Русский | English   поискrss RSS-лента

Главная  → История отечественной вычислительной техники  → Бортовые ЭВМ комплекса “Аргон”

Бортовые ЭВМ комплекса “Аргон”

История отечественной бортовой вычислительной техники как отдельной ветви ВТ восходит к началу 60-х годов. Решением Комиссии Президиума СМ СССР по военно-промышленным вопросам № 246 от 16 октября 1963 г. Научно-исследовательский институт электронных математических машин (НИЭМ) был назначен головным предприятием страны по бортовым ЭВМ. В 1964 г. в НИЭМ впервые в СССР были развернуты работы по проектированию, производству и внедрению в системы бортовых ЭВМ (БЭВМ), получивших название “Аргон”. После слияния в конце 1968 г. НИЭМ с НИЦЭВТ разработка ряда “Аргон” продолжалась специализированным отделением НИЦЭВТ, которое в 1986 г. выделилось в самостоятельное предприятие — НИИ “Аргон”. За это время было предложено более 30 типов БЭВМ и вычислительных комплексов на их основе.

Создание ряда “Аргон” шло в три этапа. На первом этапе (1964 г. — середина 70-х) были разработаны 11 моделей машин для ракетно-космических, авиационных и наземных автоматизированных систем управления. Базой для первых моделей послужил созданный к этому времени научно-технический задел по стационарным ЭВМ общего назначения.

К ЭВМ, используемым в составе систем управления летательных аппаратов и мобильных наземных объектов, предъявляется ряд специфических требований, которые значительно усложняют проектирование бортовых машин. К числу важнейших требований, во многом определяющих выбор основных проектных решений, относятся ограничения на массо-габаритные характеристики и потребляемую мощность, необходимость придания повышенной надежности функционирования, устойчивости к широкому диапазону внешних воздействий (механических, климатических, радиационных и др.), возможность обмена в реальном времени информацией с разнообразными датчиками и исполнительными устройствами объекта управления.

БЭВМ первого этапа

Создание БЭВМ на первом этапе велось на основе ряда принципиальных положений, выработанных с учетом специфических требований к бортовым машинам в результате многочисленных исследований, осуществления эскизных и технических проектов.

  1. С самого начала было принято решение проектировать БЭВМ на новой для того времени элементной базе — интегральных схемах (ИС). Только применение ИС давало возможность обеспечить необходимые параметры машин, в первую очередь массо-габаритные, энергетические и прочностные. Работы по созданию ряда “Аргон” дали мощный толчок развитию элементной базы для ЭВМ оборонного значения. НИЭМ и его преемники были инициаторами, заказчиками и соисполнителями разработки целого ряда выпускавшихся крупными сериями ИС, некоторые из них получили широкое применение не только в бортовой, но и стационарной ВТ.
  2. Во всех моделях используется конструктивно-технологическая база с большой степенью унификации.
  3. Введение программной совместимости между моделями было признано нецелесообразным. Это потребовало бы разработки единой для всех машин сложной системы команд, часть из которых во многих случаях оказалась бы излишней. При достигнутом в тот период уровне технологии элементов единственным путем удовлетворения жестких требований к бортовым ЭВМ была специализация системы команд к решаемым задачам. Вместе с тем системы команд и организация вычислений для различных моделей строятся на основе общих исходных принципов и являются достаточно близкими.
  4. Для повышения плотности компоновки ИС используется многослойный печатный монтаж. Изготовление многослойных плат связано с большим количеством сложных и трудоемких операций. Поэтому с целью сокращения сроков разработки и числа ошибок при выполнении ручных операций основные узлы БЭВМ создавались с применением систем автоматизированного проектирования на базе универсальных ЭВМ.
  5. Структура БЭВМ разрабатывалась с некоторым запасом по быстродействию и емкости ЗУ с расчетом на вероятное усложнение задач в процессе проектирования.
БЭВМ «Аргон-10»

БЭВМ “Аргон-10”

Машины первого этапа по типу используемой элементной базы разделяются на две группы. К первой, более ранней по времени разработки группе относятся БЭВМ “Аргон-1”, “Аргон-10” и 10М, “Аргон-11А” и 11С, “Аргон 12А” и 12С, собранные на гибридных ИС типа “Тропа”, ко второй — БЭВМ “Аргон-14”, “Аргон-15”, “Аргон-16” и “Аргон-17”, выполненные на твердотельных ИС.

