МАГНИТНЫЙ СДВИГОВЫЙ РЕГИСТР Советский патент 1971 года по МПК H03K23/76 

Изобретение отиюоится к облЯсти вычислительнОР техники, в ч-асгиосги к устройства.м для обработки и xpaiiiewiH дваичиой 1И1нформации. Для этой целИ в савремонных вычлслительиых устройствах шлироко применяют сдвиГ01вые регистры, }1а1ПрИ1мер, достроенные та мапнит ных элементах (на тон ми х маГн«Т1ных пленках и кристаллах). В Сдза-iroiBOiM регистре Спзй-иа люоители дво:ичной Ипфор1маЦ;и1И - вер.хушки плоских магнитных доме|ПС1В под дейст(вием двухмерной системы внеш;них ма-пн1итпых полей перемещаются по :НизкОкоэрЦИТ1иеным мапнитоплеиочпым канала м, осаждеьспыМ в виде зигзагообразной коп1с1 И1гурац1И1И ina «емапнитную подложку. МаТН1Итоплеиочные каНалы Я|ВЛяются ,а1Н1иЗОтрО:Г11НОЙ магн1ит ной средой, ось алшзотроппн которой по условия работы реристр а должна составлять острый угол с продольной осью любого а-сз ашзко-коэрдитивных каналов зигзагообразной коп филу ради и. Однако фупкциОНальные Возможаюсти релистра ограничены. Одним из И аиболее существенных ограничений, Я1вляющим1ся следствием шеудовлетворительных характеристик Маготитной среды, используемой в регистре СиэЙ1Н.а, является м,алое отношение поля образова шя зародыща обратного домена (носител я информации) к полю нр о движения этого долтена. В сущестзующих ,1аг1И1Итных пле)Н1ках это отношение резко превышает 6-10. В результате при повышении быстродействия регистра за счет увеЛИ:че;1«я В;неш1него продв;игающего ноля возможен ввод ложной информации в репистр, (вследствие :иеко.нтролируемого образав аНия обратных дОМенов в магнитной среде. Кроме того, ретогстр Снэй-на имеет сложную .ко-ммутацию системы впешашх дву.чмерных продвигающих .полей. Целью изобретения .является: упрощение схемы управления магн итным рег И1СтрО:М, сО|Держащ1И|М магнитную среду, в которой носредствОМ системы -полей от внеШ|него источника Нр01исходит продвижение м.агн1итных до;ме.Нав от 1вход1ной разрядной ячейки к устройству сч1ИтьгваНИя; л авыш е 11 и е ф:ункцио н а л ьп о и устойч и вости магнитного регистра, использующего перемещение магнитных доменов в магнитной среде под действием магнитных .нолей от внешнего истоЧН1Ика; сокрапл,е,ние числа тактов продвигающих и мпульсоБ магиитного поля, яеобходимых для перемещения магнитных доменов на разря.д 1В регистре, использующем магн:итную среду, а которой «происходит иеремещенне « фиксирование магнитных доменов.

я вляющи1ХОя носителями двоичной информации.

Эта цель достигается за счет использавания .магнитостарического вза«МодейсТ;В Ия в даухслойной ферро/малниттон оиствме, о бразованной оинородиой лзотроганой магн1ит1ной С1реДОЙ для перемещения .лгаГН:ит1ных даменав, которой служит о.рионШраванный срез моно1яристалл1ичажо1го фер;ромапнети«а из кл.асса мапнитооднооаных -ферритов, .и о(ДН10мер1ных иМ-агиито/статичеомйх ловушек, вышол неганых из феррО|ма Г1НИТ НОго матер1иала и ра;змеще1нных на ПОверхноСш магн итной 1С;р1йды. Одяюмереые имагнитостатичесюие ловушки расположены на nosepxiHOCTH магнит1ной среды IB В(Иде параллельных магнйтопленочньгх направляющих полосок, соединенных между собой таким образом, что в со/воюупности онИ образуют две 1ВЛОЖ€( друг IB друга зигзагоабразные конфипурации, между которыми ироисходит движение магнитных домвно1В в магнитной среде. Фииоирование магнитных до .менов ;и аднонаправленяое ,их лродэижеиие в penHCTpie под действием од«01мер ного знакопеременного мапнитного поля, создаваемого В;неш1Ним iHCTO4in« KO M, д-остигается посредством вспо МОпателыных магнитостатичесиих ловушек, расположенных на концах одномерных малнитостатичесиих ловЗШек такиМ образоьм, что центры вспомотательиых магнитостатических ловушек О казы;ваю11ся смеш,аннЫМ« отнооительно биссектрлс углов лересечени-я двух соседних налр,авляюш;их лолосок одномер|ных мапЕИтостатическйх ловушек IB сторону шродвижения инфор.мации в репистре. Существование адн10|мер1ных :и 1вспомо гательных магнитостатичеоклх ловущвк ,на ПОверхшости LMar нитлой юреды дает возможность уменьшить число тактовых (илипульсав лр|0дв.игающего магеитноГО поля и леремещать Маглитиыс до.мены iB Магнитной среде одномер«ым знако переме1Н(нЫ|М полем в нащравлешии, составляюще.м ост|рый угол с на1П(ра1ВЛеЛ1ием лоля.

