DE1259387B - Speichermatrix - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

int. CL:

GlIc

Deutsche KL: 21 al - 37/60

Nummer: 1259 387

Aktenzeichen: J13118IX c/21 al

Anmeldetag: 18. April 1957

Auslegetag: 25. Januar 1968

Die Erfindung betrifft eine Speichermatrix für digitale .Werte mit einer Anzahl in Zeilen und Spalten angeordneten magnetischen Speicherelementen, wobei dem Speicherkern ein weiterer zweiter Kern zugeordnet ist, damit beim Lesen einer Information diese nicht zerstört wird.

Speichermatrizen zur Speicherung digitaler Informationen für die Verwendung in elektronischen Rechenmaschinen sind an sich bekannt. Die Speicherelemente dieser Matrixspeicher bestehen bei diesen bekannten Ausführungen aus einem ringförmigen Kern, der eine rechteckige Magnetisierungshysteresekurve aufweist. Der Kern ist dabei mit den erforderlichen Schreibwicklungen, Lesewicklungen, Spalten- und Reihenleitungen versehen. Bei einem bekannten Speicher dieser Art wird pro zu speicherndes Bit je ein Ferritkern verwendet. Dadurch werden beim Lesevorgang die in dem Kern gespeicherten Informationen zerstört. Um nach dem Lesevorgang den ursprünglichen Informationszustand wiederherstellen zu können, wird die gelesene Information in einem aus bistabilen Kippschaltungen bestehenden Zwischenregister zwischengespeichert und danach in einem zusätzlichen Schreibzyklus wieder in den betreffenden Speicherkern eingeschrieben. Dieses Verfahren erfordert allerdings relativ viel Zeit, da jeweils nach dem Lesezyklus ein voller Schreibzyklus folgen muß, der die effektive Zugriffszeit des Speichers wesentlich herabsetzt. Außerdem sind Speicheranordnungen bekanntgeworden, die ein zerstörungsfreies Lesen von Informationen dadurch ermöglichen, daß der Effekt der harten und weichen Magnetisierungsrichtung bei magnetischen Stoffen durch Aufbringen von zusätzlichen Spulen auf die Ringkerne ausgenützt wird. Außer den besonders bei kleinen Ringkerndurchmessern schlecht zu realisierenden zusätzlichen Spulen haben derartige Speicheraufbauten den großen Nachteil, daß das Nutz-Störverhältnis der Signale beim Lesen so schlecht wird, daß ein einwandfreies Arbeiten eines derartigen aufgebauten Speichers nicht mit Sicherheit zu gewährleisten ist. Der technische Aufwand zur Ansteuerung der zusätzlichen Windungen auf den Ringkernen ist ebenfalls beachtlich.

Des weiteren sind eine Speichermatrix und ein Verfahren zum Speichern und Lesen von Informationen vorgeschlagen worden, wobei jedes Speicherglied zwei Kerne besitzt, von denen der eine induktiv mit mindestens einem Eingangsleiter gekoppelt ist, welcher der Zeile zugeordnet ist, in der das Speicherglied liegt, und der andere Kern induktiv mit dem Eingangsleiter gekoppelt ist, welcher der Spalte zu-Speichermatrix

Anmelder:

IBM Deutschland

Internationale

Büro-Maschinen Gesellschaft m. b. H.,

7032 Sindelf ingen, Tübinger Allee 49

Als Erfinder benannt:
Milford Melvin Wittenberg,
Poughkeepsie, N. Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 19. April 1956 (579 392)

geordnet ist, in der das Speicherglied liegt, und außerdem beide Kerne durch eine gesonderte Wicklung induktiv miteinander gekoppelt sind. Durch diesen Aufbau der Speichermatrix ist es möglich, daß die Informationen beim Lesen nicht zerstört werden. Wenn nämlich nach dem Abfragen einer oder mehrerer Zeilen sämtlichen Spaltenleitern ein negativer Stromimpuls zugeführt wird, ist der Zustand, wie er vor dem Ablesen war, vollkommen wiederhergestellt. Bei der vorgeschlagenen Speichermatrix besteht auch eine Möglichkeit, gespeicherte Informationen nicht nur bitweise, sondern wortweise, d. h. parallel, dem Speicher zu entnehmen. Zum Betreiben dieser Speichermatrix ist es jedoch erforderlich, daß einer von den beiden gekoppelten Zeilenleitern sowie die Spaltenleiter einen negativen Stromimpuls und der andere einen positiven Stromimpuls zugeführt bekommen. Daraus ergibt sich, daß an die zeitliche Folge und die Größe der Treiberimpulse sowie der Ansteuerimpulse sehr hohe Anforderungen gestellt werden müssen, um ein einwandfreies Arbeiten dieses Speichers zu gewährleisten. Da die Umschaltzeiten der Ferritkerne im Mikrosekundengebiet liegen, ist der technische Aufwand zur Erzielung derartiger Impulse und zur genauen Synchronisation sehr beträchtlich. Weiterhin sind Speichermatrizen bekanntgeworden, die ein paralleles Ablesen der gespeicherten Informationen gestatten und zur Ansteuerung Ferritmatrizen ver-

