D -17B - D-17B

Naváděcí počítač Autonetics D-17 z rakety Minuteman I

V naváděcím systému raket Minuteman I NS-1OQ byl použit počítač D-17B (D17B) . Kompletní naváděcí systém obsahoval počítač D-17B, přidruženou stabilní platformu a napájecí zdroje .

D-17B vážil přibližně 62 liber (28 kg), obsahoval 1521 tranzistorů , 6282 diod , 1116 kondenzátorů a 504 odporů . Tyto komponenty byly namontovány na dvojité měděné, ryté, pozlacené, skleněných vláken laminát plošných spojů . Těchto obvodových desek bylo 75 a každá byla potažena pružnou polyuretanovou směsí pro ochranu proti vlhkosti a vibracím. Vysoká míra spolehlivosti a robustnosti počítače byla dána přísnými požadavky zbraňového systému .

Omezení návrhu

U D-17B byla požadována vysoká spolehlivost. Ovládal klíčovou zbraň, která měla jen jednu šanci splnit své poslání. Spolehlivosti D-17B bylo dosaženo použitím polovodičové elektroniky a relativně jednoduchým designem. Ve velké míře se používala jednodušší logika DRL (dioda-odpor) , ale méně spolehlivá logika DTL (dioda-tranzistor) se používala pouze tam, kde bylo potřeba. Na konci padesátých a na začátku šedesátých let, kdy byl D-17B navržen, postrádala tranzistory dnešní spolehlivost. DTL však poskytuje buď zisk, nebo inverzi . Spolehlivost byla také zvýšena pamětí rotačního disku s nedestruktivním odečtem (NDRO). Ve skutečných situacích v reálném čase dosáhly rakety Minuteman průměrného času mezi poruchami (MTBF) více než 5,5 roku.

Sověti měli mnohem větší rakety a ve svých naváděcích systémech mohli používat elektronky (termionické ventily). (Váhy Minutemana I a II zůstávají klasifikovány, ale Minuteman III byl 35 000 kg oproti sovětské raketě R-7 (1959) o hmotnosti 280 000 kg.) Američtí plánovači museli zvolit buď vývoj polovodičových naváděcích systémů (které váží méně) nebo zvažte dodatečné náklady a časové zpoždění vývoje větších raket.

Specifikace

Specifikace počítače Minuteman I D-17B

Rok: 1962

D17B je synchronní sériový univerzální digitální počítač.

Výrobce: Autonetics Division of North American Aviation

Aplikace: Vedení a kontrola ICBM Minuteman I.

Programovací a numerický systém:

Číselný systém: Binární, pevný bod, doplněk 2
Logické úrovně: 0 nebo False, 0V; 1 nebo True, -10V
Délka datového slova (bity): 11 nebo 24 (dvojitá přesnost)
Délka instrukčního slova (bitů): 24
Binární číslice/slovo: 27
Pokyny/slovo: 1
Typ instrukce: Jedna a půl adresa

Počet instrukcí: 39 typů ze 4bitového operačního kódu pomocí pěti bitů pole adresy operandu pro instrukce, které nemají přístup do paměti.

Časy provedení:

Přidat (mikrosekundy): 78 1/8
Násobení (µs): 546 7/8 nebo 1 015 5/8 (dvojitá přesnost)
Rozdělit: (software)

(Poznámka: Paralelní zpracování, jako jsou dvě simultánní operace s jednou přesnou přesností, je povoleno bez dalšího času provedení.)

Taktovací kanál: 345,6 Hz

Adresa:

Přímé adresování celé paměti
Pokyny pro dvě adresy (neoznačené) a tři adresy (označené)

Paměť:

Délka slova (bity): 24 plus 5 časování
Typ: Disk NDRO potažený oxidem železitým
Doba cyklu (µs): 78 1/8 (minimální)
Kapacita (slova): 5 454 nebo 2 727 (dvojitá přesnost)

Vstup výstup:

Vstupní řádky: 48 digitálních
Výstupní řádky: 28 digitálních
12 analogových
3 pulsy
Program: 800 5bitových znaků/s

Formát instrukčního slova:

    +--------+--------+------+--------+---------+--------+--------+
    |   TP   | T24 21 | 20   | 19  13 | 12    8 | 7    1 |   0    |
    +--------+--------+------+--------+---------+--------+--------+
    | Timing | OP     | Flag | Next   | Channel | Sector | Timing |
    |        |        |      | Inst.  |         |        |        |
    |        |        |      | Sector |         |        |        |
    +--------+--------+------+--------+---------+--------+--------+

Registry:

Fázové a napěťové výstupní registry

Aritmetická jednotka (kromě přístupu k úložišti):

Přidejte: 78 µs
Násobení: 1 016 µs

Konstrukce (pouze aritmetická jednotka): používá se logika tranzistor-dioda.

