Fọto lati akojọpọ onkọwe
1. Itan-akọọlẹ
Iranti Bubble, tabi iranti agbegbe oofa iyipo, jẹ iranti ti kii ṣe iyipada ti o dagbasoke ni Bell Labs ni ọdun 1967 nipasẹ Andrew Bobeck. Awọn ijinlẹ ti fihan pe awọn agbegbe oofa iyipo kekere ni a ṣẹda ni awọn fiimu tinrin-orin kirisita ti ferrites ati awọn garnets nigbati aaye oofa to lagbara to ni itọsọna ni papẹndikula si oju fiimu naa. Nipa yiyipada aaye oofa, awọn nyoju wọnyi le ṣee gbe. Iru awọn ohun-ini bẹẹ jẹ ki awọn nyoju oofa jẹ apẹrẹ fun kikọ ile itaja bit lẹsẹsẹ kan, bii iforukọsilẹ iyipada, ninu eyiti wiwa tabi isansa ti o ti nkuta ni ipo kan tọkasi odo tabi iye die-die kan. Okuta jẹ idamẹwa micron ni iwọn ila opin, ati pe ërún ẹyọkan le ṣafipamọ awọn ẹgbẹẹgbẹrun awọn iwọn ti data. Nitorina, fun apẹẹrẹ, ni orisun omi ti 1977, Texas Instruments akọkọ ṣe afihan ni ërún pẹlu agbara ti 92304 bits si ọja naa. Iranti yii kii ṣe iyipada, eyiti o jẹ ki o jọra si teepu oofa tabi disk, ṣugbọn nitori pe o jẹ ipo to lagbara ati pe ko ni awọn ẹya gbigbe, o jẹ igbẹkẹle diẹ sii ju teepu tabi disk, ko nilo itọju, ati pe o kere pupọ ati fẹẹrẹfẹ. , ati pe o le ṣee lo ni awọn ẹrọ amudani.
Ni ibẹrẹ, olupilẹṣẹ ti iranti ti nkuta, Andrew Bobek, dabaa ẹya “iwọn kan” ti iranti, ni irisi o tẹle ara ti o wa ni ayika eyiti okun tinrin ti ohun elo ferromagnetic jẹ ọgbẹ. Iru iranti bẹẹ ni a pe ni iranti “twistor”, ati pe o jẹ iṣelọpọ pupọ, ṣugbọn laipẹ o rọpo nipasẹ ẹya “onisẹpo meji”.
O le ka nipa itan-akọọlẹ ti ẹda iranti ti nkuta ni [1-3].
2. Ilana iṣẹ
Nibi Mo beere lọwọ rẹ lati dariji mi, Emi kii ṣe onimọ-jinlẹ, nitorinaa igbejade yoo jẹ isunmọ pupọ.
Diẹ ninu awọn ohun elo (gẹgẹbi gadolinium gallium garnet) ni ohun-ini ti jijẹ magnetized ni itọsọna kan nikan, ati pe ti aaye oofa ibakan kan ba lo lẹgbẹẹ ipo yii, awọn agbegbe magnetized yoo ṣẹda nkan bi awọn nyoju, bi o ṣe han ninu nọmba ni isalẹ. Okuta kọọkan jẹ microns diẹ ni iwọn ila opin.
Ṣebi a ni tinrin, lori aṣẹ ti 0,001 inch, fiimu crystalline ti iru ohun elo ti a fi sori ẹrọ ti kii ṣe oofa, gẹgẹbi gilasi, sobusitireti.
O ni gbogbo nipa awọn idan nyoju. Aworan ti o wa ni apa osi - ko si aaye oofa, aworan ni apa ọtun - aaye oofa ti wa ni itọsọna papẹndikula si oju fiimu.
Ti o ba wa lori oju fiimu ti iru ohun elo iru apẹrẹ kan lati ohun elo oofa, fun apẹẹrẹ, permalloy, alloy iron-nickel, lẹhinna awọn nyoju yoo jẹ magnetized si awọn eroja ti apẹẹrẹ yii. Ni deede, awọn ilana ni irisi T-sókè tabi awọn eroja V ni a lo.
