Brevet FR2544121A1 — publié le 19841012

La présente invention concerne une mémoire à bulles magnétiques Elle s'applique à la mémorisation d'informations binaires matérialisées sous la forme de domaines magnétiques isolés, qualifiés de bulles dans une couche d'un grenat magnétique Ces domaines pré- sentent une aimantation inverse de celle du grenat ma- gnétique. Chaque bulle peut être déplacée par une for- ce et le mouvement de la bulle peut s'effectuer libre- ment dans n'importe quelle direction, dans le plan de la couche de grenat magnétique Les bulles sont for- mées dans la couche de grenat en lui appliquant un champ magnétique continu perpendiculaire au plan de cette couche Ce champ est produit dans la pratique par un aimant permanent; il assure la non volatilité des informations contenues dans la mémoire La couche de grenat magnétique dans laquelle sont formées les bulles, est généralement supportée par un grenat mono- cristallin amagnétique. Il est connu de déplacer des bulles conte- nues dans le grenat magnétique, au moyen de feuilles ou bandes conductrices parcourues par des courants et présentant des fenêtres permettant de fixer le par- cours des bulles dans ce grenat Ces feuilles sont électriquement isolées entre elles et électriquement isolées du grenat Il est également connu de déplacer les bulles dans le grenat au moyen d'un champ magnéti- que tournant, ces bulles étant guidées le long des frontières de motifs définis par des zones d'implanta- tion ionique de ce grenat Dans les deux cas, les bul- les se déplacent comme dans un registre à décalage; l'information que constitue la bulle se décale à cha- que tour du champ magnétique tournant ou à chaque cy- cle d'impulsions de courant dans les feuilles ou ban- des conductrices Cette organisation en registre à dé- calage est la plus utilisée La lecture d'une informa- tion contenue dans la mémoire nécessite un nombre de décalages qui dépend du nombre de cases que cette in- formation doit parcourir dans le registre à décalage, pour aller de la case dans laquelle elle est contenue, jusqu'à l'extrémité du registre Cette organisation nécessite donc un temps d'accès très important et l'accès est alors dit "séquentiel" puisque l'accès à l'information est un accès série, qui nécessite des séquences, soit de rotations d'un champ tournant, soit d'impulsions dans des feuilles perforées parcourues par un courant. L'invention vise plus précisément des mé- moires à bulles dans lesquelles les bulles sont dépla- cées grâce à des courants parcourant des feuilles con- ductrices perforées Généralement, le type de mémoire présente (de façon connue) deux feuilles conductrices percées de fenêtres Ces feuilles sont parallèles entre elles, et sont parcourues par des courants qui sont eux aussi parallèles Les bulles peuvent être transférées entre deux cellules de mémoires repérées par des fenêtres, par un déplacement perpendiculaire aux courants parcourant chacune des bandes dans les- quelles sont réalisées ces fenêtres Les bulles peuvent aussi être déplacées entre deux cellules de mémoires repérées par des fenêtres, grâce à des cou- rants parallèles à la direction de déplacement des bulles Les courants sont néammoins parallèles entre eux dans les deux feuilles, pour des déplacements pa- rallèles ou perpe Qdiculaires aux courants Uri mémoire connue de ce type est décrite dans le brevet, US n* 4134358 Dans la mémoire décrite dans ce brevet les feuilles conductrices superposées sont respectivement parcourues par des courants parallèles et les déplace- ments des bulles dans la mémoire sont perpendiculaires à la direction de ces courants, pour les registres mineurs ou de mémorisation, tandis que ces déplace- ments dans le registre majeur ou d'accès, sont paral- lèles à ces courants. Ce type connu de mémoire à bullesg dans lequel les feuilles conductrices sont parcourues par des courants parallèles a pour principal inconvénient de ne permettre qu'une organisation de la mémoire en registres mineurs ou de mémorisation et en registre majeur ou d'accès, l'accès à l'information dans la mé- moire ne pouvant être que séquentiel Il est impossi- ble avec ce type de mémoire, d'accéder directement, dans une première phase, à-une matrice de cellules de cette mémoire, puis, d'accéder ensuite dans une secon- de phase, à chacune des cellules de cette matrice, de manière séquentielle, pour réaliser ainsi un accès pseudo-aléatoire Ce type de mémoire a aussi pour in- convénient de rendre impossible un accès aléatoire aux cellules de cette mémoire, pour modifier les informa- tions qu'elles contiennent, par simple modification des sens des courants circulant dans les feuilles con- ductrices, sans nécessiter des actions séquentielles. