DE1185659B - Magnetisches Speicherwerk - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: H 03 k

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

Deutsche Kl.: 21 al-37/60

R35923IXc/21al
16. August 1963
21. Januar 1965

Vorliegende Erfindung befaßt sich mit einem beliebig zugänglichen, wortorganisierten magnetischen Speicherwerk, das sich beispielsweise für die Verwendung in elektronischen Datenverarbeitungsanlagen eignet.

Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, ein wortorganisiertes Speicherwerk zu schaffen, das mit hohen Abfrage-Einschreibgeschwindigkeiten arbeitet, sich in Form kompakter Einheiten mit großer Speicherkapazität aufbauen läßt und durch selbsttätiges Ausmerzen von unerwünschten Störsignalen einen verläßlichen Betrieb gewährleistet.

Erfindungsgemäß ist ein wortorganisiertes Ein-Kern-pro-Bit-Speicherwerk mit mehreren parallelen Wortleitern und mehreren Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaaren dadurch gekennzeichnet, daß die in Querrichtung zu den Wortleitera verlaufenden Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaare jeweils aus zwei periodisch gekreuzten Leitern bestehen, und daß an jeder Überkreuzung eines Wortleiters und eines Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaares jeweils nur ein Magnetspeicherkern befindet, der mit dem betreffenden Wortleiter und nur einem der Leiter des betreffenden Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaares verkoppelt ist. An je zwei benachbarte Kerne, an die der eine Leiter eines Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaares angekoppelt ist, sind zugleich auch entsprechende nicht benachbarte (alternierende) Wortleiter angekoppelt. Für jedes Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaar sind ein Zifferntreiber und ein Lesedifferentialverstärker vorgesehen. Jeder Zifferntreiber ist mit den beiden Leitern des betreffenden Leiterpaares gekoppelt, und jeder Lesedifferentialverstärker ist mit seinen zwei Eingängen mit den entsprechenden Leitern des Leiterpaares gekoppelt.

Die Anordnung ist so ausgelegt, daß unerwünschte Störsignale in gleichem Maße in die beiden Leiter der einzelnen Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaare gekoppelt werden, so daß die Störsignale im Eingangskreis des Lesedifferentialverstärkers sich aufheben und gelöscht werden. Die bei Beschicken eines Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaares mit einem Ziffernimpuls entstehende Spannung erscheint in gleichem Maße in den beiden Leitern des Paares. Wird ein Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaar mit einem Ziffernimpuls beschickt, so hat dies zur Folge, daß Störsignale auf ein benachbartes, nicht erregtes Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaar gekoppelt werden und (wegen der periodischen Vertauschung der beiden Leiter des Paares) dort in gleichem Maße in beiden Leitern des Paares erscheinen. Beschickt man einen Wortleiter mit Abfrage- oder Einschreibimpulsen, so Magnetisches Speicherwerk

Anmelder:

Radio Corporation of America,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,

München 23, Dunantstr. 6

Als Erfinder benannt:

Barry Ivan Kessler, Cherry Hill, N.J. (V.St.A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 5. September 1962
(221501)

werden gleiche Störkomponenten in die beiden Leiter jedes Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaares gekoppelt. Die einzige Figur der Zeichnung veranschaulicht ein erfindungsgemäß ausgebildetes magnetisches Speicherwerk.

Das Speicherwerk hat mehrere Wortleiter 10, die parallel zueinander in einer einzigen Ebene (oder in gefalteten Ebenen) verlaufen. Ferner sind mehrere in Querrichtung zu den Wortleitern 10 verlaufende Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaare 12 vorhanden. Die hier gezeigten Wortleiter 10 und Ziffern-Lese/

Schreib-Leiterpaare 12 repräsentieren eine in Wirklichkeit sehr viel größere Anlage, die aus beliebig zugänglichen Speichereinheiten von beispielsweise je Wortleitern 10, die von 56 Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaaren 12 geschnitten werden, besteht, so daß sich Speicherkapazität von 512 Wörtern aus jeweils Informationsbits pro Einheit ergibt.

Die einzelnen Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaare 12 bestehen jeweils aus zwei Leitern, die in einer in dichtem parallelem Abstand von der Ebene der Wort-

leiter 10 angeordneten Ebene liegen. Die beiden Leiter der einzelnen Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaare sind jeweils in regelmäßigen Abständen vertauscht oder gekreuzt, so daß jeder Leiter sich jeweils über seine halbe Länge auf der einen und über die andere Hälfte seiner Länge auf der anderen Seite befindet.

