Ассоциативное запоминающее устройство на вертикальных блоховских линиях

 

Сущность изобретения: устройство содержит 1 магнитоодноосную пленку (1) с полосовыми доменами (2), которые содержат вертикальные блоховские линии (3), генератор 4, ЦМД 5, каналы ввода 6 и вывода 7 ЦМД, детекторы 8, каналы 9 продвижения верхушек доменов, совмещены с областями стабилизации доменов 10 и ЦМД 11, инверторы 12 и элементы И 13. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 11 С 11/14

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4810317! 24 (22) 05.04.90 (46) 15.02.93. Бюл, М 6 (71) Институт проблем управления (72) С.Е.Юрченко и M.À.Ðàçåíáëàò (56) "Электроника" т.58, N 26, 1985, с.с,3741.

"Электронная внешняя полость на

ЦМД", М., изд-во ИНЭУМ, 1988, с.63 — 70.

„, . И „„1795519 А1 (54) АССОЦИАТИВНОЕ ЗАЛОМИНАЮЩЕЕ

УСТРОЙСТВО НА ВЕРТИКАЛЬНЫХ БЛОХОВСКИХ ЛИНИЯХ (57) Сущность изобретения: устройство содержит 1 магнитоодноосную пленку(1) с полосовыми доменами (2), которые содержат вертикальные блоховские линии (3), генератор 4, ЦМД 5, каналы ввода 6 и вывода 7

ЦМД, детекторы 8„каналы 9 продвижения верхушек доменов, совмещены с областями стабилизации доменов 10 и ЦМД 11, инверторы 12 и элементы И 13, 2 ил.

1795519

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для создания запоминающих устройств (ЗУ) на вертикальных блоховских линиях (ВБЛ) большой емкости с повышенной скоростью выборки, Известно, что в случае реализации выборки информации из ЗУ не по ее адресу, а по содержимому, возможно значительно снизить время поиска требуемой информации, Данное обстоятельство особо ценно для устройства памяти большой емкости порядка 1 — 10 Гбайт, которые принципиально .возможно реализовать на основе ЗУ на

ВБЛ, так как с ростом емкости ЗУ увеличивается время выборки для известных структур ЗУ. Однако техническая сложность организации ВБЛ памяти с ассоциативной выборкой и отсутствие требуемых для этой цели функциональных узлов существенно затрудняет ее создание, Известно ассоциативное ЗУ на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД). Однако данное техническое решение не приемлемо для ЗУ на ВБЛ из-за отсутствия требуемых функциональных элементов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому техническому решению является ассоциативное ЗУ на ВБЛ. Указанное ЗУ содержит магнитоодноосную пленку с осью легкого намагничивания, перпендикулярной плоскости пленки, на которой расположены элементы стабилизации полосовых доменов и ВБЛ, элементы вытягивания верхушек полосовых доменов и отрезания ЦМД от этих верхушек, выполненные в виде системы параллельных токовых шин, дефлектор ЦМД в виде системы параллельных токовых шин для дискриминации (разделения) ЦМД с различной структурой доменных

Фграниц, логический элемент сравнения информации с ассоциативным признаком, выполненный на основе перфорированных

