Wêne ji berhevoka nivîskar
1. Dîrok
Bîra Bubble, an jî bîranîna domaina magnetîkî ya silindrîk, bîranînek ne-veguhêz e ku di 1967-an de li Bell Labs ji hêla Andrew Bobeck ve hatî pêşve xistin. Lêkolînê destnîşan kir ku qadên magnetîkî yên piçûk ên silindrîkî di fîlimên zirav ên yek-krîstal ên ferrît û garnetan de çêdibin dema ku zeviyek magnetîkî ya têra xwe xurt berbi rûyê fîlimê ve were rêve kirin. Bi guheztina qada magnetîkî, ev bilbil dikarin werin guheztin. Van taybetmendiyan bilbilên magnetîkî îdeal dikin ji bo avakirina depoyek bit a rêzdar, mîna tomarek veguheztinê, ku tê de hebûn an nebûna bilbilek li cîhek diyarkirî tê vê wateyê ku nirxa bitê sifir an yek e. Dirêjahiya bilbilê ji dehan deh mîkron e. Mînakî, di bihara 1977 de, Texas Instruments yekem car çîpek bi kapasîteya 92304 bit derxist bazarê. Ev bîranîn ne guhezbar e, wê dişibihe kaseta magnetîkî an jî dîskê, lê ji ber ku ew di rewşek hişk de ye û perçeyên wê yên tevgerê tune ye, ew ji kaset an dîskê pêbawertir e, hewcedariya wê tune, û pir piçûktir û siviktir e. û dikare di cîhazên portable de were bikar anîn.
Dahênerê orîjînal ê bîranîna bilbilê, Andrew Bobek, guhertoyek bîranînê ya "yek-alî" pêşniyar kir, di forma têlekê de ku li ser wê xelekek zirav ji materyalê ferromagnetîk tê birîn. Ji vî rengî bîranînê re "twistor" dihat gotin, û tewra bi girseyî hate hilberandin, lê di demek kurt de ji hêla guhertoya "du-alî" ve hate hilberandin.
Hûn dikarin di [1-3] de xwe bi dîroka afirandina bîranîna bubble re nas bikin.
2. Prensîba xebitandinê
Li vir ez ji we dipirsim ku hûn min bibaxşînin, ez ne fîzîknas im, ji ber vê yekê pêşkêşî dê pir nêzîk be.
Hin materyal (wek gadolînium galium garnet) meyla dikin ku tenê di yek alî de werin magnetîze kirin, û heke zevîyek magnetîkî ya domdar li ser wê eksê were sepandin, deverên magnetîzekirî dê tiştek mîna bilbilan çêbikin, wekî ku di jimareya jêrîn de tê xuyang kirin. Her bilbilek tenê çend mîkron di bejê de ye.
Bifikirin ku me fîlimek zirav, bi qasî 0,001 înç, fîlimek krîstal a ji materyalek wusa heye, ku li ser bingehek ne-magnetîkî, mînakî, cam, substrate hatîye razandin.
Ew hemî li ser gulên sêrbaz e. Wêneyê li milê çepê - qada magnetîkî tune, wêneyê li rastê - qada magnetîkî berbi rûyê fîlimê ve tê rêve kirin.
Heke li ser rûyê fîlimek ji materyalek wusa ji materyalek magnetîkî, mînakî permalloy, alija hesin-nîkelê, qalibek çêbibe, wê hingê dê bilbil li hêmanên vê nimûneyê werin magnetîze kirin. Bi gelemperî, nimûneyên T-shaped an V-shaped têne bikar anîn.
Kulîlkek yekane dikare ji hêla zeviyek magnetîkî ya 100-200 oersted ve were çêkirin, ku li ser fîlima magnetîkî perpendîkular tê sepandin û ji hêla magnetek daîmî ve hatî afirandin, û zeviyek magnetîkî ya zivirî ku ji hêla du kulman ve di rêgezên XY-ê de hatî çêkirin dihêle ku qadên bulbikê bilivînin. ji "giravek" magnetîkî berbi ya din, mîna ku di wêneyê de tê xuyang kirin. Piştî ku çar caran rêgeza qada magnetîkî biguhere, dê domain ji giravekê berbi girava cîran ve biçe.
Hemî ev dihêle ku em cîhaza DMD-ê wekî qeydek veguherînê bihesibînin. Ger em li yek dawiya qeydê bilbilan çêkin û li aliyê din wan kifş bikin, em dikarin hin şêwazek bilbilan li dora xwe bizivirînin û pergalê wekî amûrek hilanînê bikar bînin, di demên diyar de bitikan bixwînin û binivîsin.
