Обучающаяся матричная структура

Союз Соаетскмк Социалмстмческик РеспубликЛИС ЗОБРЕ АВТОРСКОМУ С ВИДЮИЛ ополнительное к авт, саид-ву 822) Заявлено,26.11,76 (21) 2423 присоединением заявкиГавударатавнный квматвт СССР ав делам извбрвт 4 ии и аткаытий(23) ПриоритетОпублнковано 15,05,79 Бюллетень % Дата опубликования опнсания 18,05. 2) Авторы изобретении В. А, Домин, Б. Л, Мазо и В. К, Р с лектронных т яющих маши(54) ОБУЧАЮ Я МАТРИЧНАЯ КТУРА опиНастоящее изобретение относится к области вычислительной техники и может быть иснользовано 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.т 5Недостатком 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 сываемому, является обучающаяся мат ричная структура, содержащая тонкие магнитные пленки с осями легкого намагничивания вдоль их длины, шины возбуждения, размещенные вдоль тонких магнит ных пленок, и токопроводящие катушки, расйоложенные у торцов тонких магнитных пленок перпендикулярно осям легкого намагничивания 2 .Укаэанное устройство обладает следующими недостатками. Тонкие магнитные пленки в ОМС подвержены сильному влиянию со стороны токов возбуждения, создаваемых шинами возбуждения соседних тонких магнитных пленок. В итоге при адаптации ОМС происходит неконтролируемое :ползание доменных границ плоских магнитных доменов (ПМД) в возбужденных, тонких магнитных пленках, что приводитк нестабильности характеристик адапта- ции; ухудшению их линейности, неконтролируемому изменению возможного числа щагов адаптации ОМС, Такая адаптив662,9 7 О 3ная структура имеет большую погрешность и,низкую надежность.Целью изобретения является повышение надежности и уменьшение погрешйости адаптивной структуры, Указанная цель до- % стигается тем, что в обучающуюся матрйчную структуру введены шины запрета, расйоложейные перпендикулярно осям лег кого намагничивания тонких магнитных . пленок.На фиг. 1 изображена предлагаемая обучающаяся матричная структура.На фиг, 2 изображены три соседние тонкие магнитные пленки в обучающейся матричной структуре без шин запрета продвижения ПМД.На фиг. 3 - графики экспериментальных зависимостей велйчины продвижения ПМД п 6 тонким магнитным пленкам от числа импульсов поля по ОЛН.На фиг. 4 - три соседние тонкие магнитные пленки в обучающейся матричной структуре с шинами запрета продвижения ПМД".И На фиг, 5 изображено пространственное изменение полн по ОЛН вдоль тон-ких магнитных пленок,Обучающаяся матричная структуре со 36держит тонкие магнитные пленки 1, шины возбуждения 2, размещенные вдольосей легкого намагничивания тонких магнитных плейок, токопроводящие катушки3 расположенные у концов тонких магФ35нитных "пленок; й шины запрета продвижения плоских магнитных доменов 4, распо" ложенныеперпендикулярно осям легкогонамагничивания тонких магнитных пленок,Устройство работает следующим обра40эом.При записи информации в шины возбуждения 2, относящиеся к тем тонкиммаГнитным пленкам, в которые производится запись подается переменный элекФ45трический ток, создающий переменноемагнитное поле Нт по ОТН тонких мегнитных пленок 1. Одновременно в токопроводящие катушки 3, охватЬвеющие тонкйе магнитные пленки, в которых произ"водится запись,- подаются импульсы по-"стояййого тока, ими создаются импульсыпостоянного магнитного поля Н вдольОЛН. В результате под действием переменного и импульсного магнитного поляпроисходит уйрбмяему"Сйойзание-"гра"-"ницы ПМД в направлении ОЛН. СпоЪМ=-ние ПМД в ту или иную сторону в тонких магнитных пленках 1 (вправо или 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 Г 1 МД не происходит и, следовательно, хранимая в такой тонкой магнитной пленке информация остается безизменения. При записи одновременной сподачей 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 бытьпродвинуты по тонким магнитным пленкаМ в процессе записи, совершить сползание,Считывание производится путем возбуждения тонких магнитных пленок переменным магнитным полем по ОТН и снятием индуцнрованных сигналов с токопроводящих катушек 3. При этом в шинызапрета ток не подаетсяЕсли в процессе записи в шины запрета 4 ток не подается, то происходит следующее, Рассмотрим три соседние тонкиемагнитные пленки в ОМС без шин запрета (см. фиг, 2). Пусть две тонкие магнитные пленки например, верхняя и нижняя возбуждены полем Я созданнымс помощью шин возбуждения 2. Пустьодновременно в токопроводящую катушку,расположенную у тех концов тонких магнитных пленок, где изображены ПМД (заштрихованные области), подается импульстока, который обеспечивает, импульс поля Н по ОЛН. В этом случае в возбужденных магнитных пленках должно былобы произойти сползание ПМД на некоторую величину Ь 1 под действием полейНи Н т . Однако ввиду того, что наверхнюю (нижнюю) тонкую магнитную "пленку действует помимо поля Н г некоторое.