Brevet FR2548430A1 — publié le 19850104

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; ces 5 domaines présentent une aimantation inverse de celle du reste du matériau magnétique qui constitue la couche dans laquelle ils sont formés. On sait que chaque bulle peut être déplacée par une force et que ce déplacement peut s'effectuer 10 librement dans n'importe quelle direction, dans le plan de la couche magnétique Cette couche magnétique est un grenat magnétique et les bulles sont formées dans ce grenat en lui appliquant un champ magnétique continu perpendiculaire au plan de la couche Ce champ est pro15 duit dans la pratique par un aimant permanent qui 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 20 un grenat monocristallin amagnétique. Il est aussi connu de réaliser une mémoire à bulles selon une organisation qui comprend une série de registres mineurs à décalage, orientés longitudinalement et au moins un registre majeur d'accès, orienté 25 transversalement; ces registres mineurs et majeur sont constitués par des motifs dont les frontières sont définies par les contours de zones ioniquement implantées de la couche de grenat magnétique De manière connue, le registre d'accès présente un ou plusieurs points d'accès 30 à une extrémité d'accès de chaque registre mineur Il est également connu d'utiliser des moyens pour déplacer les bulles, dans chaque registre mineur, par application d'un champ magnétique tournant, et d'utiliser des moyens pour déplacer les bulles dans le registre majeur, par 35 circulation de courants dans deux feuilles perforées B 7873 3 DC électriquement conductrices, superposées à la couche de grenat magnétique, isolées entre elles et isolées de cette couche et situées en regard des motifs du registre majeur Cette mémoire de type connu est par exemple cel5 le qui est décrite dans le brevet français N O 2 480 983 dont la demande a été déposée le 18 avril 1980, au nom du même demandeur. Dans cette mémoire à bulles de type connu, chaque bulle qui doit être transférée d'un registre mi10 neur à un registre majeur doit être décollée de la frontière du dernier motif du registre mineur correspondant, pour être propagée dans le registre majeur, grace aux courants électriques circulant dans deux feuilles superposées à la couche de grenat magnétique; ces bulles 15 circulent soit dans une zone implantée, soit dans une zone non implantée et leur guidage dans le registre majeur vers une station d'accès, nécessite la circulation de courants importants dans les feuilles conductrices, du fait que ces bulles, dans le registre majeur, ne sont 20 pas guidées en permanence le long des frontières de motifs juxtaposés. La propagation des bulles par circulation de courants dans des feuilles électriquement conductrices est également décrite dans le brevet français 25 n 2 428 890 Comme dans la mémoire décrite plus haut, les bulles ne s'appuyant plus sur la frontière de motifs définis par implantation ionique, il est nécessaire de recourir à un courant important pour assurer le guidage des bulles vers un point déterminé. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et notamment de réaliser une mémoire à bulles magnétiques organisée en registres mineurs et majeur, comprenant des motifs définis par implantation ionique dans une couche de grenat magnétique, dans la35 quelle les bulles sont déplacées dans les registres mineurs par un champ magnétique tournant et, dans les re- B 7873 3 DC gistres majeurs, par des courants circulant dans des feuilles électriquement conductrices, percées de fenêtres, superposées à la couche de grenat magnétique; la circulation des bulles dans le registre majeur est telle 5 que ces bulles restent au maximum en contact avec les frontières de motifs définissant ce registre Cette organisation a pour principal avantage, d'assurer un meilleur guidage des bulles vers une station d'accès, sans avoir à utiliser des courants importants dans les feuil10 les conductrices. Un autre avantage important est que, la bulle étant toujours située dans un puits de potentiel créé par la bordure de la zone non implantée, le transfert s'effectue simplement en activant la propagation par 15 courant après la propagation par champ tournant, ou vice-versa. L'invention a pour