На фиг. 1 показали малнлтный сдвиговый регистр; на фиг. 2-заэдюнутый регистр.

Магнитный СДВ1И1ГОВЫЙ регистр, локазалный «а фиг. 1, содержит магнитную ср&ду 7, которой служит тонкий срез амо1НО1КрИ1СТ1алла маПнитоадноосного ферромагнетика. На поBepXHOicTb .мапнитлой ареды щалесаны одномерные магнитостатичасмие ловущии 2 из ферромагнитного Материала, образованные на1прагвляющими |Лолоок1ам.и 3. Ловушки соединены имежду собой таким обр-азом, что в савокуп ности обр.азуют две Вложенные друг в друга зигзагоо б:разные конфл гурации, между KOTOpbiiMiH происходит движение магиипных доменов 4 в магнитной среде. Фиксирование магнитных до.менов осуществляется в разрядных ячейках регистров, абразаваеных вспомогательными маглитостатическими ловушками 5. Верхний и нижний ряд этих ловушек образуют соответственно основные и промежуточные разрядные ячейки магнитного регистра. Нахождение магнитного домена 4 в основной

ячейке регистра означает запись в эту ячейку двоичной единицы (на фиг. 1 в регистр залисан двоичный код 10101 . . . 01).

Устройство послбдавателыного ввода двоичной информации состоит ив лроводящего витка 6, соеди нениого шиной 7 с генер|аторО(М имиулысов 8. Генератор 8 соединен ши-яой 9 с устройством управления 10. УстроЙ1СТ1во посладовательного ввода ДБО;ИЧЛОЙ ллформации

может быть выполнено различными способами. Источник поля смещения 11 создает одиор:адное магнитное иоле, (нормальное к новерХНости мапиитной срады. Источ.ник П:родвигающего поля 12 создает переменное импуль:оное поле Нщ, , лежащее в плоскости магнитной среды и лаправленлое иар1аллельЛО би1осектр1исам углов, образованных пересечениями смежных направляющих полосок 3 одломер1ных мапнитостатических ловуШек 12. Источники // и .12 соединены с устройст1во,.м упра/вления 10 Ш1ила;ми 13 и 14 соответственно.

Устройство считывания состоиТ из проводящего витка 15, соединанного с шиной 16 с

дапью лагрузкл 17. Источиик И;.мл1ульсов 18, соединенный с проводящим витком 19 шиной 20, об|разу0т схвму разрущания tMainHiaiTHoго в выходной ра13р:Я1Дной ячейке льагiHiHTHoro регистра. HcT04iHffi иМ|П1ульс:Ов 18 л

цепь лагруз)К1И 17 подключены к устройству упр.ащлания 10 21 и 22 соатватственIHO.

Двоичная И|Н|фор;ма1ция может быть щведен.а в магнитный сдвиговый рапистр как последовательно, так и параллельно.

Инфор-мация может быть введена сннхрон го в п-1 основные разря;дные ячейки ре1 истра посредством устрОЙства пар1аллельного ввода двоичной информации, состоящего из

проводящих витков 23 на поверхности .магнитной среды, соедииаНИЫХ щи|иа,ми 24 с формирО вателам кода 25, который соединан шиной 26 с устройством улр.а/влания 10.

Устройство работает следующим образо.м.

При лодаче в пр аводящий виток 6 и Мгпульса залиаи «1 от генератор-а 8 во входной разрядной Ячейке мапиитНОго рапистра з арождается магнитный долшн 4, фиксируемый вспомогательной магнитостатичаской лО|В ушкой 5. После этого источник 12 выра1баты1зает двуполярный импульс продвигающего поля ЯПР . За 1время действия импульса продвигающего поля Н„р отрицательной иолярлости магнит1ный домен 4 перемещается из

ооиовной разрядной ячейки в нрО)Межуточлую. Здесь м агнитаый до.мен 4 устанавЛИвается по вспомогательной ма гнитостатической ловушке 5. При действии положительной части импульса продвигающего поля Я„р магнитный 4 W3 промежуточ:ной разрядной ячейки перемещается в следующую 01С1НОВ1ную разрядную ячейку. Таким образом,, в рег - стре за .один такт прои1сходит сдвиг двоичной информации на один разряд. Запись ияфоримтульсами продвигающего поля Япр . После п ирадвигающих импульсов Я „р в л-1разрЯД1нам магнитном сдвиговом регистре магHiKTHbm домен 4 доститает выходной ячейки регистр.а я -наводит в Проводящем витке 19 И)М пульс .сч,иты1ВаЕИ|Я, KOTQpbiii |рег,и;ат1р«)рует1С Я цепью нагрузки 17. После этого магнитный доме-н 4 в (Выход1НОЙ ячей:ке регистра может быть разрушеп нодачей в проводящий виток -15 импульса соответствующей ,поляр|ности от источника 18 или передай в любую другую конфигурацию, сопряженную посредством Л1аг1нитостат1ических ловушек ю да. магНФ1Т1НЫМ СДВИГОВЫЙ репистром.

