Grianghraf ó bhailiúchán an údair
1. Stair
Is cuimhne neamh-luaineach é cuimhne mboilgeog, nó cuimhne fearainn maighnéadach sorcóireach, a d'fhorbair Andrew Bobeck ag Bell Labs i 1967. Tá sé léirithe ag taighde go bhfoirmíonn fearainn mhaighnéadacha sorcóireacha beaga i scannáin tanaí aonchriostail de ferrites agus gairnéid nuair a bhíonn réimse maighnéadach sách láidir dírithe ingearach le dromchla an scannáin. Trí an réimse maighnéadach a athrú, is féidir na boilgeoga seo a bhogadh. Déanann na hairíonna seo boilgeoga maighnéadacha iontach chun stór giotán seicheamhach a thógáil, cosúil le clár shift, ina gciallaíonn láithreacht nó easpa mboilgeog ag suíomh áirithe gurb é luach an ghiotán ná nialas nó aon. Is é trastomhas na mboilgeog ná deichithe de mhiocrón; is féidir le sliseanna amháin na mílte giotán sonraí a stóráil. Mar shampla, in earrach na bliana 1977, thug Texas Instruments sliseanna isteach ar dtús le cumas 92304 giotán ar an margadh. Tá an chuimhne seo neamh-so-ghalaithe, rud a fhágann go bhfuil sé cosúil le téip mhaighnéadach nó diosca, ach toisc go bhfuil sé soladach-stáit agus nach bhfuil páirteanna gluaisteacha ann, tá sé níos iontaofa ná téip nó diosca, ní gá aon chothabháil, agus tá sé i bhfad níos lú agus níos éadroime. agus is féidir é a úsáid i bhfeistí iniompartha.
Mhol an t-aireagóir bunaidh de chuimhne mboilgeog, Andrew Bobek, leagan “aontoiseach” den chuimhne, i bhfoirm snáithe ar a ndéantar stiall tanaí d’ábhar ferromagnetic a fhoirceannadh. Glaodh “twistor” ar an gcineál seo cuimhne, agus fiú olltáirgeadh é, ach ní fada gur cuireadh an leagan “déthoiseach” ina ionad.
Is féidir leat eolas a chur ar stair chruthú cuimhne mboilgeog i [1-3].
2. Prionsabal oibriúcháin
Anseo iarraim ort logh dom, ní fisiceoir mé, mar sin beidh an cur i láthair an-ghar.
Is i dtreo amháin a dhéantar roinnt ábhar (cosúil le gairnéad gadolinium gailliam) a mhaighnéadú i dtreo amháin, agus má chuirtear réimse maighnéadach tairiseach i bhfeidhm ar an ais sin, cruthóidh na limistéir maighnéadaithe rud éigin cosúil le boilgeoga, mar a thaispeántar san fhigiúr thíos. Níl trastomhas ag gach mboilgeog ach cúpla miocrón.
Cuir i gcás go bhfuil scannán tanaí, thart ar 0,001 orlach, criostalach againn d'ábhar den sórt sin, a thaisceadh ar neamh-mhaighnéadach, mar shampla, gloine, foshraith.
Tá sé ar fad faoi na boilgeoga draíochta. An pictiúr ar an taobh clé - níl aon réimse maighnéadach, an pictiúr ar dheis - tá an réimse maighnéadach dírithe ingearach le dromchla an scannáin.
Má dhéantar patrún ar dhromchla scannán ábhar den sórt sin ó ábhar maighnéadach, mar shampla, permalloy, cóimhiotal iarann-níicil, ansin déanfar na boilgeoga a mhaighnéadú le heilimintí an phhatrún seo. De ghnáth, úsáidtear patrúin T-chruthach nó V-chruthach.
