DE2227007A1

DE2227007A1 - Speichervorrichtung fuer magnetische blaeschendomaenen

Info

Publication number: DE2227007A1
Application number: DE2227007A
Authority: DE
Inventors: Hsu Chang; George Edward Keefe; Yeong Show Lin; Laurence Lee Rosier
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1971-06-30
Filing date: 1972-06-02
Publication date: 1973-01-11
Also published as: DE2227007C3; FR2143731A1; US3689902A; IT956849B; DE2227007B2; FR2143731B1; GB1367475A; CA939059A

Description

Speichervorrichtung für magnetische Bläschendomänen

Die Erfindung betrifft eine Bläschendomänenspeichervorrichtung, bestehend aus mehreren Umlaufpfaden für magnetische Bläschendomänen mit Mitteln zum Einschreiben und Auslesen bzw. Wiedereinschreiben der jeweiligen Information.

Zylindrische magnetische Bläschendomänen und ihre Verwendung zur Informationsverarbextung sind beispielsweise aus der US-Patentschrift 3 460 116 bekannt geworden. Diese Bläschendomänen sind lokalisierte Bereiche/ deren Magnetisierung entgegengesetzt zu der sie umgebenden magnetischen Schicht gerichtet ist, wobei ihre Magnetisierungsrichtung senkrecht zur Ebene der magnetisierbaren Schicht verläuft. Diese Bläschendomänen sind sogenannte Einzelwanddomänen, die nicht durch die Kanten der magnetisierbar en Schicht gebunden sind. Die magnetisierbare Schicht ist durch uniaxiale Anisotropie gekennzeichnet und besitzt eine Achse der leichten Magnetisierbarkeit in Richtung der Normalen der Schichtoberfläche.

Wie aus der oben angegebenen Patentschrift hervorgeht, lassen sich diese Domänen mit Hilfe der dort angegebenen Weiterleitungsmittel durch die magnetisierbare Schicht weiterleiten. Die Domänen lassen sich auch aufspalten, so daß sie hierdurch verdoppelt werden, sie lassen sich innerhalb der magnetisierbaren Schicht erzeugen, so daß eine Informationseinschreibung vorgenommen werden kann, sie lassen sich abfühlen, so daß entsprechende Informationsdarstellung ausgelesen v/erden kann, und sie lassen sich

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Auslöschen, so daß der Speicher geklärt werden kann. Diese Funktionen an sich sind nicht Gegenstand vorliegender Erfindung.

An anderer Stelle ist eine komplette Speicherscheibe, bestehend aus einer einheitlichen magnetisierbaren Schicht beschrieben, um Information in Gestalt von magnetischen Bläschendomänen zu verarbeiten. Dabei ist vorgesehen, daß die Schreib-Lese-Speicher- und Decodierfunktion auf einer einzigen Magnetschicht durchgeführt werden, so daß hierdurch nur eine minimale Anzahl von Zwischenverbindüngen erforderlich wird. Insbesondere ist vorgesehen, daß das magnetische Weiterleitungsfeld für diese Bläschendomänen gleichseitig benutzt wird, um die oben angegebenen Funktionen ebenfalls durchzuführen. Hierbei ist es jedoch nicht vorgesehen, daß der Decodierer Mittel enthält, Information auf irgendeinem ausgewänlten Schieberegister im Einzelfall auszulesen, um dadurch das Einschreiben neuer Information in dieses ausgelesene Schieberegister zu veranlassen. Um jedoch eine komplette Decodierfunktion vorzusehen, sind besondere Auslesemaßnahmen erforderlich. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Decodierung für diese Auslesefunktion zusammen mit dem Codieren für Lesen und Schreiben mit einer minimalen Anzahl von Zwischenverbindungen vorgenommen werden kann und wenn gleichzeitig so wenig wie möglich Platz auf der magnetisierbaren Schicht beansprucht wird.

Dementsprechend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen Decodierer für zylindrische magnetische Bläschendomänen-Schieberegister bereitzustellen, der Mittel zum Auslesen von Informationen aus ausgewählten Schieberegistern besitzt, wobei diese Auslesemittel aus einer einzigen Einheit bestehen, die das Auslesen bzw. Löschen aller Register bzw. der ausgewählten Reregister zerstören ocier zerstörungsfrei veranlassen kann. Der Decoderer soll in der Lage sein, ein Schieberegister zum Löschen, Schreiben und/oder Lesen unter Verwendung einer minimalen Anzahl von Zwischenverbindungen und bei geringstem Platzbedarf auf der maqnetisierbaren Schicht bereitzustellen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß Auslesesteuerungsmittel zur Entfernung der durch die Bläschendomänen dargestellten Information von durch Decodierer ausgewählten Umlaufpfaden vorgesehen sind, so daß hierin Platz für neae Information geschaffen wird und daß ausgelöst durch diese Ausleseoperation Schreibmittel ansteuerbar sind, die neue Information in den jeweils ausgewählten Umlaufpfad einschreiben.

Das Auftreten bzw. Nichtauftreten von Bläschendomänen ist also auch hier bezeichnend für die jeweilige binäre Information.

