Kiʻi mai ka ʻohi a ka mea kākau
1. ʻO ka moʻolelo
ʻO ka hoʻomanaʻo Bubble, a i ʻole cylindrical magnetic domain memory, kahi hoʻomanaʻo non-volatile i kūkulu ʻia ma Bell Labs ma 1967 e Andrew Bobeck. Ua hōʻike ʻia nā haʻawina e hoʻokumu ʻia nā domain magnetic cylindrical liʻiliʻi i loko o nā kiʻiʻoniʻoni ʻoniʻoni ʻoniʻoni hoʻokahi o nā ferrites a me nā garnets ke kuhikuhi ʻia kahi māla magnetic ikaika e kū pololei i ka ʻili o ke kiʻiʻoniʻoni. Ma ka hoʻololi ʻana i ke kahua magnetic, hiki ke hoʻoneʻe ʻia kēia mau ʻōhū. ʻO ia mau waiwai ka mea i kūpono i nā ʻōhū magnetic no ke kūkulu ʻana i kahi waihona bit serial, e like me ka papa inoa hoʻololi, kahi i hōʻike ʻia ai ka loaʻa ʻana a i ʻole ka haʻalele ʻana o kahi ʻōpū ma kekahi kūlana i kahi waiwai ʻole a hoʻokahi. He hapaʻumi o ka micron ke anawaena o ka puʻupuʻu, a hiki i kahi pahu hoʻokahi ke mālama i nā tausani o ka ʻikepili. No laila, no ka laʻana, i ka pūnāwai o 1977, ua hoʻolauna mua ʻo Texas Instruments i kahi chip me ka mana o 92304 bits i ka mākeke. ʻAʻole paʻakikī kēia hoʻomanaʻo, e like me ka tape magnetic a i ʻole ka disk, akā no ka mea paʻa a ʻaʻohe ona wahi neʻe, ʻoi aku ka hilinaʻi ma mua o ka tape a i ʻole ka disk, ʻaʻole pono e mālama, a ʻoi aku ka liʻiliʻi a me ka māmā. hiki ke hoʻohana ʻia i nā mea lawe lima.
I ka hoʻomaka ʻana, ua hāʻawi ka mea nāna i hoʻomanaʻo i ka bubble, ʻo Andrew Bobek, i kahi mana "hoʻokahi-dimensional" o ka hoʻomanaʻo, ma ke ʻano o ke kaula a puni kahi ʻāpana lahilahi o nā mea ferromagnetic i ʻeha. Ua kapa ʻia kēlā ʻano hoʻomanaʻo "twistor" memo, a ua hana nui ʻia, akā ua hoʻololi koke ʻia e ka mana "ʻelua-dimensional".
Hiki iā ʻoe ke heluhelu e pili ana i ka mōʻaukala o ka hoʻokumu ʻana i ka hoʻomanaʻo bubble ma [1-3].
2. Kumu hana
Eia wau ke noi aku nei iā ʻoe e kala mai iaʻu, ʻaʻole wau he physicist, no laila e kokoke loa ka hōʻike.
ʻO kekahi mau mea (e like me ka gadolinium gallium garnet) he mea hiki ke hoʻopaneʻe ʻia ma ka ʻaoʻao hoʻokahi wale nō, a inā e hoʻopili ʻia ke kahua hoʻokele mau ma kēia axis, e hana ʻia nā ʻāpana magnetized e like me nā ʻōhū, e like me ka mea i hōʻike ʻia ma ke kiʻi ma lalo. He mau microns wale nō ke anawaena o kēlā me kēia pahu.
Inā mākou he lahilahi, ma ke kauoha o 0,001 iniha, crystalline film o ia mea i waiho ma luna o ka non-magnetic, e like me ke aniani, substrate.
E pili ana i nā ʻōhū kupua. ʻO ke kiʻi ma ka ʻaoʻao hema - ʻaʻohe wahi mākaʻikaʻi, ke kiʻi ma ka ʻaoʻao ʻākau - ua kuhikuhi ʻia ke kahua magnetic i perpendicular i ka ʻili kiʻiʻoniʻoni.
