A késleltetett vonalmemória egyfajta számítógépes memória , amelyet a korai digitális számítógépekben , például az EDSAC -ban, az ACE -ben és a BESM -ben, a radartechnológiában, valamint a PAL és SECAM analóg színes televíziók színes jeldekódereiben használtak .
A késleltetési vonalak alapötlete a radar II. világháború alatti fejlesztése során keletkezett , kifejezetten a talajról és az álló tárgyakról érkező visszaverődések okozta interferencia csökkentésére. Az akkori radarok periodikus rádióhullámimpulzusokat használtak , a visszavert rádióhullámokat vették és felerősítették a képernyőn való megjelenítéshez. Az álló objektumok radarképernyőről való eltávolításához a visszavert jelet két részre osztották, amelyek közül az egyiket közvetlenül használták, a másodikat pedig késleltették. Az elektromos áramkörben az előző ciklus késleltetett jelét kivonták az új jelből. (A normál jelet hozzáadtuk a késleltetett inverzhez.) Az így létrejövő jelet csak a két jel közötti változásokkal hagytuk meg, és ez megjelenik a képernyőn. Így a képernyőn csak a mozgó tárgyak jelentek meg.
A késleltetési vonalak digitális tárolóeszközként való használata előtt az első ilyen késleltető vezetékes rendszerek higannyal töltött csövekből álltak, amelyek végén piezoelektromos jelátalakító volt ( hangszóró és mikrofon analógjai , az adó és a vevő végén). . A radarerősítő jeleit a cső egyik végén lévő piezokristályhoz küldték, amely impulzus hatására kismértékű ingadozást generált a higanyban. Az oszcilláció gyorsan átkerült a cső másik végébe, ahol egy másik piezokristály megfordította és továbbította a képernyőre. Pontos mechanikai illesztésre volt szükség az impulzusok közötti választható késleltetési idő biztosításához, amely minden egyes használt radarra jellemző.
A higanyt azért alkalmazták, mert fajlagos akusztikai ellenállása majdnem megegyezik a piezokristályok akusztikai ellenállásával. Ez minimálisra csökkentette az energiaveszteséget, amely akkor jelentkezik, amikor a jelet a kristályból a higanyba továbbítják, és fordítva. A higanyban lévő nagy hangsebesség (1450 m/s) lehetővé tette a vevőoldalra érkező impulzus várakozási idejének csökkentését egy másik, lassabb átviteli közegben (például levegőben) való várakozási időhöz képest, de egyben hogy az ésszerű számú higanycsőben tárolható impulzusok végső száma korlátozott volt. A higany használatának további negatív vonatkozásai a súlya, az ára és a toxicitása voltak. Sőt, a lehető legnagyobb akusztikus impedancia-illesztés elérése érdekében a higanyt +40°C-on kell tartani, ami a higanycsövek karbantartását forró és kényelmetlen feladattá teszi.
A számítógépes alkalmazásoknál az időintervallumok is kritikusak voltak, de más okból. Minden hagyományos számítógépnek megvolt a természetes memóriaciklusideje, amely olyan műveletek végrehajtásához szükséges, amelyek általában a memóriába való olvasással és írással kezdődnek és végződnek. Így a késleltetési vonalakat szinkronizálni kellett, hogy az impulzusok pontosan abban a pillanatban érkezzenek a vevőhöz, amikor a számítógép készen áll a kiolvasásukra. Általában sok impulzus mozgott egyszerre a késleltetési vonalakban, és a számítógépnek meg kellett számolnia az impulzusokat, összehasonlítva azokat az óraimpulzusokkal, hogy megtalálja a kívánt bitet .
A John Presper Eckert által az EDVAC számítógéphez feltalált és az UNIVAC I -ben használt higanykésleltető vonal egy átjátszót adott a higanykésleltető vonal vevővégéhez, hogy a kimeneti jelet visszaküldje a bemenetre. Ebben az esetben a rendszernek küldött impulzus addig keringett, amíg volt áram.
