JPS5843833B2 - 磁気バブル記憶装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁気バブル記憶装置に関するものであり、更に
詳しくは高記憶密度の磁気バブル記憶装置に関する。

半導体集積回路技術をはじめとする電子技術の著しい発
展に支えられて、電子計算機は急速に小型化し高速変化
されている。

またその信頼度も回路素子のソリッドステート化によっ
て著しく向上している。

さらに、電子計算機の利用が進むにつれて記憶装置の記
憶容量も年々増加の一途を辿っており、記憶に要する単
価の低減とアクセス時間の短縮が強く要望されている。

大容量の情報を確実に記憶保持するためには、信頼度の
高い不揮発性の大容量メモリ装置が必要であるが、揮発
性の半導体メモリをもって実現することは不可能であり
また、不揮発性ながらも磁気テープ装置、磁気ディスク
装置などは可動部分を有するという致命的な欠陥を有し
ており、これも信頼度の面でニーズに適合したメモリ装
置と言い難い。

以上のような技術的背景に鑑みて発明されたのが磁気バ
ブルである。

一軸磁気異方性を有するガーネットまたはオルソフェラ
イト等の磁性薄板面に垂直に適当な大きさのバイアス磁
界を印加すると円筒状磁気区所謂磁気バブルが発生する
。

この磁気バブルを利用して情報の蓄積、論理演算等を行
う磁気バブル利用装置は、不揮発性であること、全固体
素子であること、大容量化が可能であること、比較的高
速であること等の理由からこれらの特性を生かした分野
においてその実用化が急速に進められている。

この磁気バブル利用装置においては、磁気バブルの発生
、転送、分割、拡大、検出、消去等の各種機能が必要と
される。

さらにはまた磁気バブルを磁性薄板内において安定に存
在させるためのバイアス磁界印加手段、磁気バブルを磁
性薄板内においで磁性薄板上に形成された磁性体パター
ンの基に移動させるための回転磁界印加手段を必要とす
る。

第１図は、磁気バブル記憶装置の代表的な記憶構成を説
明するための図である。

図において、１は磁気バブルを回転磁界周期に同期して
発生する磁気バブル発生器、２は磁気バブル発生器１で
形成された磁気バブル情報を情報蓄積部に導くための第
１の情報伝播路、３はループ状転送路からなり性報蓄積
部を成す情報蓄積路でチップ全体の容量をＮビットとし
たとき情報蓄積路３の数はｆｉ／２各情報蓄積路のビッ
ト容量は２／頁ビットで構成される。

４は情報蓄積路３の夫々より読出した磁気バブル情報を
磁気バブル検出器５へ導くための第２の情報伝播路であ
る。

実際にはこの他第１、第２の情報伝播路２，４および情
報蓄積路３０間には磁気バブル情報を転送制御するため
の制御導体、磁気バブル情報を複製する複製器、磁気バ
ブルを消去する消去器等が配置されて構成されるが本図
では省略して示している。

図中破線で示す領域を拡大した図を第２図ａに示す。

図中第１図と同一の箇所には同一の番号を付し、６は磁
気バブルを転送制御するための制御導体、７は情報蓄積
路３のコーナーに配置され制御導体６とでトランスファ
レプリケートゲートを構成するピッファックス型のパー
マロイパターン、８はパターン７の脚部の延長上に配置
されたバーパターンであり、このパターン８はパターン
Ｉの頭部に強い磁極を発生させるために本来長めに形成
されるが回転磁界の方向が紙面下側となるときに脚部の
端に強い磁極ができ、情報蓄積路３を構成する周囲の転
送路パターンを伝播中の磁気バブルを吸弓して誤動作を
ひき起こすことを防止することを目的としてこれを分割
し端部磁極の影響を弱めるために形成されたものである
。

しかしこのように構成されてなる転送制御回路も動作マ
ージンが未だ十分とはいえない。

すなわち同図すにその動作マージノ特性曲線を示すよう
に、直線伝播路領域においては所定の動作マージンを確
保することが可能であるが、同図ａに示す周回伝播路領
域では同図すの斜線部分で示すように低バイアス磁界側
での動作マージンが確保できず全体として動作マージン
を狭くしている。

同図において、横軸は面内方向に印加される駆動磁界、
縦軸は面に垂直に印加されるバイアス磁界を夫々示して
いる。

また第２図ａに示す転送制御回路を改善して低バイアス
磁界側での動作マージンを確保して、別の公知の転送制
御回路を第３図ａに示す。

図示す転送制御回路は、コーナ一部を成す領域にピッフ
ァックス型のパーマロイパターンに代えて変形されたハ
ーフディスク型のパーマロイパターンを配置したもので
ある。