Okuta kan le ṣe agbekalẹ nipasẹ aaye oofa ti 100-200 oersteds, eyiti a lo papẹndikula si fiimu oofa ati pe o ṣẹda nipasẹ oofa ayeraye, ati aaye oofa yiyi ti o ṣẹda nipasẹ awọn coils meji ni awọn itọsọna XY, gba ọ laaye lati gbe. awọn ibugbe ti nkuta lati “erekusu” oofa kan si ekeji, bii eyi ti o han ninu eeya naa. Lẹhin iyipada ilọpo mẹrin ni itọsọna ti aaye oofa, agbegbe naa yoo gbe lati erekusu kan si ekeji.
Gbogbo eyi n gba wa laaye lati gbero ẹrọ CMD bi iforukọsilẹ iyipada. Ti a ba ṣe awọn nyoju ni opin kan ti iforukọsilẹ ati rii wọn ni ekeji, lẹhinna a le fẹ ilana kan ti awọn nyoju ni ayika ati lo eto naa bi ẹrọ iranti, kika ati kikọ awọn die-die ni awọn akoko kan.
Lati ibi tẹle awọn anfani ati awọn aila-nfani ti iranti CMD: anfani ni ominira agbara (niwọn igba ti o ba ti lo aaye ti o wa titi ti o ṣẹda nipasẹ awọn oofa ayeraye, awọn nyoju kii yoo parẹ nibikibi ati pe kii yoo gbe lati awọn ipo wọn), ati pe aila-nfani jẹ gun wiwọle akoko, nitori lati wọle si ohun lainidii bit, o nilo lati yi lọ gbogbo naficula Forukọsilẹ si awọn ipo ti o fẹ, ati awọn gun ti o jẹ, awọn diẹ kẹkẹ yi yoo beere.
Apẹrẹ ti awọn eroja oofa lori fiimu oofa CMD.
Awọn ẹda ti a se ašẹ ni a npe ni ni English "nucleation", ati ki o oriširiši ni o daju wipe a lọwọlọwọ ti awọn orisirisi awọn ọgọrun milliamps ti wa ni loo si awọn yikaka fun akoko kan ti nipa 100 ns, ati ki o kan se aaye ti o jẹ papẹndikula si awọn. fiimu ati idakeji si awọn aaye ti a yẹ oofa. Eyi ṣẹda “nkuta” oofa kan - agbegbe oofa iyipo ni fiimu naa. Ilana naa, laanu, jẹ igbẹkẹle pupọ lori iwọn otutu, o ṣee ṣe fun iṣẹ kikọ lati kuna laisi ipilẹ ti o ti nkuta, tabi fun awọn nyoju pupọ lati dagba.
Awọn ilana pupọ lo wa lati ka data lati fiimu kan.
Ọna kan, kika ti kii ṣe iparun, ni lati ṣawari aaye oofa alailagbara ti agbegbe iyipo nipa lilo sensọ magnetoresistive.
Ọna keji jẹ kika iparun. O ti nkuta ti wa ni ya si pataki kan iran / erin orin, ibi ti awọn nkuta ti wa ni run nipa siwaju magnetization ti awọn ohun elo. Ti ohun elo naa ba jẹ iyipada magnetized, ie o ti nkuta kan wa, eyi yoo fa lọwọlọwọ diẹ sii ninu okun ati eyi yoo rii nipasẹ ẹrọ itanna. Lẹhin iyẹn, o ti nkuta gbọdọ tun ṣe ipilẹṣẹ lori orin gbigbasilẹ pataki kan.
Bibẹẹkọ, ti iranti ba ṣeto bi opo kan ti o tẹriba, lẹhinna yoo ni awọn aapọn nla meji. Ni akọkọ, akoko wiwọle yoo gun pupọ. Ni ẹẹkeji, abawọn kan ninu pq yoo ja si ailagbara pipe ti gbogbo ẹrọ naa. Nitorinaa, wọn ṣe iranti ti a ṣeto ni irisi orin akọkọ kan, ati ọpọlọpọ awọn orin abẹlẹ, bi o ti han ninu eeya naa.
Bubble iranti pẹlu ọkan lemọlemọfún orin
Bubble iranti pẹlu titunto si / ẹrú awọn orin
Iru iṣeto ni iranti faye gba ko nikan lati dinku awọn wiwọle akoko, sugbon tun gba isejade ti awọn ẹrọ iranti ti o ni awọn kan awọn nọmba ti alebu awọn orin. Alakoso iranti gbọdọ ṣe akiyesi wọn ki o fori wọn lakoko awọn iṣẹ kika / kikọ.