709 720/362

wenden. Diese Speichereinrichtungen ermöglichen jedoch kein zerstörungsfreies Lesen, so daß die gelesenen Informationen jeweils zwischengespeichert werden müssen, um in einem nachfolgenden Schreibzyklus wieder eingeschrieben zu werden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Betriebssicherheit von Speichermatrizen, die ein zerstörungsfreies Lesen von Informationen gestatten, zu verbessern, indem die technischen Anforderungen

Schalterkerne des gewählten Wortes erhalten durch den Abfrageimpuls eine der Vormagnetisierung etwa gleich große, aber entgegengerichtete Feldstärke; schließlich erhalten einige der Schalterkerne des gewählten Wortes noch eine weitere Feldstärke vom Schreibtreiber in gleicher Richtung wie die vom Abfrageimpuls erzeugte, falls der zugehörige Speicherkern vom Abfrageimpuls ummagnetisiert wurde. Die Feldstärken vom Abfragetreiber und vom

schalten. Am Ende des Abfrage- und des Schreibimpulses bringt die konstante Magnetisierung den Schalterkern in den Ausgangszustand zurück. Dabei

getroffene Speicherkern bereits in dem magnetischen Zustand, in den ihn der Abfrageimpuls zu bringen versucht, so liefert er kein Lesesignal, der nachgeschaltete Schreibtreiber 45, 46 oder 47 erzeugt

an die Treiber- und Steuerimpulse möglichst klein io Schreibtreiber sind zusammen imstande, den Schaltergehalten werden und aufwendige Synchronisations- kern gegen die konstante Vormagnetisierung umzumaßnahmen vermieden werden können.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe besteht
nun darin, daß jedem Speicherkern ein Schalterkern
zugeordnet ist, der durch eine konstante Feldstärke 15 liefert dieser über die Wicklung 70, 71,72 einen vormagnetisiert ist, daß der Abfrageimpuls gleich- Wieder-Einschreib-Impuls zum entsprechenden Speizeitig dem Speicherkern und dem zugeordneten cherkern 10,11,12 und schaltet ihn um. In jeden Schalterkern zugeführt wird, der dadurch ummagneti- vom Abfrageimpuls ausgelesenen Speicherkern wird siert wird, wenn der Speicherkern während des Ab- daher sein Speicherwert durch den Schalterkern frageimpulses ein Lesesignal abgibt. Die vorliegende 20 wieder eingeschrieben. War der vom Abfrageimpuls erfindungsgemäße Speichermatrix weist gegenüber
den bisher bekannten den großen Vorteil auf, daß
zur Erzielung des zerstörungsfreien Lesens eines
Speicherkerns nicht mehrere Impulsarten erzeugt und

getrennt den verschiedenen Zeilen bzw. Spalten- 35 keinen Schreibimpuls, der zugehörige Schalterkern leitern zugeführt werden müssen. Außerdem sind die wird nicht ummagnetisiert, und der Speicherkern Anzahl der erforderlichen Drähte, die zum Betreiben bleibt nach dem Abklingen des Abfrageimpulses uneiner erfindungsgemäßen Speichermatrix erforderlich verändert.

sind, klein gehalten, wodurch sich eine einfache tech- Um neue Werte in die Speicherkerne einzutragen,

nologische Realisierung ergibt. Des weiteren werden 30 wird zwar der Abfrageimpuls zugeführt, jedoch die an die erforderlichen Treiberimpulse keine hohen Aktivierung des Schreibtreibers durch den Lese-Anforderungen gestellt, und die sonst erforderlichen verstärker verhindert, z. B. durch Unterdrückung des Synchronisationsmaßnahmen werden durch die Er- Tastimpulses nach Leitung 38; statt dessen öffnen die findung überflüssig, wodurch sich ein besonders ein- an Leitungen 80,81, 82 angelegten neuen Werte die fächer Aufbau der Ansteuerschaltungen und der 35 gewünschten der Schreibverstärker 45,46,47; entTreiberschaltungen für den Matrixspeicher ergibt.

