A holdutazás fedélzeti számítógépe (6. rész)
(Rovat: Az Apollo holdprogram - 2012.09.27 07:15.)

Cikksorozatunk záró részében az órajel-generátor, a RAM és a ROM kerül sorra. Elámulhatunk azon, hogy milyen alapvető szerepet játszottak a szövőnők az Apollo program sikerében!

Órajel-generátor

Az Low Power Micrologic tokokból felépített logikai hálózatok sebességéhez igazodva, és egyéb szempontokat is figyelembe véve, az órajel-frekvenciát 1024 kHz-re választották. A rendszert úgy tervezték, hogy annak ütemezéséhez négyfázisú órajelre volt szükség. 2048 kHz-ből indultak ki. Az alapfrekvenciát tranzisztoros óragenerátor állította elő, aminek kimenőjelét további fokozatokkal négyszögesítették. A kristályoszcillátor hőfokfüggését a gondosan kimunkált, 3 db termisztort tartalmazó hídkapcsolás kompenzálta, a varikapra adott hangolófeszültség szabályozásával. Az oszcillátor amplitúdóját diódás szintszabályozó tartotta állandó értéken.

A CLOCK kimenőjelből flipflop állítja elő a számítógép logikai rendszerének szinkron működését biztosító négyfázisú, 1014 kHz-es órajelet. Az 1024 kHz-es órajelből származtatták az összes, időzítést igénylő fedélzeti rendszer ütemezését, így pl. a telemetria segédvivőit is.

Ferritgyűrűs RAM

A korabeli számítógépek legelterjedtebb írható/olvasható memóriája a négyszögletes hiszterézisű, azaz kemény mágneses anyagból készült, ferritgyűrűkből álló mátrix volt. A mátrix kinagyított részletét láthatjuk az alábbi ábrán.

A gyűrűket különböző feladatot ellátó huzalokra fűzték fel, amelyek egy hálót alkotva, a csomópontjaikon az apró gyűrűkkel öntartó rendszert képeztek. A hálókat kis keretekre feszítették. Egy keretben 16 × 16 = 256 db gyűrű volt. A gyűrűk kétféle, jól definiált mágnesezettségi állapotba kerülhettek, amely állapotot a kiolvasásig megőrizték. Kiolvasás után az adatot vissza kellett írni (azaz frissíteni kellett).

A 2 Kiloszó, azaz 4 KiB kapacitású tároló összesen 32 768 db gyűrűből épült fel.

Egy zseniális ROM: a Core Rope Memory

Hol voltak még akkoriban a nagykapacitású, vagy bármilyen, kisebb tárolóképességű ROM csipek?! Az AGC a mai szemmel igen szerény méretű – csupán 36 kiloszavas – memóriájában tárolta az operációs rendszert és az összes, a vezérlést, a felügyeletet, a navigációs feladatokat ellátó segédprogramot! Ez ugye mindösszesen 72 KiB, csekélység, de nem az akkori technika biztosította lehetőségek mellett. Természetesen ennél a részegységnél is a lehetséges legjobb, legmegbízhatóbb, és a lehetőségekhez képest kis méretű, kis tömegű megoldást választották a tervezők: a cím szerinti, egészen különleges eszközt. Ez is egyfajta ferritgyűrűs memória, talán magfüzérnek lehetne fordítani a nevét. Ebben a gyűrűk nem tárolnak információt; transzformátormagként szerepelnek. A Core Rope Memory űrtechnikai alkalmazása nem minden előzmény nélküli: a NASA Mars-szondáiban már működtek magfüzéres memóriák. Mivel ezen rendszer hazai irodalma igen szegényes, érdemesnek tartottam kicsit bőven kifejteni a működését. (Ezt az érdeklődők a Rádiótechnika Évkönyve 2012-es számában megjelent teljes cikkben megtalálhatják. - A szerk.)

A Core Rope elkészítése, a vékony zománchuzalok beszövése már-már elképzelhetetlen türelmet igényelt, a programnak pedig tökéletesnek kellett lennie, mert az utólagos módosítása rendkívül körülményes volt. Ezért nagyon pontos befűzési terv készült, magát a huzalozást pedig számítógép vezérelte pozicionáló berendezés segítette. A befűzést fázisokra osztották (a set/reset vezeték, a ponált, majd a negált tiltóvezetékek, végül az adatvezetékek), és minden fázist gondos ellenőrzés követett. A lenti videón látható néhány „szövőnő” munka közben. (Ténylegesen volt textilipari dolgozókat alkalmaztak ebben a munkakörben.) Nem véletlen, hogy a programozók a készterméket LOL (Little Old Lady) memóriának becézték…

Költői kérdésem: mennyi ideig tartana egy végtelen türelmű dolgozónak beszőni egy 5 MiB-es MP3-as zeneszámot? A magfüzéres ROM akkoriban jó helykihasználásúnak számított: a fajlagos kapacitása elérhette a 20 Mibit/m³-t, szemben a RAM-mátrix 1 Mibit/m³-ével. A kellően impregnált, majd betokozott füzér nagyon megbízható fixértéktárnak bizonyult.

A valamikori beágyazott számítógép-csodáról szóló írásomat ezzel berekesztem. A hardverről és a hozzá kapcsolódó rendszerelemekről még sok érdekes adatot, dokumentációt összegyűjtöttem, de már így is túlléptem a megszabott terjedelmet, ami – mint minden szerző számára, minden esetben – túl szűknek bizonyult… Végezetül köszönettel tartozom dr. Madarász Lászlónak, aki mindig késlekedés nélkül segített abban, hogy egy-egy szokatlan és előttem eleddig ismeretlen megoldás felől megvilágosodjam.

Pálinkás Tibor

Az itt sorozatban közölt cikk eredeti, részletesebb, további képekkel és kapcsolási rajzokkal illusztrált változata a Rádiótechnika Évkönyve 2012-es számában jelent meg. Ezúton köszönjük az utánközlés lehetőségét. A más érdekes, köztük űrkutatási vonatkozású cikkeket is tartalmazó évkönyv kapható nyomtatott és digitális változatban is. További információ a kiadó Rádióvilág Kft. honlapján!