Memoria de linie de întârziere este un tip de memorie de calculator folosit la primele calculatoare digitale , cum ar fi EDSAC , ACE și BESM , în tehnologia radar și decodoare de semnal color pentru televizoarele color analogice PAL și SECAM .
Ideea de bază a liniilor de întârziere a apărut în timpul dezvoltării radarului în timpul celui de -al Doilea Război Mondial , în special pentru a reduce interferența de la reflexiile de la sol și obiectele staționare. Radarele din acea vreme foloseau impulsuri periodice de unde radio , undele radio reflectate erau recepţionate şi amplificate pentru a fi afişate pe ecran. Pentru a elimina obiectele staționare de pe ecranul radarului, semnalul reflectat a fost împărțit în două, dintre care unul a fost folosit direct, iar al doilea a fost întârziat. În circuitul electric, semnalul întârziat al ciclului anterior a fost scăzut din noul semnal. (Semnalul normal a fost adăugat cu inversul întârziat.) Semnalul rezultat a rămas doar cu modificările dintre cele două semnale și a fost afișat pe ecran. Astfel, pe ecran erau afișate doar obiectele în mișcare.
Înainte de utilizarea liniilor de întârziere ca dispozitive de stocare digitală, primele astfel de sisteme cu linii de întârziere constau din tuburi umplute cu mercur , cu un traductor piezoelectric la capete (analogi ai unui difuzor și a unui microfon , la capetele de transmisie și respectiv de recepție) . Semnalele de la un amplificator radar au fost trimise către un piezocristal la un capăt al tubului, care, atunci când este pulsat, a generat o mică fluctuație a mercurului. Oscilația a fost transmisă rapid la celălalt capăt al tubului, unde un alt piezocristal a inversat-o și a transmis-o pe ecran. A fost necesară o potrivire mecanică precisă pentru a oferi un timp de întârziere selectabil între impulsuri, care este specific fiecărui radar utilizat.
Mercurul a fost folosit deoarece rezistența sa acustică specifică este aproape egală cu rezistența acustică a piezocristalelor. Acest lucru a redus la minimum pierderile de energie care apar atunci când semnalul este transmis de la cristal la mercur și invers. Viteza mare a sunetului în mercur (1450 m/s) a făcut posibilă reducerea timpului de așteptare pentru un impuls care ajunge la capătul de recepție în comparație cu timpul de așteptare într-un alt mediu de transmisie, mai lent (cum ar fi aerul), dar a însemnat și că numărul final de impulsuri care puteau fi stocate într-un număr rezonabil de tuburi de mercur era limitat. Alte aspecte negative ale utilizării mercurului au fost greutatea, prețul și toxicitatea acestuia. Mai mult, pentru a obține cât mai multă potrivire a impedanței acustice, mercurul trebuie menținut la +40°C, ceea ce face ca întreținerea tuburilor de mercur să fie o muncă fierbinte și incomodă.
Pentru aplicațiile de calculator, intervalele de timp au fost, de asemenea, critice, dar dintr-un motiv diferit. Toate computerele tradiționale aveau un ciclu de memorie natural necesar pentru a efectua operațiuni care de obicei încep și se termină cu citirea și scrierea în memorie. Astfel, liniile de întârziere trebuiau sincronizate astfel încât impulsurile să ajungă la receptor exact în momentul în care computerul era gata să le citească. De obicei, multe impulsuri se mișcau în liniile de întârziere în același timp, iar computerul trebuia să numere impulsurile, comparându-le cu impulsurile de ceas, pentru a găsi bitul unic dorit .
Inventată de John Presper Eckert pentru computerul EDVAC și utilizată în UNIVAC I , linia de întârziere cu mercur a adăugat un repetor la capătul de recepție al liniei de întârziere cu mercur pentru a trimite semnalul de ieșire înapoi la intrare. În acest caz, pulsul trimis către sistem a continuat să circule atâta timp cât a existat putere.
