磁芯存儲(chǔ)器的構(gòu)成及相關(guān)描述

術(shù)語(yǔ)“核心”來(lái)自傳統(tǒng)的變壓器，其繞組環(huán)繞磁芯。 在核心存儲(chǔ)器中，導(dǎo)線通過(guò)任何給定的核心 - 它們是單圈設(shè)備。 用于存儲(chǔ)器核心的材料的性質(zhì)與用于電力變壓器的材料的性質(zhì)顯著不同。 用于核心存儲(chǔ)器的磁性材料需要高度的磁剩磁，保持高度磁化的能力和低矯頑力，從而需要更少的能量來(lái)改變磁化方向。 核心可以采用兩種狀態(tài)，編碼一位，當(dāng)“感應(yīng)線”“選擇”時(shí)可以讀取。 即使存儲(chǔ)器系統(tǒng)斷電(非易失性存儲(chǔ)器)，核心存儲(chǔ)器內(nèi)容也會(huì)保留。 但是，當(dāng)讀取內(nèi)核時(shí)，它會(huì)重置為“零”值。 然后，計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器系統(tǒng)中的電路在立即重寫周期中恢復(fù)信息。

運(yùn)作最常見(jiàn)的核心存儲(chǔ)器形式，X / Y線重合電流，用于計(jì)算機(jī)的主存儲(chǔ)器，由大量小環(huán)形亞鐵磁陶瓷鐵氧體(磁芯)組成網(wǎng)格結(jié)構(gòu)(組織為“堆疊“稱為平面的層”，電線穿過(guò)核心中心的孔。在早期系統(tǒng)中有四條線：X，Y，Sense和Inhibit，但后來(lái)的核心將后兩條線組合成一條Sense / Inhibit線。每個(gè)環(huán)形線圈存儲(chǔ)一位(0或1)。每個(gè)平面中的一個(gè)位可以在一個(gè)周期內(nèi)被訪問(wèn)，因此一個(gè)字?jǐn)?shù)組中的每個(gè)機(jī)器字被分布在一堆“平面”上。每個(gè)平面將并行操作一個(gè)字的一位，允許在一個(gè)周期內(nèi)讀取或?qū)懭胪暾淖?。核心依賴于用于制造環(huán)形的鐵氧體材料的“方形環(huán)”特性。穿過(guò)芯的導(dǎo)線中的電流產(chǎn)生磁場(chǎng)。只有大于某一強(qiáng)度的磁場(chǎng)(“選擇”)才能使磁芯改變其磁極性。為了選擇存儲(chǔ)器位置，X和Y中的一條線被驅(qū)動(dòng)一半的電流(“半選擇”)以引起這種改變。只有在X和Y線交叉處產(chǎn)生的組合磁場(chǎng)(邏輯AND功能)足以改變狀態(tài);其他核心只能看到所需字段的一半(“半選”)，或根本沒(méi)有。通過(guò)沿特定方向驅(qū)動(dòng)電流通過(guò)導(dǎo)線，所產(chǎn)生的感應(yīng)場(chǎng)迫使所選擇的磁芯的磁通量沿一個(gè)方向或另一個(gè)方向(順時(shí)針或逆時(shí)針)循環(huán)。一個(gè)方向是存儲(chǔ)的1，而另一個(gè)是存儲(chǔ)的0。磁芯的環(huán)形形狀是優(yōu)選的，因?yàn)榇怕肥情]合的，沒(méi)有磁極，因此外部磁通很少。這允許核心緊密堆積在一起而不允許它們的磁場(chǎng)相互作用。核心陣列中的交替45度定位有助于減少任何雜散耦合。

