Обучающаяся матричная структура Советский патент 1979 года по МПК G11C11/14 

Настоящее изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в устройствах распознавания образов; управления и регулирования. Известна обучающаяся матричная ч структура (ОМС), состоящая из тонких магнитных пленок, имеющих форму круга или прямоугольника, шин адаптации- считывания, предназначенных для создания поля по оси легкого намагничивания (ОЛН) тонких магнитных пленок и для считывания информации с тонких магнитных пленок и одной шины возбуждения, предназначенной для создания поля по оси трудного намагничивания (ОТН) i Недостатком этого устройства являетс одномерн1ая организация тонкопленочных пятен, тталичие всего лишь одной шины возбуждения, что не позволяет использовать его для решения целого ряда задач вычислительной техники, особенно задач, связанных с распознаванием образов. Наиболее близким устройством к описываемому, является обучающаяся матричная структура, содержащая тонкие магнитные пленки с осями легкого намагничивания вдоль их длины, шины возбуждения, размещенные вдоль тонких магнитных пленок, и токопроводящие катушки, расположенные у торцов тонких магнитных пленок перпендикулярно осям легкого намагничивания . Указанное устройство обладает следующими нед6статкаК4И. Тонкие магнитные пленки в ОМС подвержены сильному влиянию со стороны токов возбуждения. Создаваемых шинами возбуждения соседних тонких магнитных пленок. В Итоге при адаптации ОМС происходит неконтролируемое сползание доменных границ плоских маг«итных доменов (ПМД) в возбужденных , гонких магнитных пленках, что приводит к нестабильности характеристик адаптации, ухудшению их линейности, неконтролируемому изменению возможного числа шагов адаптации ОМС. Такая адаптив-

