DE1082626B - Switching device for driving magnetic core memories - Google Patents

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schalteinrichtung mit komplementären Transistortypen zum Antreiben von Magnetkernspeichern.The invention relates to a switching device with complementary transistor types for driving of magnetic core memories.

In elektronischen Rechen- oder Steueranlagen werden zu Speicherzwecken sehr häufig Magnetkerrie mit zwei diskreten magnetischen Zuständen verwendet, die in Matrizenform zu den bekannten Magnetkernspeichern zusammengefügt werden. Zur Einspeicherung bzw. zum Auslesen von Informationen werden durch die Kerne geführte Schreib- bzw. Lesedrähte mit Strpmimpulsen beaufschlagt, die unter bekannten Bedingungen den Magnetkern veranlassen, aus seinem einen stabilen Zustand in den zweiten umzukippen. Dazu sind beträchtliche Ströme in den Speisedrähten notwendig, die von den die Informationen darstellenden Schaltungselementen ohne zusätzliche Verstärkung nicht abgegeben werden können. Sollen z. B. die Informationen aus einem Verschieberegister, bestehend aus Flip-Flops, in den Magnetspeicher eingegeben werden, so reichen die Schaltströme der Flip-Flops zum Betreiben der Magnetkerne nicht aus. Daher werden die Ausgangssignale der Flip-Flops Verstärkern zugeführt, die die erforderlichen Speiseströme für den Magnetkernspeicher erzeugen.In electronic computing or control systems, magnetic cores are very often used for storage purposes two discrete magnetic states are used, which in matrix form to the known magnetic core memories be joined together. To store or read out information, Strpmimpulses applied to the cores guided write or read wires, which under known conditions cause the magnetic core to tip over from its one stable state to the second. This requires considerable currents in the feeder wires from the ones that represent the information Circuit elements can not be delivered without additional amplification. Should z. B. the Information from a shift register, consisting of flip-flops, entered into the magnetic memory the switching currents of the flip-flops are not sufficient to operate the magnetic cores. Therefore the output signals of the flip-flops are fed to amplifiers, which supply the required supply currents for the magnetic core memory.

Wegen ihres geringen Energie- und Platzbedarfs werden in elektronischen Rechenanlagen vorwiegend Transistoren als Bauelemente verwandt. Die Erfindung bezieht sich daher auf Einrichtungen, in denen die die zu speichernden Informationen verarbeitenden Schaltmittel aus Transistoren bestehen, also z. B. Verschieberegister aus Transistor-Flip-Flops. Um die zum Betreiben des Magnetkernspeichers notwendigen Ströme zu erzeugen, werden in bekannten Anordnungen den Flip-Flop-Transistoren Verstärkerstufen, die Treiberstufen, desselben Transistortyps (meistens pnp-Typen) in üblicher Weise nachgeschaltet. Die dabei notwendigen Schaltungselemente zur Kopplung und zur Einstellung des Arbeitspunktes der Verstärkerstufen stellen mit Zeitkonstanten behaftete Schaltungsglieder dar und führen daher zu Verzerrungen der auftretenden Impulse, besonders zur Verminderung der Steilheit der Impulsflanken.Because of their low energy and space requirements, in electronic computing systems predominantly Transistors used as components. The invention therefore relates to facilities in which the switching means processing the information to be stored consist of transistors, so z. B. Shift Register made of transistor flip-flops. To obtain the necessary to operate the magnetic core memory To generate currents, in known arrangements the flip-flop transistors are amplifier stages, which Driver stages of the same transistor type (mostly pnp types) connected downstream in the usual way. The one with it necessary circuit elements for coupling and for setting the operating point of the amplifier stages represent circuit elements afflicted with time constants and therefore lead to distortions of the occurring pulses, especially to reduce the steepness of the pulse edges.

