DE1574894C3 - Schaltungsanordnung für Magnetkernspeicher mit in Matrixform angeordneten bistabilen Speicherelementen, insbesondere für Fernmeldeanlagen - Google Patents

Description

Es ist bekannt, aus Werkstoffen mit rechteckiger oder annähernd rechteckiger Hystereseschleife toroidförmige Kerne herzustellen und die beiden stabilen Magnetisierungszustände solcher Kerne zur Speicherung dualer Werte zu verwenden. Auch ist es bekannt, eine Vielzahl solcher Kerne in Form einer Matrix zusammenzufassen. Auf den Kernen sind Wicklungen, vielfach nur aus einer Windung bestehend, aufgebracht, die nach Spalten und Zeilen geordnnt, jeweils für sich in Reihe geschaltet sind und von Auswahleinrichtungen mit Magnetisierungsstrom versorgt werden. Im allgemeinen wird nur beim gleichzeitigen Auftreten von Strömen in zwei oder drei Wicklungen die zum Ummagnetisieren nötige Feldstärke erreicht. Die Schaltungen der Kernwicklungen und der Auswahleinrichtungen sind so getroffen, daß jeweils nur ein Kern oder einige aus einer Reihe von Kernen bei einem Aufzeichnungs- oder auch Entnahmevorgang magnetisiert werden.

Weiterhin ist es bekannt, derartige Matrizen mit einer alle Speicherelemente durchlaufenden Gegenmagnetisierungsleitung zu versehen, um günstigere Aussteuerbedingungen zu schaffen und die Störbeeinflussung durch die gemeinsamen Spalten- und Zeilenleitungen zu vermindern.

Im allgemeinen werden für die Ansteuerung der Spalten-, Zeilen- und Gegenmagnetisierungsleitungen getrennte Impulsstromquellen verwendet. Dabei sind aber besondere Synchronisierungseinrichtungen erforderlich, die sicherstellen, daß die von den einzelnen Impulsgebern kommenden Steuerimpulse einander überdecken. Zur Vermeidung dieses Nachteils ist es weiterhin bekannt, die einzelnen Spalten- und Zeilenmagnetisierungsleitungen für sich an einem Ende zusammenzuschalten und beide Gruppen von Magnetisierungsleitungen parallel oder in Reihe an einen gemeinsamen Impulsgeber anzuschalten. Auch ist es bekannt, die gegebenenfalls vorhandene Gegenmagnetisierungsleitung mit der Spalten- oder Zeilenleitung in Reihe oder aber einem, mit den Spalten- und Zeilenleitungen in Reihe liegenden Widerstand parallel zu schalten.

Darüber hinaus sind auch bereits Anordnungen bekannt, bei denen mehrere solcher zweidimensionalen Matrizen zu einem Speicherblock zusammengefaßt sind. Dabei stellen die sich in den einzelnen Matrizen entsprechenden Ringkerne jeweils eine Information dar. Die Ansteuerung der jeweils eine Information darstellenden Ringkerne erfolgt in Anlehnung an die bekannten Ausführungsformen mit nur einer einzigen Matrix durch über alle Matrizen hinweg in Reihe geschaltete Magnetisierungsleitungen für die Spalten- und für die Zeilenansteuerung, während die einander entsprechenden Ringkerne in den einzelnen Matrizen durch den einzelnen Matrizen individuell zugeordnete und alle Ringkerne beeinflussende Gegenmagnetisierungsleitungen abhängig von weiteren Auswahlschaltmitteln entsprechend dem Speichercode ausgewählt werden. Weiterhin ist eine Anordnung vorbekannt, bei der die Gegenmagnetisierungsleitungen aller Matrizen in Reihe und an einen Gegenmagnetisierungstreiber