Inā ma ka ʻili o kahi kiʻiʻoniʻoni o ia ʻano mea i hoʻokumu ʻia kahi ʻano mai kahi mea magnetic, no ka laʻana, permalloy, kahi hao-nickel alloy, a laila e hoʻopili ʻia nā ʻōpala i nā mea o kēia ʻano. ʻO ka mea maʻamau, hoʻohana ʻia nā hiʻohiʻona i ke ʻano o nā ʻano T-shaped a i ʻole V-shaped.
Hiki ke hana ʻia kahi puʻupuʻu hoʻokahi e kahi māla magnetic o 100-200 oersteds, i hoʻopili pono ʻia i ka kiʻiʻoniʻoni magnetic a hana ʻia e kahi magnet mau loa, a me kahi māla magnetic rotating i hana ʻia e ʻelua coils i nā kuhikuhi XY, hiki iā ʻoe ke neʻe. ʻo ka bubble-domain mai kekahi "mokupuni" magnetic a i kekahi, e like me kēia i hōʻike ʻia ma ke kiʻi. Ma hope o ka hoʻololi ʻana i ʻehā i ka ʻaoʻao o ke kahua magnetic, e neʻe ke kikowaena mai kekahi mokupuni a i kekahi.
ʻO kēia mau mea a pau e hiki ai iā mākou ke noʻonoʻo i ka mea CMD ma ke ʻano he papa inoa hoʻololi. Inā hana mākou i nā ʻōhū ma kekahi ʻaoʻao o ka papa inoa a ʻike iā lākou ma kekahi ʻaoʻao, a laila hiki iā mākou ke puhi i kekahi ʻano o nā ʻōpala a puni a hoʻohana i ka ʻōnaehana ma ke ʻano he mea hoʻomanaʻo, heluhelu a kākau i nā bits i kekahi mau manawa.
Mai ʻaneʻi e hahai i nā pono a me nā pōʻino o ka hoʻomanaʻo CMD: ʻo ka pōmaikaʻi ʻo ke kūʻokoʻa o ka ikehu (ʻoiai ke hoʻohana ʻia kahi kahua perpendicular i hana ʻia e nā magnet mau loa, ʻaʻole e nalowale nā ʻōpala ma nā wahi āpau a ʻaʻole e neʻe mai ko lākou kūlana), a ʻo ka hemahema he manawa komo lōʻihi, no ka mea no ka loaʻa ʻana o kahi kikoʻī, pono ʻoe e ʻōwili i ka papa inoa hoʻololi holoʻokoʻa i ke kūlana i makemake ʻia, a ʻoi aku ka lōʻihi, ʻoi aku ka nui o nā pōʻai e pono ai kēia.
ʻO ke ʻano o nā mea hoʻonaninani ma ke kiʻi ʻoniʻoni CMD.
Ua kapa ʻia ka hana ʻana o kahi domain magnetic ma ka ʻōlelo Pelekania "nucleation", a aia i loko o ka ʻoiaʻiʻo e pili ana kahi au o nā haneli milliamps i ka wili no ka manawa o 100 ns, a ua hana ʻia kahi māla magnetic e kū pono ana i ka kiʻiʻoniʻoni a kūʻē i ke kahua o kahi magnet mau. Hoʻokumu kēia i kahi "bubble" magnetic - kahi domain magnetic cylindrical i loko o ke kiʻiʻoniʻoni. ʻO ke kaʻina hana, ʻo ka mea pōʻino, ua hilinaʻi nui ʻia i ka mahana, hiki i ka hana kākau ke hāʻule ʻole me ka ʻole o ka hoʻokumu ʻia ʻana o kahi ʻōhū, a i ʻole e hana ʻia nā ʻōhū he nui.
Hoʻohana ʻia kekahi mau ʻenehana no ka heluhelu ʻana i ka ʻikepili mai kahi kiʻiʻoniʻoni.
ʻO kahi ala, ʻaʻole luku ʻia ka heluhelu ʻana, ʻo ia ka ʻike ʻana i ke kahua mākēneki nāwaliwali o ka domain cylindrical me ka hoʻohana ʻana i kahi sensor magnetoresistive.
