Логический элемент Советский патент 1982 года по МПК H03K19/168 G11C11/14 

(54) ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь вано в вычислительных устройствах, в которых в качестве носителей информации применяются цилиндрические магнитные домены (ЦВД). Известен логический элемент, содержащий магнитоодноосную пленку, на которой расположены токопроводящие шины,, управляющие продвижением ЦМД 1 . Недостаток элемента - относитель ная сложность. Наиболее близок к предлагаемому логический элемент, .который содержит магнитоодноосную пленку, на которой расположены три изолированных друг от друга токопроводящих слоя, в двух из которых выполнены каналы продвижения ЦМД из последовательно расположенных отверстий 2. Известный элемент позволяет выполнять переключательные функции. Однако во многих ЦМД требуется вест логическую обработку потоков ЦМД не посредственно на кристалле, что известный элемент выполнить не может. Цель изобретения - расширение области применения логического элемента за счет реализации различных наборов логических функций. Поставленная цель достигается тем, что в логическом элементе в третьем токопроводящем слое выполнены три дополнительных отверстия, первое к третье из которых совмещены с одноименными отверстиями первого и третьего каналов продвижения ЦМД во втором токопроводящем слое, а второе дополнительное отверстие расположено между смежными отверстиями второго канала продвижения ЦМД, выполненНЕЛМИ в первом и втором токопроводящих слоях. На фиг. 1 изображена принципиаль ная схема логического элемента; на фиг. 2 - диаграмма продвигающих токов, на фиг. 3 и 4 - пояснение процесса продвижения ЦМД. Предлагаемый логический элемент содержит магнитоодноосную пленку 1, на которой расположены три изолированных токопроводящих слоя 2-4 из немагнитного материала и слои диэлектрика 5. В слое 2-4 выполнены отверстия 6-8 в слое 3 - отверстия 9-11 и в слое 4 - дополнительные отверстия 12-14, образующие каналы продижения ЦМД 15-17. Цифрами 18-21 обозначены позиции, занимаемые ЦМД время работы логического элемента. Логический элемент работает следующим образом. В слоях 2 и 3 протекают переменные токи 1 и 1(1, форма которых приведена на графике (фиг. 2). Плот ность токов такова, что на концах отверстий слоев 2 и 3 возгикают локальные области магнитного поля, направление векторов напряженности которых антипараллельно и перпендикулярно плоскости пленки. В результате каждое отверстие можно предста вить как магнитный диполь. Изменение полярности магнитных полюсов на концах отверстий (диполе происходит за счет изменения направ ления тока, протекающего в слое. Отверстия в слоях 2 и 3 расположены таким образом, что при изменеНИИ направлений токов I и Ii попеременно на концах отверстий, расположенных цепочкой, возникают притягивающие полюса, которые и создают условия для однонаправленного перемещения ЦМД в каналах 15-17. Продвижение осуществляется в направлени указанном стрелками на фиг. 1d , с последовательным занятием позиций 18-21 (фиг. 3). Предлагаемый логический элемент может работать в двух режимах. В режиме I в слой 4 подается импульс тока 1(фиг. 2), полярность и амплитуда которого выбраны таким образом, что полярность полюсов на концах отверстий 12 и 14 слоя 4 про тивоположны полярностям полюсов отверстий 9 и 11 слоя 3 в позициях IS и 185, (фиг. 3). В среднем канале 16 положительная полярность отверстия 13 в позиции 185 совпадает с полярностью полюса отверстия 10 слоя 3 в той же позиции. Это означает, что при данном направлении тока I путем изменения его амплитуды можно нейтрализовать притягивающее действие полюсов отверстий 9 и 11 в край них каналах 15 и 17, а также усилит притягивающее действие полюса оетвер стия 10 в позиции 185 в среднем канале 16. Такое изменение соотношени магнитных полюсов в каналах позволя ет осуществить переход одиночных ЦМД из крайних каналов 15 и 17 в редний канал 16. Если на вход логического элемента одновременно поступают два или три ЦМД, то позиция ISg в среднем канале может оказаться занятой, в результате чего переход ЦМД из крайних каналов в средний не происходит. На основании вышеизложенных особенностей работы предложенного элемента в режиме I составляют таблицу переходов. В первых трех колонках к 15, К 16 и К 17 показаны все возможные комбинации ЦМД, поступающие в каналы продвижения 15-17, а в колонках , К16 и К17 - выходные комбинации. ПО таблице составляют логические уравнения, которые для каждого канала записываются в виде: (B+C), F,j A+B+C, (A+B), где А,В,С - переменные, поступающие на входы каналов 15-17 соответственно. Во втором режиме работы направление тока Ij в слое 4 меняется на противоположное (фиг. 4). В результате полюса отверстий 12-14 слоя 4 в позициях 18(5 / 185 и 18g также изменяют свои знаки на противоположные. Поэтому притягивающий полюс отверстия 10 в позиции 185 нейтрализован отрицательным полюсом отверстия 13 слоя 4, а положительные полюса отверстий 9 и 11 усилены положительными полюсами отверстий 12 и 14. Это позволяет ЦМД, поступающим по среднему каналу, переходить в один из крайних, при этом ЦМД из среднего канала переходят только в свободный от ЦМД крайний канал. Одиночный ЦМД, находящийся в позиции 18д, в результате равенства полюсов в позициях 1851 и 18 5, остается в среднем канале. jB таблице в колонках , и показаны выходные комбинации ЦМД в данном режиме. Логические уравнения, реализуемые -предлагаемым элементом во втором режиме, записываются в виде: F A+BC; , . Таким образом, предлагаемый элемент может выполнять два различных набора логических функций за счет подачи импульсов тока различной полярности, что позволяет упростить топологию типа и сократить время обработки информации. . Т к nnrt

Формула изобретения

Логический элемент, содержащий манитоодноосную пленку, на которой расположены три изолированных друг от друга токопроводящих слоя, в двух КЗ которьлх выполнены каналы продайженин цилиндрических магнитных доменов из последовательно расположенных отверстий, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения логического элемента за счет реализации различных наборов логических функций, в третьем токопроводящем слое выполнены три дополнительных отверстия, первое и третье

из которых совмещены с одноименными отверстиями первого и третьего каналов продвижения цилиндрических магнитных доменов во втором токопроводящем слое, а второе дополнительное отверстие расположено между смежными отверстиями второго канала продвижения цилиндрических магнитных доменов, выполненными в первом и втором токопроводящих слоях.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

с I / p sXSNSXN

..л..;:/.;:;:;i..V.

v// iMgfe b«

;sNSj / NX NXNNN Ъч ;// :У:/: -;/ -УУ: М ИУ:; :- :. . 1

fZ 9 4

/I f

в

. )

,. . Z

С j: 5L18()г1 -(( )/

-- - -„ г-- ч Х-( ;0-. У

„-- СЗ

Ijc/otf4

,

I/ / «7