Ассоциативное запоминающее устройство на вертикальных блоховских линиях Советский патент 1993 года по МПК G11C11/14 

Фие.1.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для оздания запоминающих устройств (ЗУ) на вертикальных блоховских линиях (ВБЛ) большой емкости с повышенной скоростью 5 выборки,

Известно, что в случае реализации выборки информации из ЗУ не по ее адресу, а по содержимому, возможно значительно снизить время поиска требуемой информа- Ю ции. Данное обстоятельство о.собо ценно ля устройства памяти большой емкости порядка 1-10 Гбайт, которые принципиально возможно реализовать на основе ЗУ на ВБЛ, так как с ростом емкости ЗУ увеличи- 15 вается время выборки для известных структур ЗУ. Однако техническая сложность организации ВБЛ памяти с ассоциативной выборкой и отсутствие требуемых для этой цели функциональных узлов существенно 20 затрудняет ее создание,

Известно ассоциативное ЗУ на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД). Однако данное техническое решение не приемлемо для ЗУ на ВБЛ из-за отсутствия 25 требуемых функциональных элементов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому техническому решению является ассоциативное ЗУ на ВБЛ. Указанное ЗУ 30 содержит магнитоодноосную пленку с осью легкого намагничивания, перпендикулярной плоскости пленки, на которой расположены элементы стабилизации полосовых доменов к ВБЛ, элементы вытягивания вер- 35 хушек полосовых доменов и отрезания ЦМД от этих верхушек, выполненные в виде системы параллельных токовых шин, дефлектор ЦМД в виде системы параллельных токовых шин для дискриминации (разделе- 40 ния) ЦМД с различной структурой доменных границ, логический элемент сравнения информации с ассоциативным признаком,выполненный на основе перфорированных ЦМД продвигающих схем с токовым управ- 45 лением, магниторезистивные детекторы

ЦЙД.

Недостатком устройства-прототипа является техническая сложность реализации и невозможность осуществления маскирова- 50 ния разрядов ассоциативного признака. Целью изобретения является упрощение устройства, повышение его надежности и расширение функциональных возможностей,55

Поставленная цель достигается тем, что в ассоциативном запоминающем устройстве на ВБЛ, содержащем магнитоодноосную пленку с осью легкого намагничивания, перпендикулярной поверхности пленки, на которой расположены элементы стабилизации полосовых доменов и вертикальных блоховских линий, логические элементы сравнения находящейся в верхушках полосовых доменов информации с ассоциативным признаком, канал ввода ассоциативного признака в логические элементы сравнения, канал вывода ЦМД, магнитосвя- занный с логическими элементами сравнения, элементы вытягивания верхушек полосовых доменов, детектор ЦМД, магни- тосвязанный с каналом вывода, элементы вытягивания верхушек полосовых доменов содержат каналы продвижения верхушек полосовых доменов, каждый из которых выполнен в виде общего линейного участка, совмещенного с элементом стабилизации соответствующего полосового домена, и двух разветвленных участков, один из которых является линейным продолжением общего участка, а другой в своей начальной части образует с ним острый угол, канал ввода ассоциативного признака и логические элементы сравнения разделены на две группы, в каждой из указанных групп канал ввода ассоциативного признака выполнен в виде генератора ЦМД магнитосвязанного со своим каналом ввода ЦМД, логические элементы сравнения в каждой из указанных групп магнитосвязаны со своим каналом ввода ассоциативного признака, с каналами продвижения верхушек полосовых доменов, и с каналом вывода ЦМД. логические элементы сравнения первой группы выполнены в видел областей стабилизации ЦМД, расположенных в местах пересечения каналов ввода и вывода ЦМД, относящихся к первой группе, и линейного, канала продвижения верхушек полосовых доменов, логические элементы сравнения второй группы выполнены в виде областей стабилизации ЦМД, расположенных в местах пересечения каналов ввода и вывода ЦМД, относящихся ко второй группе, и ответвленных каналов продвижения верхушек полосовых доменов, при этом каналы ввода и вывода ЦМД выполнены в виде двухслойных токовых ме- андрообразных проводников, перпендикулярных каналам продвижения верхушек полосовых доменов, каждый из каналов вывода магнитосвязан со своим детектором цилиндрических магнитных доменов.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается от известного следующими существенными признаками:

- канал ввода ассоциативного признака, логические элементы сравнения и канал вывода ЦМД разделены на две группы для

независимого сравнения разрядов слова ассоциативного опроса, имеющих значение 1 и О с одноименными разрядами слов, хранящихся в верхушках полосовых доменов;

- канал ввода ассоциативного признака в каждой из групп выполнен в виде генератора ЦМД, магнитосопряженного со своим каналом ввода ЦМД;

