SU947909A1 - Накопитель дл запоминающего устройства - Google Patents

Description

(54) НАКОПИТЕЛЬ ДЛЯ ЗАПОМИНАЮдаГО УСТРОЙСТВА

Изобретение относитс  к вычислительной технике и автоматике и может быть использовано в запоминающих устройствах, в которых носител ми информации  вл ютс  цилиндрические магнитные домены (ЦМД).

Известен накопитель, содержащий регистры хранени  информации, каналы записи и считьтани  ЦМД, изготовленные из ферромагнитных аппликаций Т- и С-образной формы, и токопровод щие шины, выполненные в одном слое с ферромагнитными аппликаци ми . Токопровод щие шины выполн ют функции раст жени , переключени  и реплицированн  ЦМД 1.

Однако устройство обладает недостатком , св занным с малой областью устойчивой работы пе зеключател -репликатора в режиме переключени  ЦМД. Переключение ЦМД возможно только при низких пол х смещени  (). При больших П дл  перек.гаочени  ЦМД требуетс  подавать в управл ющую шину импульсы тока высокой амплитуды, так как наводимый внешним полем управлени  () прит гивающий домен полюс С-образной аппликации недостаточен , чтобы захватить ЦМД и раст нуть его с Т-образной аппликации . В результате этого, даже при выборе оптимального рассто ни  между С- и Т-образными аппликацн ьш, при повы енном поле Н и, соответственно/ повьшенной амплитуде тока, ЦМД не переключаетс  , а коллапсирует в зоне переключени . Этот недостаток  вл етс  существенным при работе переключател -репликатора сов10 местно с генератором и датчиком счи- тывани  ЦМД, так как обща  область устойчивой работы запоминающего устройства резко снижаетс  (почти на 50% по сравнению с другими функцио15 нальными элементами). Проход щие по управл ющей шине импульсы тока высокой амплитудфл, создава  требуемое магнитное поле дл  раст жени , переключени  и реплнцировани  ЦМД,

20 ограничивают (в сторону уменьшени ) реальные размеры сечени  управл ющей шины. Этот недостаток чрезвычайно существенный в устройствах с малыми размерами ЦМД, в ксзторых сечение управл ющей.шины не обеспечивает прохождение импульса тока требуемой плотности.

Кр(е того, применение импульсов тока выссжой амплитуды увеличивает

Claims (2)