Аналогично осущаст вляется нар аллелыный ввод ДВОИЧ1НОЙ 1ииформ.ащии, когда от формирователя кода 25 в п-1 «проводящий виток 23 поступает (сиихранио (л-1) разрядный параллельный код с последующим сдвигом этого кода -под дей1С11В1ием импульсов про.двигающег10 поля Я „р к выходной ячейке магнитного сдвигового регистра.

ОйнхроИИзацию работы блоков 8, 12, 17 и 18 «ли блоков 25, .72, 17 i 19 ооответсхвен-но осуществляет устройст1во управления 10.

В маг1НИТ1НО:М сдвиговом регнютре переда ча информащнн осуществляется в двух противоположных направлениях в зависимости от раоноложения вспомогательных магнитостат1ических ло1вушек 5 иа .концах одно.мерных магнитастатических ловушек 2. Это моЖет (Служить основой для .построения магнитного сдвигового регистр.а, информация в котором ,циркулнр:ует по Зама нутом1у контуру. Отличительной особенностью ко«стру юции заМЮНутого магнитного сдвигавого регистра (см. фиг. 2) Я1вляется существованне двух боковых од1НО1мерНых магнистостатичеоких ловушек 27, соединяющих верхняе и лижмие зигзагоо бр:азные кон фигу ранний и ориентированных параллельно биссектрисам углов, образованных пересечением двух смежных нащр.авляющих полосок 3 одномер ных Ма пнитостатических ло вушак 2. На фиг. 2 показан самИразря.дный замкнутый сдвиговый репистр, в KOTOipo/M записан двоичный код 1011101. Замкнутый сдвиговый регистр работает анаЛОГИЧ1НО описанному м.апннтному СДВ1игО|ВОму регистру.

ОнИюалные регистры позволяют осуществлять ма-лнитооптическое оч1ИТЫ1ваН1ие ннформации за счет хорошей античаской прозрачности Магнитной среды и наличия зазора Между направляющими полоока.МИ.

В предложенном регргстре одномерные ма1гнитостатические ловушкН 2 .могут в отдельных случаях состоять из одной ферромагиитной пОло С.ки 3. Конфигурация всн.омогательных маг1Н1Итостатичвок1ИХ ловушек 5 может быть произвольной, продвигающие поля - двухмер1ными. Кроме того, могут быть .видоизменены эигзагообрааные конфигурации, составленные из одномерных мапнитостатических ловушек 2.

П р еДМ е т .и з о б р е т е н и я

1.Магн1итиый СДВ1ИГОВЫЙ регистр, содержащий устройСтво Ввода двоичной информации, устрОЙ.ств.о считывания, Источник продвигающего поля, соединенные с устройствОМ упРа1влен1ия, и магнитную среду, в которой могут существовать и перемещаться магкигные домены, отличающийся тем, что, с целью унрощення схемы управления и повыщення функцио.нальной устойчивости регистра, на

niOBOpxHOCTH магнитной среды размещена система однО(Мерных маглнтостанических ловушек нз ферромагнитного материала, соединенных между собой таким образом, что в совокупнОСти они образуют зигзагообразные

.канф|игура1ции, под которым п в магннтно среде расположены магнитные домены.

2.Магнитный сдвиговый регистр по п. 1, отличающийся тем, что, с целью сокращения числа тактовых импульсов, одномерные магН1ИТО Статическ.ие лавушки содержат всполюгательные магнито;стат,иче.оиие ловушки, )асположенные на концах одномерных -малнитостатнческих ловушек асимметрично по отношению к би.ссектрисаМ углов нересече}1ия смежных одиомер1ных магнитоСтатических ловушек н сдвинутые относнтельН.о этих биссектрис в сторону продвижения информации в регистре.

3.Магнитный сдвИГОвый регистр по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения

замкнутого режима р.аботы регистра, зигзагообразные кон.ф1игурации, составленные из од:н.омер:ных магн1итостатическнх лов.уше1К, соединены друг с друТОМ носредством боковых одномерных магнитостатичеоюих ловушек, расположенных параллельно биссектрисам углов, обр.азованных пересечением смежных одномерных магнитостатических ловушек. 26 L

s t

/ /

5 It

I /

27