Логический элемент и-исключающее или

 

ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ ИИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, содержащий слой магнитоодноосного материала, на поверхности которого расположены входные и вь1ходные каналы продвижения аилиндрических магнитных доменов, а также отводной канал .продвижения цилиндрических магнитных доменов и канал предпочт. тельного продвижения цилиндрических Marw нитных доменов, взаимосвязанные с первым входным каналом продвижения цилиндрических магнитных доменов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности логического элемента путем увеличения силы магнитостагического взаимодействия цилиндрических магнитных доменов, он содержит управляющую проводниковую шину и две динамические ловушки цилиндрических магнитных доменов, разделенные участ ком магнитооднооосного материала с разрушенным поверхностным слоем, магнитосвязанные одна с другой и с управляющей проводниковой шиной, причем второй входной канал продвижения цилинд ..рических магнитных доменов взаимо-. связан с каналом предпочтительного продвижения цилиндрических магнитных доменов и с отводным каналом продвижения цилиндрических магнитных доме нов, первая динамическая ловушка цилиндрических магнитных доментов соединена i с каналом предпочтительного продвижения .цилиндрических магнитных доменов и (Л взаимосвязана с первым и вторым выходными каналами продвижения цилиндричесйих магнитных доменов, вторая динамическая ловушка цилиндрических магнит ных доменов соединена с отводным каналом продвюкения цилиндрических магнич - ных доменов и взаимосвязана с третьим выходным каналом продвижения цилиндри4 ческих магнитных доменов, а второй и ; третий выходные каналы продвижения Х цилиндрических магнитных доменов магниND тосвязаны с управляющей проводниковой :л шиной.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИС"ГИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А (19) (11) ЗСЮ Н 03 К 19/168

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 )3450211/18-24 (22 ) 1 1.06.82- . (46) 23.09.83. Бюл. М 35 (72) Г. Ф. Нестерук, B. Ф. Нестерук, В. Т. Гиль и В. И. Потапов (71) Омский политехнический. институт (53) 681.327.66 (088,8) (56) 11ЕЕЕ ТгanБ,/Ма(5 - 13, 1977, р. 969, -2. Боярченков M. А. и цр. Логические устройства на магнитных средах с управляемым движением доменов. M., "Энергия", 1978, с. 117 (прототип). (5 4) (57) ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ И-

ИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ, соцержаший слой магнитооцноосного материала, на поверхности которого расположены входные .и выходные каналы процвижения аилиндрических магнйтных доменов, а также отводной канал процвижения цилиндричес» ких магнитных доменов и канал прецпочтительного процвижения цилиндрических маг нитных доменов, взаимосвязанные с первым BxoljHbIM каналом процвижения цилиндрических магнитных доменов, о тл и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения нацежности логического элемента путем увеличения силы магнитостатического взаимоцействия цилинцрических магнитных доменов, он соцержит управляюшую проводниковую шину и цве цинамические ловушки цилинцрических магнитных цоменов, разделенные участ ком магнитооднооосного материала с разрушенным поверхностным слоем, магнитосвязанные одна с цругой и с управляюшей провоцниковой шиной, причем второй вхоцной канал продвижения цилинд рических Магнитных доменов взаимс -. связан с каналом предпочтительного про движения цилиндрических магнитных цоменов и с отвоцным каналом продви» жения цилиндрических магнитных доменов, первая цинамическая ловушка ципинд рических магнитных цоментов соецинена с каналом прецпочтительного продвижения цилиндрических магнитных доменов и взаимосвязана с первым и вторым вы- хоцными каналами продвижения цилиндрических магнитных доменов, вторая дина» мическая ловушка цилинцрических магнит ных доменов соединена с отводным каналом процвижения цилинцрических магнитных доменов и взаимосвязана с третьим выхоцным каналом процвижения цилиндрических магнитных доменов, а второй и третий выхоцные каналы продвижения цилинцрических магнитных цоменов магии тосвязаны с управляющей проводниковой шиной, 1 1 043

- Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение при построении операционных устройств на основе магнитооцноосных материалов с цилиндрическими магнитными цомена-. ми (ЦМД).

Известен логический элемент, coqepжаший слой магнитоосного материала с UMQ, на поверхности которого расположены магнитосвязанные вхоцные и выход- 10 . ные каналы, продвижения UMLI, выполненные из Т и Х-образных ферромагнитных аппликапий (13

Нецостатком цанного логического элемента является низкая нацежность рабо- 15 ты.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является логический элемент И-ИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ, который соцержит слой магнитооцноосного мате 20 риала с UMQ, на поверхности которого расположены первый и второй вхоцные каналы процвижения UMQ, первый, второй и третий выхоцные каналы процвижения UMQ, соециненные соответственно с 25 функциональными выхоцами И, ИСКЛЮЧА10ШЕЕ ИЛИ и И логического элемента, причем первый и,второй вхоцные каналы процвижения ИЛИ соецинены отвоцными каналами процвижения UNLI соответ- 30 ственно с первым и третьим выхоцными каналами процвижения UNQ, a каналами прэцпочтительного процвижения ЦМД со вторым выходным каналом процвижения UNQ f2)

