быть круглая, ромбовидная или прямоугольная аппликация особой формы (на рис. 4.34 - «с зубчиком») и размеров. Аппликацию получают одновременно со схемой и теми же технологическими приемами, что является большим преимуществом. До начала работы генератор «заряжают» зародышевым доменом. Для этого создают поле Явн, перпендикулярное плоскости пластины и несколько большее поле коллапса Як. При этом на всей плоскости пластины, кроме зоны генератора, ЦМД коллапсируют, а в зоне генератора сохраняется один зародышевый домен. Это достигается тем, что размеры аппликации генератора делают во много раз большими размеров всех других элементов, в результате чего поле коллапса Як домена, находящегося под генератором, оказывается больше (приблизительно на 800 А/м) поля коллапса во всех других точках пластины.

При воздействии на подготовленную таким образом пластину коммутируемым полем Яупр зародышевый домен изменяется так, как показано на рис. 4.34. В итоге за один оборот коммутируемого поля в схему продвижения попадает один цилиндрический домен и генератор, сохраняя зародышевый домен, снова подготовлен к работе.

Аннигилятор доменов предназначен для уничтожения ненужных ЦМД. Он, как и генератор, может быть выполнен различными способами - с помощью токовых петель или пермаллоевых аппликаций. Аннигилятор в виде токовой петли располагают в. том участке схемы, где в процессе работы требуется уничтожение доменов, что достигается пропусканием импульса тока, формирующего магнитное поле, приводящее к коллапсированию домена. Аннигилятор на пермаллоевых аппликациях идентичен по структуре генератору доменов, например аппликации, изображенной на рис. 4.34. Распространяясь по каналу, домен будет захвачен под аннигилятор и в процессе вращения под ним сольется с имеющимся там доменом.

Кроме генераторов и аннигиляторов для реализации устройств на ЦМД используют и другие элементы схем. Рассмотрим некоторые из них.

Ключ передачи (переключатель) предназначен для перевода домена из одного канала распространения информации в другой. Необходимость выполнения такой операции возникает, например, в запоминающих устройствах с последовательно-параллельной организацией структуры, в которых информация (домен) передается сначала вдоль регистра сборки, а затем должна поступить в один из параллельно включенных запоминающих регистров. На рис. 4.35 приведена схема ключа передачи информации с помощью вращаю-

Рис. 4.34.

Схема ЦМД

генератора

Ряс. 4.35. Ключ передачи информации с помощью вращающегося поля

щегося поля. Ключ выключен, когда магнитное поле вращается в направлении перемещения доменов, и действует как такт передачи (включен) при реверсировании вращения. Схема работает следующим образом. При прямом направлении вращения поля (по часовой

стрелке) домен перемещается в направлении от А к В, т. е. в последовательности 1-2-3-4-1; при реверсировании поля домен перемещается в обратном направлении, т. е. от В к Л. Заняв положение 4 на Z-образной аппликации (на ключе), домен перейдет далее в положение 5 на ней, поскольку это положение ближе, чем 3 на соседней Т-образной аппликации. Таким образом, ЦМД перейдет из канала АВ в канал С. Если теперь снова изменить направление вращения поля, то домен вернется в канал АВ. Такой переключатель относится к группе неуправляемых переключателей, т. е. таких, в которых функция переключения реализуется в зависимости от режима работы схемы управления в целом. Управляемые переключатели реализуют свои функции в результате изменения магнитного состояния отдельных участков переключателя под воздействием сигналов с устройства управления.

В устройствах на ЦМД используют и другие элементы схем, здесь не рассмотренные.

Запоминающие устройства на ЦМД. Простейшее ЗУ с ЦМД можно реализовать на базе линейного регистра сдвига, выполненного на клинообразных (см. рис. 4.32) или Т-образных пермаллоевых аппликациях (см. рис. 4.31), или другими способами. В таком регистре информация хранится в последовательном коде в виде серии ЦМД, размещенных по длине регистра. Для увеличения объема хранимой информации вместо линейного применяют многоразрядные регистры.

Логические устройства на ЦМД. В основном ЦМД пока применяют в ЗУ, однако они весьма перспективны и для решения логических задач. В качестве примера рассмотрим реализацию логической функции И с помощью схемы с пермаллоевой аппликацией (рис. 4.36). В отсутствие ЦМД на Вх.2 и его наличии на Вх.1 при переключении Яупр домен перемещается из Вх.1 во Вх.2 и обратно, не попадая на Вых.1. При наличии ЦМД на

Вых.7 Бых.г

Рис. 4.36. Схема для реализации логической функции И

Вх2 вследствие взаимодействия домен - домен ЦМД переместится из Вх.1 в Вых.1, что соответствует реализации функции И (работу схемы поясняет также таблица на рис. 4.36).

Подробно различные устройства на ЦМД рассмотрены в [4.6J.

В заключение отметим, что конструкторско-технологические задачи реализации устройств на ЦМД еще не решены окончательно. Разработаны отдельные доменные интегральные схемы. Например, восьмикристальная микросхема «Домен-3» содержит следующие компоненты: ЦМД-чип или совокупность ЦМД-чипов, размещенных на опорной плате; катушки управляющего поля, вращающегося в плоскости чипов; постоянные магниты для создания поля смещения, перпендикулярного плоскости чипов; магнитопровод, совмещающий в себе функции экрана от внешних магнитных полей; корпус с выводами. Технологический размер чипа 3x3 мм, площадь рабочей зоны (площадь внутри ограждения) 2,5X2,5 мм.

Минимальный набор функциональных компонентов позволяет выполнять чип с одним уровнем маскирования, т. е. изготавливать активные компоненты чипа из пермаллоя в одном процессе литографии с остальными аппликациями. В общем случае с целью достижения лучших характеристик по временам поиска в накопителях ЗУ в состав топологии чипа вводят дополнительные коммутирующие элементы: переключатели, репликаторы, дешифраторы и т. д. По ряду причин, в первую очередь вследствие плохой совместимости областей устойчивой работы отдельных компонентов чипа, вьшолнить чип в однослойном варианте часто становится затруднительным. В таких случаях применяют двухслойную технологию изготовления чипов, при которой на поверхность ЦМД-материала первым наносят слой проводников, из которых формируют активные компоненты чипа, а затем через определенный по схемотехническим соображениям зазор наносят слой пермаллоевых ап- . пликаций. На рис. 4.37 показаны варианты изготовления чипа: однослойного (а) и двухслойного (б). В расчет принимают слои, по которым выполняют тонкую литографию. Приведенные на рис. 4.37 толщины слоев являются типичными для ЦМД с диаметром 5 мкм. Отметим, что толщину ЦМД-пленки в реальных устройствах для

Рис. 4.37. Два варианта изготовления чипа (размеры указаны в мкм)