Get best of the week

Memori pada inti magnetik dalam roket Saturn 5


, - (Launch Vehicle Digital Computer, LVDC), «», 5. , . Cloud4Y LVDC .

Modul memori ini ditingkatkan pada pertengahan 1960-an. Untuk membuatnya, komponen untuk pemasangan permukaan, modul hybrid, dan koneksi fleksibel digunakan, yang membuatnya menjadi urutan besarnya lebih kecil dan lebih ringan dari memori komputer yang biasa pada waktu itu. Namun, modul memori hanya dapat menyimpan 4096 kata dengan 26 bit .


Modul memori inti magnetik. Modul ini menyimpan kata-kata 4K dari 26 bit data dan 2 bit paritas. Dengan empat modul memori yang memberikan kapasitas total 16.384 kata, beratnya 2,3 kg dan berukuran 14 cm × 14 cm × 16 cm.

Penerbangan ke bulan dimulai pada 25 Mei 1961, ketika Presiden Kennedy menyatakan bahwa Amerika akan mendaratkan manusia di bulan sebelum akhir dekade. Untuk ini, roket tiga tahap Saturn 5, roket paling kuat yang pernah dibuat, digunakan. Saturn 5 dikendalikan dan dikendalikan oleh komputer ( berikut ini lebih lanjut tentang hal itu) dari tahap ketiga kendaraan peluncuran, mulai dari lepas landas ke orbit Bumi, dan kemudian ketika bergerak ke bulan. (Kapal Apollo pada saat itu terpisah dari roket Saturn-5, dan tugas LVDC selesai).


LVDC dipasang di bingkai dasar. Konektor bundar terlihat di bagian depan komputer. Digunakan 8 konektor listrik dan dua konektor untuk pendinginan cair

LVDC hanyalah salah satu dari beberapa komputer yang ada di Apollo. LVDC terhubung ke sistem kontrol penerbangan, komputer analog 45-pon. Komputer navigasi onboard Apollo Guidance Computer (AGC) mengarahkan pesawat ruang angkasa ke permukaan bulan. Modul perintah berisi satu AGC, sedangkan modul lunar berisi AGC kedua bersama dengan sistem navigasi Abort, komputer darurat cadangan.


Ada beberapa komputer di atas Apollo

Perangkat Logika Unit (ULD)


LVDC dibuat menggunakan teknologi hibrida menarik yang disebut ULD, perangkat unit load. Meskipun terlihat seperti sirkuit terpadu, modul ULD berisi beberapa komponen. Mereka menggunakan kristal silikon sederhana, yang masing-masing hanya memiliki satu transistor atau dua dioda. Matriks ini, bersama dengan resistor cetak film tebal yang dicetak, dipasang pada piring keramik untuk mewujudkan sirkuit seperti gerbang logika. Modul-modul ini merupakan varian dari modul Solid Logic Technology (SLT) yang dikembangkan untuk komputer seri S / 360 IBM yang populer. IBM mulai mengembangkan modul SLT pada tahun 1961, sebelum sirkuit terintegrasi menjadi layak secara komersial, dan pada tahun 1966, IBM telah memproduksi lebih dari 100 juta modul SLT per tahun.

Modul ULD secara signifikan lebih kecil daripada modul SLT, seperti dapat dilihat pada foto di bawah ini, yang membuatnya lebih cocok untuk komputer ruang kompak. Modul ULD menggunakan bantalan pelapis keramik daripada pin logam di SLT, dan memiliki kontak logam di permukaan atas bukan pin. Klem di papan menahan modul ULD di tempatnya dan terhubung ke pin ini.

Mengapa IBM menggunakan SLT daripada sirkuit terintegrasi? Alasan utama adalah bahwa sirkuit terpadu masih dalam masa pertumbuhan, mereka diciptakan pada tahun 1959. Pada tahun 1963, modul SLT memiliki keunggulan biaya dan kinerja dibandingkan sirkuit terintegrasi. Namun, modul SLT sering dianggap terbelakang dibandingkan dengan sirkuit terintegrasi. Salah satu kelebihan modul SLT dibandingkan sirkuit terintegrasi adalah bahwa resistor pada SLT jauh lebih akurat daripada di sirkuit terintegrasi. Selama pembuatan, resistor film tebal dalam modul SLT dihancurkan secara menyeluruh untuk menghilangkan film resistif sampai mereka mendapatkan resistensi yang diinginkan. SLT juga lebih murah daripada sirkuit terpadu yang sebanding pada 1960-an.