Серия гибридных ИС “Тропа-1” была предложена НИЭМ совместно с НИИТТ Министерства электронной промышленности для первых БЭВМ ряда “Аргон” (“Аргон-1”, “Аргон-11А” и 11С, “Аргон 12А” и 12С). Однако высокие для того времени параметры (задержка 60 нс, потребляемая мощность 5,5 мВт на схему И-НЕ) и функциональная универсальность обусловили ее широкое применение как в бортовых, так и стационарных ЭВМ. Этому в значительной степени способствовала разработанная НИЭМ оригинальная схемотехника, обеспечившая выполнение требований к БЭВМ при ограниченных в то время возможностях электронной техники. В дальнейшем НИЭМ и НИИТТ были созданы гибридные ИС “Тропа-3” и “Тропа-5”. Они позволяли довести быстродействие с БЭВМ 200 до тыс.оп/с и использовались в машинах “Аргон-10” и 10М.

Машины второй группы “Аргон-14”, “Аргон-15” и “Аргон-16” выполнены на первых стандартных твердотельных ИС серий 106, 133, 134, а “Аргон-17” — на первых микропроцессорных БИС серии 583.

Большое внимание в процессе проектирования уделялось определению параметров печатных плат как основного конструктивного элемента машин. При этом принимался во внимание ряд условий: возможность расчленения схемы БЭВМ таким образом, чтобы на платах размещались функционально-законченные узлы, требование стандартизации физических размеров, технологичность при серийном производстве и возможность применения средств автоматизации. В результате исследований были выбраны две типовые конструкции печатных плат: размером 230в330 мм со 141 выводом для размещения до 152 корпусов гибридных ИС “Тропа” и размером 148в198 мм со 136 выводами для монтажа до 96 корпусов твердотельных ИС.

В БЭВМ, построенных на ИС “Тропа” со штыревыми выводами, в основном использованы двусторонние печатные платы. В машинах “Аргон-10” и 10М применены четырехслойные платы, изготавливаемые методом попарного прессования.

С переходом в БЭВМ второй группы к твердотельным ИС межсхемные соединения усложнились, что потребовало применения многослойного монтажа. В машинах “Аргон-14”, 15, 16 и 17 использованы типовые многослойные платы, изготавливаемые методом послойного наращивания (до 5 слоев). Этот метод обеспечивает высокую плотность размещения печатных проводников, большие коммутационные возможности и повышенную надежность, недостижимую в случае других методов.

В машинах обеих групп конструктивным элементом следующего после платы уровня является пакет книжной конструкции. Как показали исследования и опыт эксплуатации, такая конструкция наилучшим образом отвечает требованиям механической устойчивости, предъявляемым к бортовым ЭВМ. Платы пакета шарнирно соединены специальной резиновой колодкой (“корешком”) и могут поворачиваться на определенный угол, давая доступ к компонентам платы в процессе изготовления и наладки. Электрические соединения между платами осуществляются с помощью гибких проводников, припаянных к выводам плат и закрепленных в “корешке”. Платы скрепляются между собой жесткими шпильками; с целью уменьшения резонансных явлений на платах устанавливаются упоры. Таким образом, собранный пакет плат представляет собой жесткую конструкцию, в высокой степени устойчивую к механическим воздействиям.

Пакеты плат книжной конструкции являются универсальным элементом, пригодным для построения как машин, компонуемых из конструктивно законченных съемных блоков, так и машин, построенных по моноблочному принципу. По блочному принципу выполнены обслуживаемые БЭВМ авиационного и наземного назначения, условия эксплуатации которых позволяют осуществлять замену и ремонт неисправных блоков (“Аргон-1”, “Аргон-10”, 10М, “Аргон-15”). БЭВМ ракетно-космического назначения в большинстве случаев являются необслуживаемыми и строятся по моноблочному принципу. Электрические связи между блоками всех машин выполнены проводным монтажом.