objet une mémoire à bulles magnétiques, comprenant une série de registres mineurs a décalage, orientés longitudinalement et au moins un re20 gistre majeur d'accès orienté transversalement, ces registres mineurs et majeur comportant des motifs dont les frontières sont définies par des zones ioniquement implantées d'une couche d'un grenat magnétique, des moyens de transfert de bulle d'une extrémité de registre mineur 25 vers le registre majeur, des moyens pour déplacer les bulles dans chaque registre mineur par application d'un champ magnétique tournant, des moyens pour dénpacer les bulles dans le registre majeur par circulation de courants dans deux feuilles électriquement conductrices, 30 superposées à la cou he de grenat magnétiquet isolées entre elles et isolées de cette couche et percées de fenftres en regard des motifs de ce registre, caractàrisée en ce que les fenêtres sont disposées de manière que les bulles circulent en restant en contact avec les 35 frontières des motifs du registre majeur, dans les zones implantées du grenat. B 7873 3 DC Selon une autre caractéristique, le registre majeur comprend des successions de motifs correspondant respectivement à 'chaque registre mineur, séparées par des zones implantées et disposées latéralement par rap5 port aux registres mineurs, des fenêtres dans chacune des deux feuilles conductrices présentant des portions de surfaces communes avec les motifs du registre majeur pour chaque succession de motifs, au moins l'une des deux feuilles présentant une fenêtre entre chaque suc10 cession de motifs. Selon une autre caractéristique, les moyens de transfert comprennent des registres tampons disposés longitudinalement, respectivement entre les extrémités d'accès des registres mineurs et les successions de mo15 tifs du registre majeur, ces registres tampons étant constitués par des motifs définis par implantation ionique de la couche de grenat magnétique, au moins un motif d'extrémité de chaque registre tampon étant adjacent à un motif de la succession correspondante de motifs du 20 registre majeur. Selon une autre caractéristique, les moyens de transfert comportent en outre un conducteur électrique apte à recevoir des impulsions de courant de transfert, ce conducteur étant orienté transversalement et formant 25 des créneaux reliant respectivement les extrémités d'accès des registres mineurs et les registres tampons correspondants. Selon une autre caractéristique, le registre majeur comprend des motifs adjacents d'accès aux regis30 tres mineurs, disposés latéralement, les moyens d'accès étant constitués respectivement par des motifs d'extrémité des registres mineurs alignés avec les motifs adjacents d'accès, séparés entre eux par des zones implantées, les fenêtres dans chacune des deux feuilles con35 ductrices présentant des portions de surface communes B 7873 3 DC avec les motifs du registre majeur, au moins l'une des deux feuilles présentant une fenêtre entre les motifs d'extrémité, la forme de chaque motif d'extrémité étant telle que ce motif rend possible le transfert séparé de 5 deux bulles présentes dans un registre mineur, vers les motifs d'accès. Enfin, selon une autre caractéristique les bulles sont aptes à être dupliquées aux extrémités des registres mineurs et des registres tampons. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, donnée en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente schématiquement en vue de dessus un premier mode de réalisation d'une mé15 moire à bulles, conforme à l'invention, la figure 2 représente schématiquement et en vue de dessus un second mode de réalisation d'une mémoire à bulles conforme à l'invention, la figure 3 est une coupe schématique trans20 versale partielle de la mémoire de la figure 1, en regard du registre d'accès. La figure 1 représente schématiquement, en vue de dessus, un premier mode de réalisation d'une mémoire à bulles conforme à l'invention Cette mémoire comprend 25 une série de registres mineurs à décalage 1, 2, dont le nombre a été limité à deux sur la figure pour en faciliter la représentation Ces registres mineurs sont orientés longitudinalement La mémoire comprend aussi au moins un registre majeur 3, orienté transversalement par 30 rapport aux registres mineurs Les