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en réalisant une mémoire à bulle simple dans laquelle l'accès peut être soit pseudo aléatoire, soit aléatoi- re Ces buts sont atteints grâce à l'utilisation de bandes conductrices disposées perpendiculairement et dans lesquelles circulent respectivement des courants perpendiculaires. L'invention a pour objet une mémoire à bul- les magnétiques comprenant une couche d'un grenat ma- gnétique dans laquelle peuvent être formées des bulles magnétiques localisées respectivement par des cellu- les, chaque cellule comprenant une paire de fenêtres 254412 1 de localisation découpées respectivement dans des ban- des conductrices d'une paire de bandes conductrices, ces bandes étant isolées entre elles et isolées du grenat et étant aptes à être parcourues respectivement par des courants de déplacement de la bulle éventuellement localisée dans la cellule, et des moyens pour détecter chaque bulley caractérisé en ce que les ban- des de la paire de bandes ont des directions perpendi- culaires entre elles, les courants dans ces bandes étant respectivement parallèles à ces directions. Selon une autre caractéristique, les fenê- tres de chaque paire sont rectangulaires et perpendi- culaires entre elles, l'une des fenêtres présentant une portion de surface commune avec l'autre fenêtre, au voisinage de la partie médiane de cette autre fenê- tre. Selon une autre caractéristique, chaque paire de bandes comprend une pluralité de paires de fenêtres de localisation et une pluralité de fenêtres intermédiaires disposées de manière à former une ma- trice de cellules organisée en au moins un registre mineur ou de mémorisation de bulles, et au moins un registre majeur ou d'accès aux bulles mémorisées dans le registre mineur. Selon une autre caractéristique, la mémoire comprend une pluralité de cellules repérées respecti- vement par lignes et par colonnes, chaque ligne étant formée par une première bande commune à une pluralité de paires de bandes et chaque colonne étant formée par une deuxième bande commune à une pluralité de paires de bandes, les lignes étant' parallèles et séparées entre elles, et les colonnes étant parallèles et sépa- rées entre elles. Selon une autre caractéristique, les lignes et les colonnes sont reliées respectivement aux sor- ties de deux multiplexeurs de sélection de lignes et de colonnes pour sélectionner au moins une bande cor- respondant à une ligne et au moins une bande corres- pondant à une colonne, pour déplacer une bulle éven- tuellement présente dans la cellule correspondante par des courants appliqués aux bandes sélectionnées. Les caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront mieux de la description qui va suivre, donnée en référence aux figures annexées dans lesquelles: la figure 1 représente schématiquement une cellule élémentaire d'une mémoire conforme à l'invention, la figure 2 représente schématiquement et en vue de dessus, un premier mode de réalisation d'une mémoire à bulles conforme à l'invention, l'accès à cette mémoire étant pseudo-aléatoire, la figure 3 représente de manière plus détaillée une matrice de cellules de la mémoire à accès pseudo- aléatoire de la figure précédente, la figure 4 représente schématiquement et en vue de dessus, un deuxième mode de réalisation d'une mémoi- re conforme à l'invention, l'accès à cette mémoire étant aléatoire. La figure 1 représente schématiquement une cellule élémentaire d'une mémoire à bulles conforme à l'invention La mémoire qui est constituée d'une plu- ralité de ces cellules élémentaires, comprend une cou- che 1 d'un grenat magnétique dans laquelle peuvent être formées des bulles magnétiques localisées par une ou plusieurs des cellules élémentaires Chaque cellule comprend une paire de fenêtres 2, 3, découpées respec- tivment dans des bandes conductrices 4, 5, d'une paire de bandes conductrices Ces bandes sont isolées entre elles et sont isolées du grenat magnétique 1. Elles sont aptes à être parcourues respectivement par des courants I 1, 12 pour déplacer la bulle 6 éventuel- lement localisée dans la cellule. Selon l'invention, ces bandes présentent respectivement des directions X, Y, perpendiculaires entre elles et les courants I 1, I 2 circulant respecti- vement dans ces bandes, sont parallèles aux directions X, Y Les courants Il, 12 sont impulsionnels et peu- vent circuler dans ces bandes, soit dans un sens, soit dans un autre, de manière à déplacer la bulle 6 qui est située par exemple sur la partie gauche de la fe- nêtre 2, pour l'amener en regard de la fenêtre 3, puis enfin pour l'amener sur la partie droite de la fenêtre 2 Les fenêtres 2, 3, de chaque paire de fenêtres sont rectangulaires et sont perpendiculaires entre elles; l'une des fenêtres présente une portion de surface 7 commune avec l'autre fenêtre, au voisinage de la par- tie médiane de cette autre fenêtre On n'a pas repré- senté sur cette