LVDC dan peralatan terkait menggunakan lebih dari 50 jenis ULD.


Modul SLT (kiri) jauh lebih besar daripada modul ULD (kanan). Ukuran ULD adalah 7,6 mm × 8 mm. Foto

di bawah ini menunjukkan komponen internal modul ULD. Di sebelah kiri pada pelat keramik terlihat konduktor yang terhubung ke empat kristal silikon persegi kecil. Itu terlihat seperti papan sirkuit tercetak, tetapi perlu diingat bahwa itu jauh lebih kecil dari paku. Kotak hitam di sebelah kanan adalah resistor film tebal yang dicetak di bagian bawah piring.


ULD, tampilan atas dan bawah. Kristal dan resistor silikon terlihat. Sementara modul SLT memiliki resistor di permukaan atas, modul ULD memiliki resistor di bagian bawah, yang meningkatkan kepadatan serta biaya

Pada foto di bawah ini Anda dapat melihat kristal silikon dari modul ULD, yang mengimplementasikan dua dioda. Ukurannya luar biasa kecil, untuk perbandingan, kristal gula ada di dekatnya. Kristal itu memiliki tiga koneksi eksternal melalui bola tembaga yang disolder ke tiga lingkaran. Dua lingkaran bawah (anoda dari dua dioda) didoping (daerah gelap), sedangkan lingkaran kanan atas adalah katoda yang terhubung ke pangkalan.


Foto kristal silikon dua dioda di sebelah kristal gula

Cara kerja memori inti magnetik


Memori inti magnetik telah menjadi bentuk utama penyimpanan data di komputer sejak 1950-an, hingga pada 1970-an digantikan oleh perangkat memori semikonduktor. Memori itu dibuat dari cincin ferit kecil yang disebut core. Cincin ferit disusun dalam matriks persegi panjang, dan dari dua hingga empat kabel melewati setiap cincin untuk membaca dan menulis informasi. Dering diperbolehkan menyimpan sedikit informasi. Inti magnet dengan pulsa saat ini melalui kabel melewati cincin ferit. Arah magnetisasi satu inti dapat diubah dengan mengirimkan pulsa ke arah yang berlawanan.

Untuk membaca nilai inti, pulsa saat ini mengubah cincin menjadi keadaan 0. Jika inti sebelumnya dalam keadaan 1, medan magnet yang berubah menciptakan tegangan di salah satu kabel yang menembus inti. Tetapi jika inti sudah dalam keadaan 0, medan magnet tidak akan berubah, dan tegangan tidak akan naik di kawat penginderaan. Dengan demikian, nilai bit dalam inti dibaca dengan mengatur ulang ke nol dan memeriksa tegangan pada kawat penginderaan. Fitur penting dari memori inti magnetik adalah bahwa proses membaca cincin ferit merusak maknanya, sehingga inti harus "ditulis ulang".

Itu tidak nyaman untuk menggunakan kawat terpisah untuk mengubah magnetisasi masing-masing inti, tetapi pada 1950-an memori ferit dikembangkan yang bekerja pada prinsip arus yang cocok. Sirkuit empat-kawat - X, Y, baca, larangan - telah diterima secara umum. Teknologi ini menggunakan properti khusus dari core yang disebut histeresis: arus kecil tidak memengaruhi memori ferit, tetapi arus yang lebih tinggi dari nilai ambang akan memagnetisasi inti. Ketika daya disuplai dengan setengah arus yang diperlukan untuk satu garis X dan satu garis Y, hanya inti di mana kedua garis dilintasi yang menerima arus yang cukup untuk pembalikan magnetisasi, sementara inti lainnya tetap utuh.


IBM 360 Model 50. LVDC 50 , 19-32, 19 (0.4826 ), 32 (0,8 ). , , LVDC

Foto di bawah ini menunjukkan satu matriks memori LVDC persegi panjang. 8 Matriks ini memiliki 128 kabel X yang berjalan secara vertikal dan kabel 64 Y yang berjalan secara horizontal, dengan sebuah inti di setiap persimpangan. Kawat bacaan hanya melewati semua kabel sejajar dengan kabel berbentuk Y. Kawat tulis dan kawat larangan melewati semua kabel sejajar dengan kabel-X. Kabel berpotongan di tengah-tengah matriks; ini mengurangi kebisingan yang diinduksi, karena suara dari satu setengah menetralkan suara dari setengah lainnya.