БЭВМ «Аргон-12А» со снятым кожухом

БЭВМ “Аргон-12А” со снятым кожухом

Серьезную проблему при проектировании бортовых ЭВМ представляет обеспечение устойчивости к воздействию внешней среды. Ввиду их компактности существенное значение имеет отвод тепла. В большинстве машин обеих групп применено принудительное воздушное охлаждение их внутренних частей: от центральной системы охлаждения управляемого объекта в случае авиационных и мобильных наземных БЭВМ либо с помощью встроенного вентилятора (космические БЭВМ) “Аргон-11С”, “Аргон-12С” и “Аргон-16”). Ракетные машины “Аргон-11А” и “Аргон-14” помещены в герметизированный корпус, служащий радиатором для отвода тепла в окружающую среду. Устойчивость к ударным и вибрационным нагрузкам обеспечивается с помощью амортизаторов. В ряде случаев применялись специальные меры по дополнительному закреплению деталей. Для защиты от воздействия влаги детали и некоторые узлы покрывались влагостойкими лаками.

Для удовлетворения высоких требований к надежности функционирования БЭВМ был осуществлен целый комплекс проектных, организационных и производственно-технологических мероприятий (использование высоконадежных компонентов, введение в технологию изготовления электро- и термотренировок узлов, блоков и изделия в целом, строгое соблюдение стандартов, нормативов и порядка выполнения работ, создание специальной аппаратуры для технического контроля, анализа дефектов, сбоев и отказов, сбор и обработка статистических данных о надежности и др.). Эффективность этих мер подтверждена всем опытом эксплуатации машин ряда “Аргон”.

Тем не менее эти меры были недостаточны в случае чрезвычайно высоких требований к надежности особо сложных и ответственных ракетно-космических комплексов. БЭВМ, предназначавшиеся для таких комплексов, несмотря на жесткие массо-габаритные ограничения, разрабатывались с применением резервирования.

Впервые резервирование аппаратуры использовано в БЭВМ “Аргон-11С” — первой отечественной машине космического назначения, осуществлявшей автоматическое управление полетом космического аппарата, совершившего облет Луны с возвращением спускаемого аппарата на Землю (программа “Зонд”). В ходе исследований, выполненных при проектировании этой машины, оптимальной структурой резервирования, обеспечивающей экономию машинных ресурсов и приемлемый уровень надежности, была признана троированная структура с голосованием по большинству (мажоритирование). “Аргон-11С” состоит из трех одинаковых функционально автономных параллельно работающих каналов с независимыми отдельными входами и выходами. Формирование информации, выдаваемой тремя каналами, осуществляется мажоритарными схемами системы управления. Для синхронизации работы каналы обмениваются между собой сигналами. Кроме того, для восстановления информации, искаженной в результате сбоев в каком-либо канале, предусмотрены связи для обмена информацией между каналами.

Эта структура получила дальнейшее развитие в бортовом вычислительном комплексе “Аргон-16”. В отличие от “Аргон-11С” с резервированием на уровне машины в целом, в “Аргон-16” реализовано троирование основных блоков с использованием ограниченного числа мажоритарных схем. В каждый вычислительный канал этого комплекса введены блоки межканальных связей (БМС), позволяющие осуществлять обмен информацией между блоками каждого канала. БМС содержат интерфейсы командных и адресных магистралей, мажоритарные схемы, вентили, с помощью которых можно в случае необходимости блокировать мажоритарные схемы, и регистр управления. Введение БМС дает возможность осуществлять мажоритирование информации по блокам, что значительно повышает эффективность системы устранения сбоев, а также сокращает временную и структурную избыточность комплекса.