registres mineurs et majeur sont constitués par des motifs tels que 4, 5, dont les frontières 6, 7 sont définies par des zones 8, 9, 10, d'implantation ionique dans une couche 11 d'un grenat magnétique supporté par un substrat amagnétique 35 17 Dans l'exemple de réalisation représenté sur cette B 7873 3 DC figure, les motifs ont une forme circulaire, mais il est évident que toute autre forme pourrait convenir et en particulier une forme en losange par exemple Les frontières de ces motifs, dans ce mode de réalisation, sont 5 des cercles; ces cercles sont tangents entre eux pour les registres mineurs 1, 2 Le registre majeur 3 présente des successions de motifs circulaires séparées par des zones implantées de la couche de grenat magnétique 11 Dans chaque succession, les frontières des motifs 10 sont des cercles tangents entre eux L'intérieur des motifs pour les registres mineurs et les registres majeurs sont des zones non implantées de la couche 11 de grenat magnétique La mémoire à bulles représentée sur cette figure comprend aussi, des moyens pour déplacer les bul15 les dans chaque registre mineur, par application d'un champ magnétique tournant Ces moyens connus ne sont pas représentés sur la figure Les bulles sont déplacées dans le registre majeur 3, par circulation de courants dans deux feuilles électriquement conductrices 12, 13 20 superposées à la couche de grenat magnétique 11, isolées entre elles, isolées de la couche de grenat et percées de fenêtres 14, 15, 20, en regard des motifs du registre majeur 3 Selon l'invention, ces fenêtre sont disposées de manière que les bulles soient déplacées, tel que re25 présenté par la flèche 16, en restant en contact avec les frontières des motifs 5 du registre majeur, dans les zones implantées du grenat 11 La circulation d'une bulle entre deux motifs appartenant respectivement à deux successions adjacentes de motifs du registre majeur, est 30 assurée grace au courant circulant dans la feuille conductrice 12 et grace à des fenêtres intermédiaires 18. Cette structure de mémoire permet d'assurer un bon guidage des bulles dans le registre majeur, sans avoir à utiliser des courants intenses dans les feuilles conduc35 trices 12, 13. B 7873 3 DC En arrêtant le champ tournant, les bulles sont propagées dans le registre majeur, dans le sens de la flèche 16 par exemple, au moyen de courants circulant dans les feuilles conductrices 12, 13 Chaque bulle peut 5 être dirigée vers une station de réception non représentée sur la figure, ou peut être transférée d'un registre mineur à un autre registre mineur. La mémoire comporte aussi des moyens de transfert des bulles des extrémités des registres mineurs 10 vers le registre majeur 3; dans ce premier mode de réalisation, les moyens de transfert comprennent des registres tampons 19 disposés longitudinalement, respectivement entre les extrémités d'accès (motifs 4) des registres mineurs 1 et les successions de motifs du registre 15 majeur 3 Ces registres tampons sont constitués par des motifs définis par implantation ionique de la couche de grenat magnétique 11 Ils sont orientés longitudinalement comme les registres mineurs correspondants Les moyens de transfert comprennent aussi un conducteur 20 électrique 26, apte à recevoir des impulsions de courant de transfert; ce conducteur est orienté transversalement, comme le registre majeur 3, et il forme des créneaux 27 qui relient respectivement les extrémités d'accès des registres mineurs 1 avec les registres tampons 25 correspondants Chaque registre tampon 19 comprend au moins un motif d'extrémité 28 qui est adjacent à un motif 29 de la succession correspondante de motifs du registre majeur 3 Dans ce premier mode de réalisation, la structure de la mémoire à bulles permet, de façon 30 connue, de dupliquer les bulles présentes aux extrémités des registres mineurs des registres tampons, avant d'assurer leur transfert Cette duplication s'effectue de façon connue et elle n'est pas décrite ici en détail Le conducteur 26 associé aux registres tampons joue le r 8 ôle 35 de porte de transfert. B 7873 3 DC La figure 2 représente un deuxième mode de réalisation de la mémoire de l'invention Les mêmes éléments portent les mêmes références sur cette figure et sur la figure 1 On distingue