Русский | English   поискrss RSS-лента

Главная  → Документы и публикации  → Материалы конференций  → Материалы Международной конференции Sorucom-2017  → Комплекс БЦВМ «Аргон» и элементная база – полувековой путь гонки без финиша

Комплекс БЦВМ «Аргон» и элементная база – полувековой путь гонки без финиша

История коллектива НИИ «Аргон» начинается с декабря 1948 года, с организации СКБ-245, перед которым была поставлена задача государственной важности по созданию средств вычислительной техники, в первую очередь, для повышения обороноспособности СССР. Именно в эти трудные для народного хозяйства страны, послевоенные годы Советский Союз в условиях прогрессирующей «холодной войны», включился в гонку электронного вооружения.

Великая Отечественная война, наряду с мощью СССР, показала необходимость незамедлительного решения целого ряда проблемных вопросов наращивания научно-технического потенциала страны в целях обеспечения паритета государства с ведущими мировыми державами. Электронная вычислительная техника явилась одним из сложных звеньев в общей цепи первоочередных задач развития науки и техники. Создание СКБ-245 явилось первым шагом Советского правительства в решении на государственном уровне задачи разработки отечественных ЭВМ. Задача по созданию ламповой ЭВМ «Стрела» была успешно и в короткие сроки выполнена, а создатели «Стрелы» стали лауреатами Сталинской премии. Изготовленные на Московском заводе счетно-аналитических машин семь образцов машин были поставлены в ведущие научные центры страны и положили начало компьютеризации расчетов проблемных задач науки и техники. Старт отечественной вычислительной техники в гонке электронного вооружения, продолжающейся вот уже около 70 лет, состоялся!

СКБ-245 – НИЭМ – НИЦЭВТ – НИИ «Аргон» - вехи развития предприятия, прошедшего тернистый путь от первых ламповых ЭВМ до современных бортовых вычислительных комплексов на сверхбольших интегральных схемах, впитавший пять поколений вычислительной техники, каждое из которых яркая глава в исторической летописи института.

В мае 1958 года на базе СКБ-245 был образован научно-исследовательский институт электронных машин (НИЭМ). В начале 1960-х годов на институт возлагается роль головного предприятия в стране по бортовым ЦВМ (БЦВМ), способных в жестких условиях эксплуатации и с высокой степенью надежности работать непосредственно на борту ракет, космических кораблей, самолетов, надводных кораблей и подводных лодок, в составе мобильных систем и объектов специального назначения. Накопленный богатейший опыт в создании вычислительных средств для стационарных условий эксплуатации становится базовым фундаментом при решении новой сверхзадачи, поставленной перед коллективом. В условиях развернувшейся в мире гонки вооружений решать наитруднейшие научно-технические задачи по созданию БЦВМ и комплексов предстояло в сжатые директивные сроки в тесном взаимодействии с организациями электронной промышленности и других смежных отраслей.

Первые БЦВМ были разработаны в середине 1960-х годов на гибридных интегральных схемах серий «Тропа-1», «Тропа-3», «Тропа-5». В разработке логических проектов указанных серий принимали непосредственное участие создатели БЦВМ. Гибридные микросхемы указанных серий стали основой разработок БЦВМ и комплексов:

С созданием отечественных серий монолитных интегральных схем были разработаны БЦВМ и комплексы следующего поколения:

С увеличением объема задач, решаемых непосредственно на борту, потребовалась разработка интегральных схем со средним (СИС) и большим уровнем интеграции (БИС). В содружестве разработчиков БЦВМ и микроэлектроники были созданы несколько серий СИС, многокристальные БИС серии 216, БИС памяти, ставшие основной компонентной базой целого ряда последующих разработок БЦВМ:

С появлением микропроцессорной техники и сверхскоростных интегральных схем, на создание которых в начале 1980-х годов в рамках спецпрограмм МО США выделялись огромные ресурсы, отставание отечественных разработок элементной базы, в первую очередь, по уровню интеграции становилось все более ощутимым. Это не могло, естественно, не сказаться на параметрах БЦВМ, при проектировании которых допускалось использование исключительно отечественной элементной базы.

