Dealbh bho chruinneachadh an ùghdair
1. Eachdraidh
Tha cuimhne builgean, no cuimhne àrainn magnetach siolandair, na chuimhne neo-luaineach a chaidh a leasachadh aig Bell Labs ann an 1967 le Anndra Bobeck. Tha sgrùdaidhean air sealltainn gu bheil raointean beaga magnetach siolandair air an cruthachadh ann am filmichean tana aon-criostail de ferrites agus garnets nuair a tha raon magnetach làidir gu leòr air a stiùireadh gu ceart-cheàrnach ri uachdar an fhilm. Le bhith ag atharrachadh an raon magnetach, faodar na builgeanan sin a ghluasad. Bidh na togalaichean sin a’ dèanamh builgeanan magnetach air leth freagarrach airson stòr pìosan sreathach a thogail, leithid clàr gluasad, anns a bheil làthaireachd no neo-làthaireachd builgean ann an suidheachadh sònraichte a’ nochdadh luach neoni no aon rud. Tha am builgean na dheicheamhan de mhicron ann an trast-thomhas, agus faodaidh aon chip na mìltean de phìosan dàta a stòradh. Mar sin, mar eisimpleir, as t-earrach 1977, thug Texas Instruments a-steach chip an toiseach le comas 92304 buillean chun mhargaidh. Tha an cuimhne seo neo-luaineach, a tha ga dhèanamh coltach ri teip magnetach no diosc, ach leis gu bheil e staid chruaidh agus nach eil pàirtean gluasadach ann, tha e nas earbsaiche na teip no diosc, chan eil feum air cumail suas, agus tha e tòrr nas lugha agus nas aotroime. , agus faodar a chleachdadh ann an innealan so-ghiùlain.
An toiseach, mhol innleadair cuimhne builgean, Anndra Bobek, dreach “aon-thaobhach” de chuimhne, ann an cruth snàithlean timcheall air a bheil stiall tana de stuth ferromagnetic air a dhùsgadh. B 'e cuimhne "twistor" a bh' air a leithid de chuimhne, agus bha e eadhon air a thoirt gu buil, ach cha b 'fhada gus an deach an tionndadh "dà-mheudach" a chuir na àite.
Faodaidh tu leughadh mu eachdraidh cruthachadh cuimhne builgean ann an [1-3].
2. Prionnsabal obrachaidh
An seo tha mi ag iarraidh ort mathanas a thoirt dhomh, chan e fiosaig a th’ annam, agus mar sin bidh an taisbeanadh gu math tuairmseach.
Tha seilbh aig cuid de stuthan (leithid gadolinium gallium garnet) a bhith air an magnetachadh ann an aon taobh a-mhàin, agus ma thèid raon magnetach seasmhach a chuir an sàs air an axis seo, cruthaichidh na roinnean magnetach rudeigin mar builgeanan, mar a chithear san fhigear gu h-ìosal. Chan eil anns gach builgean ach beagan mhicronan ann an trast-thomhas.
Seach gu bheil film tana, air òrdugh 0,001 òirleach, criostalach de stuth mar sin air a thasgadh air neo-magnetach, leithid glainne, substrate.
Tha e mu dheidhinn na builgeanan draoidheachd. An dealbh air an taobh chlì - chan eil raon magnetach ann, an dealbh air an làimh dheis - tha an raon magnetach air a stiùireadh gu ceart-cheàrnach ri uachdar an fhilm.
Ma thèid pàtran a chruthachadh air uachdar film den leithid de stuth bho stuth magnetach, mar eisimpleir, permalloy, alloy iarann-nicil, thèid na builgeanan a magnetachadh gu eileamaidean a ’phàtrain seo. Mar as trice, bidh pàtrain ann an cruth eileamaidean cumadh T no cumadh V air an cleachdadh.
Faodar aon builgean a chruthachadh le raon magnetach de 100-200 oersteds, a tha air a chuir gu ceart-cheàrnach ris an fhilm magnetach agus air a chruthachadh le magnet maireannach, agus leigidh raon magnetach rothlach air a chruthachadh le dà choil anns an stiùireadh XY dhut gluasad na raointean builgean bho aon "eilean" magnetach gu fear eile, mar seo a chithear san fhigear. Às deidh atharrachadh ceithir-fhillte ann an stiùireadh an raoin magnetach, gluaisidh an àrainn bho aon eilean chun ath fhear.
