D-17B - Википедия - D-17B

Автонетика Компьютер наведения D-17 от ракеты Minuteman I

В Д-17Б (D17B) компьютер использовался в Минитмен I NS-1OQ наведение ракеты система. Полная система наведения содержала компьютер D-17B, соответствующую стабильную платформу и Источники питания.

D-17B весил примерно 62 фунта (28 кг), вмещал 1521 транзисторы, 6,282 диоды, 1,116 конденсаторы, и 504 резисторы. Эти компоненты были установлены на двойном медном покрытии, гравированном, позолоченном, стекловолокно ламинат печатные платы. Таких плат было 75, и каждая была покрыта гибким полиуретан состав для защиты от влаги и вибрации. Высокая степень надежности и прочности компьютера была обусловлена ​​строгими требованиями система вооружения.

Ограничения дизайна

От Д-17Б требовалась высокая надежность. Он контролировал ключевое оружие, у которого был только один шанс выполнить свою миссию. Надежность Д-17Б достигалась за счет использования твердотельная электроника и относительно простой дизайн. Проще Логика ДХО (диод-резистор) широко использовался, но менее надежен DTL (диодно-транзисторная) логика использовался только там, где это было необходимо. В конце 1950-х - начале 1960-х годов, когда проектировался Д-17Б,[1] транзисторам не хватало сегодняшней надежности. Однако DTL обеспечивал либо прирост или же инверсия. Надежность также повысилась за счет память на вращающемся диске с неразрушающим считыванием (NDRO). В реальных условиях реального времени ракеты Minuteman достигли среднее время наработки на отказ (MTBF) более 5,5 лет[нужна цитата ].

У Советов были ракеты гораздо большего размера, и они могли использовать вакуумные лампы (термоэлектронные клапаны) в своих системах наведения. (Вес Minuteman I и II остается засекреченным, но Minuteman III весил 35000 кг по сравнению с советским R-7 ракеты (1959 г.) массой 280 000 кг.) Американским проектировщикам пришлось выбирать либо разработку твердотельных систем наведения (которые весят меньше), либо учитывать дополнительные затраты и временную задержку разработки более крупных ракет.

Характеристики

Технические характеристики компьютера Minuteman I D-17B

Год: 1962

D17B - это синхронный последовательный цифровой компьютер общего назначения.

Производитель: Autonetics Division of North American Aviation

Применение: Наведение и управление межконтинентальной баллистической ракетой Minuteman I.

Система программирования и счисления:

Система счисления: двоичная, с фиксированной точкой, 2 дополнения
Уровни логики: 0 или False, 0V; 1 или True, -10В
Длина слова данных (биты): 11 или 24 (двойная точность)
Длина командного слова (бит): 24
Двоичные цифры / слово: 27
Инструкции / слово: 1
Тип инструкции: Полуторный адрес

Количество инструкций: 39 типов из 4-битного операционного кода с использованием пяти битов поля адреса операнда для инструкций, которые не обращаются к памяти.

Сроки исполнения:

Добавить (микросекунды): 78 1/8
Умножение (мкс): 546 7/8 или 1015 5/8 (двойная точность)
Разделить: (программное обеспечение)

(Примечание: параллельная обработка, такая как две одновременные операции одинарной точности, разрешена без дополнительного времени выполнения.)

Тактовый канал: 345,6 Гц

Обращение:

Прямая адресация всей памяти
Двухадресные (немаркированные) и трехадресные (помеченные) инструкции

Объем памяти:

Длина слова (биты): 24 плюс 5 тактов
Тип: Диск NDRO с покрытием из закиси железа
Время цикла (мкс): 78 1/8 (минимум)
Вместимость (слова): 5,454 или 2,727 (двойная точность)

Ввод, вывод:

Входные линии: 48 цифровых
Выходные линии: 28 цифровых
12 аналог
3 импульса
Программа: 800 5-битных знаков / с

Формат слова инструкции:

    + -------- + -------- + ------ + -------- + --------- + ----- --- + -------- + | TP | T24 21 | 20 | 19 13 | 12 8 | 7 1 | 0 | + -------- + -------- + ------ + -------- + --------- + ----- --- + -------- + | Сроки | OP | Флаг | Далее | Канал | Сектор | Сроки | | | | | Inst. | | | | | | | | Сектор | | | | + -------- + -------- + ------ + -------- + --------- + ----- --- + -------- +

Регистры:

Регистры выхода фазы и напряжения

Арифметический блок (без учета доступа к памяти):

Добавить: 78 мкс
Умножение: 1,016 мкс

Конструкция (только арифметический блок): используется транзисторно-диодная логика.

