Способ записи и считывания двоичных чисел в запоминающих устройствах и запоминающее устройство для осуществления этого способа Советский патент 1959 года по МПК G11C11/61 

В известных магнитных запоминающих устройствах для записи и считывания двоичных чисел ИСПОЛЬЗУЮТ сумму двух однополярных импульсов тока, равных по величине, примерно, половинному значению тока, необходимого для неремагничиваиия магнитных элементов запоминания, представляюн;их собой сердечники, выполненные из материала о почти прямоугольной петлей гистерезиса. Недостатками этого способа являются трудности формирования однополярных импульсов, влияние изменения иагрузки источников тока при изменении кода чисел и возникновение помех при прохождении токов через элементы других ячеек.

; С целью увеличения устойчивости, надежности, быстродействи.ч и возможного количества числа ячеек и элементов запоминания в них предлагается способ записи и считывания двоичных чисел, заключающийся в том, что процессы записи и считывания осуществляют с поMOHibio двухполярных имлульсов тока, которые легко формируются в импульсных трансформаторах. Предлагаемый способ позволяет построить запоминающие устройства, в которых устранены указанные недостатки известных устройств.

На фиг. 1 и 2 предста-влена принципиальная схема запоминающего устройства, где Т-вторичные обмотки импульсных трансформаторов-ключей типа И адресной системы запоминающего устройства; X,

У, Z - координаты и А, У, Z-коордИнатные шины запоминаюихего устройства; С-сердечники.

Адресные щины Z пронизывают сердечники элементов одной ячейки запо.минающего устройства. Число элементов определяется числом двоичных разрядов каждой ячейки.

На фиг. I показаны четыре ячейки (четыре шины Z), в каждой из которых по шесть элементов запоминания (на шесть двоичных разрядов) . Каждая шина приключена « своей обмотке Г ключа адресной системы. Шины и Х,/) Ионользуются соответственно для записи и для считывания двоичных чисел (здесь /(1,2...6...-обозначает разряд).

Число элементов в каждой ячейке и число ячеек может быть весьма большим. Для увеличения емкости запоминаюш.его устройства можно ввести еще одну координату Y (ф:иг. 2). При этом пластияы (или кассеты) соединяются своими шинами X поразрядно. Шины X пропущены через элементы одного и того же двоичного разряда всех кассет.

На фиг. 3 представлены диаграммы ампервитков, действующих на магнитные элементы при считывании и при двоичных чисел, где ав - ампервитки; В - магнитная индукция; «О и «1 -отрицательное к положительное значение остаточной л агнитной индукции; (,2 - двухполярный импульс в ампервитках - действующих в шинах Z; «Х(1) - двухполярный импульс, действующий в шинах X при записи «единицы ;

«у(0)-двухполярный импульс, действуЕощий в шине Х при записи «нуля.

На фиг. За представлена гистерезисная кривая магнитного элемента запоминания. Индукция В в зависи.мости от ампервитков импульсо.з

тока, действующих в шинах Z и X, -изменяется по петле. При нулевом (значении ампервитков индукция может и.меть положительное или отридательное значение, обозначенное соответственно единицей «1 и нулем «О. В адресной системе формируется двухполярный импульс . ампервитков, который действует в одной и только одной шине выбранной заданным кодом адреса ячейки запоминающего устройства. Отрицательная полуволна этого импульса создает отрицательные по знаку ампервитки , перемагничивающие только те магнитные ячейки, которые имеют остаточную магнитную индукцию, соответствующую «1.

При этом на считывающей шине X данного разряда образуется сигнал, который также обозначается «1. Этот и.мпульс не изменяет значения юстаточной магнитной индукции тех элементов, которые находятся в состоянии «О. После действия этого импульса , все магнитные элементы данной ячейки находятся в состоянии, обозначенном «О, и этим подготовлены для новой записи двоичного числа. Вторая положительная полуволна этого импульса ,2 создает положительные по знаку ямпервитки (фиг. 3), которые вместе с импульсами «X используются для записи двоичных чисел в элементах данной ячейки.

Одновременно с импульсом действуют формирователи двухполярных импульсов тока «А(1) и «А(0), протекающих по щинам X, .каждого разряда ячейки. При этом для записи единицы «1 необходимо действие импульса «Л(1), у которого первая полуволна ампервиткоз Имеет положительное значение и совпадает с положительной полувол«ой , а для записи нуля («О) необходимо воздействие импульса «Х(0), у которого первая полуволна ампервитков имеет отрицательное значение. В перво.м случае, при записи «1, ампервитки «Z и «А(1) складываются и в сумме образуют такую величину ампервитков, которая достаточна для перемагничивания магнитного элемента и может перевести значение его .магнитной индукции из положения «О в положение «1. Во втором случае, при записи «О, ампервитки и

«А(0) обратны по знаку ц их разность настолько мала, что не может изменить значение остаточной магнитной индукции элементов и его состояние остается в точке «О, показанной на кривой (фиг. За).

На фиг. 4 показана временная диаграмма, поясняюигая описанные процессы считывания и записи. На линии Z диаграммы показаны имцульсы «Z, и для дву.х тактов считывания и записи.

На линии «J диаграммы показаны импульсы «А(1) и «А(0), а на линии («yY + «Z) представлены результирующие (суммарные) амПервитки, действующие в данном магнитном элементе при считывании и при записи. Значе;1ие амнервитков в момент записи, следовательно, изменяется от разности (0) при записи «О, до суммы «А( 1), при записи соответствующих ампервитков «1.

В каждо.м элементе запоминания можно установить по два сердечника, вместо одного, с доиолнительнымн обратными щинами Z и Х с целью компенсации помехи, которая получается при считывании «нуля, а также для выравнивания нагрузки ячеек на адресную систему.

