WikiDer > D-37C

D-37C

В D-37C (D37C) - компьютерный компонент полностью инерциальной системы наведения ракет NS-17 (MGS) для точного наведения на цель за тысячи миль. НС-17 MGS использовался в Минитмен II (LGM-30F) МБР. MGS, первоначально разработанный и произведенный Автонетика Отдел Североамериканская авиация, может хранить несколько заранее запрограммированных целей во внутренней памяти.

В отличие от других способов навигации, инерционное наведение не полагается на наблюдения за положением земли или звезд, радио- или радиолокационные сигналы или любую другую информацию извне автомобиля. Вместо этого инерционный навигатор предоставляет навигационную информацию, используя гироскопы которые указывают направление и акселерометры которые измеряют изменения скорости и направления. Затем компьютер использует эту информацию для расчета местоположения автомобиля и направления его по курсу. Враги не могли «забить» систему ложной или вводящей в заблуждение информацией.

В Центр логистики Огден Эйр в Hill AFB С января 1959 года был менеджером программы семейства межконтинентальных баллистических ракет Minuteman. С июля 1965 года база полностью отвечала за логистику Minuteman и остальной части флота межконтинентальных баллистических ракет.

Компьютер D-37C состоит из четырех основных частей: памяти, центрального процессора (ЦП) и модулей ввода и вывода. Эти разделы заключены в один футляр. Память представляет собой двусторонний диск с фиксированной головкой, который вращается со скоростью 6000 об / мин. Он содержит 7222 слова по 27 бит. Каждое слово содержит 24 бита данных и три бита-разделителя, недоступных для программиста. Память организована в 56 каналов по 128 слов в каждом плюс десять каналов быстрого доступа от 1 до 16 слов. Память также включает аккумуляторы и регистр команд.

Ракета MM II развертывалась с дисковой ЭВМ Д-37С. Автонетика тоже запрограммирована функциональные тренажеры для разработки и тестирования полетных программ, а также верификатор вставки кода, который использовался в штаб-квартире Wing для генерации кодов для ввода в бортовой компьютер. Стало необходимо проверить не только правильность программного обеспечения полетной программы, но и отсутствие кода, который мог бы привести к несанкционированному или случайному запуску. TRW, Inc. продолжила свою роль независимой проверки, которая сначала называлась проверкой и валидацией, а затем стала перекрестным анализом ядерной безопасности (NSCCA). Logicon RDA был выбран для выполнения NSCCA программ нацеливания и выполнения планов, разработанных TRW. [1]

Когда была разработана MM III, Autonetics создала уравнения наведения, которые были запрограммированы в D37D компьютер, который впервые содержал гибридную систему явного наведения. Объединенному штабу планирования стратегических целей требовался новый класс программ для выбора целей для системы залповых боеголовок. Для этих функций были разработаны программы применения ракет.

Следующее крупное обновление рабочего программного обеспечения было произведено в рамках Программы замены навигатора. Компания Autonetics (позже приобретенная компанией Boeing Co.) разработала необходимое программное обеспечение для нового бортового компьютера.

Функциональное описание

Этот раздел был взят из оригинального документа "Minuteman" D-37C Digital Computer System Depot Overhaul. Autonetics, подразделение North American Rockwell, Inc., Анахайм, Калифорния. FET-D-120-D37 / 4.

Устройство управления

Блок управления интерпретирует и обрабатывает все функции машины и состоит из счетчика местоположений, регистра команд и регистра фазы.

  1. Счетчик местоположения - счетчик местоположения определяет канал, из которого должна быть получена следующая инструкция.
  2. Регистр инструкций - регистр инструкций содержит инструкцию, которая должна быть выполнена компьютером. Эта инструкция определяет тип выполняемой операции, например сложение, вычитание и т. Д .; при необходимости указывает адрес расположения операнда и указывает адрес сектора следующей инструкции.
  3. Регистр фазы - Регистр фазы состоит из трех триггеров, которые могут быть установлены в одно из восьми возможных состояний, чтобы указать фазу полета. Он также служит селекторным переключателем для определения, какая группа входов напряжения должна быть выбрана, и как индексный регистр для команды с флагом изменения. Состояние фазового регистра доступно в качестве эталонной стадии выходов.

