Магнитный сдвиговый регистр

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹-Заявле||о 29.V.1970 (№ 1448869,18-24) .ЧПК И 03k 23i IO с присоединением заявки ¹â€”

Пр;|орнтс г ——

Опубликовано 19.Х.1971. Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 27.1.1972

Иомитет оо делам изовретвиий и открытий ори Совете овииистров

СССР

УДК 681.305,5 (088.8) Авторы изобретения

М. А. Боярченков и В. К. Раев

Институт электронных управляющих машин

Заявитель!

ЙАГНИТНЫЙ СДВИГОБЫЙ РЕГИСТР

Изобретение отнооится к области вычис.титсльной |гех)ниии, в частноети к устройствам для обработки и хранения двоглчной информации.

Для этой цели в ссвремсн11ых вычислительных у стройствах ши роко применяют сдвитххвые регистры, на пример, построенные на магнит ных элементах (на тонки матиитиых пленках и кристаллах).

В сз)вигово м регистрс Спэйпа нсоители двоичной информаци и — верхушки плоских магнипных доменов под действием двухмерной системы внсш|1их мапнитных полей перемещаюгся по низкокоэрцити вньв| мапнитопленочным каналам, осажденным в виде зигзагообразной конфигурацгли на немагн итную подложку. Мат иитоплено |ные каналы являются,ан изот1ропной мапигпной средой, ось аяизотро|пии которой по уело виям работы регистра должна составлять острый угол с продольной осью любого;кз низкокоэрцити вных каналов з игзагообразной конфигурации.

Однако функциональные возможност и регистра Спэйна ограничены.

Од|оим пз наиболсс существенных огра,ничений, я вля|ощимся следствием неудовлет BoðHTåëüHûY характеристик магнитной среды, используемой в регистре Спэй1на, является малое отношение поля образования зародыша обратного домена (носителя 1внформац ии) к полю продвижения этого домена, В существутощих магнитных пленках это отношеоие резко превышает 6 — 10. В результате при повышении быстродейсгвия регистра за счет

5 увеличения внешнего продвнгатощего поля возможен ввод ложноп инфо рмаци11 в репистр, вслелспвие неконтролируемого образов;1иня обратных доменов в магнит1ной среде.

Кроме гого, репистр Спэ|и1а имеет слож))) ную коммутацию системы внешних двухмср:|ых,продвигающих полей.

Целью изобретения является: упрощение схемы управления магнитным

)5 регистром, содержащдвм магнигную среду, в ( которой посредством системы полей от внеIIliH f. I и сточ ника и р схисходн т п р о движение магIIIIITных доменов от входно11 разрядной ячейки к устройств . с итть|вания;

2О повып|ение функциональной устойчивости магнитного регистра, использующего перемещение,afffm»ых доменов в маг11нтной среде под действием магн1итиых полей от внешнего источ!Н1ка1;

25 сократцение числа тактсхв продвигающих импульсов магнитного позя, HcобYîäèìûх для перемещения магнитных доменов на один разряд в регистре, использующем магнитнуто среду, в которой происходит перемс3Q щеинс и ф ик сированис магнитных доменов, (318166

3 являющихся носителями двоичной информации.

Эта цель достигаегся за счет использования магн итостагичсского взаимодействия в двухслойной ферpoixiaIJFIHTIIoII .системе, образованной однородной изотр анной м aIHIHTIBofi средой для перемещения магнитных доMBFFQIB, которой:служит орионпированный срез моноиристалличсжого ферромапнегика из класса мапн итооднооаных феррито в, и одномерных и агни Ро!Ста1тичеоиих лову1шек> Вып ол нОнных из ферромапнитного материала и размещенных на поверхности магнипной среды. Одномер ные магнитостатичесиие лавушки ipaciJOложе ны на повериноcTIH магнитной сре|ды:в

BikIJJe параллельных магнитопленочных kiaiIIpaiBляющих полосок, соединенных между собой танским образом, что в со воиупност и они образуют д ве вложе нные друг IB друга зигзагообразные конф ипуращи и, между которыми происходит даижение мапн итных домено в в магнитной среде. Ф ииоирование магнитных до«мено в и одно напр а вленное .их продвижение в регистре под действием одно мерного знакопеременного мапнитного поля, создаваемого внешним источником,,доспигается посредспвом вспомогательных магн итостатичесиих ловушек, ра сположенных на концах одномерных мапнитоста-пичесиих ловушек таким образом, что центры вспомогательных магпитостапических ловушек оказываюпся смещенными относительно биссектрис уг.чов:пересечения двух

coiccpiHIHx направляющих .полосок одномерных мапнитостагическ их ловушек IB сторону прод вижеыия информации в регистре. Существо,ва н ие одномер ных .и,вспомогательных магнитостатических ловушек на IJQIBcpxlHocTH магнит ной среды дает возможность уменьшить число тактовых им пульсов продвигающего магнитного поля и перемещать магнитные домены в магнитной среде одномер ным знакопереме нным полем в IkaikkipaiBJIeFIIHiH, составляющем острый угол с нап ра влением поля.

