Обучающаяся матричная структура

 

Союз Соаетскми

Соцмалмстмческии

Реслублик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЮ. ИЛЬСТВУ (6() Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено,26.11. 76 (21) 242355 7/18-24 с присоединением заявки № (23) ПриоритетОпубликовано15,05.79 Бюллетень ¹ 18

ГавударатавнныМ ивматвт

СССР ав делам извбрвтений и аткаытий

Дата опубликования опнсания18.05.79 (72) Авторы изобретении

В. А. Домин, Б. Л. Мазо и B. К. Раев

Институт электронных управляющих машин (71) Заявитель (54) ОБУЧАЮШАЯСЯ МАТРИЧНАЯ СТРУКТУРА

Настоящее изобретение относится к области вычислительной техники и может быть исцользовано. в устройствах распознавания образов, управления и регулирования.

Известна обучающаяся матричная. структура (ОМС), состоящая иэ тонких магнитных пленок, имеющих форму круга или прямоугольника, шин адаптации- считывания, предназначенных для создания поля по оси легкого намагничивания (ОЛН) тонких магнитных пленок и для считывания информации с тонких магнитных пленок и одной шины возбуждения, предназначенной для создания поля по оси трудного намагничивания (ОТН) (11.

Недостатком этого устройства является одномерная организация тонкопленочных пятен, наличие всего лишь одной шины возбуждения, что не позволяет испольэовать его для решения целого ряда задач вычислительной техники, особенно задач, связанных с распознаванием образов.

Наиболее близким устройством к опи сываемому, является обучающаяся мат ричная структура, содержащая тонкие магнитные пленки с осями легкого намаг ничивания вдоль их длины, шины возбуждения, размещенные вдоль тонких магнит ных пленок, и токопроводящие катушки, расположенные у торцов тонких магнитных пленок перпендикулярно осям легкого намагничивания )2j. тО Укаэанное устройство обладает следую щими недостатками. Тонкие магнитные пленки в ОМС подвержены сильному влиянию со стороны токов возбуждения, создаваемых шинами возбуждения соседних тонких магнитных пленок. B итоге при адаптации ОМС происходит неконтролируемое

=ползание доменных границ плоских магнитных доменов (ПМД) в возбужденных, тонких магнитных пленках, что приводит к нестабильности характеристик адапта- ции, ухудшению их линейности, неконтролируемому изменению возможного числа шагов адаптации ОМС. Такая адаптив

6629

3 ная структура имеет большую погрешность и,низкую надежность.

Белью изобретения является повышение надежности и уменьшение погрешйости адаптивной структуры. Указанная цель до- S стигается тем, что в обучающуюся матрйчную структуру введены шины запрета, расйоложейные перпендикулярно осям лег« кого намагничивания тонких магнитных .

t6 . пленок.

На фиг. 1 изображена предлагаемая обучающаяся матричная структура.

На фиг. 2 изображены три соседние томские магнитные пленки в обучающейся матричной структуре без шин запрета продвижения ПМД.

На фиг. 3 - графики экспериментальных зависимостей велйчины продвижения

ПМД по тонким магнитным пленкам от числа импульсов поля по ОЛН.

26

На фиг. 4 - три соседние тонкие магнитные пленки в обучающейся матричной структуре с шинами запрета продвижения

ПМД .

2$

На фиг. 5 изображено пространственное изменение полн по ОЛН вдоль тон- ких магнитных пленок.

Обучающаяся матричная структуре со36 держит тонкие магнитные пленки 1, шины возбуждения 2, размещенные вдоль осей легкого намагничивания тонких маг нитных плейок, токопроводящие катушки

3 расположенные у концов тонких магФ

3S нитных "пленок, и шины запрета продвижения плоских магнитных доменов 4, распо " ложенные перпендикулярно осям легкого намагничивания тонких магнитных пленок.

Устройство работает следующим обра«

46 эом.