Das Ausführungsbeispiel nach der folgenden Beschreibung wird durch eine Zeichnung erläutert, die schematisch einen Speicher für zwei Worte zeigt.

In der Figur ist ein Speicher für zwei Worte zu je 40 impulse bereits Ausgangsspannungen. Diese bleiben drei Bits gezeigt. Nur die für ein Wort erforderlichen aber ohne Wirkung auf die Speicherkerne 10,11,12, Schaltungselemente sind mit Bezugszeichen versehen. da sie in gleicher Richtung wie die Abfrageimpulse Jedem Bit ist ein Speicherkern 10,11,12 und ein magnetisieren.

Schalterkern 13,14,15 zugeordnet. Der Lesetreiber Die Speicherkerne 10,11,12 liefern bei der Umliefert über Leitung 20 Abfrageimpulse, die über 45 magnetisierung durch die Abfrageimpulse verhältnis-Wicklungen 23,24,25 die Speicherkerne eines Wortes mäßig große Ausgangssignale. Sind sie jedoch bereits bis zur Sättigung magnetisieren, d. h. zu einem Aus- in dem Zustand, in den sie der Abfrageimpuls zu gangspunkt der Hystereseschleife zurückstellen kön- bringen versucht, so ist ihr Ausgangssignal zwar nen. Dieselben Abfrageimpulse durchlaufen weiter nicht Null, aber beträchtlich kleiner. Der Lese-Wicklungen 57, 56, 55 der Schalterkerne und erzeu- 50 verstärker 35, 36,37 hat zwischen diesen Werten zu gen darin eine Feldstärke, welche etwa gleich groß unterscheiden und muß den kleineren unterdrücken, ist, aber entgegengesetzt verläuft wie die konstante
Vormagnetisierung durch die Wicklungen 60, 61, 62.
Wenn die Speicherkerne 10,11,12 vom Abfrageimpuls ummagnetisiert wurden, liefern sie über ihre 55
Ausgangswicklungen 30, 31, 32 Lesesignale an die
zugeordneten Leseverstärker 35, 36, 37, welche während der Lesezeit durch Tastimpulse auf einer
Leitung 38 geöffnet werden. Die verstärkten Lesesignale laufen über Leitungen 40, 41, 42 zu einer 60
Auswerteeinrichtung und außerdem zu Schreibtreibern 45,46, 47. Die Schreibimpulse dieser Treiber
magnetisieren die an sie angeschlossenen Schalterkerne über die Wicklungen 50, 51, 52 in gleicher
Richtung wie die Abfrageimpulse mit einer Feld- 65
stärke etwa gleich der Koerzitivkraft. Alle Schalterkerne des Speichers erhalten also durch die Vormagnetisierung eine konstante Feldstärke; alle

sprechende Schalterkerne kippen um und magnetisieren anschließend ihre Speicherkerne.

Die Schalterkerne 13,14,15 erzeugen auch bei der Ummagnetisierung durch die Abfrage- und Schreib-

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Speichermatrix zur Speicherung digitaler Werte mit aus einer Anzahl in Zeilen und Spalten angeordneten magnetischen Speicherelementen, wobei für jedes zu speichernde Bit zwei miteinander induktiv gekoppelte magnetische Speicherelemente vorhanden sind und bei dem die Ansteuerung der Speicherkerne durch Schalterkerne erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Speicherkern (10) ein Schalterkern (13) zugeordnet ist, der durch eine konstante Feldstärke (über 60) vormagnetisiert ist, daß der Abfrageimpuls (auf 55) gleichzeitig dem Speicherkern (10) und dem zugeordneten Schalterkern

(13) zugeführt wird, der dadurch ummagnetisiert wird, wenn der Speicherkern (10) während des Abfrageimpulses ein Lesesignal abgibt.

2. Speichermatrix nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Eintragen neuer Werte in einen Speicherkern (10) die Steuerwirkung des am Ausgang entstehenden Lesesignals auf den Schalterkern (13) unterdrückt und durch die Steuerwirkung des neuen Wertes (45,80) ersetzt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Belgische Patentschrift Nr. 537 332; »Electronics«, April 1953, S. 146 bis 149; »Philips Matronics«, 1958, S. 241 bis 245; »Transactions of the A. I. E. Ε.«, Januar S. 822 bis 830;

»Elektronik«, 1957, Nr. 1, S. 9 bis 11.

In Betracht gezogene ältere Patente: ίο Deutsches Patent Nr. 1198 860.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen