1.3.3. Пам’ять на магнітних осердях
Пам’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.
Феритові 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 окисел 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 (частки мм) роблять якомога меншим для швидкого перемагнічування. Швидке перемагнічування осердь визначає швидкодію запам’ятовуючих пристроїв. Вона для кращих зразків таких пристроїв пам’яті становила 106 переключень 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 сигналу нема, і цьому можна співставити логічний „0”, якщо струм перемагнічує кільце, то це означає, що в ньому була закладена логічна „1”.
а) Схема передачі інформації між кільцями
Схема послідовного з’єднання двох магнітних осердь показана на рис 1.15. Кожне кільце має чотири обмотки:
Імпульс струму, за допомогою якого записується інформація подається на вхідну обмотку . При цьому імпульсі феритове кільце намагнічується певним чином. Воно може зберігати цей стан (логічні „1” або „0”) практично нескінченно довгий час.
Обмотки заборони мають наступне призначення: при подачі на них сигналу будь який імпульс із вхідної котушки не може змінити стан феритового кільця.
Тактові обмотки служать для індикації стану феритового кільця. Якщо при подачі на них сигналу стан феритового кільця не змінюється значить в ньому закодований „0”, а якщо змінюється –то закодована „1”. Крім того, тактові обмотки синхронізують роботу всього лічильного пристрою.
Рис.1.15. Послідовне з’єднання двох магнітних осердь.
Вихідні обмотки служать для передачі імпульсів струму між кільцями.
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 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 наступній таблиці, де стрілками, направленими в протилежні сторони умовно позначено два стани намагнічення кілець, що відповідають „0” і „1”.
б) Приклад логічної схеми на феритових кільцях
На 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 нема сигналу А, то поява сигналу В теж може визвати перекидання М3.