JPS5826111B2 - ２倍の周期の入力／出力装置を用いた磁気バブルドメイン装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 この発明は、一般的には、磁気バブルドメイン装置ない
しシステムに向けられていて、特に、周期拡大素子を有
する改良されたシステムに向けられるものである。

発明の先行技術 磁気バブルドメインシステム技術の現状では、ストレー
ジループにおけるそれらと同じように、基本的に同じ伝
播エレメントで、メイジャトラックがそのシステムの入
力ポートへおよびそのシステムの出力ポートからバブル
を伝播する働きをする。

すなわち、基本の伝播エレメントはすべてほぼ同じサイ
ズ、形状および動作特性を有する。

マイナループにおける基本の伝播エレメントは最大記憶
密度のためにそして信頼性のある伝播のための適切なバ
イアスマージンを与えるように設計される。

入出カドラックなどのようなメイジャトラックにおける
これらの同じ伝播エレメントの使用は、メイジャトラッ
ク上のスイッチ間の間隔が２つのビット（周期； ｐｅ
ｒｉｏｄ ）長に少な（とも等しいということを要する
。

すなわち、ストレージループの形状等のために、スイッ
チは、メイジャトラックに沿って適当な距離だけ隔てら
れる。

結果として、各出力ドラックはそのストレージループか
らの１つおきのビットの流れしか処理できない。

それゆえに、磁気バブルドメインシステムのデータレー
ト（ｄａｔａ ｒａｔｅ）を固有のフィールトレー）
（ｆｉｅｌｄ ｒａｔｅ ）の動作速度ナイシデー
タレートにまで高めるためには、１対の入力／出力（メ
イジャ）トラックが入力／出力機能の各々を処理するよ
うに用いられる。