Da zur Sicherung der Koinzidenz zwischen dem Umkippen der Magnetkerne und den den Rechenvorgang steuernden Taktimpulsen besonders kurze, durch die Eigenschaften der Magnetkerne vorgegebene Schaltzeiten und damit große Flankensteilheit der die Magnetkerne antreibenden Schaltimpulse unerläßlich sind, bedeuten verzerrende Schaltungsglieder einen erheblichen Nachteil. Außerdem ist zum Antreiben von Magnetkernspeichern, die in elektronischen Rechenanlagen einen beträchtlichen Umfang haben können, eine Vielzahl von Treiberstufen erforderlich, so daß die Verwendung von Treiberstufen bekannter Schalteinrichtung zum Antreiben
von MagnetkernspeichernSince, to ensure the coincidence between the overturning of the magnetic cores and the clock pulses controlling the arithmetic process, particularly short switching times dictated by the properties of the magnetic cores and thus steep edges of the switching pulses driving the magnetic cores are essential, distorting circuit elements represent a considerable disadvantage. In addition, a large number of driver stages are required to drive magnetic core memories, which can have a considerable size in electronic computing systems, so that the use of driver stages of known switching means for driving
of magnetic core memories

Anmelder:
Olympia Werke A. G._r WilhelmshavenApplicant:
Olympia Werke AG _r Wilhelmshaven

Dipl.-Phys. Friedrich Wilhelm Albrecht,Dipl.-Phys. Friedrich Wilhelm Albrecht,

Wilhelmshaven,
ist als Erfinder genannt wordenWilhelmshaven,
has been named as the inventor

Art mit zusätzlichen Schaltungselementen wie Widerständen, Kondensatoren und Dioden sehr aufwendig wird. Vielfach werden zur Erzielung der notwendigen Stromstärken für die Schreib- und Lesedrähte der Matrizen mehrere Transistoren zu einer Treiberstufe parallel geschaltet, was den Aufwand außerordentlich vermehrt.Kind of very complex with additional circuit elements such as resistors, capacitors and diodes will. In many cases, to achieve the necessary currents for the write and read wires of the Matrices multiple transistors connected in parallel to a driver stage, which makes the effort extraordinary increased.

Die erfindungsgemäße Schalteinrichtung zum Antreiben von Magnetkernspeichern hat daher die Aufgabe, die Nachteile der bekannten Anordnungen zu beseitigen und eine einfache Schaltungstechnik zu erzielen. Die Schalteinrichtung vermeidet die Verwendung von Kopplungselementen oder mit Zeitkonstanten behafteten Schaltungsgliedern zur Einstellung des Arbeitspunktes, wodurch einmal die Verzerrungen der Impulse auf ein Mindestmaß herabgesetzt und hohe Flankensteilheit erreicht und zum anderen der Aufwand an Schaltungselementen außerordentlich vermindert wird, was bei der Verwendung der Schalteinrichtung mit der bei Magnetkernspeichern erforderlichen großen Anzahl von Register- und Treiberstufen zu einer wesentlichen Herabsetzung der Material- und Fertigungskosten sowie zur Erhöhung der Betriebssicherheit führt. Eine zusätzliche Verbesserung der Flankensteilheit ergibt sich durch die Ausnutzung des Übergangs vom sperrenden zum leitenden Zustand des steuernden Transistors. Die erfindungsgemäße Schalteinrichtung ermöglicht daher vor allem eine einfache und wenig Schaltaufwand erfordernde Verbindung von Schalteinheit (Verschieberegister), Treiberstufen und Speichermatrix; eine vorteilhafte Einbeziehung der Speicher- bzw. Lesedrähte in die Treiberschaltung wird erreicht.The switching device according to the invention for driving magnetic core memories therefore has the task of to eliminate the disadvantages of the known arrangements and to achieve a simple circuit technology. The switching device avoids the use of coupling elements or with time constants afflicted circuit elements for setting the operating point, whereby once the distortions the pulses are reduced to a minimum and a high edge steepness is achieved and, on the other hand, the Cost of circuit elements is greatly reduced, which is when using the switching device with the large number of register and driver stages required for magnetic core memories to a significant reduction in material and production costs as well as to increase operational reliability leads. An additional improvement in the edge steepness results from the utilization of the Transition from the blocking to the conductive state of the controlling transistor. The switching device according to the invention therefore enables, above all, a simple connection requiring little switching effort of switching unit (shift register), driver stages and memory matrix; a beneficial inclusion the memory or read wires in the driver circuit is reached.