ʻO ke ala ʻelua, ʻo ia ka heluhelu hoʻopōʻino. Lawe ʻia ka ʻōhū i kahi ala hana kūikawā, kahi e luku ʻia ai ka ʻōpū e ka magnetization mua o ka mea. Inā ua hoʻohuli ʻia ka mea i hoʻohuli ʻia, ʻo ia hoʻi, aia kahi ʻōhū, e hoʻonui kēia i ke au i loko o ka coil a ʻike ʻia kēia e ka uila uila. Ma hope o kēlā, pono e hana hou ʻia ka ʻōpala ma kahi ala hoʻopaʻa leo kūikawā.
Eia nō naʻe, inā hoʻonohonoho ʻia ka hoʻomanaʻo ma ke ʻano hoʻokahi hui pili, a laila e loaʻa iā ia ʻelua drawbacks nui. ʻO ka mua, e lōʻihi loa ka manawa komo. ʻO ka lua, ʻo kahi hemahema o ke kaulahao e alakaʻi i ka hiki ʻole o ka hāmeʻa holoʻokoʻa. No laila, hana lākou i kahi hoʻomanaʻo i hoʻonohonoho ʻia ma ke ʻano o hoʻokahi mele nui, a me nā mele subordinate he nui, e like me ka mea i hōʻike ʻia ma ke kiʻi.
Hoʻomanaʻo Bubble me hoʻokahi mele mau
Hoʻomanaʻo Bubble me nā mele haku/kauā
ʻO ia ʻano hoʻonohonoho hoʻomanaʻo e ʻae ʻaʻole e hōʻemi nui i ka manawa komo, akā e ʻae pū nō hoʻi i ka hana ʻana o nā mea hoʻomanaʻo i loaʻa i kahi helu o nā ala kīnā. Pono ka mea hoʻomanaʻo hoʻomanaʻo e noʻonoʻo a kāpae iā lākou i ka wā heluhelu / kākau.
Hōʻike ka kiʻi ma lalo nei i kahi ʻāpana keʻa o kahi hoʻomanaʻo ʻōhū "chip".
Hiki iā ʻoe ke heluhelu e pili ana i ke kumu o ka hoʻomanaʻo bubble ma [4, 5].
3. Intel 7110
Intel 7110 - module hoʻomanaʻo bubble, MBM (magnetic-bubble memory) me ka mana o 1 MB (1048576 bits). ʻO ia ka mea i hōʻike ʻia ma ka KDPV. ʻO 1 megabit ka mana no ka mālama ʻana i ka ʻikepili mea hoʻohana, me ka noʻonoʻo ʻana i nā track redundant, ʻo ka nui o ka mana he 1310720 bits. Loaʻa i ka hāmeʻa he 320 looped tracks (loops) me ka mana o 4096 bits i kēlā me kēia, akā 256 wale nō o lākou i hoʻohana ʻia no ka ʻikepili mea hoʻohana, ʻo ke koena kahi mālama no ka hoʻololi ʻana i nā mele "haʻihaʻi" a no ka mālama ʻana i nā code hoʻoponopono hewa. Loaʻa i ka hāmeʻa kahi hoʻolālā track-minor loop nui. Loaʻa ka ʻike e pili ana i nā mele hoʻoikaika i loko o kahi track boot kaʻawale (bootstrap loop). Ma ka KDPV, hiki iā ʻoe ke ʻike i ke code hexadecimal i paʻi pololei ʻia ma ka module. ʻO kēia ka palapala 'āina o nā mele "haʻihaʻi", 80 mau huahelu hexadecimal e hōʻike ana i nā track data 320, hōʻike ʻia nā mea ikaika e ka bit hoʻokahi, nā mea hana ʻole e ka zero.
Hiki iā ʻoe ke heluhelu i ka palapala kumu no ka module ma [7].
Loaʻa i ka hāmeʻa kahi hihia me kahi hoʻonohonoho pālua ʻelua o nā pine a kau ʻia me ka ʻole o ke kūʻai ʻana (ma kahi kumu).