Im einzelnen ist dabei in bekannter Weise eine magnetisierbare Schicht wie z.B. ein Orthoferrit oder ein Granat vorgesehen, in dem sich die zylindrischen magnetischen Bläschendomänen ausbreiten können. Wie weiterhin bekannt, ist ein Vormagnetisierungsfeld H vorgesehen, dessen Richtung in der Normalen der magnetisierba-

ren Schicht gerichtet ist, um die Bläschendomänen zu stabilisieren.

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Eine Vielzahl (2 ) von Schieberegistern, die aus geschlossenen Schleifen bestehen, leiten die zylindrischen Bläschendomänen in geschlossenen Umlaufpfaden durch die magnetisierbare Schicht. Diese geschlossenen Umlaufpfade lassen sich durch Permalloy-Muster in ebenfalls bekannter Weise bereitstellen, die dann im Zusammenwirken mit einem sich in der Schichtebene drehenden magnetischen Feld H als Weiterleitungsmittel für diese Bläschendömänen dienen.

Jedem Schieberegister ist dabei eine Schreibimpulsquelle zum Einschreiben von Daten in vorgesehenen Schreibabschnitten zugeordnet. Ein Lesedecodierer, der aus Leiterschleifen besteht, die jeweils alle Schieberegister erfassen, dient zum Aussuchen bestimmter Schieberegister zum Auslesen der Daten. Der Lesedecodierer hat

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2 -Eingänge, die von einer Decodierimpulsquelle betätigt werden. In Abhängigkeit vom anliegenden Eingang lassen sich alle 2 Schieberegister zum Abfühlen der hierin enthaltenen Information auswählen. Selbstverständlich läßt sich dieser Decodierer auch bei Bedarf als Schreibdecodierer anwenden.

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Durch eine Ausleseimpulsquelle angesteuerte Auslesendttel stellen einen Teil des Oecodierers dar und dienen dazu, Domänen von ausgewählten Schieberegistern auf einen von zwei Weiterleitungspfaden zu bringen. Hierbei leitet der eine Pfad die Bläschendomänen zu einem Detektor für zerstörendes Auslesen der Information im ausgewählten Schieberegister, wohingegen der andere Pfad die Bläschendomänen einem Domänenaufspalter zuführt. Jedem Schieberegister nämlich ist ein solcher Domänenauf spalter zugeordnet. Domänen, die auf diesen Domänenaufspalter gelangen, werden in zwei neue Domänen aufgespalten, wovon eine wiederum dem Detektor zugeführt wird und die andere dem jeweils zugeordneten Schieberegister übertragen wird. Ein Steuerkreis ist mit den Schreibkreisen der Decodierimpulsquelle und den Auslesemittelimpulsquellen zum selektiven Aktivieren dieser Einheiten verbunden.

Eine Datenverarbeitungsanordnung ist an den Detektor angeschlossen, um die ausgelesene Information weiterzuverarbeiten.

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Bei Betrieb laßt sich jedes der 2 Schieberegister ansteuern, indem entsprechende Signale in an sich bekannter Weise an den Decodierer angelegt werden. Nach Auswahl durch den Lesedecodierer werden die in einem ausgewählten Schieberegister vorhandenen Bläschendomänen den Auslesemitteln zugeführt. In Abhängigkeit von der Betätigung dieser Auslesemittel durch die Auslesemittelimpulsquelle werden dann die Domänen auf den einen oder anderen Weiterleitungspfad gebracht. Auf dem einen Weiterleitungspfad gelangen die Bläschendomänen zum Detektor, so daß . hierdurch zerstörendes Auslesen durchgeführt wird und auf dem anderen Pfad gelangen die Bläschendomänen zu Mitteln zum zerstörungsfreien Auslesen. Diese Mittel bestehen im wesentlichen aus den DomänenaufSpaltern, die jedem Schieberegister zugeordnet sind. Dabei werden die Domänen jeweils in zwei neue Domänen aufgeteilt, wovon die eine neue Domäne zum Detektor für zerstörendes Auslesen und die andere wieder in das ausgewählte Schieberegister zurückgeführt wird.

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Die Aus lesend, ttel bestehen nur aus einer einzigen Maßnahme, nämlich aus einer an einer Impulsquelle angeschlossenen Leiterschleife, die alle Schieberegister umfaßt bzw. beeinflußt, also nicht aus mehreren Maßnahmen, die jedem Schieberegister jeweils besonders zugeordnet sind. Auf diese Weise ergibt sich eine Vereinfachung im Layout, und eine optimale Auslegung der Magnetschichtoberfläche.

Der¹ Decodierer kann also die Register löschen und gleichzeitig die Lesedecodierung durchführen. Als besonderer Vorteil ergibt sich, daß nur ein minimaler Teil der Magnetschichtoberfläche beansprucht wird, was nicht zuletzt durcn die völlige Integration des Decodierers in das jeweilige Schieberegister ermöglicht wird.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen und aus den Patentansprüchen hervor.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Speichersystems,

bestehend aus Schreib-Speicher-Codierungs- und Abfühlkreisen,

Fig. 2 eine Schaltungsanordnung, die den in Fig. 1 gezeigten Speicher im einzelnen zeigt,

Fig. 3 eine binäre Wertetafel für das Speichersystem

nach Fig. 2,

Fig.4 einen Teil der Schaltungsanordnung nach Fig. 2,

aus der die Bläschenwelterschaltungsmittel und die Eingangsselektoren für das selektive Codieren und Löschen hervorgehen,

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Fig. 5 Maßnahmen zum Verzögerungsausgleich.

