DE1032319B

DE1032319B - Circuit arrangement for magnetic core memory with memory elements arranged in matrix form

Info

Publication number: DE1032319B
Application number: DEI12404A
Authority: DE
Inventors: Richard Kohler Richards
Original assignee: IBM Deutschland GmbH
Current assignee: IBM Deutschland GmbH
Priority date: 1955-11-03
Filing date: 1956-11-02
Publication date: 1958-06-19
Also published as: GB839570A; FR1172046A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Zum Eintragen und Entnehmen von Speicher werten bei Magnetkernspeichern, die aus in Matrixform angeordneten, bistabilen Elementen bestehen und einen binären Wert durch die Annahme eines von zwei möglichen Remanenzzuständen darstellen, werden den Speicherelementen koinzidente Stromimpulse zugeführt, deren Wirkung sich nur in dem auszuwählenden Element zu einer die Ummagnetisierung ermöglichenden Feldstärke summiert.For entering and removing memory values from magnetic core memories, which consist of bistable elements arranged in a matrix and represent a binary value by assuming one of two possible remanence states, coincident current pulses are fed to the storage elements, the effect of which is only reflected in the element to be selected is added to a field strength which enables the magnetic reversal.

Die Anzahl der bei einem Magnetisierungsvorgang zu speisenden Wicklungen eines Speicherelementes werden als Dimensionen des Speichers bezeichnet, so daß man ohne Rücksicht auf die geometrische Anordnung der Elemente von zwei-, drei- usw. dimensionalen Speichern spricht. Bei bekannten Schaltungen ist für jede Dimension ein selbständiger Impulserzeuger vorgesehen, die synchron gesteuert werden.The number of windings of a storage element to be fed during a magnetization process are referred to as dimensions of the memory, so that one can do without regard to the geometric arrangement which speaks of elements of two-, three-, etc. dimensional stores. With known circuits an independent impulse generator is provided for each dimension, which is controlled synchronously.

Gegenstand der Erfindung ist eine Auswahleinrichtung für Magnetkernspeicher mit in Matrixform angeordneten Speicherelementen, bei welcher die Magnetisierungsleitungen von wenigstens zwei Dimensionen des Speichers in Reihe geschaltet werden und entsprechend der vorgegebenen Adresse einer der Leitungen der einen Dimension ein Magnetisierungsimpuls zugeführt sowie über gleichzeitig betätigte Auswahleinrichtungen ein Strompfad über je eine Leitung der anderen Dimensionen freigegeben wird.The invention relates to a selection device for magnetic core memories with in matrix form arranged storage elements, in which the magnetization lines of at least two dimensions of the memory are connected in series and one of the Lines of one dimension are supplied with a magnetizing pulse as well as via simultaneously actuated Selection devices a current path is released via a line of the other dimensions.

Die Ersparnis an Aufwand für die dadurch entbehrlichen Impulserzeuger ist größer als die zusätzlichen Kosten für Auswahleinrichtungen; Synchronisierungsprobleme fallen fort. Auswahlverhältnisse von 2 : 1 und 3 : 1 zwischen ausgewählten und nicht gewählten Kernen sind möglich. Eintragung und Entnahme kann mit einem Impulse nur einer Stromrichtung liefernden Impulsgeber erfolgen.The saving in effort for the impulse generator that is unnecessary as a result is greater than the additional ones Selection facility costs; There are no synchronization problems. Electoral relationships 2: 1 and 3: 1 between selected and unselected cores are possible. Registration and Withdrawal can take place with a pulse generator delivering only one current direction.

Die Ausführungsbeispiele der folgenden Beschreibung werden durch Zeichnungen erläutert, die inThe exemplary embodiments of the following description are explained by means of drawings shown in FIG

Fig. 1 die Hysteresekurve eines Speicherelementes, inFig. 1 shows the hysteresis curve of a memory element, in

Fig. 2 eine erfindungsgemäße zweidimensional Speicherschaltung, in2 shows a two-dimensional memory circuit according to the invention, in

Fig. 3 das vereinfachte Schaltschema der Fig. 2, in3 shows the simplified circuit diagram of FIG. 2, in

Fig. 4 und 5 Schaltschemata für ein Auswahlverhältnis von 3:1, in4 and 5 are circuit diagrams for a selection ratio of 3: 1, in

Fig. 6 und 7 Schaltschemata, die Lesen und Schreiben mit derselben Impulsrichtung erlauben, und in6 and 7 are circuit diagrams which allow reading and writing with the same pulse direction, and in FIG

Fig. 8 einen Speicher mit in mehreren Ebenen angeordneten Speicherelementen zeigen.8 shows a memory with memory elements arranged in several levels.