Hōʻike ʻia ke ʻano o ka module ma ke kiʻi:
Hoʻokaʻawale ʻia ka papa hoʻomanaʻo i ʻelua "hapa hapa" (hapa ʻāpana), ua māhele ʻia kēlā me kēia i ʻelua "hāhā" (quads), i kēlā me kēia hapaha he 80 mau ala kauā. Aia i loko o ka modula kahi pā me ka mea magnetic i loko o ʻelua mau ʻoniʻoni orthogonal e hana ana i kahi kahua magnetic rotating. No ka hana ʻana i kēia, hoʻohana ʻia nā hōʻailona o kēia manawa o kahi ʻano triangular, i hoʻoneʻe ʻia e 90 degere e pili ana kekahi i kekahi, i nā wili. Hoʻokomo ʻia ka hui ʻana o ka pā a me nā makani ma waena o nā magnet mau loa a waiho ʻia i loko o kahi pale magnetic e pani ai i ka flux magnetic i hana ʻia e nā magnet mau loa a pale i ka hāmeʻa mai nā kahua magnetic waho. Hoʻonoho ʻia ka pā ma kahi 2,5 degere slope, kahi e hana ai i kahi kahua hoʻoneʻe liʻiliʻi ma ka pali. ʻAʻole hiki ke hoʻohālikelike ʻia kēia kahua i ke kahua o nā coils, ʻaʻole ia e hoʻopilikia i ka neʻe ʻana o nā ʻōpū i ka wā o ka hana ʻana o ka hāmeʻa, akā hoʻololi i nā ʻōpala i nā kūlana paʻa e pili ana i nā mea permalloy i ka wā e pio ai ka hāmeʻa. Kākoʻo ka ʻāpana perpendicular ikaika o nā magnet paʻa i ka noho ʻana o nā domain magnetic bubble.
Aia i loko o ka module nā nodes penei:
- Nā mele hoʻomanaʻo. E kuhikuhi pololei i kēlā mau ala o nā mea permalloy e paʻa a alakaʻi i nā ʻōpū.
- mīkini hana hoʻopāpā. Lawelawe no ka hana hou ʻana o ka ʻōhū, e kū mau ana ma kahi o ka hanauna.
- Ala hoʻokomo a me nā node hoʻololi. Holo nā ʻōhū i hana ʻia ma ke ala hoʻokomo. Hoʻoneʻe ʻia nā pōpō i kekahi o 80 mau ala kauā.
- Ala hoʻopuka a me ka node kope. Wehe ʻia nā pōpō mai nā ala ʻikepili me ka luku ʻole iā lākou. Māhele ʻia ka ʻōhū i ʻelua ʻāpana, a hele kekahi o lākou i ke ala hoʻopuka.
- Mea ʻimi. ʻO nā pōpō mai ke ala hoʻopuka e komo i ka mea ʻike magnetoresistive.
- Hoʻouka ala. Loaʻa i ka track boot ka ʻike e pili ana i nā track data active a me ka ʻole.
Ma lalo e nānā mākou i kēia mau nodes i nā kikoʻī hou aku. Hiki iā ʻoe ke heluhelu i ka wehewehe ʻana o kēia mau nodes ma [6].
ʻōhū hua
No ka hoʻoulu ʻana i kahi ʻōhū, ma ka hoʻomaka ʻana o ke ala hoʻokomo aia kahi alakaʻi i kūlou ma ke ʻano o kahi loop liʻiliʻi. Hoʻopili ʻia kahi pulse o kēia manawa, kahi e hana ai i kahi māla magnetic i kahi wahi liʻiliʻi loa i ʻoi aku ka ikaika ma mua o ke kahua o nā magnet mau loa. Hoʻokumu ka impulse i kahi ʻōhū ma kēia wahi, e mālama mau ʻia ana e kahi māla magnetic mau a kaʻapuni ma ka ʻāpana permalloy ma lalo o ka hana a kahi pā magnetic rotating. Inā pono mākou e kākau i kahi ʻāpana i ka hoʻomanaʻo, hoʻopili mākou i kahi puʻupuʻu pōkole i ka loop conducting, a ma muli o ka hopena, hānau ʻia ʻelua mau puʻupuʻu (i hōʻike ʻia ʻo Bubble split seed ma ke kiʻi). Holoi ʻia kekahi o nā puʻupuʻu e ke kahua wili ma ke ala permalloy, noho ka lua ma kahi a loaʻa koke i kona nui kumu. A laila neʻe ia i kekahi o nā ala kauā, a hoʻololi i nā wahi me ka ʻōpū e holo ana i loko. ʻO ia hoʻi, hiki i ka hopena o ke ala hoʻokomo a nalowale.