При записи информации в шины возбуждения 2, относящиеся к тем тонким маГнитным пленкам, в которые произво дится запись подается переменный элек

45 трический ток, создающий переменное магнитное поле Н-т по ОТН тонких мегнитных пленок 1. Одновременно в токопроводящие катушки 3, охватывающие тонкйе магнитные пленки, в которых произ "водится запись,- подаются импульсы по-"стояййого тока, ими создаются импульсы постоянного магнитного поля H+ вдоль

ОЛН. В результате под действием пер » менного и импульсного магнитного поля происходит уйрЬЪляеЯое "сйолзание -1"ре ницы ПМД.в направлении ОЛН. Ciiori33- ние ПМД в ту или иную сторону в тонких магнитных пленках 1 (вправо или

4 влево) определяется полярностью импульсов поля по ОЛН, Если та или иная тонкая магнитная пленка в матрице находится под действием только переменного поля Н или только постоянного поля Н, сползания ПМД не происходит и, следовательно, хранимая в такой тонкой магнитной пленке информация остается без изменения. При записи одновременной с подачей импульсов тока в токопроводящие катушки 3 и в шины запрета продвижения ПМД 4 подается постоянный электрический ток, создающий постоянное магнитное поле Н, препятствующее сползанию границы ПМД. Кроме того производится поочередное отключение шин запрета 4 от источника тока, чтобы позволить тем ПМД, которые должны быть продвинуты по тонким магнитным плен-. кам в процессе записи, совершить сползание.

Считывание производится путем возбуждения тонких магнитных пленок переменным магнитным полем по ОТН и снятием индуцнрованных сигналов с токопро водящих катушек 3. При этом в шины запрета ток не подается..

Если в процессе записи в шины запре та 4 ток не подается, то происходит следующее. Рассмотрим три соседние тонкие магнитные пленки в ОМС без шин запрета (см. фиг. 2). Пусть две тонкие магнитные пленки например, верхняя и ниж» няя возбуждены полем Н > созданным с помощью шин возбуждения 2. Пусть одновременно в токопроводящую катушку, расположенную у тех концов тонких магнитных пленок, где изображены ПМД (заштрихованные области), подается импульс тока, который обеспечивает, импульс поля Нл по ОЛН. В этом случае в возбужденных магнитных пленках должно было бы произойти сползание ПМД на некоторую величину h 3< под действием полей

Н и Н т . Однако ввиду того, что на верхнюю (нижнюю) тонкую магнитную "пленку действует помимо поля Нг некоторое. дополнительное полеЬ Н.„со стороны шины возбуждения верхней (нижней) тонкой магнитной пленки, сползание ПМД происходит на величину Ь 6, существенно большую, чем Ь 31 . Это объясняется значительной чуйствительностью процесса сползания к величине поля Н.„ . На фиг. 3 представленй экспериментальные зависи мбСти велйчиньт" продвижения "5 ПМД от числа П импульсов поля Н А, для случаев, когда на тонкие магнитные пленки: 1) не

662970 действуют дополнительные поля со,стороны соседних шин возбуждения в реальной ОМС (кривая Х); 2) действует дополнительное поле со стороны соседней шины возбуждения (кривая II ); и 3) действует дополни- Ю тельное поле со стороны шины возбуждения, расположенной через одну от шины возбуждения рассматриваемой магнитной пленки (кривая 1П). Надежность ОМС беэ шин запрета продвижения ПМД низка, так как под действием полей со стороны со-. седних шин возбуждения линейность характеристики записи резко ухудшается, изменяется число возможных шагов адаптации

ОМС, направленная запись информации затруднительна. Учесть характер изменения процесса сползания практически невозможно, ввиду того, что в процессе обучения ОМС возможны любые комбина20 ции подачи токов в шины возбуждения.

В центральной тонкой магнитной пленке (см. фиг. 2),-которая не возбуждена, сползания ПМД под действием суммарного поля h H со стороны соседних шин

25 возбуждения йроисходить не будет, если

ОМС построена с соблюдением условия

Ь т Hт„ор > гдеНтпор орловое поле сползания ПМД, прикладываемое по ОТН при одновременйой подаче поля Нp, (в режиме записиНт Нтпор)Процессы в конструкции ОМС, содержащей шины запрета продвижения ПМД рассмотрены ниже.