Gekennzeichnet ist die erfindungsgemäße Schalteinrichtung zum Antreiben von Magnetkernspeichern dadurch, daß jeweils einem Transistor der Schaltstufen eines elektronischen Stufenschalters aus Transistor-Flip-Flops, beispielsweise eines Verschiebe-The switching device according to the invention for driving magnetic core memories is identified in that each transistor of the switching stages of an electronic tap changer made of transistor flip-flops, for example a sliding

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registers, jeweils ein zum Schaltstufentransistor komplementärer Treibertransistor in an sich bekannter Weise durch Parallelschalten mindestens eines Teiles des Arbeitswiderstandes des Schaltstufentransistors und der Basis-Emitter-Strecke des Treibertransistors nachgeschaltet ist und daß die Speicher- bzw. Lesedrähte des Magnetkernspeichers Reihenschaltungen mit der Kollektor-Emitter-Strecke der den Schaltstufen zugeordneten Treibertransistoren bilden und diese Reihenschaltungen als Spalten- bzw. Zeilen des Magnetkernspeichers einander parallel geschaltet sind, so daß die Magnetkerne bei dem eine kurze Schaltzeit ermöglichenden Übergang vom sperrenden zum leitenden Zustand des Schaltstufentransistors schaltbar sind. Weitere Vorteile und Erläuterungen der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und an Hand der Zeichnungen eines Ausführungsbeispieles der Erfindung.registers, each a driver transistor complementary to the switching stage transistor in a known per se Way by parallel connection of at least part of the working resistance of the switching stage transistor and the base-emitter path of the driver transistor is connected downstream and that the memory and read wires of the magnetic core memory series connections with the collector-emitter path of the switching stages Associated driver transistors form and these series connections as columns or rows of the Magnetic core memory are connected in parallel, so that the magnetic cores in which a short switching time enabling transition from blocking to conducting State of the switching stage transistor are switchable. Further advantages and explanations of the invention Switching device emerges from the following description and on the basis of the drawings of an embodiment of the invention.

In den Zeichnungen zeigtIn the drawings shows

Fig. 1 das Schaltbild eines Ausführungsbeispieles einer Schalt- und Treiberstufe mit zugehörigem Speicher- bzw. Lesedraht der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung mit einem Flip-Flop aus pnp-Transistoren als Steuerglied,Fig. 1 shows the circuit diagram of an embodiment of a switching and driver stage with associated Storage or reading wire of the switching device according to the invention with a flip-flop made of pnp transistors as a control element,

Fig. 2 das schematische Schaltbild für die Verbindung der Schalt- und Treiberstufe nach Fig. 1 mit den Spalten einer Speichermatrix.FIG. 2 shows the schematic circuit diagram for the connection of the switching and driver stage according to FIG. 1 with the columns of a memory matrix.

in der beispielsweisen Ausführung der erfmdungsgemäßen Schalteinrichtung nach Fig. 1 wirkt der als npn-Transistor ausgebildete Treibertransistor TT mit einem Flip-Flop aus den pnp-Transistoren T₁ und T₂ als Steuerorgan zusammen. Ein in der gezeichneten Weise aufgebauter Flip-Flop ist bekannt und wird daher in seiner Wirkungsweise nicht näher beschrieben. Es ist jedoch der Arbeitswiderstand des Transistors T₁ in zwei in Reihe liegende Widerstände R_L und Rp aufgeteilt.In the exemplary embodiment of the switching device according to the invention according to FIG. 1, the driver transistor TT, designed as an npn transistor, interacts with a flip-flop composed of the pnp transistors T ₁ and T ₂ as a control element. A flip-flop constructed in the manner shown is known and its mode of operation is therefore not described in any more detail. However, the working _{resistance of the transistor T 1 is divided} into two series resistors R _L and Rp .

