Brevet FR2456992A1 — publié le 19801212

La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux mémoires à bulles magnétiques. On connue déjà des mémoires à bulles magnétiques dans lesquelles les bits d'information stockés sont matérialisés sous la forme de dondaines isolés en forme de "bulles" ayant une aimantation inverse de celle du reste du matériau constituant la couche dans laquelle sont formées ces bulles. Chacune de ces bulles qui est délimitée par une paroi, peut être déplacée si une force non équilibrée s'exerce sur cette paroi. Le mouvement peut steffectuer librement dans n1 importe quelle direction dans le plan de la couche magnétique dans laquelle sont formées les bulles. Pour propager les bulles magnétiques dans la couche porteuse on utilise généralement deux techniques à savoir l'accès par courant et l'accès par champ. Ces modes de propagation sont connus et sont par exemple décrits dans les brevets américains 3 534 346, 3 Li41 534, 3 797 001 et 4 023 150. Les mémoires à bulles magnétiques lont constinlées des registres à décalage, du fait qu'il est très facile d'organiser la propagation des bulles magnétiques suivant des trajets prédéterminés correspondant à la matérialisation des registres. Parmi les organisations existantes de mémoires à bulles magnétiques on peut citer l'organisation en registre bouclé simple. Le registre est constitue d'un très grand nombre d'emplacements prédéterminés que peuvent occlue per les bulles magnétiques et qui constituent une boucle en un endroit de laquelle se trouve une station d'accès. La station d'accès effectue les fonctions d'accès: génération, annihilation et détection des bulles. Ce registre bouclé simple présente l'inconvénient majeur d'avoir un temps d'accès très long lorsque l'on désire avoir accès à un mot quelconque stocké dans le registre. Une autre organisation connue est celle appelée "registres mineurs/registre majeur". Cette organisation comprend une pluralité de registres mineurs disposés les uns à cté des autres, suivant une direction longitudina le, et un registre majeur orienté transversalement et dans lequel les bulles magnétiques des registres mineurs peuvent être transférées pour l'accès. Une telle organisation présente l'inconvénient de nécessiter des portes de transfert entre chacun des registres mineurs longitudinaux et le registre majeur transversal. Par ailleurs le temps d'accès est relativement long étant donné que les bulles magnétiques doivent parcourir la totalité du registre majeur transversal pour parvenir à la station d'accès de ce registre et puis pour le retour sur les registres mineurs. En outre, avec une telle disposition, le décalage de l'ensemble des bulles s'effectue par champ magnétique tournant dont la fréquence est limitée(de l'ordre de 200 à 300 kHz). Enfin le décalage dans les registres mineurs longitudinaux est uni-directionnel à cause des contraintes d'accès et de la synchronisation de propagation des bulles dans les registres mineurs et le registre majeur. Il existe encore d'autres organisations types de mémoires à bulles magnétiques, mais toutes ont un temps d'accès relativement long. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en procurant une origanisation de mémoires à bulles magnétiques particulièrement simple et permettant de réduire sensiblement le temps d'accès et d'augmenter le débit de l'information. Cette organisation exploite au maximum les possibilités offertes par les bulles magnétiques. A cet effet, cette mémoire à bulles magnétiques comprenant plusieurs registres à décalage orientés longitudinalement et un contour d'accès disposé transversalement, est caractérisée en ce que le contour d'accès est incorpore aux registres qui participent, par quatre bits, au contour d'accès. Des moyens sont prévus pour décaLer longitudinalement, au moyen d'un champ magnétique tournant, les bulles magnétiques dans les différents registres, et d'autres moyens sont prévus pour assurer, au moyen de cou- rants électriques, un décalage transversal des bulles magnétiques se trouvant sur le contour d'accès et un accès à ces bulles. Suivant une caractéristique complémentaire de l'invention, le contour d'accès comporte deux stations d'accès opposées. Suivant une autre caratéristique de l'invention,la mémoire