К середине 1980-х годов разработчикам военной радиоэлектроники было предложено ориентироваться на матричные БИС (МаБИС). Предполагалось, что за счет соединения интеллекта разработчиков РЭА и разработчиков МаБИС удастся избежать фатального отставания основных технических характеристик РЭА от зарубежных образцов. Наряду с планируемым созданием в период с 1987 по 1990 год целой гаммы бортовых матричных кристаллов и заказных СБИС по технологии КМОП, ТТЛШ и КНС, были заданы в разработку микропроцессорные БИС, БИС ЗУ, а также средства автоматизированного проектирования заказных БИС и СБИС.

К сожалению, ожидания разработчиков РЭА, связанные с широким внедрением МаБИС в практику проектирования не оправдались. Глубокий кризис экономики страны, последовавший за развалом СССР, потряс, в первую очередь, электронную промышленность. Базовая высокотехнологичная область промышленности, определяющая во многом научно-технический потенциал государства, которой в СССР в течение десятилетий уделялось первостепенное внимание, была брошена на «произвол судьбы», на самовыживание, как и другие отрасли «оборонки». Положение усугублялось еще и тем обстоятельстовм, что 80% производственных мощностей электронной промышленности СССР оказались на территории бывших республик. Ведущие научно-производственные комплексы электронной промышленности России вынуждены были переориентироваться на зарубежные заказы, связанные с производством полупроводниковой электроники для массовой коммерческой продукции (электронные часы, микрокалькуляторы и т.п.).

В этих условиях использование зарубежной компонентной базы в разработках БЦВМ для перспективных объектов стало неизбежной реальностью.

С применением микропроцессоров фирмы Intel в институте были созданы БЦВМ, аппаратно и программно совместимые с моделями IBM PC, для авиационных объектов. На сигнальных микропроцессорах фирмы TI TMS320C30 были разработаны встраиваемые вычислительные модули для авиационных, корабельных и мобильных терминалов связи. Зарубежная компонентная база использовалась и для создания аппаратуры нового поколения аэрокосмических систем с длительным сроком активного существования, в частности для российских модулей Международной космической станции и телекоммуникационных спутников нового поколения.

Благодаря использованию современной высокотехнологичной компонентной базы к середине 1990-х годов, с учетом развития информационных технологий и сетевых методов обработки информации, НИИ «Аргон» был осуществлен переход от разработки БЦВМ к проектированию бортовых информационно-управляющих систем. В частности, для воздушных пунктов управления были созданы многофункциональные БВК ЕА2170, ЕА2180 с развитыми шинными структурами с единой архитектурой, программируемыми интерфейсами, передающей средой с использованием волоконно-оптических линий связи, специализированных БИС и ПЛИС поддержки различных протоколов.

Успехи мировой микроэлектроники в достижении физически предельных технологических норм проектирования и изготовления высокоинтегрированной элементной базы обеспечили переход от применения универсальной элементной базы к проектированию аппаратуры на принципах «система на кристалле» (СнК).

Примером такого подхода к разработке перспективных средств вычислительной техники является выполненная НИИ «Аргон» работа по созданию изделия ВСТС-А для нового поколения связных терминалов. При реализации этого проекта был осуществлен переход от «системы на плате» к «системе на кристалле», что позволило увеличить производительность встраиваемого вычислителя в 3-5 раз, сократить его вес в 3 раза, а потребляемую мощность – в 2 раза.

