Launch Vehicle Digital Computer (LVDC) Apollo ilargi programan funtsezko zeregina izan zuen, Saturno 5 kohetea gidatzen zuena.Garai hartako ordenagailu gehienek bezala, datuak nukleo magnetiko txikietan gordetzen zituen. Artikulu honetan, Cloud4Y-k luxuko LVDC memoria moduluari buruz hitz egiten du Steve Jurvetson.
Memoria modulu hau 1960ko hamarkadaren erdialdean hobetu zen. Gainazalean muntatzeko osagaiak, modulu hibridoak eta konexio malguak erabiliz eraiki zen, garai hartako ordenagailuen memoria konbentzionala baino magnitude ordena txikiagoa eta arinagoa bihurtuz. Hala ere, memoria moduluak 4096 biteko 26 hitz bakarrik gordetzeko aukera ematen zuen.
Nukleo magnetikoaren memoria modulua. Modulu honek 4 datu-biteko eta 26 paritate-biteko 2K hitz gordetzen ditu. Guztira 16 hitzetarako edukiera duten lau memoria-modulurekin, 384 kg pisatzen du eta 2,3 cm Γ 14 cm Γ 14 cm neurtzen ditu.
Ilargira 25eko maiatzaren 1961ean hasi zen, Kennedy presidenteak hamarkada amaitu baino lehen Amerikak gizon bat ilargira jarriko zuela iragarri zuenean. Horretarako, hiru etapako Saturn 5 kohete bat erabili zen, inoiz sortu den suziririk indartsuena. Saturno 5 ordenagailu batek kontrolatzen eta kontrolatzen zuen (hemen hari buruz) abiarazte-ibilgailu baten hirugarren etapa, aireratzetik Lurraren orbitara abiatu eta gero Ilargirako bidean. (Apollo espazio-ontzia Saturno V kohetetik bereizten ari zen une honetan, eta LVDC misioa amaitu zen).
LVDC oinarrizko markoan instalatuta dago. Konektore zirkularrak ordenagailuaren aurrealdean ikusten dira. 8 konektore elektriko eta likido hozteko bi konektore erabili dira
LVDC Apollo itsasontzian zeuden hainbat ordenagailuetako bat besterik ez zen. LVDC hegaldiaren kontrol sistemara konektatu zen, 45 kg-ko ordenagailu analogiko batera. Ontzian Apollo Guidance Computer (AGC) espazio-ontzia ilargi-azalera gidatu zuen. Agindu-moduluak AGC bat zuen, eta ilargi-moduluak bigarren AGC bat zuen Abort nabigazio-sistemarekin batera, ordezko larrialdi-ordenagailu bat.
Apollo ontzian hainbat ordenagailu zeuden.
Unitateko gailu logikoak (ULD)
LVDC ULD izeneko teknologia hibrido interesgarri bat erabiliz sortu zen, karga unitateko gailua. Zirkuitu integratuak ziruditen arren, ULD moduluek hainbat osagai zituzten. Siliziozko txip sinpleak erabiltzen zituzten, bakoitza transistore bakarrarekin edo bi diodorekin. Matrize hauek, inprimatutako film lodiko inprimatutako erresistentziekin batera, zeramikazko olatu batean muntatu ziren ate logiko bat bezalako zirkuituak ezartzeko. Modulu hauek SLT moduluen aldaera bat ziren () IBM S/360 serieko ordenagailu ezagunentzat diseinatua. IBM 1961ean hasi zen SLT moduluak garatzen, zirkuitu integratuak komertzialki bideragarriak izan baino lehen, eta 1966rako, IBMk urtean 100 milioi SLT modulu baino gehiago ekoizten zituen.
ULD moduluak SLT moduluak baino nabarmen txikiagoak ziren, beheko argazkian ikusten den bezala, espazioko ordenagailu trinko baterako egokiagoak bihurtuz. ULD moduluek zeramikazko padak erabiltzen zituzten SLTko metalezko pinen ordez, eta metalezko kontaktuak zituzten goiko aldean. gainazala pinen ordez. Plakako klipek ULD modulua eusten zuten eta pin horiei konektatzen zitzaien.