Menținerea unui semnal fără zgomot pe linia de întârziere a necesitat un efort semnificativ de inginerie. Numeroase traductoare au fost folosite pentru a genera o undă acustică foarte îngustă, care nu ar atinge pereții tubului. De asemenea, a fost necesar să se aibă grijă de eliminarea reflexiei semnalului de la capătul opus al tubului. Deoarece unda era îngustă, a fost necesară o ajustare semnificativă a instrumentului, astfel încât piezocristalele să fie exact unul față de celălalt. Datorită faptului că viteza sunetului se schimba odată cu temperatura (din cauza dependenței densității de temperatură), tuburile erau în termostate astfel încât temperatura lor să fie constantă. În schimb, pentru a obține același efect, alte sisteme au ajustat viteza ceasului computerului pentru a se potrivi cu temperatura ambientală.
EDSAC , primul computer digital cu program stocat cu adevărat funcțional , a funcționat pe 512 cuvinte de 35 de biți de memorie stocate în 32 de linii de întârziere, fiecare dintre acestea deținând 576 de biți (al 36-lea bit a fost adăugat fiecărui cuvânt ca început). /stop) . În UNIVAC 1, circuitul a fost oarecum simplificat, fiecare tub a stocat 120 de biți și au fost necesare 7 blocuri mari de memorie cu 18 tuburi fiecare pentru a crea un depozit de memorie pentru 1000 de cuvinte. Combinate cu amplificatoare și circuite auxiliare, acestea constituiau un subsistem de memorie și ocupau o întreagă încăpere separată. Timpul mediu de acces la memorie a fost de aproximativ 222 µs, ceea ce a fost semnificativ mai rapid decât sistemele mecanice utilizate în computerele anterioare.
O versiune ulterioară a liniilor de întârziere a folosit un fir metalic cu traductoare magnetostrictive ca păstrător de informații. Bucăți mici dintr-un material magnetostrictiv, de obicei nichel , au fost atașate de fiecare parte a unui capăt al firului care se afla în interiorul electromagnetului . Când biții de la computer au fost transferați la magnet, nichelul se contracta sau se dilata și răsucea capătul firului. Unda de torsiune rezultată s-a deplasat de-a lungul firului în același mod în care o undă sonoră s-a deplasat de-a lungul unui tub cu mercur.
Totuși, spre deosebire de unda de compresie, unda de torsiune a fost semnificativ mai rezistentă la problemele asociate cu defectele mecanice, atât de mult încât firul a fost înfășurat într-o bobină și atașat de placă. Datorită capacității de răsucire, sistemele bazate pe fire puteau fi atât de lungi cât este necesar și au ajutat la stocarea mult mai multe date pe un element. 1000 de elemente de memorie se potrivesc de obicei pe o placă de 1 picior pătrat (0,093 m²). Adevărat, acest lucru înseamnă, de asemenea, că timpul necesar pentru căutarea fiecărui bit individual a fost puțin mai lung din cauza mișcării de-a lungul firului, iar timpul de acces a fost de ordinul a 500 µs în medie.
Memoriile cu linie de întârziere erau mult mai puțin costisitoare și mult mai fiabile decât clapele cu tub vidat și mai rapide decât releele cu auto-ținere ( relee cu blocare). A fost folosit până la sfârșitul anilor 1960 , în special în computerele comerciale britanice LEO I , diferite computere Ferranti și în calculatorul programabil desktop Olivetti Programma 101 lansat în 1965. Liniile de întârziere magnetostrictive cu sârmă compacte fără mercur au fost instalate în calculatoarele cu tastatură electronică (EKVM) din seria Iskra , precum și în Elektronika-155 .
Pentru cea mai lungă perioadă de timp (până la începutul anilor 2000), memoria de linie de întârziere a existat în televizoarele color analogice, unde a fost folosită pentru a stoca semnale de diferență de culoare pentru o perioadă de timp egală cu lungimea unei linii a unui raster de televiziune. În sistemul PAL, acest lucru este necesar pentru a compensa distorsiunile de fază ale căii de transmisie a semnalului, iar în sistemul SECAM, pentru a asigura existența a două semnale de diferență de culoare simultan în fiecare linie, transmise secvenţial prin linie.