An jeder Überkreuzung eines Wortleiters 10 und

eines Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaares 12 ist ein

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magnetisches Speicherelement, beispielsweise ein Ferritkern 14 angeordnet. Die Kerne 14 sind durch die Wortleiter 10 und die Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaarel2 nach einem Schema verdrahtet oder verkoppelt, gemäß dem die mit nicht benachbarten alternierenden Wortleiter 10' verkoppelten Kerne 14' außerdem mit dem einen Leiter 12' eines Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaares verkoppelt und die mit den dazwischenliegenden nicht benachbarten Wortleitern 10" verkoppelten Kerne 12" mit dem anderen Leiter 12" des Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaares verkoppelt sind. Das heißt, zwei benachbarte Kerne 14' (oder 14"), die mit einem Leiter 12' (oder 12") eines Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaares 12 gekoppelt sind, sind immer auch mit entsprechenden nicht benachbarten, alternierenden Wortleitern 10' (oder 10") gekoppelt. Dies ergibt eine sogenannte Ein-Kern-pro-Bit-Speicheranordnung (eine Speicheranordnung mit je einem Kern oder Speicherelement pro gespeichertes Bit), bei der an jeder Überkreuzung eines Wortleiters mit einem Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaar sich jeweils nur ein magnetischer Speicherkern befindet und jeder Speicherkern mit einem Wortleiter und nur einem der Leiter eines Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaares verkoppelt ist. Jeder Wortleiter 10 verkoppelt somit eine Anzahl von Kernen 14, die gleich ist der Anzahl der Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaare 12, die ihrerseits gleich ist der Anzahl der Nachrichtenbits eines gespeicherten Wortes.

Eine Abfrage - Einschreib - Worttreiberstufe 20 schickt Abfrage- und Einschreibimpuls über Schalter 22, die Wortleiter 10 und Schalter 24 in eine gemeinsame Rückleitung, beispielsweise Masse 25. Die Schalter 22 und 24 bestimmen, welcher Wortleiter 10 in einem gegebenen Arbeitszyklus Abfrage- und Einschreibimpulse erhält. Die Schalter werden mittels des üblichen Wortentschlüsselers oder -decoders 26 gesteuert.

Am einen Ende der einzelnen Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaare 12 sind die beiden Leiter 12' und 12" mit den entsprechenden Eingängen eines Leseverstärkers gekoppelt. Für jedes Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaar 12 ist eine Zifferntreiberstufe 32 vorgesehen, die über entsprechende Widerstände 34' und 34" die beiden Leiter 12' und 12" eines Paares mit Ziffernimpulsen beliefert. Die Zifferntreiberstufen 32 arbeiten unter der Steuerung des üblichen Speicherregisters 36. Am anderen Ende der einzelnen Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaare sind die beiden Leiter 12' und 12" an eine gemeinsame Rückleitung., beispielsweise Masse 38, angeschlossen. Die Lesedifferentialverstärker 30 haben entsprechende Ausgangsleitungen, die in der Zeichnung mit 1ⁿ~ⁱ, 2" und 2"⁺¹ bezeichnet sind, wobei diese Bezeichnung die aufeinanderfolgenden Binärbits eines wahrgenommenen Wortes kennzeichnen. Eine Information wird in eine Wortspeicherzelle des gezeigten Speicherwerks in der Weise eingeschrieben, daß ein Einschreibimpuls von der Worttreiberstufe 20 in den durch die Schalter 22 und 24 gewählten Wartleiter 10 geschickt wird. Bestimmte der Zifferntreiber 32 beliefern die Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaare gleichzeitig mit entsprechenden Ziffernimpulsen, je nachdem ob die entsprechenden Ziffern des Wortes »1« oder »0« sind. Die Koinzidenz eines Einschreibimpulses in einem mit einem gegebenen Kern gekoppelten Wortleiter und eines Ziffernimpulses in dem mit diesem Kern gekoppelten Leiter eines Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaares kann dazu verwendet werden, eine »1« (oder eine »0«) zu speichern. Die koinzidenten Einschreibund Ziffernimpulse können entweder addierende oder subtrahierende Polaritäten haben. Die Ziffern eines Wortes werden aus dem Speicher in der Weise abgefragt, daß ein Abfrageimpuls von entgegengesetzter Polarität vom Worttreiber 20 in den gewählten Wortleiter 10 geschickt wird. Dadurch wird in demjenigen Leiter eines jeden Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaares,

ίο der mit einem eine »1« (oder eine »0«) speichernden Kern gekoppelt ist, ein Lesesignal induziert, während kein Lesesignal in dem betreffenden Leiter induziert wird, wenn der damit gekoppelte Kern eine »0« (bzw. eine »1«) speichert. Das induzierte Signal wird durch den entsprechenden Lesedifferentialverstärker 30 wahrgenommen.

