Рис. 4.17. Схема магнито диодной ячейки для осуществления логической операции И

На рис. 4.17 показана двухтактная схема на магнитодиодных ячейках, осуществляющая логическую операцию И.

В соответствии с приведенным определением высказывания И истинности этой операции соответствует одновременная подача сигналов «1» на входы А и В, что должно подтвердиться записью единицы в сердечнике 3 с последующей ее выдачей на выход схемы. Действительно, пусть сигнал для записи единицы подается только на вход А, тогда в сердечниках 1 а 2 записывается по единице. При считывании информации тактовым импульсом h в ячейку 3 поступает единичный сигнал с ячейки 1 и сигнал запрета с ячейки 2, поэтому сердечник 3 остается в состоянии нуля (в исходном положении схемы во всех сердечниках записаны нули). Если сиг-знал поступает только на вход В, то исходное положение не изменится, так как этот сигнал попа-.дает в обмотку запрета Wsn сердечника 2. Если же сигналы «1» поступят одновременно на входы j4 и В, то в сердечнике 1 будет записана единица, а сердечник 2 останется в состоянии нуля; тактовый импульс h передаст единицу в сердечник 3, а тактовый импульс ./г - на выход схемы.

Магнитодиодные схемы относятся к схемам с пассивной цепью связи, в которых используются усилительные свойства сердечников с ППГ, способных при подаче тактового импульса передавать энергию в выходную цепь.

В магнитотранзисторных схемах (в схемах с активной связью) транзистор выполняет одновременно функции усилителя и вентиля. Такие схемы не требуют мощных тактовых импульсов и позволяют основную энергию получать от источников постоянного (коллекторного) напряжения, а также включать в выходную цепь несколько входных обмоток, упрощая тем самым построение сложных развет-•вленных схем. Основные принципы работы магнитодиодных схем сохраняются и для магнитотранзисторных.

Чисто магнитные схемы не содержат полупроводниковых эле--ментов, а состоят только из сердечников с ППГ, обмоток связи и в Э1екоторых случаях сопротивлений. Это обеспечивает большую надежность схем.

На рис. 4.18 показана часть сдвигающей цепочки, эквивалент-аюй магнитодиодной схеме (см. рис. 4.16), у которой вместо полупроводниковых диодов использованы магнитные управляемые вентили. Принцип работы магнитного управляемого вентиля основан iHa нелинейной зависимости B=f{H). Так, если ток в цепи связи, содержащий магнитный вентиль, подтверждает исходное магнитное состояние вентильного сердечника, то его сопротивление оказыва-

ется малым, что соответствует прямому сопротивлению полупроводникового диода. Если же ток в обмотке вентильного сердечника стремится изменить его магнитное состояние иа противоположное, то сопротивление сердечника резко возрастает и ограничивает ток в цепи связи. Исходное состояние всех сердечников вентилей Вь Вг и Вз одинаково. Причем при считывании информации («1») тактовым током /г с сердечника 2 в контуре / возникает ток, для которого вентиль Bl представляет собой малое сопротивление, а для предотвращения воздействия этого тока на сердечник 1, как и в магии-

Рис. 4.18. Чисто магнитная сдвигающая цепочка

тодиодной схеме, необходимо наличие в этот момент тактового тока /ь Вентиль Вг для тока, возникающего в контуре , также представляет собой малое сопротивление, и сердечник 3 перемагничива-ется этим током в состояние «1». При этом для тока, возникающего-в контуре /, вентиль представляет собой большое сопротивление и ограничивает дальнейшую передачу информации. Особенностью таких схем является то, что сердечник вентиля, ограничивающего ток в цепи связи, сам начинает перемагничиваться. Поэтому перед каждым тактовым током /j, /г, h должны подаваться соответствующие вспомогательные тактовые токи У/, 1%, h, возвращающие сердечники вентилей в исходное состояние. Так как при этом может нарушаться магнитное состояние основных сердечников, то перемагничивание сердечников вентилей должно происходить медленно, чтобы возникающие при этом в цепях связи токи создавали напряженность магнитного поля, меньшую поля трогания основных сердечников.

Приведенные схемы использования кольцевых сердечников не исчерпывают их возможностей. На кольцевых сердечниках можно, например, осуществить считывание информации без ее разрушения (в рассмотренных схемах при считывании единичная информация стиралась, т. е. сердечник переводился в состояние нуля). Решить такую задачу можно с помощью метода регенерации, т. е. перезаписи информации после чтения. Однако это сильно усложняет схемы и понижает их эксплуатационные параметры (увеличиваются цикл

Рис. 4.19. Внешний вид фер-ритсвой платы для ЗУ

работы, потреоление и т. д.;. чтооы проще решить эту задачу, применяют сердечники со сложной формой магнитопровода.

Ферритовые платы и числовые линейки. Количество кольцевых сердечников в современной вычислительной машине достигает десятков и даже сотен миллионов штук. Поэтому большое значение имеет уменьшение размеров сердечников. Имеются сердечники с наружным диаметром до 0,3-0,4 мм и с внутренним диаметром - до сотых долей миллиметра. Применение миниатюрных сердечников не только приводит к уменьшению габаритных размеров и массы устройства, но улучшает и другие параметры - повышает быстродействие, уменьшает потребление и т. п. Это объясняется тем, что при одних и тех же амплитудах импульсов тока с уменьшением диаметра увеличивается напряженность возникающего при перемагничиванни магнитного поля. Однако изготовление и сборка матриц из сердечников диаметром менее 1 мм связаны с большими технологическими трудностями, возникающими при прошивке сердечников проводами, их монтаже и др. Эти затруднения существенно уменьшаются при использовании

вместо отдельных сердечников ферритовых плат и числовых линеек- многоотверстных пластин с отверстиями, расположенными определенным образом, и с системой проводов, нанесенных методами печатного монтажа. Такие платы являются готовыми матрицами, из которых собирают «кубы памяти». Числовые линейки в зависимости от распределения отверстий и проводов используют в различных ОЗУ, например линейку с тремя рядами отверстий применяют в ЗУ со считыванием без разрушения и электрической перезаписью информации. В многоотверстных пластинах (рис. 4.19) зона вокруг каждого отверстия представляет собой как бы один кольцевой сердечник. Ширина этой зоны определяется величиной участка, на котором происходит перемагничивание материала токовыми импульсами. Для исключения взаимного влияния отверстия должны быть расположены на определенном расстоянии друг от друга. Отверстия, расположенные по краям пластины, находятся в несколько отличных условиях от других отверстий и выполняют, как правило, технологические функции. Для нанесения системы проводов применяют различные приемы. Например, плату выполняют так, чтобы над ее поверхностью выступали ребра, расположенные в двух взаимно перпендикулярных направлениях и разделяющие плату на отдельные ячейки. Всю плату, включая ребра и внутреннюю поверхность отверстий, покрывают слоем серебра, а затем его снимают с ребер. Сетки ребер с двух сторон платы сдвинуты на один ряд отверстий (рис. 4.20), благодаря чему серебряное покрытие выполняет роль печатной обмотки, последовательно прошива-