Ev dibe sedema awantaj û dezawantajên bîranînê li ser MD-ya dîjîtal: avantaj neguhez e (heta ku zevîyek perpendîkular ku ji hêla magnetên daîmî ve hatî afirandin were sepandin, dê bilbil winda nebin an ji cîhên xwe neçin), û dezavantaj jî dirêj e. dema gihîştina, ji ber Ji bo gihîştina bîtekek keyfî, hûn hewce ne ku tevaya qeyda veguheztinê li cîhê xwestinê bigerin, û her ku dirêj be, ew ê bêtir çerxên hewce bike.
Modela hêmanên magnetîkî yên li ser fîlima magnetîkî ya CD.
Afirandina domînek magnetîkî bi îngilîzî jê re "nucleation" tê gotin, û tê de pêkanîna herikîna çend sed mîlîamp li ser pêlê ji bo demek nêzikî 100 ns, û afirandina zevîyek magnetîkî ya perpendîkular li ser fîlimê û li hember qada magneta daîmî. Ev di fîlimê de "bubelek" magnetîkî diafirîne - navgînek magnetîkî ya silindirîkî. Pêvajo, mixabin, pir bi germahiyê ve girêdayî ye.
Ji bo xwendina daneyan ji fîlimê gelek teknîk têne bikar anîn.
Rêbazek, xwendina ne-hilweşîner, ev e ku meriv qada magnetîkî ya qels a domenek cylindrîkî bi karanîna senzorek magnetoresistive tespît bike.
Rêbaza duyemîn xwendina wêranker e. Kulîlk vediguhezîne rêgezek nifşek / tespîtkirina taybetî, ku tê de bilbil ji hêla magnetîzekirina materyalê ve ber bi pêş ve tê hilweşandin. Ger maddeyek berevajiyê wê hatibe magnetîze kirin, ango kulîlkek hebe, ev ê bibe sedema herikîna zêde di kulikê de û ev yek ji hêla çerxa elektronîkî ve tê tespît kirin. Piştî vê yekê, pêdivî ye ku bubble dîsa li ser rêgezek tomarkirina taybetî were çêkirin.
Lêbelê, heke bîranîn wekî yek rêzek domdar were organîze kirin, wê hingê dê du kêmasiyên mezin hebin. Ya yekem, dema gihîştinê dê pir dirêj be. Ya duyemîn jî, kêmasiyek yekane di zincîrê de dê bibe sedema bêserûberbûna tevahî ya cîhazê. Ji ber vê yekê, ew bîranînê di forma yek rêgezek sereke û gelek şopên koledar de organîze dikin, wekî ku di wêneyê de tê xuyang kirin.
Bîra bubble bi yek rêyek domdar
Bîra bubble bi rêkên master / xulam
Vê veavakirina bîranînê ne tenê dihêle ku wextê gihîştinê pir kêm bike, lê di heman demê de gengaz dike ku amûrên bîranînê yên ku hejmareke diyarkirî ya şopên xelet hene jî hilberînin. Divê kontrolkerê bîrê wan li ber çavan bigire û di dema xebatên xwendin/nivîsandinê de ji wan dûr bixe.
Wêneya jêrîn perçeyek ji "çîp"ek bîranîna bilbilê nîşan dide.
Her weha hûn dikarin li ser prensîba xebitandinê ya bîranîna bubble [4, 5] bixwînin.
3. Intel 7110
Intel 7110 - modula bîranîna bubble, MBM (bîra magnetîkî-bubble) bi kapasîteya 1 MB (1048576 bit). Yê ku di KDPVê de tê xêzkirin ew e. 1 megabit kapasîteya hilanîna daneyên bikarhêner e ku li ser şopên zêde têne hesibandin, kapasîteya tevahî 1310720 bit e. Di cîhazê de 320 rêçikên bi teşe (loop) bi kapasîteya her yekê 4096 bit hene, lê tenê 256 ji wan ji bo daneyên bikarhêner têne bikar anîn, yên mayî rezervek e ji bo cîhgirtina şopên "şikestî" û ji bo hilanîna koda rastkirina xeletiya zêde. Amûra mîmariya "pişka sereke-piçûk" heye. Agahdariya li ser rêçikên çalak di nav pêlekek bootstrap a cihêreng de heye. Li ser KDPV hûn dikarin koda hexadecimal ku rasterast li ser modulê hatî çap kirin bibînin. Ev nexşeya rêçikên "şikestî" ye, 80 reqemên hexadecimal 320 şopên daneyê, yên çalak bi yek bit, yên neçalak bi bitek sifir têne destnîşan kirin.
Hûn dikarin belgeya orîjînal a modulê di [7] de bixwînin.
Amûrek xwedan xanîyek bi rêzek du-rêz e û bêyî zeliqandin (di nav pêçekê de) tê hilanîn.