Awọn nọmba rẹ ni isalẹ fihan a agbelebu-apakan ti a ti nkuta iranti "ërún".
O tun le ka nipa ilana ti iranti nkuta ni [4, 5].
3. Intel 7110
Intel 7110 - nkuta iranti module, MBM (oofa-bubble iranti) pẹlu kan agbara pa 1 MB (1048576 die-die). O jẹ ẹniti o ṣe afihan lori KDPV. 1 megabit ni agbara fun titoju data olumulo, ni akiyesi awọn orin laiṣe, agbara lapapọ jẹ 1310720 bit. Ẹrọ naa ni awọn orin 320 looped (awọn lupu) pẹlu agbara 4096 ọkọọkan, ṣugbọn 256 ninu wọn nikan ni a lo fun data olumulo, iyokù jẹ ifipamọ fun rirọpo awọn orin “baje” ati fun titoju koodu atunṣe aṣiṣe laiṣe. Awọn ẹrọ ni o ni pataki kan orin-kekere lupu faaji. Alaye nipa awọn orin ti nṣiṣe lọwọ wa ninu orin bata lọtọ (bootstrap lupu). Lori KDPV, o le wo koodu hexadecimal ti a tẹjade ni ọtun lori module. Eyi ni maapu ti awọn orin “baje”, awọn nọmba hexadecimal 80 duro fun awọn orin data 320, awọn ti nṣiṣe lọwọ jẹ aṣoju nipasẹ bit kan, awọn ti ko ṣiṣẹ nipasẹ odo.
O le ka awọn atilẹba iwe fun module ni [7].
Awọn ẹrọ ni o ni a irú pẹlu kan ni ilopo-ila akanṣe ti awọn pinni ati ki o ti wa ni agesin lai soldering (ninu kan iho).
Ilana ti module naa han ninu eeya:
Opo iranti ti pin si meji "awọn apakan idaji" (awọn apakan idaji), ọkọọkan wọn pin si meji "merin" (quads), mẹẹdogun kọọkan ni awọn orin 80 ẹrú. Module naa ni awo kan pẹlu ohun elo oofa ti o wa ninu awọn iyipo orthogonal meji ti o ṣẹda aaye oofa yiyi. Lati ṣe eyi, awọn ifihan agbara lọwọlọwọ ti apẹrẹ onigun mẹta, nipo nipasẹ awọn iwọn 90 ni ibatan si ara wọn, ni a lo si awọn iyipo. Apejọ ti awo ati awọn iyipo ti wa ni gbe laarin awọn oofa ayeraye ati gbe sinu apata oofa ti o tilekun ṣiṣan oofa ti ipilẹṣẹ nipasẹ awọn oofa ayeraye ati aabo fun ẹrọ lati awọn aaye oofa ita. A ti gbe awo naa si iwọn 2,5 iwọn, eyiti o ṣẹda aaye gbigbe kekere kan lẹgbẹẹ ite naa. Aaye yii jẹ aifiyesi ni akawe si aaye ti awọn iyipo, ati pe ko dabaru pẹlu gbigbe awọn nyoju lakoko iṣẹ ẹrọ, ṣugbọn yi awọn nyoju si awọn ipo ti o wa titi ni ibatan si awọn eroja permalloy nigbati ẹrọ naa ba wa ni pipa. Awọn paati papẹndikula to lagbara ti awọn oofa ayeraye ṣe atilẹyin aye ti awọn ibugbe oofa ti nkuta.
Module naa ni awọn apa wọnyi:
- Awọn orin iranti. Taara awọn orin wọnyẹn ti awọn eroja permalloy ti o dimu ati itọsọna awọn nyoju.
- monomono ẹda. Ṣiṣẹ fun ẹda ti o ti nkuta, eyiti o wa nigbagbogbo ni aaye ti iran.
- Orin titẹ sii ati awọn apa paṣipaarọ. Awọn nyoju ti ipilẹṣẹ gbe lẹba orin titẹ sii. Awọn nyoju ti wa ni gbe si ọkan ninu awọn 80 ẹrú awọn orin.
- Orin ti o wu jade ati ipade ẹda. Awọn nyoju ti wa ni iyokuro lati awọn orin data lai pa wọn run. Okuta naa pin si awọn ẹya meji, ati ọkan ninu wọn lọ si orin ti o jade.
