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.
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
- 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。
- 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。
- 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.
- 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。