このパターンはパターン左側に屈曲する比較的長い脚部
７′を有し、この脚部７′によりパターン頭部に所定の
強い磁極を発生するようにしている。

この種のパターンは第２図ａに示すピッファックス型の
パターンに比べ本来転送領域でない位置に不要のパター
ンを配置することがないため動作マージンは比較的十分
なものが得られるが、電流位相マージンが悪い。

すなわち同図すにその電流位相マージンを示すように位
相マージン幅が非常に狭い。

同図において、横軸は電流位相を、縦軸はバイアス磁界
を夫々示している。

このように従来知られている転送制御回路は動作マージ
ンが十分確保されているとは言い難い。

そこで本発明者らはこれらの欠点を解消し動作マージン
の十分な転送制御回路を特願昭５２６５４７４号として
既に提案している。

本提案にかよる転送制御回路を適用した磁気バブル記憶
装置を次の第４図に示す。

図中第１図と同一の箇所には同一の番号を付しである。

尚３１は改良された情報蓄積路を示している。

本実施例の最も特徴とするところは、図からも明らかな
ように情報蓄積路３′を蛇行させることで１つの情報蓄
積路に対する転送制御回路のスペースを大きく確保した
ことである。

すなわち図で示すように情報伝播路４に対して４ビツト
おきに各情報蓄積路の転送制御回路を配置することで、
各転送制御回路のスペースを十分に確保し、以て第２図
ａに示す情報蓄積路のコーナーに配置される転送制御回
路が近傍に配置された情報蓄積路上を伝播する磁気バブ
ルの動作を脅かすといった問題を解消している。

尚第４図に示す実施例の転送制御回路の動作については
本発明要旨と直接の関係はないためここでは説明を省略
するが、必要があれば特願昭５２−６５４７４号を参照
されたい。

第４図に示す実施例では情報蓄積路に改良を加えたこと
で各転送制御回路の動作マージンを十分に確保すること
が可能であるがこＳにまた新たな問題を招来している。

すなわち第４図に示す実施例では、第１図に示す構成と
比較して判るようにチップ全体の記憶容量Ｎを同じとす
れば、第４図に示す実施例の蛇行する情報蓄積路３′は
第１図の情報蓄積路３０２倍の長さ、つまり第１図の情
報蓄積路３が２７にビットより構成されるものとしたと
き第４図のそれは４／Ｎビツトより構成される。

このことは第１図のものに比べて第４図のものは２倍の
アクセスタイムを要することを意味する。

さらに第４図に示す実施例の重大な欠点は情報伝播路４
上の情報列を構成する磁気バブルが３ビツトおきに配列
されていることである。

このことは磁気バブルを駆動するために外部より印加さ
れる駆動周波数をｆとすると第１図の構成では磁気バブ
ルが１ビツトおきに配列されているため磁気バブル検出
器から読出される情報の速度はｆ／２であるのに対して
、第４図のそれはｆ／４となり読出し速度を低下させて
いる。

本発明は上述の欠点を全て解消し、読出し速度を低下さ
せることなく転送制御回路の領域をも十分確保された新
規な磁気バブル記憶装置を実現することにある。

本発明の目的は、少なくとも一部が内方に屈曲する屈曲
部を有するループ状転送路からなる複数の情報蓄積路と
、該情報蓄積路の屈曲部に対向するループ状転送路の領
域に近接して設けられ該情報蓄積路を構成パターン周期
より大きな転送パターン周期で構成された情報伝播路と
、該情報蓄積路と情報伝播路間に配設され該情報蓄積路
と情報伝播路間において磁気バブルの転送を制御する転
送制御回路とを有する磁気バブル記憶装置とすることで
達成することが出来る。

以下本発明を図面を用いて説明する。

第５図は本発明にかＳる磁気バブル記憶装置を説明する
ための構成図である。

図に示す実施例は、基本的には第１図、第４図に示す構
成と変わるものではないが、情報蓄積路３Ｉおよび情報
伝播路４１と、情報蓄積路３′、情報伝播路４′相互の
配置の点で先に述べた構成例と構成を異にする。

情報蓄積路３′は後述する第６図で詳しく説明するが、
夫々の情報蓄積路３′は第１図に示す情報蓄積路３の容
量と同じ容量の２７□ピツトで構成されるとともに第４
図に示す情報蓄積路３１と同様に少なくとも一部が内方
に屈曲部を有するループ状転送路から構成される。

また本発明に適用される情報伝播路４′は、第６図で詳
述するが転送パターン周期が情報蓄積路３１を構成する
転送パターンの周期の２倍で構成される。

そして各情報蓄積路３Ｉと情報伝播路４′間に配設され
る転送制御回路は情報伝播路４′上の１ビツトおきに用
意される。

以上のようにして本発明にかＳる磁気バブル記憶装置は
構成されているため、情報蓄積路３′個々の記憶容量が
第１図と同様２バビツト構成であるにも拘らずその転送
制御回路領域は転送路を屈曲させたことにより十分なス
ペースを確保することが出来、さらには隣接する転送制
御回路相互が第４図の構成と同じ距離だけ離れて配置さ
れているにも拘らず倍ピツチの転送パターン周期を有す
る情報伝播路４′の採用により読出し速度を第１図の構
成と同一にすることが出来る。