- Oluwadi. Awọn nyoju lati abala orin ti o jade wọ inu aṣawari magnetoresistive.
- Nkojọpọ orin. Orin bata naa ni alaye nipa awọn orin data ti nṣiṣe lọwọ ati aiṣiṣẹ.
Ni isalẹ a yoo wo awọn apa wọnyi ni awọn alaye diẹ sii. O tun le ka apejuwe awọn apa wọnyi ni [6].
iran ti nkuta
Lati ṣe agbejade o ti nkuta, ni ibẹrẹ ibẹrẹ orin titẹ sii nibẹ ni adaorin ti o tẹ ni irisi lupu kekere kan. A lo pulse lọwọlọwọ si rẹ, eyiti o ṣẹda aaye oofa ni agbegbe kekere pupọ ti o lagbara ju aaye awọn oofa ayeraye lọ. Titari naa ṣẹda o ti nkuta ni aaye yii, eyiti o wa ni itọju titilai nipasẹ aaye oofa igbagbogbo ati kaakiri lẹba ipin permalloy labẹ ipa ti aaye oofa ti n yiyi. Ti a ba nilo lati kọ ẹyọkan si iranti, a lo pulse kukuru kan si lupu ti o nṣakoso, ati bi abajade, awọn nyoju meji ni a bi (itọkasi bi irugbin pipin Bubble ninu eeya). Ọkan ninu awọn nyoju ti wa ni iyara nipasẹ aaye yiyi pẹlu orin permalloy, ekeji wa ni aye ati yarayara gba iwọn atilẹba rẹ. Lẹhinna o gbe lọ si ọkan ninu awọn orin ẹru, o si paarọ awọn aaye pẹlu o ti nkuta ti o kaakiri ninu rẹ. O, leteto, de opin orin titẹ sii o si parẹ.
paṣipaarọ ti nkuta
Paṣipaarọ Bubble waye nigbati pulse lọwọlọwọ onigun mẹrin ti lo si adaorin ti o baamu. Ni idi eyi, o ti nkuta ko ni pin si awọn ẹya meji.
Data kika
Awọn data ti wa ni rán si awọn ti o wu orin nipasẹ atunwi, ati ki o tẹsiwaju lati kaakiri ninu awọn oniwe-orin lẹhin kika. Nitorinaa, ẹrọ yii ṣe imuse ọna kika ti kii ṣe iparun. Lati tun ṣe, o ti nkuta ti wa ni itọsọna labẹ elongated permalloy ano, labẹ eyiti o ti na. Loke tun wa adaorin kan ni irisi lupu, ti a ba lo pulse lọwọlọwọ si lupu, ao pin o ti nkuta si awọn ẹya meji. Pulusi lọwọlọwọ ni apakan kukuru ti lọwọlọwọ giga lati pin o ti nkuta si meji ati apakan gigun ti lọwọlọwọ isalẹ lati darí nkuta si orin ijade.
Ni ipari orin ti o wujade ni Oluwari Bubble, afara magnetoresistive ti a ṣe ti awọn eroja permalloy ti o n ṣe iyika gigun kan. Nigba ti o ti nkuta oofa ṣubu labẹ a permalloy ano, awọn oniwe-resistance ayipada, ati ki o kan ti o pọju iyato ti awọn orisirisi millivolts han ni awọn wu ti awọn Afara. Apẹrẹ ti awọn eroja permalloy ni a yan ki o ti nkuta gbe pẹlu wọn, ni ipari o deba taya “oluṣọ” pataki kan ati ki o sọnu.
Apọju
Ẹrọ naa ni awọn orin 320, ọkọọkan pẹlu awọn bit 4096. Ninu awọn wọnyi, 272 ti nṣiṣe lọwọ, 48 jẹ apoju, aiṣiṣẹ.