Ein durch Schalten eines Kernes 14' in einem Leiter 12' induziertes Lesesignal gelangt zum einen Eingang des entsprechenden Leseverstärkers, während ein durch Schalten eines Kernes 14" in einem Leiter 12" induziertes Lesesignal (der gleichen Polarität) zum anderen Eingang des Leseverstärkers gelangt. Am Ausgang des Lesedifferentialverstärkers erscheint daher entweder ein positiver oder ein negativer Impuls. Die Ausgangsimpulse des Leseverstärkers werden durch einen Vollweggleichrichter (nicht gezeigt) geschickt, um Impulse mit nur einer Polarität zu liefern. Man kann aber auch dafür sorgen, daß die in den Leitern 12' und 12" induzierten Lesesignale entgegengesetzte Polarität haben, indem man den Worttreiber 20 so einrichtet, daß er Abfrage-Einschreib-Impulse in der einen Richtung durch die alternierenden Wortleiter 10' und in der entgegengesetzten Richtung durch die dazwischenliegenden Wortleiter 10" schickt. Dadurch wird erreicht, daß die Ausgangssignale eines Lesedifferentialverstärkers 30 stets die gleiche Polarität haben und daher kein Vollweggleichrichter benötigt wird.
Es soll jetzt die Art und Weise beschrieben werden, in der das erfindungsgemäße Speicherwerk die nachteiligen Auswirkungen unerwünschter Störsignale verringert. Das Speicherwerk ist so ausgebildet und ausgelegt, daß Störsignale mit gleichen Amplituden und gleichen Polaritäten jeweils auf beide Leiter 12' und 12" eines Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaares 12 gekoppelt werden und dadurch im Eingangskreis des entsprechenden Lesedifferentialverstärkers 30 ausgeglichen und gelöscht werden. Dank der Ausgleichung und Löschung von während des Einschreibteiles eines Abfrage-Einschreib-Zyklus entstehenden Störsignalen kann das Speicherwerk für höhere Arbeitsgeschwindigkeiten bemessen werden, indem man den Abfrageteil des Zyklus in kürzerem Zeitabstand nach dem Einschreibteil einsetzen läßt, als es andernfalls möglich wäre. Durch die Auslöschung der Störsignale während des Abfrageteils des Zyklus wird eine verläßlichere Ablesung der gespeicherten Information erreicht.

Die Störunterdrückung selbst geht etwa wie folgt vonstatten: Gelangt von einem Zifferntreiber 32 ein Ziffernimpuls in die beiden Leiter eines Ziffera-Lese/Schreib-Leiterpaares 12, so wird in diesen Leitern eine Spannung induziert, die eine Funktion des induktiven Widerstandes der mit diesen Leitern verkoppelten Kerne und der Steilheit der Vorderflanke und der Rückflanke des Ziffernimpulses ist. Diese induzierte Gegenspannung kann um mehrere Größenordnungen größer sein als das in einem Ziffern-Lese/

Schreib-Leiter induzierte Lesesignal. Die in den Ziffern-Lese/Schreib-Leitern 12' und 12" auftretenden Gegenspannungen haben im wesentlichen gleiche Amplitude und gelangen zu den beiden Eingängen des Lesedifferentialverstärkers 30, in dessen Eingangskreis sie sich gegenseitig aufheben und löschen. Da die Störsignale auf diese Weise unterdrückt werden, wird der Leseverstärker nicht gesättigt oder übersteuert, wie es bei einem starken unausgeglichenen Eingang der Fall wäre, so daß der Leseverstärker sich rasch erholen und die Anwesenheit eines Lesesignales kurze Zeit nach dem Einspeisen eines Abfrageimpulses in einen Wortleiter wahrnehmen kann.