Арифметический блок

Арифметический блок состоит из трех регистров: аккумулятор (A), нижний аккумулятор (L) и регистр чисел (N). Доступны только регистры A и L.

  1. Аккумулятор (A-регистр) - Аккумулятор служит главным регистром компьютера и хранит результаты всех арифметических операций. Этот регистр служит регистром вывода для телеметрии и символьных выводов.
  2. Нижний аккумулятор (L-регистр) - этот регистр используется для определенных арифметических, вводных, логических операций или для хранения быстрого доступа.
  3. Числовой регистр (N-регистр) - этот регистр используется логикой компьютера во время умножения и деления и не адресуется.

Входной блок

  1. Дискретные входные линии обычно служат линиями связи от внешнего оборудования. Есть три набора сигналов типа «включено-выключено»:
    1. Один набор выбирает 24 входных сигнала.
    2. Один набор выбирает 19 внешних входных сигналов и 5 триггеров из компьютера.
    3. Один набор выбирает 21 входной сигнал, два триггера и логический * или "из 7 дискретных выходных сигналов.
  2. Загрузка программы. Основным входом для загрузки числовых данных и инструкций в память компьютера является перфолента (бумага или майлар). Информация может вводиться в компьютер с максимальной скоростью 800 пятибитных кодов в секунду с фото-считывающего устройства с ленты. Данные можно вводить вручную с клавиатуры, если доступна компьютерная ручная панель управления (CMPC).
  3. Детектор - вход детектора представляет собой сигнал типа «включено-выключено», полученный от внешнего источника и указывающий на рабочее состояние указанного внешнего оборудования. Входной монитор извещателя можно «сбросить» с помощью специальной инструкции.
  4. Инкрементальный - инкрементные входы в основном не зависят от программного управления и состоят из семи типов резольверов, двух переменных инкрементального типа и одного импульсного типа. Эти входные данные накапливаются в двух циклах входного буфера по четыре слова (V&R).
  5. Напряжение. Компьютер может преобразовывать один из 32 входов постоянного напряжения в 8-битное двоичное число под управлением программы. Аналоговые напряжения сгруппированы в четыре набора по восемь входов в каждом. Диапазон + 10 вольт с точностью до 200 мВ.
  6. Кабель - кабельные вводы представляют собой последовательные сообщения длиной до 96 бит, вводимые в одно из четырех слов C-цикла. Максимальная скорость передачи данных 1600 бит в секунду. Операция ввода кабеля начинается с выполнения инструкции Enable Cable Input и выполняется в основном независимо от программного управления.
  7. Радио - Радио входы - это последовательные сообщения неограниченной длины, записанные в одно слово C-цикла. После накопления 24 бита информация передается в канал MX Sector 054, и цикл готов принять еще 24 бита. Максимальная скорость входных данных составляет 100 бит в секунду. Операция начинается с инструкции и протекает практически независимо от программного управления.
  8. Внешний сброс - общий сброс (Mr), разрешить запись (Ewc), Инициализация нагрузки (Fsc) только для оформления заказа, Halt Prime (K 'часc), Run Prime (K 'рc), Заправка однократного цикла (K 'sc).