Satu matriks memori ferit LVDC mengandung 8192 bit. Koneksi ke matriks lain adalah melalui pin di luar

Matriks di atas memiliki 8192 elemen, yang masing-masing menghemat satu bit. Untuk mempertahankan kata memori, beberapa matriks dasar ditambahkan bersama, satu untuk setiap bit dalam kata. Kabel X dan Y melewati ular melalui semua matriks utama. Setiap matriks memiliki satu baris terpisah untuk membaca dan satu baris terpisah dari larangan untuk menulis. Memori LVDC menggunakan tumpukan 14 matriks dasar (di bawah) yang menyimpan suku kata 13-bit bersama dengan bit paritas.


Tumpukan LVDC terdiri dari 14 matriks utama

Menulis ke memori pada inti magnetik membutuhkan kabel tambahan, yang disebut garis larangan. Setiap matriks memiliki satu garis larangan, menembus semua inti di dalamnya. Selama proses perekaman, arus melewati garis X dan Y, membuat magnet cincin yang dipilih (satu per pesawat) untuk menyatakan 1, menjaga semua 1 dalam kata. Untuk menulis 0 pada posisi bit, garis diumpankan dengan setengah arus yang berlawanan dengan garis X. Akibatnya, inti tetap pada 0. Dengan demikian, garis larangan tidak memungkinkan inti untuk beralih ke 1. Kata yang diinginkan dapat ditulis ke dalam memori dengan mengaktifkan garis larangan yang sesuai.

Modul memori LVDC


Bagaimana modul memori LVDC dirancang secara fisik? Di tengah-tengah modul memori adalah tumpukan 14 matriks memori feromagnetik yang ditunjukkan sebelumnya. Hal ini dikelilingi oleh beberapa papan sirkuit dengan sirkuit untuk mengendalikan kabel X dan Y dan garis larangan, garis bit, deteksi kesalahan dan generasi sinyal clock yang diperlukan.

Secara umum, sebagian besar sirkuit yang terkait dengan memori berada dalam logika komputer LVDC, dan bukan di modul memori itu sendiri. Secara khusus, logika komputer berisi register untuk menyimpan alamat dan kata data dan konversi antara serial dan paralel. Ini juga mengandung sirkuit pembacaan untuk garis bit, pengecekan kesalahan, dan pencatatan jam kerja.


Modul memori yang menunjukkan komponen utama. MIB (Multilayer Interconnection Board) adalah PCB 12 lapis

Papan Driver Memori Y


Kata dalam memori pada inti magnetik dipilih dengan melewatkan garis X dan Y yang sesuai melalui tumpukan papan utama. Mari kita mulai dengan deskripsi sirkuit driver-Y dan bagaimana ia menghasilkan sinyal melalui salah satu dari garis-64 Y. Alih-alih 64 sirkuit driver terpisah, modul mengurangi jumlah sirkuit dengan menggunakan 8 driver "tinggi" dan 8 driver "rendah". Mereka terhubung dalam konfigurasi "matriks", sehingga setiap kombinasi driver tinggi dan rendah memilih jalur yang berbeda. Dengan demikian, 8 driver "tinggi" dan 8 "rendah" memilih satu dari 64 (8 × 8) jalur Y.


Papan driver Y (depan) mengontrol jalur pemilihan Y di tumpukan papan

Pada foto di bawah ini Anda dapat melihat beberapa modul ULD (putih) dan pasangan transistor (emas) yang mengontrol jalur seleksi Y. Modul “EI” adalah jantung dari pengemudi: ia memberikan pulsa tegangan konstan (E) atau melewati pulsa arus konstan (I) melalui jalur pilihan. Jalur pemilihan dikontrol oleh aktivasi modul EI dalam mode voltase di salah satu ujung jalur dan modul EI dalam mode saat ini di ujung lainnya. Hasilnya adalah pulsa dengan voltase dan arus yang tepat yang cukup untuk remagnetize core. Dibutuhkan banyak momentum untuk mengubahnya; pulsa tegangan ditetapkan pada 17 volt, dan arus berkisar dari 180 mA hingga 260 mA tergantung pada suhu.


Foto makro papan driver Y menunjukkan enam modul ULD dan enam pasang transistor. Setiap modul ULD diberi label dengan nomor komponen IBM, jenis modul (misalnya, "EI") dan kode yang nilainya tidak jelas.

Papan juga memiliki modul pelacakan kesalahan (ED) yang mendeteksi ketika lebih dari satu jalur pilih Y diaktifkan pada saat yang sama. Modul ED menggunakan sederhana solusi semi-analog: ini menjumlahkan tegangan input menggunakan jaringan resistor. Jika tegangan yang dihasilkan di atas ambang batas, kuncinya dipicu.