Der Werkstoff von magnetischen Speicherelementen hat eine Hysteresekurve, die nicht sehr von der idealen Rechteckform abweicht, Fig. 1. Die Schnittpunkte + Br und -Br mit der Ordinatenachse, welche die binären Speicherwerte repräsentieren, werden durch vorheriges Einwirken von Feldstärken ein-Schaltungsanordnung The material of magnetic storage elements has a hysteresis curve that does not deviate very much from the ideal rectangular shape, Fig. 1. The intersection points + Br and -Br with the ordinate axis, which represent the binary storage values, are switched on by prior action of field strengths

für Magnetkernspeicherfor magnetic core memory

mit in Matrixform angeordnetenwith arranged in matrix form

SpeicherelementenStorage elements

Anmelder:Applicant:

IBM DeutschlandIBM Germany

Internationale Büro-MaschinenInternational office machines

Gesellschaft m. b. H.,
Sindelfingen (Württ.), Tübinger Allee 49Gesellschaft mb H.,
Sindelfingen (Württ.), Tübinger Allee 49

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

V. St. v. Amerika vom 3. November 1955V. St. v. America 3 November 1955

Richard Kohler Richards, Poughkeepsie, N. Y. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt wordenRichard Kohler Richards, Poughkeepsie, N.Y. (V. St. A.), has been named as the inventor

gestellt, die wenigstens Induktionswerte +Bs bzw. -Bs hervorrufen. Feldstärken kleiner als die Koerzitivkraft, dargestellt durch die Schnittpunkte der Kurve mit der Abszissenachse, erzeugen keine bleibenden Zustandsänderungen.which produce at least induction values + Bs or -Bs. Field strengths smaller than the coercive force, represented by the intersection of the curve with the abscissa axis, do not produce any permanent changes in state.

In der Fig. 2 sind sechzehn Speicherelemente 10 in Zeilen und Spalten vorgesehen; sie werden von den Magnetisierungsleitungen X und Y durchdrungen, was einer Wicklung mit einer Windung entspricht. Eine weitere Wicklung, dargestellt durch die Leitung S, ist mit allen Speicherelementen verkettet; an ihren mit Ausgang bezeichneten Klemmen entsteht bei der Entnahme ein für den Speicherwert charakteristisches Signal.In FIG. 2, sixteen memory elements 10 are provided in rows and columns; they are penetrated by the magnetization lines X and Y , which corresponds to a winding with one turn. Another winding, represented by the line S, is linked to all of the storage elements; A signal characteristic of the stored value is generated at their terminals marked with output when they are withdrawn.

Zur Eintragung eines Wertes in ein Element des Speichers oder zur Entnahme aus diesem geht den mit »Zeilen-Adresse« benannten Klemmen eine Impulskombination zu, die von einem Entschlüßler 30 zur Auswahl einer der Leitungen 29 ausgewertet wird und den Impulserzeuger 28 veranlaßt, der entsprechenden Leitung X einen Impuls zuzuführen.To enter a value in an element of the memory or to extract it from it, the terminals named "Line Address" receive a pulse combination, which is evaluated by a decoder 30 to select one of the lines 29 and causes the pulse generator 28 to select the corresponding line Apply a pulse to X.

Gleichzeitig gelangt an die Klemmen »Spaltenadresse« eine andere Impulskombination für die Wahl der gewünschten Spaltenleitung Y; der Entschlüßler 26 verursacht daraufhin eine Spannungsänderung der entsprechenden Leitung 25, wodurch eines der antiparallel zusammengeschalteten Röhrenpaare 15 entsperrt wird.At the same time, another pulse combination is sent to the »column address« terminals for selecting the desired column line Y; the decoder 26 then causes a voltage change in the corresponding line 25, as a result of which one of the tube pairs 15 connected in anti-parallel is unlocked.