anschaltbar sind. Insgesamt sind für die Ansteuerung der Spalten-, Zeilen- und Gegenmagnetisierungsleitungen getrennte Impulsstromquellen vorgesehen, so daß auch hierbei besondere Synchronisierungseinrichtungen erforderlich sind. Für die Steuerung der bekannten zwei- oder dreidimensionalen Kernspeicher finden daher durchweg annähernd trägheitslos arbeitende elektronische Schaltmittel Verwendung, was besonders hinsichtlich der Auswahlschaltmittel einen erheblichen Aufwand bedeutet, der vielfach nicht tragbar ist. Dieses gilt insbesondere für Fernmelde- und Fernsprechanlagen, in denen als Steuerschaltglieder vorwiegend billigere Relais zur Verfügung stehen. Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen dreidimensionalen Kernspeicher zu schaffen, der selbst bei Verwendung von Relais als Steuerschaltmittel einwandfrei arbeitet und möglichst einfach aufgebaut ist. Aufgrund der einen bekannten Schaltungsanordnung für zweidimensionale Speichermatrizen wäre es zwar denkbar, die einzelnen Gegenmagnetisierungsleitungen der einzelnen Matrizen über ihre Auswahlschalter zu den beiden parallelgeschalteten Gruppen der Spalten- und Zeilenmagnetisierungsleitungen ebenfalls parallel zu schalten. Ebenso wäre es denkbar, auf Grund der anderen bekannten Anordnung für zweidimensionale Speichermatrizen die einzelnen Gegenmagnetisierungsleitungen zu einander parallel aber in Reihe mit den anderen beiden Gruppen von Magnetisierungsleitungen anzuordnen. In beiden Fällen wäre zwar nur ein einziger Impulsgeber erforderlich, es beständen aber andererseits erhebliche Schwierigkeiten, um das Verhältnis der in den Gegenmagnetisierungsleitungen und in den Spalten- und Zeilenmagnetisierungsleitungen fließenden Magnetisierungsströme annähernd konstant zu halten. Dieses ist aber Voraussetzung für ein einwandfreies und wirtschaftliches Arbeiten des Speichers.

Demgegenüber ermöglicht die Erfindung die Lösung der gestellten Aufgabe nun dadurch, daß die durch den Gegenmagnetisierungsleitungen zugeordnete Auswahlschalter in unterschiedlicher Kombination jeweils wirksam geschalteten Gegenmagnetisierungsleitungen der einzelnen Matrizen eine Reihenschaltung bilden und über die Magnetisierungsleitungen zur Zeilen- und Spaltenansteuerung an die vorhandene einzige Impulsquelle anschaltbar sind. Durch die Reihenschaltung aller wirksamen Gegenmagnetisierungsleitungen, verbunden mit der nachfolgenden Anschaltung an die einzige Impulsstromquelle, können sich die unterschiedlichen Schaltzeiten der einzelnen Auswahlschaltglieder für die einzelnen Gegenmagnetisierungsleitungen nicht mehr störend auswirken, da der die Ummagnetiserung der ausgewählten Magnetkerne bewirkende Magnetisierungsstrom in den drei Gruppen von Magnetisierungsleitungen erst fließen kann, wenn der Magnetisierungsstromkreis durch Einschalten der Impulsstromquelle geschlossen wird. Weiterhin ist sichergestellt, daß unabhängig von der Zahl der zur Kennzeichnung einer bestimmten Information wirksamen oder infolge Überbrückung unwirksamen Gegenmagnetisierungsleitungen das Verhältnis von Gegenmagnetisierungsstrom zu dem in den Magnetisierungsleitungen fließenden Strömen konstant ist, ohne daß zusätzliche Ausgleichswiderstände erforderlich sind.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind die in Reihe geschalteten Magnetisierungsleitungen für die Zeilenansteuerung und für die Spaltenansteuerung der einzelnen Matrizen über die in Reihe geschalteten Gegenmagnetisierungsleitungen ebenfalls in Reihe geschaltet. Auf diese Weise wird erreicht, daß infolge der reinen Reihenschaltung ohne Parallelzweig aller Magnetisierungsleitungen in allen Magnetisierungsleitungen derselbe Magnetisierungsstrom fließt. Ein Stromausgleich durch unterschiedliche Windungszahlen der Gegenmagnetisierungswicklungen einerseits und der Spalten- und Zeilenmagnetisierungswicklungen andererseits sowie zusätzliche Ausgleichswiderstände ist daher nicht erforderlich. Der Speicher kann daher in der bekannten einfachen Art, wonach die die Magnetisierungswicklungen bildenden Drähte lediglich einmal durch die Ringkerne geführt werden, ausgebildet werden.

Würde dagegen die Parallelschaltung von Zeilen- und Spaltenleitungen in Reihe mit den in Reihe geschalteten Gegenmagnetisierungsleitungen verwendet, so wäre infolge des Stromverhältnisses von 0,5 :1 die Windungszahl der Spalten- und Zeilenmagnetisierungswicklungen gegenüber der der Gegenmagnetisierungswicklungen zu verdoppeln. Ebenso wären die von dem jeweils wirksamen Speicher- oder Abfragestromkreis abhängigen Stromschwankungen durch zusätzliche Widerstände ähnlich der einen bekannten Anordnung für aus einer Matrix bestehende Speicher mit einem einzigen Impulsgeber auszugleichen.

