DigiSim

磁芯存储器

4K × 12存储子系统 / 三板重建

历史装配
磁芯板 · 4K × 12

49,152个静止铁氧体磁芯,由三根导线穿过。

字1573₈ · 位00
正在准备磁芯总成正在构建存储器与仪表…
X选通Y选通读出/抑制
空闲 · 数据保持0 ns
物理时间独立于展示速度。

驱动电流与磁芯平面读出

X Y |Iinh| 原始/虚线滤波

被探测磁芯B–H轨迹

计算
读出放大器输出0.00 V
读出判定—
读出数据锁存—
写入/恢复—
读出选通关闭
完整地址空间

4,096字。每个地址十二位。

地址1573₈

每方格为一个字。亮度表示由其十二磁芯推导的存储1数量。

X选通一行。
Y选通一列。

橙色:寻址字。
青/金:半选通邻芯。
文档位0为最高有效位。

引导实验

读出会改变存储。

01 / 06

导览操作与展品相同的物理模型及存储。

参考规格

有据可查的结构。明确说明的模型。

参考:三线4K × 12位磁芯存储子系统。展品重建文档存储结构及工作流程。下方明确区分照片推导尺寸与磁响应模型;现有证据不足以声称与某一现存序列号装配件计量一致。

1. 历史装配

参考对象为原始平面磁芯板,以及读出/抑制板与X/Y驱动板电路。David Gesswein的照片识别周围的读出/抑制板及X/Y驱动板。制造商1973年9月维修手册记录此三板结构。选定范围为此三板存储子系统:处理器、整机机箱与每个电路的晶体管级运行不在复刻范围内。屏幕控制提供地址、数据及时序信号。模型每字十二数据位,且无奇偶校验平面.

候选文档结构选择
早期四线存储4,096 × 12;每芯四根独立线:X、Y、读出与抑制。驱动及读出电路不同。有用的历史对照。参见四线前代手册,第4-12–4-16页.
三线存储子系统4,096 × 12;共用读出/抑制绕组的三线符合电流存储。已选定。制造商图与所有者高清扫描共同记录运行及物理布局。参见制造商手册,第3-60–3-68页.

2. 证据与重建限制

有据可查表示制造商手册所述或所绘。测量估计表示所有者公开的近似测量或观察。工程近似表示为此解释模型选定的数值或构造。

特征参考规格证据类别
容量4,096字 × 12位 = 49,152环形磁芯。每逻辑位平面为64 × 64。X/Y线穿过全部十二磁芯平面;每条完整选通导线穿过768磁芯。有据可查
制造商第3-60、3-62、3-66页。
磁芯平面物理布局四列 × 三个位平面,每阵分成两条64列 × 32行条带。使用的连接器朝上时,磁芯平面行序为9 · 6 · 3 · 0, 10 · 7 · 4 · 1, 11 · 8 · 5 · 2.有据可查
制造商图3-37与3-38,第3-67–3-68页。
地址与位序X线水平选行;Y线垂直选列。MA0–5选择X,MA6–11选择Y。制造商位0为最高有效位。八进制地址显示为XXYY.有据可查
制造商第3-73–3-78页;所有者特写。
读出/抑制电路每位一条共用绕组,两端连接差分读出电路,中心抽头接抑制驱动器。平衡变压器均衡两条抑制支路。绕组在配对磁芯条带之间交叉。有据可查
制造商图3-36,第3-65、3-79、3-85页。细部线路由扫描重建。
磁芯与导线尺寸磁芯占位约0.0148 × 0.025 in(0.37592 × 0.635 mm);重建行距0.37592 mm、列距0.635 mm;环外径0.022 in(0.5588 mm)、轴向厚度0.007 in(0.1778 mm);线径约0.003 in(0.0762 mm,约40 AWG)。测量估计
所有者磁芯板测量。这些不是工厂公差。0.007 in是厚度,不是孔径。
孔径与磁几何模型采用0.30 mm孔径。平均磁路约1.349 mm;有效矩形截面约0.0230 mm²。重建板外形265 × 210 mm,基材厚1.65 mm。精确胶层与微小机械间隙为估计。工程近似
未找到带尺寸的制造商孔径或材料规格。
电路板与材料板轮廓、主要部件组、连接器、磁芯平面与特征线路依据图及照片。精确部件坐标、走线图案、连接器公差、漆层、胶、铁氧体表面及反射仍是照片重建。工程近似
磁芯板、读出/抑制板及X/Y驱动板照片用作参考;精确序列号、日期及作为一套匹配安装板组的来源未经验证。

3. 磁与电模型

每芯保留剩磁状态。带符号X、Y及共用读出/抑制电流决定有效磁化力。模型按带磁滞的时间相关切换规律推进磁通密度;读出信号由磁通变化使用下式推导:v = −N dΦ/dt,以及Φ = B A。采样门期间比较滤波信号与阈值。所得十二位锁存器供给读出恢复周期;写入操作替换为请求字。示波器与探针读取同一计算。