Das in Fig. 1 als Blockdiagramm gezeigte Speichersystem unter Anwendung zylindrischer magnetischer Bläschendomänen weist Mittel zum Einschreiben, zum Speichern, zum Decodieren, zur Auslesesteuerung und zum Abfühlen auf. Eine magnetisierbar Schicht 10, bestehend aus Granat oder Orthoferrit ist dabei durch ein Magnetfeld H vormagnetisiert und zwar in Richtung ihrer Normalen, um die in der Magnetschicht 10 auftretenden zylindrischen magnetischen Biäschendomänen in ihrem Durchmesser zu erhalten. Das Vormagnetisierungsfeld H wird durch die Feldquelle 11 bereitgestellt, die z.B. eine außen angelegte Spule sein kann. Falls erforderlich, läßt sich das Vormagnetisierungsfeld auch durch eine permanente Magnetisierung der Schicht 10 bereitstellen oder durch eine besondere permanent magnetisierte Schicht, die auf der Schicht 10 aufliegt.

Auf der magnetisierbaren Schicht 10 sind Permalloystreifenmuster zur Weiterleitung der magnetisierbaren, zylindrischen Bläschendomänen vorgesehen, die mit- einem Weiterleitungsfeld H zusammenwirken, das der Feldquelle 14 entstammt. Das Weiterleitungsfeld h dreht sich in der Ebene der Magnetschicht 10 und entwickelt dabei an entsprechenden Stellen des Permalloystreifenmusters anziehende und abstoßende Magnetpole, wodurch dann die Bläschendomänen von einem Streifen auf den anderen gelangen können. Das Weiterleitungsfeld H kann ebenso durch eine äußere Feldquelle bestehend aus Spulen, die in entsprechender Lage um die Magnetschicht 10 angeordnet sind, bereitgestellt werden, die dann entsprechend aufeinanderfolgend mit Pulsen beaufschlagt werden, um nacheinander magnetische Felcirichtungen 1,2, 3 und 4 zu erzeugen.

Wenn im vorliegenden Ausführungsbeispiel Permalloystreifenmuster zur Weiterleitung der Bläschendomänen angegeben sind, so lassen sich ebensogut auch Leiterschleifen anwenden, wie es allgemein bekannt ist. Die Vormagnetisierungsquelle 12 und die Weiterlei-

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tungsfeldquelle 14 werden durch die Feldquellensteuerung 16 betätigt, die die Quellen 12 und 14 zum Aufbau der Felder H und H wahlweise mit Strom beliefert.

Die Bläschendomänen bewegen sich in geschlossenen Pfaden in

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jedem der 2 Schieberegister. Die Bläschendomänen dienen zur Darstellung binärer Information, wobei das Vorhandensein von Bläschendomänen eine binäre 1 und das NichtVorhandensein einer Bläschendomäne eine binäre O anzeigt. Jedem Schieberegister 1, 2,...2^N ist ein Bläschendomänengenerator 18-1, 18-2...18-2 zugeordnet. Diese Bläschendomänengeneratoren schreiben die Information in die Schieberegister entsprechend den Eingängen durch

N die Schreibimpulsquellen 20 über Leitungen Wl, W2,...W2 ein. Falls erforderlich, läßt sich ein Schreib-Decodierer anwenden, der mit den Bläschendomänengeneratoren 18-1, usw. zusammenwirkt, um eine Information in ausgewählte Schieberegister einzugeben, wie an anderer Stelle gezeigt.

Ein Lesedecodierer 22 ist außerdem den Schieberegistern zuge-

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ordnet. Der Lesedecodierer erhält 2 -Eingänge, die von der Decodiererimpulsquelle 24 stammen. In Abhängigkeit von den dem

N Lesedecodierer 22 zugeführten Eingängen kann jedes der 2 -Schie beregister zur Informations-Auslese ausgewählt werden.

Nach Auswahl durch den Lese-Decodierer 22 gelangt die Information im ausgewählten Register zur Auslesesteuerung 26, die durch die Auslesesteuerimpulsquellen 28 betätigt wird. Die Auslesesteuerungsimpulsquellen 28, die Decodiererimpulsquellen 24 und die Schreibimpulsquellen 20 stehen unter selektiver Steuerung der Impulsquellensteuerung 30, die Eingangssignale zu jeder dieser Impulsquellen liefert, um sie zum jeweils erforderlichen Zeitpunkt zu betätigen. Die Auslesesteuerung sendet Bläschendomänen im ausgewählten Schieberegister in einem von zwei Pfaden, je nachdem, ob die Information zerstörend oder zerstörungsfrei ausgelesen werden soll. Ist zerstörendes Auslesen vorgesehen, werden die Bläschendomänen im ausgewählten

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Register direkt auf den Detektor 32 geleitet, der aus einem magneto-resistiven Abfühlelement und einer induktiven Schleife, einem magneto-optischen Abfühlelement oder anderen Detektormitteln bestehen kann. Diesem Detektor ist ein Bläschendomänenlöscher zugeordnet, der die Bläschendomänen zerstören kann. Falls erforderlich, kann der Detektor auch aus einer Leiterschleife bestehen, deren Stromfluß die Bläschendomänen zum Zusammenbruch bringen kann, wobei dann die Flußänderung beim Bläschendomänenzusammenbruch abgefühlt wird. Der Ausgang des Detektors 32 gelangt in die Verbraucheranordnung 34, die z.B. aus einem externen Schaltkreis bestehen kann, der die in dem ausgewählten Schieberegister enthaltene binäre Information weiterverarbeitet.