На фиг. 4 изображены три любые соседние ТМП в ОМС. Пусть возбуждены верхняя и нижняя тонкие магнитные пленки полем Н> и одновременно на них действует поле HA . При этом в шины запрета 4 подается ток, создающий локальное. поле Н, полярность которого противоположна Н а величина выбирается такой, !

:чтобы уменьшить поле Нл в месте прохождения шины запрета через тонкие магнитные пленки до величиныЯ„ Я„Н «Н„

А р где Напор - пороговое поле по ОЛ начала сползания llMQ при действии поля по OTHН,I =H +Н..

В этом случае в возбужденных ТМП сползание ПМД произойти не может, так как ему препятствуют локальные поля шин запрета. Для того, чтобы запись нОвой информации была произведена, будем поочередно,. справа налево, отключать шины запрета от источника тока. Причем отключается только одна шина, а все остальные в это время подключены к источнику тока (например, если отключает ся шина г-г, то сразу же шина в-в, которая была отключена перед этим, подсоединяется к источнику тока) . Когда произойдет отключение шины "а-а", поле

Н - "О по оси "а-а" и IlMll в нижней тонкои магнитной пленке совершит сползание на величину р 6, равную расстоянию между соседними шинами запрета.

Несмотря на влияние со стороны соседних шин возбуждения" поляьН .,сползание будет происходить не более, чем на строго фиксированную величину p g . При отключении шины "б-б" произойдет сползание

ПМД на величину Ь3 в верхней магнитной пленке. Когда отключается шина запрета в-в в невозбужденной средней тонкой магнитной пленке сползание ПМД, как уже отмечалось, наблюдаться не будет. Если при записи требуется продвижение ПМД в противоположную сторону, то одновременно со сменой полярности поля Н д производится смена полярности йоля Н и отключение шин запрета начинается с противоположной стороны (слева направо).

Следует отметить, что поле Н в местах прохождения отключенной шины запре» та может равняться не О, а некоторой величине А Н >>, определяемой суммарным действием полей остальных шин запрета.

Но так как легко выполняются условия

Н Н Нп»>z Напор поле h H> не препятствует процессу сползания.

Таким образом, идея изобретения заклю чается в пробегании вдоль тонкой магнитной пленки, которая находится под действием общего поляH «Н некоторого пространственного импульса Н > Н А пор фиг. 5). Сползание доменной границы происходит только в момент прохождения имйульса над границей, причем величина сползания строго фиксирована длиной импульса. Принцип управления сползанием, по существу, сводится к двоичному: "по-" ле выше порога - "поле ниже порога сползания.

Поочередное отключение шин запрета продвижения ПМД легко осуществляется с помощью широко применяемых в вычислительной технике схем дешифраторов и ключевых схем. Вопрос оптимального количества шин запрета должен решаться в каждом конкретном случае использования

ONC в зависимости от решаемой задачи.

Устройство имеет следующие преиму щества. По сравнению с прототипом предлагаемая обучающаяся матричная структура позволяет избавиться от вредного взаОО297О имовлияния соседних шин возбуждения

ONC; резко улучшить лийейность характеристиК записи, увеличить число возможных шагов адаптации ОМС. Надежность ОМС существенно повышается, а ее погрешность 3 уменьшается. Применение предлагаемой

ОМС весьма перспективно, особенно в области распознавания образцов.

f0

Формула изобретения

Обучающаяся матричная структура, содержащая тонкие магнитные пленки с осями легкого намагничивания вдоль их дли- 1 ны, шины возбуждения, размещенные вдоль тонких магнитных пленок, и токопроводящие катушки, расположенные у торцов тонких магнитных пленок перпендикулярно осям легкого намагничивания, о т л и-ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности и уменьшения погрешности адаптивной структуры, в нее введены шины запрета, расположенные перпенди- кулярно осям легкого намагничивания тонких магнитных пленок.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Edwin

r omagnetic Thin Р Отв for АДар че

Weights The University о1 Texas, Aust, in, Texas, June, f9bb.

2. Боярченко М. A. и др. Аналоговы запоминающие и адаптивные элементы.

M., "Энергия", 1973.

Фиг.5

Составитель А. Романов

Твехред М. Петко Корректор М. Вигула

Редактор H. Веселкина

Заказ 2707/52 Тираж f30 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1l3035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППЙ Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4