Многопороговый логический элемент Советский патент 1986 года по МПК H03K19/168 G11C11/14 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении логических устройств на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД).

Целью изобретения является повышение быстродействия многопорогового логического элемента.

На чертеже изображена принципиальная схема предложенного многопорогового логического элемента.

Многопороговый логический элемент содержит магнитоодноосную пленку 1 с ЦМД 2, на поверхности которой расположены входные каналы 3 продвижения ЦМД, соединенные с информационным каналом 4 продвижения ЦМД и с основными динамиче10

выходных каналов продвижения ЦМД. Домены, поступившие в выходные каналы продвижения ЦМД первой и второй группы, поступают соответственно в основной выходной канал 9 продвижения ЦМД и в дополнительные динамические ловушки 10 ЦМД. Поступление доменов в дополнительную динамическую ловушку говорит о том, что значение линейной су.ммы входных логических переменных, определяемое состоянием основной динамической ловушки, взаимосвязанной через выходной канал второй группы с данной дополнительной динамической ловушкой ЦМД, превысило один из порогов срабатывания многопорогового логического элемента, на котором реализуемая многоскими ловушками 5 ЦМД, с которыми вза- 5 пороговая функция равна нулю. Если домен

20

25

35

имосвязаны посредством шины вывода 6 ЦМД выходные каналы первой 7 и второй 8 групп, соединенные соответственно с основ ным выходным каналом 9 продвижения ЦМД и с соответствующими дополнительными динамическими ловушка.ми 10 ЦМД, группы дополнительных динамических ловушек 11 ЦМД, соединенные через отводные каналы 12 продвижения ЦМД, магнитосвязанные с соответствующими дополнительными динамическими ловушками 10 ЦМД, с основным выходным каналом 9 продвижения ЦМД, аннигилятор 13 ЦМД, взаимосвязанный с информационным каналом 4 продвижения ЦМД, соединенными со старшней основной динамической ЦМД, а также шина стирания 14 Ц.МД, магнитосвязанная с допол- 30 нительными динамическими ловушками 10 ЦМД и с динамическими „ lOByLiiKaMH И ЦМД до пол н ител ь и ы х fji у п i.

Цифрами 1, (j6;):uia40Hbi позиции, занимаемые во работы мпогопоро- I oboro „ югического э. K Mi ii i a.

A liioroiiopoi oHb,Г; /loi :i4Ci.:KHH элемент работает следу1оп ;.м (/бразом.

ЦМД вх),1. .iOi-ических переменных одновременно инО уиают в 1 основных динамических ливушек 5 ЦМД и информационного канала 4 продвижения ЦМД. Из позиции 1 основной динамической ловушки ЦМД домен продвигается в позицию II по следуюп.|,ей соседней основной динамической ловушки 5 ЦМД, если в одной из последующих основных динамических ловушек ЦМД отсутствует домен, иначе домен остается в данной основной динамической лoвyпJкe ЦМД. Домены в информационном канале 4 продвижения ЦМД продвигаются в направлении старшей основной динамической ловушки ЦМД и поступают в нее, если она свободна, иначе продвигаются к аннигилятору 13 ЦМД, где уничтожаются.

После заполнения основных динамических ловушек ЦМД подается импульс тока в вывода 6 Ц.МД, что приводит к-выводу доменов из основных динамических .ловушек 5 ЦМД во взаимосвязанные с ними выходные каналы первой 7 и второй 8 гругш

поступает в основной выходной канал, то это означает, что значение линейной суммы входных логических переменных, определяемое состоянием основной динамической ловушки ЦМД, взаимосвязанной с основным выходным каналом продвижения ЦМД через выходной канал продвижения ЦМД первой группы, по которому поступил домен, превысило один из порогов многопорогового логического элемента, на котором реализуемая многопороговая функция равна единице. Таким образом, если максимальное значение сформированной в основных динамических ловушках линейной суммы входных логических переменных превышает к и р порогов многопорогового логического элемента, на которых реализуемая многопороговая функция равна соответственно нулю и единице, то будут заполнены к младших дополнительных динамических ловушек ЦМД, а в основной выходной канал продвижения ЦМД поступит р доменов. Выходной сигнал многопорогового логического элемента при этом определяется максимальным из превышенных порогов и, если многопороговая функция на указанном пороге равна единице, то на выход основного выходного канала продвижения ЦМД поступает один из поступивших в него доменов, в противном случае из основного выходного канала продвижения ЦМД будут удалены все поступившие в него домены.