Bei einer Anordnung, in der die beiden Leiter der einzelnen Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaare nicht periodisch über ihre Länge gekreuzt oder vertauscht sind, würde die Eingabe eines Ziffernimpulses in ein Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaar zur Folge haben, daß die entstehende Ziffernstörspannung ungleich in die beiden Leiter eines benachbarten nicht erregten Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaares gekoppelt wird. Die dadurch in den beiden Leitern des Nachbarpaares erzeugten ungleichen Signale erscheinen am Leseverstärker des Nachbarpaares als kräftiges Störsignal. Die Vertauschung der Leiter der einzelnen Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaare bewirkt, daß die Ziffernstörspannung von einem erregten Leiterpaar gleichmäßig auf die beiden Leiter eines nicht erregten Nachbarpaares gekoppelt wird. Die mit gleicher Amplitude in den beiden Leitern des Nachbarpaares anstehenden Störspannungen werden im Eingangskreis des entstehenden Lesedifferentialverstärkers gelöscht.

Auch Störsignale, die von den einzelnen Wortleitern 10 beim Beschicken derselben mit einem Abfrage- oder Einschreibimpuls in die beiden Leiter der verschiedenen Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaare gekoppelt werden, können ausgeglichen und gelöscht werden. Diese Art von Störspannung wird kapazitiv (oder induktiv) von einem Wortleiter in die beiden Leiter der einzelnen Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaare gekoppelt. Um die gewünschte Ausgleich- und Löschwirkung zu erreichen, muß man darauf achten, daß der Speicher konstruktiv so ausgebildet ist, daß der Abstand zwischen einem Wortleiter und den beiden Leitern der einzelnen Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaare annähernd gleich ist. Die in diesem Fall mit gleichen Amplituden kapazitiv oder induktiv in die beiden Leiter der einzelnen Paare gekoppelte Störspannung wird ebenfalls im Eingangskreis des Lesedifferentialverstärkers unterdrückt.

Auf Grund der beschriebenen Ausbildung, bei der Magnetkerne sich nur an der Hälfte der vorhandenen Leiterüberkreuzungen befinden, könnte es so scheinen, als ob das Speicherwerk größere räumliche Abmessungen aufweisen würde als die bisher bekannten Ausführungsformen. Das Gegenteil ist jedoch der Fall. Dank der durch die vorgeschlagene Ausbildung erreichten Störunterdrückung kann man die Speichernetzebene dichter zusammen- oder übereinanderpacken, als es andernfalls angängig wäre, so daß das Speicherwerk sich erheblich kompakter oder gedrängter als vergleichbare bekannte Speicherwerke ausbilden läßt.

Zusammenfassend ist zu sagen, daß durch die Erfindung ein Speicherwerk geschaffen wird, das auf Grund der Kopplung gleicher, sich gegenseitig löschender Störsignale auf die beiden Eingänge der einzelnen Lesedifferentialverstärker eine größere Gedrängtheit des Aufbaus, eine erhöhte Zuverlässigkeit der Wahrnehmung und eine erhöhte Arbeitsgeschwindigkeit ermöglicht.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Magnetisches Speicherwerk mit mehreren Wortleitern und mehreren Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaaren, dadurch gekennzeichnet, daß die in Querrichtung zu den Wortleitern verlaufenden Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaare jeweils aus zwei periodisch gekreuzten Leitern bestehen und daß sich an jeder Überkreuzung eines Wortleiters und eines Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaares jeweils nur ein Magnetspeicherkern befindet, der mit dem betreffenden Wortleiter und nur einem der Leiter des betreffenden Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaares verkoppelt ist.

2. Speicherwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß immer zwei benachbarte, mit einem Leiter eines Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaares verkoppelte Kerne außerdem mit entsprechenden nicht benachbarten Wortleitern gekoppelt sind.

3. Speicherwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit jedem Wortleiter eine Worttreiberstufe gekoppelt ist, daß mit den beiden Leitern jedes Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaares eine Zifferntreiberstufe gekoppelt ist und außerdem auch ein Lesedifferentialverstärker mit zwei Eingängen entsprechend gekoppelt ist.

4. Speicherwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Zifferntreiberstufen jeweils an das Ende der entsprechenden Ziffern - Lese/Schreib - Leiterpaare angekoppelt sind, daß die beiden Leiter der einzelnen Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaare an deren anderen Enden mit einer gemeinsamen Rückleitung gekoppelt sind und daß der Lesedifferentialverstärker jeweils an das erstgenannte Ende der entsprechenden Ziffern-Lese/Schreib-Leiterpaare angekoppelt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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