Bedingt durch den einfachen Aufbau und die einfache Art der Ansteuerung ergeben sich für den dreidimensionalen Ringkernspeicher gemäß der Erfindung vielfache Verwendungsmöglichkeiten.

Besonders vorteilhaft erscheint seine Anwendung in Wählautomaten für Fernsprechanlagen, da sich hier der geringe Raumbedarf besonders vorteilhaft auswirkt. Weitere Einzelheiten der Erfindung seien an Hand der Fig. la und Ib näher erläutert, die eine ausführliche Darstellung des Magnetkernspeichers mit einer systematischen Darstellung des Impulsgenerators und der Leseverstärker zeigen.

Der Einfachheit halber sind je Matrize nur vier Kerne gezeichnet, z. B. II, 12,13 und 14. Die Reihenschaltungen der Magnetisierungsleitungen sind in der einen Dimension mit YX und K 2 bezeichnet, die in der anderen Dimension mit ΛΊ und X2. Die Magnetisierungsleitungen der einzelnen Dimensionen sind an ihrem einen Ende jeweils fest zusammengeschaltet, so am Punkt Xgem und am Punkt Y_gem·

Mit Gl und G 2 sind die Gegenmagnetisierungsleitungen bezeichnet. Die wirksame Reihenschaltung der Magnetisierungsleitung G1 wird durch Kontakte von Einspeichercoderelais A, B, C und D, die der Gegenmagnetisierungsleitung G 2 durch Kontakte der Auswertecoderelais AA, AB, AC und AD gesteuert, indem je nach dem Schaltzustand der einzelnen Coderelais die Gegenmagnetisierungsleitungen der einzelnen Matrizen überbrückt oder eingeschaltet sind.

Der Magnetkernspeicher ist so aufgebaut, daß jede Magnetisierungsleitung der'Dimension Wine bestimmte Rufnummer kennzeichnet, so z. B. Vl die Rufnummer NTi und Y2 die Rufnummer NT2 usw. Die Kennzeichnung der einzelnen Ziffern einer Rufnummer erfolgt entsprechend der Umsetzung in einen Vierercode durch die Einspeicher- bzw. Auswertecoderelais in jeweils vier Kernen, wobei jeder Kern ein Codekennzeichen symbolisiert. So kennzeichnen z. B. die Kerne II, III, IHl und IV 1 die erste Ziffer der Rufnummer NTi und die Kerne 12,113, III3 und IV3 die zweite Ziffer der gleichen Rufnummer.

Die Auswahl der einzelnen V-Drähte entsprechend der getasteten Rufnummer erfolgt durch Kontakte der

Namenrelais Ni bis Λ/10 und des zugehörigen Dekadenrelais Dl bzw. D 2 usw. Die Auswahl der X-Drähte zum stellengerechten Speichern oder Abfragen der einzelnen Rufnummernziffern erfolgt dagegen durch Kontakte der Einspeicher- bzw. Ausspeicherrelaiskette.

Zum Magnetisieren von vier jeweils eine Information darstellenden Speicherelementen in unterschiedlicher Kombination ist die jeweils wirksame Gegenmagnetisierungsleitung G 1 bzw. G 2 mit den Magnetisierungsleitungen beider Dimensionen so in Reihe geschaltet, daß sie in einer der Stromrichtung in den parallelen Magnetisierungsleitungen einer der beiden Dimensionen, z. B. X, entgegengesetzten Richtung vom Strom durchflossen wird. Der Magnetisierungsstrom ist dabei so gewählt, daß er allein wirkend im einzelnen Speicherelement eine Feldstärke kleiner als die Koerzitivkraft aber größer als die halbe Koerzitivkraft hervorruft. Die Zustandsänderung der einzelnen Speicherelemente erfolgt durch Koinzidenz der Ströme in den zugehörigen Magnetisierungsleitungen z. B. Xi und Yi, während durch zusätzliche Koinzidenz des Stromes in der zugehörigen Gegenmagnetisierungsleitüng das Speicherelement in seinem Ausgangszustand verbleibt.

Das Lesen der in den einzelnen Speicherelementen enthaltenden Information erfolgt in bekannter Weise über jeweils alle Kerne einer Matrize durchlaufende Lesedrähte, z. B. für Matrize 1 der Lesedraht L 1, für Matrize II der Lesedraht L 2 usw. Beim Abfragen des Magnetkernspeichers ist im Gegensatz zur Einspeicherung lediglich die Reihenschaltung der Magnetisierungsleitungen beider Dimensionen wirksam. Durch den Leseimpuls werden alle eine Information enthaltenden und im Schnittpunkt der ausgewählten Magnetisierungsleitungen, z. B. Xi und Yi, liegenden Speicherelemente in ihren Ausgangszustand zurückgekippt.