Časování: Synchronní
Provoz: Sekvenční
Úložný prostor
Střední Počet
slov
Přístup
(µs)
Rotující disk 2,688 Průměrně 5 000 (obecné kanály)
Rotující disk 41 (smyčky rychlého přístupu)
40 (Smyčka 1 slova)
160 (Smyčka se 4 slovy)
320 (Smyčka 8 slov)
640 (Smyčka 16 slov)

Vstup

48 digitálních linek (vstup)
26 specializovaných přírůstkových vstupů
   -Medium-             -Speed-
   Paper/Mylar Tape      600 chars/sec
   Keyboard              Manual
   Typewriter            Manual

VÝSTUP

   -Medium-              -Speed-
   Printer Character     78.5–2,433 ms   (Program Control)
   Phase - Voltage       (Program Control)

28 digitálních linek (výstup) 12 analogových linek (výstup) 13 pulzních linek (výstup) 25 600 slov/s maximální přenosová rychlost I/O

Fyzikální vlastnosti

Rozměry: 20 na výšku, 29 v průměru, 5 na hloubku
Napájení: 28 V DC při 25 A
Obvody: DRL a DTL
Hmotnost: 62 liber (28 kg)

Konstrukce:

Dvojitě měděně plátované, pozlacené, laminát ze skelných vláken, flexibilní desky s obvody potažené polyuretanem

Software:

Minimální zpoždění kódování pomocí strojového jazyka
Modulární podprogramy zvláštního určení

Spolehlivost: 5,5 roku MTBF

Kontrolní funkce: Parita při vyplňování a při výstupech znaků

Výkon, prostor, hmotnost a příprava místa

Výkon, počítač: 0,25 kW
Klimatizace: Uzavřený systém
Objem, počítač: 44 l
Hmotnost, počítač: 70 lb (32 kg)
Navrženo speciálně tak, aby se vešlo do válcového naváděcího balíčku.

Délka slova pro tento počítač je 27 bitů, z nichž 24 se používá při výpočtu. Zbývající 3 bity jsou rezervní a synchronizační bity. Možnost ukládání do paměti se skládá z 6000 ot / min magnetického disku s úložnou kapacitou 2985 slov, z nichž 2728 je adresovatelných. Obsah paměti obsahuje 20 chladicích kanálů po 128 sektorech (slovech), horkém úložném kanálu 128 sektorů, čtyři smyčky rychlého přístupu (U, F, E, H) o 1, 4, 8 a 16 slovech příslušně čtyři 1-slovní aritmetické smyčky (A, L, H, I) a dvě 4-slovní vstupní smyčky vstupního bufferu (V, R).

Výstupy, které lze realizovat z počítače D-17B, jsou binární, diskrétní, jeden znak, stav fázového registru, telemetrie a napěťové výstupy. Binární výstupy jsou počítačem generované úrovně +1 nebo −1 dostupné na binárních výstupních linkách.

Instrukční sada

D-17B Instruction Repertoire

Numeric Code		Code	Description
------------		----	-----------
00 20, s 		SAL 	Split accumulator left shift
00 22, s 		ALS 	Accumulator left shift
00 24, 2 		SLL 	Split left word left shift
00 26, r 		SLR 	Split left word right shift
00 30, s 		SAR 	Split accumulator right shift
00 32, s 		ARS 	Accumulator right shift
00 34, s 		SRL 	Split right word left shift
00 36, s 		SRR 	Split right word right shift
00 60, s 		COA 	Character output A
04  c, S 		SCL 	Split Compare and .ivt
10  c, S 		TMI 	Transfer on minus
20  c, s 		SMP 	Split multiply
24  c, s 		MPY 	Multiply
30  c, s 		SMM 	Split multiply modified
34  c, s 		MPM 	Multiply modified
40 02, s 		BOC 	Binary output C
40 10, s 		BCA 	Binary output A
40 12, s 		BOB 	Binary output B
40 20, s 		RSD 	Reset detector
40 22, s 		HPR 	Halt and Proceed
40 26, s 		DOA 	Discrete output A
40 30, s 		VOA 	Voltage output A
40 32, s 		VOB 	Voltage output B
40 34, s 		VOC 	Voltage output C
40 40, s 		ANA 	And to accumulator
40 44, s 		MIM 	Minus magnitude
40 46, s 		COM 	Complement
40 50, s 		DIB 	Discrete input B
40 52, s 		DIA 	Discrete input A
40 60, s 		HFC 	Halt fine countdown
40 62, s 		EFC 	Enter fine countdown
40 70, s 		LPR 	Load phase register
44  c, s 		CIA 	Clear and Add
50  c, s 		TRA 	Transfer
54  c, s 		STO 	Store accumulator
60  c, s 		SAD 	Split add
64  c, s 		ADD 	Add
70  c, s 		SSU 	Split subtract
74  c, s 		SUB 	Subtract
Blokové schéma počítačové architektury D-17B.