comporte plusieurs contours d'accès transversaux incorporés qui peuvent etre disposés aux extrémités longitudinales des registres ou à l'intérieur des registres, c'est-à-dire à des endroits intermédiaires entre les deux extrémités. La mémoire à bulles magnétiques suivant l'invention offre l'avantage qu'elle n'utilise pas de portes de transfert entre des registres mineurs et un registre majeur, ce qui évite la complication due à la présence de ces portes et à la contrainte du synchronisme de propagation des bulles dans les registres mineurs et le registre majeur. Par ailleurs, du fait que la propagation des bulles sur le ou les contours d'accès transversaux s'effectue au moyen d'un courant électrique, on obtient une vitesse de propagation nettement supérieure à celle obtenue par un champ magnétique tournant(l MHB par exemple) En outre, du fait que chaque contour d'accès transversal comprend deux stations d'accès opposées, on peut avoir accès simultanément à deux bits, d'où une réduction additionnelle du temps d'accès et une augmentation du débit.Enfin, la comDlexité des circuits de la mémoire est peu augmentée puisque cette mémoire ne comporte des conducteurs électriques qu'aux endroits où se trouvent le ou les contours d'accès qui sont en nombre limité La mémoire à bulles magnétiques suivant l'invention peut être utilisée avantageusement dans les ordinateurs, aussi bien dans les unités centrales que dans les unités périphériques. Elle peut etre utilisée à la place des mémoires électro-mécaniques telles que tambours et disques, ou bien encore comme mémoire centrale dans les petits et moyens systèmes informatiques ou encore comme mémoire tampon entre les mémoires rapides et les mémoires lentes ou entre les mémoires. électro-mécaniques. On décrira ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, diverses formes d'exécution de la présente invention en référence au dessin annexé sur lequel: plan La figure 1 est une vue en/schématique d'une mémoire à bulles magnétiques comportant un seul contour d'accès disposé transversalement à l'inténeur de deux registres de stockage orientés longitudinalement. La figure 2 est un autre schéma possible pour la mémoire donnée en figure 1. La figure 3 est un schéma dune mémoire à bulles magnétiques compor- tant quatre registres de stockage longitudinaux se partageant un seul contour d'accès transversal incorporé à l'intérieur. La figure 4 est un schéma d'une mémoire à bulles magnétiques comportant quatre registres de stockage longitudinaux et deux contours d'accès transversaux incorporés à l'intérieur des registres. La figure 5 est un schéma d'une mémoire à bulles magnétiques semblable à celle de la figure 4 et comportant trois contours d'accès incorporés à l'intérieur des registres. La figure 6 est une vue en plan schématique d'une mémoire à bulles magnétiques comportant deux contours d'accès disposés transversalement à l'intérieur de deux registres de stockage. La figure 7 est un schéma d'une mémoire à bulles magnétiques comportant quatre registres de stockage longitudinaux et deux contours d'accès incorporés respectivement en haut et en bas de la mémoire. La figure 8 est un schéma d'une mémoire à bulles magnétiques comportant deux blocs de chacun quatre registres de stockage longitudinaux se partageant un seul contour d'accès transversal incorporé. Sur la figure 1 est représentée une mémoire à bulles magnétiques qui est constituée par une couche de matériau magnétique 5 dans laquelle sont formées des bulles magnétiques 6 constituée par des volumes délimités par une paroi et ayant une aimantation inverse de celle de la couche 5 dans laquelle sont formées les bulles. Dans la mémoire à bulles magnétiques 5 sont délimités, d'une manière connue en soi, deux registres de stockage 7 et 8. Ces registres s'étendent sur des zones de la couche porteuse 5 délimitées par des rectangles en traits mixtes. Ces rectangles sont orientés longitudinalement, autrement dit verjcalement dans le plan de la feuille du dessin. Par "registre de stockage" on entend un registre à décalage bouclé dans lequel les informations sont stockées sous la forme d'existence ou d'absence de bulles magnétiques 6. Chacun des registres 7, 8 contient L bits. L'unité adressable de la mémoire est le mot qui contient