Der Treibertransistor TT ist in an sich bekannter Weise so mit dem Flip-Flop verbunden, daß seine Basis-Emitter-Strecke parallel zu dem Teilwiderstand Rp des Arbeitswiderstandes des Transistors T₁ liegt. Der Arbeitswiderstand des Treibertransistors TT wird gebildet durch den Schreib- oder Lesedraht D eines Magnetkernspeichers, wobei zusätzlich ein niederohmiger Schutzwiderstand R₅ im Kollektorkreis liegt. Der Treibertransistor TT erhält seine geringe positive Kollektorvorspannung zweckmäßigerweise durch eine zusätzliche Gleichspannungsquelle G. Natürlich wäre es möglich, die durch + und — gekennzeichnete Gleichspannungsquelle zu benutzen, was jedoch einen erhöhten Leistungsverbrauch bedingt.The driver transistor TT is connected to the flip-flop in a manner known per se in such a way that its base-emitter path is parallel to the partial resistance Rp of the operating resistance of the transistor T ₁ . The working resistance of the driver transistor TT is formed by the write or read wire D of a magnetic core memory, with a low-resistance protective resistor R ₅ in the collector circuit. The driver transistor TT expediently receives its low positive collector bias from an additional DC voltage source G. Of course, it would be possible to use the DC voltage source identified by + and -, which, however, results in increased power consumption.

WirkungsweiseMode of action

Zur. Darstellung einer Information durch die Flip-Flop-Schaltung möge festgelegt werden, daß in dem Zustand Transistor T₁ sperrend, Transistor T₂ leitend die Information »0« verkörpert wird, in dem Zustand Transistor T₁ leitend, Transistor T₂ sperrend, die Information »L«. Zu seiner Einstellung möge der Flip-Flop auf bekannte Art von außen geschaltet werden.To the. Representation of information by the flip-flop circuit should be determined that in the state transistor T ₁ blocking, transistor T ₂ conducting, the information "0" is embodied, in the state transistor T ₁ conducting, transistor T ₂ blocking, the information "L". To adjust it, the flip-flop should be switched externally in a known manner.

Die Größe des Stromes, der in die Basis des Treibertransistors TT fließt und diesen steuert, wird durch die Größe des Kollektorstromes des Transistors T₁ bestimmt. Bei Darstellung der Information »L« fließt durch den Punkt B in Fig. 1 ein kräftiger Strom, bei »0« ein außerordentlich geringer Strom, so daß also bei »L« der Punkt 5 ein wesentlich höheres Potential gegenüber dem Punkt C besitzt als bei Darstellung der Information »0«. Da der Eingangswiderstand des Treibertransistors TT in der gezeichneten Schaltung mit wachsendem positivem Potential am Punkt B, also an seiner Basis, absinkt, ist es möglich, R_P so zu wählen, daß für die Information »0« der Eingangswiderstand des Treibertransistors sehr viel größer als Rp und für die Information »L« sehr viel kleiner als R_P wird. Da die Parallelschaltung des Eingangswiderstandes des Treibertransistors mit dem Widerstand Rp zu einer Stromverzweigung für den Kollektorstrom des Transistors T₁ führt, fließt der Kollektorstrom für die Information »0« überwiegend durch R_P und steuert den Treibertransistor TT nicht aus, für die Information »L« jedoch fließt der größte Teil des Kollektorstromes in die Basis-Emitter-Strecke des Treibertransistors TT und steuert diesen bis zu seinem maximalen Kollektorstrom aus. Der Schreib- oder Lesedraht D des Magnetkernspeichers erhält dann seinen Schreib- bzw. Lesestrom.The magnitude of the current that flows into the base of the driver transistor TT and controls it is determined by the magnitude of the collector current of the transistor T ₁ . In view of the information "L" 1 flows through the point B in Fig. A strong stream at "0" an extremely low power, so that therefore at "L", the point 5 a much higher potential relative to the point C has as at Representation of the information »0«. Since the input resistance of the driver transistor TT in the circuit shown decreases with increasing positive potential at point B, i.e. at its base, it is possible to select R _P so that the input resistance of the driver transistor for the information "0" is much greater than Rp and for the information "L" is much smaller than R _P. Since the parallel connection of the input resistance of the driver transistor with the resistor Rp leads to a current branching for the collector current of the transistor T ₁ , the collector current for the information "0" mainly flows through R _P and does not control the driver transistor TT , for the information "L" however, most of the collector current flows into the base-emitter path of the driver transistor TT and controls it up to its maximum collector current. The write or read wire D of the magnetic core memory then receives its write or read current.