“Аргон-16” — уникальной разработка в мировой практике создания бортовых ЭВМ. За четверть века эксплуатации на космических кораблях “Союз”, транспортных кораблях “Прогресс”, орбитальных станциях “Салют”, “Алмаз”, “Мир”, “Меч-К” не было отмечено ни одного отказа комплекса в составе системы управления. За это время было выпущено более 300 образцов — рекордный показатель для машин космического применения.

Высоконадежная троированная структура “Аргон-16” в модифицированном виде использована в БЭВМ “Аргон-17”, предназначенной для применения в инерциальной системе управления ракетой комплекса ПРО. В машине реализовано поразрядное мажоритирование информационных и управляющих магистралей и резервирование элементов сопряжения в процессоре обмена. Благодаря такой структуре она сохраняет работоспособность при появлении отказов в разноименных разрядах магистралей и связанных с ними цепях разных каналов. Отличительная особенность “Аргон-17” — высокая радиационная стойкость аппаратуры, гарантирующая выполнение задачи в условиях воздействия ядерного взрыва. Это важное качество достигается за счет введения в состав БЭВМ быстродействующего датчика импульсного излучения и специального блока “Рестартер”, обеспечивающего прерывание вычислительного процесса при установленном уровне радиации с фиксацией содержимого основных регистров в ферритовой памяти со специальными характеристиками, и возобновление вычислительного процесса при выходе объекта из опасной зоны.

Для работы БЭВМ в составе системы управления необходимо специальное устройство сопряжения с абонентами системы. Состав устройств ввода-вывода бортовых машин значительно разнообразнее, чем у стационарных ЭВМ, а используемые ими сигналы имеют иную форму (аналоговые, импульсные различного вида, разовые и т. д.). Это требует создания специальных преобразователей информации.

Разработка устройства сопряжения с объектом для некоторых машин являлась одной из сложнейших проблем проектирования. Яркой иллюстрацией высоких требований к вводу-выводу служит система обмена комплекса “Аргон-16”. В ее состав входят аналого-цифровой и цифро-аналоговый преобразователи, преобразователи код — интервал и код — импульс, блок релейных сигналов (72 входа, 65 выходов), блок приема и передачи последовательного кода, блоки сопряжения с НМЛ и принтером. Обмен можно вести одновременно с 41 абонентом на скорости до 80 кБ/с и подключать до 256 абонентов. Имеется система прерываний одного уровня от 16 источников с динамическим установлением приоритета.

Сложной системой обмена оснащены также БЭВМ “Аргон-12С”, “Аргон-14” и “Аргон-17”.

Модели второго этапа

Работы первого этапа сыграли исключительно важную роль в развитии отечественной бортовой вычислительной техники. В его ходе были заложены основы проектирования БЭВМ, создана необходимая производственная и испытательная база, выбраны направления развития архитектуры, элементной базы, конструкции, технологии, программного обеспечения, схемотехники и системотехники БЭВМ, определившие на много лет вперед развитие не только машин ряда “Аргон”, но и БЭВМ, разрабатываемых в других отраслях и организациях страны.

К середине 70-х годов перед создателями ЭВМ оборонного значения были поставлены качественно новые задачи. Возникла необходимость внедрения бортовых ЭВМ, показавших высокую эффективность при управлении техническими средствами, в автоматизированные системы управления войсками, авиационные комплексы радиолокационного дозора и наведения, системы управления воздушным движением в зоне крупных военно-морских объектов, авиационные ударно-разведывательные комплексы. По требуемым параметрам ЭВМ, предназначенные для работы в таких системах, близки к стационарным универсальным машинам (решают преимущественно расчетные и информационные задачи, должны иметь 32-разрядную сетку, высокую производительность, оперативную и внешнюю память большой емкости, оснащаться сложным программным обеспечением).