Ist zerstörungsfreies Auslesen vorgesehen, dann leitet die Auslesesteuerung 26 die Bläschendomänen aus dem ausgewählten Register

N zu einem Bläschendomänenaufspalter 36-1 oder 36-2,...,36-2 . Der Bläschendomänenaufspalter teilt die Eingangsdomänen in zwei Teile, wovon einer zum zerstörenden Auslesen zum Detektor 32 wandert, und der andere zurück in das vorher ausgewählte Schieberegister zum dauernden Umlauf gelangt.

In Fig. 1 sind die Schieberegister, die Schreib-Lesedecodierer 22 und die Auslesesteuerung 26 als getrennte, besondere Bauteile, und zwar nur zum Zwecke des besseren Verständnisses dargestellt; es ist jedoch ohne weiteres möglich, daß der Decodierer mit der Auslesesteuerung in die Schieberegister integriert ist. Infolgedessen stellen die Leitungen 46 und 44 die Schieberegisterschlei-

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fen 1, 2,.*.,2 dar, die durch den Decodie:

Besteuerung 26 enthält, unterbrochen sind.

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fen 1, 2,.*.,2 dar, die durch den Decodierer 22, der die AusIe-

Das Blockdiagramm nach Fig. 1 zeigt eine vollständige zylindrische Bläschendomänenspeicheranordnung, in die Information selektiv in

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2 Schieberegister eingeschrieben wird, um hierin gespeichert zu werden. Der Informationsinhalt der Schieberegister kann selektiv durch Impulse auf den Lesedecodierer 22 adressiert werden. Dann wird je nach Betätigung der Auslesesteuerung 26 die Information

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in Form von Bläschendomänen in den ausgewählten Registern zerstörend oder zerstörungsfrei ausgelesen. Ist zerstörendes Auslesen durch die Auslesesteuerung angeordnet, dann werden die Bläschendomänen in ausgewählten Registern durch den Detektor zerstörend ausgelesen. Während des zerstörenden Auslesens betätigt die Impulsquellensteuerung 30 die Schreibimpulsquelle 20,

N die ihrerseits die Bläschendomänengeneratoren 18-1, 18-2,... ,18-2 aktiviert, die dem Register zugeordnet ist, welches zerstörend ausgelesen wird. Auf diese Weise kann dann neue Information in das zerstörend ausgelesene Schieberegister eingeschrieben werden.

Wenn die Auslesesteuerung anordnet, daß Information zerstörungsfrei aus dem ausgewählten Schieberegister ausgelesen werden soll, dann werden die Bläschendomänen dieses Schieberegisters dem Blaschendomänenaufspalter zugeführt, wo sie in zwei Domänen geteilt werden. Eine der neuen Domänen geht dann zum zerstörenden Auslesen zum Detektor 32, wohingegen die andere in das vorher ausgewählte Schieberegister zurückwandert, um in diesem Schieberegister weiter kontinuierlich umzulaufen.

Die Anordnung nach Fig. 2 zeigt Einzelheiten über die Schieberegister (1-16 in diesem Falle), Decodierer, Auslesesteuerung, Domänenaufspalter und Detektor. Die magnetisierbare Schicht 10, die hier nicht gezeigt ist, enthält eine größere Anzahl von Weiterleitungspfaden in geschlossener Schleifenanordnung für die Schieberegister 1, 2,..., 16. Am Eingang jeder Schieberegisterschleife liegt ein Bläschendomänengenerator 18-1, 18-2,.·., 18-16. Diese Generatoren erzeugen kontinuierlich Bläschendomänen, die in die Schieberegisterschleifen 1-16 in Abhängigkeit von der Betätigung der Schreibimpulsquellen 20 eingegeben werden. So ist eine 1-, O-Steuerschleife (Wl, W2,..., W16) in Verbindung mit jeweils einem Bläschendomänengenerator 18-1, 18-2...,18-16 angewendet, um Information auf die Schieberegisterschleifen bereitzustellen .

