Первые БЦВМ космического применения и кое-что из постоянной памяти
Шрифт:
В июне 1975 года разработка БЦВМ «Салют-4» практически была закончена. Более того, были определены принципы построения, структура и логика работы информационно-вычислительных комплексов на базе БЦВМ «Салют-4».
В НПО «ЭЛАС», так теперь стала называться новая организация под руководством генерального конструктора Г.Я.Гуськова, образованная на базе НИИМП, заводов «Компонент», «Микроприбор» и СЭМЗ, была разработана рабочая документация на создание всех составных частей системы. Экспериментально подтверждена работоспособность и характеристики
ИВК «Салют-4» мог включать до 8 процессоров (активные приборы — АП), которые могли вступать в обмен данными с абонентами (пассивные приборы — ПП) через унифицированный интерфейс. Подключение ПП к интерфейсу осуществлялось через различные модули обмена (МО).
Обеспечение подключения резервных устройств ИВК осуществлялось через надежный блок управления конфигурацией (БУК). Система могла иметь несколько интерфейсов, объединенных в единую систему через модуль межинтерфейсного обмена — ММО. Число интерфейсов, подключаемых к ММО, достигало 7.
Была детально разработана и промоделирована логика взаимодействия всех устройств ИВК «Салют-4».
В БЦВМ «Салют-4» форматы команд, представление и кодировка данных полностью совпадали с форматами команд и данных ЕС ЭВМ, «Салют-4» содержала такое же количество 32-разрядных регистров общего назначения, регистры плавающей запятой и основную память, которая делилась на оперативную и постоянную, адресация данных и команд производилась до байта. Система команд БЦВМ «Салют-4» представляла подмножество набора операций ЕС ЭВМ, а команды выполнялись так же, как и команды ЕС ЭВМ. Исполнение команд ввода-вывода «Салют-4» было сделано не так, как в ЕС ЭВМ, потому что в этой части необходимо было сделать существенное упрощение и повышение быстродействия. Система прерываний БЦВМ «Салют-4» по структуре и принципам действия с небольшими отличиями повторяла систему прерываний ЕС ЭВМ с расширением возможностей в отношении числа внешних сигналов прерывания и некоторых структурных особенностях исполнения прерывания.
Для повышения надежности и живучести ИВК все его унифицированные элементы выполнялись с 3-кратной избыточностью с возможностью работы в различной конфигурации, в том числе в одноканальном варианте.
Основные характеристики ИВК «Салют-4», отраженные в выпущенном ТЗ и реализованные частично в макетном образце, были следующие.
БЦВМ
БЦВМ, совместимая по системе команд с ЕС ЭВМ.
1. Разрядность чисел — 16/32/48.
2. Разрядность команд — 16/32.
3. Система операций — подмножество операций ЕС ЭВМ, кроме десятичной арифметики и команд ввода/вывода (команд канала ЕС ЭВМ).
4. Управление выполнением операций — микропрограммное.
Выполняются операции с фиксированной и плавающей запятой.
Число команд — 128.
5. Емкость ОЗУ — 4 тыс. 32-разрядных слов (минимально).
Память электронная на МОП-транзисторах.
6. Емкость ПЗУ — 32 тыс. 32-разрядных
7. Быстродействие:
— сложение двух 32-разрядных чисел — 120 тыс. опер./с;
— умножение двух 32-разрядных чисел — 30 тыс. опер./с.
8. Масса процессора с ОЗУ на 4 тыс. 32-разрядных слов — 3,5 кг (один канал).
9. Мощность процессора 15 Вт (один канал), в дежурном режиме с подачей питания ОЗУ — 6 Вт.
10. Надежность: среднее время до отказа на один канал 5000 ч.
11. Наличие средств программно-аппаратного контроля работоспособности.
Обмен с датчиками и исполнительными органами
1. Через адресуемые модули обмена (МО), включающие модули;
— выдачи релейных сигналов фиксированной длительности (контактные и бесконтактные);
— выдачи релейных сигналов управляемой длительности (контактные и бесконтактные);
— выдачи импульсных сигналов (параллельный код);
— приема импульсных и релейных сигналов;
— прерывания;
— преобразования аналог-код;
— преобразования код-аналог;
— приема числоимпульсного кода;
— счета временных интервалов (таймеры);
— приема-выдачи последовательного кода;
— модуль обмена с системой отображения;
— модули обмена с ВЗУ.
2. Связь с абонентами происходит по стандартным информационным шинам длиной до 30 м (унифицированный интерфейс). Пропускная способность линии — 1 Мгц.
Организация системы
1. На один унифицированный интерфейс возможно подключение до четырех БЦВМ «Салют-4».
2. БЦВМ и абоненты, подключенные к различным интерфейсам, могут быть связаны между собой через специальный модуль межинтерфейсного обмена.
3. Обеспечение надежности системы производится изменением конфигурации. Все элементы системы (БЦВМ, интерфейс и модули обмена) троированы (каналы А, Б, В). Элементы системы автоматически либо по внешним командам могут работать в состояниях мажоритарного включения, одноканального (А, или Б, или В) с отключением двух других. Возможно перекрестное включение элементов.
Осенью 1975 года в секторе А.Сверчкова с участием секторов Г.Носкина и Э.Гаушуса была начата разработка ТЗ на комплекс управления движением и навигации (КСУДН) долговременных орбитальных станций, базирующийся на широком применении дискретной техники и БЦВМ «Салют-4» с единым каналом обмена информации.
КСУДН охватывал:
— все задачи автономной навигации, реализуемые на работающей на орбите системе «Дельта-5»;
— задачи построения и длительного поддержания трехосной ориентации в инерциальной системе координат, в том числе стабилизацию станции с точностью ±1° во время работы корректирующих двигателей;
— выполнение программных разворотов для ориентации станции в инерциальном пространстве, сканирование участков небесной сферы выбранной осью для проведения научных экспериментов;