Репликатор цилиндрических магнитных доменов Советский патент 1984 года по МПК G11C11/14 

Изобретение относится к вычислительi)i.)H технике и автоматике и может быть использовано в запоминающих устройствах, в которых носителями двоичной информации являются цилиндрические магнитные домены (ЦМД).

Известен переключатель ЦМД, содержащий магнитоодноосную пленку, на которой расположены входной и выходной каналы продвижения .доменов, образованные из Т-, и J-образных аппликаций, и токопроводящая шина управления устройством, выполненная в одном слое с аппликациями каналов продвижения. Токопроводящая шина осуществляет переключение ЦМД из входного канала Б выходной 1.

Известное устройство обладает следующими недостатками: низкая область устойчивой работы- как каналов продвижения ЦМД, так и функционального узла - переключателя доменов; повыщенное энергопотребление, связанное с высоким электрическим сопротивлением управляющей щины; ограниченность функциональных возможностей (переключатель может только переключать ЦМД без реплицирования последних; ограничение размеров сечения управляющей щины (в сторону уменьщения), связанное с электромиграционной стойкостью материала щины, не позволяющее использовать данное устройство в накопителях с доменами диаметром меньще 2 мкм.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является репликатор ЦМД, содержащий магнитоодноосную пленку, на которой расположены -входной и выходной каналы продвижения доменов, содержащие С- и Т-образные пермаллоевые аппликации, и токопроводящая щина, выполненная в одном слое с аппликациями каналов продвижения. Токопроводящая щина выполняет функции растяжения, реплицирования и переключения ЦМД 2.

Однако известное устройство обладает недостатком, связанным с малой областью устойчивой работы репликатора ЦМД в режиме переключения ЦМД. Переключение ЦМД только при низких полях смещения Нсн- При больщих полях смещения для переключения ЦМД требуется подавать в управляющую щину импульсы тока высокой амплитуды, так как наводимый внешним полем управления Hoty.. магнитный полюс на С-образной аппликации входного канала недостаточен, чтобы захватить ЦМД и растянуть его с Т-образной аппликации входного канала. В результате этого даже при выборе оптимального расстояния между С- и Т-образными аппликациями при повыщенном поле Н (... и, соответственно, повыщенной амплитуде тока домен не переключается, а коллапсирует в зоне переключения. Этот недостаток является существенным при работе репликатора ЦМД совместно с генератором и датчиком считывания ЦМД, поскольку общая область устойчивой работы доменного накопителя резко снижается (почти на 50% по сравнению с другими узлами и элементами). Проходящие по управляющей щине

импульсы тока высокой амплитуды, создавая требуемое магнитное поле для растяжения, реплицирования и переключения ЦМД, ограничивают (в сторону уменьщения) реальные размеры сечения управляющей щины. Этот недостаток чрезвычайно существенный

в устройствах с малыми размерами ЦМД, в которых сечение управляющей щины не обеспечивает прохождение импульса тока требуемой плотности. Кроме того, управляющие импульсы тока высокой амплитуды уве личивают потребляемую мощность устройства.

Цель изобретения - снижение потребляемой репликатором ЦМД мощности.

Поставленная цель достигается тем, что

0 репликатор ЦМД, содержащий магнитоодноосную пленку, на которой расположены входной и выходной каналы продвижения ЦМД из С-образных пермаллоевых аппликаций и токопроводящая щина, выполненная в одном слое с С-образными пермаллое5 выми аппликациями каналов продвижения ЦМД, содержит в выходном канале продвижения ЦМД две дополнительные Т- и J-образную пермаллоевые аппликации, а во входном канале продвижения ЦМД - дополнительную С-образную пермаллоевую аппли кацию, центр которой соединен токопр.оводящей щиной с допо днительной Т-образной пермаллоевой аппликацией выходного канала продвижения ЦМД, причем дополнительная J-образная пермаллоевая аппликация расположена между дополнительной С-образной пермаллоевой аппликацией и верщиной дополнительной Т-образной пермаллоевой аппликации и магнитосвязана с токопроводящей щиной.

На фиг. 1 представлена конструкция репликатора ЦМД; на фиг. 2 - этапы продвижения ЦМД и фазовая диаграмма импульсов тока, пропускаемых по управляющей щине в режиме реплицирования ЦМД.