Время: синхронное
Операция: Последовательная
Место хранения
Середина№
Слова		Доступ
(мкс)
Вращающийся диск2,6885000 в среднем(каналы общего назначения)
Вращающийся диск41(петли быстрого доступа)
40(1 цикл слов)
160(Цикл из 4 слов)
320(Цикл из 8 слов)
640(Цикл из 16 слов)

Вход

48 цифровых линий (вход)
26 специализированных инкрементальных входов
   -Средний- -Скорость- Бумага / майларовая лента 600 символов / сек. Клавиатура Руководство для пишущей машинки.

ВЫХОД

   -Средний- -Скорость- Символ принтера 78,5–2 433 мс (программное управление) Фаза - напряжение (программное управление)

28 цифровых линий (выход) 12 аналоговых линий (выход) 13 импульсных линий (выход) Максимальная скорость передачи ввода / вывода 25600 слов / с

Физические характеристики

Размеры: 20 дюймов в высоту, 29 в диаметре, 5 дюймов в глубину
Питание: 28 В постоянного тока при 25 А
Схемы: ДХО и ДТЛ
Вес: 62 фунта (28 кг)

Строительство:

Двойное покрытие из меди, позолота, ламинат из стекловолокна, гибкий полиуретан печатные платы с покрытием

Программного обеспечения:

Кодирование с минимальной задержкой с использованием машинного языка
Модульные специализированные подпрограммы

Надежность: MTBF 5,5 лет

Функции проверки: Четность при заливке и выводе символов

Мощность, пространство, вес и подготовка площадки

Мощность, компьютер: 0,25 кВт
Кондиционер: Закрытая система
Объем, компьютер: 1,55 куб. Фута (44 л)
Вес, компьютер: 70 фунтов (32 кг)
Разработан специально для установки в цилиндрический пакет направляющих.

Длина слова для этого компьютера составляет 27 бит, из которых 24 используются в вычислениях. Остальные 3 бита являются резервными и синхронизирующими битами. Емкость памяти состоит из магнитного диска со скоростью вращения 6000 об / мин и объемом памяти 2985 слов, из которых 2728 являются адресными. Содержимое памяти включает 20 каналов холодного хранения по 128 секторов (слов) каждый, канал горячего хранения из 128 секторов, четыре цикла быстрого доступа (U, F, E, H) из 1, 4, 8 и 16 слов. соответственно, четыре арифметических цикла с 1 словом (A, L, H, I) и два цикла ввода с входным буфером по 4 слова (V, R).

Выходы, которые могут быть реализованы с компьютера D-17B, являются двоичными, дискретными, односимвольными, выходами состояния регистра фазы, телеметрией и выходами напряжения. Двоичные выходы - это генерируемые компьютером уровни +1 или -1, доступные на двоичных выходных линиях.

Набор инструкций

D-17B Набор команд Цифровой код Код Описание ------------ ---- ----------- 00 20, с SAL Разделить аккумулятор влево shift00 22, с ALS Аккумулятор влево shift00 24, 2 SLL Разделить левое слово влево shift00 26, r SLR Разделить левое слово вправо shift00 30, с SAR Разделить аккумулятор вправо shift00 32, s ARS Аккумулятор вправо shift00 34, s SRL Разделить правое слово влево shift00 36, s SRR Разделить правое слово вправо shift00 60, с COA Вывод символов A04 c, S SCL Split Compare и .ivt10 c, S TMI Передача на минус20 c, s SMP Split multiply 24 c, s MPY Multiply30 c, s SMM Split умножение изменено 34 c, s MPM Умножение изменено 40 02 , с BOC Двоичный выход C40 10, с BCA Двоичный выход A40 12, с BOB Двоичный выход B40 20, с RSD Сброс детектора 40 22, с HPR Halt and Proceed40 26, с DOA Дискретный выход A40 30, с VOA Выход напряжения A40 32, с VOB Выход напряжения B40 34, с VOC Выход напряжения C40 40, с ANA И на аккумулятор 40 44, с MIM Минус mag nitude40 46, с COM Дополнение 40 50, с DIB Дискретный вход B40 52, с DIA Дискретный вход A40 60, с HFC Остановка точного обратного отсчета 40 62, с EFC Ввод точного обратного отсчета 40 70, с LPR Регистр фазы загрузки 44 c, s CIA Очистить и добавить 50 c, s Передача TRA 54 c, s STO Сохранить аккумулятор 60 c, s SAD Разделить add64 c, s ADD Добавить 70 c, s SSU Разделить вычесть 74 c, s SUB вычесть
Блок-схема архитектуры ЭВМ Д-17Б.