Der auf einer Leitung X auftretende Impuls gelangt nach Durchlaufen der Zeile zu der Sammelleitung 20, an der ein Ende aller Zeilen- undThe pulse occurring on a line X arrives after passing through the line to the collecting line 20, at which one end of all lines and

809 557/117809 557/117

Spaltenleitungen angeschlossen ist, und kann nur durch jene Spaltenleitung abfließen, deren Röhrenpaar durchlässig ist. Die Impulsamplitude ist so bemessen, daß nur der im Schnittpunkt der gewählten X- und F-Leitungen liegende Kern seinen Zustand bleibend ändert; die in den anderen Speicherelementen der gewählten Leitungen entstehende Feldstärke liegt unterhalb der Koerzitivkraft.Column lines is connected, and can only flow through the column line whose tube pair is permeable. The pulse amplitude is such that only the core located at the intersection of the selected X and F lines changes its state permanently; the field strength arising in the other storage elements of the selected lines is below the coercive force.

Unter Beibehaltung der Bezeichnungen sind die wesentlichen Bausteine der eben beschriebenen An-Ordnung in Fig. 3 nochmals schematisch wiedergegeben. Der Weg des Magnetisierungsimpulses bei Wahl der Zeile Xl und Spalte F 3 ist mit Pfeilen markiert, der gewählte Kern gekennzeichnet. Die Auswahleinrichtung, die in Fig. 2 durch ein Röhrenpaar zur Verarbeitung von Lese- und Schreibimpulsen entgegengesetzter Richtung gezeigt war, erscheint hier und im folgenden als einfacher Schalter. In der Praxis kommen dafür vorwiegend elektronische Sehalter in Frage. aoWhile retaining the designations, the essential components of the arrangement just described are shown again schematically in FIG. 3. The path of the magnetization pulse when row Xl and column F 3 are selected is marked with arrows, the selected core is marked. The selection device, which was shown in FIG. 2 by a pair of tubes for processing read and write pulses in opposite directions, appears here and below as a simple switch. In practice, it is mainly electronic holders that come into question for this. ao

Schaltungsgemäß unterscheidet sich die Fig. 4 von Fig. 3 durch eine weitere, mit allen Speicherelementen verkettete Magnetisierungsleitung W; sie ist vor einem in die Sammelleitung 16 eingefügten Widerstand Rl angeschlossen. Als Einheit des Magnetisierungsstromes sei hier der Strom definiert, welcher im Speicherelement eine Feldstärke kleiner als die Koerzitivkraft, aber größer als die halbe Koerzitivkraft hervorruft. Der Z-Leitung wird ein Stromimpuls von zwei Einheiten zugeführt. Die Widerstände Rl und i?2 sind mit dem Scheinwiderstand der Leitung W so abgestimmt, daß Rl und W gleiche Stromanteile übernehmen. Da die Leitung W so geführt ist, daß ihre magnetisierende Wirkung derjenigen der Zeilen- und Spaltenleitungen entgegenwirkt, erhält der ausgewählte Kern (z. B. Xl, YS) 2+2—1 = 3 Stromeinheiten zugeführt, die übrigen eine Einheit der einen oder anderen Richtung. Die Folge ist eine höhere Schaltgeschwindigkeit des Speicherelementes und eine höhere Signalspannung.According to the circuit, FIG. 4 differs from FIG. 3 by a further magnetization line W linked to all storage elements; it is connected upstream of a resistor R1 inserted into the manifold 16. The unit of the magnetization current is defined here as the current which causes a field strength in the storage element that is less than the coercive force, but greater than half the coercive force. A current pulse from two units is fed to the Z-line. The resistors Rl and i? 2 are matched to the impedance of the line W so that Rl and W take over the same current components. Since the line W is routed in such a way that its magnetizing effect counteracts that of the row and column lines, the selected core (e.g. Xl, YS) receives 2 + 2-1 = 3 current units, the rest one unit of one or the other other direction. The result is a higher switching speed of the memory element and a higher signal voltage.