Zergatik erabili zituen IBMk SLT moduluak zirkuitu integratuen ordez? Arrazoi nagusia zirkuitu integratuak oraindik hastapenetan zeudela izan zen, 1959an asmatu baitziren. 1963an, SLT moduluek kostu eta errendimendu abantailak zituzten zirkuitu integratuekiko. Hala eta guztiz ere, SLT moduluak zirkuitu integratuen baino txikiagoak direla ikusi ohi ziren. SLT moduluen abantailetako bat zirkuitu integratuekiko SLTetako erresistentziak zirkuitu integratuetakoak baino askoz zehatzagoak zirela zen. Fabrikazio garaian, SLT moduluetako film lodiko erresistentziak arretaz hareaztatu ziren film erresistentea kentzeko, nahi den erresistentzia lortu arte. SLT moduluak ere zirkuitu integratu konparagarriak baino merkeagoak ziren 1960ko hamarkadan.
LVDC eta erlazionatutako ekipoek 50 ULD mota ezberdin baino gehiago erabili zituzten.
SLT moduluak (ezkerrean) ULD moduluak (eskuinean) baino nabarmen handiagoak dira. ULD tamaina 7,6 mm Γ 8 mm da
Beheko argazkian ULD moduluaren barne osagaiak erakusten dira. Zeramikazko plakaren ezkerraldean lau silizio-kristal karratu txikiei lotuta dauden eroaleak daude. Zirkuitu plaka baten antza du, baina kontuan izan azazkala baino askoz txikiagoa dela. Eskuineko laukizuzen beltzak plakaren azpialdean inprimatutako film lodiko erresistentziak dira.
ULD, goiko eta beheko ikuspegia. Siliziozko kristalak eta erresistentziak ikusten dira. SLT moduluek goiko gainazalean erresistentzia zuten bitartean, ULD moduluek behealdean erresistentzia zuten, eta horrek dentsitatea eta kostua areagotu zituen.
Beheko argazkian ULD moduluko siliziozko trokel bat ageri da, bi diodo ezarri zituena. Tamainak ezohiko txikiak dira, alderatzeko, azukre-kristalak daude gertu. Kristalak hiru zirkulutan soldatutako kobrezko bolen bidez kanpoko hiru konexio zituen. Beheko bi zirkuluak (bi diodoen anodoak) dopatuta zeuden (eremu ilunagoak), goiko eskuineko zirkulua, berriz, oinarriarekin konektatutako katodoa zen.
Bi diodoko silizio-kristal baten argazkia azukre-kristalen ondoan
Nukleo magnetikoaren memoriak nola funtzionatzen duen
Nukleo magnetikoa memoria izan zen ordenagailuetan datuak biltegiratzeko forma nagusia 1950eko hamarkadatik 1970eko hamarkadan egoera solidoko biltegiratze gailuek ordezkatu zuten arte. Memoria nukleoak izeneko ferrita eraztun txikietatik sortu zen. Ferrita-eraztunak matrize angeluzuzen batean jarri ziren eta bi edo lau hari pasatzen ziren eraztun bakoitzean informazioa irakurri eta idazteko. Eraztunek informazio bit bat gordetzeko aukera ematen zuten. Nukleoa ferrita eraztunetik pasatzen ziren harietatik korronte-pultsu baten bidez magnetizatu zen. Nukleo baten magnetizazioaren norabidea alda liteke pultsu bat kontrako noranzkoan bidaliz.
Nukleoaren balioa irakurtzeko, korronte-pultsu batek eraztuna 0. egoeran jarri zuen. Aurretik nukleoa 1. egoeran egon bazen, eremu magnetiko aldakorrak tentsio bat sortu zuen nukleoetatik igarotzen diren harietako batean. Baina nukleoa dagoeneko 0 egoeran balego, eremu magnetikoa ez litzateke aldatuko eta zentzumen-harria ez litzateke tentsioan igoko. Beraz, nukleoko bitaren balioa zerora berrezarri eta irakurritako hariaren tentsioa egiaztatuz irakurri zen. Nukleo magnetikoen memoriaren ezaugarri garrantzitsu bat ferrita-eraztun bat irakurtzeko prozesuak bere balioa suntsitzen zuela izan zen, beraz, nukleoa "berridatzi" behar zela.