讀寫為了讀取一些核心存儲(chǔ)器，電路通過(guò)驅(qū)動(dòng)在該核心處相交的所選X和Y線，試圖將該位翻轉(zhuǎn)到指定為0狀態(tài)的極性。1、如果該位已經(jīng)為0，則核心的物理狀態(tài)不受影響。2、如果該位先前為1，則核心改變磁極性。在延遲之后，這種變化會(huì)將電壓脈沖感應(yīng)到Sense線。檢測(cè)到這種脈沖意味著該位最近包含1.脈沖的缺失意味著該位包含0.檢測(cè)電壓脈沖的延遲稱為核心存儲(chǔ)器的訪問(wèn)時(shí)間。在任何這樣的讀取之后，該位包含0.這說(shuō)明了為什么核心存儲(chǔ)器訪問(wèn)被稱為破壞性讀?。鹤x取核心內(nèi)容的任何操作都會(huì)擦除這些內(nèi)容，并且必須立即重新創(chuàng)建它們。為了寫入一些核心存儲(chǔ)器，該電路假定存在讀操作并且該位處于0狀態(tài)。要寫入1位，驅(qū)動(dòng)選定的X和Y線，電流方向與讀操作方向相反。與讀取一樣，X和Y線交叉處的磁芯改變磁極性。要寫入0位(換句話說(shuō)，禁止寫入1位)，也會(huì)通過(guò)Inhibit線發(fā)送相同數(shù)量的電流。這將流過(guò)相應(yīng)磁芯的凈電流減小到選擇電流的一半，從而抑制極性的變化。訪問(wèn)時(shí)間加上重寫時(shí)間是內(nèi)存循環(huán)時(shí)間。

其他形式的核心記憶字線核心存儲(chǔ)器通常用于提供寄存器存儲(chǔ)器。此類型的其他名稱是線性選擇和2-D。這種形式的核心存儲(chǔ)器通常在平面上通過(guò)每個(gè)核心，字讀取，字寫入和位感測(cè)/寫入編織三條線。為了讀取或清除字，將全電流施加到一個(gè)或多個(gè)字讀取線;這會(huì)清除所選擇的內(nèi)核，并且任何觸發(fā)都會(huì)在其位讀/寫線中產(chǎn)生電壓脈沖。對(duì)于讀取，通常只選擇一個(gè)字讀取線;但是為了清楚，可以選擇多個(gè)字讀取線，同時(shí)忽略位感測(cè)/寫入行。為了寫入字，將半電流施加到一個(gè)或多個(gè)字寫入線，并且將半電流施加到每個(gè)位感測(cè)/寫入線以用于要設(shè)置的位。在一些設(shè)計(jì)中，讀取字和字寫入行被組合成單個(gè)導(dǎo)線，從而產(chǎn)生每位只有兩個(gè)導(dǎo)線的存儲(chǔ)器陣列。對(duì)于寫入，可以選擇多個(gè)字寫入行。這提供了優(yōu)于X / Y線重合電流的性能優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樵趩蝹€(gè)周期中可以清除或?qū)懭刖哂邢嗤档亩鄠€(gè)字。典型的機(jī)器寄存器組通常只使用這種形式的核心存儲(chǔ)器的一個(gè)小平面。使用這種技術(shù)構(gòu)建了一些非常大的存儲(chǔ)器，例如CDC 6600中的擴(kuò)展核心存儲(chǔ)(ECS)輔助存儲(chǔ)器，其高達(dá)200萬(wàn)個(gè)60位字。另一種稱為核心繩索內(nèi)存的核心內(nèi)存提供了只讀存儲(chǔ)。在這種情況下，具有更多線性磁性材料的磁芯僅用作變壓器;沒(méi)有信息實(shí)際上存儲(chǔ)在各個(gè)核心內(nèi)。這個(gè)詞的每個(gè)部分都有一個(gè)核心。讀取給定存儲(chǔ)器地址的內(nèi)容在對(duì)應(yīng)于該地址的導(dǎo)線中產(chǎn)生電流脈沖。每條地址線都穿過(guò)一個(gè)核心來(lái)表示二進(jìn)制，或者在該核心的外部，以表示二進(jìn)制。正如所料，內(nèi)核比讀寫內(nèi)核的內(nèi)核要大得多。這種類型的內(nèi)存非?？煽?。一個(gè)例子是用于月球著陸的阿波羅指導(dǎo)計(jì)算機(jī)。