Модуль памяти У-3203
Г.С. Смирнов
В 1970 г. Львом Богословским по теме «Галета» была начата разработка вычислительной машины для фотограмметрического комплекса «Аналит», предназначенного для обработки космических снимков с целью определения рельефа местности. Было решено разработать машину на конструктивно-технологической базе ЕС ЭВМ с широким использованием микросхем серии 133. Первоначально машину называли «Урал-21».
Для этой машины мною с коллегами, сотрудниками отдела памяти, разрабатывался модуль ферритовой памяти У-3203. Важнейшей целью разработки я считал преимущественное использование в электронном обрамлении ферритового куба серийных микроэлектронных компонент, что способствовало бы достижению повышенной надежности и в перспективе привело бы к снижению стоимости устройства.
В качестве запоминающих элементов нами использовались хорошо зарекомендовавшие себя сердечники М101П-4 из феррита литий-натриевой системы. Сердечники монтировались в рамках М3-2П, получались матрицы МЭ-11. Мы определили экспериментально, что в диапазоне рабочих температур +5 … + 50 градусов смещение области устойчивой работы F= f(Ix, Iy, Iz) матрицы МЭ-11 менее трех процентов. Ни терморегулирование импульсов тока, ни термостатирование ферритового куба не понадобились.
При последовательно соединенных координатных шинах 54-х матриц МЭ-11 в 54-разрядном кубе во время нарастания и спада импульса тока в адресованной шине в каждой шине из двух смежных с адресованной появлялась импульсная помеха. Для снижения величины такой помехи до уровня не более 15 мА мы с Г. Нефедовым ввели в ферритовый куб 6 коммутационных плат. Благодаря этому изменили порядок межсоединения координатных шин так, чтобы смежный с адресованной шиной участок был на протяжении не более 8-10 матриц.
Работа базировалась на завершенных НИР «Селектор» и «Сигма». В схеме возбудителя первичных обмоток матричного переключателя на 128 выходов использовались матрица интегрированных транзисторов 1НТ251 и матрица интегрированных диодов 2Д908А.
Показанное на схеме реле предназначено для блокировки выработки координатного тока по предупредительному сигналу «Отклонение напряжения» с целью защиты информации куба при отключении и включении напряжения питающей устройство сети переменного тока (220В, 50 Гц). Выбор возбудителя выполнялся схемой преобразования кода адреса, реализованной на микросхемах серии 133.
Импульсы тока запрета формировались с помощью токоограничивающего сопротивления и сильноточного интегрированного транзистора 2ТС613Б, коллектор которого соединен с обмоткой запрета, а база была подключена параллельно выходной обмотке матричного переключателя на 4 выхода. Матричный переключатель выполнен по схеме суммирования выходной мощности микросхем 1ЛБ337, причем количество суммируемых переключателем токов – 4, а суммируемых напряжений – 2, коэффициент трансформации 1:2. Количество обмоток запрета – 4, из них выбирается в рабочем цикле не более одной. Поэтому использование транзисторов интегрированной матрицы весьма эффективно.
Схема воспроизведения построена с использованием интегральной схемы усилителя 1УИ462Б и согласующего каскада на транзисторной матрице 2НТ173, обеспечивающего сопряжение нестандартных сигналов микросхемы 1УИ462Б и сигналов логических микросхем серии 133. В матрице МЭ-11 – четыре ортогональные обмотки считывания. Для уменьшения уровня помех в зоне временного стробирования использовано разнесение фронтов координатных импульсов тока.
Мы разработали модуль ферритовой памяти У-3203 (см. Проектирование вычислительных устройств и систем с помощью ЭВМ, Саратовский университет, 1978, с. 45-47) как функционально и конструктивно законченное устройство с регистрами адреса и слова, кубом памяти, схемой управления и синхронизации, блоками стабилизированных источников питания и панелью управления питанием. В нём предусмотрена схема защиты информации при включении или выключении питающей сети (по внешнему сигналу). Время цикла - 2,4 мкс, ёмкость – 16Кх54 = 884736 бит. Обеспечивалась возможность работы со словами длиною 48+6, 24+3, 12+2 или 8+1 бит. Устройства могли быть объединены без внешних элементов в единую систему оперативной памяти ёмкостью 65536 54-разрядных слов с возможностью обмена информацией с двумя объектами (процессорами и контроллерами).
Элементы - МС серий 133, 146, 247, 217 и др. Для модуля памяти характерна пониженная чувствительность к изменениям параметров возбуждающих элементов адресных цепей. 290 ТЭЗов 19 типов с источниками питания нами размещены в шкафу ЕС ЭВМ с габаритными размерами 1200х750х1600 мм. Общее количество микросхем в У-3203 – 2500 шт.
По сравнению с модулем памяти У-465 в электронном обрамлении устройства У-3203 содержалось втрое меньше ЭРЭ, на треть снижены занимаемый объём, масса и потребляемая мощность и увеличено быстродействие. Устройства У-705, У-717, У-728 и ПИТ-1 обеспечивали бы промышленное производство устройств У-3203.
Из книги «Ферритовая память ЭВМ “Урал”». Пенза, 2006 г.
Перепечатываются с разрешения автора.