この形式の装置は「スプリットノイールド（５ｐｌｉｔ
ｆｉｅｌｄ） Ｊないし「ピンポン（ｐｉｎｇ −
ｐｏｎｇ ） ｊ機構としてその技術で知られている。

これら公知の機構のどれにおいても、２つの出力ドラッ
クが１つの検出器にいっしょに含まれるかあるいは各々
がバブルを別の検出器に伝えるかである。

最初に述べたアプローチは、ストレージから情報を引き
出す際にアクセス時間に加える約５０％だけメイジャト
ラックの長さを増加させる。

第２のアプローチは、磁気バブルドメイン上のリードの
総数を増加させそして多くの電子回路を必要とし、その
ためにモジュールのコストを増加させる。

これらの上述の公知の技術の各々は、また、複雑さを増
し、そのためにチップの信頼性を減じる。

発明の概要 この発明はメイジャ伝播経路ないしトラックにおける特
大の（ｏｖｅｒｓ ｉｚｅ ）伝播エレメントの使用に
関する。

特に、特大のエレメントはメイジャ／マイナループ構成
における隣接マイナループ間の距離に広がる。

したがって、全データ出力速度が、アクセス時間、形状
ないし複雑さを悟性にすることなく、固有のフィールド
データレートに等しい。

この発明について特徴的であると思われている新規な特
徴は特に添付の請求の範囲に示される。

しかしながら、この発明それ自身、その構成および動作
のその方法についても追加の目的およびその利点ととも
に、添付の図面に関連して読まれるとき、特定の実施例
の以下の説明から最もよく理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は２ポートメイジヤ／マイナループシステム構成
の概略的な描写である。 第２図はシングルループソイジャ／マイナル−フシステ
ム構成ノ概略的な描写である。 第３図はりブリケート／転送スイッチである。 第４図はスワップゲートの設計図である。 第５図はトランスファ・インスイッチである。 第６図は４ビット間隔の交換スイッチである。 第７図は発生器の設計図である。第８図および第９図は
第４図に示す素子について駆動フィールドに対するバイ
アスマージンのグラフ表現である。 好ましい実施例の説明 ここで第１図を参照すると、「２倍の周期（ｄｏｕｂｌ
ｅｐｅｒｉｏｄ） Ｊメイジャループトラックを用いた
１ブロツクのリプリケート装置の概略的な描写が示され
ている。 特に、シェブロンまたはその類似のものを用いる典型的
な設計の複数のストレージループが設けられている。 入力装置は、ストレージループの第１の端部に隣接して
配置された書込みトラックを用いるようにされている。 書込みトラックは複数の伝播エレメントを含み、それら
はストレージループに含まれる伝播エレメントのサイズ
のほぼ２倍であるように概略的に表現されている。 すなわち、書込みトラックの伝播エレメントは隣接スト
レージループ間の距離に広がるように配列される。 図示された実施例において、書込みトラックの伝播エレ
メントの各々は、ギャップ余裕度の大きい形式の素子の
構成（アメリカ合衆国特許第４０７５６１１号参照）を
有する。 書込みトラックは、関連の入力スイッチの動作にしたが
ってそれぞれのストレージループにバブルを選択的に転
送するように、適当な態様で配列される。 入力スイッチはスフツブスイッチないしトランスファ・
インスイッチの形式をとりうる。 書込みトラックの入力端には、以下に説明されるような
適宜の形態の発生器素子が設けられている。 書込みトラックの出力端ないし終端では、書込みトラッ
クは適宜の形態のガードレールに取り入れられあるいは
連結されている。 ストレージループの他端には、出力ないし読出しトラッ
クが設けられ、それらは書込みトラックにおいて利用さ
れていると同様の複数の伝播エレメントを含む。 再び、適当な出力スイッチがストレージループの出力端
とその読出しトラックとの間に配置される。 出力スイッチは以下に説明するようにリグリケードスイ
ッチまたはりブリケート／トランスファスイッチの形式
をとりうる。 読出しトラックは適当な形態をとり、そして適当な形態
の検出器回路ないし構造に連結される。 動作において、バブルは通常の態様で発生器によって発
生される。 典型的には、信号がその発生器に関連するパッドに印加
されて電流信号を発生し、そこでは発生器がその一部を
形成する伝播エレメントにバブルを発生させる。 そのバブルは通常の回転磁界に応答してその書込みトラ
ックに沿って伝播する。 望むとき、スイッチ導体に関連するパッドにパルスを印
