Устройство для продвижения цилиндрических магнитных доменов Советский патент 1981 года по МПК G11C11/14 

1

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при построении запоминающих устройств на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД).

Известно устройство для продвижения ЦМД, содержащее магнитную пленку с ЦМД, одинаковые прямоугольные магнитные аппликации и систему создания магнитного поля, выполненную в виде двух расположенных под прямым углом друг к другу катушек, охватывающих всю магнитную пленку с ЦМД. Постепенный переход усиленного магнитного о полюса с одной прямоугольной аппликации на соседнюю при вращении магнитного поля приводит к продвижению ЦМД по схеме 1 .

Недостатки устройства состоят в ограничении по быстродействию и в сравнительно большом энергопотреблении устройства и связаны с использованием способа продвижения ЦМД вращающимся магнитным полем общим для всех

аппликаций, что приводит к существенному скин-эффекту в намагничивающей обмотке и к потерям на вихревые токи.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для продвижения ЦМД, которое содержит магнитоодноосную пленку, на которой расположены ферромагнитные аппликации прямоугольной формы, магнитосвязанные с токо-. проводящими шинами 2 .

Это устройство снимает ограничение по быстродействию, но имеет недостаточно высокую плотность записи информации, сравнительно высокое энергопотребление, и по этой причине, в частности, плохо сопрягается с полупроводниковыми маломощными питающими устройствами в интегральном исполнении.