Zur Erzeugung der einzelnen Magnetisierungs- bzw. Leseimpulse dient eine in bekannter Weise aus Transistoren aufgebaute monostabile Kippstufe. Die Auslösung der einzelnen Impulse erfolgt jeweils durch Kontakte der von den die Auswahl der X-Drähte treffenden Relaisketten abhängigen Steuerrelais. Die einzelnen Leseimpulse werden dabei in einfacher Weise durch Umpolen der Impulsleitungen aus dem Magnetisierungsstromimpuls gewonnen.

Der untere Teil der F i g. 1 a und 1 b zeigt des weiteren die Leseverstärker LVi bis LV4, die die in den Lesedrähten beim Abfragen kurzzeitig induzierten Spannungsstöße verstärken. Die nachgeordneten Schaltstufen SSl bis SS4 dienen der Erzeugung eines leistungsstarken Stromimpulses, der die an die Auswerteleitungen 7 bis 10 angeschlossenen Auswertecodere-Iais sicher zum Ansprechen bringt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung für Magnetkernspeicher, insbesondere in Fernmeldeanlagen, bestehend aus in mehreren Matrizen angeordneten ferromagnetischen Ringkernen mit rechteckiger Hystereseschleife, von denen jeweils die sich in den einzelnen Matrizen entsprechenden Ringkerne kombiniert in Abhängigkeit ihres Schaltzustandes einen Informationsinhalt darstellen, bei dem die einzelnen, über alle Matrizen hinweg in Reihe und jeweils an einem Ende zusammengeschalteten Magnetisierungsleitungen für die Spalten- und Zeilenansteuerung in den einzelnen Matrizen über Auswahlschaltglieder an eine gemeinsame Impulsquelle schaltbar sind und bei dem die Auswahl der jeweils über eine Zeilen- und eine Spaltenleitung ansteuerbaren Ringkerne in den einzelnen Matrizen durch den einzelnen Matrizen individuell zugeordnete und alle Ringkerne beeinflussende Gegenmagnetisierungsleitungen abhängig von weiteren Auswahlschaltgliedern getroffen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Gegenmagnetisierungsleitungen zugeordnete Auswahlschalter (z. B. A. B, C, D) in unterschiedlicher Kombination jeweils wirksam geschalteten Gegenmagnetisierungsleitungen (z. B. GVl G i/U, GVUl G 1/IV) der einzelnen Matrizen (I, II, HI, IV) eine Reihenschaltung bilden und über die Magnetisierungsleitungen (Xn, Yn) zur Zeilen- und Spaltenansteuerung an die vorhandene einzige Impulsquelle (IP)anschaltbar sind.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in Reihe geschalteten Magnetisierungsleitungen für die Zeilenansteuerung (Xn) und für die Spaltenansteuerung (Yn) der einzelnen Matrizen (I bis IV) über die in Reihe geschalteten Gegenmagnetisierungsleitungen (G 1 bzw. G 2) ebenfalls in Reihe geschaltet sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in Reihe wirksamen Gegenmagnetisierungsleitungen (G) parallel zu den Magnetisierungsleitungen einer Dimension (z. B. X) durch die einzelnen Ringkerne, aber in entgegengesetzter Richtung gefädelt sind, so daß sie in einer der Stromrichtung in den parallel gefädelten Magnetisierungsleitungen entgegengesetzten Richtung vom Strom durchflossen werden.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Reihenschaltung der Magnetisierungsleitungen (z. B. X1 und Yi) beider Dimensionen (X und Y) und der wirksamen Gegenmagnetisierungsleitung (z. B. G 1) durchfließende Magnetisierungsimpuls allein wirkend in dem einzelnen Speicherelement eine Feldstärke kleiner als die Koerzitivkraft und größer als die halbe Koerzitivkraft hervorruft, so daß durch Koinzidenz der Ströme der Magnetisierungsleitungen beider Dimensionen das von beiden durchflossene Speicherelement (z. B. 1 1) vom einen stabilen Ausgangszustand in den anderen stabilen Zustand gekippt wird, während durch zusätzliche Koinzidenz des Stromes in der Gegenmagnetisierungsleitung die übrigen Speicherelemente (z. B. II 1) in ihrem Ausgangszustand verbleiben.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lesestromimpuls und der Magnetisierungsstromimpuls von einem einzigen, gleichzeitig die Leseverstärker steuernden Impulsgenerator (JP) durch Umpolen abgeleitet werden (2/7?l, 3ml).