W bits. Un contour dXaccèst 1 1 s s'étend transversalement, autrement dit horizontalement sur le dessin. Ce contour d'accès 11 est représenté schématiquement par un double rectangle en tirets épais. Ce contour d'accès ll est incorporé aux registres de stockage 7, 8 autrement dit il comporte quatre bits de chacun de ces registres. Ainsi, le contour d'accès ll contient un groupe de quatre bits de chacun des registres, c'est-à-dire en tout deux groupe de quatre bits. Par 1,contour d'accès" on entend le chemin bouclé sur lequel les bulles magnétiques peuvent se déplacer vers des stations d'accès lla et llb. Ces stations d'accès lla et llb sont disposées à l'endroit de deux sommets opposés du tracé rectangulaire du contour d'accès 11. Ces stations d'accès sont des dispositifs qui effectuent la génération, la détection et l'annihilation des bulles magnétiques 6. Dans les deux registres de stockage longitudinaux 7, 8 on utilise un accès par champ, c'est-à-dire que la propagation des bulles magnétiques s'effectue par la variation de l'aimantation de guides en matériau magnétique doux comme le "permalloy", sous l'effet d'un champ magnétique tournant. Plus particulièrement le parcours des bulles 6 dans la couche magnétique 5 est défini par des motifs de "permalloy" en forme de T et de I, comme il est représenté sur la figure 1, ou bien encore de V, X, Y ou autre suivant des techniques bien connues. Ces motifs, convenablement alternés, sont déposés sur la couche magnétique 5. On voit sur la figure 1 que chacun des registres de stockage est constitué par exemple par une alternance de motifs en T et en I. Pour déplacer les bulles magnétiques 6, on utilise un champ magnétique produit par un générateur de champ 14. Ce générateur produit un champ magnétique tournant H dans le plan de la couche magnétique 5 et parallèle à sa surface, ce champ faisant varier périodiquement l'aimantation des motifs en T et en I et par conséquent créant des gradients locaux du champ de polarisation à travers les bulles.Ceci entraîne, d'une manière connue, la propagation des bulles qui avancent d'un pas à chaque période du champ tournant. c'est-à-dire pour chaque rotation de 360~. Sur la figure 1 sont indiquées les positions 1, 2, 3 et 4 des bulles en déplacement suivant lrorientation 1, 2, 3 ou 4 du champ magnétique tournant H. Ce Whamp tournant est ainsi utilisé pour réaliser un décalage longitudinal dans les registres de stockage 7, 8, autrement dit pour déplacer les bulles recherchées jusqu'à ce qu'elles arrivent au contour d'accès transversal 11. On utilise des motifs qui permettent la propagation bidirectionnelle des bulles. Dans ce contour d'accès transversal 11 on utilise un accès par courant Autrement dit, on réalise la propagation des bulles magnétiques 6 au moyen du passage de courants dans des conducteurs électriques. On n'a pas représenté en détail la disposition des conducteurs électriques qui sontappliqués sur la couche magnétique 5 pour assurer cette propagation des bulles. On peut en effet utiliser, pour assurer cette propagation, diverses configurations de conducteurs alimentés d'une manière appropriée. Cette technique depropagation des bulles par courant est en effet bien connue. Sur la figure 1 a été seulement représenté un générateur 15 produisant les courants appropriés pour déplacer les bulles tout autour du contour d'accès transversal 11.Cette propagation des bulles sur le contour d'accès est q lée décalage transversal et sera bidirectionnelle. La figure 2 donne un autre schéma des motifs en T et en I aux deux extrémités de chaque registre de stockage dans une mémoire à bulles semblable à celle donnée dans la figure 1. La figure 3 donne un schéma simplifié d'une mémoire à bulles constituée de quatre registres de stockage longitudinaux(7, 8, 9, 10)avec un seul contour d'accès transversal 11 incorporé à l'intérieur. Les figures 4 et 5 illustrent des variantes d'exécution dans lesquelles la mémoire à bulles comporte des contours d'accès incorporés à l'intérieur de la classe. Dans ces deux cas la mémoire comporte quatre registres de stockage longitudinaui7, 8, 9, 10)et deux contours d'accès transversaux intérieurs 11, 12 dans le cas de la figure 4 ou bien trois contours d'accès 11, 12, 13 dans le cas de la figure 5. Ces