Нецостаток известного логического элемента заключается в низкой нацежно. сти вслецствие того, что.при взаимоцействии домены уцаляются apyr от цруга по отвоцным каналам процвижения UMQ, 40 в результате чего сила их взаимоцействия сушественно снижается и оцин из взаимоцействующих цаменов может попацать в канал прецпочтительного процвижения UNQ» искажая результат HB Выхо» 45 цах логического элемента, Целью изобретения является повышение нацежности логического элемента И-ИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ.

Поставленная цель цостигается тем, что логический элемент И-ИСКЛЮЧА ЮШЕЕ ИЛИ, содержащий слой магнитоецноосного материала, на поверхности которого расположены вхоцные и вьиоцные каналы процвижения UNQ, а также отвоцной канал процвижения IlMQ и канал прецпочтительного продвижения LIMQ, взаимосвязанные с первым входным каналом

825 2 процвижения ЦМД, соцержит управляющую провоцниковую шину и цве цинамические ловушки LIMO, разделенные участком магнитооцноосного материала с разрушенным поверхностным слоем, магнитосвяэанные одна с цругой и с управляющей провоцниковой шиной, причем второй входной канал процвижения UNQ взаимосвязан с каналом прецпочтительного процвижения ЦМД и с отвоцным каналом продвижения UMQ, первая цинами» ческая ловушка соединена с каналом прецпочтительного процвижения ЦМД и взаимосвязана с первьм и вторым выходными каналами процвижения UMQ, вторая цинамическая ловушка LIMO соецинена с отводным каналом проавижения LIMO u взаимосвязана с третьим: выхоцным кана лом процвижения ILMQ, .а. второй и третий выхоцные каналы продвижения LINLI магии. тосвязаны с управляющей провоцниковой шиной.

На чертеже привецена принципиальная схема прецложенного элемента.

Логический элемент И-ИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ соцержит слой магнитооцно»осного материала 1 с ЦМД 2, на поверхности которого расположены первый 3 и второй 4 вхоцные каналы процвижения

UNQ, первый 5, второй 6 и третий 7 выхоцные каналы процвижения LINQ, сое» циненные соответственно с функциональ ными выходами И ИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ и И логического элемента, первая 8 и вторая 9 цинамические ловушки ЦМД, раз» деленные участком магнитооцнооснаго материала 10 с разрушенным поверхностным слоем и магнитосвяэанные цруг с другом и управляюшей провоцниковой шиной 11, причем первый 3 и второй 4 вхоцные каналы продвижения БМД сое динены с первой 8 и второй 9 цинамическими ловушками UNLl соответственно каналом 12 прецпочтительного процвижения UMll и отвоцным каналом 13. про движения UMLI, первый 5 и второй 6 выхоцные каналы продвижения UMQ взаимосвязаны с первой динамической ловушкой UNQ 8, третий выхоцной канал 7 взаимосвязан со второй цинамической ловушкой ЦМД 9, а второй 6 и третий 7 выкоцные каналы продвижения UMLl магнитосвязаны с управляющей провоцниковой шиной 11.

Бифрами Т-ХУ обозначены позиции, занимаемые UMQ во время работы элемента, Предложенный логический элемент работает слецуюшим образом.

3 . 1043825 4

ILMll вхоцных логических переменньй, поступает в зону действия отталкивапроцвигаюшиеся по первому 3 и второ- юшего полюса первой цинамической ловушму.4 входным каналам продвижения ЦМД, ки 8 ILMll и притягиваюшега полюса ап поступают в позицию Г, откуца по кана . пликации первого выхоцного канала в лу 12 предпочтительного процвижения ШЧД5 позиции Щ,откуда он попадает в первый домен попадает в первую цинамическую выходной канал, реализуя на его выхоце ловушку 8 UMll; если она свободна, единичное значение функции И, Еше через или по отводному каналу 13 процвиже- . 0,25 такта в управляюшую проводникония ILMll - во вторую цинамическую ла- вую шину падается управляюший сигнал вушку 9 ILMll„в противном случае. 10 отрицательной полярности, который вы