Mezi speciální funkce počítače D-17B patří úložiště vlajek, aritmetika dělených slov a minimalizované časování přístupu. Flag store poskytuje schopnost ukládat současný obsah akumulátoru při provádění další instrukce. Aritmetika dělených slov se používá k provádění aritmetických operací na obou polovinách rozděleného slova současně. Dělené slovo na D-17B se skládá z 11 bitů. Minimalizované načasování přístupu je umístění pokynů a dat do paměti tak, aby byly k dispozici s minimálním zpožděním z diskové paměti.

Naváděcí software

Autonetics byl přidruženým dodavatelem naváděcího systému Minuteman (MM), který zahrnoval letový a předspouštěcí software. Tento software byl naprogramován v jazyce sestavení do diskového počítače D17. Společnost TRW poskytla naváděcí rovnice, které Autonetics naprogramovala, a byla také zodpovědná za ověření letového softwaru. Když jsem zahájil provoz MM, letový počítač byl jediným digitálním počítačem v systému. Cílení bylo provedeno v sídle Strategic Air Command (SAC) Operačním zaměřovacím programem vyvinutým společností TRW k provedení na sálovém počítači IBM 709.

Společnost Sylvania Electronics Systems byla vybrána k vývoji prvního pozemního systému řízení a ovládání pomocí programovatelného počítače. Vyvinuli software, jednotku pro zpracování zpráv a řídicí jednotku pro křídlo 6. Na podporu nasazení systému Wing 6 vyvinula společnost TRW, Inc. z sálového počítače v SAC program prováděcího plánu (EPP) a provedla nezávislou pokladnu software pro řízení a řízení. EPP pomáhal při určování cílů a času odpalování raket.

Střela MM II byla nasazena s diskovým počítačem D-37C . Autonetics také naprogramoval funkční simulátory a ověřovač vkládače kódu, který byl použit v ústředí Wing ke generování a testování kódů letových programů pro vstup do palubního počítače.

Poznámky

  1. ^ Paměť byla vyvinuta v roce 1960: „autonetika :: mem-brain :: T5-1435 Mem-Brain File Aug65“ . Srpen 1965. s. 68–69.
  2. ^ a b c Tony C. Lin. "Vývoj mezikontinentálních balistických raketových systémů amerického letectva." Journal of Spacecraft and Rockets , sv. 40, č. 4, 2003. Pp. 491-509

Reference

  • Autonetická divize severoamerického Rockwellu. Inc .; Minuteman D-17 Počítačová tréninková data. Anaheim, Kalifornie, 8. června 1970.
  • Autonetická divize severoamerického Rockwellu. Inc .; Část I - Příručka předběžné údržby počítače Minuteman D -17A a souvisejícího testovacího zařízení. PO Memo 71. Anaheim, California, Inc., leden 1960.
  • Beck, CH Minuteman Computer Users Group, Report MCUG-l-71. New Orleans, Louisiana: Tulane University, duben 1971.
  • Beck, CH Minuteman Group Users Computer Group. D-17B Příručka programování počítače. Nahlásit MCUG-4-71. New Orleans: Tulane University, září 1971.
  • Beck, Charles H. Vyšetřování opětovné využití počítače Minuteman D-17B. Dostupné z NTIS/DTIC jako dokument AD0722476, leden 1971, 54 s.
  • Lin, Tony C .; "Vývoj mezikontinentálních balistických raketových systémů amerického letectva." Journal of Spacecraft and Rockets , sv. 40, č. 4, 2003. s. 491–509.
  • Weik, Martin H. (leden 1964). „MINUTEMAN“ . ed-thelen.org . Čtvrtý průzkum domácích elektronických systémů digitálních počítačů. Laboratoře balistického výzkumu, Aberdeen Proving Ground.

Viz také

externí odkazy