Выходной блок

  1. Дискретный - дискретные выходы обеспечивают два независимых набора выходных линий (32 и 15), в общей сложности 47 сигналов типа «включено-выключено». Выходы модифицируются под управлением программы и отправляются на оборудование, внешнее по отношению к компьютеру.
  2. Напряжение - доступны четыре линии вывода постоянного напряжения, каждая из которых пропорциональна 8-битному числу, включая знак. Эти строки обновляются со скоростью 9,27 В за 32 слова. Диапазон составляет +10 вольт с точностью ± 200 мВ.
  3. Одиночный символ - односимвольный вывод обеспечивает четырехбитные символы, подходящие для пишущей машинки, перфоратора ленты или другого аналогичного устройства вывода. Бит проверки четности и два бита синхронизации выдаются автоматически с каждым символом.
  4. Кабель - Кабельный выход представляет собой последовательное сообщение длиной до 96 бит, передаваемое из четырех слов C-loop. Максимальная скорость передачи данных составляет 1600 бит в секунду. * Операция начинается с выполнения инструкции Enable Cable Output (ECO) и выполняется в основном независимо от программного управления.
  5. Двоичный - имеется четыре пары выходов, которые можно использовать для управления внешним оборудованием, таким как гироскоп и т. Д. Состояния выходов автоматически обновляются под управлением программы каждые 10 мс. Выходные данные имеют вид +1 или -1.
  6. Телеметрия - сигнал синхронизации выдается под управлением программы, что означает, что аккумулятор содержит информацию, которая должна быть считана внешним оборудованием, принимающим сигнал синхронизации.
  7. Разное - Эти сигналы включают в себя Parity / Проверка сигнала ошибки, индикацию режима и ссылки на сцене.

Блок памяти

Память компьютера D-37C состоит из вращающегося магнитного диска, который приводится в действие синхронным двигателем со скоростью 6000 об / мин. Рядом с диском находятся две фиксированные пластины головок, на которых размещены головки чтения и записи. Для хранения информации диск с обеих сторон имеет тонкое магнитооксидное покрытие. Этот диск поддерживается воздушными подшипниками, создаваемыми вращающимся диском. Диск разделен на дорожки или каналы по 128 слов каждая для основной памяти. Общая емкость 7222 слова может содержаться в 56 каналах 128 секторов, шести циклах из 4 слов, одном цикле из 8 слов, одном цикле из 16 слов и шести циклах из 1 слова.

Программирование

Формат слова данных и инструкций D-37C

Компьютер использует полное 24-битное командное слово и слово данных. Данные представлены в одном из двух способов: как 23-битная двоичная дробь (полное слово) или как 10-битная дробь (разделенное слово). Эти два формата показаны на рисунке. Инструкции также имеют два формата: с флажками или без флажков, как показано на рисунке. Далее следует список всех доступных инструкций с числовыми и мнемоническими кодами. Для получения дополнительной информации о программировании см .:

Kee, W. T. Руководство по программированию для компьютера D-37C. Анахайм, Калифорния, Autonetics, подразделение North American Rockwell, Inc., 30 января 1965 г.

Компьютерные инструкции D-37C

МНЕМОНИЧЕСКИЙ КОДОПИСАНИЕЧИСЛОВЫЙ КОДКАНАЛ (C), СЕКТОР (S)
ДОБАВИТЬДобавлять64C, S
ALCЛевый цикл аккумулятора0026, Ю
АНАИ к аккумулятору4042, Ю
ARCПравый цикл аккумулятора036, Ю
ARSАккумулятор, сдвиг вправо032, Ю
AWCДобавить без переноски4050, Ю
CLAОчистить и добавить44C, S
COAВывод символов A0(40-76), С
CoMДополнение4046, Ю
DIAДискретный вход A4002, Ю
DIBДискретный вход B4000, ю.
DICДискретный вход C4020, Ю
DIVРазделять34C, S
DOAДискретный выход A4054, XX2
Дата рожденияДискретный выход B4054, XX1
DPPОтключить питание платформы4062, X20
ЭКОВключить кабельный выход4062, X02
ECIВключить кабельный ввод4062, X03
EFCВключить точный обратный отсчет4026, Ю
EPPВключить мощность платформы4062, X40
FCLПолное сравнение и ограничение14C, S
Фунт стерлинговСоздать битовую комбинацию4064, Ю
GPTСоздать бит четности4060, Ю
HFCОстановить точный отсчет времени4024, Ю
HPRОстановить и продолжить4022, Ю
LPRРегистр фазы нагрузки40(70-76), С
ТЗАИзмените A и L4052, Ю
МИММинусовая величина4044, Ю
MPYУмножить24C, S
ORAИЛИ в аккумулятор4040, Ю
PLMПлюс величина4056, Ю
RICРадиосвязь024, 001
RSDСброс детектора4062, X10
ГРУСТНЫЙРазделить Добавить60C, S
SALРаздельный аккумулятор, левый сдвиг020, Ю
SARРазделить гидроаккумулятор, сдвиг вправо030, Ю
SCLРазделить сравнение и ограничение4C, S
SMPРазделить Умножить20C, S
SPMSplit Plus Magnitude4066, Ю
SRDИмитация переходного процесса016, Ю
СумГУРазделить вычитание70C, S
СТОНакопитель магазина51C, S
SUBВычесть74C, S
TMIПеревод на минус30C, S
TRAПередача50C, S
TSMТрансферный сектор на минусе4006, Ю
ТСЗТрансферный сектор на нуле4004, Ю
TZEПеревод на ноль10C, S
ЧЕРЕЗВход напряжения A4010, Ю
VIBВход напряжения B4012, Ю
ВИКВход напряжения C4014, Ю
VIDВход напряжения D4016, Ю
VIEВход напряжения E4030, Ю
VIFВход напряжения F4032, Ю
VIGВход напряжения G4034, Ю
VIHВходное напряжение H4036, Ю