figure le substrat sur lequel peut être déposée la couche 1 de grenat magnétique Bien entendu, les bulles sont formées dans le grenat, par application d'un champ magnétique constant et perpen- diculaire au plan de cette couche de grenat. La figure 2 représente schématiquement et en vue de dessus, un premier mode de réalisation d'une mémoire à bulles conforme-à l'invention Dans ce mode de réalisation, la mémoire présente une pluralité de paires de bandes; chaque paire de bandes telles que 4, 5 par exemple, comprend une pluralité de paires de fenêtres de localisation des bulles, et des fenêtres intermédiaires, qui seront décrites plus loin en dé- tail Ces fenêtres sont disposées de manière à former une matrice 8 de cellules qui sont organisées de ma- nière à former au moins un registre mineur 10 de mémo- risation des bulles, et au moins un registre majeur ou d'accès 9 aux bulles-mémorisées dans le registre mi- neur Il est bien évident que d'autres matrices compa- rables à la matrice 8 sont formées aux intersections d'autres paires de bandes telles que 4-11 ou 5-12 etc Les courants circulant dans les bandes de la paire 4-5 par exemple, sont désignés respectivement par Ilf I 2. La structure de cette mémoire dans ce pre- mier mode de réalisation présente les avantages d'une structure matricée chaque matrice est adressée par l'activation de deux courants transverses tels que Il et 12 L'opérateur peut donc accéder très rapidement à une matrice de cellules grâce à la simple activation de deux courants. C'est ainsi par exemple que pour une mémoire d'un million d'éléments binaires, découpée en 100 ma- trices de cellules, l'opérateur accède très rapidement à 10 000 cellules de chaque matrice et, de ce fait, peut acquérir plus rapidement les informations qui l'intéressent dans les cellules de cette matrice. L'accès à chaque matrice est donc de type aléatoire, mais par contre, comme on le verra plus loin en détail, l'accès aux informations dans les cellules de chaque matrice, est de type séquentiel, puisque chacune de ces matrices est organisée en registre majeur-regis- tres mineurs L'accès à chaque matrice étant aléatoire et l'accès aux cellules d'une matrice étant séquen- tiel, la mémoire peut être qualifiée, pour ce premier mode de réalisation, de mémoire à accès pseudo-aléa- toire. La figure 3 représente de manière plus dé- taillée l'une des matrices 8 de cellules de mémorisa- tion, dans le premier mode de réalisation de la mémoi- re de l'invention Cette matrice comprend, comme on l'a indiqué plus haut, des registres mineurs 10, 13, 14, 15 qui permettent de mémoriser les bulles, et au moins un registre majeur ou d'accès 9 Les parcours des bulles dans les registres mineurs et dans le re- gistre majeur sont représentés schématiquement par des boucles 16, 200 on voit sur cette figure, que le pas- sage d'une bulle d'un registre mineur au registre ma- jeur, se fait sans porte d'accès " ce passage se fait de plus élément binaire par éléient bnaire Dans les registres mineurs, les paires de fenêatres de localisa- tion telles que 2-3 et 17-18, sont séparées par des fenêtres intermédiaires 19 permettant de guider chaque bulle lorsque celle-ci passe duune cellule à une au- tre Chaque extrémité du registre mmjeur comprend un détecteur de bulles 21 Ce détecteur peut etre par exemple une bande d'un alliage de fer et de nickel, îs isolée des bandes conductrices 4-5 On a également re- présenté sur cette figure, la couche 1 de grenat ma- gnétique sur laquelle sont disposées les bandes con- ductrices Les courants Il, I 1 permettent d'accéder à la matrice 8 tandis que l'accès aux bulles contenues dans un registre mineur, tel que 10 par exemple, se fait séquentiellement par l'intermédiaire du registre majeur 9 Les bulles sont détectées à l'extrémité du registre majeur 9, par le détecteur 21 La flèche 22 représente schématiquement le parcours d'une bulle passant du registre mineur 10 au registre majeur 9. La figure 4 représente schématiquement et en vue de dessus, un deuxième mode de réalisation d'une mémoire conforme à l'invention Dans ce mode de réali- -sation, l'accès à la mémoire est totalement aléatoire. La mémoir&-comporte, dans ce mode de réali- sation, une pluralité de cellules 25, 26, 27, repé- rées respectivement par les intersections de lignes Xl, X 2,, Xi et de colonnes Y, Y 2, * Yj Chaque ligne Xi est formée par une première bande commune à une pluralité de paires de bandes et chaque colonne est formée par une deuxième bande commune à une plura- lité de paires de bandes C'est ainsi par exemple que la ligne Xl est formée par la première bande 4 des paires de bandes 4-5, 4-11, etc, et que la colonne Y 1 est formée par la deuxième bande 5 des paires de bandes 5-4, 5-12 etc Chaque cellule de locali- sation située à l'intersection d'une ligne et d'une colonne