DE1293226B - Magnetische Speichermatrix - Google Patents

Description

1 2

Die Erfindung betrifft eine magnetische Speicher- dieser Speichervorrichtung sind die Spaltenabfragematrix mit Speicherelementen aus elektrisch leiten- leitungen über individuell zugeordnete Übertrager mit dem magnetischem Material mit rechteckförmiger individuell zugeordneten Leseverstärkern gekoppelt Hystereseschleife in Form einer dünnen Schicht mit und sind die Spaltenabfrageleitungen auch an je eine einer Vorzugsrichtung der Magnetisierung in der 5 Gleichstromquelle angeschlossen, welche dauernd Schichtebene, bei der die Speicherelemente nach Art einen Gleichstrom durch die jeweilige Spaltenabeiner Matrix in Zeilen und Spalten angeordnet sind, frageleitung hervorruft. Dieser Gleichstrom wird bebei der jeder Zeile individuell eine Zeilenleitung nötigt, um eine Veränderung des Widerstandes eines zugeordnet ist, welche mit den in der Zeile angeord- Speicherelementes infolge eines an eine von den Zeineten Speicherelementen induktiv gekoppelt ist, und io len angelegten Abfrageimpulses abfühlen zu können, bei der die Speicherelemente jeder Spalte unterein- Die Abführung erfolgt dadurch, daß die Änderung ander und mit einer eine Stromquelle enthaltenden des Abfragegleichstromes auf der Sekundärseite des Spaltenabfrageleitung in Reihe geschaltet sind. Übertragers ein positives bzw. negatives Signal indu-

Magnetische Speichermatrizen mit Koinzidenzaus- ziert.

wahl der einzelnen Speicherelemente zum Lesen der 15 Diese Speichermatrix nach dem älteren Vorschlag in den Speicherelementen in der Form von Magneti- kennt infolge der wortorganisierten Abfrage ebensierungen gespeicherten Informationen unter Ver- falls keine sich in einem gemeinsamen Lesedraht aufwendung eines mit einer Gruppe von Speicherele- summierenden Störsignale aus halb angesteuerten menten induktiv gekoppelten gemeinsamen Lese- Elementen, kann aber auch nicht, obwohl in den drahts, welcher an einem Leseverstärker angeschlos- so Spalten ein Abfragedraht vorgesehen ist, beim Lesen sen ist, sind allgemein bekannt. Die magnetischen ohne weiteres koinzident abgefragt werden, da die Speicherelemente können dabei die Form eines Ring- Einfügung einer Spaltenwahl, etwa durch eine vor kernes oder auch die Form einer dünnen Schicht der Anlegung des Zeilenimpulses an Stelle des obenhaben. Bei diesen bekannten Speichervorrichtungen genannten Dauergleichstromes wahlweise vorzunehwird die Auswahl eines Speicherelementes zum Lesen 25 mende Beaufschlagung der Elemente einer Spalte derart vorgenommen, daß der Spaltenleitung und durch einen Stromimpuls, vor dem eigentlichen Nutz-Zeilenleitung des Speicherelementes je ein Halblese- impuls einen Störimpuls ergäbe, impuls zugeführt wird, wodurch das erwünschte Spei- Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, aus-

cherelement vollselektiert, jedoch die mit der glei- gehend von dem älteren Vorschlag eine Magnetfilmchen Spaltenleitung und Zeilenleitung gekoppelten 30 Speichermatrix zu schaffen, bei der während des Speicherelemente halbselektiert werden. Diese halb- Lesens eine durch Koinzidenzauswahl selektierten selektierten Speicherelemente aus Zeile und Spalte Speicherelementes die halbselektierten Speichereleinduzieren während des Lesens Störspannungen in mente keine Störspannungen am Eingang eines allen dem gemeinsamen Lesedraht. Diese Störspannungen Speicherelementen gemeinsam zugeordneten Leseverstören infolge ihrer Aufsummierung die Spannung, 35 stärkers hervorrufen.