contours(ll, 12, 13) comportent chacun deux stations d'accès opposées, à savoir les stations(lla et llb)pour le con tour d'accès 11 et 12a et 12b pour le contour d'accès 12* et (13a et 13b) pour le contour d'accès 13. La figure 6 est une vue en plan schématique d'une mémoire à bulles magnétiques comportant deux contours d#accès(l1, 12)disposés transversalement à l'intérieur de deux registres de stockage 7, 8 orientés longitudinalement. L'organisation de la mémoire, suivant les figures 4 et 5 a les memes caractéristiques que l'organisation de la mémoire représentée sur la figure 3, sauf en ce qui concerne le nombre des contours d'accès et leur position dans la classe. Elle permet d'avoir c contours d'accès (c étant un nombre entier pair ou impair supérieur ou égal à 1) qui sont incorporés à l'intérieur de la classe mémoire. On appelle classe un ensemble de i registres de stockage décalables à l'unisson et représentant un module de la mémoire. Cette modification permet d'avoir des registres de stockage très longs et en meme temps elle augmente le nombre des accès simultanés dans la classe. Cette organisation avec contours d'accès incorporés apporte une amélioration aux performances par rapport à toutes les organisations classiques. L'amélioration concerne à la fois le déc3 > lage longitudinal moyen et le décaIa- ge transversal moyen. Les règles de fonctionnement de cette organisation suivant les figures 4 et 5 sont exactement les mêmes que celles de ltorganisation précédente suivant la figure 3. La participation de chaque registre de stockage à chaque contour d'accès est de quatre bits. L'unité de décalage longitudinal est de deux pas. En effet, on voit sur les figures (3), (4) et (5) que, du fait que les bulles magnétiques peuvent être amenées, dans chaque contour d'accès, à partir du haut et du bas, un groupe de quatre bits (6) peut comprendre d'une part deux bulles situées au-dessus d'un contour d'accès et à droite et d'autre part deux autres bulles situées en dessous du contour d'accès et à gauche. Ce groupe peut alors etre placé en totalité dans le contour d'accès par un décalage de seulement deux pas dans le sens des aiguilles d'une montre. On a indiqué sur les figures 3 et 4, outre le groupe c composé de deux paires de bits, un autre groupe adjacent d également composé de deux paires de bits distantes l'une de l'autre. Dans la variante d'exécution illustrée sur la figure 7, la mémoire comporte deux contours d'accès (21, 22) par classe, l'un de ces contours (21) se trouvant en haut de la classe tandis que l'autre contour 22 se trouve en bas. Ces deux contours d'accès haut 21 et bas 22 s'étendent transversalement aux deux extrémités d'une classe constituée,par exemple, de quatre registres de stockage longitudinaux (17, 18, 19, 20). Chacun des registres (17-20) participe. par quatre de ses bits dans chacun des contours d'accès (21, 22). Ces contours d'accès comportent chacun deux stations d'accès opposées, à savoir les stations (21a et 21b) pour le contour d'accès (21) et les stations (22a et 22b) pour le contour d'accès (22). Cette organisation permet d'avoir accès simultané à quatre bits sur les deux contours d'accès (21, 22). L'unité de dEcaige longitudinal qui est nécessaire pour remplacer une page se trouvant dans le contour d'accès par l'une des pages adjacentes est alors de quatre pas contre deux pas pour les organisations données sur les figures 3, 4et5. Du fait que le décalage transversal et le décalage longitudinal sont tous les deux bi-directionnels, un mot quelconque demandé peut parvenir dans un temps très court aux stations d'accès puisqutil peut alors, une fois sur les contours d'accès (21, 221,être décalé vers les stations d'accès les plus proches où il sera lu de droite ou de gauche suivant le cas. L'organisation de la mémoire représentée sur la figure 7 permet la lecture ou l'écriture simultanée de quatre bits par les quatre stations d'accès (2 la, 2 lob, 22a, 22b). La figure 8 illustre une organisation de la mémoire à bulles en blocs jumeaux. On voit sur la figure 8 que la moitié de la classe de i registres de stockage (un bloc de i registres) est disposée d'un côté du contour d'accès 2 transversal 31 et l'autre moitié de l'autre cté. Dans le cas illustré sur la figure 8 la classe