🐸 🎳 🤚 土星5火箭磁芯上的记忆 🐔 🕷️ 🚡

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

1960年代中期改进了此内存模块。为了创建它，使用了用于表面安装的组件，混合模块和灵活的连接，这使它比当时的普通计算机内存小了一个数量级，而且更轻。但是，内存模块只允许存储4096个26位字。

磁芯内存模块。该模块存储来自26个数据位和2个奇偶校验位的4K字。四个内存模块的总容量为16,384个字，重量为2.3千克，尺寸为14厘米×14厘米×16厘米。

飞往月球的飞行始于1961年5月25日，当时肯尼迪总统宣布美国将在十年末之前将一个人降落在月球上。为此，使用了三级火箭Saturn 5，这是有史以来最强大的火箭。土星5由运载工具第三阶段的计算机控制（这里有更多关于它的控制），该过程从起飞进入地球轨道开始，然后到登月。（那时，阿波罗号飞船与土星5号火箭分离，LVDC任务已经完成）。

LVDC安装在底架中。圆形连接器在计算机正面可见。使用了8个电连接器和两个用于液体冷却的连接器

LVDC只是阿波罗船上的几台计算机之一。LVDC连接到一架45磅模拟计算机的飞行控制系统。阿波罗制导计算机（AGC）机载导航计算机将飞船指向月球表面。命令模块包含一个AGC，而登月模块包含第二个AGC以及Abort导航系统（备用应急计算机）。

阿波罗号上有几台电脑

单元逻辑设备（ULD）

LVDC是使用一种有趣的混合技术（称为ULD，单位负载设备）创建的。虽然它们看起来像集成电路，但ULD模块包含几个组件。他们使用简单的硅晶体，每个硅晶体只有一个晶体管或两个二极管。这些矩阵与印刷的厚膜印刷电阻器一起安装在陶瓷板上，以实现诸如逻辑门之类的电路。这些模块是为IBM流行的S / 360系列计算机开发的Solid Logic Technology（SLT）模块的变体。 IBM在集成电路开始商业化之前的1961年开始开发SLT模块，到1966年，IBM每年生产超过1亿个SLT模块。

如下图所示，ULD模块明显小于SLT模块，这使其更适合于紧凑型计算机.ULD模块使用陶瓷涂层垫代替SLT中的金属引脚，并且在顶表面上具有金属触点而不是引脚。板上的夹具将ULD模块固定在适当的位置，并连接到这些引脚。

为什么IBM用SLT代替集成电路？主要原因是集成电路仍处于起步阶段，它们是1959年发明的。 1963年，SLT模块比集成电路具有成本和性能优势。但是，与集成电路相比，SLT模块通常被认为是向后的。 SLT模块优于集成电路的优势之一是SLT中的电阻比集成电路中的电阻准确得多。在制造过程中，对SLT模块中的厚膜电阻器进行了彻底的喷砂处理，以去除电阻膜，直到获得所需的电阻为止。 SLT也比1960年代的同类集成电路便宜。

LVDC和相关设备使用了50多种不同类型的ULD。

SLT模块（左）明显大于ULD模块（右）。 ULD的尺寸为7.6 mm×8 mm

，下图显示了ULD模块的内部组件。陶瓷板上的左侧是可见导体，该导体连接到四个微小的方形硅晶体。它看起来像印刷电路板，但请记住，它比钉子小得多。右侧的黑色矩形是印在板底面上的厚膜电阻器。

ULD，俯视图和仰视图。可以看到硅晶体和电阻器。 SLT模块的上表面带有电阻，而ULD模块的底部带有电阻，这增加了密度并降低了成本

在下面的照片中，您可以看到来自ULD模块的硅晶体，该晶体具有两个二极管。大小异常小；为了进行比较，附近有糖晶体。晶体通过焊接到三个圆圈的铜球具有三个外部连接。下部的两个圆（两个二极管的阳极）被合金化（较暗的区域），而上部的右圆是连接到基极的阴极。

糖晶体旁边的两二极管硅晶体的照片

磁芯存储器如何工作

自1950年代以来，磁芯存储器一直是计算机上数据存储的主要形式，直到1970年代它被半导体存储设备所取代。内存是由称为铁心的微小铁氧体环创建的。铁氧体磁环按矩形矩阵排列，每条磁环中有2至4条线穿过以读取和写入信息。允许存储一比特信息的环。磁芯通过流过铁氧体环的导线被电流脉冲磁化。一个铁芯的磁化方向可以通过向相反方向发送脉冲来改变。

要读取铁心值，当前脉冲将环置于状态0。如果铁心先前处于状态1，则不断变化的磁场会在穿透铁心的一根导线中产生电压。但是，如果磁芯已经处于状态0，则磁场将不会改变，并且感应线中的电压也不会升高。因此，通过将内核中的位值重置为零并检查感测线上的电压来读取内核中的位值。磁芯存储器的一个重要特征是读取铁氧体环的过程破坏了其含义，因此必须“重写”磁芯。