Устройство содержит магнитоодноосную пленку I, на которой расположены входной

канал 2 продвижения ЦМД с дополнительной С-образной пермаллоевой аппликацией 3. выходной канал 4 продвижения ЦМД с дополнительными Т- иJ-образной пермаллоевыми аппликациями 5 и 6, токопроводящая

- щина 7. Т-образная аппликация 5 магнитосвязана с С-образной аппликацией 8, а дополнительная С-образная аппликация 3 магнитосвязана с С-образными аппликациями 9 входного канала 2 продвижения ЦМД. Вектор 10 управляющего поля Нуу

5 вращается в плоскости пленки 1 против часовой стрелки.

Репликатор работает следующим образом.

На фиг. 2 а-д показано расположение информационных доменов во входном и выходном каналах продвижения ЦМД. При вращении поля Нху, (фиг. 2 а и б) домен Д( продвигается по дополнительной С-образной аппликации 3 входного канала продвижения ЦМД. В тот момент, когда домен Д, занимает позицию, показанную на фиг. 26, в шину 7 подается короткий (0,1-0,2 мкс) импульс тока ij (фиг. 2в) с амплитудой 20 мА и такой полярности, при которой домен Д.. растягивается по верхней границе шины и захватывается притягивающим полюсом дополнительной Т-образной аппликации 5 выходного канала. При дальнейшем повороте вектора поля Нху на 90° (фиг. 2г) растянутый домен одним концом продвигается rio Т-образной аппликации 5, а Цругим - по дополнительной С-образной аппликации 3 входного канала, еще больше растягиваясь и образуя узкую гантель между шиной 7 и концом J-образной аппликации 6 выходного канала 4. При пониженных полях Нем (почти до 70% всей области устойчивой работы по полю смещения) растянутый домен реплицируется под воздействием сильного отталкивающего домен полюса J -образной аппликации 6.

В области повышенных полей смещения Hew...в шину 7 подается короткий (50- 100 не) импульс тока ig обратной полярности и небольщсй амплитуды (10-15 мА), который только разрезает узкую гантель растянутого домена и не действует на домен.

расположенный на вершине Т-образной аппликации 5 выходного канала. Растянутый Д делится на два; Д, и Zlj (фиг. 2d); Д следует в выходной канал 4, а Д про-. должает продвигаться по входному каналу 2 продвижения ЦМД.

На фиг. 2е показана фазовая диаграмма импульсов тока, пропускаемых по шине 7 в режиме растяжения ЦМД и реплицирования растянутого домена. Величины амплитуды управляющих импульсов тока, приведенные на фиг. 2е, соответствуют устройствам, выполненным на кальций-германиевой пленке феррит-граната с доменами диаметром 1 мкм, полем коллапса HO 300- 320 Э и намагниченностью насыщения материала 4fMs 640-680 Гс.

В предлагаемом репликаторе повышение надежности достигается за счет существенного снижения амплитуды управляющих импульсов тока, пропускаемых по токопроводящей шине, исключающего электромиграцию .материала щины, а также за счет увеличения области устойчивой работы устройства в повышенных полях смещения.

Снижение амплитуды управляющих им пульсов тока значительно уменьщает потребляемую мощность репликатора.

.Предлагаемый репликатор ЦМД выполнен в одном слое пермаллоя, не требующем сложной технологической операции совмещения слоев, и может быть успешно применен в однослойных накопителях большой емкости с ЦМД диаметром 1 мкм.

и Щ-а

РЕПЛИКАТОР ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ МАГНИТНЫХ ДОМЕНОВ, содержа- ; щий магнитоодноосную пленку, на которой расположены входной и выходной каналы продвижения цилиндрических магнитных доменов из С-образных пермаллоевых аппликаций и токопроводящая шина, выполненная в одном слое с С-образными пермаллоевыми аппликациями каналов продвижения цилиндрических магнитных доменов, отличающийся тем, что, с целью снижения потребляемой мощности, он содержит в выходном канале продвижения цилиндрических магнитных доменов две дополнительные Т-образную и J-образную пермаллоевые аппликации, а во входном канале продвижения цилиндрических магнитных доменов - дополнительную С-образную пермаллоевую аппликацию, центр которой соединен токопроводящей шиной с дополнительной Т-образной пермаллоевой аппликацией выходного канала продвижения цилиндрических магнитных доменов, причем дополнительная j-образная пермаллоевая аппликация расположена между дополнительной С-образной пермаллоевой аппликацией и вершиной дополнительной Т-образной пермаллоевой аппликации и магнитосвязана с токопроводящей шиной. (Л 00 САЭ 1чЭ СО