Der Lesedecodierer 22 besteht aus einer Serie von Steuerschlei-_Y0 970 093 20 9 88?/0993

fen Dl, Dl¹, D2,...,D2N', die die Schieberegisterschleifen umfangen. Die Stromimpulse in diesen Kontrollschleifen veranlassen Änderungen im örtlich lokalisierten Magnetfeld, und zwar in den Bereichen, wo die Schleifen Eich ausweiten, wie es noch ausführlicher im Zusammenhang mit Fig. 4 erläutert wird. In Abhängigkeit von den Eingängen zu den Decodiererschleifen D1-D4' wird der Inhalt jedes Schieberegisters zur Auslesesteuerung 26 geleitet, anstatt in Richtung der Pfeile in Umlauf gebracht zu werden. Die Auslesesteuerung 26 besteht aus einer einzelnen Schleife CL, die allen Schiebenregistern zugeordnet ist. Ströme in dieser Schleife CL werden durch Auslesesteuerungsimpulsquellen 2 8 zugeführt. In Abhängigkeit davon, ob die Schleife CL betätigt ist, werden die durch den Lesedecodierer im ausgewählten Schieberegister freigegebenen Bläschendomänen zerstörend oder zerstörungsfrei ausgelesen. Ist die Schleife CL betätigt, dann folgen die in einem ausgewählten Schieberegister auftretenden Bläschendomänen dem Pfad 38 zum Detektor und zerstörendem Auslesen. Ist andererseits die Schleife CL nicht betätigt, dann folgen die im ausgewählten Schieberegister auftretenden Bläschendomänen dem Pfad 40 auf den Domänenaufspalter 36-1, 36-2,...,36-16. Der Domänenaufspalter teilt dann die Domänen in zwei Teile ein, wovon der eine Teil über Pfad 42 zum Detektor 32 zum zerstörenden Auslesen und der andere über den Pfad 44 für den Wiederumlauf in das Schieberegister eingegeben wird.

Wie vorhin erwähnt veranlassen die Schreibimpulsquellen 20 unter Steuerung der Impulsquellensteuerung 30, daß neue Information in dasjenige Schieberegister eingegeben wird, dessen Inhalt zerstörend ausgelesen worden ist. Das bedeutet, daß die Bläschendomänengeneratoren 18-1, 18-2,...18-2 Bläschendomänen in diejenigen Register eingeben, die zerstörend ausgelesen worden sind.

Fig. 3 zeigt eine Tabelle, die für die Betriebsweise der Anordnung nach Fig. 2 maßgebend ist. In Abhängigkeit von den binären Eingängen am Lesedecodierer 22 wird bei einem ausgewählten Schieberegister der Inhalt entweder zerstörend oder zerstörungsfrei ausgelesen, in Abhängigkeit davon, wie der Betätigungszustand der

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Schleife CL ist. Um z.B. den Inhalt des Schieberegisters 1 auszulesen, entsprechen die den Schleifen Dl, Dl',...D4¹ zugeführten Eingängen der Binärzahl 01010101. In diesem Falle bedeutet eine 0, daß kein Stromimpuls der entsprechenden Decodiererstromschleife zugeführt worden ist, wohingegen eine 1 anzeigt, daß ein Stromimpuls der Decodiererschleife zugeführt worden ist. Das Auftreten eines Stromimpulses in einer Decodiererschleife erzeugt ein örtlich lokalisiertes Magnetfeld, das eine Domäne von seinem Pfad nach rechts unten auf einen Rückkehrpfad nach links oben ablenkt. So kreuzt z.B. die Steuerschleife Dl den Weiterleitungspfad, der durch einen Pfeil 46 im Bereich 48 angezeigt ist. Tritt ein Stromimpuls in der Schleife Dl auf, dann werden die Domänen, die längs des Pfads 46 wandern, nach unten in Richtung des Pfeiles 50 abgelenkt und werden wieder in Umlauf längs des durch Pfeil 52 angezeigten Pfades gebracht. Ist der Stromimpuls in der Schleife Dl vorhanden, dann setzen die Domänen ihren Weg nach rechts längs des Pfades 46 fort. Wie sich feststellen läßt, enthält die Decodiererschleife Dl¹ nicht einen ausgeweiteten Teil, wo sie den Weiterleitungspfad 46 des Registers 1 überkreuzt. Deshalb kann ein Strom in dieser Schleife nicht die Weiterleitungsrichtung von Domänen, die längs des Pfades 46 wandern, beeinflussen.

Sind die Eingänge 01010101 in den Decodierungsschleifen D1-D4¹ vorhanden, dann setzen die Inhalte des Schieberegisters 1 ihren Weg längs Pfad 46 in Richtung auf den Überschneidungsbereich der Schleife CL fort. In Abhängigkeit vom Auftreten oder Nichtauftreten eines Stromes in Schleife CL werden die Inhalte des Schieberegisters 1 entweder längs des Pfades 38 oder längs des Pfades 40 weitergeleitet. Die Weiterleitung längs Pfad 38 bringen die Domänen des Schieberegisters 1 zum Detektor 32, wo sie zerstörend ausgelesen werden. Wird die Schleife CL nicht mit Strom beaufschlagt, dann wandern die Domänen längs des Pfades 40 auf den Domänenaufspalter 36-1. Dieser DomänenaufSpalter teilt die Domänen in zwei Teile, wovon einer längs des Pfades 42 auf den Detektor 32 für zerstörendes Auslesen gelangt. Die

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andere Domäne folgt dem Pfad 44, um im Schieberegister 1 wieder in Umlauf gebracht zu werden.