D-17B Сравнение

Оба Д-17Б и компьютеры D-37C были разработаны и изготовлены Autonetics, тогдашним подразделением Североамериканская авиация, позже подразделение Boeing, для управления и контроля межконтинентальной баллистической ракеты Minuteman от запуска до взрыва. D-17B является компонентом системы наведения ракет NS-10Q для Minuteman I, а D-37C является компонентом системы наведения ракет NS-17 для Minuteman II. У этих двух дизайнов есть много общего. Это обе синхронные последовательные машины с фиксированными головными дисками для первичной памяти. У них есть двухадресные инструкции, точность до половины и целого слова, а также множество аналогичных кодов операторов команд. Различия в двух компьютерах основаны главным образом на их различных технологиях. D-17B был построен в 1962 году с использованием в основном логики диод-резистор и логики диод-транзистор, необходимой для реализации его логических схем. С другой стороны, Д-37С был построен в 1964 году.[1] используя маломасштабные интегральные схемы, сделанные Инструменты Техаса с дискретными компонентами только во внутренних источниках питания.

Сравнение D-17B и D-37C
Модель:Д-17БD-37C
Год:19621964
Тип:Последовательный, синхронный
Система счисления:Двоичная, фиксированная точка, дополнение до 2
Длина слова данных:11 или 24 бит (двойная точность)
Длина слова инструкции:24 бит
Количество инструкций:3957
Сроки исполнения:
Добавлять78 1/8 мксОдно и тоже
Умножить1 миллисекундаОдно и тоже
Разделять(программного обеспечения)2 мсек
Часовой канал:345,6 кГцОдно и тоже
Обращение:Непосредственно всей памятиНапрямую внутри банка
(1/4 памяти)
Объем памяти:
Длина слова24 бита плюс 3 таймингаОдно и тоже
ТипДиск NDRO с покрытием из закиси железа
Время цикла78 1/8 мкс минимум"
Вместимость5454 или 2727 слов
(двойная точность)
14 444 или 7 222 слова
Ввод, вывод:
Входные линии48 цифровых65 цифровых
32 аналог
Выходные линии28 цифровых
12 аналог
3 импульса
45 цифровых
16 аналог
8 импульсов
Программа800 5-битных символов / секОдно и тоже
Физические характеристики:
Размеры20 дюймов в высоту, 29 дюймов в диаметре20.9 × 6.9 × 9.5"
Мощность28 В постоянного тока ± 1 В при 19 А28 В постоянного тока ± 1,7 В при 15 A
Схемы:Дискретные ДХО и ДТЛIC ДХО и ДТЛ
Программного обеспечения:Модульные специализированные подпрограммы машинного языка кодирования с минимальной задержкой
Надежность:Среднее время безотказной работы 5,5 лет(секретно)