Рассмотрим цальнейшую работу логи- зывает вывод цомена из второй цинами . ческого элемента в случае, когда на ческой ловушки 9 в третий выходной кавходы его поступает только оцин цомен,, нал 7, в позицию1Ч, реализуя на его т.е. занята только первая динамическая вьмоце единичное значение функции И. ловушка 8UMlI.Приподачеуправляющего $5 Положительный эффект s предложенном сигнала положительной полярности в ши- элементе, заключающийся в повышении ну 11 в момент времени, когца вектор, его надежности, достигается за счет управляющего поля направлен вниз (по введения в структуру логического элемен .чертежу), цомен, находяшейся в первой та динамических ловушек UMll, разделен» цинамической ловушке 7 КЧД, занимает щ ных участком магнитооцноосного матери . .положение у верхнего края цинамическай ала с разрушенным поверхностным слоем ловушки, стремясь попасть внутрь узкого . и магнитосвязанных с провоцниковой ши участка петли управляющей провоцниковой ной. C целью сокрашения расстояния шины, не остается в первой цинамической между ILM11 при взацмоцействии указанловушке ЦМД, так как путь ему прег- 25 ный участок следует выполнять минимал раждает участок магнитооцноосного ным по ширине. Он может быть получен, материала 10 с разрушенным поверхност- например, путем травления магнитаоцноным слоем. Управляюший сигнал снима- осного материала в зоне, прилегаюшей и ется через 0,5 периоца (за период при- первой динамической ловушке со сторо» нимается один оборот вектора управляюше-ЗО ны второй динамической ловушки, и являго поля вокруг оси). После поцачи уп- "eTGH границей цля продвижения цоменов .равляюшего сигнала отрицательной полярно. из одной динамической ловушки в цругую сти в шину 11 еше через 0,25 периода при подаче управляющего сигнала положи»

tloMeH иэ первой цинамической ловушки цМд тельной полярности в управляюшую провоцвыводится во BTopok выходной канал 6 пра никовую шину. Этим исключается .возмож движения UMll 1, в позицию Lr, реа- -. ность растяжения цомена, находяшегося лизуя на его выхоце ециничное значение . в первой цинамической ловушке ILMll, а функции ИСКЛЮ fAIOIIIEE ИЛИ.. также возможность попацания домена, Е ,растянутого в узком участке управляющей сли на вьмоц логического элемента . и провоцниковой шины, поц одноименные поступают одновременно цва цомена, т.е, 40 . ° полюса динамических ловушек с послецуэаняты обе цинамические ловушки LIMll, юшей его репликацией. то при поцаче управляюшего сигнала положительной поля о полярности в шину 11, в

Управляюшая провоцниковая шина момент врем вРемени Ko ца в Р УпРавлию- стком об > . выполнена таким образом, что узким уча . cTKoM образуемой ею петли охвачены вторая динамическая ловушка и эона х цяшиися во второй цинамической ловушк 9 ILMO, е, растягивается внутри п межцу цинамическими ловушками, и,при . узкого учас к участка петли шины 11 в полопоцаче в нее управляющего сигнала положительной полярности растягивается ц мен, одна из границ которого будет нахоцит ахоциться у края участка магнито. только цомен, нахоцяшийся во второй одноасн ого 10 материала с разрушенным динамической ловушке, размер которого паве но тн ве ностным слоем. При этом цомен, увеличивается в соответствии с величиной узкого участка петли управляющей цяшиися в первой динамической ло- - провоцникавой шины. вушке 8 UMg и испытываюший воздействие Взаимодействие цоменов в прецложенполосового дамена, смешается к пози» 55 цииП1пе ваго ь оэи» 5 ном логическом элементе своцится к ции и первого выхоцного канала 5 процви-. слецующему. Домен омен, нахоцяши ся в пер»й

;жения ЦМД. После снятия управляюшего вой цинамической ловушке LIMll, смеша1сигнала через 0,5,такта укаэанный домен> ц M н> ется поц действием растянутого дамена

1043825

Составитель Ю. Розенталь

Рецактор П. Коссей Техрец А. Ач Корректор А. Ференц

Заказ 7357/61 Тираж 936 Поц писное

БНИИПИ Госуцаратвенного комитета СССР по целам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„ц. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгороц, ул. Проектная, 4 нахоцяшегося во второй цинамической ловушке ШЧД, ко вхоцу первого выхоцного канала и уцерживается в этом положении цо момента возникновения на ферромагнитной аппликации первой динами- 5 ческой ловушки полюса, отталкиваюшего рассматриваемый домен к соответствуюшей ферромагнитной аппликации третьего выхоцного канала, на которой в это время возникает притягиваюший полюс, что. и опрецеляет переход цомена в третий выхоцной канал.

Б прецложенном логическом элементе И-ИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ взаимодействуют цва цомена, оцин из которых в момент взаимоцействия увеличивают в оазмере и сближают с цругим. Это обуславливает сохранение поцвижности .послецнего и возрастание силы магнитостатическюго отталкивания между цоменами, величина которой прямо пропорциональна четвертой степени циаметра взаимоцействующкх цоменов и обратно пропорциональна квацрату расстояния межцу ними. Указанное возрастание силы магнитостатического отталкивания обеспечивает не непосрецственный перехоц домена в выходной канал, а уцержа,ние его в определенной позиции, из которой домен однозначно переходит в выхоцной канал при изменении направления вектора управляюшего поля, что повышает надежность предложенного логического элемента.