Is féidir le mboilgeog amháin a fhoirmiú trí réimse maighnéadach 100-200 oersted, a chuirtear i bhfeidhm ingearach leis an scannán maighnéadach agus cruthaithe ag maighnéad buan, agus cuireann réimse maighnéadach rothlach déanta ag dhá chorna i dtreoracha XY na fearainn mboilgeog chun bogadh. ó “oileán” maighnéadach amháin go dtí ceann eile, mar seo a thaispeántar san fhíor. Tar éis treo an réimse maighnéadach a athrú ceithre huaire, bogfaidh an fearann ó oileán amháin go dtí an ceann in aice láimhe.
Ligeann sé seo go léir dúinn an fheiste DMD a mheas mar shealchlár. Má ghinimid boilgeoga ag foirceann amháin den chlár agus iad a bhrath ag an taobh eile, is féidir linn patrún áirithe boilgeoga a chasadh timpeall agus an córas a úsáid mar ghléas stórála, ag léamh agus ag scríobh giotán ag amanna ar leith.
Mar thoradh air seo tá buntáistí agus míbhuntáistí cuimhne ar MD digiteach: tá an buntáiste neamh-luaineach (chomh fada agus a chuirtear réimse ingearach cruthaithe ag maighnéid bhuan i bhfeidhm, ní imíonn na boilgeoga nó ní bhogfaidh siad óna seasaimh), agus is fada an míbhuntáiste. am rochtana, mar gheall ar Chun rochtain a fháil ar ghiotán treallach, ní mór duit an clár aistrithe iomlán a scrollú go dtí an suíomh atá ag teastáil, agus dá fhad a bheidh sé, is mó timthriallta a bheidh ag teastáil.
Patrún na n-eilimintí maighnéadacha ar scannán maighnéadach CD.
Tugtar “nucleation” ar chruthú an fhearainn mhaighnéadaigh sa Bhéarla, agus is éard atá ann sruth de roinnt céad milliamps a chur i bhfeidhm ar an bhfoirceannadh ar feadh thart ar 100 ns, agus réimse maighnéadach a chruthú atá ingearach leis an scannán agus os comhair an réimse de. an maighnéad buan. Cruthaíonn sé seo “mboilgeog” maighnéadach - fearann maighnéadach sorcóireach sa scannán. Ar an drochuair, braitheann an próiseas go mór ar theocht; d'fhéadfadh go dteipfidh ar an oibríocht scríofa gan mboilgeog a fhoirmiú, nó d'fhéadfadh roinnt boilgeoga a bheith ann.
Úsáidtear go leor teicníochtaí chun sonraí ón scannán a léamh.
Is é modh amháin, léamh neamh-millteach, réimse maighnéadach lag fearainn sorcóireach a bhrath ag baint úsáide as braiteoir magnetoresistive.
Is é an dara modh léamh millteach. Aistrítear an mboilgeog go rian giniúna/braite speisialta, ina scriostar an mboilgeog tríd an ábhar a mhaighnéadú sa treo chun tosaigh. Má maighníodh an t-ábhar sa treo eile, is é sin, go raibh mboilgeog i láthair, beidh sé seo ina chúis le sruth níos mó sa chorna agus aimsíonn an ciorcad leictreonach é seo. Tar éis seo, ní mór an mboilgeog a ghiniúint arís ar rian taifeadta speisialta.
Mar sin féin, má eagraítear an chuimhne mar eagar leanúnach amháin, beidh dhá mhíbhuntáiste mhór aige. Ar an gcéad dul síos, beidh an t-am rochtana an-fhada. Ar an dara dul síos, beidh neamh-inoibritheacht iomlán na feiste ar fad mar thoradh ar locht amháin sa slabhra. Dá bhrí sin, déanann siad cuimhne eagraithe i bhfoirm príomh-rian amháin agus go leor rianta sclábhaithe, mar a thaispeántar san fhigiúr.
Cuimhne mboilgeog le rian leanúnach amháin
Cuimhne mboilgeog le rianta máistir / sclábhaithe
Ceadaíonn an chumraíocht chuimhne seo ní hamháin am rochtana a laghdú go mór, ach freisin is féidir feistí cuimhne a tháirgeadh ina bhfuil líon áirithe rianta lochtach. Ní mór don rialaitheoir cuimhne iad a chur san áireamh agus iad a sheachaint le linn oibríochtaí léite/scríofa.