Следует отметить, что вторая полуволна импульса «X имеет также значение для возврата рабочей точки кривой индукции в исходное нОоТожение при воздействии на элементы серии импульсов «Х. При этом импульсы «Л изменяют индукцию по полному (симметричному) частичному циклу на верхней или нижней пологой части петлИ гистерезиса. Это также увеличивает устойчивость всей системы. Можно, конечно, вместо второй полуволны «А использовать и некоторый постоянный- ток смещения. Однако вторая полуволна «А получается естествен но при формировании имнульсов с помощью трансформаторов.

Возможностью питания системы двухполярными импульсами позволяет получить большую сксрость работы при заданном магнитном материале.

Адресная система может представлять собой двухкоординатную сетку из любых ключей типа И. На фиг. 5 представлена для примера адресная система из импульсных трансформаторов, соединенных первичными обмотками (шинами Ш) в сетку, где С-магнитные сердечники импульсных трансформаторов Т (ключей типа И). ГТ-граничные ключи; Г-общий источник тактовых импульсов тока; ///.,-и Ш -шины; AI, AZ, , BZ-шины магнитного дешифратора. На фиг. 6 показана петля гистерезиса и распределение ампервитков (ав), действуюших на магнитные сердечники С по щинам Я/д- Ш у.

Шины Ш представляют собой вторичные обмотки граничных ключей ГТ магнитных дешифраторов. Общий источник тактовых имнульсов Г используется для питания всех импульсных трансформаторов Т адресной сетки. На всех сердечниках С сетки имеется еще обмотка для постоянного тока смещения (см. отрезок asoo на фиг. 6). Эта обмотка не показана на фиг. 5. Ток смещения позволяет установить такую начальную точку «0(9, при которой только сумма двух ампервитков,ЛВли Л В у, действующих в сердечниках, может привести к их перемагничиванию, то есть к изменению индукции по полной, петле гистерезиса (см. фиг. 6). Благодаря этому только один из трансформаторов Т (ключей И) сетки, который находится в точке пересечения двух возбужденных шин (ZZ/.vfi Ш у}, создает в своей вторичной обмотке двухнолярный импульс тока .o, который действует на связанную с ней шину Z. Для выборки одного граничного ключа ГТ магнитного дешифратора используются цепи смещения А я В (фиг. 5). Если подвести токи в эти цепи, то один из 4-х трансформаторов ГТ останется без тока смещения. Этот трансформатор и будет служить ключом для передачи энергии от общего источника Г на одну из шин Я/.,-. Такая же система управления имеется и для шин Шу,

- 3 -№ 124705

i№ 124705- 4 -

Импульсы записи «А(1) и «Л(0), показанные на фиг. 2 и 3, могут быть созданы самыми различными способами. Один из них показан на фиг. 7 и 8.

Ток для всех шин X можно создать одним общим источником тока записи ГX, который возбуждает пе)пичные обмотки импульсных трансформаторов ТХ( и ТХ((}), присоединенных Езторичными обмотками

к шинам . Импульс тока этого источника совпадает своим передним фронтом с импу.чьсом . .;|1)Сные трансформаторы ТХ унра1 ляются током смешения, полярность которого определяет запись единицы («1) или нуля («О), то есть образования тока «Х(1) или «Х(0).

Иа фиг. 8й показано симметричное расположение гистерезисных кривых магнитных сердечников импульсных трансформаторов ТХ. На фиг. 86 показаны гистерезисные кривые при подаче тока смещения, необходимого для записи единицы, то есть для получения тока «Jf(l). На фиг. 8в, показаны эти кривые при нодаче смещения, требуюн имся для получения тока «А(0), то есть для записи нуля.

Изменение полярности тока смещения, играющего роль тока управления, приводит к изменению полярности первой полуволны ампервитков записи «А. Разумеется, необходимые имтпльсы «А можно получить и с помощью ламп или других источников, непосредственно питающих первичные обмотки каждой пары трансформаторов ТХ. Однако использование одного общего источника для всех шин X позволяет легче поддержать стабильность всех импульсов записи «Л.

Предмет изобретения

1.Способ записи и считывания двоичных чисел в запоминающих устройствах, содержащих ферромагнитные сердечники с прямоугольной петлей гистерезиса, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости и скорости работы заномипающего устройства, для зaiниси и считывания информации используют двухполярные импульсы тока.

2.Запоминающее устройство для осуществления способа по п. 1, выполненное в виде двух или трехкоордипатной системы шин, в точках пересечения которых расположены запоминающие ферромагнитные сер дечники с намагничивающими обмотками, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности работы запоминающего устройства, образования постоянных нагрузок в его цепях и образования импульсов тока, изменяющих свою полярность в зависимости от записи «единиц или «нулей, в каждой точке пересечения щин расположено два ферромагнитных сердечника, выполненных, например, в виде торов.

3.Запоминающее устроргство по п. 2, отличающееся тем, что, с целью непосредственной выборки информации, запоминающие сердечники устройства, расположенные на одной координатной линии, присоединены к одной щине для подачи по выбранному адресу одного общего для этих сердечников импульса тока считывания, формируемого двухкоординатной адресной систе.мой в виде матричной сетки из логических ключей типа «И...И.

4.Запоминающее устройство по пп. 2 и 3, отличающееся тем, что для питания двухкоординатной адресной системы применен только один общий для всех щин источник импульсов тока, которые коммутируются по щинам матричной сетки ключами типа «И...И, расположенными на границе этой сетки.

TT

z,

Тз

СРФ

2 такт

f такт

IMl

M I

ftz;

Ш.

.Л

. J

//.

. ,xr/; ..ХГО)

zi

Vy - i

.J

Ч -а6х-- а8у-А

-оЪоо

Фиг. 6 в

Фиг. 7