К этому времени резко расширился парк эксплуатируемых БЭВМ, значительно возросли трудоемкость и стоимость их разработки. Отечественными предприятиями было создано большое число машин, предназначенных, как правило, для одной конкретной системы. Незначительно отличаясь по функциональным возможностям, они имели оригинальные систему команд, структуру, конструктивные решения. По этой причине исключительную актуальность приобрела проблема унификации создаваемых моделей. Решение этой задачи стало возможным на пути перехода от отдельных моделей с несовместимыми системами команд к семействам машин единой архитектуры.

Базовой архитектурой нового поколения БЭВМ, предназначенных для решения расчетных и информационно-логических задач с большими объемами обрабатываемой и хранимой информации, была выбрана архитектура стационарных машин ЕС ЭВМ, которая к этому времени утвердилась в качестве магистрального направления развития отечественных ЭВМ общего назначения. Важное значение для построения ряда перспективных БЭВМ имели присущие ЕС ЭВМ мощная система программного обеспечения, универсальный набор команд, 32-разрядное слово, модульность, стандартизованные интерфейсы, мультисистемные свойства, наращиваемость функциональных возможностей. Совместимость с ЕС ЭВМ позволяла использовать готовые серийные стационарные машины в качестве промежуточного стендового варианта на весь период отработки системы управления и тем самым ускорить создание БЭВМ, их программного обеспечения и системы в целом.

Особого подхода потребовала унификация БЭВМ, используемых непосредственно для управления различными системами летательных аппаратов. Несмотря на значительный прогресс в области элементной базы, жесткие ограничения на физические характеристики машин этого класса по-прежнему требовали специализации системы команд к особенностям системы управления. Решение этой проблемы было найдено благодаря оригинальной архитектуры “Поиск” (Проблемно-Ориентируемая с Изменяемой Системой Команд), позволяющей адаптировать набор команд к решаемым задачам путем расширения основного набора за счет команд, свойственных конкретным задачам.

Архитектура “Поиск” включает в себя четыре группы команд: операторы ядра типа обычных команд, операторы более сложной структуры, специальные операторы (обмена, операционной системы) и операторы пользователя. Разрядность операторов переменная. В зависимости от области применения число операторов в системе команд колеблется от 157 до 256. Как показали исследования и опыт эксплуатации, БЭВМ архитектуры “Поиск” при одинаковой элементной базе превосходят обычные одноадресные архитектуры по производительности в 1,5-2,5 раза, а по компактности кода — в 3-5 раз.

На основе унифицированных архитектур в ходе работ второго этапа по созданию ряда “Аргон” (середина 70-х — конец 80-х годов) было предложено несколько моделей машин: А-30, А-40, А-50 (архитектура ЕС ЭВМ), Ц100, Ц101, Ц102 (архитектура “ПОИСК”). Данные машины проектировались в расчете на крупносерийное производство и широкое применение в вооруженных силах. В связи с этим первостепенное внимание уделялось снижению трудоемкости их изготовления и стоимости, обеспечению контроле- и ремонтопригодности и удобства эксплуатации, созданию моделей межвидового применения, устойчивых к внешним воздействиям применительно к нескольким группам эксплуатации оборонной техники.

Достижение этих целей потребовало перехода на новую конструктивно-технологическую базу. Основой для построения моделей второго этапа стали конструктивно-технологические и схемотехнические решения, принятые в ЕС ЭВМ.

Используемые в машинах первого этапа многослойные печатные платы послойного наращивания, несмотря на ряд важных для БЭВМ преимуществ, отличаются высокой стоимостью и большими затратами времени на их изготовление. Для печатных плат моделей второго этапа была принята базовая для ЕС ЭВМ технология металлизации сквозных отверстий, обеспечившая резкое сокращение цикла изготовления и автоматизацию технологических и контрольных операций в процессе производства по сравнению с методом послойного наращивания. При этом число слоев было увеличено до 10 против 5 в предшествующих разработках.