Der Treibertransistor ist also unmittelbar durch den Kollektorstrom des Steuertransistors steuerbar, ohne daß zusätzliche Kupplungselemente benutzt werden. Wie oben erwähnt, werden dadurch Verzerrungen der Impulsformen, besonders die Abflachung der Impulsflanken, vermieden, die bei Verwendung eines Treibertransistors vom gleichen Transistortyp wie T₁ und T₂ durch die Kopplungselemente verursacht würden, da diese mit Zeitkonstanten behaftete Schaltungsglieder darstellen.The driver transistor can therefore be controlled directly by the collector current of the control transistor without using additional coupling elements. As mentioned above, this avoids distortion of the pulse shapes, especially the flattening of the pulse edges, _{which would be caused by the coupling elements when using a driver transistor of the same transistor type as T 1} and T ₂ , since these represent circuit elements with time constants.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung mit komplementären Transistoren gegenüber bekannten aus gleichen Transistortypen ergibt sich aus folgendem. Ein Treibertransistor des pnp-Typs müßte über Kopplungselemente von dem Transistor T₂ angesteuert werden, da ein pnp-Transistor durch eine negative Spannung an seiner Basis leitend wird. Das heißt ein Strom für den Schreiboder Lesedraht des Magnetspeichers würde durch den Übergang des Transistors T₂ von seinem leitenden in den sperrenden Zustand ausgelöst werden, Grundsätzlich verläuft nun dieser Übergang langsamer als der Übergang sperrend -*- leitend, die Steilheit der Flanke leitend ->■ sperrend ist also geringer als die der Flanke sperrend -> leitend. Da die erfindungsgemäße Schalteinrichtung den Übergang sperrend-> leitend zur Steuerung des Treibertransistors TT benutzt, werden wesentlich kürzere Schaltzeiten erreicht als mit bekannten Anordnungen.A further advantage of the switching device according to the invention with complementary transistors over known ones of the same transistor types results from the following. A driver transistor of the pnp type would have to be _{controlled by the transistor T 2} via coupling elements, since a pnp transistor becomes conductive due to a negative voltage at its base. This means that a current for the write or read wire of the magnetic memory would be triggered by the transition of transistor T ₂ from its conductive to the blocking state. Basically, this transition is now slower than the transition from blocking - * - conductive, the steepness of the edge conductive -> ■ blocking is therefore less than that of the blocking -> conducting edge. Since the switching device according to the invention uses the blocking-> conductive transition to control the driver transistor TT, significantly shorter switching times are achieved than with known arrangements.