Nukleo bakoitzaren magnetizazioa aldatzeko hari bereizi bat erabiltzea deserosoa zen, baina 1950eko hamarkadan, korronteen kointzidentzia printzipioa lantzen zuen ferrita-memoria garatu zen. Lau hariko zirkuitua βX, Y, Sense, Inhibitβ ohiko bihurtu da. Teknologiak histeresia izeneko nukleoen propietate berezi bat ustiatu zuen: korronte txiki batek ez dio ferrita memoriari eragiten, baina atalase batetik gorako korronteak nukleoa magnetizatuko luke. X lerro batean eta Y lerro batean behar den korrontearen erdiarekin dinamizatzean, bi lerroak gurutzatzen ziren nukleoak bakarrik jaso zuen berriro magnetizatzeko nahikoa korronte, eta gainerako nukleoak osorik geratzen ziren bitartean.
Honela zirudien IBM 360 Model 50 memoriak. LVDC eta Model 50-ek nukleo mota bera erabiltzen zuten, 19-32 izenez ezagutzen dena, barne diametroa 19 mils (0.4826 mm) eta kanpoko diametroa 32 mils (0,8 mm) zirelako. ). Argazki honetan ikus dezakezu hiru hari daudela nukleo bakoitzean zehar, baina LVDCk lau hari erabiltzen zituen.
Beheko argazkiak LVDC memoria-matrize angeluzuzen bat erakusten du. 8 Matrize honek 128 X-hari ditu bertikalki eta 64 Y-hari horizontalean, nukleo bat ebakidura bakoitzean. Irakurritako hari bakar batek Y hari paraleloan zehar nukleo guztiak zeharkatzen ditu. Idazteko hariak eta inhibizio hariak nukleo guztiak zeharkatzen dituzte X hari paraleloan. Hariak gurutzatzen dira matrizearen erdian; honek eragindako zarata murrizten du erdi bateko zaratak beste erdiko zarata ezeztatzen duelako.
LVDC ferrita memoria-matrize bat 8192 bit dituena. Beste matrize batzuekin konexioa kanpoaldeko pinen bidez egiten da
Goiko matrizeak 8192 elementu zituen, bakoitzak bit bat gordetzen zuen. Memoria-hitz bat gordetzeko, oinarrizko hainbat matrize batu ziren, bat hitzaren bit bakoitzeko. X eta Y hariak matrize nagusi guztietan zehar ibili ziren. Matrize bakoitzak irakurketa-lerro bat eta idazketa inhibitzeko lerro bereizi bat zituen. LVDC memoriak 14 oinarrizko matrizeko pila bat erabili zuen (behean) 13 biteko "silaba" bat parekidetasun bit batekin batera gordetzeko.
LVDC pila 14 matrize nagusik osatzen dute
Nukleo magnetikoko memorian idazteko hari osagarriak behar ziren, inhibizio-lerroak deiturikoak. Matrize bakoitzak inhibizio-lerro bat zuen bertako nukleo guztietan zehar. Idazketa prozesuan, korrontea X eta Y lerroetatik igarotzen da, hautatutako eraztunak (plano bakoitzeko bat) berriro magnetizatuz 1 egoerara, 1 guztiak hitzean mantenduz. Bit posizioan 0 bat idazteko, X lerroaren aurkako korrontearen erdiarekin dinamizatzen zen lerroa. Ondorioz, nukleoak 0 balioan geratu ziren. Horrela, inhibizio-lerroak ez zuen nukleoa iraultzen utzi. 1. Nahi duzun edozein hitz idatz liteke memorian dagozkien inhibizio lerroak aktibatuz.
LVDC memoria modulua
Nola eraikitzen da fisikoki LVDC memoria modulua? Memoria-moduluaren erdian lehen erakutsitako 14 memoria ferromagnetikoko pila bat dago. X eta Y kableak eta inhibizio lerroak, bit irakurtzeko lerroak, akatsak hautematea eta beharrezko erloju-seinaleak sortzeko zirkuitua duten hainbat plakaz inguratuta dago.
Oro har, memoriari lotutako zirkuitu gehienak LVDC ordenagailuaren logikan daude, ez memoria moduluan bertan. Bereziki, ordenagailuen logikak helbideak eta datu-hitzak gordetzeko eta serieko eta paralelo arteko bihurtzeko erregistroak ditu. Irakurritako bit-lerroetatik irakurtzeko, erroreen egiaztapena eta erlojua egiteko zirkuituak ere baditu.