sur cette figure, les re5 gistres mineurs 1, 2 et le registre majeur 3, constitués par des motifs tels que 4, 5, dont les frontières 6, 7, sont définies par des zones 8, 9, 10 d'implantation ionique dans la couche 11 de grenat magnétique supportée par le substrat amagnétique 17 On distingue aussi les 10 deux feuilles conductrices 12, 13 superposées à la couche de grenat magnétique 11, isolées entre elles, isolées de la couche de grenat et percées de fenêtres 30, 31, 32, Dans ce mode de réalisation, le registre majeur 3 comprend des motifs 5 adjacents, d'accès aux re15 gistres mineurs Ces motifs d'accès sont disposés latéralement Les moyens d'accès sont ici constitués respectivement par des motifs 33, 34, situés aux extrémités des registres mineurs 1, 2 et alignés avec les motifs d'accès du registre majeur 3 Ces motifs d'extrémité 33, 20 34 sont séparés entre eux par des zones non implantées du substrat 11 Les fenêtres 32 dans chacune des feuilles conductrices 12, 13 présentent des portions de surface communes avec les motifs '5 du registre majeur 3. L'une des feuilles conductrices telle que la feuille 12 25 par exemple, présente des fenêtres 31 entre les motifs d'extrémité 33, 34 des registres mineurs La forme de chaque motif d'extrémité est telle que ce motif rend possible le transfert séparé de deux bulles A, B, présentes dans un registre mineur, vers les motifs d'accès 30 5 du registre majeur 3 Dans ce mode de réalisation, les bulles A, B peuvent être déplacées en même temps en direction du registre majeur ou d'un autre registre mineur, ce qui permet de doubler le débit d'informations dans la mémoire Les motifs d'extrémité 33, 34 ont la 35 forme de coeurs, mais il est bien évident que toute au- B 7873 3 DC tre forme permettant d'accéder simultanément à deux bulles contenues dans un registre mineur, peut convenir. La figure 3 représente schématiquement en (a) une coupe latérale partielle C de la mémoire de la figu5 re 1 Cette figure permet de mieux comprendre le cheminement des bulles dans le registre majeur 3 On distingue sur cette figure les couches conductrices 12, 13 électriquement isolées entre elles par la couche isolante 22 et isolées de la couche de grenat magnétique 11 10 par une couche isolante 23 Sur cette figure, la zone d'implantation ionique dans le grenat magnétique 11 est représentée en 8, tandis que le motif non implanté sur la frontière duquel s'appuie une bulle 24, est représenté schématiquement en 21 La frontière 25 entre la zone 15 implantée 8 du grenat magnétique 11 et la zone non implantée 21 de cette couche (représentée par des hachures sur cette figure) est une limite importante: sur cette limite existe un puits de champ magnétique tel que représenté sur le diagramme ( 3 b); le champ magnétique 20 créé par la circulation du courant dans les feuilles conductrices est représenté sur le diagramme ( 3 c) Ce puits de champ s'ajoute à celui existant sur les frontières des zones non implantées (diagramme ( 3 b)) et permet de propager les bulles Le puits de champ magnétique 25 représenté sur le diagramme ( 3 b) permet de maintenir la bulle 24 en contact avec la frontière 25 La bulle se déplace en restant en contact avec cette frontière, lorsque le courant circule dans les feuilles conductrices Lorsque les bulles circulent dans les registres mi30 neurs, grâce à l'application d'un champ tournant elles restent aussi en contact avec les frontières des motifs correspondants Le puits de potentiel créé sur les frontières des motifs non implantés dans le registre majeur 3 évite le décollage des bulles par rapport à ces fron35 tières Les puits de champ magnétique sur les frontières B 7873 3 DC des motifs du registre majeur servent à guider les bulles tandis que les fenêtres dans les feuilles conductrices servent à propager les bulles grâce aux courants dans ces feuilles Les mêmes applications sont bien en5 tendu applicables au mode de réalisation de la figure 2. L'invention permet bien d'atteindre les buts mentionnés plus haut: les bulles circulent dans le registre majeur sans qu'il soit nécessaire d'utiliser des courants importants dans les feuilles électriquement 10 conductrices; les bulles restent en contact avec les motifs non implantés de ce registre; elles circulent