加することによって入力スイッチが活動化される。 したがって、バブルは、そこへの記憶のために、そのス
トレージ／Ｌ／ −フへ選択的に転送される。 同様に、バブルは、出力スイッチへの制御信号の印加に
よって、そのストレージループから読出しトラックへ転
送される。 制御信号は電流パルスの形式をとり、それはその出力ス
イッチの導体に関連するパッドに与えられる。 検出器は、読出しトラックに沿って伝播後に通過するバ
ブルを検出するように作動する。 検出器では、信号がその検出器の導体に関連するパッド
に適当なセンス増幅回路を接続することによって観察さ
れる。 ここで第２図を参照すると、「２倍の周期の」メイジャ
ループ伝播エレメントを利用する１つのメイジャ／マイ
ナループの装置が示されている。 再び、複数のストレージループが設けられる。 そのストレージループは、この装置ではマイナループを
形成する。 メイジャないし入力／出力ドラックはストレージループ
のすべてに隣接して配置される。 特に、メイジャトラックは、ストレージないしマイナル
ープの各々の同じ端に隣接して配置される。 適当な設計のスフツブスイッチがメイジヤループとマイ
ナループとの間に介挿される。 スフツブスイッチは任意の適宜の形態のものであり、そ
して交換スイッチやその類似のものであってよい。 適宜の設計の発生器がメイジャトラックに設けられる。 さらに、メイジャトラックと検出器との間に出力ドラッ
クが設けられる。 出力スイッチがその出力ドラックとメイジャトラックと
の間に挿入される。 出力スイッチは適当な設計のリプリケート／トランスフ
ァ形式のものであってよい。 再び検出器はこの形式のシステムのための任意の適当な
設計のものである。 動作において、発生器の導体に関連するパッドにパルス
を印加することによって、バブルがその発生器で発生さ
れる。 そのバブルはこの技術において公知の回転磁界に応答し
てメイジャトラックに沿って伝播する。 ストレージループに隣接するメイジャトラックの適当な
位置にバブルが到達したとき、関連する導体パッドを介
してそのスフツブスイッチに適当な大きさと適当な期間
の電流パルスを印加することによって、そのスワップス
イッチが活動化される。 そして、記憶のために、バブルがそのストレージループ
に、転送される。 反対にその記憶領域からバブルドメインを除去したいと
きには、再びスワップスイッチによって、そのバブルが
ストレージループからメイジャトラックへ切換えられる
。 この動作はまた、適当な大きさの適当な極性の適当な期
間の電流パルスを印加することによって制御される。 ついで、バブルはメイジャトラックのまわりを伝播し、
出力スイッチを介して検出器へ選択的に切換えられる。 リプリケートモードにおいては、非破壊読出しが可能で
ある。 ここで、第３図を参照すると、第１図または第２図の出
力領域に図示されたようなリプリケート／トランスファ
スイッチの概略的な描写が示されている。 第３図において、非対称シェブロンの形式のギャップ余
裕度の大きい素子が伝播経路ないしストレージループの
メイジャ素子を形成する。 同様に、ストレージループにはコーナーエレメント１２
のみならずツイスト−Ｉバー１１および１６が含まれる
。 ループを通しての伝播がそれに関連する矢印によって示
唆されている。 大きなダブルサイズ（ｄｏｕｂｌｅ ５ｉｚｅ）のエ
レメント１４が、第１図および第２図に示した技術ない
しシステムのイスれにおいても、メイジャトラックの一
部ヲ形成スる。 エレメント１７および１３を含む中間経路が、リプリケ
ート／トランスファスイッチの一部として用いられ、メ
イジャトラックにおけるストレージループ間を実質的に
インタフェースする。 点線で示される導体１５が、ストレージループがらメイ
ジャトラックへのバブルの転送を制御するために設けら
れる。 このようにして、バブルはストレージループを通して伝
播しかつ導体１５への電流パルスの印加によって、選択
的に２つのバブルに分割される。 うしろのバブルは、ついで、エレメント１７からエレメ
ント１３にそしてそこから最終的にエレメント１４に転
送される。 エレメント１４は、ストレージループにおけるデータレ
ートに関連するデータの流れにおけるどんな遅延や減速
もないように、隣接ストレージループ間の距離に広がる
（第１図および第２図もまた参照）、ということがわか
る。 すなわち、エレメント１３で隣接ストレージループのう
ち切換えられたバブルが隣接エレメント１４に加えられ
る。 したがって、どんな介在エレメントも必要ではなく、そ