Характеристики

MINUTEMAN ADVANCED D-37B ПРОИЗВОДИТЕЛЬ Подразделение автономной авиации Северной Америки ПРИЛОЖЕНИЯ Наведение и управление ракетами ПРОГРАММИРОВАНИЕ И ЦИФРОВАЯ СИСТЕМА Внутренняя система счисления: двоичная Двоичная цифра / слово: 27 Арифметическая система: фиксированная точка АРИФМЕТИЧЕСКАЯ ЕДИНИЦА Искл. Stor. Доступ MicrosecAdd 78Mult 1,016Div 2,030 Арифметический режим: SerialTiming: SynchronousOperation: SequentialSTORAGE Число слов доступа Средние слова MicrosecDisk 6,912 5,000 (Avg) (каналы общего назначения) Диск 29 (циклы быстрого доступа) 40 (цикл из 1 слова) 160 (цикл из 4 слов) 320 (Цикл из 8 слов) 640 (цикл из 16 слов) МОЩНОСТЬ, ПРОСТРАНСТВО, ВЕС И ПОДГОТОВКА МЕСТА Мощность, компьютер 0,169 кВт Объем, компьютер 0,40 куб.футов Вес, компьютер 26 фунтов

Источник питания

Джеррольд Фаутц, президент SMPS Technology, был ответственным инженером по программе исследования источников питания управляющего и управляющего компьютера Minuteman D-37B, которая определила современные методы, позже использованные в одном из первых военных компьютеров с интегральной схемой. Эти методы включают высокоскоростную плоскую упаковку. силовые транзисторы и диоды (первые кремниевые силовые устройства, которые могли переключаться на частоте 20 кГц и выше), высокая частота DC-DC преобразователи (100 кГц снижено до 20 кГц для обеспечения надежности), высокочастотные источники питания с широтно-импульсной модуляцией (20 кГц), многослойные печатные платы с металлической подложкой (удаление восьми ватт на кубический дюйм в космической среде при повышении температуры на 40 ° C, переход к радиатор системы), а также методы обхода излучения, которые удаляют всю электрическую мощность из системы распределения энергии, включая разделительные конденсаторы, менее чем за 1 микросекунду и восстанавливают заданное напряжение за несколько микросекунд по команде. Отвечает за разработку этих концепций от исследовательской разработки до производственного проектирования. Базовая конфигурация источника питания была сохранена в более поздних ракетах Minuteman, тогда как другие компоненты претерпели значительные изменения. Также была разработана, но не использовалась полная система охлаждения с жидким диэлектриком, основанная на фазовом переходе. Это исследование впервые подтвердило, что такая система может работать в условиях невесомости и что жидкий диэлектрик не обнаружил проблем совместимости с выбранными электронными компонентами в течение периода испытаний продолжительностью восемь лет.[2]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "autonetics :: mem-brain :: T5-1435 Mem-Brain File Aug65". Август 1965. С. 68–69.
  2. ^ Информационный бюллетень ВВС США. НАВЕДЕНИЕ РАКЕТЫ - Система наведения ракеты Minuteman II NS-17, база ВВС Хилл, Юта. «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2008-05-21. Получено 2007-05-13.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (ссылка на сайт)
  1. Тони С. Лин. Разработка межконтинентальных систем баллистических ракет ВВС США. Журнал космических аппаратов и ракет, вып. 40, нет. 4. 2003. С. 491–509.
  2. Деннис К. Регули. Переделка компьютера D-37C для универсальных приложений. Технологический институт ВВС, База Райт-Паттерсон, Огайо, Школа инженерии, магистерская диссертация, 1974. 171 стр.
  3. Ошибка компьютерной логики Minuteman D-37C. (Технический меморандум 64-343-2-8). Анахайм, Калифорния. Autonetics, подразделение North American Rockwell, Inc.
  4. Капитальный ремонт цифровой вычислительной системы Minuteman D-37C в депо. Анахайм, Калифорния, Autonetics, североамериканское подразделение Rockwell, Inc. FET-D-120-D37 / 4.
  5. Мартин Х. Вейк. Четвертый обзор отечественных электронных цифровых вычислительных систем. Лаборатории баллистических исследований, Абердинский полигон, Мэриленд, отчет № 1227, январь 1964 г. [1]
  6. Джеррольд Фаутц, президент SMPS Technology. [2]