welche durch das vollselektierte Speicherelement in Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die

dem Lesedraht induziert wird. Spaltenabfrageleitungen je über eine abgeglichene

Es sind ferner magnetische Speichermatrizen be- Differentialschaltung mit einem gemeinsamen Lesekannt mit Zeilen- bzw. Spaltenauswahl der Speicher- verstärker gekoppelt sind und jeder Spalte Schaltelemente zum Lesen derselben unter Verwendung 40 mittel zum wahlweisen Anschalten jeweils einer Spaleiner Anzahl von Lesedrähten, welche mit verschie- tenspeisestromquelle an einen von dem Leseverdenen Speicherelementen einer Spalte bzw. Zeile in- stärker entkoppelten Eingang der Differentialschalduktiv gekoppelt sind und welche Lesedrähte jeder tung zugeordnet sind.

an einen eigenen Leseverstärker angeschlossen sind. Die Erfindung wird nachstehend an Hand der

Bei diesen Speichermatrizen werden jeweils die 45 Zeichnung näher erläutert.

Speicherelemente einer ganzen Zeile bzw. Spalte Fi g. 1 zeigt ein Beispiel einer bevorzugten Aus-

durch Ansteuerung der entsprechenden Zeilen- bzw. führungsform einer magnetischen Speichervorrich-Spaltenleitung gleichzeitig ausgelesen (sogenannter tung nach der Erfindung;

wortorganisierter Speicher). Im Gegensatz zu den Fig. 2 zeigt eine Widerstandskennlinie eines in

Speichermatnzen mit Koinzidenzauswahl werden bei 50 Fig. 1 dargestellten Speicherelementes, wortorganisierten Speichermatrizen mit Zeilen- bzw. Die in F i g. 1 dargestellte Speichervorrichtung ent-

Spaltenauswahl keine Speicherelemente halbselek- hält die in Zeilen und Spalten einer Matrix angeordtiert; somit ergibt sich auch keine störende Beeinflus- neten Speicherelemente G11-G33. Die Speichersung der Nutzimpulse. elemente der gleichen Zeile GIl-G13, G21-G23

Es ist bereits eine wortorganisierte magnetische 55 bzw. G31-G33 sind je mit dem gleichen Zeilen-Speichermatrix mit Zeilenauswahl vorgeschlagen leiter 1, 2 bzw. 3 gekoppelt. Die Speicherelemente worden, wobei die Lesedrähte jeweils in den Spalten der gleichen Spalte GIl-G 31, G12-G32 bzw. G13-geführt sind und nicht induktiv, sondern galvanisch G33 sind je mit dem gleichen Spaltenleiter 4, 5 mit den verschiedenen Speicherelementen einer bzw. 6 gekoppelt. Die Zeilenleiter liegen an den Aus-Spalte gekoppelt sind. Die Speicherelemente haben 60 gangen einer Selektionsschaltung 7, die die an ihrem dabei die Form einer dünnen Schicht aus elektrisch Eingang liegenden Impulsquellen 8 und 9 je nach der leitendem magnetischem Material. Es findet bei die- den Steuereingängen 10 und 11 angebotenen Mörser bereits vorgeschlagenen Speichervorrichtung der mation mit einem bestimmten Ausgang verbinden Magnetowiderstandseffekt Verwendung, welchem kann. Die Impulsquellen 8 und 9 können nach Emp-Effekt gemäß der Widerstand des Speicherelementes 65 fang eines Kommandoimpulses einen Impuls liefern, abhängig ist von dem Winkel zwischen der Richtung Die Impulsquelle 8 findet beim Einschreiben von Inder Magnetisierung und der Richtung eines longi- formation Verwendung. Die Impulsquelle 9 findet tudinal durch die Schicht fließenden Stromes. Bei beim Abfragen von Information Verwendung. Die