hoʻololi ʻōhū
Hoʻomaka ka hoʻololi ʻana i ka ʻūhū ke hoʻohana ʻia kahi puʻupuʻu o kēia manawa i ka mea hoʻokele pili. I kēia hihia, ʻaʻole naʻe ka puʻupuʻu i ʻelua ʻāpana.
Heluhelu ʻikepili
Hoʻouna ʻia ka ʻikepili i ke ala hoʻopuka ma ka hoʻopili ʻana, a hoʻomau i ka neʻe ʻana i kona ala ma hope o ka heluhelu ʻana. No laila, hoʻokō kēia mea hana i kahi ʻano hana ʻole o ka heluhelu ʻana. No ka hana hou ʻana, alakaʻi ʻia ka pahu ma lalo o kahi elongated permalloy element, ma lalo o ia e kikoo ʻia. Aia ma luna aʻe kekahi mea alakaʻi i ke ʻano o ka loop, inā e hoʻopili ʻia kahi pulse o kēia manawa i ka loop, e māhele ʻia ka ʻōpala i ʻelua mau ʻāpana. ʻO ka pulse o kēia manawa he ʻāpana pōkole me ke au kiʻekiʻe e hoʻokaʻawale i ka ʻōpū i ʻelua ʻāpana, a ʻo kahi ʻāpana lōʻihi me ka liʻiliʻi o kēia manawa e kuhikuhi i ka pahu i ke ala puka.
Ma ka hope o ke ala hoʻopuka ʻo ka Bubble Detector, kahi alahaka magnetoresistive i hana ʻia me nā mea permalloy e hana ana i kahi kaapuni lōʻihi. Ke hāʻule ka huʻi manaʻo ma lalo o kahi mea permalloy, hoʻololi kona kūpaʻa, a ʻike ʻia kahi ʻokoʻa o kekahi mau millivolts ma ka puka o ke alahaka. Ua koho ʻia ke ʻano o nā mea permalloy e neʻe ai ka ʻōpū ma o lākou, i ka hopena e paʻi i kahi pahu "kiaʻi" kūikawā a nalowale.
Hoʻopiʻi
Loaʻa i ka hāmeʻa he 320 tracks, kēlā me kēia me 4096 bits. ʻO kēia mau mea, he 272 ka hana, he 48 he kaʻawale, ʻaʻole hana.
Ala hele wāwae (Boot Loop)
Aia i loko o ka mea hana he 320 track data, kahi o 256 i manaʻo ʻia no ka mālama ʻana i ka ʻikepili o ka mea hoʻohana, hewa paha ke koena a i ʻole e lilo i mea ʻokoʻa e pani i nā mea hewa. Aia kekahi mele hou i ka ʻike e pili ana i ka hoʻohana ʻana i nā track data, 12 bits ma kēlā me kēia mele. Ke hoʻomaka ka ʻōnaehana, pono e hoʻomaka. I ka wā o ka hoʻomaka ʻana, pono e heluhelu ka mea hoʻokele i ka track boot a kākau i ka ʻike mai ia mea i kahi papa inoa kūikawā o ka chip formatting / sensor o kēia manawa. A laila e hoʻohana ka mea hoʻoponopono i nā mele hana wale nō, a e nānā ʻole ʻia nā mea hana ʻole a ʻaʻole e kākau ʻia i.