На фиг. 1 показан магнитный сдв иговый регистр;,на фиг. 2 — заминутый регистр, Магнитный сдв иговы и регистр, показа нный на фи г. 1, содержит магнитную сред у 1, которой служит тонкий срез мо н о кристалла мапн игоод ноос ного ферромапнепика. На поверхно сть мапнитной среды на несены одномерные магн итостатичесиие ловушии 2 из ферромагнитного материала, образо ван|ные на правляющ ими полосками 8. Ловушии соеди не ны между собой таKHII образом, что в совокупности обр,азуют две вложенпые друг в друпа .зигзагообразные конфигурации, между которы ми происходит движение матн ипных доменов 4 в магнитной среде. Ф иксирова н ие магнитных доменов осуществляется в разрядных ячейках регистров, образованных IBiGIIoмогательными магнитостатическими ловушками б. Верхний и нижний ряд этих ловушек образуют соответственно основные и промежуточные разрядные ячейки магнитного регистра.

Нахождение магнитного домена 4 в основной

4 ячейке регистра означает запись в эту ячейку двоичной единицы (на фиг. 1 в регистр записан двоичный код 10101 ... 01).

УстройcTIBo последовательного в вода двоичной информации состоит и з п ро водящего витка б, соединенного ш|иной 7 с генераторогм им пульсов 8. Ге1нератор 8 соединен шиной 9 с устройством управления 10. Устрой спво последовательного ввода, двоичной ин форма ци и может быть выполнено различным|и способами. Источник поля смещения 11 создает однородное магнитное поле, нормальное к по верхности и а пн иън ой среды. Источник:п р одвигающего поля 12 создает Не ременное им1«пульсное поле H„„, лежащее в плоскости мапнитной среды и,направленное параллельно биасекгр нсам углов, образо ва нных пересечен|ням и смежных направляющих поло.сок 3 одномерных мапнитостатическ их ловушек 12. Источники 11 и 12 соединены с устройством управления 10 шинами И и 14

COOTlB6TiC TBOHiFIO.

Устройство считы ва|ния состоит из IJpoiBoдящепо ви гка 15, соеди нсн ного с шинной 1б с цепью, нагрузки 17. Источник импульсов 18, соединенный с проводящим витком 19 шиной 20, образуот схему раз рушс пия ыапнитHQго домена в выход ной .разнарядкой ячейке маги ипного реги|стра. Испочник импульсов 18 и

3p iLIciIIb нагрузки 17 п одключЕны к устройс иву упpalBJIp!HIHFI 10 шинами 21 и 22 соывегственно.

Двоичная информа>цезия может быть |введена,в магнитный од ви говый репистр как последовательно, так и параллельно.

И н ф ор м асия может быть введена синхронно в и — 1 осно в ные разрядные,ячейками регистра,посредством успройспва параллельного ввода двоичной инфо рма ции, со стоящего из

4р проводящих витков 28 на поверхности магнипной среды, соединенных ши нами 24 с формирователем кода 25, который соединении шиной 2б с устройством у правле ни я 10.

Устройство работает следующим образом.

45 При подаче в проводящий виток б импульса записи «1» от генератора 8 во входной разря дной ячейке мапниTikiok о ipE пистра зарождается магнитный домен 4, фиксируемый вспомо1гaiTC;IblHQH мапн итостагической ловуш50 кой б. После этого источник 12 вырабатывает дву полярный импульс .продвигающего поля Н„р . За время действия импульса продвигающего поля H,ð отрицательной полярности магиигный домен 4 перемещается из

55 oGHoâíîé разрядной ячейки в промежуточную, Здесь 34aIFIIHTIHbIH домен 4 устанавливается по вспомогательной магнитостатической ловушке б, При действиями положительной части импульса .продвигающего поля О„р маг60 IIHTHbIH домен 4 из промежуточной разрядной ячейки перемещаешься в следующую о с новную разрядную ячейку. Так им образом, в регистре за один такт про и сходит сдвиг двоичной информации на од ин разряд. Зались и нфор55 мации осуществляется в промежутках между

318166

5 имп ульсами продвигающего поля Н„р . Ilocле и пРодвигающих импУльсов Н„р в и-!Раарядном магнитном сд виговом регистре магнитный домен 4 доститает выходной ячейки регистра и наводит в проводящем внтке 19 импульс считывания, который региатр и1руется цепью нагрузки 17. После этого магнитный домен 4 в выходной ячейке регистра может быть разрушен подачей в проводящий в иток 15 импульса соответствующей,полярности от,источника 18 или передан!B люб ую другую конфигурацию, сопряженную посредством магнитостатических ловушек с данным магнитным сдвиго вым репи|стром.