使用单独的导线改变每个磁芯的磁化强度是很不方便的，但是在1950年代，开发了一种铁氧体存储器，其工作原理是匹配电流。四线电路（X，Y，读取，禁止）已被普遍接受。该技术使用了磁芯的一种特殊特性，即磁滞特性：小电流不会影响铁氧体存储器，但是电流高于阈值将使磁芯磁化。当以所需电流的一半向一条线X和一条线Y供电时，只有两条线交叉的磁芯才有足够的电流用于磁化反转，而其他磁芯则保持完整。

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

下图显示了一个矩形LVDC存储矩阵。 8该矩阵具有128条垂直延伸的X线和64条水平延伸的Y线，每个交叉点都有一个芯。唯一的读取导线穿过所有平行于Y形导线的导线。写入线和禁止线穿过平行于X线的所有线。导线在矩阵的中间相交；因为来自一半的噪声抵消了来自另一半的噪声，所以这降低了感应噪声。

一个包含8192位的LVDC铁氧体存储矩阵。通过外部引脚连接到其他矩阵

上面的矩阵有8192个元素，每个元素都节省了一位。为了保留存储字，几个基本矩阵加在一起，每个字对应一个。 X和Y线穿过所有主要矩阵穿过蛇。每个矩阵都有单独的读取行和禁止写入的行。LVDC存储器使用了14个基本矩阵（如下）的堆栈，这些矩阵存储13位音节以及一个奇偶校验位。

LVDC堆栈由14个主要矩阵组成

在磁芯上写入内存需要额外的导线，即所谓的禁止线。每个矩阵都有一条禁止线，刺穿了其中的所有核心。在记录过程中，电流通过X和Y线，将选定的环磁化（每个平面一个）到状态1，单词中全为1。为了在位位置写入0，向该线馈送与X线相反的一半电流，结果，内核保持在0。因此，禁止线不允许内核转到1。通过激活相应的禁止线，可以将任何所需的字写入存储器。

LVDC内存模块

LVDC内存模块的物理设计如何？内存模块的中心是前面显示的14个铁磁内存矩阵的堆栈。它被几个带有控制X和Y线以及禁止线，位线，错误检测和必要时钟信号生成的电路的电路板包围。

通常，大多数与存储器相关的电路都在LVDC的计算机逻辑中，而不在存储器模块本身中。特别地，计算机的逻辑包含用于存储地址和数据字以及串行和并行之间的转换的寄存器。它还包含用于位线，错误检查和时钟的读取电路。

指示关键组件的内存模块。MIB（多层互连板）是一个12层PCB

内存驱动板Y

通过将相应的行X和Y穿过主板的主堆栈，可以选择磁芯上的存储器中的单词。让我们从Y驱动器电路及其如何通过64条Y线之一产生信号的描述开始。该模块代替了64个单独的驱动器电路，而是通过使用8个“高”驱动器和8个“低”驱动器来减少电路数量。它们以“矩阵”配置连接，因此高和低驱动器的每种组合都会选择不同的线路。因此，8个“高”驱动器和8个“低”驱动器选择64（8×8）条Y线之一。

Y驱动器板（正面）控制板叠中的Y选择线

在下面的照片中，您可以看到一些控制Y选择线的ULD模块（白色）和晶体管对（金色）“ EI”模块是驱动器的心脏：它提供恒定电压脉冲（E）或通过恒定电流脉冲（I）通过选择线。选择线是通过在一端的电压模式下启动EI模块，在另一端的电流模式下启动EI模块来控制的。结果是一个脉冲，其正确的电压和电流足以使磁芯重新磁化。要花很多时间才能把它翻过来。电压脉冲固定为17伏，电流取决于温度范围为180 mA至260 mA。

显示六个ULD模块和六对晶体管的驱动器板Y的宏观照片。每个ULD模块都标有IBM部件号，模块类型（例如，“ EI”）和值不清楚的代码；该

板上还具有错误跟踪（ED）模块，该模块可检测何时同时激活多个选择线Y。半模拟解决方案：它使用电阻器网络将输入电压相加。如果生成的电压高于阈值，则触发按键。

驱动器板下方是一个二极管阵列，其中包含256个二极管和64个电阻器。该矩阵将来自驱动器板的8对上部信号和8对下部信号转换为通过64条Y线的连接，这些Y线通过主板栈。电路板顶部和底部的柔性电缆将电路板连接到二极管阵列。左侧的两根柔性电缆（在照片中不可见）和右侧的两根总线（其中一根可见）将二极管阵列连接到核心阵列。柔性电缆（在左侧可见）通过I / O板将Y卡连接至计算机的其余部分，而右下角的细柔性电缆则与时钟电路板连接。

