Принципи реалізації пристроїв пам’яті на вертикальних блохівських лініях

Главная » Каталог статей » Статьи на украинском » Цифрова техніка » Способи цифрового магнітного запису на рухомий носій » Принципи реалізації пристроїв пам’яті на вертикальних блохівських лініях

Пристрої пам’яті на ЦМД, розглянуті в 2.3.3-2.3.4, є представниками магнітоелектронних інтегральних ПП з довільним доступом, побудованими за принципом «один домен – один біт».

Якісно новим ступенем розвитку таких ПП, що дозволяє різко підвищити щільність запису, можуть стати ПП на вертикальних блохівських лініях (ВБЛ). У цьому випадку домен (на відміну від ЦМД-ПП, де він зберігає один біт інформації) є самостійним регістром, що зберігає вздовж своєї межі якусь кількість біт інформації. Такий витягнутий у лінію домен називають страйп-доменом (від англ. stripe – смуга). Припускають, що ПП на ВБЛ можуть забезпечити щільність запису порядку 109 біт/см2 при загальній інформаційній ємності до 100 Гбайт. Водночас вони зберігають основні переваги ПП на ЦМД – інтегральне

image002

Рис. 2.3.25. Вертикальні блохівські лінії (ВБЛ)

виконання, енергонезалежність, надійність. У доменній межі між страйп-доменом та іншою пластиною (рис. 2.3.25, а) вектор намагніченості image004 плавно повертається на 180° так, що його кінець описує гвинтову лінію (рис. 2.3.25, б). Напрямок обертання може бути правим і лівим (подібно правій і лівій нарізці гвинтів). На зіткненні ділянок доменної межі з протилежним обертанням вектора намагніченості утворюються вузькі перехідні області (межа в межі), що називаються вертикальними блохівськими лініями. На рис. 2.3.25, а, де стрілки вказують напрямки вектора намагніченості для середньої лінії доменної межі, зображені дві ВБЛ. Блохівські лінії призводять до звуження доменної межі, що показано на рис. 2.3.25, б.

Оскільки обертання вектора image005 в ВБЛ теж може відбуватися в одному або іншому напрямку, ВБЛ розрізняють за знаком: ВБЛ– і ВБЛ+. На рис. 2.3.25, в зображені чотири варіанти сполучень повороту векторів image006 в доменній межі й у вертикальних блохівських лініях із зазначенням їхніх знаків, а на рис. 2.3.25, г приведені їхні умовні позначення.

Дослідження показали, що більш стійкі й зручні для кодування інформації не одиничні ВБЛ, а їхні пари, причому з негативним знаком. Саме така пара і зображена на рис. 2.3.25, д. Рівноважна відстань між ВБЛ у парі, а також мінімальна відстань між сусідніми парами складає приблизно 0,1×d, де d – діаметр ЦМД, що й обумовлює зазначену більш високу щільність запису.

Переміщення ВБЛ уздовж межі відбувається при розширенні страйпу під дією імпульсу поля, спрямованого по осі z (рис. 2.3.26). При цьому пара ВБЛ переміщується в нову позицію. По закінченні дії імпульсу страйп повертається до вихідних розмірів. Для стабілізації ВБЛ у дискретних, розташованих уздовж межі страйпу позиціях, використовуються стабілізатори ВБЛ, наприклад, намагнічені аплікації 1, розташовані періодично перпендикулярно до страйпу 2.

image008

Рис. 2.3.26. Просування і фіксація пар ВБЛ:

а — вихідний стан страйпу; б - розширений страйп;

г - новий вихідний стан страйпу з переміщеними

парами ВБЛ

Зчитування ВБЛ можливе декількома способами, основаними на реєстрації неоднорідностей магнітної структури межі і поля від них. Найбільш прийнятний, вочевидь, спосіб «транспортних» ЦМД, оснований на можливості переписувати без руйнації інформаційну ВБЛ у транспортний ЦМД, що потім реєструється звичайними для ЦМД засобами. У цьому засобі від страйпа (рис. 2.3.27, а, б) за допомогою імпульсу струму в провідниковій петлі I пристрою, що називається реплікатором, відокремлюється верхівка страйпа з ВБЛ (рис. 2.3.27, а). При цьому утвориться ЦМД із двома ВБЛ, а у страйпі, що залишився, ВБЛ залишається (рис. 2.3.27, б).

Відділений ЦМД з інформацією, що зберігається в ньому, потім переміщується (транспортується) в пристрій зчитування.

Запис (інжекція) ВБЛ проводиться шляхом виконання послідовності операцій, показаних на рис. 2.3.28. Під впливом імпульсу поля вздовж осі х (наприклад, за допомогою провідника зі струмом) верхівка страйпа (рис. 2.3.28, а) дещо витягується для відведення з неї ВБЛ (рис. 2.3.28, б). Потім за рахунок стрибкоподібного зростання амплітуди поля верхівка швидко витягується й у ній генерується пара блохівських ліній ВБЛ- і ВБЛ+ (рис. 2.3.28, в). Подальшим, відносно повільним витягуванням страйпа ВБЛ+ підводиться до верхівки страйпа (рис. 2.3.28, г). Потім верхівка відокремлюється провідниковою петлею з утворенням ЦМД (рис. 2.3.28, д) і одної ВБЛ- у верхівці страйпа, в результаті чого стає записаною пара ВБЛ-, що закодована лог. 1.

image010

Рис. 2.3.27. Неруйнівне зчитування ВБЛ із реплікацією

image012

Рис. 2.3.28. Запис (інжекція) ВБЛ у страйп-домен

Витягуванню страйпа (в) і, отже, зародженню нової пари ВБЛ перешкоджає ЦМД (якщо він розташований проти верхівки страйпа). Цю властивість використовують при записуванні коду у ВБЛ-ПП. Для цього в канал введення (рис. 2.3.28, е) поміщають код, що складається з одиниць (відсутність ЦМД) і нулів (наявність ЦМД). Під час операції, показаної на рис. 2.3.28, б, витягнуться й утворять нову пару ВБЛ тільки ті страйпи, перед якими ЦМД відсутні. Таким чином, кодова послідовність ЦМД перетвориться в послідовність пар ВБЛ у страйпах припускаючи, що парою ВБЛ кодуєтся лог. “1”, а її відсутністю — лог. “0”.

image014

Рис. 2.3.29. Стабілізатор страйпів (а) і структура пристрою пам’яті на ВБЛ (2)

Використовуючи розглянуті прийоми запису, переміщення і зчитування ВБЛ, можна зобразити передбачувану структуру ВБЛ-ПП (рис. 2.3.29, б). Спочатку формується масив страйп-доменів, що є регістрами збереження інформації. Для фіксації і стабілізації страйпів використовують заглиблення в магнітній плівці (рис. 2.3.29, а). В утворений масив страйпів можна записати інформацію, якщо подати у канал вводу кодову послідовність ЦМД і перетворити її за допомогою перемикача в послідовність ВБЛ у страйпах, де вона буде зберігатися в позиціях, що задаються періодично розташованими стабілізаторами ВБЛ. Для зчитування інформації пари ВБЛ перетворюються в транспортні ЦМД, що дозволяють вивести збережену інформацію до пристрою, що розпізнає нулі і одиниці.

Як вважають спеціалісти при успішній технічній реалізації ПП на ВБЛ вони можуть цілком замінити дискову пам’ять, особливо там, де потрібна висока надійність.

Васюра А.С. – книга “Електромагнітні елементи цифрової техніки”

Оставьте комментарий к статье