Вывод доменов из основного выходного канала продвижения ЦМД осуществляется следующим образом.

Если на пути продвижения домена в основном выходном канале 9 продвижения ЦМД имеется дополнительная динамическая ловушка 10 ЦМД, содержащая домен, то ЦМД из основного выходного канала 9 продвижения ЦМД поступает в отводной канал 12 продвижения ЦМД, маг- нитосвязанный с данной дополнительной динамической ловушкой ЦМД, и далее в старшую дополнительную динамическую ловуш- 55 ку ЦМД группы 11. Домен, поступивший в дополнительную динамическую ловушку ЦМД группы, продвигается в соседнюю

40

45

50

выходных каналов продвижения ЦМД. Домены, поступившие в выходные каналы продвижения ЦМД первой и второй группы, поступают соответственно в основной выходной канал 9 продвижения ЦМД и в дополнительные динамические ловушки 10 ЦМД. Поступление доменов в дополнительную динамическую ловушку говорит о том, что значение линейной су.ммы входных логических переменных, определяемое состоянием основной динамической ловушки, взаимосвязанной через выходной канал второй группы с данной дополнительной динамической ловушкой ЦМД, превысило один из порогов срабатывания многопорогового логического элемента, на котором реализуемая многопороговая функция равна нулю. Если домен

0

5

5

0

поступает в основной выходной канал, то это означает, что значение линейной суммы входных логических переменных, определяемое состоянием основной динамической ловушки ЦМД, взаимосвязанной с основным выходным каналом продвижения ЦМД через выходной канал продвижения ЦМД первой группы, по которому поступил домен, превысило один из порогов многопорогового логического элемента, на котором реализуемая многопороговая функция равна единице. Таким образом, если максимальное значение сформированной в основных динамических ловушках линейной суммы входных логических переменных превышает к и р порогов многопорогового логического элемента, на которых реализуемая многопороговая функция равна соответственно нулю и единице, то будут заполнены к младших дополнительных динамических ловушек ЦМД, а в основной выходной канал продвижения ЦМД поступит р доменов. Выходной сигнал многопорогового логического элемента при этом определяется максимальным из превышенных порогов и, если многопороговая функция на указанном пороге равна единице, то на выход основного выходного канала продвижения ЦМД поступает один из поступивших в него доменов, в противном случае из основного выходного канала продвижения ЦМД будут удалены все поступившие в него домены.

Вывод доменов из основного выходного канала продвижения ЦМД осуществляется следующим образом.

Если на пути продвижения домена в основном выходном канале 9 продвижения ЦМД имеется дополнительная динамическая ловушка 10 ЦМД, содержащая домен, то ЦМД из основного выходного канала 9 продвижения ЦМД поступает в отводной канал 12 продвижения ЦМД, маг- нитосвязанный с данной дополнительной динамической ловушкой ЦМД, и далее в старшую дополнительную динамическую ловуш- 5 ку ЦМД группы 11. Домен, поступивший в дополнительную динамическую ловушку ЦМД группы, продвигается в соседнюю

0

5

0

младшую динамическую ловушку ЦМД, если хотя бы одна из младших динамических ловушек ЦМД не содержит домен, иначе остается в данной динамической ловушке ЦМД.

Работоспособность многопорогового ло- 5 гического элемента восстанавливается путем подачи импульса тока в шину 14 стирания ЦМД, что приводит к очишению дополнительных динамических ловушек ЦМД и групп дополнительных динамических лову- ю шек ЦМД от доменов.

