5図(b)は第5図(a)に続き、メモリユニットM
U2がGモードとなったときの状態を示している。メモ
リュニッ)MUIとMU2の間に印加される逆加速電圧
VR2と偏向電極SEIとSF3との間に印加される偏
向電圧VD2を第5図(a)とは逆極性にすることによ
り、第5図(a)と同様にメモリユニットMU2の電子
線源E112、E222、E232から出射された電子
線EBは、それぞれ同一単位Uの電子線検出手段D11
2、D222、D232に入射することになる。
FIG. 5(b) continues from FIG. 5(a) and shows the memory unit M.
This shows the state when U2 is in G mode. 5(a) by making the reverse acceleration voltage VR2 applied between MUI and MU2 and the deflection voltage VD2 applied between deflection electrodes SEI and SF3 have opposite polarities to those in FIG. 5(a). Similarly to (a), the electron beams EB emitted from the electron beam sources E112, E222, and E232 of the memory unit MU2 are detected by the electron beam detection means D11 of the same unit U, respectively.
2, it will be incident on D222 and D232.

第6図は第5図に示したNOTサイクルに続くNOPサ
イクルを示している。第6図(a)でメモリユニットM
U1がGモードになると、前のサイクルで電子線EBが
入射しなかった単位Uの電子線源El11. E221
. E231から電子線EBが出射され、それ以外の単
位Uからは出射されない、従って、第6図のMOPサイ
クルでは保持されている論理情報は、先と同じように1
組2単位の素子(Ulll、U112)、(0121,
U122)、(U131,0132)、(0211,0
212)、(U221.0222)、(0231,02
32)(7) 11番にrl、Olo、O1■、1」と
なり、第4図の状態に対して第5図のNOTサイクルを
経ることにより、論理値が全て反転されたことになる。
FIG. 6 shows a NOP cycle following the NOT cycle shown in FIG. In FIG. 6(a), memory unit M
When U1 enters the G mode, the electron beam source El11. of unit U to which no electron beam EB was incident in the previous cycle. E221
.. The electron beam EB is emitted from E231, and is not emitted from other units U. Therefore, in the MOP cycle of FIG. 6, the logical information held is 1 as before.
Group 2 unit elements (Ull, U112), (0121,
U122), (U131,0132), (0211,0
212), (U221.0222), (0231,02
32) (7) "rl, Olo, O1■, 1" at No. 11, and by going through the NOT cycle of FIG. 5 for the state of FIG. 4, all the logical values are inverted.

第7図は第4図〜第6図までの各サイクルを続けて実行
した場合のメモリュニッ)MUI 、 MU2のW、R
,Gモードと加速電圧及び偏向電圧のタイミング図であ
る。このようなタイミング図を組み合わせて実行するこ
とにより、二次元並列に配器された論理値情報の記憶及
び反転演算を並列で高速に行うことが可能となる。
Figure 7 shows the memory values when each cycle from Figures 4 to 6 is executed continuously.MUI, W, R of MU2
, G mode, acceleration voltage, and deflection voltage timing diagram. By combining and executing such timing diagrams, it becomes possible to perform storage and inversion operations of logical value information arranged two-dimensionally in parallel in parallel at high speed.

実施例の説明では、電界により電子線EBの逆加速及び
偏向を行って論理反転演算を行う例を示したが、電子線
EBの偏向は磁場でも可能であり、電子線源Eから出射
された電子線EBを同一単位Uの電子線検出手段りに入
射させることができる。
In the explanation of the embodiment, an example was shown in which the electron beam EB is reversely accelerated and deflected by an electric field to perform a logical inversion operation, but the electron beam EB can also be deflected by a magnetic field, and the electron beam EB emitted from the electron beam source E can be deflected by a magnetic field. The electron beam EB can be made incident on the electron beam detection means of the same unit U.

また実施例の説明では、メモリユニットMU1のGモー
ドとそれに続くメモリユニットMU2のGモードを含ん
でlサイクルと定義したため、第5図に示したNOTサ
イクルで第5図(b)のようにメモリ二二ッ) MU2
から電子線EBが出射されるモードを実行する動作例を
示したが、実際には第5図(b)の実行は不要であり、
NOTサイクルとして第5図(a)のみを実行し、次の
NOPサイクルへ移ることによって論理反転を行うこと
ができる。
In addition, in the explanation of the embodiment, one cycle is defined as including the G mode of the memory unit MU1 and the subsequent G mode of the memory unit MU2. Therefore, in the NOT cycle shown in FIG. 5, the memory as shown in FIG. 22) MU2
Although we have shown an example of the operation in which the electron beam EB is emitted from the
Logic inversion can be performed by executing only FIG. 5(a) as a NOT cycle and moving to the next NOP cycle.