Tha seo uile a 'toirt cothrom dhuinn beachdachadh air an inneal CMD mar chlàr shift. Ma chruthaicheas sinn builgeanan aig aon cheann den chlàr agus ma lorgas sinn iad aig a’ cheann eile, is urrainn dhuinn pàtran sònraichte de builgeanan a shèideadh timcheall agus an siostam a chleachdadh mar inneal cuimhne, a’ leughadh agus a’ sgrìobhadh pìosan aig amannan sònraichte.
Às an seo lean na buannachdan agus na h-eas-bhuannachdan a tha aig cuimhne CMD: is e a ’bhuannachd a th’ ann neo-eisimeileachd lùtha (cho fad ‘s a thèid raon ceart-cheàrnach a chruthachadh le magnets maireannach a chuir an sàs, cha tèid na builgeanan à sealladh an àite sam bith agus cha ghluais iad bho na dreuchdan aca), agus is e an ana-cothrom a th’ ann. ùine ruigsinneachd fada, oir gus faighinn gu ìre neo-riaghailteach, feumaidh tu an clàr gluasad gu lèir a sgrùdadh chun t-suidheachadh a tha thu ag iarraidh, agus mar as fhaide a tha e, is ann as motha de chuairtean a dh’ fheumas seo.
Pàtran eileamaidean magnetach air an fhilm magnetach CMD.
Canar “nucleation” ris a’ Bheurla ri cruthachadh àrainn magnetach, agus tha e a’ toirt a-steach gu bheil sruth de cheudan milliamps air a chuir an sàs anns an lùbach airson ùine timcheall air 100 ns, agus tha raon magnetach air a chruthachadh a tha ceart-cheàrnach ris an film agus mu choinneamh raon magnet maireannach. Bidh seo a 'cruthachadh "builgean" magnetach - àrainn magnetach siolandair anns an fhilm. Gu mì-fhortanach, tha am pròiseas gu mòr an urra ri teòthachd, faodaidh gnìomhachd sgrìobhaidh fàiligeadh gun builgean a chruthachadh, no grunn builgeanan a chruthachadh.
Tha grunn dhòighean air an cleachdadh gus dàta bho fhilm a leughadh.
Is e aon dòigh, leughadh neo-sgriosail, raon magnetach lag an raon siolandair a lorg a’ cleachdadh sensor magnetoresistive.
Is e an dàrna dòigh leughadh millteach. Thèid am builgean a thoirt gu slighe ginealach / lorg sònraichte, far a bheil am builgean air a sgrios le bhith a’ toirt air adhart an stuth. Nam biodh an stuth air a magnetachadh air ais, ie bha builgean an làthair, dh ’adhbhraicheadh seo barrachd sruth anns a’ choil agus lorgadh an cuairteachadh dealanach seo. Às deidh sin, feumar am builgean ath-ghinealach air slighe clàraidh sònraichte.
Ach, ma tha an cuimhne air a eagrachadh mar aon raon faisg air làimh, bidh dà dhuilgheadas mòr ann. An toiseach, bidh an ùine ruigsinneachd glè fhada. San dàrna h-àite, bidh aon locht san t-seine a’ leantainn gu neo-obrachail iomlan an inneal gu lèir. Mar sin, bidh iad a 'dèanamh cuimhne eagraichte ann an cruth aon phrìomh shlighe, agus mòran de shlighean fo, mar a chithear san fhigear.
Cuimhne builgean le aon slighe leantainneach
Cuimhne builgean le slighean maighstir / tràilleachd
Tha an leithid de rèiteachadh cuimhne a’ ceadachadh chan ann a-mhàin an ùine ruigsinneachd a lughdachadh gu mòr, ach leigidh e cuideachd innealan cuimhne a dhèanamh anns a bheil àireamh sònraichte de shlighean easbhaidheach. Feumaidh rianadair na cuimhne aire a thoirt dhaibh agus faighinn seachad orra rè obair leughaidh / sgrìobhaidh.
Tha an dealbh gu h-ìosal a’ sealltainn crois-roinn de “chip” cuimhne builgean.