Spaltenleiter liegen an Ausgängen einer Selektions- Weise: Zunächst wird die den zu selektierenden schaltung 12, die die an ihrem Eingang liegenden Zeilenleiter bzw. Spaltenleiter entsprechende Infor-Impulsquellen 13 und 14 je nach der den Steuerein- mation den Selektionsschaltungen 7 bzw. 12 zugegangen 15 und 16 angebotenen Information entweder führt, während die Kippschaltung 17 in den Zuim Zustand 1 der bistabilen Kippschaltung 17 mit 5 stand 1 gebracht wird. Dann werden Steuerimpulse einem bestimmten Spaltenleiter oder im Zustand 2 den Impulsquellen 8 bzw. 13 zugeführt, die infolgeder Kippschaltung 17 mit einem bestimmten Steuer- dessen einen Impuls durch den Zeilenleiter 1 bzw. leiter aus der die Leiter 29 bis 31 umfassenden den Spaltenleiter 5 hindurchschicken. Diese Impulse Gruppe verbinden kann. Die Impulsquellen 13 und erzeugen Magnetfelder, die sich im Speicherelement 14 können nach Empfang des Kommandoimpulses to G12 in einer Richtung senkrecht zur Vorzugsricheinen Impuls liefern. Die Impulsquelle 13 findet Ver- tung der Magnetisierung unterstützen. Es sei bemerkt, wendung, wenn in die Speichervorrichtung Informa- daß bei einer praktischen Ausführungsform der getion eingeschrieben wird, wobei die Kippschaltung 17 schilderten Speichervorrichtung die Zeilen- und Spalim Zustand 1 ist. Die Impulsquelle 14 findet Verwen- tenleiter bandförmige Leiter mit den gleichen Querdung, wenn aus der Speichervorrichtung Information 15 abmessungen wie die Speicherelemente sind, so daß abgefragt wird, wobei die Kippschaltung 17 im Zu- das von den Leitern in den Speicherelementen erstand 2 ist. zeugte Magnetfeld praktisch überall gleich ist. Die Sämtliche Speicherelemente G H-G 33 sind mit Stärke des Gesamtfeldes ist derartig, daß sich die einem gemeinsamen Informationsleiter 18 gekoppelt, Magnetisierung um einen Winkel von etwa 80° in der an den Informationsimpulsquellen 19 und 20 so Richtung des Feldes dreht. Auch wird der Impulsliegt. Die Impulsquelle 19 findet Verwendung beim quelle 19 ein Kommandoimpuls zugeführt, die in-Einschreiben der Information »1«. Die Impulsquelle folgedessen einen der Information »1« entsprechen-20 findet Verwendung beim Einschreiben der Infor- den Impuls durch den Informationsleiter 18 Mnmation »0«. Die Impulsquellen 19 und 20 können durchschickt. Dieser Leiter ist derart mit den Speinach Empfang eines Kommandoimpulses einen Im- 35 cherelementen gekoppelt, daß das vom Impuls in den puls liefern. Die Polarität eines von der Quelle 19 Speicherelementen erzeugte Magnetfeld parallel zur gelieferten Impulses ist derjenigen eines von der Vorzugsrichtung der Magnetisierung verläuft und für Quelle 20 gelieferten Impulses entgegengesetzt. die Information »1« von links nach rechts gerichtet Die Speicherelemente G H-G 33 sind aus einem ist. Die Stärke des Feldes genügt, um den bereits gemagnetischen Material mit