1.3.3. Пам’ять на магнітних осердях

П

Рис. 1.13. Прямокутна матриця феритових осердь

ам’ять на магнітних осердях (англ.: magnetic core memory) або феритова пам’ять (англ.: ferrite memory) – запам’ятовуючий пристрій, що зберігає інформацію у вигляді намагніченості невеликих феритових осердь [4].

Як пристрій зберігання інформації феритове осердя вперше було застосоване на початку 50-их років ХХ століття в цифрових обчислювальних машинах першого покоління. Пам’ять на таких осердях була основним типом комп’ютерної пам’яті до середини 1970-их років (див. рис. 1.13).

Ф

Рис. 1.14. Схема розміщення провідників в матриці феритових кілець

еритові осердя виготовлялись найчастіше у формі кілець з магнітожорсткого заліза з майже прямокутною петлею гістерезису і двома стійкими станами залишкової намагніченості. Ферит за хімічною структурою є окислом феромагнітного матеріалу, змішаного з магнітним залізняком. Основним елементом пристрою управління і арифметичного пристрою був тригер на електронних лампах.

Феритові кільця найчастіше розставляються в прямокутну матрицю, через кожне кільце якої проходить, в залежності від конструкції запам’ятовуючого пристрою, від двох до чотирьох провідників (див. рис. 1.14). Ці провідники відіграють роль котушок, намотаних на кільця для їх перемагнічування. Діаметр таких кілець (менше 1мм) роблять якомога меншим для швидкого перемагнічування. Швидке перемагнічування осердь визначає швидкодію запам’ятовуючих пристроїв. Вона для кращих зразків таких пристроїв пам’яті становить 10⁶ перемикань за секунду. Стан намагнічення кільця, тобто записаний код, визначається пробним імпульсом струму, який подається на тактову обмотку. Якщо цей імпульс не перемагнічує кільце, то на виході сигнал відсутній (логічний „0”), якщо струм перемагнічує кільце, то це означає, що в ньому була закладена логічна „1” [5].

Схема передачі інформації між кільцями

Схема послідовного з’єднання двох магнітних осердь показана на рис  1.15. Кожне кільце має чотири обмотки. Робота схеми:

1. Імпульс струму, за допомогою якого записується інформація подається на вхідну обмотку. При цьому феритове кільце намагнічується певним чином. Воно може зберігати цей стан (логічні „1” або „0”) практично нескінченно довгий час.

2. При подачі сигналу на обмотки заборони будь який імпульс із вхідної котушки не може змінити стан феритового кільця.

3. Тактові обмотки служать для індикації стану феритового кільця. Якщо при подачі сигналу на них стан феритового кільця не змінюється, це означає, що в ньому закодований „0”, а якщо змінюється – то закодована „1”. Крім того, тактові обмотки синхронізують роботу всього лічильного пристрою.

4. В

   

   Рис. 1.15. Послідовне з’єднання двох магнітних осердь

   ихідні обмотки служать для передачі імпульсів струму між кільцями.

Таблиця 1.

Вхідний імпульс	Імпульс тактової обмотки	М1	М2
0	-	←0	←0
-	1	←0	←0
1	-	→1	←0
-	1	←0	→1
0	-	←0	→1
-	1	←0	←0*
* - інформація „1”передана в комірку, наступну за кільцем М2

Приведемо приклад передачі біту інформації від одного феритового кільця до іншого (див. табл. 1). Нехай вихідний стан 2-х феритових кілець М₁ і М₂ – „0”. При подачі на вхід першого кільця імпульсу струму і відсутності сигналу в тактовій обмотці кільце М₁ перемагнітиться і перейде в стан „1” . Цей імпульс струму не може пройти на вхід другого кільця і перемагнітити його внаслідок включення діода, який знаходиться у вихідній обмотці, проти струму. Діод не пропускає цей імпульс у вхідну котушку другого кільця і воно залишиться в стані „0”. При відсутності імпульсу у вхідній котушці і подачі імпульсу на тактову обмотку він переводить стан першого кільця в „0” і має такий напрямок що проходить через діод і переводить друге кільце в стані „1”. Таким чином відбулася передача логічної „1” з кільця 1 в кільце 2. Сказане вище проілюстровано в таблиці, де стрілками, направленими в протилежні сторони умовно позначено два стани намагнічення кілець, що відповідають „0” і „1”.

28

Приклад логічної схеми на феритових кільцях

Н

Рис. 1.16. Логічна операція кон’юнкції на трьох феритових кільцях

а рис. 1.16. показано схему, яка реалізує логічну операцію коньюнкції („ І ”). Цю схему можна назвати також схемою співпадань. Імпульс на виході кільця М₃ з’являється тільки при одночасній появі імпульсів на входах А і В. В цьому випадку кільце М₂ свого стану не змінює, оскільки сигнал В подано на обмотку заборони. Тому не з’являється сигнал і на обмотці заборони кільця М₃, і воно перекидається черговим тактовим імпульсом, даючи на виході імпульс, який відповідає логічній „1”. Якщо ж сигнал В відсутній, то сигнал А перекидає кільце М₂, а вихідний сигнал з цього кільця забороняє перекидання кільця М₃. Якщо немає сигналу А, то поява сигналу В теж може визвати перекидання М₃.

Можливі варіанти станів схеми на рис. 1.16 зведені в таблицю 2.

Імпульс на вході	М1	М2	М3
Тільки А	1	1	0
Тільки В	0	0	0
А і В	1	0	1

Таблиця 2.

29