662970 ная структура имеет большую погреишост и низкую надежность. Целью изобретения является повышен надежности и уменьшение погрешйости адаптивной структуры. Указанная цель д стигается тем, что в обучающуюся матричную структуру введены шины запрета расположенные перпендикулярно осям лег кого намагничивания тонких магнитных .планок; На фиг. 1 изображена предлагаем ая обучающаяся матричная структура. На фиг. 2 изображены три соседние .тонкие магнитные пленки в обучающейся матричной структуре без шин запрета продвижения ПМД. На фиг. 3 - графики экспериментальных зависимостей величины продвижения ПМД по, тонким магнитным пленкам от числа импульсов поля по ОЛН. На фиг. 4 - три Соседние тонкие магнитные пленки в обучающейся матричной структуре с шинами, запрета продвижения пмд.......... -./. На фиг. 5 изображено пространственное изменение поля по ОЛН вдоль тонких магнитных пленок. Обучающаяся матричная структура содержит тонкие магнитные пленки 1, шины возбуждения 2, размещенные вдоль осей легкого 11амагничивания тонких мап нитных nneiioK, токопроводящие катушки 3, расположенные у концов тонких магнитных плёнок, и шины запрета продвиже ййя плоских магнитных доменов 4, распо йбженньгё перпендикулярно осям легкого намагничивания тонких магнитных пленок Устройство работает следующим обра; При записи информации в шины возбуждения 2, относящиеся к тем тонким MafHHtHbiM пленкам, в которые производитс-я запись, подается переменный электрический ток, создающий переменное магнитное поле Н-. по ОТН тонких магнитных пленок 1. ОдноЙ1эеменно в токопроводящие катушки 3, охватЬюающие то кие шгнитные пленки, в которых производится запись, подакугся импульсы по&гШШог) тока, ими создаются импульсы постгояиного магнитного поля Н вдоль ОЛН. В результате под действием пере-Шнйб о и импуяьСног О Магнитного поля й -г 1ме й«5&аа1да(&эйкл« з «« т -г - --- - -i.eiie.- - --ui-- ч ----Нро одИ упр&вляёШ§ спапзан Ге tpSниць ПМД-в направлении бЛН. ние ПМД в ту или иную сторону в тонких магнитных пленках 1 (вправо или влево) оггределяется полярностью импульсов поля по О71Н. ЕЕсли та или иная тонкая магнитная пленка в матрице находится под действием только переменного поля Н или только постоянного поля Нд, сползания ПМД не происходит и, следовательно, хранимая в такой тонкой магнитной планке информация остается без изменения. При записи одновременной с подачей импульсов тока в гокопроводящие катушки 3 и в шины запрета продвижения ПМД 4 подается постоянный электрический ток, создающий постоянное магнитное поле Hj, препятствующее сполза- .нию границы ПМД. Кроме того производится поочередное отключение шин запрета 4 от источника тока, чтобы позволить тем ПМД, которые должны быть. продвинуты по тонким магнитньш плен- каК в процессе записи, совершить сползание. Считывание производится путем возбуждения тонких магнитных пленок переменным магнитным полем по ОТН и снятием индуцированных сигналов с токопроводящих катушек 3. При этом в шины запрета ток не подается. Если. Б процессе записи в шины запрета 4 ток не подается, то происходит следующее. Рассмотрим три соседние тонкие магнитные пленки в ОМС без шин заПрета (см. фиг. 2). Пусть две тонкие магнитные пленки например, верхняя и нижняя возбуждены полем Н -у , созданным с помощью шин возбуждения 2. Пусть одновременно в токопроводящую катушку расположенную у тех концов тонких магнитных пленок, где изображены ПМД (заштрихованные области), подается импульс тока, который обеспечивает, импульс поля Нд по ОЛН. В этом случае в возбужденных магнитных пленках должно было бы произойти, сползание ПМД на некоторую величину д 6 J под действием полей Н д и Н Y . Однако ввиду того, что на верхнюю (нижнюю) тонкую магнитную пленку действует помимо пол я Игр некоторое i дополнительное попе д Н.,. со стороны шинь возбуждения верхней (нижней) тонкой магнитной пленки, сползание ПМД происходит на величину ДЕЗ , существенно большую, чем ДВ ., Это объясняется значительной чу1 ст:1вительностью процесса сползания к Величине поля Н.р . На фиг. 3 т рёШтавленй экспериментальные зависиi iscfиВел.чйШпродвижения Е ПМД от числа п импульсов пойя Нд . йля случаев, когда на тонкие магнитные пленки: 1) не действуют дополнительные поля со .сторон соседних шин возбуждения в реальной ОМ (кривая I); 2) действует дополнительное поле со стороны соседней шины возбужде ния (кривая II); и 3) действует дополнительное попе со стороны шины возбуждени расположенной через одну от шины возбуж дения рассматриваемой магнитной пленки (кривая 1Г1). Надежность ОМС без шин запрета продвижения ПМД низка, так как под действием попей со стороны согседних шин возбуждения линейность харак теристики записи резко ухудшается, изме няется число возможных шагов адаптации ОМС, направленная запись информации затруднительна. Учесть характер изменения процесса сползания практически не возможно, ввиду того, что в процессе обучения ОМС возможны любые комбинации подачи токов в шины возбуждения. В центральной тонкой магнитной пленке (см. фиг. 2),,которая не возбуждена, сползания ПМД под действием суммарного поля ЛН-г-у о стороны соседних шин возбуждения происходить не будет, если ОМС построена с соблюдением условия ДН j-i ЧТПОР г-ДеН. (,др - пороговое поле сползания ПМД, прикладываемое по ОТН при однобременйой подаче поля Н д ( в режиме записиН-p H pQp). Процессы в конструкции ОМС , содержащей шины запрета продвижения ПМД рассмотрены ниже. На фиг. 4 изображены три любые соседние ТМП в ОМС. Пусть возбуждены верхняя и нижняя тонкие магнитные пленки полем Н« и одновременно на них действует поле Нд . При этом в шины запре та 4 подается ток, создающий локальное. поле Н 3, полярность которого противоположна НА s величина выбирается такой, :чтобы уменьшить попе Н д в месте прохождения шинь запрета через тонкие магнитные пленки до величиныНд Нд-Нл- Ндп гдеНдпор - пороговое поле по ОлВ наъ..... и.MiM.v4..«.v4.M..i. л.4 v.n. . V.«. А.П LJ ,,л чала сползания ПМД при действии поля по -Н,р+Н.. . В этом случае в возбужденных ТМП сползание ПМД произойти не мсокет, так как ему препятствуют локальные поля шин запрета. Для того, чтобы запись н6вой информации была произведена, будем поочередно, справа налево, отключать шины запрета от источника тока. Причем отключается только одна шина, а все остальные в это время подключены к источнику тока (например, если отключает- ся шина г-г, то сразу же шина . 70,6 которая была отключена переД этим, подсоединяется к источнику тока). Когда произойдёт отключение шины а-а, поле по оси а-а и ПМД в нижней тонкой магнитной пленке совершит сползание на величину д 6 , равную расстоянию, между соседними шинами запрета. Несмотря на влияние со стороны соседних шин возбуждения полядН |.5;,спопзание будет происходить не более, чем на строго фиксированную величину д Е При отклю чении шины б-б произойдет сползание ПМД на величину дЕ в верхней магнитной пленке. Когда отключается шина за- прета в-в в невозбужденной средней тонкой магнитной пленке сползание ПМД, как уже отмечалось, наблюдаться не будет. Если при записи требуется продвижение ПМД в противоположную сторону, то одновременно со сменой полярности поля Н л производится смена полярности поля Н и отключение шин запрета начинается с противоположной стороны (слева направо). Следует отметить, что поле Hg в местах прохождения отключенной шины запрета может равняться не О, а некоторой величине i Но,; , определяемой суммарным действием полей остальных шин запрета. Но так как легко выполняются условия uVJ3j: Hj иНд-дНг,5: Ндпор поле д Hojj-не препятствует процессу сползания. Таким образом, идея изобретения заклю чается в пробегании вдоль тонкой магнитной пленки, которая находится под действием общего поляНд Ндг рр , некоторого простанственного импульса Н д Н л пор иг. 5). Сползание доменной границы происходит, только в момент прохождения им1 ульса над границей, причом величина ползания строго фиксирована длиной имульса. Принцип управления сползанием, ° существу, сводится к двоичному: гтл TiTLTfTi -rr t-т/чгт utr-vi/- - ле выше порога - поле ниже порога сползания,. Поочередное отключение шин запрета продвижения ПМД легко осуществляется с помощью широко применяемых в вычислительной технике схем дешифраторов и ключевых схем. Вопрос оптимального ко,личества щин запрета должен решаться в каждом конкретном случае использования ОМС в зависимости от решаемой задачи. Устройство имеет следующие преиму- щества. По сравнению с прототипом предлагаемая обучающаяся матричная структура позволяет избавиться от вредного вза-