Цель изобретения - повышение плотности записи информации в устройстве для продвижения ЦМД. Поставленная цель достигается тем, что ферромагнитные аппликации прямоугольной формы расположены параллельно друг и перпендикулярно токопроводящим шинам и смещены попарно относительно друг друга, причем расстояние от одного конца ферромагнитной аппликации до ближайшего конца смежной ферромагнитной аппликации меньше, чем расстояние до другого конца той же ферромагнитной аппликации, причем одна ферромагнитная аппликация в каждой паре расположена под, а другая - над токо.проводящей шиной. На фиг. 1 и-зображена принципиальная схема предлагаемого устройства, на фиг.2 и 3 приведены некоторые варианты его конструктивной реализации I Устройство для продвижения ЦНД (фиг.l)содержит магнитоодноосную пле ку I с ЦМД II, на которой расположен ферромагнитные аппликации III прямоугольной формы, магнитосвязанные с т копроводящими шинами 1У и отдельные от них изолирующим слоем V. ферромагнитные аппликации III обр зуют четные и нечетные горизонтальны строки и смещены попарно друг относи тельно друга. Токопроводящие шины 1У соединены в две подсистемы, состоящие из четных и нечетных шин, так .что положительные и отрицательные импульсы тока i, и ij могут подаваться независимо в эти подсистемы. Шины ГУ подключены к импульсному источнику питания (не изображен). Цифрами 1-5 и 1-5изображены позиции, занимаемые ЦМД во время работы устройства. Одна из ферромагнитных аппликаций III в каждой паре расположена под, другая - над токопроводящей шиной 1У В результате при работе устройства (фиг.1) ЦМД двигаются вверх вдоль каналов продвижения 1-5 и вниз вдол каналов продвижения 1-5. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Пусть положительный импульс тока Ц , поданный в первую токовую подсистему, намагничивает правый конец нижней слева аппликации Щ так, что магнитный полюс, образовавшийся при этом, обеспечивает создание устойчивого положения 1 для ЦМД. После подачи в ту же подсистему отрицател ного импульса тока ( аппликация 4 еремагнитится, положение 1 для ЦМА танет неустойчивым, однако при этом лагоприятным образом для притяжения МД намагнитится правый конец распоожечной сверху соседней аппликации, ЦМД перейдет в устойчивое положеие 2. Подача затем отрицательного мпульса тока ij. во вторую подсисему заставит ЦМД перейти в положеие 3, подача положительного импульа тока ij, в эту же подсистему переведет ЦМД в положение , наконец, чередная подача импульса Jj перевеет ЦМД в положение 5. Таким образом, подача в токопроводящие шины 1У последовательности импульсов тока i, - i7 iiiii,if приведет к продвижению ЦМД снизу вверх по каналу, расположенному между шинами 1 и через положения 1-5 из положения 1 в эквивалентное положение 5. Легко видеть, что та же последовательность импульсов тока i,-irU,ii,ti приведетк продвижению ЦМД сверху вниз вдоль канала, расположенного между шинами i и через положения т 2, 3, , 5... что и требуется для нормального функционирования доменопродвигающей схемы. Замена указаннои последовательности импульсов тока последовательностью i, .,i,i, 1 | приведет к движению ЦМД в обратном направлении, т.е. сверху вниз вдоль каналов 1-5 и снизу вверх вдоль канЪлов 1-5. Указанное продвижение ЦМД осуществляется таким путем только в том случае, если при переключении управляющих о импульсов тока в шинах притяжение магнитного полюса, образовавшегося на ближайшем конце соседней аппликации, окажется для данного ЦМД сильнее, чем притяжение полюса, образовавшегося на противоположном конце той же аппликации. Это условие обеспечивается тем, что расстояние от данного конца аппликации до ближайшего конца смежной аппликации делается меньшим, чем соответствующее расстояние до противоположного конца той же самой аппликации. Обеспечить выполнение указанного условия несложно, поскольку зазор между соседними аппликациями по вертикали не только можно уменьшить до нуля, но даже допустить перекрытие этих аппликаций, при этом рабочие характеристики устройства даже улучшатся. 5 Плотность записи информации в пре лагаемом устройстве можно увеличить на 25, если исключить из устройства одну из каждых четырех строк ферромагнитных аппликаций, приходящихся по вертикали на одну элементарную ячейку хранения информации (помечена на фиг.1 штрих-пунктиром). Результат указанного изменения представлен схематически на фиг.2. Токопроводящая шина 1Узапитывает по-пре нему по две парных аппликации Т Ии III, приходящихся на одну элементарную ячейку хранения информации. Токопроводящая же шина 1У теперь запитывает уже в расчете на одну ячейку информации только одну непарную аппликацию И Г1 В нижней части фиг.2 показан разрез изображенного участка канала продвижения ЦМД по линии А- Al Прямое продвижение ЦМД вдоль канала (фиг. 2) снизу вверх осуществляется следующей последовательностью токовых импульсов: ii,-ii,-ixiiiriii а обратное, сверху вниз - последовательностью -lij-i,,,, -i,- и,li. Продвижение ЦМД в данном случае осуществляетс не по четырехтактной, а по трехтактно схеме, поскольку продвижение ЦМД чере одну ячейку хранения информации проис ходит при подаче в токопроводящие ши трех импульсов тока, а не четырех, (фиг.1). Легко видеть, что если в схе (фиг.1) в расчете на две элементарные ячейки хранения информации прихо дится четыре аппликации, на те же две элементарные ячейки (фиг. 2) при ходится уже только три аппликации, ЧТО ведет к увеличению плотности записи информации и быстродействия устройства. Однако это устройство (фиг.2)явля ется одноканальным. Если просто убрать из многоканальной схемы (фиг.1) одну строку ферромагнитных аппликаций из четырех, то подача указанной выше трехтактной последовательности импульсов тока ii,-ii,-ii,i обеспечивающий продвижение ЦМД снизу вверх вдоль каналов 1-5, не обеспечивает продвижение ЦМД вдоль каналов 1-5 сверху вниз. Следует заметить, что этого продвижения и, следовательно, многоканальности схемы можно добиться за счет некоторого усложнения технологии, а именно, если выполнить непарную ферромагнитную апЕсли же ограничиться расс током I, 706 пликацию двух частей (,фиг.3) одна из которых, направленная в сторону каналов 1-5, расположена под токопроводящей шиной, а вторая, направленная в сторону канала 1-5j расположена над токопроводящей шиной 1У1 Отличительная особенность устройства (фиг.1) состоит в том, что продвижение ЦМД по паре соседних каналов осуществляется запиткой только трех токопроводящих шин микротоковой системы - двух шин с током i, и одной смотрением только одного канала продвижения ЦМД (фиг.1 или фиг,2), продвижение ЦМД по этому каналу осуществляется с помощью только двух индивидуальных токопроводящих шин с независимым питанием каждой шины токовыми импульсами i| и ij . Предлагаемое устройство допускает индивидуальное питание только того участка всего устройства магнитной памяти на ЦМД, в который в данный момент времени вводится или с которого считывается информация. Питание остадьных бездействующих участков, остальных петель памяти может быть отключено. Поэтому при организации, например, 5-мегабитного модуля памяти ПО схеме 2500 петель х 2 Кбит энергопотребление модуля можно снизить примерно в две с половиной тысячи раз. Дальнейшее снижение энергопотребления можно получить, переходя к коротким импульсам тока. Указанное снижение энергопотребления устройства приводит также к тому преимуществу, что устройство легко . сопрягается с маломощными полупроводниковыми питающими устройствами в интегральном исполнении. Формула изобретения Устройство для продвижения цилиндрических магнитных доменов, содержащее магнитоодноосную пленку, на которой расположены ферромагнитные аппликации прямоугольной формы, магнитосвязанные с токопроводящими шинами, отличающееся тем,что, с целью увеличения плотности записи информации, ферромагнитные аппликации прямоугольной формы расположены параллельно друг другу и перпендикулярно токопроводящим шинам и смещены попарно относительно друг друга, причем расстояние от одного 7 конца ферромагнитной аппликации для ближайшего конца смежной ферромагнитной аппликации меньше, чем расстояние до другого конца той же ферромагнитной аппликации, причем одна ферромагнитная Аппликация в каждой паре расположена под, а другая над токопроводящей шиной. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США W. , кл.3 0-17, опублик 1970. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2868235/18-24, кл. G П С 11/И, 08.01.80, (прототип ).