Faodaidh tu cuideachd leughadh mu phrionnsapal cuimhne builgean ann an [4, 5].
3. Intel 7110
Intel 7110 - modal cuimhne builgean, MBM (cuimhne builgean magnetach) le comas 1 MB (1048576 buillean). Is e esan a tha air a shealltainn air an KDPV. Is e 1 megabit an comas airson dàta luchd-cleachdaidh a stòradh, a’ toirt aire do shlighean gun fheum, is e an comas iomlan 1310720 buillean. Tha 320 slighe lùbte (lùbagan) anns an inneal le comas 4096 buillean gach fear, ach chan eil ach 256 dhiubh air an cleachdadh airson dàta luchd-cleachdaidh, tha an còrr na thèarmann airson slighean “briste” a chuir an àite agus airson còd ceartachaidh mhearachdan nach eilear a stòradh. Tha prìomh ailtireachd lùb trac-mion aig an inneal. Tha fiosrachadh mu shlighean gnìomhach ann an slighe bròg air leth (lùb bootstrap). Air an KDPV, chì thu an còd hexadecimal clò-bhuailte dìreach air a’ mhodal. Is e seo am mapa de shlighean “briste”, tha 80 àireamhan hexadecimal a’ riochdachadh 320 slighe dàta, tha feadhainn gnìomhach air an riochdachadh le aon phìos, feadhainn neo-ghnìomhach le neoni.
Faodaidh tu na sgrìobhainnean tùsail airson a’ mhodal a leughadh ann an [7].
Tha cùis aig an inneal le rèiteachadh sreath dùbailte de phrìneachan agus tha e air a chuir suas gun solder (ann an socaid).
Tha structar a 'mhodail air a shealltainn anns an fhigear:
Tha an raon cuimhne air a roinn ann an dà “leth earrannan” (leth earrannan), gach fear air a roinn ann an dà “chairteal” (quads), tha 80 slighe tràillean aig gach ràithe. Anns a ’mhodal tha truinnsear le stuth magnetach suidhichte taobh a-staigh dà lùban orthogonal a chruthaicheas raon magnetach rothlach. Gus seo a dhèanamh, thèid comharran gnàthach de chumadh triantanach, air an gluasad le 90 ceum an coimeas ri chèile, a chuir an sàs anns na lùban. Tha co-chruinneachadh a ’phlàta agus lùban air a chuir eadar na magnets maireannach agus air a chuir ann an sgiath magnetach a dhùineas an flux magnetach a thig bho na magnets maireannach agus a dhìonas an inneal bho raointean magnetach taobh a-muigh. Tha an truinnsear air a chuir aig leathad 2,5 ceum, a tha a’ cruthachadh raon gluasaid beag air an leathad. Tha an raon seo glè bheag an taca ri raon nan coil, agus chan eil e a’ cur bacadh air gluasad nam builgean rè obrachadh an inneil, ach a’ gluasad na builgeanan gu suidheachadh stèidhichte an coimeas ris na h-eileamaidean permalloy nuair a thèid an inneal a chuir dheth. Tha am pàirt làidir ceart-cheàrnach de magnets maireannach a’ toirt taic do raointean magnetach builgean a bhith ann.
Tha na comharran a leanas anns a’ mhodal:
- Slighean cuimhne. Gu dìreach na slighean sin de eileamaidean permalloy a bhios a ’cumail agus a’ stiùireadh na builgeanan.
- gineadair mac-samhail. A 'frithealadh airson ath-riochdachadh na builgean, a tha daonnan an làthair aig an àite ginealach.
- Slighe a-steach agus nodan iomlaid. Bidh na builgeanan gineadh a’ gluasad air feadh an t-slighe a-steach. Thèid builgeanan a ghluasad gu aon de 80 slighe thràillean.
- Slighe toraidh agus nód mac-samhail. Bithear a’ toirt air falbh builgeanan bho shlighean dàta gun a bhith gan sgrios. Tha am builgean air a roinn ann an dà phàirt, agus tha aon dhiubh a 'dol chun an t-slighe toraidh.
- Lorgaire. Bidh builgeanan bhon t-slighe toraidh a’ dol a-steach don lorgaire magnetoresistive.