имовлияния соседних шин возбуждения ОМС, резко улучшить линейность характёpHctiTK записи, увеличить число возможных шагов адаптации ОМС. Надежность ОМС существеннр повьшшется, а ее погрешност уменьшается. Применение предлагаемой ОМС весьма перспективно, особенно в области распознавания образцов. Ф.ормула изобретения Обучающаяся матричная структура, соЙбржйЩйя тонкие магнитные пленки с осями легкого намагничивания вдоль их длины, шины возбуждения, размещенные вдоль тонких магнитных пленок, и токопроводящие катушки, расположенные у торцов тон

ких магнитных пленок перпенцикулярно бсйм легкого намагничивания, о т л и - ч а ю И а я с я тем, что, с целью повышения надежности и уменьшения погрешности адаптивной структуры, в нее введены шины запрета, расположенные перпендикулярно осям легкого намагничивания тонких магнитных пленок. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I.Edwin Keith Dackson,B5bb Per-noma nelic ТНш riOms ior Adaptive Weights The Univepsitu of Texas, Austin, Texas, 3une, 1966. 2. Боярченко M. A. и др. Аналоговы запоминающие и адаптивные элементы. М., Энергия, 1973. 5

1(икн)

500 1 il

Фиг. г

отн

2 s s a

П П ih rti di n A n ji