Di bawah papan driver adalah array dioda yang berisi 256 dioda dan 64 resistor. Matriks ini mengubah 8 pasang sinyal atas dan 8 pasangan yang lebih rendah dari papan driver menjadi koneksi dengan 64 Y-line yang melewati tumpukan papan utama. Kabel fleksibel di bagian atas dan bawah papan menghubungkan papan ke array dioda. Dua kabel fleksibel di sebelah kiri (tidak terlihat di foto) dan dua bus di sebelah kanan (salah satunya terlihat) menghubungkan array dioda ke array core. Kabel fleksibel, terlihat di sebelah kiri, menghubungkan kartu-Y ke seluruh komputer melalui papan I / O, dan kabel fleksibel kecil di sudut kanan bawah terhubung ke papan sirkuit jam.

Papan driver memori X


Rangkaian untuk mengendalikan garis X mirip dengan sirkuit Y, kecuali bahwa ada 128 garis X dan garis 64 Y. Karena ada dua kali lebih banyak kabel X, modul memiliki papan driver X kedua yang terletak di bawahnya. Meskipun papan X dan Y memiliki komponen yang sama, kabel berbeda.


Papan ini, dan yang di bawahnya, mengontrol garis yang dipilih X di tumpukan kartu inti.Foto

di bawah ini menunjukkan bahwa beberapa komponen rusak di papan. Salah satu transistor bias, modul ULD rusak menjadi dua, dan yang lainnya rusak. Kabel terlihat pada modul yang rusak, salah satu kristal silikon kecil (di sebelah kanan) juga terlihat di sana. Dalam foto ini Anda juga dapat melihat jejak trek konduktif vertikal dan horizontal pada papan sirkuit cetak 12-lapis.


Tampilan dekat papan yang rusak

Di bawah papan driver X adalah matriks dioda X, yang berisi 288 dioda dan 128 resistor. Array X-diode menggunakan topologi yang berbeda dari Y-diode board untuk menghindari penggandaan jumlah komponen. Seperti papan Y-diode, papan ini berisi komponen yang dipasang secara vertikal di antara dua papan sirkuit cetak. Metode ini disebut "cordwood" dan memungkinkan Anda mengemas komponen dengan erat.


Foto makro dari matriks dioda X menunjukkan dioda yang dipasang secara vertikal sesuai dengan teknik kayu cord antara 2 papan sirkuit tercetak. Dua papan driver X terletak di atas papan dioda, dipisahkan darinya dengan busa poliuretan. Harap dicatat bahwa papan sirkuit sangat dekat satu sama lain.

Penguat memori


Foto di bawah ini menunjukkan papan amplifier pembacaan. Memiliki 7 saluran untuk membaca 7 bit dari tumpukan memori; papan identik di bawah ini memproses 7 bit lain, total 14 bit. Tujuan dari penguat baca adalah untuk mendeteksi sinyal lemah (20 milivolt) yang dihasilkan oleh inti yang dapat magnet dan mengubahnya menjadi output 1-bit. Setiap saluran terdiri dari penguat diferensial dan buffer, diikuti oleh transformator diferensial dan kait keluaran. Di sebelah kiri, kabel fleksibel 28-core terhubung ke tumpukan memori, mengarahkan kedua ujung setiap kabel baca ke sirkuit amplifier, dimulai dengan modul MSA-1 (memory read amplifier). Komponen individu adalah resistor (silinder coklat), kapasitor (merah), transformator (hitam) dan transistor (emas). Bit data keluar dari papan amplifier pembacaan melalui kabel flex di sebelah kanan.


.


Driver larangan digunakan untuk menulis ke memori yang terletak di bagian bawah modul utama. Ada 14 garis berpalang, satu untuk setiap matriks pada tumpukan. Untuk menulis 0 bit, driver kunci yang sesuai diaktifkan, dan arus yang melalui jalur penghambat mencegah inti dari beralih ke 1. Setiap baris digerakkan oleh modul ID-1 dan ID-2 (write driver jalur penghambat) dan sepasang transistor. Resistor 20,8 ohm presisi tinggi di bagian atas dan bawah papan mengontrol arus pemblokiran. Kabel flex 14-kawat di sebelah kanan menghubungkan driver ke 14 kabel penghambat di tumpukan papan inti.