Funtsezko osagaiak erakusten dituen memoria-modulua. MIB (Multilayer Interconnection Board) 12 geruzako zirkuitu inprimatuko plaka bat da
Y memoria kontrolatzeko plaka
Nukleoko memoriako hitz bat hautatzen da, dagozkien X eta Y lerroak plaka nagusiko pilatik pasatuz. Has gaitezen Y-driver zirkuitua deskribatzen eta nola sortzen duen seinalea 64 Y-lerroetako baten bidez. 64 kontrolatzaile zirkuitu bereizi beharrean, moduluak zirkuitu kopurua murrizten du 8 "goi" kontrolatzaile eta 8 "baxu" kontrolatzaile erabiliz. "Matrize" konfigurazio batean kableatuta daude, beraz, goi eta baxuko kontrolatzaileen konbinazio bakoitzak errenkada desberdinak hautatzen ditu. Horrela, 8 "goi" eta 8 "baxu" gidariek 64 (8 Γ 8) Y-lerroetako bat hautatzen dute.
Y gidari-taulak (aurrean) taula-pilako Y hautatze-lerroak gidatzen ditu
Beheko argazkian ULD modulu batzuk (zuria) eta Y hautabideko lineak gidatzen dituzten transistore parea (urrea) ikus ditzakezu "EI" modulua gidariaren bihotza da: tentsio-pultsu konstantea ematen du (E). ) edo korronte konstanteko pultsu bat (I) pasatzen du hautapen-lerrotik. Hautatutako linea kontrolatzen da EI modulua tentsio moduan linearen mutur batean eta EI modulua korronte moduan beste muturrean aktibatuz. Emaitza tentsio eta korronte zuzeneko pultsu bat da, nukleoa birmagnetizatzeko nahikoa. Bultzada handia behar da iraultzeko; tentsio-pultsua 17 voltiotan finkatzen da, eta korrontea 180 mAtik 260 mA bitartekoa da tenperaturaren arabera.
Y kontrolatzailearen makro-argazkia, sei ULD modulu eta sei transistore pare erakusten dituena. ULD modulu bakoitza IBMren pieza-zenbakia, modulu mota (adibidez, "EI") eta esanahia ezezaguna duen kode batekin etiketatuta daude.
Era berean, plaka akatsen monitorea (ED) moduluez hornituta dago, aldi berean Y hautapen-lerro bat baino gehiago aktibatuta dagoenean detektatzen dutenak.ED moduluak soluzio erdi-analogiko sinple bat erabiltzen du: sarrerako tentsioak batu ditu erresistentzia sare baten bidez. Lortutako tentsioa atalasearen gainetik badago, tekla abiarazten da.
Gidari-taularen azpian 256 diodo eta 64 erresistentzia dituen diodo-matrize bat dago. Matrize honek gidari-plakaren goiko eta beheko 8 seinale-pareak plaken pila nagusitik igarotzen diren 8 Y-line konexio bihurtzen ditu. Plakaren goiko eta beheko kable malguek plaka diodo-matrizearekin konektatzen dute. Ezkerreko bi kable malgu (argazkian ikusten ez direnak) eta eskuineko bi barra-barrak (bat ikusgai) diodoen matrizea nukleoen multzoarekin konektatzen dute. Ezkerrean ikusten den malgu-kableak Y-taula gainerako ordenagailuarekin konektatzen du I/O-ko plakaren bidez, eta beheko eskuineko malgu-kable txikia erloju-sorgailuaren plakara konektatzen da.
X Memoria Driver Board
X lerroak gidatzeko diseinua Y eskemaren berdina da, 128 X lerro eta 64 Y lerro daudela izan ezik. X hari bikoitza dagoenez, moduluak bigarren X kontrol-plaka bat dauka azpian. X eta Y plakek osagai berdinak dituzten arren, kableatua desberdina da.