ЦМД продвигающих схем с токовым управлением, магниторезистивные детекторы

ЦЙД, Недостатком устройства-прототипа является техническая сложность реализации и невозможность осуществления маскирования разрядов ассоциативного признака, Целью изобретения является упрощение устройства, повышение его надежности и расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в ассоциативном запоминающем устройстве на ВБЛ, содержащем магнитоодноосную пленку с осью легкого намагничивания, перпендикулярной поверхности пленки, на которой расположены элементы стабилизации полосовых доменов и вертикальных блоховских линий, логические элементы сравнения находящейся в верхушках полосовых доменов информации с ассоциативным признаком, канал ввода ассоциативного признака в логические элементы сравнения, канал вывода ЦМД, магнитосвязанный с логическими элементами сравне"0 ния, элементы вытягивания верхушек полосовых доменов, детектор ЦМД, магнитосвязанный с каналом вывода, элементы вытягивания верхушек полосовых доменов содержат каналы продвижения верхушек полосовых доменов. каждый из которых выполнен в виде общего линейного участка, совмещенного с элементом стабилизации соответствующего полосового домена, и двух разветвленных участков, один из кото20 рых является линейным продолжением общего участка, а другой в своей начальной части образует с ним острый угол, канал ввода ассоциативного признака и логические элементы сравнения разделены на две группы, в каждой из указанных групп канал ввода ассоциативного признака выполнен в виде генератора ЦМД магнитосвязанного со своим каналом ввода. ЦМД, логические элементы сравнения в каждой из указанных

З0 групп магнитосвязаны со своим каналом ввода ассоциативного признака, с каналами продвижения верхушек полосовых доменов, и с каналом вывода ЦМД, логические элементы сравнения первой группы выполЗ5 нены в видел областей стабилизации ЦМД, расположенных в местах пересечения каналов ввода и вывода ЦМД, относящихся к первой группе, и линейного. канала продвижения верхушек полосовых доменов, логи 10 ческие элементы сравнения второй группы выполнены в виде областей стабилизации

ЦМД, расположенных в местах пересечения каналов ввода и вывода ЦМД, относящихся ко второй группе, и ответвленных каналов

45 продвижения верхушек полосовых доменов, при этом каналы ввода и вывода ЦМД выполнены в виде двухслойных токовых меандрообразных проводников, перпендикулярных каналам продвижения верхушек

50 полосовых доменов, каждый из каналов вывода магнитосвяэан со своим детектором цилиндрических магнитных доменов.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом

55 показывает, что заявляемое устройство отличается от известного следующими существенными признаками: — канал ввода ассоциативного признака, логические элементы сравнения и канал вывода ЦМД разделены на две группы для

1795519

10

20

40

50 независимого сравнения разрядов слова ассоциативного опроса, имеющих значение

"1" и "0" с одноименными разрядами слов, хранящихся в верхушках полосовых доменов; — канал ввода ассоциативного признака в каждой из групп выполнен в виде генератора ЦМД, магнитосопряженного со своим каналом ввода ЦМД; — каждый из каналов продвижения верхушек полосовых доменов состоит из общего линейного участка, магнитосвязанного с элементом стабилизации соответствующего полосового домена, и двух разветвленных участков, один из которых является линейным продолжением общего участка, а другой в своей начальной части образует с ним острый угол; — логические элементы сравнения в каждой из указанных групп магнитосвязаны со своим каналом ввода ассоциативного признака, с каналами продвижения верхушек полосовых доменов и с каналом вывода

ЦМД; — логические элементы сравнения первой и второй групп выполнены в виде областей стабилизации ЦМД, расположенных соответственно как в местах пересечения каналов ввода и вывода ЦМД, относящихся к первой группе, и линейного канала продвижения верхушек полосовых доменов, так и в местах пересечения каналов ввода и вывода ЦМД, относящихся ко второй группе, и ответвленных каналов продвижения верхушек полосовых доменов.

Благодаря совокупности указанных отличительных признаков у предлагаемого устройства появляются новые свойства; — упрощается конструкция устройства; — повышается его надежность за счет сокращения ряда технологических операций, требуемых, например, при создании перфорированных ЦМД продвигающих элементов с токовым управлением; — расширяются функциональные возможности устройства, например, появляется возможность осуществления маскирования разрядов ассоциативного признака, и воэможность выборки всех слов, наиболее близких к слову опроса, например, отличающихся от него только в одном разряде или в младшем разряде; — повышается скорость ассоциативной выборки информации.