Struktura module di wêneyê de tê nîşandan:
Rêzeya bîranînê di nav du "nîv beşan" de tê dabeş kirin, ku her yek ji wan di nav du "çarçikan" de tê dabeş kirin, her çaryek 80 şopên xulamê hene. Modulek plakaya bi materyalê magnetîkî heye ku di hundurê du pêlên ortogonal de ye ku zeviyek magnetîkî ya zivirî diafirîne. Ji bo vê yekê, îşaretên tîrêjê yên sêgoşeyî ji pêlavan re têne peyda kirin, ku li gorî hev 90 pileyî têne guheztin. Kombûnek ji plak û pêlavan di navbera magnetên daîmî de tê danîn û di mertalek magnetîkî de tê danîn, ku herikîna magnetîkî ya ku ji hêla magnetên daîmî ve hatî afirandin digire û amûrê ji qadên magnetîkî yên derveyî digire. Plate bi 2,5 pileyî tê xêzkirin, ku li ser tiltê zeviyek piçûk a jicîhûwarkirinê diafirîne. Ev qad li gorî qada kulikan neguhêz e, û dema ku amûr dixebite destwerdanê li tevgera bilbilan nake, lê dema ku amûr tê girtin bilbilan ber bi cihên sabît ve li gorî hêmanên permalloyê digire. Parçeyek perpendîkuler a bihêz a magnetên daîmî hebûna domên magnetîkî yên bilbilê piştgirî dike.
Modul girêkên jêrîn dihewîne:
- tracks bîrawer. Rasterast ew şopên hêmanên permalloyê yên ku bilbilan digirin û rasterast dikin.
- jeneratorê Replication. Ji bo dubarekirina vezîkulê, ku bi domdarî li cîhê çêbûnê heye, xizmet dike.
- Rêça têketinê û girêkên danûstendinê. Kulîlkên hatî çêkirin li ser rêça têketinê dimeşin. Kulîlk li yek ji 80 rêçikên xulamê têne veguheztin.
- Rêça derketinê û girêka dubarekirinê. Bubble bêyî hilweşandina wan ji şopên daneyê têne derxistin. Kulîlk li du beşan tê dabeş kirin, û yek ji wan di rêça derketinê de tê şandin.
- Detector. Kulîlkên ji rêça derketinê dikevin dedektora magnetoresistive.
- Boot track. Rêça bootê agahdariya li ser şopên daneya çalak û neçalak digire.
Li jêr em ê bi hûrgulî li van girêkan binêrin. Hûn dikarin danasîna van girêkan di [6] de jî bixwînin.
nifşê bubble
Ji bo hilberandina bilbilê, di destpêka rêça têketinê de rêgezek heye ku di xelekek piçûk de tê rijandin. Nebza niha jê re tê peyda kirin, ku li deverek pir piçûk ji qada magnetên daîmî bihêztir zeviyek magnetîkî diafirîne. Nebza di vê nuqteyê de kulîlkek çêdike, ku bi domdarî dimîne, ji hêla zeviyek magnetîkî ya domdar ve tê piştgirî kirin, û li ser hêmana permalloyê di bin bandora zeviyek magnetîkî ya zivirî de digere. Ger hewce be ku em yekîneyek di bîranînê de binivîsin, em pêlekek kurt li lûleya rêvekirinê bicîh dikin, û di encamê de, du bilbil çêdibin (di wêneyê de ku wekî tovê dabeşkirina Bubble hatî destnîşan kirin). Yek ji bilbilan li zeviyek zivirî li ser rêça permalloyê diherike, ya duyemîn li cîhê xwe dimîne û zû mezinahiya xweya orjînal digire. Dûv re ew diçe yek ji rêçikên xulamê, û cîhên bi bilbila ku tê de dizivire diguherîne. Ew, digihîje dawiya rêça têketinê û winda dibe.
Danûstandina bubble
Veguheztina bubble diqewime dema ku pêleka tîrêjê ya çargoşe li ser rêgirê têkildar tê sepandin. Di vê rewşê de, kulîlk nakeve du beşan.
Daneyên xwendinê
Dane bi dubarekirina wê ji rêça derketinê re tê şandin, û piştî xwendinê di şopa xwe de belav dibe. Bi vî rengî, ev amûr rêbazek xwendinê ya ne-hilweşînker pêk tîne. Ji bo dubarekirinê, kulîlk di binê hêmanek permalloyê ya dirêjkirî de tê rêve kirin, ku di binê wê de dirêj dibe. Di ser de jî rêgezek bi şiklê lûleyê heye, ger nebza heyî li ser lûkê were sepandin, dê bilbil bibe du beş. Nebza heyî ji beşek kurt a herikîna bilind pêk tê da ku bilbilê bike du beş, û beşek dirêjtir a herika jêrîn ku felqê berbi rêça derketinê vebike.