Ebenfalls ein Auswahlverhältnis von 3 : 1 bringt die Schaltung der Fig. 5. Die Windungszahl der Wicklungen einer Dimension, hier der Zeile, ist doppelt so groß wie die der anderen. Am Anfang der Spaltenleitungen Y angeschlossene Auswahleinrichtungen 15 verbinden jede dieser Leitungen wahlweise mit der Sammelleitung 20 aller Zeilen oder legen sie über Justierwiderstände 50 an eine konstante Gleichspannung 55; letzteres ist die Ruhelage der Auswahleinrichtung. Die konstante Magnetisierung hat die gleiche Amplitude wie die Impulse, aber umgekehrte Polarität.The circuit of FIG. 5 also provides a selection ratio of 3: 1. The number of turns of the windings in one dimension, here the row, is twice as large as that of the other. Selection devices 15 connected to the beginning of the column lines Y connect each of these lines optionally to the bus 20 of all rows or apply them to a constant DC voltage 55 via adjustment resistors 50; the latter is the rest position of the selection device. The constant magnetization has the same amplitude as the pulses, but reversed polarity.

Ein ausgewählter Kern (Zl, 73) erhält 2 + 1 = 3 Stromeinheiten (der gleichen Definition wie im Zusammenhang mit Fig. 4), die übrigen wieder nur eine Einheit unterschiedlicher Richtung.A selected core (Zl, 73) receives 2 + 1 = 3 current units (the same definition as in Connection with Fig. 4), the rest again only one unit in different directions.

Bisher wurde angenommen, daß der Impulserzeuger 28 (Fig. 2) für den Lese- und Schreibvorgang wahlweise Impulse beider Stromrichtungen liefern kann. Bei den Schaltungen der Fig. 6 und 7 genügt ein Impulserzeuger nur einer Impulsrichtung. Es sind doppelte Verdrahtungen, anders ausgedrückt, zwei Wicklungen für jede Dimension, auf die Speicherelemente aufgebracht; mittels der Schalter 64, 65 oder 74, 75 kann eine der Wicklungsscharen in Betrieb genommen werden. Die Arbeitsweise der Auswahleinrichtung 15 ist dieselbe wie bei den vorherigen Anordnungen.Heretofore, it has been assumed that the pulse generator 28 (FIG. 2) is optional for reading and writing Can deliver pulses in both directions of current. In the circuits of FIGS. 6 and 7, one suffices Impulse generator only in one impulse direction. There are double wirings, in other words, two Windings for each dimension applied to the storage elements; by means of switches 64, 65 or 74, 75 one of the winding sets can be put into operation. How the selector works 15 is the same as the previous arrangements.

In Fig. 6 durchdringen die beiden Magnetisierungsleitungen einer Dimension das Speicherelement von verschiedenen Seiten her, bei Fig. 7 von der gleichen Seite; dieses ist herstellungsmäßig günstiger.In FIG. 6, the two magnetization lines of one dimension penetrate the storage element of different sides, in FIG. 7 from the same side; this is cheaper to manufacture.

Zur Verhinderung von schädlichen Rückströmen über die nicht benutzte Verdrahtung sind vor den Verbindungspunkten zum Impulserzeuger und der Auswahleinrichtung Richtleiter oder Entkopplungswiderstände eingeschaltet. To prevent harmful back currents through the unused wiring are in front of the Connection points to the pulse generator and the selection device directional conductor or decoupling resistors switched on.

Die gleichzeitige Übertragung mehrerer zusammengehöriger Werte vom und zum Speicher wird möglich, wenn so viele der eben beschriebenen Schaltungen in parallelen Ebenen angeordnet werden, wie Werte gleichzeitig zu behandeln sind. Speicherelemente gleicher Position der verschiedenen Ebenen werden gleichzeitig angesteuert; es muß aber die Möglichkeit gegeben sein, in den zusammengehörigen Kernen unterschiedliche Werte einzutragen. Für die Entnahme ist unterschiedliche Behandlung nicht nötig. VThe simultaneous transmission of several related values from and to the memory is possible, when as many of the circuits just described are arranged in parallel planes as Values are to be treated at the same time. Storage elements in the same position on the different levels are controlled at the same time; but the possibility must be given in those that belong together Enter different values for the cores. Different treatments are not necessary for the removal. V