- каждый из каналов продвижения верхушек полосовых доменов состоит из общего линейного участка, магнитосвязанного с элементом стабилизации соответствующего полосового домена, и двух разветвленных участков, один из которых является линейным продолжением общего участка, а другой в своей начальной части образует с ним острый угол;

- логические элементы сравнения в каждой из указанных групп магнитосвязаны со своим каналом ввода ассоциативного признака, с каналами продвижения верхушек полосовых доменов и с каналом вывода ЦМД;

-.логические элементы сравнения первой и второй групп выполнены в виде областей стабилизации ЦМД, расположенных соответственно как в местах пересечения каналов ввода и вывода ЦМД, относящихся к первой группе, и линейного канала продвижения верхушек полосовых доменов, так ив местах пересечения каналов ввода и вывода ЦМД, относящихся ко второй группе, и ответвленных каналов продвижения верхушек полосовых доменов.

Благодаря совокупности указанных отличительных признаков у предлагаемого устройства появляются новые свойства:

- упрощается конструкция устройства;

- повышается его надежность за счет сокращения ряда технологических операций, требуемых, например, при создании перфорированных ЦМД продвигающих элементов с токовым управлением;

- расширяются функциональные возможности устройства, например, появляется возможность осуществления маскирования разрядов ассоциативного признака, и возможность выборки всех слов, наиболее близких к слову опроса, например, отличающихся от него только в одном разряде или в младшем разряде;

- повышается скорость ассоциативной выборки информации.

Именно перечисленные свойства обуславливают положительный эффект, сформулированный в цели предложения. Авторам неизвестны технические решения, содержащие такую же совокупность отличительных признаков и проявляющие при этом те

же свойства, что и предлагаемое техническое решение, т.е. предлагаемое техническое решение, по мнению авторов, соответствует критерию существенные отличия.

На фиг.1 и 2 изображены элементы ассоциативного запоминающего устройства на ВБЛ соответственно в момент ввода слова опроса и в момент осуществления логи0 ческой операции сравнения.

Устройство содержит магнитоодноос- ную пленку 1 с осью легкого намагничивания, перпендикулярной поверхности пленки. На поверхности пленки расположе5 ны стабилизированные полосовые домены 2, содержащие ВБЛ 3, генераторы 4 ЦМД 5, каналы ввода б и вывода 7 ЦМД, детекторы .ЦМД 8, каналы продвижения верхушек полосовых доменов 9, совмещенные с обла0 стями стабилизации полосовых доменов 10, области стабилизации ЦМД 11. Вне пленки находятся инверторы О ассоциативного признака 12 и логический элемент и 13 для восстановления считываемой информации.

5 Ассоциативная выборка информации в предложенном устройстве осуществляется следующим образом. Ассоциативный признак (слово опроса) в виде последовательности токовых импульсов разделяется на две

0 последовательности, одна из которых инвертируется с .помощью логического элемента НЕ (12), подаются на генераторы ЦМД 4 и преобразуются в соответствующие независимые последовательности ЦМД для

5 разрядов слова опроса, имеющих соответственно значение 1 и О (фиг.1). Данные последовательности ЦМД, содержащие 1 и О, с помощью соответствующих каналов продвижения 6 вводятся в логические эле0 менты сравнения (устанавливаются в соответствующих областях стабилизации 11). При этом области стабилизации ЦМД, содержащих 1 и О ассоциативного признака, расположены в местах пересечения

5 соответствующих каналов ввода и вывода ЦМД, соответственно с линейными и ответвленными каналами продвижения верхушек полосовых доменов. Таким образом, в каналы ввода 6 последовательно (поразрядно)

0 вводятся разряды слова опроса: А ЗпЭп-1 m Эп-з ... 34 ma23i где через m обозначены маскируемые разряды. Если ai( имеет значение 1, то ЦМД вводится в верхний канал ввода

5 (фиг.1) (канал Г), если , то ЦМД вводится в нижний канал (канал О). Если данный разряд А маскирован, то ЦМД вводятся . в оба канала. На фиг,1 для простоты слово опроса представлено в виде логической по: следовательности 0101.

При подаче сигнала сравнение происходит параллельное поразрядное сравнение слова, хранимого в виде наличия или отсутствия ВБЛ, подведенных к верхушкам полосовых доменов, со словом опроса (ассоциативным признаком). Для этого одним из стандартных для ВБЛ устройств способов, например, путем создания локального неоднородного поля смещения вблизи верхушек полосовых доменов, осуществляют одновременно вытягивание (движение) всех верхушек полосовых доменов. При этом, верхушки полосовых доменов, содержащие ВБЛ, продвигаются прямолинейно, а верхушки, не содержащие ВБЛ под действием гироскопической силы испытывают отклонение вправо и попадают в ответвленные каналы продвижения. В случае совпадения информации в соответствующих разрядах ассоциативного признака и хранимого слова для данных разрядов происходит магни- тостатическое взаимодействие ЦМД с верхушкой движущегося полосового домена, в результате которого ЦМД выталкиваются из областей стабилизации, расположенных в каналах ввода б и попадают в области стабилизации, расположенные в соответствующих каналах вывода 7, выполненных в виде двухслойных сдвинутых токовых меандров (фиг.2). При подаче в них токовых импульсов, находящиеся в каналах 7 последовательности ЦМД выводятся, считываются детекторам 8, преобразуются в последовательности токовых импульсов, причем последовательность, соответствующая логическим О обратно инвертируется, после чего осуществляется выполнение стандартной операции поразрядного логического сравнения полученных последовательностей токовых импульсов и восстановление считанной информации.