également dans les registres mineurs grâce à l'application d'un champ tournant, tout en restant en contact avec les frontières des motifs non implantés de ces re15 gistres Le guidage des bulles est donc assuré parfaitement. Un autre avantage important est que, la bulle étant toujours située dans un puits de potentiel créé par la bordure de la zone non implantée, le transfert 20 s'effectue simplement en activant la propagation par courant après la propagation par champ tournant, ou vice-versa. B 7873 3 DC REVENDICATIONS 1 Mémoire à bulles magnétiques comprenant une série de registres mineurs ( 1, 2,) à décalage, orientés longitudinalement et au moins un registre majeur 5 d'accès ( 3) orienté transversalement, ces registres mineurs ( 1, 2,) et majeur ( 3) comportant des motifs ( 4, 5) dont les frontières ( 6, 7) sont définies par des zones ( 8, 9, 10) ioniquement implantées d'une couche ( 11) d'un grenat magnétique, des moyens ( 26) de transfert de 10 bulle d'une extrémité de registre mineur vers le registre majeur ( 3), des moyens pour déplacer les bulles dans chaque registre mineur ( 1, 2) par application d'un champ magnétique tournant, des moyens ( 12, 13) pour déplacer les bulles dans le registre majeur ( 3) par circulation 15 de courants dans deux feuilles ( 12, 13) électriquement conductrices, superposées à la couche de grenat magnétique ( 11), isolées entre elles et isolées de cette couche et percées de fenêtres ( 14, 15, 20, 18) en regard des motifs de ce registre, caractérisée en ce que les fenê20 tres sont disposées de manière que les bulles circulent en restant en contact avec les frontières ( 7) des motifs ( 5) du registre majeur, dans les zones implantées du grenat ( 11). 2 Mémoire à bulles selon la revendication 1, 25 caractérisée en ce que le registre majeur ( 3) comprend des successions de motifs ( 5) correspondant respectivement à chaque registre mineur ( 1, 2), séparées par des zones implantées et disposées latéralement par rapport aux registres mineurs ( 1, 2), les fenêtres ( 14, 15) dans 30 chacune des deux feuilles conductrices ( 12, 13) présentant des portions de surface communes avec les motifs ( 5) du registre majeur ( 3) pour chaque succession de motifs, au moins l'une des deux feuilles présentant une fenêtre ( 18) entre chaque succession de motifs. 3 Mémoire à bulles selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens de transfert comprennent des registres tampons ( 19) disposés longitudinale- B 7873 3 DC ment, respectivement entre les extrémités d'accès des registres mineurs ( 1) et les successions de motifs du registre majeur { 3), ces registres tampons étant constitués par des motifs définis par implantation ionique de 5 la couche de grenat magnétique ( 10), au moins un motif d'extrémité de chaque registre tampon étant adjacent à un motif de la succession correspondante de motifs du registre majeur. 4 Mémoire à bulles selon la revendication 3, 10 caractérisée en ce que les moyens de transfert comportent en outre un conducteur électrique ( 26) apte à recevoir des impulsions de courant de transfert, ce conducteur étant orienté transversalement et formant des créneaux reliant respectivement les extrémités d'accès des 15 registres mineurs et les registres tampons correspondants. Mémoire à bulles selon la revendication 1, caractérisée en ce que le registre majeur ( 3) comprend des motifs adjacents d'accès aux registres mineurs, dis20 posés latéralement, les moyens d'accès étant constitués respectivement par des motifs d'extrémité des registres mineurs alignés avec les motifs adjacents d'accès, séparés entre eux par des zones implantées, les fenêtres ( 32) dans chacune des deux feuilles conductrices ( 12, 2,5 13) présentant des portions de surface communes avec les motifs ( 5) du registre majeur ( 3), au moins l'une des deux feuilles présentant une fengtre ( 31) entre les motifs d'extrémité ( 33, 34), la forme de chaque motif d'extrémité étant telle que ce motif rend possible le 30 transfert séparé de deux bulles présentes dans un registre mineur, vers les motifs d'accès. 6 Mémoire à bulles selon la revendication 3, caractérisée en ce que les bulles sont aptes à être dupliquées aux extrémités des registres mineurs et des re35 gistres tampons. B 7873 3 DC