Формула изобретения

Многопороговый логический элемент, со- держаший магнитоодноосную пленку, на поверхности которой расположены входные каналы продвижения цилиндрических магнитных доменов, соединенные с информационным каналом продвижения цилиндрических магнитных доменов и с основными динамическими ловушками цилиндрических магнитных доменов, аннигилятор цилиндрических магнитных доменов, основной выходной канал продвижения цилиндрических магнитных доменов, соединенный с выходными каналами продвижения цилиндриче- 25 ских магнитных доменов первой группы и дополнительными динамическими ловушками цилиндрических магнитных доменов, маг- нитосвязанными с шиной стирания цилиндрических магнитных доменов, отличающийся

15

30

ческих магнитных доменов, группы дополнительных динамических ловушек цилиндрических магнитных доменов и отводные каналы продвижения цилиндрических магнитных доменов, причем выходные каналы продвижения цилиндрических магнитных доменов первой и второй групп взаимосвязаны с соответствующими основными динамическими ловушками цилиндрических магнитных доменов, каждый из входных каналов продвижения цилиндрических магнитных доменов второй группы соединен с соответствующей дополнительной динамической ловушкой цилиндрических магнитных доменов, дополнительные динамические ловушки цилиндрических магнитных доменов каждой группы соединены с основным выходным каналом продвижения цилиндрических магнитных доменов через соответствующий ог - водной канал продвижения цилиндрических магнитных доменов, магнитосвязанный с соответствующей дополнительной динамической ловушкой цилиндрических магнитных доменов, младшая дополнительная динамическая ловушка цилиндрических магнитных доменов взаимосвязана через соответствующий выходной канал продвижения цилиндрических магнитных доменов второй группы с младшей основной динамической ловушкой цилиндрических магнитных доменов, а информационный канал продвижения цилиндрических магнитных доменов соединен со старшей основной динамической ловушкой

тем, что, с целью повышения быстродей- 30 цилиндрических магнитных доменов и с анни- ствия элемента, он содержит вторую группугилятором цилиндрических магнитных довыходных каналов продвижения цилиндри-менов.

5

5

5

0

ческих магнитных доменов, группы дополнительных динамических ловушек цилиндрических магнитных доменов и отводные каналы продвижения цилиндрических магнитных доменов, причем выходные каналы продвижения цилиндрических магнитных доменов первой и второй групп взаимосвязаны с соответствующими основными динамическими ловушками цилиндрических магнитных доменов, каждый из входных каналов продвижения цилиндрических магнитных доменов второй группы соединен с соответствующей дополнительной динамической ловушкой цилиндрических магнитных доменов, дополнительные динамические ловушки цилиндрических магнитных доменов каждой группы соединены с основным выходным каналом продвижения цилиндрических магнитных доменов через соответствующий ог - водной канал продвижения цилиндрических магнитных доменов, магнитосвязанный с соответствующей дополнительной динамической ловушкой цилиндрических магнитных доменов, младшая дополнительная динамическая ловушка цилиндрических магнитных доменов взаимосвязана через соответствующий выходной канал продвижения цилиндрических магнитных доменов второй группы с младшей основной динамической ловушкой цилиндрических магнитных доменов, а информационный канал продвижения цилиндрических магнитных доменов соединен со старшей основной динамической ловушкой

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при построении вычислительных устройств на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД). Целью изобретения является повышение быстродействия многопорогового логического элемента (МЛЭ). МЛЭ содержит магнитоодноосную пленку 1, на которой расположены входные 3, информационный 4, основной выходной 9 и выходные каналы продвижения ЦМД первой 7 и второй 8 групп, основные 5 и дополнительные 10 динамические ловушки ЦМД и группы дополнительных динамических ловушек 11 ЦМД, отводные-каналы 12 продвижения ЦМД и аннигилятор 13 ЦМД. Входные переменные, представленные наличием или отсутствием ЦМД, через входные каналы 3 поступают в основные динамические ловушки 5 ЦМД. В зависимости от величины линейной суммы входных логических переменных в основной выходной канал 9 продвижения ЦМД поступает определенное количество доменов, свидетельствуюш,ее об реализации МЛЭ одной из пороговых функций. 1 ил. (Л S to сд сх САд ц