comprend huit registres à savoir un bloc de quatre registres "hauts" (23, 24, 25, 26) et un bloc de quatre registres "bas" (27, 28, 29, 30). Dans cette forme d'exécution de l'invention chaque registre de stockage participe au contour d'accès 31 avec deux bits, c'est-à-dire qu'à un instant donné deux bulles magnétiques de chaque registre de stockage se trouvent également sur le contour d'accès. Si on appelle "page logique privilégiée'1 le groupe d'informations se trouvant dans le contour accès, on voit que cette page comprend, dans le cas de la figure 8, huit groupes de deux bits appartenant respectivement aux huit registres Les deux stations d'accès (31a, 31b) sont posées sur le contour d'accès en deux points opposés et elles agissent respectivement sur deux bits éloignés d'une distance de i unités de 2 pas l'un de l'autre. 2 Ces deux stations d'accès peuvent etre activées soit une à la fois (à savoir celle qui est la plus proche du mot demandé), soit les deux en même temps pour avoir un accès simultané à deux bits L'accès au mot peut s'effectuer indifféremment à gauche ou à droite. Lorsque l'on désire avoir accès à un mot déterminé faisant partie d'une "page logique" constituée par un groupe de mots stockés respectivement dans les divers registres, on excite tout d'abord, par un dispositif de commande 16, uniquement le générateur 14 du champ tournant H de manière à provoquer un décalage longitudinal simultané des informations stockées dans tous les registres jusqu'à ce que la page logique contenant le mot demandé soit amenée sur le contour accès 31. A ce moment le dispositif de commande 16 cesse d'exCiter le générateur de champ 14 et excite par contre le géné#ateur de courant 15 pour produire un décalage transversal de la page logique se trouvant sur le contour d'accès (31). Le mot demandé passe alors sous les stations d'accès (31a, 31b) et peut etre ainsi lu. L'organisation qui vient d'etre décrite permet d'avoir un temps d'accès considérablement réduit par rapport à toutes les autres organisatiorsde mémoire à bulles connues. Elle permet également d'augmenter ou de diminuer dynamiquement la capacité de la classe selon les besoins du système par deux moyens 1-) soit en ajoutant ou en supprimant des sections du contour d'accès 31 avec les registres de stockage associés; 2 ) soit en faisant varier la longueur des registres de stockage. On utilise alors, dans ce cas, des aiguillages binaires pour commander la variation de la capacité de la classe mémoire. REVENDICATIONS 1. Mémoire à bulles magnétiques comprenant plusieurs registres à déca lage orientés longitudinalement et un contour d'accès disposé transver salement caractérisée en ce que le contour d'accès (11) est incorporé aux par registres (7, 8) qui participent/quatre bits, au contour d'accès, des moyens (14) sont prévus pour décaler longitudinalement, au moyen d'un champ magnétique tournant H, les bulles magnétiques dans les différents registres (7, 8) et d'autres moyens(15) sont prévus pour assurer, au moyen de courants électriques,un accès au contour d'accès (11) et un dé calage transversal des bulles magnétiques se trouvant sur le contour d'accès. 2. Mémoire suivant la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comporte des registres de stockage longitudinaux très longs (7, 8, 9, 10) et au moins un contour d'accès transversal (11, 12, 13) s'étendant à l'inté- rieur du groupe de registres 3. Mémoire suivant la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comporte deux contours d'accès transversaux (21, 22), s'étendant respectivement dans le sens transversal aux deux extrémités d'un groupe de registres de stockage longitudinaux (17, 18, 19, 20). 4. Mémoire suivant la revendication 1 caractérisée en ce que le contour d'accès transversal (31) s'étend entre deux blocs contenant chacun le même nombre de registres de stockage longitudinaux, à savoir un pre mier bloc comprenant i registres longitudinaux t23, 24, 25, 26) situé au 2 dessus du contour d'accès (31) et un second bloc comprenant i registres 2 longitudinaux (27, 28, 29, 30), situé en dessous du contour d'accès (31). 5. Mémoire suivant une quelconque des revendication 1 à 4 caractérisée en ce que chaque contour d'accès (11, 12, 13, 21, 22, 31) comporte deux stations d'accès opposées.