Wenn die Domänen vom Schieberegister 1 längs des Pfades 38 für zerstörendes Auslesen weitergeleitet werden, dann sendet der Impulsquellensteuerungskreis 30 einen Taktimpuls zur Schreibimpulsquelle 20, die dann ihrerseits einen geeigneten Ausgang auf die Schleife Hl überträgt, um neue Daten in das Schieberegister 1 einzugeben. D.h., der Domänengenerator 18-1, der in üblicher Weise aus einer Permalloyscheibe bestehen kann, auf der eine Stammdomäne umläuft, stellt während jedes Zyklusses des Weiterleitungsfeldes H kontinuierlich Domänen bereit. Die Stromimpulse in Schleife Wl gestatten der Stammdomäne sich aufzuspalten und einen Teil in das Schieberegister 1 einzugeben oder zum anderen eine Aufspaltung zu verhindern, so daß keine Domäne in das Schieberegister 1 eintreten kann, und zwar je nachdem, ob eine Information in das Schieberegister eingeschrieben werden soll oder nicht.

Bei zerstörungsfreiem Auslesen wird die Schreibimpulsquelle 20 durch den Impulsquellensteuerungskreis 30 nicht aktiviert. Die Domänen, die durch den Domänenaufspalter 36-1 aufgespalten worden sind, werden zum Umlauf in das Schieberegister 0 wieder eingegeben.

Die Auswahl eines oder aller Schieberegister für zerstörendes oder zerstörungsfreies Auslesen ist in Übereinstimmung mit binären Eingängen möglich, die dem Lesedecodierer 22 zugeführt werden. In Fig. 2 ist ein Teil des Schieberegisters 14 durch gestrichelte Linie gekennzeichnet, wobei dieser Teil dann in Fig. in näheren Einzelheiten dargestellt ist, die nun erklärt werden sollen.

Domänen, wie z.B. 53, wandern im Schieberegister 14 nach rechts in Richtung des Pfeiles 46. Es sei darauf hingewiesen, daß der

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größte Teil der Schieberegisterschleife nicht gezeigt ist und
daß sich die Schleife weiter nach links erstreckt, um die Decodiererschleifen D1-D2' zu erfassen und um ausreichende Speicherkapazität bereitzustellen. In Übereinstimmung mit wohlbekannten Prinzipien erzeugt das sich drehende Weiterleitungsfeld H anziehende Pole in T- und I-förmigen Permalloystreifen 54_f um die Domänen in Richtung des Pfeiles 46 weiterzuleiten. Auf der Hagnetschicht 10 und über ausgewählten Teilen der Permalloystreifen sind elektrische Leiter gelegt, die für die Decodiererschleifen D3_r D3¹, D4 und D4' dienen. Weiterhin ist auf der Magnetschicht 10 und auf geeigneten Stellen der Permalloystreifen 54 die Schleife CL aufgetragen, die ebenfalls aus elektrisch leitendem Material, wie z.B. Kupfer, besteht. Wie sich ersehen läßt, besitzen die Decodiererschleifen D3 und D4' Erweiterungen in den Bereichen, wo sie die T-förmigen Permalloystreifen im Weiterleitungspfad 46 überkreuzen, wohingegen die Decodiererschleifen D3¹ und D4¹ diese erweiterten Bereiche nicht an den Stellen besitzen,
VO sie die T-förmigen Permalloystreifen im Pfad 46 überkreuzen. Das bedeutet, daß die Ströme in den Decodierstreifen D3¹ und D4 die Weiterleitung der Domänen längs des Pfades 46 nicht beeinflussen können.

Weiterhin befindet sich auf der Magnetschicht 10 ein Permalloydomänenaufspalter 36-14, der in diesem Falle aus einer beidseitigen Permalloyabdeckung besteht, und zwar oberhalb und unterhalb der magnetisierbaren Schicht 10, wie durch gestrichelte Linien
angedeutet.

Unter. Anwendung der binären Eingänge nach Tabelle in Fig. 3 für selektives Auslesen des Schieberegisters 14 tritt kein Strom in den Decodierschleifen D3 und D4' auf. Wie vorhin erwähnt, beeinflussen Ströme in den Decodierschleifen D3¹ und D4 nicht die
Betriebsweise des Schieberegisters 14. Infolgedessen breiten sich die Domänen 53 in Richtung des Pfeiles 46 zur Polstelle 2 des
T-förmigen Streifens 56 aus. Demnach wird die Domäne 53 entweder dem durch die Pfeile 38 ausgezeichneten oder dem durch Pfeil 40

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bezeichneten Pfad folgen. Wenn die Schleife CL durch einen Stromimpuls aktiviert wird, dann wird kein anziehender Magnetpol an der Pollage 3¹ des Streifens 56 hervorgerufen. Deshalb werden die in der Pollage 2 des Streifens 56 befindlichen Domänen nach oben zur Pollage 4 des Streifens 56 angezogen, wenn das Weiterleitungsfeld H die Richtung 4 besitzt. Hiernach bewegen sich die Domänen zur Pollage I¹¹ auf dem T-förmigen Streifen 58, wenn das Weiterleitungsfeld H in Richtung 1 gerichtet ist. Die Bewegung in Richtung des Pfeiles 38 wird fortgesetzt, solange sich das Weiterleitungsfeld H dreht, so daß die Domänen dem Detektor 32 zum zerstörenden Auslesen zugeleitet werden.