してデータ出力は回転磁界の回転ごとに発生される。 ここで、第４図を参照すると、この発明における使用の
ためのスフツブゲートの設計の概略的な描写が示されて
いる。 再び、マイナないしストレージループが、非対称のギャ
ップ余裕度の大きい形式の素子４０によって設けられる
。 コーナエレメント４１がストレージループに含まれてい
て、そしてバフルは矢印で示したように、そのループを
通って伝播する。 出力ドラックないしループは、複数の「ハンドガン（ピ
ストルｚ ｈａｎｄ ｇｕｎ ） ｊエレメント４４
のみならず、ダブルサイズのエレメント４５を含む。 エレメント４４に関連するものは、バーエレメント４３
およびスイッチ機構の一部を形成するギャップ余裕度の
大きいエレメント４２である。 点線で示す導体４６は、また、その素子のエレメントに
隣接して配置される。 動作において、バブルは、エレメント４０および４１を
含むストレージループを通して伝播する。 導体４６への制御信号の印加によって、バブルがブロッ
クされかつバーエレメント４３に転送される。 そこからバブルは、エレメント４４そしてそこから隣接
エレメント４５に伝播する。 同時に、エレメント４５のまわりのメイジャトラックに
沿って伝播するバブルは、導体４６の電流によってブロ
ックされる。 そのバブルは、ついで、拡大し、エレメント４３そして
そこからエレメント４２に転送される。 バブルは、ついで、エレメント４２に沿って伝播し、エ
レメント４０に転送され、それによって適当なループに
ストアされる。 バブルはメイジャループからマイナないしストレージル
ープへ１つずつ交換（スワップ）され得る。 さらに、データレートにおけるどんなタイミング制御や
減少も発生しない。 ここで、第５図を参照すると、トランスファ・インスイ
ッチ装置が示される。 再び、ストレージループは、シェブロンニレメン）５０
およびコーナエレメント５１を含む。 磁極エレメントがまたＩバー５２によって設けられる。 ハンドガンエレメント５３がトランスノア・インスイッ
チ経路の一部を提供するために、他のシェブロンエレメ
ント５４に関連している。 ダブルサイズのエレメント５６が、上で説明したように
、メイジャトラックを形成する。 点線で示す導体５７は制御導体である。 再び、エレメント５６を含むメイジャトラックに沿って
伝播するバブルは、導体５１への電流信号の印加によっ
て選択的にフロックされる。 そのバブルは拡大し、ニレメン１−５４，５３゜５２お
よび５０に順に転送され、そこではバブルはマイナルー
プにストアされかつ図示された矢印にしたがって循環す
る。 この場合、バブルは、通常、適当なスイッチ技術ないし
装置によって、他端でそのストレージループから除去さ
れる。 ここで、第６図を参照すると、この発明の２倍の周期の
トラックを用いた発生器の概略的な描写が示されている
。 再び、２倍の周期のトラックエレメント６０が、前述の
装置のいずれかにおけるメイジャトラックないしその類
似のものを提供するように配列されている。 導体６１が制御パルスを選択的に印加するために、そこ
に関連づけられている。 そのパルスが印加されるとき、バブルが公知の技術にし
たがって、２倍の周期のトラックエレメント６０に発生
される。 バブルのこの発生に際して、バブルが矢印で示される方
向に伝播する。 このようにして、第１図または第２図に示されるシステ
ムで用いられ得る発生器装置が示されている。 ここで、第７図を参照すると、交換スイッチのより詳細
な配列が示されている。 この図示に際して、大きい折り曲げられたストレージル
ープが示唆されている。 たとえば、そのストレージループは矢印によって表わさ
れる細長い経路を含む。 その経路がより多くの情報をストアしうるストレージル
ープを含めば含むほど関連のそれぞれのスイッチ間の間
隔がより大きくなるものと考えられる。 同じデータスループットを維持するために、図示される
ようなダブル幅のエレメント７０および７１を含むこと
が望ましい。 第７図に示す出力ポートは、エレメント７０および７１
を含む一方方向トランスファスイッチを含み、そしてそ
のうえ、エレメント７２および７３を含む埋込み（ｍｅ
ｒｇｅ）エレメントを含む。 動作において、バブル伝播の通常の経路が順に示されて
いる。 これらの通常の経路は、０．１．２．３．４．５および
０′、１′、２′、３′、４′および５′である。 しかしながら、交換動作においては、経路はｑ、１′、
２″、３″′、４．５、およびＯ１■、２．３“、４“