- A 'luchdachadh an t-slighe. Anns an t-slighe tòiseachaidh tha fiosrachadh mu shlighean dàta gnìomhach agus neo-ghnìomhach.
Gu h-ìosal bheir sinn sùil nas mionaidiche air na comharran sin. Faodaidh tu cuideachd an tuairisgeul air na nodan sin a leughadh ann an [6].
ginealach builgean
Gus builgean a ghineadh, aig fìor thoiseach an t-slighe a-steach tha stiùiriche air a chromadh ann an cruth lùb beag. Tha cuisle gnàthach air a chuir an sàs ann, a chruthaicheas raon magnetach ann an raon glè bheag nas làidire na raon magnets maireannach. Bidh an impulse a’ cruthachadh builgean aig an ìre seo, a tha fhathast air a chumail suas gu maireannach le raon magnetach seasmhach agus a ’cuairteachadh air feadh an eileamaid permalloy fo ghnìomhachd raon magnetach rothlach. Ma dh'fheumas sinn aonad a sgrìobhadh gu cuimhne, bidh sinn a 'cur a-steach buille ghoirid air an lùb giùlain, agus mar thoradh air an sin, bidh dà builgean air am breith (air an comharrachadh mar a tha Bubble a' sgoltadh sìol san fhigear). Tha aon de na builgeanan air a reubadh leis an raon rothlach air an t-slighe permalloy, tha an dàrna fear fhathast na àite agus gu sgiobalta a ’faighinn a mheud tùsail. Bidh e an uairsin a’ gluasad gu aon de na slighean tràillean, agus ag atharrachadh àiteachan leis a’ builgean a tha a’ cuairteachadh ann. Bidh e, an uair sin, a’ ruighinn deireadh an t-slighe a-steach agus a’ dol à sealladh.
iomlaid builgean
Bidh iomlaid builgean a’ tachairt nuair a thèid cuisle sruth ceart-cheàrnach a chuir a-steach don stiùiriche co-fhreagarrach. Anns a 'chùis seo, chan eil am builgean air a roinn ann an dà phàirt.
A 'leughadh dàta
Thèid an dàta a chuir chun t-slighe toraidh le ath-riochdachadh, agus leanaidh e a’ cuairteachadh san t-slighe aige às deidh a bhith air a leughadh. Mar sin, tha an inneal seo a 'cur an gnìomh dòigh leughaidh neo-sgriosail. Gus ath-riochdachadh, tha am builgean air a stiùireadh fo eileamaid permalloy fada, fon bheil e air a shìneadh. Gu h-àrd tha cuideachd stiùiriche ann an cruth lùb, ma thèid cuisle gnàthach a chuir a-steach don lùb, thèid am builgean a roinn ann an dà phàirt. Anns a’ chuisle gnàthach tha earrann ghoirid de shruth àrd gus am builgean a roinn na dhà agus earrann nas fhaide de shruth nas ìsle gus am builgean a stiùireadh chun t-slighe fàgail.
Aig deireadh an t-slighe toraidh tha an Lorgaire Bubble, drochaid magnetoresistive air a dhèanamh le eileamaidean permalloy a’ cruthachadh cuairt fhada. Nuair a thuiteas builgean magnetach fo eileamaid permalloy, bidh an aghaidh aige ag atharrachadh, agus nochdaidh eadar-dhealachadh a dh’ fhaodadh a bhith ann de ghrunn millivolts aig toradh na drochaid. Tha cumadh nan eileamaidean permalloy air a thaghadh gus am bi am builgean a 'gluasad orra, aig an deireadh bidh e a' bualadh air taidhrichean sònraichte "geàrd" agus a 'dol à sealladh.
Iomallachd
Tha 320 slighe anns an inneal, gach fear le 4096 buillean. Dhiubh sin, tha 272 gnìomhach, 48 a bharrachd, neo-ghnìomhach.