Fig. 2 läßt die Vorteile der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung zum Antreiben eines Magnetkern-Speichers erkennen. In Fig. 2 sind nur die Treibertransistoren TT dargestellt, an den Punkten A sind die Flip-Flops aus T₁ und T₂ der Fig. 1 mit ihren Punkten A angeschlossen zu denken. Dabei gehören die Flip-Flops z. B. zu einem Verschieberegister, das in bekannter Weise betrieben wird und daher nicht noch einmal dargestellt ist. Die Zeichen wandern durch das Verschieberegister, die Treibertransistoren TT werden dementsprechend angesteuert, die Auswahl der zu beaufschlagenden Speicherdrähte wird durch den Schalttransistor T₃ getroffen, der in Koinzidenz mit dem Verschiebevorgang den Stromkreis für die Treibertransistoren, also für die Schreib- bzw. Lesedrahte D, endgültig schließt. Aus der Fig. 2 ist in Verbindung mit Fig. 1 leicht die außerordentlich einfache Schaltungstechnik der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung zu erkennen.FIG. 2 shows the advantages of the switching device according to the invention for driving a magnetic core memory. In FIG. 2, only the driver transistors TT are shown at points A, the flip-flops of T ₁ and T ₂ of Fig. 1 connected at their points A to think. The flip-flops include z. B. to a shift register which is operated in a known manner and is therefore not shown again. The characters move through the shift register, the driver transistors TT are controlled accordingly, the selection of the storage wires to be acted upon is made by the switching transistor T ₃ , which, in coincidence with the shifting process, sets the circuit for the driver transistors, i.e. for the write and read wires D, finally closes. From FIG. 2, in conjunction with FIG. 1, the extremely simple circuit technology of the switching device according to the invention can easily be seen.

Zu bemerken ist, daß es natürlich auf Grund des Erfindungsgedankens auch möglich ist, als steuernde Transistoren npn-Typen und als Treibertransistoren pnp-Typen zu verwenden. Ferner können auch beideIt should be noted that it is of course also possible, based on the idea of the invention, as a controlling To use transistors npn types and as driver transistors pnp types. Furthermore, both

Transistoren eines Flip-Flops zur Steuerung jeweils eines Treibertransistors nach der erfindungsgemäßen Schaltung verwendet werden.Transistors of a flip-flop for controlling a respective driver transistor according to the invention Circuit can be used.

Um die Auswirkungen von Exemplarstreuungen der Treibertransistoren zu vermeiden, kann der Widerstand Rp regelbar gemacht und somit der Arbeitspunkt des Treibertransistors einstellbar gemacht werden.In order to avoid the effects of sample tolerances of the driver transistors, the resistor Rp can be made controllable and thus the operating point of the driver transistor can be made adjustable.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: 1010 Schalteinrichtung zum Antreiben von Magnetkernspeichern, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils einem Transistor (T₁) der Schaltstufen eines elektronischen Stufenschalter aus Transistor-Flip-Flops, beispielsweise eines Verschieberegisters, jeweils ein zum Schaltstufentransistor (T₁) komplementärer Treibertransistor (TT) in an sich be-Switching means for driving the magnetic core memories, characterized in that in each case a transistor (T ₁₎ of the switching stages of an electronic tap changer of transistor flip-flop, for example a shift register, respectively, a complementary to the switching stage transistor (T ₁₎ drive transistor (TT) in itself be - kannter Weise durch Parallelschalten mindestens eines Teiles (R_p) des Arbeitswiderstandes des Schaltstufentransistors (T₁) und der Basis-Emitter-Strecke des Treibertransistors (TT) nachgeschaltet ist und daß die Speicher- bzw. Lesedrähte (D) des Magnetkernspeichers Reihenschaltungen mit der Kollektor-Emitter-Strecke der den Schaltstufen zugeordneten Treibertransistoren bilden und diese Reihenschaltungen als Spalten- bzw. Zeilen des Magnetkernspeichers einander parallel geschaltet sind, so daß die Magnetkerne bei dem eine kurze Schaltzeit ermöglichenden Übergang vom sperrenden zum leitenden Zustand des Schaltstufentransistors schaltbar sind.As is known, by connecting in parallel at least a part (R _p ) of the load resistance of the switching stage transistor (T ₁ ) and the base-emitter path of the driver transistor (TT) is connected downstream and that the storage or read wires (D) of the magnetic core memory are connected in series with the collector -Emitter path of the driver transistors assigned to the switching stages and these series circuits are connected in parallel as columns or rows of the magnetic core memory so that the magnetic cores can be switched during the transition from the blocking to the conducting state of the switching stage transistor, which allows a short switching time. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1044 880. Considered publications:
German interpretation document No. 1 044 880. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 009 528/203 5.60© 009 528/203 5.60