rechteckiger Hysterese- 30 drehten Magnetisierungsvektor des Speicherelemenschleife in Form einer dünnen Schicht hergestellt tes G12 unabhängig von der ursprünglich vom Spei- und haben eine magnetische Vorzugsrichtung in der cherelement gespeicherten Information in eine Lage Schichtebene. Die Speicherelemente sind in der zu bringen, die einen Winkel von weniger als 90° Draufsicht dargestellt. Die Dicke eines Speicherele- mit der Richtung von links nach rechts einschließt, mentes in einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene 35 Nach Ablauf der durch die Zeilen- und Spaltenleiter ist so gering, daß jedes Speicherelement aus einem hindurchgeschickten Impulse dreht sich der Magneti-Bezirk gleichgerichteter Magnetisierung besteht. sierungsvektor in den stabilen Zustand, in dem die Während der Aufdampfung der Speicherelemente auf Magnetisierung von links nach rechts gerichtet ist. eine Trägerplatte, z. B. eine erhitzte Glasplatte, wird Das Speicherelement ist jetzt im Zustand »1«. ein Magnetfeld angelegt, wodurch die Magnetisierung 40 Das vom Zeilenleiter 1 zusammen mit dem Inforbevorzugt in Richtung des angelegten Magnetfeldes mationsleiter 18 erzeugte Magnetfeld ändert die Inerfolgt. In der Vorzugsrichtung kann die Magnetisie- formation der Speicherelemente GH und G13 nicht, rung einen von zwei stabilen Zuständen haben, in Das vom Spaltenleiter 5 zusammen mit dem Infordenen die Magnetisierung positiv bzw. negativ ist. mationsleiter 18 erzeugte Magnetfeld kann gleich-Die Information »1« wird dadurch in einem Speicher- 45 falls die Information der Speicherelemente G 22 und element gespeichert, daß die Magnetisierung in einen G 32 nicht ändern. Die Magnetisierungsvektoren diebestimmten stabilen Zustand gebracht wird. Die In- ser Elemente kehren nach Beendigung der Impulse formation »0« wird dadurch gespeichert, daß die in die ursprüngliche Richtung zurück. Magnetisierung in den anderen stabilen Zustand ge- Um das Abfragen der Information eines beliebigen bracht wird. In der Zeichnung verläuft die Vorzugs- so Speicherelements zu ermöglichen, wobei die Leserichtung der Magnetisierung parallel zu den Zeilen- signale ein gemeinsamer Leseverstärker 21 aufnimmt, leitern. Die Richtung von links nach rechts in der sind die Speicherelemente der gleichen Spalte durch Zeichnung wird als die der Information »1« entspre- Zwischenleiter 22 und 23 miteinander in Reihe gechende positive Magnetisierungsrichtung betrachtet. schaltet und liegen in Reihe mit einem Schalter 24 Es hat sich herausgestellt, daß die Magnetisie- 55 zwischen den Klemmen einer Speisequelle 25, wobei rungsänderung eines Speicherelementes unter der die Reihenschaltungen der Speicherelemente über Steuerung eines Magnetfeldes in einer Richtung, die Transformatoren 26 mit dem Eingang des Lesevereinen Winkel mit der Vorzugsrichtung der Magneti- stärkers 21 gekoppelt sind.