A késleltetési vonalon zajmentes jel fenntartása jelentős mérnöki erőfeszítést igényelt. Számos jelátalakítót használtak nagyon keskeny akusztikus hullám generálására, amely nem érinti a cső falát. Gondoskodni kellett a jel visszaverődésének megszüntetéséről is a cső másik végéről. Mivel a hullám keskeny volt, a műszert jelentős mértékben be kellett állítani, hogy a piezokristályok pontosan szemben legyenek egymással. Tekintettel arra, hogy a hangsebesség a hőmérséklettel változott (a sűrűség hőmérséklettől való függése miatt), a csövek termosztátban voltak, így a hőmérsékletük állandó volt. Ehelyett ugyanezen hatás elérése érdekében más rendszerek a számítógép órajelét a környezeti hőmérséklethez igazították.
Az EDSAC , az első valóban működő digitális tárolt programszámítógép , 512 35 bites memóriaszóval működött , amelyeket 32 késleltetési sorban tároltak, amelyek mindegyike 576 bitet tartalmazott (a 36. bitet minden szóhoz hozzáadták kezdésként). /stop) . Az UNIVAC 1-ben az áramkör némileg leegyszerűsödött, minden cső 120 bitet tárolt, és 7 nagy, egyenként 18 csöves memóriablokkra volt szükség ahhoz, hogy 1000 szót tartalmazó memóriatárolót hozzon létre. Erősítőkkel és segédáramkörökkel kombinálva memória alrendszert alkottak, és egy egész külön helyiséget foglaltak el. Az átlagos memóriaelérési idő körülbelül 222 µs volt, ami lényegesen gyorsabb, mint a korábbi számítógépekben használt mechanikus rendszerek.
A késleltető vonalak egy későbbi változata egy fémhuzalt használt magnetostrikciós jelátalakítókkal információmegőrzőként. Az elektromágnes belsejében lévő vezeték egyik végének kis darabjait magnetostrikciós anyagból, általában nikkelből erősítették . Amikor a számítógép bitjei a mágnesre kerültek, a nikkel összehúzódik vagy kitágul, és megcsavarja a vezeték végét. A keletkező torziós hullám ugyanúgy mozgott a vezeték mentén, mint egy hanghullám , amely egy higannyal együtt haladt végig.
A kompressziós hullámtól eltérően azonban a torziós hullám lényegesen jobban ellenállt a mechanikai hibákkal járó problémáknak, olyannyira, hogy a huzalt tekercsbe tekercselték és a táblához rögzítették. A csavarási képességnek köszönhetően a vezetékes rendszerek olyan hosszúak voltak, amennyire szükség volt, és segítettek sokkal több adat tárolását egy elemen. 1000 memóriaelem általában elfér egy 1 négyzetláb ( 0,093 m²) táblán. Igaz, ez azt is jelenti, hogy az egyes bitek kereséséhez szükséges idő valamivel hosszabb volt a vezeték mentén történő mozgás miatt, és a hozzáférési idő átlagosan 500 µs nagyságrendű volt.
A késleltetési vonal memóriái sokkal olcsóbbak és sokkal megbízhatóbbak, mint a vákuumcsöves flip - flopok , és gyorsabbak, mint az öntartó relék (reteszelő relék). Az 1960 -as évek végéig használták , különösen a brit LEO I kereskedelmi számítógépekben , különféle Ferranti számítógépekben és az 1965-ben kiadott Olivetti Programma 101 asztali programozható számológépben . Kompakt higanymentes huzalos magnetostrikciós késleltetési vonalak kerültek beépítésre az Iskra sorozatú elektronikus billentyűzetes számítógépekbe (EKVM), valamint az Elektronika-155- be .
Leghosszabb ideig (a 2000-es évek elejéig) a késleltetett vonalmemória az analóg színes TV-kben létezett, ahol a színkülönbség jelek tárolására szolgált egy televíziós raszter egy sorának hosszával megegyező ideig. A PAL rendszerben erre a jelátviteli út fázistorzulásainak kompenzálására van szükség, a SECAM rendszerben pedig annak biztosítására, hogy minden vonalban egyidejűleg két színkülönbség jel legyen, amelyek egymás után továbbítódnak a vonalon.