1. 30 энергопотребление устройства. Наиболее близким к предлагаемому устро.ству по технической сущности  вл етс  накопитель, содержащий маг нитоодноосную пленку, на которой расположены регистры хранени  инфор мации, магнитосв занные с каналами считывани  и записи информации из ферромагнитных аппликаций У-, Т- и 1-образной формы, а также токопровод ище шины, выполненные в одном слое с ферромагнитными аппликаци ми и наход щиес  в каналах считывани  и записи информации. Токопровод щие шины осуществл ют ввод информации в регистры хранени  (запись) и вывод информации (считывание) 2. Однако указанное устройство обладает следующими недостатками: низ ка  область устойчивой работы как продвигающих схем, так и функциональных узлов-переключателей вводавывода ЦМД; большое энергопотребление , св занное с высоким электрическим сопротивлением токопровод щи шин; ограниченность функциональных возможностей переключателей (переключатели могут только переключать ЦМД без реплицировани  последних); ограничение размеров сечени  токопровод щих шин, св занных с электромиграционной стойкостью материала не дает возможности использовать устройство с ЦМД меньше 2 мкм; отсутствие возможности создани  доменного накопител  большой емкости , в св зи с высоким сопротивлением токопровод щих шин переключателе ввода-вывода информации. Цель изобретени  - повышение надежности и уменьшени  потребл емой мощности накопител . Указанна  цель достигаетс  тем, что накопитель содержит в регистрах хранени  информации и в каналах счи тывани  и эа-зиси информации феррома нитные аппликации С-образной формы, причем ферромагнитные аппликации Собразной формы каналов считывани  и записи информации расположены между ферромагнитными аппликаци ми С-образной формы смежных регистров хранени  информации и гальванически св заны с ними токопровод щими шин ми. На фиг.1 (а и б) представлена конструкци  предлагаемого накопител на фиг.2-4 (а,б,в,г ид)- этапы пр двиЦени  ЦМД и фазовые диаграммы иМ пульсов тока в режиме неразрушающего считывани , разрушающего считЕЛва ни  и записи информации соответственно , Предлагаемое устройство выполнен следующим образом. На поверхности магнитоодноосной пленки 1 .(фиг.1 а и б) расположены регистры 2 хранени  информации, выполненные из асимметричных шевронов и С-образных аппликаций; общий канал 3 вывода информации; каналы 4 считывани  информации; массивные С-образные аппликации каналов 6 считывани  5, расположенные между С-образными аппликаци ми регистров хранени  и, гальванически св занные с 1-образными аппликаци ми 7, образующими уступ 8; токопровод ща  шина 9, гальванически св зывающа  С-образные аппликации каналов считывани  и регистров хранени ; канал 10 записи информации, включающий в себ  двухсторонние асимметричные С-образные аппликации 11, расположенные между С-образнь1МИ аппликаци ми регистров хранени  12; токопровод ща  шина 13, гальванически, св занна  С-образными аппликаци ми регистров хранени  и канала записи. Вектор управл ющего пол  14 вращаетс  в плоскости пленки 1 по часовой стрелке. Накопитель работает следующим образом . А. .Режим вывода информации с реплицированием ЦМД (неразрушающее считывание). На фиг.2С1 - Z показано расположение доменов в регистре хранени  и в канале считывани  ЦМД. При положении вектора управл ющего пол  , показанном на фиг.2а, информационный домен раст гиваетс  по массивной части С-образной аппликации регистра хранени , размеща сь по обе стороны токопровод щей шины. При незначительном дальнеусшем повороте вектора (фиг.2(5) в токопровод щую шину подаетс  короткий (0,2-0,3 мкс) импульс тока с амплитудой. (90-100 мА) такой пол рности, при которой один конец информационного домена раст гиваетс  вдоль верхней границы токопровод щей шины и захватываетс  прит гивающими полюсами С-образной аппликации канала считывани , а другой - жестко фиксируетс  сильным магнитным полюсом С-образной аппликации регистра хранени . Причем, прит гивающий полюс С-аппликации канала считывани  усиливаетс  за счет гальванической св зи с токопровод щей шиной, так как при подаче в шину импульса тока раст жени  вектор Н,р направлен вдоль шины, на конце которой наводитс  дополнительный прит гивающий полюс. При положении вектора (фиг. 2-) в токопровод щую шину подаетс  короткий (0,1 мкс) импульс тока репликации с амплитудой 120 мА и той же пол рности , при которой домен, раст нутый между С-образными аппликаци ми регистра хранени  и канала считывани , реплицируетс  на два домена: один остаетс  в регистре хранени , другой - в канале считьгоани  (фиг.21-). На фиг.2 иллюстрируетс  фазова  диаграмма импульсов тока раст жени  и реплицировани  домена, по сн юща  режим нераз рушающего считывани  информации. Б. Режим вывода информации (разрушающее считывание). На фиг.за - г показано расположе ние доменов в регистре хранени  ив канале считывани  информации. При полодении вектора управл ющего пол  И дар .3а) в токопрово5д щую шину подаетс  импульс тока длительностью равной половине периода управл ющего пол  и пол рностью,при которой инфор мационный дс лен, наход щийс  на С-образной аппликации регистра хранени , при дальнейшем вращении вектора Н (фиг.З) раст гиваетс  по верхней границе токопровод щей шины и захватываетс  прит гивающими полюсами С-образной аппликации канала считывани . Величина амплитуды импульса тока около 20 мА. При дальнейшем повороте вектора (фиг.З-в) домен, вследствие магнитного барьера, созданного импульсом тока по нижней гра нице шины, не движетс  по прит гивающим полюсам G-образной аппликации регистра хранени , а полностью переходит в канал считывани  (фиг.Зг). фазова  диаграмма импульсов тока. объ сн юща  работу устройства в режиме переключени , иллюстрируетс  на фиг.3d. В. Режим ввода информации (запись ila фиг.4 а -I показано расположе ние доменов в канале записи и в регистре хранени  информации. Запись информации в регистры хранени  произ водитс  аналогично режиму Б, описанному вьвие. При положении вектора H ( фиг.4а) в токопровод щую шину подаетс  импульс тока длительностью равной половине периода управл ющего по л  и амплитудой равной 20 мА. Домен, наход щийс  на С-образной аппликации канала записи, раст гиваетс  по верх ней границе токопровод щей шины (фиг.4йГ) и захватываетс  прит ги вающим полюсом С-образной аппликации регистра хранени . При этом положеНИИ вектора Н, на С-образной аппли кации регистра хранени  создаетс  до полнительный магнитный полюс от шины который увеличивает благопри тные успов«  перехода домена на зтот полюс . Магнитный барьер по нижней границе шины, созданный импульсом тока, преп тствует продвижению домена по прит гивающим полюсам С-образной аппликсщии канала записи,вследствие этого, домен полностью переходит в регистр хранени  при дальнейшем пово роте (фиг.4,г). На фиг.4д показана фазова  диаг .