Hale Waihona ʻIkepili - Hoʻolālā
Mai ka manaʻo o ka mea hoʻohana, mālama ʻia ka ʻikepili ma 2048 ʻaoʻao o 512 bits kēlā me kēia. 256 bytes o ka ʻikepili, 14 bits of error correction code a me 2 unused bits i mālama ʻia i kēlā me kēia hapalua o ka hāmeʻa.
Hoʻoponopono Kupa
Hiki ke hana ʻia ka ʻike hewa a me ka hoʻoponopono ʻana e kahi chip sensor o kēia manawa, aia kahi decoder code 14-bit e hoʻoponopono i kahi hewa a hiki i ka 5 bits lōʻihi (burst error) i kēlā me kēia poloka o 270 bits (me ke code ponoʻī). Hoʻopili ʻia ke code i ka hopena o kēlā me kēia poloka 256-bit. Hiki ke hoʻohana a hoʻohana ʻole ʻia ka code hoʻoponopono, ma ke noi ʻana o ka mea hoʻohana, hiki ke hoʻohuli a i ʻole ka hōʻoia ʻana i ka code i ka mea hoʻoponopono. Inā ʻaʻole hoʻohana ʻia ke code, hiki ke hoʻohana ʻia nā 270 bit a pau no ka ʻikepili mea hoʻohana.
Ka manawa komo
Holoi ke kahua magnetic ma ke alapine o 50 kHz. ʻO ka awelika o ka manawa e komo ai i ka ʻāpana mua o ka ʻaoʻao mua he 41 ms, ʻo ia ka hapalua o ka manawa e hoʻopau ai i kahi pōʻai holoʻokoʻa ma ke ala a me ka manawa e hele ai ma ke ala puka.
Hoʻokaʻawale ʻia nā mele 320 ikaika a kaʻawale i ʻehā mau ʻāpana o 80 mau mele i kēlā me kēia. Hoʻemi kēia hui i ka manawa komo. Hoʻopuka ʻia nā ʻāpana ʻelua: aia i kēlā me kēia ʻaoʻao nā ʻāpana like a me nā ʻāpana ʻokoʻa o ka huaʻōlelo. Aia i loko o ka hāmeʻa nā ala hoʻokomo ʻehā me nā ʻōhū mua ʻehā, a me nā mele puka ʻehā. Hoʻohana nā ala hoʻopuka i ʻelua mau mea ʻike, ua hoʻonohonoho ʻia lākou i ke ʻano i hiki ʻole ai i ʻelua mau puʻupuʻu mai nā ala ʻelua ke pā i hoʻokahi mea ʻike i ka manawa like. No laila, hoʻonui ʻia nā kahawai ʻehā a hoʻololi ʻia i ʻelua mau kahawai a mālama ʻia i loko o nā papa inoa o ka chip sensor o kēia manawa. Ma laila, hoʻonui hou ʻia nā mea o nā papa inoa a hoʻouna ʻia i ka mea hoʻoponopono ma o ke kikowaena serial.
Ma ka ʻāpana ʻelua o ka ʻatikala, e nānā pono mākou i ke kaʻapuni o ka mea hoʻokele hoʻomanaʻo bubble.
4. Hoike
Ua loaʻa i ka mea kākau ma nā kihi ʻeleʻele o ka pūnaewele a mālama iā ʻoe i ka ʻike loea pono e pili ana i ka hoʻomanaʻo ma ka CMD, kona mōʻaukala a me nā mea pili ʻē aʻe:
1. — ʻElua mau hoʻomanaʻo no ka ʻenekinia Bobek
2. - ʻElua mau hoʻomanaʻo o ka ʻenekini Bobek (ʻāpana 2)
3. — Hoʻomanaʻo pahu
4. Hoʻololi ʻia o ka hoʻomanaʻo ʻana o ka pahu makeke ma kahi ʻenehana Microcomputer maʻamau
5. — Nā Mea Hana Texas TIB 0203 Bubble Memory
6. — Puke lima o na mea hoomanao. Intel 1983.
7. 7110 1-Megabit Bubble Memory
Source: www.habr.com