X内存驱动板

控制X线的电路与Y电路类似，不同之处在于它有128条X线和64条Y线，由于X线的数量是原来的两倍，因此该模块下面有第二个X驱动器板。尽管X和Y板具有相同的组件，但接线是不同的。

该板及其下一个板控制着核心卡堆栈中的X条选定的线，

下图显示该板上的某些组件已损坏。其中一个晶体管被偏置，ULD模块被对半折断，另一个被折断。在损坏的模块上可以看到布线，那里也可以看到一个微小的硅晶体（在右侧）。在这张照片中，您还可以看到12层印刷电路板上的垂直和水平导电迹线。

损坏的板的特写

在驱动器板X下方是一个二极管X矩阵，其中包含288个二极管和128个电阻器。X二极管阵列使用与Y二极管板不同的拓扑结构，以避免组件数量加倍。与Y二极管板一样，该板包含垂直安装在两个印刷电路板之间的组件。此方法称为“软木”，可让您紧密包装组件。

二极管X矩阵的宏观照片显示了根据Cordwood技术在2个印刷电路板之间垂直安装的二极管。两个X驱动器板位于二极管板上，并用聚氨酯泡沫隔开。请注意，电路板彼此非常靠近。

记忆放大器

下图显示了读出放大器板。有7个通道用于从存储器堆栈中读取7位；下面的相同板将另外处理7位，共14位。读取放大器的目的是检测可磁化铁芯产生的微弱信号（20毫伏），并将其转换为1位输出。每个通道均包含一个差分放大器和一个缓冲器，然后是一个差分变压器和一个输出锁存器。在左侧，一条28芯柔性电缆连接到内存堆栈，从MSA-1模块（内存读取放大器）开始，将每条读取线的两端引到放大器电路。各个组件是电阻器（棕色圆柱体），电容器（红色），变压器（黑色）和晶体管（金黄色）。数据位通过右侧的柔性电缆离开读出放大器板。

禁止驱动程序用于写入位于主模块底部的内存。有14条禁止线，堆栈上每个矩阵对应一条。要写入0位，将激活相应的锁定驱动器，并且流经禁止线的电流可防止内核切换至1。每条线由ID-1和ID-2模块（写禁止线驱动器）和一对晶体管驱动。电路板顶部和底部的高精度20.8欧姆电阻器控制阻断电流。右侧的14线柔性电缆将驱动器连接到核心板叠中的14根抑制线。

内存板底部的禁止板。该板可生成14个在录制过程中使用的抑制信号。

时钟驱动器内存

时钟驱动器是一对为存储模块生成时钟信号的板。一旦计算机开始内存操作，模块时钟驱动程序就会异步生成内存模块使用的各种时钟信号。时钟驱动板位于模块的底部，位于堆栈和禁止板之间，因此很难看到该板。

时钟驱动器板在主存储器堆栈下方，但在锁定板上方

上图中的蓝板组件是多圈电位器，大概是用于调节时间或电压。电路板上也可以看到电阻器和电容器。该图显示了几个MCD（内存时钟驱动器）模块，但是板上没有可见的模块。很难说这是由于可见度有限，电路变化还是带有这些模块的另一块板引起的。

内存I / O面板

最后一个内存模块板是I / O面板，用于在内存模块板和LVDC计算机的其余部分之间分配信号。底部的绿色98针连接器已连接至LVDC内存机箱，可从计算机提供信号和电源。大多数塑料连接器已损坏，因此可以看到触点。配电板通过底部的两根49针柔性电缆连接到此连接器（仅可见前电缆）。其他柔性电缆将信号分配到X驱动器板（左），Y驱动器板（右），读取器放大器板（上）和禁止板（下）。板上的20个电容器会过滤提供给内存模块的电源。

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LVDC核心存储模块提供了紧凑，可靠的存储。计算机的下半部最多可以放置8个内存模块。这使计算机可以在高度可靠的“双工”模式下存储32 kv的 26位字，或16 kv。

LVDC的一项有趣功能是可以对存储模块进行镜像以提高可靠性。在“双工”模式下，每个字都存储在两个存储模块中。如果一个模块中发生错误，则可以从另一模块中获取正确的单词。尽管这提供了可靠性，但将内存占用空间减少了一半。或者，可以在“简单”模式下使用存储模块，每个字存储一次。

LVDC最多可容纳八个CPU内存模块

磁芯内存模块可以直观地表示需要5磅（2.3 kg）模块存储8 KB的时间。但是，这种记忆在当时非常完美。随着半导体DRAM的出现，类似的器件在1970年代不再使用。

关闭电源时会保存RAM的内容，因此自上次使用计算机以来，该模块仍可能存储软件。是的，是的，即使数十年后，您仍可以在其中找到一些有趣的东西。尝试恢复此数据会很奇怪，但是损坏的电路会产生问题，因此在未来十年中可能无法从内存模块中提取内容。

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