Аналогично осуществляется napaллель ный ввод двоичной информации и, когда от формирователя кода 25 .в и — 1 про водящий виток 23 поступает синхронно (и — 1) = разрядный,параллельный код,с последующим сдвигом этого кода под действием импульсов продвигающего поля Н „р к .выходной ячейке магнитного сдв игэвого регистра.

Синхронизацию работы блоков 8, 12, 17 и

18 .или блоков 25, 12, 17 и 19 соответственно осуществляет устройство управления 10, В мапнит11ом;сдв иговом регHIcTpp. передача ннформации осуществляется в двух npo pHlBono;IoMHbIx направлениях в зависимости от расположения вспомогательных магнитостатических ловушек 5 на:концах одномерных мапнитостатических ловушек 2. 3TQ может служить основой для,построения магнитного cgB!Hro!Bono регистра, информация в котором, циркулирует по .замкнутом у контуру.

Отличительной особенностью конструкциями замкнутого магнитного сдвиго1вого регистра (см. фиг. 2) является существование двух боковых oi+IIIoiMBpHbix магн истостатических ловушек 27, соединяющих,вержн ие и ниж н ие зигзагообразные конфигурации и ориенпирован ных параллельно биссектри1сам угле|в, образованных пересечением двух смежных ,na!n!paBJIHIoIillHx полосок 8 одномерных маннитостатических ловушек 2. На ф иг. 2 показан семиразрядный замкнутый одвигoiBbli(репистр, в котором записан двоичный код 1011101, Замкнутый сдвиго вый регистр работает аналогичч1о описанному мапнитному сд в иговому регистру.

Описаяные регистры,позволяют осуществлять мапнитооптическое cvHTbilaaнне информаци и за счет хорошей оптической проз1рачности магии пной среды и налич:пя зазора между:направляющими полоокамн.

В предложенном реигстре одномерные, 1 магнитостатичсские ло вушни 2 .могут в от5 дельных случаях состоятыиз одной ферромаг- инитной полоски 8. Конфигурация вспомога-, тельных .мапйитостатичеоких ловушек 5 может

1 быть произ вольной, продвигающие поля— двухмерными. Кроме того, могут быть,видоиз-, 10 менены зигзагообразные канфитурации, составленные из одномерных мапнитостатичес(1

KHX;IOlBVIIIOI(2.

Предмет изобретения

1. Магнитный cJBIHговый регистр, содержа- щ ий y.cTpoHcTlBo вво да двоичной и нформации,, устройство считывания, и сточник продвигаю- щего поля, соединенные с устройством уп20 ра(вления, и магнипную среду, в которой могут существовать и перемещаться магнитные домены, отличающийся тем, что, с целью уп1 рощения схемы управления и,повышения функциональной устойчивоспи регистра, а

25 поверхности магнипной среды размещена си-,, стема одномерных магнитостапических лову- шек из ферромагнитного материала, соединенных между собой таким образом, что в совокупности они образуют зигзагообразные

30 коцфпгурацпн, под которымн в магнптноп, :среде расположены магнитные домены.

2. Магнитный сдвиговый регистр по и. 1, отличающийся тем, что, с целью сокращения числа Tain o!Bblx импульсов, одномерные маг-, 35 d IiH T oic T a T H H cciII H c л о1в уш к и co+ Bp iK a T в с п о>1о г а -, тельные магn!HToстатичеокие ло вушки, распо-, ложенные на концах одномерных мапнитоста1 тических ловушек асимметрично по отноше-! нию к биссектрисам углов пересечения смеж-, 40 пых одномерных магн итостат11чеcMHx ловушек, 1 и сдвинутые относительно этих биссектрис в, сторону продвижения информации в регистре., 3. Магпитный сдвиговый,регистр по п. 1,, отличающийся тем, что, с целью обеспеченnÿ

45 замкнутого режима работы регистра, з1чгзаго-, образные конфигурации, составленные из од-, .номерных магн итостатических ловушек, соеди-, не ны друг с другом посредством боковых ол( номерных магнитостатичеоких ло вушек, рас50 положенных napaллель но биссектрисам углов, образоBBHiHblx пересечением смежных одномерных магнитостатических ловушек.

318! 66

2б

Составитель Л. Скобелева

Техред Л. Евдонов Корректор А. Васильева

Редактор Л. Утехина

Загорская типография

Заказ 6273 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5