Taispeánann an pictiúr thíos trasghearradh de "sliseanna" cuimhne mboilgeog.
Is féidir leat léamh freisin faoi phrionsabal oibriúcháin cuimhne mboilgeog i [4, 5].
3. Intel 7110
Intel 7110 - modúl cuimhne mboilgeog, MBM (cuimhne mboilgeog maighnéadach) le cumas 1 MB (1048576 giotán). Is é an té a léirítear ar an KDPV. Is é 1 megabit an cumas chun sonraí úsáideoirí a stóráil; Tá 1310720 rianta lúb-chruthach (lúb) sa ghléas le toilleadh 320 giotán an ceann, ach ní úsáidtear ach 4096 díobh le haghaidh sonraí úsáideora, is cúlchiste é an chuid eile chun rianta “briste” a athsholáthar agus chun cód ceartúcháin earráide iomarcach a stóráil. Tá ailtireacht “mór-lúb rian-mhionlach” ag an bhfeiste. Tá faisnéis faoi rianta gníomhacha i lúb bootstrap ar leith. Ar an KDPV is féidir leat an cód heicsidheachúil a phriontáil go díreach ar an modúl. Is léarscáil é seo de rianta “briste”, seasann 256 digit heicsidheachúlach do 80 traic sonraí, déantar na cinn ghníomhacha a léiriú le giotán amháin, déantar na cinn neamhghníomhacha a léiriú le giotán nialasach.
Is féidir leat buncháipéisíocht an mhodúil a léamh in [7].
Tá tithíocht ag an bhfeiste le socrú bioráin dhá shraith agus tá sé suite gan sádráil (isteach i soicéad).
Léirítear struchtúr an mhodúil san fhigiúr:
Tá an t-eagar cuimhne roinnte ina dhá “leathchuid”, agus tá gach ceann acu roinnte ina dhá “cuad”, agus 80 raon sclábhaithe ag gach ráithe. Tá pláta sa mhodúl le hábhar maighnéadach suite taobh istigh de dhá foirceannadh orthogonal a chruthaíonn réimse maighnéadach rothlach. Chun seo a dhéanamh, soláthraítear comharthaí srutha triantán-chruthach do na foirceannadh, aistrithe 90 céim i gcoibhneas lena chéile. Cuirtear cóimeáil pláta agus foirceannadh idir maighnéid buana agus cuirtear iad i sciath maighnéadach, a dhúnann an flosc maighnéadach a chruthaíonn na maighnéid buan agus a shciathálann an gléas ó réimsí maighnéadacha seachtracha. Tá an pláta tilted ag 2,5 céim, rud a chruthaíonn réimse díláithrithe beag ar feadh an tilt. Tá an réimse seo neamhbhríoch i gcomparáid le réimse na cornaí, agus ní chuireann sé isteach ar ghluaiseacht boilgeoga nuair a bhíonn an gléas ag feidhmiú, ach bogann sé na boilgeoga go suíomhanna seasta i gcoibhneas leis na heilimintí permalloy nuair a bhíonn an gléas múchta. Tacaíonn an chomhpháirt láidir ingearach de maighnéid bhuana le fearainn mhaighnéadacha mboilgeog a bheith ann.
Tá na nóid seo a leanas sa mhodúl:
- Rianta i gcuimhne. Go díreach na rianta sin d'eilimintí permalloy a shealbhaíonn agus a stiúrann na boilgeoga.
- Gineadóir macasamhlú. Feidhmíonn sé le haghaidh macasamhlú an vesicle, atá i gcónaí i láthair ag an suíomh giniúna.
- Rian ionchuir agus nóid malairte. Gluaiseann na boilgeoga ginte feadh an rian ionchuir. Bogtar boilgeoga go ceann de 80 rian sclábhaithe.
- Rian aschuir agus nód macasamhlaithe. Baintear boilgeoga ó rianta sonraí gan iad a mhilleadh. Tá an mboilgeog roinnte ina dhá chuid, agus seoltar ceann acu chuig an rian aschuir.