Der Detektor 32 ist in magnetoresistiver Ausführung in Verbindung mit einem Domänenlöscher 60 dargestellt. Der magnetoresistive Abfühldetektor 32 besteht aus einem magnetoresisitiven Abfühlelement 62 und einer Konstantstromquelle 64. In bereits an anderer Stelle vorgeschlagener Weise wird der Magnetisierungsvektor des Abfühlelements 62 gedreht, wenn das Streumagnetfeld einer Domäne 53 hiermit in Wechselwirkung tritt. Dies hat eine Widerstandsänderung im Abfühlelement 62 zur Folge, die sich als Spannungssignal V nieder-

schlägt.

Der Domänenlöscher 60 besteht aus einem verlängerten Permalloystreifenmuster 66, wohin die Domänen 53 nach Abfühlung wandern, wenn sich das Weiterleitungsfeld H in die Richtung 4 dreht. Die Domänen 53 bewegen sich dann zur Pollage 4 auf dem Streifen 66. Sowie sich das Weiterleitungsfeld H dreht, bewegen sich die Domänen 53 zur Ecke des Streifenelements 55 und werden dort gehalten, selbst wenn sich das Weiterleitungsfeld H in die Richtung 3 dreht, da nämlich die Pollage 3 weit entfernt ist von der Ecke des Streifenelements 66. Fällt H in die Richtung 3, dann wird das örtlich lokalisierte Feld an der Ecke abstoßend, so daß die Domänen zusammenfallen.

Tritt kein Stromimpuls in der Schleife CI* auf, wenn sich die Domänen 53 in Pollage 2 des Streifenelements 56 befinden, dann

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breiten sich diese Domänen längs des durch den Pfeil 40 angedeuteten Pfades aus, sowie sich das Weiterleitungsfeld H dreht. Auf diese Weise werden die Domänen zum Domänenaufspalter 36-14 weitergeleitet. Wie oben ausgeführt, besteht dieser Domänenaufspalter aus einer oberen Permalloylage auf der Magnetschicht 10, wie durch die ausgezogenen Striche der T- und I-förmigen Streifen angedeutet, und aus einer Permalloylage auf der Unterseite der Magnetschicht IO, wie durch die entsprechend gestrichelten Linien angedeutet. Unter Wirkung des sich drehenden Weiterleitungsfeldes H werden die in den Domänenspalter 36-14 eingeleiteten Domänen in zwei Teile aufgeteilt. Ein Teil wandert in Richtung auf den Detektor 32 über die Permalloylage an der Unterseite der Magnetschicht und gleitet dann durch die anziehenden Pole a-b-c in Richtung des Pfeile 42. Hiernach folgen diese Domänen dem Pfad 38 bis auf den Detektor.

Der andere Teile der so aufgespalteten Domäne bewegt sich zu den aufeinanderfolgenden Pollagen a'-b'-c¹ auf dem Streifenelement 68, sowie sich das Weiterleitungsfeld H dreht. Diese Domänen folgen dem Pfad, der durch die Pfeile 44 angedeutet ist, um in das Schieberegister 14 zum Wiederumlauf eingeleitet zu werden.

In diesem Speichersystem ist es durchaus möglich, daß der Decodier ungs funktion verschiedene Verzögerungszeiten zugeordnet sind, je nachdem, welches Register ausgelesen werden soll. Dies soll jedoch nicht heißen, daß der hier gezeigte Decodierer an sich nicht in geeigneter Weise betriebsfähig ist; jedoch ist einzusehen, daß es durchaus wünschenswert wäre, die unterschiedlichen Verzögerungszeiten für die verschiedenen Registe-r^zU vermeiden.^ Um dies zu erreichen, haben die Pfade für' die Domänen während einer Decodierungsoperation gleiche Längen, ob nun die Domänen gelesen werden oder nicht.

Fig. 5 zeigt Maßnahmen zum Verzögerungsausgleich im einzelnen. Ls ist nur ein einziges Register gezeigt, in diesem Falle das Register 1 mit den Decodierungsschleifen D1-D4', die in das

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Register integriert sind. Die gleiche Verfahrenstechnik ließe sich auf alle Register anwenden, obgleich sie hier nicht gezeigt sind. In dieser schematischen Zeichnung besitzt der Pfad, der von einer Domäne durchlaufen wird, wie durch Pfeil 70 angedeutet, und wenn die Domäne abgefühlt wird, die gleiche Länge wie der durch Pfeil angedeutete Pfad, der von der Domäne verfolgt wird, wenn sie nicht abgefühlt ist. Deshalb sind die mit einer Leseoperation verbundenen Verzögerungen immer gleich denjenigen, bei denen die Domänen nicht gelesen werden.

In Fig. 5 ist die Steuerungsschleife 26 hinter den Detektor 32 gelegt im Gegensatz zu vorhin. In dieser Anordnung sind die

N
Domänenaufspalter 36-1,...,36-2 nicht erforderlich, da der Detektor 32 zerstörungsfrei ausliest und die Domännen, die nicht gelöscht sind, wandern nicht zur Auslesesteuerung 26.