sierung einschließt, durch Drehung des Magnetisie- Die schematisch durch einen Schaltkontakt darge-

rungsvektors in Richtung des angelegten Feldes er- 60 stellten Schalter 24, die vorzugsweise impulsgefolgt. Der Magnetisierungsvektor nimmt schließlich steuerte elektronische Schalter sind, können unter eine Lage zwischen der Vorzugsrichtung der Magne- der Steuerung eines über einen entsprechenden tisierung und der Richtung des Magnetfeldes ein, in Steuerleiter 29, 30 bzw. 31 zugeführten Impulses geder Gleichgewicht zwischen dem äußeren Feld und schlossen werden.

dem inneren Anisotropiefeld besteht. 65 Die Abfrage bzw. Ablesung der Information eines

Das Einschreiben einer bestimmten Information, beliebigen Speicherelementes, z. B. des Elementes

z. B. der Information »1«, in ein beliebiges Speicher- G12, erfolgt auf nachstehende Weise. Zunächst wird element, z. B. G12, erfolgt auf die nachstehende die dem zu selektierenden Zeilenleiter bzw. Spalten-

Claims (2)

1. leiter entsprechende Information der Selektionsschal- Mittenanzapfung versehen ist, bildet einen Teil einer tung7 bzw. 12 zugeführt und die Kippschaltung 17 derartigen Differentialschaltung. Die Belastung der in den Zustand 2 gebracht. Dann wird ein Korn- Speisequelle 25 besteht aus der zwischen ein Ende mandoimpuls der Impulsquelle 14 zugeführt, die in- der Wicklung 27 und Erde geschalteten Reihenschalfolgedessen einen Impuls durch den Steuerleiter hin- 5 tung von Speicherelementen. Um an der Mittenandurchschickt, der den Schalter 24 während der Dauer zapfung eine derartige Stromverteilung auf die beiden des Impulses geschlossen hält. Die Speisequelle 25 Teile der Wicklung 27 zu erhalten, daß über der liefert im geschlossenen Zustand des Schalters 24 Wicklung 27 keine Spannung erzeugt wird, kann das einen die Reihenschaltung der Speicherelemente andere Ende der Wicklung 27 über eine Impedanz G12-G32 durchfließenden Gleichstrom. Dieser io mit Erde verbunden werden, die der Impedanz der Gleichstrom durchfließt die Speicherelemente in einer Reihenschaltung der Speicherelemente genau gleich Richtung, die nahezu einen Winkel von 45° mit der ist. Um diese Gleichheit unter allen Umständen zu Vorzugsrichtung der Magnetisierung einschließt. erzielen, wird als diese Impedanz eine Reihenschal-Nachdem der Strom stationären Wert erreicht hat, tung von Speicherelementen gewählt. Auf diese Weise wird der Impulsquelle 9 ein Kommandoimpuls züge- 15 sind den Spalten die Speicherelementengruppen führt, worauf sie einen Impuls durch den Zeilen- HH-H31, HIl-HZl bzw. H13-H33 zugeordnet, leiter 1 hindurchschickt. Das vom Impuls in den Die Sekundärwicklungen 28 der Transformatoren

   Speicherelementen GIl-G 13 erzeugte Magnetfeld 26 liegen in Reihe am Eingang des Leseverstärkers hat eine Richtung senkrecht zur Vorzugsrichtung der 21. Über den Sekundärwicklungen wird während der Magnetisierung. Die Stärke des Feldes ist derartig, 20 Einschaltung eines Gleichstromes keine Spannung daß sich der Magnetisierungsvektor um einen Winkel erzeugt, so daß der Verstärker nicht gesperrt wird von nahezu 45° in Richtung des angelegten Feldes und jederzeit bereit ist, ein abgelesenes Signal zu verdreht. Die Richtung des Magnetisierungsvektors ist stärken.

   jetzt entweder parallel oder senkrecht zur Richtung Aus baulichen Gründen und auch zur Steigerung

   des das Speicherelement durchfließenden Stromes, je 25 der Symmetrie des Aufbaues der Speichervorrichtung nachdem das Speicherelement die Information »0« ist jedes der Speicherelemente H U-H 33 mit dem oder die Information »1« enthält. gleichen Zeilenleiter gekoppelt wie das entsprechende

   Beim Ablesen des Informationszustandes wird der Speicherelement G H-G 33.

   Magnetowiderstandseffekt benutzt. Es hat sich her- Bei geschlossenem Schalter 24 spaltet sich der von

   ausgestellt, daß der Widerstand eines Speicherele- 30 der Speisequelle 25 gelieferte Strom in zwei gleiche mentes gegen einen elektrischen Strom vom Winkel Teile, die die Wicklung 27 in entgegengesetztem Sinn zwischen dem Magnetisierungsvektor und der Rieh- durchfließen. Weil ein Speicherelement G-gleichzeitig tung des Stromes abhängig ist. Insbesondere erweist mit dem entsprechenden Element H- abgelesen wird, sich der Widerstand als maximal, wenn der Magneti- müssen die Änderungen des diese beiden Elemente sierungsvektor und der Strom die gleiche Richtung 35 durchfließenden Gleichstromes stets entgegengesetzt haben, und als minimal, wenn der Magnetisierungs- sein, damit über der Wicklung 27 eine Spannung ervektor senkrecht auf der Stromrichtung steht. In zeugt wird. Zu diesem Zweck wird das Speicherele-F i g. 2 ist der Widerstand R eines Speicherelementes menti?- stets in einen anderen Magnetisierungszugegen den Winkel zwischen dem Magnetisierungs- stand gebracht als das entsprechende Element G-. vektor und der Stromrichtung aufgetragen. Wie vor- 40 Dies ist im dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch stehend bereits erwähnt, ist dieser Winkel beim Feh- erreicht, daß die Speicherelemente H11-H 33 mit den len eines äußeren Magnetfeldes gleich 45°, so daß Spaltenleitern im gleichen Sinne wie die Speicherder Widerstand gleich Rl ist. Enthält das Speicher- elemente GH-G33, mit dem Informationsleiter 18 element die Information »0«, so wird beim Ablesen jedoch in entgegengesetztem Sinne gekoppelt werden, der Winkel gleich 0° und nimmt der Widerstand auf %s Die vorstehend geschilderte Speichermatrix ist den Wert R 2 zu. Enthält das Speicherelement die zweidimensional. Ein dreidimensionaler Speicher läßt Information »1«, so wird der Winkel gleich 90° und sich als eine Kombination einer Anzahl der beschrienimmt der Widerstand auf den Wert R 3 ab. benen Speichermatrizenebenen verwirklichen. Zu die-