рамма импульсов тока, объ сн юща  работу устройства в режиме записи. Следует отметить тот факт, что величины импульсов тока, приведенные в разделах А, Б и В, соответствуют устройствам,выполненным на магнитооднорсной пленке кальций-германиевого граната с ЦМД размером 2 мкм полем коллапса % 160-170 Э и намагниченностью насыщени  41СМ 300-320 Гс. Таким образом, в предлагаемом накопителе осуществл етс  повышение надежности устройства за счет расширени  области устойчивой работы переключател  ввода и переключател репликатора вывода ЦМД; уменьшение энергопотреблени  устройства за счет использовани  дополнительных массивных С-образных аппликаций в каналах считывани  и записи информации, гальванически св занных токопровод щей шиной с С-образными аппликаци ми регистров хранени  информации. С-образные аппликации, имеющие большую массу и большие геометрические размеры , св занные между собой коротк.ими шинами, естественно уменьшают электрическое сопротивление токопровод щих шин цепи в целом приблизи- ; тельно в 2-3 раза по сравнению с токопровод щими шинами в известном накопителе . Область устойчивой работы доменного накопител  расшир етс  в режимах записи и считывани  информации на 3040% . Это достигаетс  следующими средствами . Во-первых, элементы переключени  регистров хранени , каналов зёшиси и считывани  - С-образные аппликации размещены друг от друга на значительном рассто нии, равном четырем периодам канала продвижени  ЦМД, позвол ющим увеличить геометрические размеры С-образных аппликаций без какого-либо взаимовли ни  друг на друга и, тем самым, усилить прит гивающие полюса аппликасций при различных поворотах вектора упргшл ющего пол . Во-вторых, при низких пол х сме{цени  домены не раст гиваютс  на соседние аппликации из-за отталкивающего домен полиса, наводимого полем Нм на уступах 1-образных аппликаций (см. фиг.1 поз.8) каналов считывани  ЦМД и за счет сильных полюсов массивных аппликаций. Й-третьих, раст жение ЦМД по верхним границам токопровод щих шин в канале записи и считывани  ЦМД производитс  непосредственно по шинам, которые  вл ютс  магнитными и собою создают дополнительные полюса. Уменьшение потребл емой мощности за вл емого накопител  осуществл етс  следующими средствами; во-первых, значительное снижение электрического сопротивлени  токопровод щих шин пврек/5Ч)чагелей. ввода-вывода информа ции уменьшает напр жение источника питани  переключателей; во-вторых, раст жение доменов производитс  вдол кра  магнитной шины, котора  дополнительно создает прит гивающие полюса , в результате чего, уменьшаетс  амплитуда управл ющего импульса тока требуемого дл  раст жени  доменов; в-третьих, при гальванической св зи с помощью токопровод щей шины С-образных аппликаций регистров хранени  и С-образных аппликаций каналов считывани  информации образуютс  токопровод щие петли, усиливающие магнит ное поле от импульса тока, позвол ющие на 60% снизить амплитуду управл  юьщх импульсов тока, как в режиме пе реключени , так и в режиме реплициро вани  ЦМД. Кроме того, токопрсвод щие шины, выполненные в одном слое с ферромаг нитными аппликаци ми, не требуют при изготовлении доменного накопител  трудоемкой операции совмещени  токо провод щего и магнитного слоев. При изготовлении доменного накопител  ем кости с ЦМД размером даже 2 мкм, совмещение двух слоев с допуском 1:0,5 мкм по всей площади чипа  вл етс  весьма сложной задачей. А дл  доменных накопителей с ЦМД размером 1 мкм совмещение двух слоев с требуемым допуском ±0,25мкм В насто щее врем   вл етс  еще нерешенной задачей. Поэтому предлагаемый накопитель,-выполненный в одном слое пермалло , может быть успешно использован с материалами феррит-гранатов, имеющих ЦМД размерами 0,5-1 мкм. Использование предлагаемого устройства дает значительный экономический эффект. Во-первых,при прочих равных услови х, энергетические затраты на управл ющие импульсы тока в .переключател х ввода и вывода информации на 60% меньше, чем у известных устройств. Во-вторых, расши ренна  область устойчивой работы пе реключателей ввода и вывода информации повышает надежность запоминающего устройства в целом. В-третьих, изготовление доменного накопител  одним уровнем маскировани , значительно упрощающим технологию его изготовлени , повьлшает выход годных приборов и, следовательно, удешевл ет стоимость запоминающего устройства . В-четверты5, возможность использовани  накопител  феррит-гранатов , имеющих ЦМД размерами 0,51 мкм, повышает емкость накопител  и значительно снижает стоимость хранени  одного бита информации. Формула изобретени  Накопитель дл  запоминающего устройства, содержащий магнитоодноосную пленку, на которой расположены регистры хранени  информации, магнитосв занные с каналами считывани  и записи информации из ферромагнитных аппликаций У-, т- и 1-образной форм, а также токопровод щие шины, выполненные в одном слое с ферромагнитными аппликаци ми и расположенные в каналах считывани  и записи информации , отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности накопител  и уменьшени  потребл емой мощности, он содержит в регистрах хранени  информации и каналах считывани  и записи информации ферромагнитные аппликации С-образной формы, причем ферромагнитные аппликации Собразной формы каналов считывани  и записи информации расположены между , ферромагнитными аппликаци ми С-образной формы смежных регистров хранени  информации и гальванически св заны с ними токопровод щими шинами . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.IEEE Trans.on Magnetics ,1978, Vol,MAG-l4, No 5,p.218.
2. 2. IEEE Trans, on Magnetics, 1978, Vol. MAG-14, ,No 2, p.46 (прототип ) .

   фаг. f fa)

   а