Вместе с тем неблагоприятная международная обстановка последних лет и последовавшие санкции в отношении Российской Федерации отразились на ограничении продаж в нашу страну высокотехнологичной продукции и, в частности, современной ЭКБ иностранного производства (ЭКБ ИП). В сложившихся условиях проблема импортозамещения ЭКБ ИП выдвинулась в число наиглавнейших государственных задач. Успешному решению этой сложной задачи способствуют ощутимые результаты последнего десятилетия отечественной электронной промышленности, получившей многомиллиардные вложения в разработку новых техпроцессов, оборудования и современной ЭКБ благодаря реализации Федеральных целевых программ по развитию электронной промышленности, Государственных программ поддержки оборонно-промышленного комплекса, введенной в стране системы государственно-частного партнерства. Принятые меры позволили флагманам российской электроники выйти на уровень мировых достижений и предоставить разработчикам РЭА новые возможности для проектирования.

Очередной этап в гонке электронного вооружения – гонки без финиша – продолжается.

Выводы

  1. До начала 1990-х годов все разработки БЦВМ и комплексов выполнялись исключительно на отечественной элементной базе и обеспечивали паритет с разработками ведущих мировых производителей по основным тактико-техническим характеристикам. Контролируемое отставание на 3-4 года отмечалось по отдельным разработкам по массогабаритным характеристикам, что было связано, в основном, с наметившимся ко второй половине 1980-х годов отставанием в разработках и производстве изделий микроэлектроники.
  2. Глубокий кризис экономики страны, связанный с развалом СССР, нанес непоправимый ущерб народному хозяйству и, в первую очередь, одной из базовых отраслей, определяющей научно-производственный потенциал государства – электронной промышленности.
  3. Необходимость использования ЭКБ ИП при проектировании РЭА стало неизбежной реальностью, что создало естественную угрозу технологической независимости РФ.
  4. Принятые в последние десятилетия серьезные меры руководством страны по возрождению отечественной электронной промышленности дали необходимые результаты, что существенно сгладило возможные негативные последствия санкционных мер, предпринятых США, Евросоюзом и их союзниками в отношении РФ, напрямую затрагивающие обеспечение обороноспособности нашей страны.

Список литературы:

  1. Михайлов В.А., Штейнберг В.И. Гонка без финиша.//Технологии ЭМС, 2008, №4, с.3-11.
  2. Штейнберг В.И. Элементная база – основа динамики развития БЦВМ комплекса «Аргон». //Динамика радиоэлектроники. М.: Техносфера, 2007, с. 331-342.
  3. Михайлов В.А., Штейнберг В.И. История становления развития комплекса БЦВМ «Аргон». //История отечественной электронной вычислительной техники. М.:2017, Изд. дом «Столичная энциклопедия», с.307-320.
  4. Михайлов В.А., Попов С.О., Штейнберг В.И. Опыт разработки вычислительных средств для авиационных терминалов связи с использованием СБИС СнК 1867ВЦ8Ф. //Радиопромышленность, 2013, вып.4, с.11-17.
  5. Штейнберг В.И. От «Радонов» до «Аргонов»: к истории разработки средств вычислительной техники в НИЭМ–НИЦЭВТ–НИИ «Аргон» по заданиям НИИ-5 – МНИИПА для автоматизированной системы управления противовоздушной обороны страны.//Научные труды Конференции «К 100-летию со дня рождения И.А. Полетаева. ФГБУ «3 ЦНИИ» Минобороны России, 2016, с.130-136.
  6. Штейнберг В.И., Шпиев В.А. Разработка средств бортовой вычислительной техники для воздушных пунктов стратегического управления. //Научные труды Конференции «К 100-летию со дня рождения И.А. Полетаева. ФГБУ «3 ЦНИИ» Минобороны России, 2016, с.120-129.
  7. Штейнберг В.И. Системы на кристалле – эффективный путь импортозамещения при создании современных средств бортовой вычислительной техники для объектов воздушно-космической обороны.//Радиопромышленность. 2017. №2, с.87-90

Об авторе: НТЦ №1 АО "НИИ "Аргон", Москва
Материалы международной конференции Sorucom 2017
Помещена в музей с разрешения автора 17 Ноября 2017

Проект Эдуарда Пройдакова
© Совет Виртуального компьютерного музея, 1997 — 2017