К особым функциям компьютера D-17B относятся хранение флагов, арифметика разбиения слов и минимизация времени доступа. Хранилище флагов обеспечивает возможность сохранения текущего содержимого аккумулятора при выполнении следующей инструкции. Арифметика с разделением слов используется для выполнения арифметических операций с обеими половинами разделенного слова одновременно. Разделенное слово на D-17B состоит из 11 бит. Минимальное время доступа - это размещение инструкций и данных в памяти таким образом, чтобы они были доступны из дисковой памяти с минимальной задержкой.

Программное обеспечение для навигации

Автонетика был ассоциированным подрядчиком системы наведения Minuteman (MM), которая включала программное обеспечение для полета и подготовки к запуску. Это программное обеспечение было запрограммировано на языке ассемблера в дисковый компьютер D17. TRW предоставила уравнения наведения, запрограммированные Autonetics, а также отвечала за проверку полетного программного обеспечения. Когда MM I начал работать, бортовой компьютер был единственным цифровым компьютером в системе. Нацеливание производилось в штабе стратегического авиационного командования (SAC) с помощью программы оперативного нацеливания, разработанной TRW для выполнения на мэйнфрейме IBM 709.[2]

Компания Sylvania Electronics Systems была выбрана для разработки первой наземной системы управления и контроля с использованием программируемого компьютера. Они разработали программное обеспечение, блок обработки сообщений и управления для Wing 6. Для поддержки развертывания системы Wing 6 компания TRW, Inc. разработала программу плана выполнения (EPP) на мэйнфрейме в SAC и выполнила независимую проверку системы. программное обеспечение для управления и контроля. EPP помогла определить цели и время пуска ракет.[2]

Ракета MM II была развернута с D-37C дисковый компьютер. Автонетика тоже запрограммирована функциональные тренажеры и верификатор вставки кода, который использовался в штаб-квартире Wing для генерации и тестирования программных кодов полета для ввода в бортовой компьютер.[2]

Примечания

  1. ^ Память была разработана в 1960 году: "autonetics :: mem-brain :: T5-1435 Mem-Brain File Aug65". Август 1965. С. 68–69.
  2. ^ а б c Тони С. Лин. «Разработка систем межконтинентальных баллистических ракет ВВС США». Журнал космических аппаратов и ракет, т. 40, нет. 4, 2003. Стр. 491-509

Рекомендации

  • Подразделение Autonetics Североамериканского Rockwell. Inc .; Minuteman D-17 Данные компьютерного обучения. Анахайм, Калифорния, 8 июня 1970 г.
  • Подразделение Autonetics Североамериканского Rockwell. Inc .; Часть I. Предварительное руководство по техническому обслуживанию компьютера Minuteman D-17A и связанного с ним испытательного оборудования. P.O. Записка 71. Анахайм, Калифорния, Инк., Январь 1960 г.
  • Бек, К. Группа пользователей компьютеров Minuteman, отчет MCUG-l-71. Новый Орлеан, Луизиана: Тулейнский университет, апрель 1971 г.
  • Бек, Ч. Группа пользователей компьютеров Minuteman. D-17B. Руководство по программированию. Отчет MCUG-4-71. Новый Орлеан: Тулейнский университет, сентябрь 1971 г.
  • Бек, Чарльз Х. Расследование повторного использования компьютера Minuteman D-17B. Доступно в NTIS / DTIC как документ AD0722476, январь 1971 г., 54 стр.
  • Лин, Тони С .; «Разработка систем межконтинентальных баллистических ракет ВВС США». Журнал космических аппаратов и ракет, т. 40, нет. 4. 2003. С. 491–509.
  • Вейк, Мартин Х. (январь 1964 г.). "МИНУТЕМАН". ed-thelen.org. Четвертый обзор отечественных электронных цифровых вычислительных систем. Лаборатории баллистических исследований, Абердинский полигон.

Смотрите также

внешняя ссылка