、５′になるようにそれぞれ配列される。 この経路は正確な極位置に関しては図示されていない。 このようにして、この回路構成にしたがえば、４ピット
間隔のスイッチが設けられる、ということがわかる。 この間隔の配列はシステムのためのより良いデータスル
ープットを許容する。 すなわち、ループ間の間隔は６λであり、他方スイッチ
間の間隔は４λである。 間隔は正確には等しくないけれども、通過速度において
−の改善が生じる。 ここで、第８図および第９図を参照すると、種種のコン
ポーネントについて駆動フィールドに対するバイアスマ
ージンのグラフ表現が示されている。 特に、第８図は第４図に示される装置に関連し、他方第
９図は第３図および第５図に示される装置に関連する。 このグラフないし図表は、たとえば第８図においてはリ
プリケートないし交換動作におけるそして第９図におい
てはトランスファ・アウト、リプリケート、トランスフ
ァ・インおよびメイジャループマージンのような、バイ
アスの種々の関係を示す。 このようにして、素子の性能を増すために２倍の周期の
入力／出力ドラックを用いる改良された磁気バブルドメ
イン装置の概念が図示されかつ説明された。 この形式の素子をメイジャループに用いると、最大限の
データの流れが処理され得る。 このデータレートを達成するための異常なもしくは複雑
なシステムの使用が避けられる。 好ましい実施例においては、ギャップ余裕度の大きい伝
播エレメントが利用されかつ図示された。 この形式のエレメントは伝播特性に重大な影響を及ぼす
ことなく、非常に自在性のあることが証明された。 ２：１より大きい率のダブル幅エレメントのサイズにお
ける変形がどんな重大な問題もなく証明された。 事実、エレメントが大きくなればなるほどそのバイアス
マージンもまた幅が広い。 そのエレメントのサイズにおける唯一のはつキリした制
限は動作の周波数にあるようであり、その理由は、大き
なエレメントにおいてはバブルはすばやく移動すること
が要求され、そのバブルの速度はバブルドメイン層の材
料の関数であるからである。 ３２ミクロン周期のような大きいエレメントを含む３ミ
クロンのバブルを用いたバブル素子は２５０ ｋＨｚ
まで満足に動作した。 さらに、改良されたデータスループットを達成するにつ
いて、周期拡大エレメントがその製作技術において有利
である。 すなわち、入力／出力ポートは２レベルの回路が包含さ
れている状況でも拡大されうる。 これらの回路が拡大されるとき、パーマロイレベルと導
体レベルとの間の配列要件は有意に緩和される。 余裕度のこの緩和はより良い製作を可能にするとともに
製作技術におけるより多くの歩どまりを可能にする。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 磁気バブルドメインが伝播されうる磁性材料層を備
   える磁気バブルドメイン伝播構造であって、第１の所定
   距離だけ分離された第１の所定サイズの複数の間隔が隔
   てられた磁気的に動作するディスクリートなエレメント
   を含んで磁気バブルドメインをストアしかつ支持するた
   めの第１の経路を含み、前記エレメントは第２の所定距
   離間隔が隔てられた複数組のストレージループに構成さ
   れ、さらに前記第１の所定サイズより大きい第２の所定
   サイズの複数の間隔を隔てられた磁気的に動作するディ
   スクリートなエレメントを含んで前記第１の経路に隣接
   して配置される第２の経路を含み、前記第２の経路の前
   記エレメントの１つのものは前記複数組のストレージル
   ープの対応のものの間に配置され、前記第２の経路の周
   期は剪声己第１の経路のそれの２倍である、磁気バブル
   ドメイン伝播構造。 ２ 前記第２の所定サイズは前記第１の所定サイズのほ
   ぼ２倍である、請求の範囲第１項記載の伝播構造。 ３ 前記第２の経路の前記ディスクリートなエレメント
   は三日月（ｃｒｅｓｃｅｎｔ ）形状である、請求の範
   囲第１項記載の伝播構造。 ４ 前記第２の経路の前記エレメントの１つのものは前
   記複数組のストレージループのそれぞれのものの間の距
   離にわたる、請求の範囲第１項記載の伝播構造。 ５ 前記ストレージループの各々は前記それぞれのスト
   レージループから前記第２の経路にバブルを転送するた
   めに、前記第２の経路の別の異なる部分に配置されたア
   クセス手段を含む、請求の範囲第１項記載の伝播構造。 ６ 前記アクセス手段はスワップスイッチを含む、請求
   の範囲第５項記載の伝播構造。