Di dawiya rêça derketinê de detektorek bilbilê heye, pirek magnetoresistive ku ji hêmanên permalloyê hatî çêkirin çerxek dirêj pêk tîne. Dema ku bilbilek magnetîkî dikeve bin hêmanek permalloyê, berxwedana wê diguhere, û cûdahiyek potansiyel a çend milîvoltan di derana pirê de xuya dike. Şêweyê hêmanên permalloyê bi vî rengî tê bijartin ku kulîlk bi wan re bimeşe, di dawiyê de ew li tirekek taybetî ya "ewlekariyê" dixe û winda dibe.
Redundancy
Di cîhazê de 320 rê hene, her yek 4096 bit. Ji van 272 çalak, 48 rezerve, neçalak in.
Boot Loop
Amûr 320 şopên daneyê dihewîne, ji wan 256 ji bo hilanîna daneyên bikarhêner têne armanc kirin, yên mayî dibe ku xelet bin an jî dikarin wekî parêzgehek ji bo şûna yên xelet bixebitin. Yek şopek pêvek agahdariya di derbarê karanîna şopên daneyê de, 12 bit her rêkê vedihewîne. Dema ku hêz li pergalê tê sepandin, divê were destpêkirin. Di dema pêvajoya destpêkirinê de, pêdivî ye ku kontrolker rêça bootê bixwîne û agahdarî jê binivîsîne li tomarek taybetî ya çîpê format / sensora heyî. Wê hingê kontrolker dê tenê şopên çalak bikar bîne, û yên neçalak dê bêne paşguh kirin û dê tomar ji wan re neyê çêkirin.
Warehouse Data - Structure
Li gorî nêrîna bikarhêner, dane di 2048 rûpelan de her yek ji 512 bit têne hilanîn. Di her nîvê cîhazê de 256 bayt dane, 14 bit koda rastkirina xeletiyê û 2 bîtên ku nehatine bikaranîn têne hilanîn.
Serrastkirina Çewtiyê
Tespîtkirin û rastkirina xeletiyê dikare ji hêla çîpek senzorek heyî ve were kirin, ku tê de dekoderek kodek 14-bit heye ku di her blokek 5 bit de (kodê bixwe jî tê de yek xeletiyek bi dirêjahiya 270 bit (çewtiya teqînê) rast dike. Kod li dawiya her blokek 256-bit tê pêve kirin. Koda serrastkirinê dikare were bikar anîn an neyê bikar anîn, li gorî viyana bikarhêner, kontrolkirina kodê dikare di kontrolkerê de were veguheztin an jî jêbirin. Heke kodek neyê bikar anîn, hemî 270 bit dikarin ji bo daneyên bikarhêner bikar bînin.
Dema gihîştinê
Qada magnetîkî bi frekansa 50 kHz dizivire. Demjimêra gihîştina navîn a bit yekem a rûpela yekem 41 ms e, ku nîvê dema pêwîst e ji bo temamkirina gerîdeyek tam di nav rêkê de plus dema ku ji bo temamkirina rêça derketinê digire.
320 rêyên çalak û yedek li çar beşan ji 80 rêçikan têne dabeş kirin. Ev rêxistin dema gihîştinê kêm dike. Çaryek bi cot têne xêzkirin: her cotek çaryek bi rêzê bit û cêwiyên peyvê dihewîne. Amûr çar rêçên têketinê bi çar pêlên destpêkê, û çar rêyên derketinê vedihewîne. Rêçên derketinê du dedektor bikar tînin, ew bi vî rengî têne organîze kirin ku yek detektor di heman demê de ji du rêgezan du bilbilan nagire. Bi vî rengî, çar çîpên bilbilê têne piralîkirin û vediguhezin du herikên bit û di qeydên çîpê sensora heyî de têne hilanîn. Li wir, naverokên qeydan dîsa pirreng têne zêdekirin û bi navgîniya serial ji kontrolker re têne şandin.
Di beşa duyemîn a gotarê de em ê ji nêz ve li çerxa kontrolkerê bîranîna bubbleyê mêze bikin.
4. Çavkanî
Nivîskar di quncikên herî tarî yên torê de dît û ji we re gelek agahdariya teknîkî ya kêrhatî li ser bîranîna li ser DMD, dîroka wê û aliyên din ên têkildar hilanîn:
1. - Du bîranînên endezyar Bobek
2. - Du bîranînên endezyar Bobek (beş 2)
3. - Bîra bilbilê
4. Adaptasyona Bîra Bubble Magnetic di Jîngehek Mîkrokomputerê ya Standard de
5. - Texas Instruments TIB 0203 Bîra Bubble
6. - Pirtûka Pêkhateyên Bîrê. Intel 1983.
7. 7110 1-Megabit Bubble Memory
Source: www.habr.com