- Brathadóir. Téann boilgeoga ón rian aschuir isteach sa bhrathadóir magnetoresistive.
- Rian tosaithe. Tá faisnéis sa rian tosaithe faoi rianta sonraí gníomhacha agus neamhghníomhacha.
Anseo thíos déanfaimid breathnú níos mine ar na nóid seo. Is féidir leat an cur síos ar na nóid seo a léamh in [6] freisin.
Giniúint mboilgeog
Chun an mboilgeog a ghiniúint, tá seoltóir claonta isteach i lúb beag bídeach ag tús an rian ionchuir. Soláthraítear cuisle reatha dó, rud a chruthaíonn réimse maighnéadach i limistéar an-bheag níos láidre ná réimse na maighnéid buan. Cruthaíonn an chuisle mboilgeog ag an bpointe seo, a fhanann go buan, tacaithe ag réimse maighnéadach tairiseach, agus a scaipeann feadh na heiliminte permalloy faoi thionchar réimse maighnéadach rothlach. Más gá dúinn aonad a scríobh i gcuimhne, cuirimid cuisle gearr ar an lúb seoltaí, agus mar thoradh air sin, rugadh dhá mboilgeog (san fhigiúr a léirítear mar shíol scoilte Bubble). Ritheann ceann de na boilgeoga i réimse rothlach ar feadh an rian permalloy, fanann an dara ceann i bhfeidhm agus faigheann sé a mhéid bunaidh go tapa. Bogann sé ansin go dtí ceann de na rianta sclábhaithe, agus aistríonn sé áiteanna leis an mboilgeog a scaiptear ann. Sroicheann sé, ar a seal, deireadh an rian ionchuir agus imíonn sé.
Malartú mboilgeog
Tarlaíonn malartú mboilgeog nuair a chuirtear cuisle sruth dronuilleogach i bhfeidhm ar an seoltóir comhfhreagrach. Sa chás seo, ní roinntear an mboilgeog ina dhá chuid.
Léamh sonraí
Seoltar sonraí chuig an rian aschuir trína mhacasamhlú, agus leanann sé ag scaipeadh ina rian tar éis iad a léamh. Mar sin, cuireann an gléas seo modh léitheoireachta neamh-millteach i bhfeidhm. Le haghaidh macasamhlú, treoraítear an mboilgeog faoi eilimint fadaithe permalloy, faoina síneann sé. Tá seoltóir lúb-chruthach ar an mbarr freisin; má chuirtear cuisle reatha i bhfeidhm ar an lúb, scoiltfear an mboilgeog ina dhá chuid. Is éard atá sa chuisle reatha ná cuid ghearr de sruth ard chun an mboilgeog a roinnt ina dhá chuid, agus cuid níos faide den sruth níos ísle chun an mboilgeog a dhíriú chuig an rian aschuir.
Ag deireadh an rian aschuir tá brathadóir mboilgeog, droichead magnetoresistive déanta as eilimintí permalloy a fhoirmíonn ciorcad fada. Nuair a thiteann mboilgeog maighnéadach faoi eilimint permalloy, athraíonn a fhriotaíocht, agus tá difríocht ionchasach de roinnt millivolts le feiceáil ag an aschur droichead. Roghnaítear cruth na n-eilimintí permalloy ionas go mbogann an mboilgeog feadh iad, ag an deireadh buaileann sé bonn speisialta "slándála" agus imíonn sé.
Iomarcaíocht
Tá 320 traic sa ghléas, gach 4096 giotán. Díobh seo, tá 272 gníomhach, 48 cúltaca, neamhghníomhach.