Slighe boot (Boot Loop)
Tha 320 slighe dàta anns an inneal, agus tha 256 dhiubh sin an dùil airson dàta luchd-cleachdaidh a stòradh, faodaidh an còrr a bhith lochtach no faodaidh iad a bhith nan àiteachan a bharrachd an àite feadhainn lochtach. Ann an aon trac a bharrachd tha fiosrachadh mu chleachdadh slighean dàta, 12 pìosan gach trac. Nuair a tha an siostam cumhachd, feumar a thòiseachadh. Tron phròiseas tòiseachaidh, feumaidh an rianadair an t-slighe tòiseachaidh a leughadh agus fiosrachadh a sgrìobhadh bhuaithe gu clàr sònraichte den chip cruth / sensor gnàthach. An uairsin cha chleachd an rianadair ach slighean gnìomhach, agus cha tèid dearmad a dhèanamh air feadhainn neo-ghnìomhach agus cha tèid an sgrìobhadh thuca.
Stòr-dàta - Structar
Bho shealladh an neach-cleachdaidh, tha an dàta air a stòradh ann an 2048 duilleag de 512 buillean gach fear. Tha 256 bytes de dhàta, 14 pìosan de chòd ceartachaidh mearachd agus 2 phìos nach deach a chleachdadh air an stòradh anns gach leth den inneal.
Ceartachadh Mearachd
Faodar lorg agus ceartachadh mhearachdan a dhèanamh le chip mothachaidh gnàthach, anns a bheil decoder còd 14-bit a cheartaicheas aon mhearachd suas gu 5 pìosan a dh’ fhaid (mearachd burst) anns gach bloc de 270 buillean (a ’toirt a-steach a’ chòd fhèin). Tha an còd ceangailte ri deireadh gach bloca 256-bit. Faodar an còd ceartachaidh a chleachdadh no gun a chleachdadh, air iarrtas an neach-cleachdaidh, faodar dearbhadh còd a chuir air no dheth anns an rianadair. Mura tèid còd a chleachdadh, faodar na 270 pìosan uile a chleachdadh airson dàta luchd-cleachdaidh.
Ùine ruigsinneachd
Bidh an raon magnetach a’ tionndadh aig tricead 50 kHz. Is e 41 ms an ùine ruigsinneachd cuibheasach chun chiad phìos den chiad duilleag, is e sin leth na h-ùine a bheir e gus cearcall slàn a chrìochnachadh tron t-slighe agus an ùine a bheir e airson a dhol tron t-slighe toraidh.
Tha na 320 slighe gnìomhach agus a bharrachd air an roinn ann an ceithir pàirtean de 80 slighe gach fear. Bidh a’ bhuidheann seo a’ lughdachadh na h-ùine ruigsinneachd. Bithear a’ dèiligeadh ri cairtealan ann an càraidean: anns gach paidhir chairteal tha pìosan cothromach agus corra den fhacal, fa leth. Anns an inneal tha ceithir slighean cuir a-steach le ceithir builgeanan tùsail, agus ceithir slighean toraidh. Bidh na slighean toraidh a’ cleachdadh dà lorgaire, tha iad air an eagrachadh ann an dòigh nach bi dà builgean bho dhà shlighe a’ bualadh air aon lorgaire aig an aon àm. Mar sin, tha na ceithir sruthan builgean air an iomadachadh agus air an atharrachadh gu dà shruth bit agus air an stòradh ann an clàran a’ chip mothachaidh gnàthach. An sin, tha susbaint nan clàran air an iomadachadh a-rithist agus air an cur chun rianadair tron eadar-aghaidh sreathach.
Anns an dàrna pàirt den artaigil, bheir sinn sùil nas mionaidiche air cuairteachadh rianadair cuimhne builgean.
4. Iomraidhean
Lorg an t-ùghdar anns na h-oiseanan as dorcha den lìonra agus shàbhail e tòrr fiosrachaidh teicnigeach feumail dhut mu chuimhne air an CMD, an eachdraidh aige agus taobhan eile co-cheangailte ris:
1. - Dà chuimhneachan air an innleadair Bobek
2. - Dà chuimhneachan air an innleadair Bobek (pàirt 2)
3. - Cuimhne builgean
4. Atharrachadh cuimhne builgean magnetach ann an àrainneachd àbhaisteach microcomputer
5. - Texas Instruments TIB 0203 Cuimhne Bubble
6. - Leabhar-làimhe Co-phàirtean Cuimhne. Intel 1983.
7. 7110 1-Megabit Cuimhne Bubble
Source: www.habr.com