Wenn Domänen gelöscht werden sollen, stellt der Impulsquellensteuerungskreis 30 einen Signalimpuls auf die Schreib/Leseimpulsquellen 20 bereit, um eine Domäneneinschreiboperation einzuleiten, während die Löschungsoperation läuft. Als erforderlich können die gleichen Stromeingangsleitungen einen mit den Generatoren 18-1, ...l8-2ⁱ zusammenwirkenden Decodierer auffassen, um Domäneneinschreibung in ausgewählte Schieberegister durchzuführen.

Unter anderem ist oben ein verbesserter Decodierer für zylindrische magnetische Bläschendomänenschieberegister beschrieben mit einer Auslesesteuerung zur Entfernung von Bläschendomänen aus ausgewählten Schieberegistern, so daß Platz für neu einzuschreibende Information in dieses Schieberegister geschaffen wird. Diese Auslesesteuerung besteht aus einer einzigen Schleife, die für alle Schieberegister dient. Damit wird eine einfache und wirkungsvolle Klärung bzw. Speicherentleerungsfunktion gezeigt, ohne daß ein nennenswerter Anteil der Magnetschicht, in der sich die Domänen ausbreiten und in der sie gespeichert sind, beansprucht wird.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Bläschendomänen-Speichervorrichtung, bestehend aus mehreren Umlaufpfaden für magnetische Bläschendomänen mit Mitteln zum Einschreiben und Auslesen bzw. Wiedereinschreiben der jeweiligen Information, dadurch gekennzeichnet, daß Auslesesteuerungsmittel zur Entfernung der durch die Bläschendomänen dargestellten Information von durch Codierer ausgewählten Umlaufpfaden vorgesehen sind, so daß hierin Platz für neue Information geschaffen wird, und daß ausgelöst durch diese Ausleseoperation Schreibmittel ansteuerbar sind, die neue Information in jeweils ausgewählten Umlaufpfad einschreiben.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslesesteuermittel aus einer stromführenden Schleife bestehen, die alle Umlaufpfade erfaßt, wobei das Auftreten bzw. Nichtauftreten eines Stromes in dieser Schleife maßgebend dafür ist, ob die Domänen von den ausgewählten Umlaufpfaden entfernt werden.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

der Decodierer aus einer größeren Anzahl von stromführenden Schleifen besteht, die diesen Umlaufpfaden zugeordnet sind, wobei das Auftreten bzw. Nichtauftreten eines Stromes hierin maßgebend dafür ist, welcher Umlaufspfad für das Auslesen adressiert ist.
4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Steuerungsmittel zur Betätigung der Decodierer der Auslesesteuerung und der Schreibmittel vorgesehen sind, um das Informationsauslesen, die Auslesesteuerung und die Wiedergabe von Information in ausgewählte UmIaufpfade einzuleiten.
5. Anordnung mindestens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-Yü 970 093 209882/0993

net, daß jeder UmIaufpfad ein Schieberegister darstellt und die Decodier- und Auslesesteuerschleifen ebenfalls auf der diese SchieberegUter tragenden Magnetschicht angeordnet sind, indem hierdurch alle Schieberegister erfaßt sind, so daß Stromimpulse in den Decodierungsschleifen und Auslesesteuerungsschleifen die Weiterleitung von Bläschendomänen in den Umlaufpfaden beeinflussen.
6. Anordnung mindestens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Wiedereinschreiben ausgelesener Information Domänenaufspalter vorgesehen sind, wobei nach Aufspaltung ein Teil der jeweiligen Domäne wieder eingeschrieben und der andere in den Auslesekreis gelangt.
7. Anordnung mindestens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Domänen-Löseher vorgesehen sind, um Domänen von ausgewählten Umlaufpfaden zu vernichten, wenn die Information durch die Auslesesteuerung aus diesen Umlaufpfaden entfernt ist.
8. Anordnung mindestens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Domänen in die ausgewählten Umlaufpfade wieder eingeleitet werden, wenn die Auslesesteuerung nicht aktiviert ist.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslesesteuerung aus einer alle Umlaufpfade kreuzenden stromführenden Schleife besteht und daß Stromimpulse hierin die Weiterleitungsrichtung von Domänen in durch den Codierer ausgewählten Umlaufpfaden ändert.
10. Anordnung mindestens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Schreibmittel zum Eingeben von Bläschendomänen in ausgewählte Umlaufpfade, wobei diese Schreibmittel aktiviert werden, wenn die Auslesesteuerung betätigt ist, um

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Domänen in diejenigen umlaufpfade einzugeben, aus denen beim vorherigen Auslesen Domänen entfernt worden sind, und daß die Schreibmittel und die Auslesesteuerung unter dem Einfluß einer Impulsquellensteuerung stehen.
11. Anordnung nach Anspruch 1 bis Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Domänenaufspalter jedem Umlaufpfad zugeordnet sind, um Domänen von durch den Codierer ausgewählten Umlaufpfaden aufzuspalten, wenn die Auslesesteuerung entsprechend eingestellt ist, wobei ein Domänenteil wieder in den jeweiligen Umlaufpfad eingegeben wird und der andere den Abfühlmitteln und anschließend den üomänenlc ehern zugeführt wird.

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