дополнительное полеЬ Н,со стороны шинывозбуждения верхней (нижней) тонкоймагнитной пленки, сползание ПМД происходит на величину Ь 1существеннобольшую, чем Ь 31 . Это объясняется значительной чувствительностью процессасползания к величине поля Н. На фиг. 3представленй экспериментальные зависимбСти ведйчиньт" продвижения"1 ПМД отчисла П импульсов пайя Н, для случаев,когда на тонкие магнитные пленки; 1) недействуют дополнительные поля со,стороны соседних шин возбуждения в реальной ОМС (кривая 1); 2) действует дополнительное поле со стороны соседней шины возбуждения (кривая 11); и 3) действует дополни-тельное поле со стороны шины возбуждения, расположенной через одну от шины возбуждения рассматриваемой магнитной пленки (кривая 111), Надежность ОМС беэ шин запрета продвижения ПМД низка, так как под действием полей со стороны соседних шин возбуждения линейность характеристики записи резко ухудшается, изменяется число возможных шагов адаптации ОМС, направленная запись информацииИ затруднительна. Учесть характер изменения процесса сползания практически невозможно, ввиду того, что в процессе обучения ОМС возможны любые комбина 20ции подачи токов в шины возбуждения.В центральной тонкой магнитной пленке (см. фиг. 2),-которая не возбуждена, сползания ПМД под действием суммарного поля Ь,Н со стороны соседних шинТЕ 25 возбуждения происходить не будет, если ОМС построена с соблюдениемусловия ЬН Н р, гдеН, по -поРоговое полеТЕ тпорсползания ПМД, прикладываемое по ОТН ф при одновременной подаче поля НЬ ( врежиме записиНтфйтпор).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 НЬ . При этом в шины запрета 4 подается ток, создающий локальное. поле НЬ, полярность которого противоположна НЬ,а величина выбирается такой, :чтобы уменьшить поле НЬ в месте прохождения шины запрета через тонкие магнитные пленки до величиныЯЯН ср гдеНьп - пороговое поле по ОЛН нал порчала сползания ПМД при действии поляпо ОТН Н 1 = Н,ф НВ этом случае в возбужденных ТМП сползание ПМД произойти не может, так как ему препятствуют локальные поля шин запрета. Для того, чтобы запись нО- вой 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). КогдаВ Фпроизойдет отключение шины а-а, полеНф О по оси "а-а" и ПМД в нижнейтонкои магнитной пленке совершит сползание на величину Ь 6 , равную расстоянию между соседними шинами запрета,Несмотря на влияние со стороны соседнихшин возбуждения" поляЬН .,сползание будет происходить не более, чем на строгофиксированную величину Ь, При отключении шины "б-б" произойдет сползаниеПМД на величину Ь 3 в верхней магнитной пленке. Когда отключается шина запрета "в-в в невозбужденной среднейтонкой магнитной пленке сползание ПМД,как уже отмечалось, наблюдаться не будет. Если призаписи требуется продвижение ПМД в противоположную сторону,то одновременно со сменой полярностиполя Н ь производится смена полярностийоля Н и отключение шин запрета начинается с противоположной стороны (слеванаправо).Следует отметить, что поле Н в местах прохождения отключенной шины запрета может равняться не О, а некоторойвеличине Ь Н , определяемой суммарнымдействием полей остальных шин запрета.Но так как легко выполняются условияьНя о иНь ЬНЗ Ньпорполе Ь Н не препятствует процессу сполохзания,Таким образом, идея изобретения заключается в пробегании вдоль тонкой магнитной пленки, которая находится под действием общего поляН сН, некоторого простА 4 ПОРранственного импульса Н ь Н А пор (см. фиг. 5). Сползание доменной границы происходит только в момент прохождения имйульса над границей, причем величина сползания строго фиксирована длиной импульса. Принцип управления сползанием,У по существу, сводится кдвоичному; 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 ОМС в зависимости от решаемой задачи.Устройство имеет следующие преимущества. По сравнению с прототипом предлагаемая обучающаяся матричная структура позволяет избавиться от вредного взаимовлияния соседних шин возбуждения ОМС, резко улучшить линейность характе-ристезаписи, увеличить число возможных шагов адаптации ОМС. Надежность ОМС существенно повышается, а ее погрешностьуменьшается. Применение предлагаемой ОМС весьма перспективно, особенно в области распознавания образцов.10формула изобретенияОбучающаяся матричная структура, содержащая тонкие магнитные пленки с осями легкого намагничивания вдоль их дли 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 ющ 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 экспертизе1.Е 3 ччп Ке 1 п 3 осЫап,ЗЬЬЬ Рег гоглафле 1 с ТЫп РОтв аког Адар 1 че ччеДИ 1 ь Тпе Увчегв 1 у о 1 Техас, АцвСп, Техов, Эцие, 19 ЬЪ.2, Боярченко М. А, и др. Аналоговы запоминающие и адаптивные элементы. М., "Энергия", 1973.3Веселки Редактор Заказ 2707/52Тираж 680ЦНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская набд. 4писное филиал ППЙ Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,