Orin bata (Boot Loop)
Ẹrọ naa ni awọn orin data 320, eyiti 256 jẹ ipinnu fun titoju data olumulo, iyoku le jẹ aṣiṣe tabi o le ṣiṣẹ bi awọn ifipamọ lati rọpo awọn aṣiṣe. Orin afikun kan ni alaye nipa lilo awọn orin data, 12 die-die fun orin kan. Nigbati eto naa ba ni agbara, o gbọdọ wa ni ibẹrẹ. Lakoko ilana ibẹrẹ, oludari gbọdọ ka orin bata ki o kọ alaye lati ọdọ rẹ si iforukọsilẹ pataki ti chirún kika / sensọ lọwọlọwọ. Lẹhinna oluṣakoso yoo lo awọn orin ti nṣiṣe lọwọ nikan, ati pe awọn ti ko ṣiṣẹ ni yoo kọju ati pe kii yoo kọ si.
Data Warehouse - Be
Lati oju wiwo olumulo, data ti wa ni ipamọ ni awọn oju-iwe 2048 ti 512 bit kọọkan. 256 awọn baiti ti data, 14 die-die ti koodu atunṣe aṣiṣe ati awọn ege 2 ti a ko lo ti wa ni ipamọ ni idaji kọọkan ti ẹrọ naa.
Aṣiṣe Atunse
Wiwa aṣiṣe ati atunṣe le ṣee ṣe nipasẹ chirún sensọ lọwọlọwọ, eyiti o ni koodu decoder 14-bit ti o ṣe atunṣe aṣiṣe kan to awọn iwọn 5 gigun (aṣiṣe ti nwaye) ni bulọọki kọọkan ti awọn bit 270 (pẹlu koodu funrararẹ). Awọn koodu ti wa ni appended si opin ti kọọkan 256-bit Àkọsílẹ. Atunse koodu le ṣee lo tabi ko lo, ni ibeere ti olumulo, ijẹrisi koodu le wa ni titan tabi pa ninu oludari. Ti ko ba si koodu ti wa ni lilo, gbogbo 270 die-die le ṣee lo fun olumulo data.
Akoko wiwọle
Aaye oofa n yi ni igbohunsafẹfẹ ti 50 kHz. Iwọn akoko iwọle si iwọn akọkọ ti oju-iwe akọkọ jẹ 41 ms, eyiti o jẹ idaji akoko ti o gba lati pari iyipo ni kikun nipasẹ orin naa pẹlu akoko ti o gba lati lọ nipasẹ orin iṣelọpọ.
Awọn orin 320 ti nṣiṣe lọwọ ati awọn apamọ ti pin si awọn ẹya mẹrin ti awọn orin 80 kọọkan. Ajo yii dinku akoko wiwọle. Awọn idamẹrin ni a koju ni awọn meji-meji: bata meji ninu mẹẹrin ni paapaa ati awọn die-die ti ọrọ naa, lẹsẹsẹ. Ẹrọ naa ni awọn orin titẹ sii mẹrin pẹlu awọn nyoju akọkọ mẹrin, ati awọn orin atẹjade mẹrin. Awọn orin ti o jade lo awọn aṣawari meji, wọn ṣeto ni ọna ti awọn nyoju meji lati awọn orin meji ko lu aṣawari kan ni akoko kanna. Nitorinaa, awọn ṣiṣan ti nkuta mẹrin ti wa ni pupọ ati yipada si awọn ṣiṣan bit meji ati ti o fipamọ sinu awọn iforukọsilẹ ti chirún sensọ lọwọlọwọ. Nibẹ, awọn akoonu ti awọn iforukọsilẹ ti wa ni lẹẹkansi multiplexed ati ki o ranṣẹ si awọn oludari nipasẹ awọn ni tẹlentẹle ni wiwo.
Ni apakan keji ti nkan naa, a yoo wo isunmọ pẹkipẹki si agbegbe ti oluṣakoso iranti nkuta.
4. Awọn itọkasi
Onkọwe rii ni awọn igun dudu julọ ti nẹtiwọọki ati fipamọ fun ọ ọpọlọpọ alaye imọ-ẹrọ ti o wulo lori iranti lori CMD, itan-akọọlẹ rẹ ati awọn aaye miiran ti o jọmọ:
1. - Awọn iranti meji ti ẹlẹrọ Bobek
2. - Awọn iranti meji ti ẹlẹrọ Bobek (apakan 2)
3. - Bubble iranti
4. Iṣatunṣe ti Iranti Bubble Oofa ni Ayika Microcomputer Standard kan
5. - Texas Instruments TIB 0203 Bubble Memory
6. - Memory irinše Handbook. Intel ọdun 1983.
7. 7110 1-Megabit Bubble Memory
orisun: www.habr.com