同図に示す構成例では、略正方形の磁気バブルチップ上
に同記憶容量の磁気バブル記憶装置を構成することを前
提として考案されたものであり、従ってその構成は図の
ように２組に分割され並列配置されている。

また本実施例では２組に分割された各記憶構成の夫々の
磁気バブル検出器５が近接して配置されていることも一
つの特徴である。

すなわち、複数の検出器を用いる場合夫々の検出器の外
部条件、例えば結晶領域や駆動磁界、バイアス磁界値を
揃えることが雑音／信号特性などを考えた場合に有利だ
からである。

読出し、込み動作は、従来構成と何ら変るところはない
が、特に読出しの際各組の情報列は夫々１ビツトおきに
検出器５にて検出されるため駆動周波数をｆとした場合
その読出し速度はｆ／２＋ｆ／２＝ｆとなり全体として
駆動周波数と同じ周期で磁気バブル情報を読出すことが
出来る。

第６図ａは第５図に示す構成の特に破線領域を拡大して
示す実際のパターンの一例である。

図において、３′はパーマロイよりなる変形ハーフディ
スクパターンで構成された情報蓄積路、４′は同じくパ
ーマロイよりなり情報蓄積路３′の転送パターン周期の
倍の周期を有する変形ハーフディスクパターンで構成さ
れた情報伝播路、６はパーロイパターン３’、４’の下
の層に形成された金等よりなるコンダクタパターンで、
コンダクタパターン６のヘアピン・ループと情報蓄積路
３１の一部を成すピッファックス型パターンとで転送匍
脚回路を構成している。

図から明らかなように、各情報蓄積路３″に対応する各
転送制御回路の領域は、第２図に示すそれに比べてはる
かに拡大されている。

従ってパターン７の特に下端部が情報蓄積路を構成する
隣接パターン上を伝播中の磁気バブルに悪影響を及ぼす
ことはない。

このことは第６図すに示すグラフからも明らかである。

すなわち同図すの本実施例にカムる磁気バブル記憶装置
の動作マージン特性曲線をみて判るように転送制御回路
を含む周回伝播路の動作マージンは直線伝播路における
それとほぼ同等の範囲で保証されている。

また本実施例の電流位相マージンも同図Ｃに示すグラフ
から明らかな如く十分広い。

尚両グラフにおける横軸、縦軸は夫々第２図ｂ、第３図
すに示す横軸、縦軸に対応している。

以上説明したように本発明によれば、読出し速度を低下
させることなく転送制御回路の領域をも十分確保された
磁気バブル記憶装置を実現することが出来る。

殊に今後増々高密度化され磁気バブル直径が小さくなる
かで転送制御回路の領域を広くとれることは、コンダク
タパターンによる磁界をより強力に且つ有効に磁気バブ
ルに作用させ得ることが可能なることを意味し、その効
果は絶大である。

尚上述の実施例においては実際の駆動パターンとして変
形ハーフディスクパターンを用いたものについて説明し
たが、勿論本発明はこれに限定されるものではなく、Ｔ
バー・パターン、シェブロン・パターン、あるいはコン
テイギュアス・ディスク・パターン等を適用することも
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来知られている磁気バブル記憶装置の代表的
な記憶構成を説明する図、第２図、第３図は転送制御回
路の具体的な例およびそのマージ／特性曲線を示すグラ
フ、第４図は本出願人が既に提案した磁気バブル記憶装
置の記憶構成図、第５図は本発明にかよる磁気バブル記
憶装置の記憶構成図、第６図は第５図の破線領域を拡大
して示す具体的なパターンの一例である。 図において、１は磁気バブル発生器、２ 、４’ハ情報
伝播路、３′は情報蓄積路、５は磁気バブル検出器であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも一部が内方に屈曲する屈曲部を有するル
   ープ状転送路からなる複数の情報蓄積路と、該情報蓄積
   路の屈曲部に対向するループ状転送路の領域に近接して
   設けられ該情報蓄積路を構成する転送パターン周期より
   大きな転送パターン周期で構成された情報伝播路と、該
   情報蓄積路と情報伝播路間に配設され該情報蓄積路と情
   報伝播路間において磁気バブルの転送を制御する転送制
   御回路とを有してなることを特徴とする磁気バブル記憶
   装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の磁気バブル記憶装置に
   おいて、上記情報蓄積路は２／■ビツト（但しＮはチッ
   プ全体の容量）であることを特徴とする磁気バブル記憶
   装置。