Die Fig. 8 enthält in jeder Z-Ebene im wesentlichen die Schaltung der Fig. 2. Ein Adressenentschlüßler 30 ι und der von ihm gesteuerte Impulsgeber 28 führen ausgewählten X-Leitungen aller Ebenen einen Magnetisierungsimpuls zu, der weiter die von der Auswahleinrichtung 15 passierbar gemachte F-Leitung durchfließt. Zwischen die Entschlüßler 26 der Auswahleinrichtungen 15 und diese sind UND-Schaltungen 80 bekannter Art eingefügt. Durch Steuerung der Klemmen 85 lassen sich die UND-Schaltungen wählbarer Ebenen vorbereiten; damit wird entschieden, ob der von den gleichartig gesteuerten Entschlüßlern 26 verfügbare Entsperrbefehl die Leitung 25 zu den Röhrengittern erreicht oder nicht. Beim Schreiben wird demnach nur der Kern derjenigen Ebene ummagnetisiert, deren Klemme 85 angesteuert wurde. Beim Lesen können alle Ebenen gleich behandelt werden, da ein nicht ummagnetisiertes Speicherelement kein Signal über die Ausgangsleitung 5 an ihren Z-Verstärker abgibt.In each Z-plane, FIG. 8 essentially contains the circuit of FIG. 2. An address decoder 30 ι and the pulse generator 28 controlled by it carry selected X-lines of all levels a magnetization pulse to, which continues to flow through the F-line made passable by the selection device 15. AND circuits 80 are between the decoders 26 of the selection devices 15 and these known type inserted. The AND circuits can be selected by controlling terminals 85 Prepare levels; with this it is decided whether the decipherers controlled in the same way 26 available unlock command reaches line 25 to the pipe grids or not. While writing accordingly, only the core of the plane whose terminal 85 was activated is reversed. When reading, all levels can be treated in the same way, since it is a memory element that has not been remagnetized does not emit a signal via the output line 5 to its Z amplifier.

Claims

Patent claims:

1. Circuit arrangement for magnetic core memory with memory elements arranged in matrix form, characterized in that the magnetizing lines of at least two dimensions

(e.g. X, Y) of the storage tank connected in series ϊ. and that a magnetization pulse is supplied to one of the lines of one dimension (X) according to the specified address and a current path is released via a line (F) of the other dimensions via simultaneously actuated selection devices (15).

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the magnetization lines of a first dimension (X) of the memory are connected to one another on the one hand and to the also connected ends of the magnetization lines of a second dimension (F) are connected (20) and a selected free end of the first Line group (z. B. Xl) a magnetization pulse is supplied, which flows off via that line of the second group (z. B. F3), which is determined by the selection device (15).

3. Arrangement according to claims 1 and 2, characterized in that the series connection of the magnetization lines of two dimensions of the memory magnetization pulses from two units and at the same time all memory elements a pulse from one unit in the opposite direction. * '"Is supplied (Fig. 4) where the pulse of a ^i:; Unit, acting via only one line, the ■■ ';■■;-;';;;

Storage element one MMK smaller than the coercive force and larger than half the coercive force imprints.

4. Arrangement according to claims 1 and 3, characterized in that the pulse acting in the opposite direction on all storage elements is derived from the main pulse (Rl).

5. Arrangement according to claims 1 and 2, characterized in that the magnetization lines of one dimension (X) of the memory in the memory element cause an MMK of two units, the lines of the second dimension (Y) an MMK of one unit and that all memory elements , with the exception of the one in the selected line of the second dimension, a constant MMK acting in the opposite direction is impressed by a unit (55), where the unit of the MMK is smaller than the

Coercive force and greater than half the coercive force.

6. Arrangement according to claims 1 and 2, characterized in that for each dimension of the memory two sets of magnetization lines are provided, the opposite Generate direction of magnetization, optionally usable and at common terminals of pulse generator and selection device are connected.

7. Arrangement with several memory circuits provided in several levels according to the claims 1 and 2, characterized in that the effectiveness of all levels is the same influencing single pulse generator (28) in selectable levels by controlling the selection devices (25) of these levels via AND circuits (80) is prevented.

1 sheet of drawings