更に、実施例の説明ではメモリユニットMUI、NU2
を対向させて配置したが、このような配置は木質的なも
のではなく、電磁界その他の手段を用いてメモリュニッ
)MUIとMtJ2の対応する単位U同志で電子線EB
の授受が可能で、かつ外部制御によって電子線源Eから
出射された電子線EBが、この電子線源Eと同一単位U
にある電子線検出手段りに入射するように偏向させるこ
とが可能なようにした構成であれば、本発明の主旨から
外れるものでないことは明らかである。
Furthermore, in the description of the embodiment, the memory units MUI and NU2
However, such an arrangement is not a wooden one, but uses an electromagnetic field or other means to create an electron beam EB between the corresponding units U of MUI and MtJ2.
and the electron beam EB emitted from the electron beam source E by external control is in the same unit U as this electron beam source E.
It is clear that any configuration in which the electron beam can be deflected so as to be incident on the electron beam detecting means in the present invention does not depart from the spirit of the present invention.

[発明の効果] 以上説明したように本発明に係る論理反転演算の可能な
記憶装置は、電子線を用いた記憶装置において二次元に
配置された情報を保持し、或いは全ての情報を並列・高
速に論理反転し得るために画像処理演算に好適である。
[Effects of the Invention] As explained above, the storage device capable of logical inversion operations according to the present invention retains information arranged two-dimensionally in a storage device using electron beams, or stores all information in parallel and It is suitable for image processing operations because it can perform logic inversion at high speed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本発明に係る論理反転演算の可能な記憶装置の実
施例を示すものであり、第1図はその概略斜視図、第2
図は電子線検出手段、駆動手段、電子線源の説明図、第
3図はブロック回路図、第4図〜第6図は各種動作の説
明図、第7図はこれらの動作のタイミング図である。 符号りは電子線検出手段、Tは駆動手段、Eは電子線源
、EBは電子線、MUI 、 MU2はメモリュニッ)
 、 SEI 、 SE2は偏向電極である。 特許出願人   キャノン株式会社 ゝ++1□!1 ?1図 第2図 第3図 IN  0LIT 絽4図 W、4図 (b) 第5図 第5図 (b) 第6図 (a> 第6図 (b) 第7図
The drawings show an embodiment of a storage device capable of performing logical inversion operations according to the present invention, and FIG. 1 is a schematic perspective view thereof, and FIG.
The figure is an explanatory diagram of the electron beam detection means, driving means, and electron beam source, Figure 3 is a block circuit diagram, Figures 4 to 6 are explanatory diagrams of various operations, and Figure 7 is a timing diagram of these operations. be. (Symbols are electron beam detection means, T is drive means, E is electron beam source, EB is electron beam, MUI, MU2 is memory unit)
, SEI, SE2 are deflection electrodes. Patent applicant Canon Co., Ltd. ++1□! 1? Figure 1 Figure 2 Figure 3 IN 0LIT Figure 4 W, Figure 4 (b) Figure 5 Figure 5 (b) Figure 6 (a> Figure 6 (b) Figure 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、電子線源と電子線検出手段と該電子線検出手段の信
号により前記電子線源を駆動する駆動手段とを1単位と
し、少なくとも2つの単位間で電子線を送受する記憶装
置であって、論理演算時に前記電子線検出手段に電子線
が入射したときに前記電子線源から電子線が出射されず
、前記電子線検出手段に電子線が入射しないときに前記
電子線源から電子線が出射するように、前記1単位に含
まれる前記電子線検出手段と電子線源との間に制御手段
を設けたことを特徴とする論理反転演算の可能な記憶装
置。 2、前記単位を複数個設けた少なくとも2つのメモリユ
ニットを対向させて配置した特許請求の範囲第1項に記
載の論理反転演算の可能な記憶装置。 3、前記対向させたメモリユニット間に交互に逆方向電
界を印加する特許請求の範囲第2項に記載の論理反転演
算の可能な記憶装置。 4、前記電子線源から出射された電子線を、前記電子線
源と同一の単位に含まれる前記電子線検出手段に入射す
るように偏向させる手段を設けた特許請求の範囲第1項
に記載の論理反転演算の可能な記憶装置。 5、前記電子線を偏向させる手段は電界又は磁界とした
特許請求の範囲第4項に記載の論理反転演算の可能な記
憶装置。
[Claims] 1. An electron beam source, an electron beam detection means, and a driving means for driving the electron beam source according to a signal from the electron beam detection means are defined as one unit, and an electron beam is transmitted and received between at least two units. The storage device is configured to store the electrons when the electron beam is not emitted from the electron beam source when the electron beam is incident on the electron beam detection means during a logical operation, and when the electron beam is not incident on the electron beam detection means. A storage device capable of logical inversion operations, characterized in that a control means is provided between the electron beam detection means included in one unit and the electron beam source so that an electron beam is emitted from the radiation source. 2. A storage device capable of performing a logic inversion operation according to claim 1, wherein at least two memory units each having a plurality of said units are arranged facing each other. 3. A storage device capable of logic inversion operation according to claim 2, wherein a reverse electric field is alternately applied between the opposed memory units. 4. Claim 1, further comprising means for deflecting the electron beam emitted from the electron beam source so that it enters the electron beam detection means included in the same unit as the electron beam source. A storage device capable of logical inversion operations. 5. A storage device capable of performing logic inversion operations according to claim 4, wherein the means for deflecting the electron beam is an electric field or a magnetic field.
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