Taula honek eta azpian dagoenak X hautatutako errenkadak kontrolatzen ditu oinarrizko oholen pila batean
Beheko argazkiak erakusten du osagai batzuk hondatuta zeudela taulan. Transistoreetako bat desplazatuta dago, ULD modulua erditik apurtuta dago eta bestea apurtuta dago. Kableatua hautsitako moduluan ikusten da, siliziozko kristal txikietako batekin batera (eskuinean). Argazki honetan, pista eroale bertikal eta horizontalen arrastoak ere ikus daitezke 12 geruzako zirkuitu inprimatuko plaka batean.
Kaltetutako taularen atalaren lehen planoa
X kontrol-plaken azpian X diodo matrize bat dago, 288 diodo eta 128 erresistentzia dituena. X-diodo-matrizeak Y-diodo-plakaren beste topologia bat erabiltzen du osagai kopurua bikoiztu ez dadin. Y-diodo plaka bezala, plaka honek bi zirkuitu inprimatu plaken artean bertikalki muntatutako osagaiak ditu. Metodo honi "cordwood" deitzen zaio eta osagaiak ondo bildu ahal izateko.
X diodo-matrize baten makro-argazki bat, 2 zirkuitu inprimatu-plaken artean bertikalki muntatutako cordwood diodoak erakusten dituena. Bi X kontrol-plakak diodo-taularen gainean daude, poliuretanozko aparrez bananduta. Kontuan izan zirkuitu inprimatuak elkarrengandik oso gertu daudela.
Memoria-anplifikagailuak
Beheko argazkian irakurketa-anplifikadore-plaka erakusten da. Memoria pilatik 7 bit irakurtzeko 7 kanal ditu; beheko taula berdinak 7 bit gehiago kudeatzen ditu guztira 14 bit. Zentzumen-anplifikadorearen helburua nukleo birmagnetizagarriak sortzen duen seinale txikia (20 milivoltio) detektatu eta 1-bit irteera batean bihurtzea da. Kanal bakoitzak anplifikadore diferentzial eta buffer batez osatuta dago, eta ondoren transformadore diferentzial bat eta irteerako clamp bat dago. Ezkerrean, 28 hariko kable malgu bat memoria pilara konektatzen da, zentzumen-hari bakoitzaren bi muturrak anplifikadore-zirkuitu batera eramanez, MSA-1 (Memory Sense Amplifier) ββmodulutik hasita. Banakako osagaiak erresistentziak (zilindro marroiak), kondentsadoreak (gorriak), transformadoreak (beltzak) eta transistoreak (urrea) dira. Datu-bitek zentzumen-anplifikadoreen plaketatik ateratzen dira eskuineko kable malguaren bidez.
Irakurri anplifikadore-plaka memoria moduluaren goiko aldean. Plaka honek zentzumen-kableen seinaleak anplifikatzen ditu irteera-bitak sortzeko
Idatzi Inhibit Line Driver
Inhibit kontrolatzaileak memorian idazteko erabiltzen dira eta modulu nagusiaren azpialdean daude. 14 inhibizio-lerro daude, bat pilako matrize bakoitzeko. 0 bit bat idazteko, dagokion blokeo-kontrolatzailea aktibatzen da eta inhibizio-lerroaren bidezko korronteak nukleoa 1era aldatzea eragozten du. Lerro bakoitza ID-1 eta ID-2 modulu batek (idazketa inhibizio-lerroaren kontrolatzailea) eta bikote batek gidatzen du. transistoreak. Taularen goiko eta beheko 20,8 ohm-ko doitasun-erresistentziak blokeo-korrontea erregulatzen du. Eskuineko 14 hari malguaren kableak gidaria nukleoko plaken pilako 14 inhibizio hariekin konektatzen ditu.
Memoria moduluaren behealdean dagoen inhibizio-taula. Plaka honek grabaketan erabilitako 14 inhibizio seinale sortzen ditu
Erloju kontrolatzailearen memoria
Erlojuaren kontrolatzailea memoria modulurako erloju-seinaleak sortzen dituen plaka pare bat da. Ordenagailuak memoria-eragiketa bat hasten duenean, memoria moduluak erabiltzen dituen erloju-seinale desberdinak modu asinkronoan sortzen ditu moduluaren erloju-kontrolatzaileak. Erlojuaren gidatzeko plakak moduluaren behealdean daude, pila eta inhibizio-taularen artean, beraz, plakak zailak dira ikusten.