   Unter der Steuerung des vom Impuls durch den sem Zweck können die entsprechenden Gleichstrom-Zeilenleiter lim Speicherelement G12 erzeugten Ma- 50 kreise entweder parallel oder in Reihe miteinander gnetfeldes nimmt der Widerstand dieses Elementes geschaltet werden, während die entsprechenden Zeizu und der dasselbe durchfließende Strom ab, wenn lenleiter und Spaltenleiter gleichfalls entweder pardie Information »0« abgelesen wird, während der allel oder in Reihe geschaltet werden können. In Widerstand ab- und der Strom zunimmt, wenn die dieser Kombination finden die Selektionsschaltungen Information »1« abgelesen wird. Die Stromänderun- 55 und die mit ihnen verbundenen Impulsquellen und gen werden über den Transformator 16 dem Eingang Schalter gemeinsame Verwendung. Die Informationsdes Leseverstärkers 21 zugeführt und in letzterem impulsquellen, der Informationsleiter und der Leseweiterverarbeitet. Nach Ablauf des Impulses der verstärker sind nach wie vor für jede Speichermatrix-Quelle 9 kehren die Magnetisierungsvektoren der ebene gesondert. Das Einschreiben und Abfragen von Speicherelemente GIl-G 13 in den ursprünglichen 60 Information erfolgt ähnlich, wie vorstehend für eine Zustand zurück. Bei Beendigung des Impulses der einzelne Speichermatrixebene beschrieben worden Impulsquelle 14 wird der Schalter 24 geöffnet. "*" ist, mit der Maßgabe, daß der Magnetisierungszu-

   Um zu verhüten, daß beim Einschalten eines stand entsprechender Speicherelemente der einzelnen Gleichstromes am Eingang des Leseverstärkers 21 Speicherebenen zu gleicher Zeit parallel abgelesen ein Impuls erzeugt wird, werden die Gleichstrom- 65 wird. ..

   kreise und der Eingang des Leseverstärkers mit Hilfe Patentansprüche:

   von Differentialschaltungen entkoppelt. Der Trans- 1. Magnetische Speichermatrix mit Speicher-

   formator 16, dessen Primärwicklung 27 mit einer elementen aus elektrisch leitendem magnetischem;

   Material mit rechteckförmiger Hystereseschleife in Form einer dünnen Schicht mit einer Vorzugsrichtung der Magnetisierung in der Schichtebene, bei der die Speicherelemente nach Art einer Matrix in Zeilen und Spalten angeordnet sind, bei 5 der jeder Zeile individuell eine Zeilenleitung zugeordnet ist, welche mit den in der Zeile angeordneten Speicherelementen induktiv gekoppelt ist und bei der die Speicherelemente jeder Spalte untereinander und mit einer eine Stromquelle enthaltenden Spaltenabfrageleitung in Reihe geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß

   die Spaltenabfrageleitungen je über eine abgeglichene Differentialschaltung mit einem gemeinsamen Leseverstärker gekoppelt sind und jeder Spalte Schaltmittel zum wahlweisen Anschalten jeweils einer Spaltenspeisestromquelle an einen von dem Leseverstärker entkoppelten Eingang der Differentialschaltung zugeordnet sind.
2. 2. Magnetische Speichermatrix nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgleichimpedanz jeder Differentialschaltung durch eine zusätzliche Spaltenabfrageleitung gebildet wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 909517/497