Таким образом, как видно на фиг.2, когда и только когда одноименные разряды слова опроса и сравниваемого слова ЗУ

имеют одинаковые значения. ЦМД из канала ввода 6 выталкиваются в соответствующий канал вывода 7. В одном из каналов вьГёода всегда появляется ЦМД для всех маскированных разрядов слова опроса. Если суммарное число ЦМД в двух каналах вывода равно разрядности п слов, то данное слово точно соответствует опросу. По числу ЦМД, появляющихся в каналах вывода при сравнении, можно найти все слова, наиболее близкие к слову опроса, например, отличающиеся от него только в одном разряде или в младшем разряде и т.д. Известные ассоциативные ЗУ на ЦМД и ВБЛ не обладают указанными возможностями маскирования отдельных разрядов и поиска слов, наиболее близких к искомому.

В настоящее время оценить экономическую эффективность предлагаемого устройства затруднительно, из-за отсутствия массового производства ЗУ на ВБЛ, однако простота и технологичность предлагаемого устройства позволяют рассчитывать на его широкое применение в будущих изделиях

вычислительной техники.

Сущность изобретения: устройство содержит 1 магнитоодноосную пленку (1) с полосовыми доменами (2), которые содержат вертикальные блоховские линии (3), генератор 4, ЦМД 5, каналы ввода 6 и вывода 7 ЦМД, детекторы 8, каналы 9 продвижения верхушек доменов, совмещены с областями стабилизации доменов 10 и ЦМД 11, инверторы 12 и элементы И 13. 2 ил.

Формула изобретения Ассоциативное запоминающее устройство на вертикальных блоховских линиях, содержащее магнитоодноосную пленку с осью легкого намагничивания, перпендикулярной поверхности пленки, на которой рас- положены элементы стабилизации полосовых доменов и вертикальных блохов- ских линий, логические элементы сравнения находящейся в верхушках полосовых доме- нов информации с ассоциативным признаком, канал ввода ассоциативного признака в логические элементы сравнения, канал вывода цилиндрических магнитных доменов, магнитосвязанный с логическими элементами сравнения, детектор цилиндрических магнитных доменов, магнитосвязанный с каналов вывода, элементы вытягивания верхушек полосовых доменов, отличающее- с я тем, что, с целью упрощения устройства,

повышения его надежности и расширения функциональных возможностей за счет маскирования разрядов ассоциативного признака, элементы вытягивания верхушек полосовых доменов содержат каналы продвижения верхушек полосовых доменов, каждый из которых выполнен в виде общего линейного участка, совмещенного с элементом стабилизации соответствующего полосового домена, и двух разветвленных участков, один из которых выполнен в в иде линейного продолжения общего участка, а другой в своей начальной части расположен к нему под острым углом, канал ввода ассоциативного признака, логические элементы сравнения и канал вывода цилиндрических магнитных доменов разделены на две группы, в каждой из указанных групп канал ввода ассоциативного признака выполнен в виде генератора цилиндрических магнитных доменов, магнитосвязанного со своим каналом ввода цилиндрических магнитных доменов, логические элементы сравнения в каждой из указанных групп магнитосвязаны со своим каналов ввода ассоциативного признака, с каналами продвижения верхушек полосовых доменов и с каналом вывода цилиндрических магнитных доменов, логические элементы сравнения первой группы выполнены в виде областей стабилизации цилиндрических магнитных доменов, расположенных в местах пересечения каналов ввода и вывода цилиндрических магнитных доменов, относящихся к первой группе, и линейного канала продвижения верхушек полосовых доменов, логические элементы

Редактор

Составитель С.Юрченко Техред М.Моргентал

сравнения второй группы выполнены в виде областей стабилизации цилиндрических магнитных доменов, расположенных в местах пересечения каналов ввода и вывода цилиндрических магнитных доменов, относящихся к второй группе, и ответвленных каналов продвижения верхушек полосовых доменов, при этом каналы ввода и вывода цилиндрических магнитных доменов выполнены в виде двуслойных токовых меандро- обрэзных проводников, перпендикулярных каналам продвижения верхушек полосовых доменов, каждый из каналов вывода магни- тосвязан с соответствующим детектором цилиндрических магнитных доменов.

фиг. 2

Корректор Э.Лончакова