Erlojuaren kontrolatzaile-plakak memoria-pila nagusiaren azpian daude, baina blokeo-taularen gainean daude
Goiko argazkiko taula urdineko osagaiak bira anitzeko potentziometroak dira, ustez denbora edo tentsioa doitzeko. Erresistentziak eta kondentsadoreak ere ikusten dira plaketan. Diagramak hainbat MCD (Memory Clock Driver) modulu erakusten ditu, baina ez da modulurik ikusten plaketan. Zaila da jakitea ikusgarritasun mugatuaren, zirkuitu aldaketaren bat edo modulu hauek dituen beste plaka baten presentzia dela eta.
Memoria I/O panela
Azken memoria-modulu-plaka I/O-ko plaka da, zeinak seinaleak banatzen ditu memoria-modulu-plaken eta LVDC ordenagailuaren gainerakoen artean. Behealdean dagoen 98 pin konektore berdea LVDC memoria-txasisarekin konektatzen da, eta ordenagailutik seinaleak eta energia emanez. Plastikozko konektore gehienak hautsita daude, horregatik kontaktuak ikusgai daude. Banaketa-plaka konektore horretara 49 pin-ko bi kable malguren bidez konektatuta dago behealdean (aurreko kablea baino ez da ikusten). Beste malgu-kable batzuek seinaleak banatzen dituzte X Driver Board (ezkerrean), Y Driver Board (eskuinean), Sense Amplifier Board (goian) eta Inhibit Board (behean). Plakako 20 kondentsadorek iragazten dute memoria-moduluari emandako potentzia.
Memoria moduluaren eta gainerako ordenagailuaren arteko I/O plaka. Behealdean dagoen konektore berdea ordenagailura konektatzen da eta seinale hauek kable lauen bidez bideratzen dira memoria-moduluaren beste ataletara.
Irteera
LVDC memoria modulu nagusiak biltegiratze trinko eta fidagarria eskaintzen zuen. Ordenagailuaren beheko erdian gehienez 8 memoria-modulu jar daitezke. Horri esker, ordenagailuak 32 gorde zituen 26 biteko hitzak edo 16 kilohitzak "duplex" moduan oso fidagarri erredundantean.
LVDCren ezaugarri interesgarri bat zen memoria moduluak fidagarritasuna lortzeko ispilu izan zitezkeela. "Duplex" moduan, hitz bakoitza bi memoria-modulutan gordetzen zen. Modulu batean erroreren bat gertatuz gero, hitz zuzena beste modulu batetik lor liteke. Honek fidagarritasuna ematen zuen arren, memoriaren aztarna erdira murriztu zuen. Bestela, memoria-moduluak "sinplex" moduan erabil daitezke, hitz bakoitza behin gordeta.
LVDC-k CPUren zortzi memoria-moduluraino sartzen zituen
Nukleo magnetikoko memoria moduluak 8 KB biltegiratzeak 5 libra (2,3 kg) modulua behar zuen denboraren irudikapen bisuala eskaintzen du. Hala ere, oroitzapen hau oso perfektua zen bere garairako. Horrelako gailuak erabilerarik gabe gelditu ziren 1970eko hamarkadan DRAM erdieroaleen agerpenarekin.
RAMaren edukia itzaltzen denean gordetzen da, beraz, litekeena da moduluak ordenagailua azken aldiz erabili zeneko softwarea gordetzea oraindik. Bai, bai, hor aurki dezakezu zerbait interesgarria hamarkada geroago ere. Interesgarria litzateke datu hauek berreskuratzen saiatzea, baina hondatutako zirkuituak arazo bat sortzen du, beraz, ziurrenik, edukiak ezin izango dira beste hamarkada batean memoria-modulutik berreskuratu.
Zer gehiago irakur dezakezu blogean?
β
β
β
β
β
Harpidetu gure -kanala, hurrengo artikulua ez galtzeko! Astean bitan baino gehiago ez dugu idazten eta negozioetan bakarrik. Era berean, gogorarazten dizugu Cloud4Y-k urruneko sarbide seguru eta fidagarria eman dezakeela negozio-aplikazioetarako eta negozioaren jarraipenerako beharrezkoa den informazioa. Urruneko lana koronavirusaren hedapenerako oztopo gehigarria da. Xehetasunak gure kudeatzaileenak dira.
Iturria: www.habr.com