Lúb Tosaithe
Tá 320 traic sonraí san fheiste, a bhfuil 256 acu ceaptha chun sonraí úsáideoirí a stóráil, d’fhéadfadh an chuid eile a bheith lochtach nó d’fhéadfadh sé feidhmiú mar rianta breise chun cinn lochtacha a athsholáthar. Cuimsíonn rian breise amháin faisnéis faoi úsáid rianta sonraí, 12 ghiotán in aghaidh an rian. Nuair a chuirtear cumhacht i bhfeidhm ar an gcóras, ní mór é a thúsú. Le linn an phróisis tosaithe, ní mór don rialtóir an rian tosaithe a léamh agus faisnéis a scríobh uaidh chuig clár speisialta den sliseanna formáid/braiteoir reatha. Ansin ní úsáidfidh an rialtóir ach rianta gníomhacha, agus déanfar neamhaird ar na cinn neamhghníomhacha agus ní dhéanfar aon taifeadadh orthu.
Stóras Sonraí - Struchtúr
Ó thaobh an úsáideora de, stóráiltear na sonraí i 2048 leathanach de 512 giotán an ceann. Stóráiltear 256 beart sonraí, 14 ghiotán de chód ceartúcháin earráide agus 2 ghiotán nár úsáideadh i ngach leath den fheiste.
Ceartú Earráide
Is féidir le sliseanna braite reatha a bhrath agus a cheartú, ina bhfuil díchódóir cód 14-giotán a cheartaíonn earráid amháin suas le 5 ghiotán ar fhad (earráid pléasctha) i ngach bloc de 270 giotán (lena n-áirítear an cód féin). Tá an cód i gceangal le deireadh gach bloc 256-giotán. Is féidir an cód ceartúcháin a úsáid nó gan é a úsáid, de rogha an úsáideora, is féidir seiceáil cód a chasadh air nó as sa rialtóir. Mura n-úsáidtear aon chód, is féidir gach 270 giotán a úsáid le haghaidh sonraí úsáideora.
Am rochtana
Rothlaíonn an réimse maighnéadach ag minicíocht 50 kHz. Is é 41 ms an meán-am rochtana ar an gcéad ghiotán den chéad leathanach, is é sin leath an ama a theastaíonn chun lúb iomlán a dhéanamh tríd an rian móide an t-am a thógann sé chun an rian aschuir a chríochnú.
Roinntear 320 rianta gníomhacha agus spártha i gceithre chuid de 80 rian an ceann. Laghdaíonn an eagraíocht seo am rochtana. Tugtar aghaidh ar cheathrúna ina mbeirteanna: bíonn cothrom agus corr-ghioráin an fhocail, faoi seach, i ngach péire ceathrú. Tá ceithre rianta ionchuir ag an bhfeiste le ceithre mboilgeog tosaigh, agus ceithre rianta aschuir. Úsáideann na rianta aschuir dhá bhrathadóir, eagraítear iad sa chaoi is nach bhfaighidh brathadóir amháin dhá mboilgeog ó dhá rian ag an am céanna riamh. Mar sin, déantar na ceithre shruth mboilgeog a ilphléacsáil agus a thiontú ina dhá shruth giotán agus a stóráil i gcláir an sliseanna braiteora reatha. Ansin, déantar ilphléacsáil arís ar inneachar na gclár agus seoltar chuig an rialaitheoir iad tríd an gcomhéadan sraitheach.
Sa dara cuid den alt déanfaimid breathnú níos dlúithe ar chiorcadaíocht an rialtóra cuimhne mboilgeog.
4. Tagairtí
D’aimsigh an t-údar sna coirnéil is dorcha den líonra agus shábháil sé go leor eolais theicniúil úsáideach duit maidir le cuimhne ar an DMD, a stair agus gnéithe gaolmhara eile:
1. — Dhá chuimhní cinn ar an innealtóir Bobek
2. — Dhá chuimhní cinn ar an innealtóir Bobek (cuid 2)
3. - Cuimhne mboilgeog
4. Oiriúnú Cuimhne Bubble Maighnéadach i dTimpeallacht Caighdeánach Microcomputer
5. - Texas Instruments TIB 0203 Cuimhne Bubble
6. - Lámhleabhar Comhpháirteanna Cuimhne. Intel 1983.
7. 7110 1-Megabit Cuimhne Bubble
Foinse: will.com