Именно перечисленные свойства обуславливают положительный эффект, сформулированный в цели предложения, Авторам неизвестны технические решения, содержащие такую же совокупность отличительных признаков и проявляющие при этом те же свойства, что и предлагаемое техническое решение, т.е. предлагаемое техническое решение, по мнению авторов, соответствует критерию "существенные отличия".

На фиг.1 и 2 изображены элементы ассоциативного запоминающего устройства на ВБЛ соответственно в момент ввода слова опроса и в момент осуществления логической операции сравнения.

Устройство содержит магнитаодноосную пленку 1 с осью легкого намагничивания, перпендикулярной поверхности пленки. На поверхности пленки расположены стабилизированные полосовые домены

2, содержащие ВБЛ 3, генераторы 4 ЦМД 5, каналы ввода 6 и вывода 7 ЦМД, детекторы

ЦМД 8, каналы продвижения верхушек полосовых доменов 9, совмещенные с областями стабилизации полосовых доменов 10, области стабилизации ЦМД 11. Вне пленки находятся инверторы "0" ассоциативного признака 12 и логический элемент "и" 13 для восстановления считываемой информации.

Ассоциативная выборка информации в предложенном устройстве осуществляется следующим образом. Ассоциативный признак (слово опроса) в виде последовательности токовых импульсов разделяется на две последовательности, одна из которых инвертируется с помощью логического элемента "HE" (12), подаются на генераторы

ЦМД 4 и преобразуются в соответствующие независимые последовательности ЦМД для разрядов слова опроса, имеющих соответственно значение "I" и "0" (фиг.1). Данные последовательности ЦМД, содержащие "1" и "0", с помощью соответствующих каналов продвижения 6 вводятся в логические элементы сравнения (устанавливаются в соответствующих областях стабилизации 11).

При этом области стабилизации ЦМД, содержащих "1" и "0" ассоциативного признака, расположены в местах пересечения соответствующих каналов ввода и вывода

ЦМД, соответственно с линейными и ответвленными каналами продвижения верхушек полосовых доменов. Таким образом, в каналы ввода 6 последовательно (поразрядно) вводятся разряды слова опроса:

А = а ал-1 m ал-з ... а4 maza> где через m обозначены маскируемые разряды. Если ai(3=1,п) имеет. значение "1", то ЦМД вводится в верхний канал ввода (фйг.1) (канал "1"), если ai=™0", то ЦМД вводится в нижний канал (канал "0"). Если данный разряд А маскирован, то ЦМД вводятся . в оба канала, На фиг.1 для простоты слово опроса представлено в виде логической последовательности 0101, 1795519

При подаче сигнала "сравнение" происходит параллельное поразрядное сравнение слова, хранимого в виде наличия или отсутствия ВБЛ, подведенных к верхушкам полосовых доменов, со словом опроса (ассоциативным признаком). Для этого одним из стандартных для В БЛ устройств способов, например, путем создания локального неоднородного поля смещения вблизи верхушек полосовых доменов, осуществляют одновременно вытягивание(движение) всех верхушек полосовых доменов. При этом, верхушки полосовых доменов, содержащие

ВБЛ, продвигаются прямолинейно, а верхушки, не содержащие ВБЛ под действием гироскопической силы испытывают отклонение вправо и попадают в ответвленные каналы продвижения. В случае совпадения информации в соответствующих разрядах ассоциативного признака и хранимого слова для данных разрядов происходит магнитостатическое взаимодействие ЦМД с верхушкой движущегося полосового домена, в результате которого ЦМД выталкиваются из областей стабилизации, расположенных в каналах ввода 6 и попадают в области стабилизации, расположенные в соответствующих каналах вывода 7; выполненных в виде двухслойных сдвинутых токовых меандров (фиг.2). При подаче в них токовых импульсов, находящиеся в каналах

7 последовательности ЦМД выводятся, счи тываются детекторам 8, преобразуются в последовательности токовых импульсов, причем последовательность, соответствуюФормула изобретения