Papan larangan di bagian bawah modul memori. Papan ini menghasilkan 14 sinyal penghambatan yang digunakan selama perekaman.

Memori driver jam


Driver jam adalah sepasang papan yang menghasilkan sinyal jam untuk modul memori. Segera setelah komputer memulai operasi memori, berbagai sinyal jam yang digunakan oleh modul memori dihasilkan secara tidak sinkron oleh driver jam modul. Papan penggerak jam terletak di bagian bawah modul, di antara tumpukan dan papan larangan, sehingga papan sulit dilihat.


Papan driver jam berada di bawah tumpukan memori utama, tetapi di atas papan kunci

Komponen biru papan pada foto di atas adalah potensiometer multi-putaran, mungkin untuk menyesuaikan waktu atau tegangan. Resistor dan kapasitor juga terlihat di papan. Diagram menunjukkan beberapa modul MCD (Memory Clock Driver), tetapi tidak ada modul yang terlihat di papan. Sulit untuk mengatakan apakah ini karena visibilitas terbatas, perubahan sirkuit atau adanya papan lain dengan modul ini.

Panel I / O memori


Papan modul memori terakhir adalah panel I / O, yang mendistribusikan sinyal antara papan modul memori dan seluruh komputer LVDC. Konektor 98-pin berwarna hijau di bagian bawah terhubung ke sasis memori LVDC, memberikan sinyal dan daya dari komputer. Sebagian besar konektor plastik rusak, karena kontak yang terlihat. Papan distribusi terhubung ke konektor ini dengan dua kabel fleksibel 49-pin di bagian bawah (hanya kabel depan yang terlihat). Kabel fleksibel lainnya mendistribusikan sinyal ke papan driver X (kiri), papan driver Y (kanan), papan amplifier pembaca (di atas), dan papan larangan (bawah). 20 kapasitor di papan memfilter daya yang disuplai ke modul memori.


- . ,


Modul memori inti LVDC menyediakan penyimpanan yang ringkas dan andal. Hingga 8 modul memori dapat ditempatkan di bagian bawah komputer. Ini memungkinkan komputer untuk menyimpan 32 kilovord kata-kata 26-bit, atau 16 kiloward dalam mode "duplex" yang sangat andal.

Salah satu fitur menarik dari LVDC adalah modul memori dapat dicerminkan untuk keandalannya. Dalam mode "duplex", setiap kata disimpan dalam dua modul memori. Jika kesalahan terjadi dalam satu modul, kata yang benar dapat diperoleh dari modul lain. Meskipun ini memberikan keandalan, itu mengurangi jejak memori. Atau, modul memori dapat digunakan dalam mode "simpleks", dengan setiap kata disimpan satu kali.


LVDC menampung hingga delapan modul memori CPU

Modul memori inti magnetik memberikan representasi visual waktu ketika modul 5 pon (2,3 kg) diperlukan untuk menyimpan 8 KB. Namun, memori ini sangat sempurna untuk masanya. Perangkat serupa tidak lagi digunakan pada 1970-an dengan munculnya semikonduktor DRAM.

Isi RAM disimpan ketika daya dimatikan, sehingga kemungkinan modul masih menyimpan perangkat lunak sejak terakhir kali Anda menggunakan komputer. Ya, ya, Anda dapat menemukan sesuatu yang menarik di sana bahkan setelah beberapa dekade. Mungkin ingin tahu untuk mencoba memulihkan data ini, tetapi sirkuit yang rusak menimbulkan masalah, sehingga isinya mungkin tidak akan dapat diekstraksi dari modul memori untuk dekade berikutnya.

Apa lagi yang berguna untuk dibaca di blog Cloud4Y

→Telur paskah di peta topografi Swiss
→ Merek komputer tahun 90-an, bagian 1
→ Bagaimana ibu peretas memasuki penjara dan menginfeksi komputer bos
→ Diagnostik koneksi jaringan pada router virtual EDGE
→ Bagaimana bank "pecah"

Berlangganan ke saluran Telegram kami agar tidak ketinggalan artikel lain! Kami menulis tidak lebih dari dua kali seminggu dan hanya untuk bisnis. Kami juga mengingatkan Anda bahwa Cloud4Y dapat menyediakan akses jarak jauh yang aman dan andal ke aplikasi bisnis dan informasi yang diperlukan untuk memastikan kelangsungan bisnis. Pekerjaan jarak jauh merupakan penghalang tambahan untuk penyebaran coronavirus. Detail ada di manajer kami.

More articles:


All Articles