参数数值与解释证据类别
选通电流X = 370 mA、Y = 370 mA标称值。各路已是半选通电流,合计在选芯提供740 mA-turn等效激励。历史热敏电阻随温度调节驱动。有据可查
制造商第4-21页.
抑制电流标称340 mA。反向于写入施加,在受抑制选芯剩约400 mA-turn。模型将340 mA解释为每条平衡磁芯支路电流。标称有文档;支路解释为推断
制造商第4-22及3-85页。电源依赖与完整模拟驱动行为简化。
磁滞剩磁Bᵣ = 0.190 T;饱和尺度Bₛ = 0.235 T;切换阈值NIc = 0.520 A-turn,得到Hc ≈ 385 A/m,采用模型磁路长度。可逆响应与有限切换时间产生显示回线。工程近似
这些值建立一致的半选通与抑制裕量,不是原铁氧体实测常数。
读出放大器SENSE ICG典型差分增益85,在选通前检测任一输入极性。这解释了相反S/I绕组极性均能读存储1。有文档的典型行为
制造商附录A.11,第A-12页。
动态与读出切换时间尺度45 ns除以磁过驱动;25 ns驱动电流斜坡;12 ns读出滤波;8 mV输入阈值。重建绕组在X条带分界与相邻Y列赋予相反差分符号。工程近似
拓扑依据制造商图3-36;数值动态与重复绕组符号为降阶重建,不是校准SPICE或微磁解。

电压探针显示感应法拉第分量。抑制端电压还含模型省略的电阻与驱动贡献。包含可逆磁拾取;热噪声、电容串扰、传输线振铃、发热与铁氧体老化在计算范围外。

时间尺度与采样

制造商规定1.2 µs读出恢复周期与处理器修改数据的1.4 µs周期。标称时序图中读SOURCE为100–450 ns,RETURN为100–500 ns。快速写SOURCE及INHIBIT为750–1100 ns;慢速对应950–1300 ns。RETURN延续50 ns放电。参见制造商图3-26,第3-54–3-56页.

全局STROBE与采样放大器的约35 ns TIME STROBE不同。展品采用代表性的285–320 ns采样窗口;历史位置可按10 ns步进调节。播放减慢周期供观察,仪表保留纳秒单位。场箭头、状态配色、透明与分离视图是解释叠层。

断电保留剩磁。制造商保护电路先完成正在写入的周期,再关闭存储电流源(第3-73页)。不恢复读出是刻意的教学实验。初始模式、存档加载与直接设置控制定义初始条件,不是瞬间硬件擦除。

4. 随附的旧教学模型审计

原始DigiSim-Core-Memory(1).html在重建前由提供包作者审计。下列观察涉及早期8 × 8演示;它们是历史源码说明,不是此次博物馆集成的新验收证据。

原始源码所见本模型解决的后果
Ir()暴露64元素数组,每位存为+1或−1。复刻表示全部49,152磁芯,并呈现十二位字、选通路径及磁状态。
of()将原位捕获到oldBit并预先赋给restoreBit用于读出。恢复必须使用采样读出锁存器。采样失败不能靠隐藏的读前位副本修复。
Ev()在标量场越过规定±1.5阈值时改变位并直接设置读出结果。切换、磁通变化、读出与锁存是独立因果阶段,具有物理单位及明确校准限制。
wv()根据幅度及持续时间绘制选定正弦脉冲。读出曲线来自变化磁通,再滤波与采样;不是独立绘制的成功脉冲。
rf()使用下式清空数组:bits.fill(-1).设置重置与存储操作区分。物理清零须寻址读写周期;断电不擦除磁芯。

5. 数值验证

物理与流程检查覆盖全部4,096地址、破坏性读出、两种读出极性、写零抑制、半选通邻芯保持、法拉第电压与显式磁通求和对照、读出失败造成恢复损坏、绕线故障、断电保持及4,096周期物理清零。另验确定性重放、检查点续行、1 ns与5 ns积分及RETURN时寄存器清除。这些验证声明模型的内部一致性,不替代原硬件测量。

6. 原始参考

  1. 制造商维修手册,卷1:处理器,1973年9月 — 第3章。时序:第3-54–3-56页。存储构造及操作:第3-60–3-91页。
  2. 同一制造商手册 — 第4章起。电流校准、温度跟踪与选通调整:第4-21–4-22页。双极性读出与典型增益:附录A.11,第A-12页。
  3. David Gesswein的一手扫描:磁芯板照片; 1200 dpi单个位平面; 读出/抑制板; X/Y驱动板.
  4. 四线前代维修手册,卷1,第4-12–4-16页,介绍不同的四线前代。

制造商文档建立结构与标称操作行为。所有者观察提供照片外观与近似尺寸。其余几何、材料及磁参数均为明确重建选择。

7. 软件与检查说明

提供的独立档案含MIT许可开源三维库及环绕控制器,源码包保留原声明。本博物馆集成使用共享渲染依赖,并经博物馆资源路径加载模块。历史参考链接仅在选中时打开。

整字视图将物理位平面对应编号数据位,分别显示存储磁化、读出锁存与写入源。原始磁芯平面电压及虚线滤波输入共享±100 mV示波通道;金色标记显示采样门内读出阈值。S/I探针采用带符号支路参考,示波器绘正抑制幅值。探针旁带符号匝数决定净安匝贡献。

爆炸视图横向展开板面。偏移为显示位置,不是安装尺寸。重放加载仿真检查点并重复操作,是检查便利功能,不是逆转物理时间的硬件动作。硬件清零执行4,096次实际模型写入,耗费5.7344 ms物理时间。