comprend, comme on l'a indiqué plus haut, deux fenêtres 2, 3 découpées respectivement dans les bandes 4, 5 Les lignes X 1, X 2, Xi sont parallèles et séparées entre elles Les colonnes Y 1, Y 2, Yj, sont aussi parallèles et séparées entre elles; les lignes et les colonnes sont perpendiculaires et sont respec- tivement reliées aux sorties de deux multiplexeurs MX et MY de sélection de-lignes et de colonnes Ces mul- tiplexeurs permettent de sélectionner au moins une bande correspondant à une ligne et au moins une bande correspondant à une colonne pour déplacer une bulle éventuellement présente dans la cellule correspondant à cette ligne et cette colonne, par des courants ap- pliqués aux bandes sélectionnées La sélection d'une ligne et d'une colonne est effectuée grâce à des si- gnaux de sélection SX et SY appliqués à des entrées de commande des multiplexeurs MX et MY; ces multiple- xeurs sont alimentés par une source de courant 30 ca- pable de fournir aux multiplexeurs des courants impul- sionnels pouvant circuler dans les lignes et les co- lonnes, dans un sens ou dans un autre C'est ainsi par exemple, que lorsque l'on veut modifier l'information contenue dans la cellule 25, représentée par la bulle 6, on applique des courants dans les bandes corres- pondant à la ligne Xi et à la colonne Y, L'informa- tion en mémoire peut être codée de la manière suivan- te: lorsque la bulle 6 est sur la partie gauche de la fenêtre 2, on peut convenir que la présence de cette bulle à cet emplacement correspond à un i logique, tandis que lorsque la bulle est absente de cet empla- cement et qu'elle est située sur la droite de la fenê- tre 2 l'information correspond à un O logique L'in- formation en mémoire est lue par des détecteurs de bulles tels que 28 (par exemple une bande d'un alliage de fer et de nickel) qui sont eux aussi repérés par lignes et par colonnes Ces détecteurs sont connus dans l'état de la technique et ne sont pas décrits ici en détail. La mémoire qui vient d'être décrite pour ce second mode de réalisation de l'invention, est donc une mémoire à accès aléatoire; elle présente de plus l'avantage d'être non volatile. 254412 I 11 11 REVENDICATIONS 1 Mémoire à bulles magnétiques comprenant une couche ( 1) d'un grenat magnétique dans laquelle peuvent être formées des bulles magnétiques localisées respectivement par des cellules, chaque cellule com- prenant une paire de fenêtres de localisation ( 2, 3) découpées respectivement dans des bandes conductrices ( 4, 5) d'une paire de bandes conductrices, ces bandes étant isolées entre elles et isolées du grenat et étant aptes à être parcourues respectivement par des courants (Il, 12) de déplacement de la bulle éventuel- lement localisée dans la cellule, et des moyens ( 21) pour détecter chaque bulle, caractérisée en ce que les bandes de la paire de bandes ont des directions (X, Y) perpendiculaires entre elles, les courants (Il? 12) dans ces bandes étant respectivement parallèles à ces directions (X, Y). 2 Mémoire à bulles, caractérisée en ce que les fenêtres ( 2, 3) de chaque paire sont rectangulai- res et perpendiculaires entre elles, l'une des fenê- tres ( 3) présentant une portion de surface ( 7) commune avec l'autre fenêtre ( 2), au voisinage de la partie médiane de cette autre fenêtre ( 2). 3 Mémoire à bulles, selon la revendica- tion 2, caractérisée en ce que chaque paire de bandes ( 4-5) comprend une pluralité de paires de fenêtres ( 2-3, 17-18) de localisation et une pluralité de fenêtres intermédiaires ( 19) disposées de manière à former une matrice ( 8) de cellules organisée en au moins un registre mineur ( 10) ou de mémorisation de bulles, et au moins un registre majeur ( 9) ou d'accès aux bulles mémorisées dans le registre mineur. 4 Mémoires à bulles selon la revendication 254412 1 2, caractérisée en ce qu'elle comprend une pluralité de cellules ( 25, 26, 27, O) repérées respectivement par lignes et par colonnes (X Vg Oo Xip l yo chaque ligne (X 1) étant formée par une première bande commune à une pluralité de paires de bandes ( 4-5, 4-11) et chaque colonne (Y 1) étant formée par une deuxième ban- de commune à une pluralité de paires de bandes ( 5-4, -12), les lignes (Xl, O Xi) étant parallèles et sé- parées entre elles, et les colonnes (Yi oyj) étant parallèles et séparées entre elleso o Mémoire à bulles selon la revendica- tion 3, caractérisée en ce que les lignes (Xî o Xi) et les colonnes (Yl Yj) sont reliées respectivement aux sorties de deux multiplexeurs (DIX MY) de sélection de lignes et de colonnes pour sélectionner au moins une bande ( 4) correspondant à une ligne (X 1) et au moins une bande ( 5) correspondant à une colonne (Y 1), pour déplacer une bulle éventuellement présente dans la -cellule correspondante ( 25) par des courants (I 1, i 2) appliqués aux bandes sélectionnées.