Ассоциативное запоминающее устройство на вертикальных блоховских линиях, содержащее магнитоодноосную пленку с осью легкого намагничивания, перпендикулярной поверхности пленки, на которой расположены элементы стабилизации полосовых доменов и вертикальных блоховских линий, логические элементы сравнения находящейся в верхушках полосовых доменов информации с ассоциативным признаком, канал ввода ассоциативного признака в логические элементы сравнения, канал вывода цилиндрических магнитных доменов, магнитосвязанный с логическими элементами сравнения, детектор цилиндрических магнитных доменов, магнитосвязанный с каналов вывода, элементы вытягивания верхушек полосовых доменов, о т л и ч а ю щ е ес я тем,.что, с целью упрощения устройства, 5

25 щая логическим "0" обратно инвертируется, после чего осуществляется выполнение стандартной операции поразрядного логического сравнения полученных последовательностей токовых импульсов и восстановление считанной информации.

Таким образом, как видно на фиг,2, когда и только когда одноименные разряды слова опроса и сравниваемого слова ЗУ имеют одинаковые значения, ЦМД из канала ввода 6 выталкиваются в соответствующий канал вывода 7. В одном из каналов вывода всегда появляется ЦМД для всех маскированных разрядов слова опроса. Если .суммарное число ЦМД в двух каналах вывода равно разрядности и слов, то данное слово точно соответствует опросу. По числу

ЦМД, появляющихся в каналах вывода при сравнении, можно найти все слова, наиболее близкие к слову опроса, например, отличающиеся от него только в одном разряде или в младшем разряде и т;д. Известные ассоциативные ЗУ на ЦМД и ВБЛ не обладают указанными возможностями маскирования отдельных разрядов и поиска слов, наиболее близких к искомому, В настоящее время оценить экономическую эффективность предлагаемого устройства затруднительно, иэ-за отсутствия массового производства ЗУ на ВБЛ, однако простота и технологичность предлагаемого устройства позволяют рассчитывать на его широкое применение в будущих изделиях вычислительной техники. повышения его надежности и расширения функциональных возможностей ээ счет маскирования разрядов ассоциативного признака, элементы вытягивания верхушек полосовых доменов содержат каналы продвижения верхушек полосовых доменов, каждый из которых выполнен в виде общего линейного участка, совмещенного с элементом стабилизации соответствующего полосового домена, и двух разветвленных участков, один иэ которых выполнен в виде линейного продолжения общего участка, а другой в сваей начальной части расположен к нему под острым углом, канал ввода ассоциативного признака, логические элементы сравнения и канал вывода цилиндрических магнитных доменов разделены на две группы, в каждой из укаэанных групп канал ввода ассоциативного признака выполнен в виде генератора цилиндрических магнит10

1795519

Составитель С.Юрченко

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Э,Лончакова

Редактор

Заказ 434 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ных доменов, магнитосвязанного со своим каналом ввода цилиндрических магнитных доменов, логические элементы сравнения в каждой из указанных групп магнитосвязаны со своим каналов ввода ассоциативного признака, с каналами продвижения верхушек полосовых доменов и с каналом вывода цилиндрических магнитных доменов, логические элементы сравнения первой группы выполнены в виде областей стабилизации цилиндрических магнитных доменов, расположенных в местах пересечения каналов ввода и вывода цилиндрических магнитных доменов, относящихся к первой группе, и линейного канала продвижения верхушек поло сравнения второй группы выполнены в виде областей стабилизации цилиндрических магнитных доменов, расположенных в местах пересечения каналов ввода и вывода цилиндрических магнитных доменов, относящихся к второй группе, и ответвленных каналов продвижения верхушек полосовых доменов, при этом каналы ввода и вывода цилиндрических магнитных доменов выполнены в виде двуслойных токовых меандрообразных проводников, перпендикулярных каналам продвижения верхушек полосовых доменов, каждый иэ каналов вывода магнитосвязан с соответствующим детектором цилиндрических магнитных доменов,