Вместо книжной конструкции, принятой в первых машинах ряда “Аргон”, в моделях второго этапа используется модульное построение аппаратуры с несколькими иерархическими уровнями. Модулем следующего после многослойной печатной платы уровня является сдвоенная ячейка, состоящая из двух плат, соединенных проводами или печатным шлейфом. Ячейки через разъемы соединяются с панелью и образуют конструктивно законченный блок. Впервые, начиная с модели А-30, при изготовлении блоков БЭВМ был применен метод накрутки, позволивший автоматизировать изготовление и контроль системы коммутации панели и оперативное внесение необходимых изменений. Использование в БЭВМ метода накрутки, стало возможным благодаря разработке специального термостойкого провода типа ФН.

Блоки устанавливаются в общий корпус (шкаф, стеллаж) и образуют модуль четвертого уровня, обеспечивающий электрические соединения между блоками проводным монтажом. При этом каждое из функционально законченных устройств имеет свое автономное электропитание. Такой модульно-функциональный принцип позволяет создавать модификации БЭВМ с разным количеством и составом устройств, различающиеся лишь рамой (шкафом, стеллажом), на которой монтируются устройства и размещается система связей между ними.

БЭВМ А-30 — первая модель из ряда унифицированных высокопроизводительных 32-разрядных бортовых ЭВМ архитектуры ЕС ЭВМ, предназначенных для обработки и хранения больших массивов информации. Она спроектирована на основе принятых в ЕС ЭВМ архитектуры, структурной организации, схемотехнических и конструктивно-технологических решений с учетом особых требований бортовых систем, прежде всего минимизации объема оборудования и повышения эффективности работы. А-30 полностью информационно и программно (снизу вверх) совместима с ЕС ЭВМ-1. В машине реализован стандартный набор команд ЕС ЭВМ за исключением команд десятичной арифметики и команд над операндами с плавающей запятой. Управление микропрограммное. Машина построена с максимальным использованием принципов модульности и стандартизации блоков, что позволяет гибко изменять вычислительные возможности. Для повышения быстродействия в ней реализовано трехуровневое совмещение операций. Система ввода-вывода включает два мультиплексных канала (специализированный и ЕС ЭВМ) и обеспечивает высокоскоростной обмен информацией с абонентами в реальном времени. Предусмотрена возможность создания многомашинных комплексов с помощью адаптеров канал-канал.

Быстродействие составляет 400 тыс. оп/с (формат RX), 600 тыс. оп/с (формат RR). Емкость ОЗУ 32 Кб, ПЗУ — 256 Кб. Пропускная способность канала ввода-вывода 500 Кб/с (монопольный режим), 200 Кб/с (мультиплексный режим). Машина построена на специально разработанных многокристальных БИС серии 216.

БЭВМ А-40 представляет собой среднюю модель ряда высокопроизводительных 32-разрядных бортовых ЭВМ архитектуры ЕС ЭВМ, являющуюся дальнейшим развитием модели А-30. Основные усовершенствования: полное соответствие архитектурным концепциям ЕС ЭВМ-1, возможность подключения дополнительных каналов ввода-вывода, а также внешней памяти и устройств ввода-вывода ЕС ЭВМ. Управление микропрограммное. В процессоре реализована сложная структура, рассчитанная на совмещение во времени выполнения нескольких команд, близкая к структуре ЭВМ ЕС 1060.

Отличительная особенность машины — программная совместимость с ЭВМ “Ритм-20”, достигнутая благодаря аппаратно-программной эмуляции команд “Ритм”. Эмуляция всех логических команд и команд арифметики с фиксированной точкой осуществляется аппаратно. Эмуляция привилегированных команд и команд с плавающей запятой реализована программно.

Обмен информацией осуществляется интегрированным с процессором каналом ввода-вывода с мультиплексной памятью, размещенной в основной памяти, и буфером обмена в канале. Для А-40 разработан пульт контроля и управления, включающий имитатор интерфейса ввода-вывода. Имитатор обеспечивает возможность наладки и проверки канала ввода-вывода и создает режимы работы канала, невозможные в случае обычных устройств ввода-вывода.

Система команд включает полный набор ЕС ЭВМ-1 и 60 реализованных аппаратно команд ЭВМ “Ритм-20”. Производительность 140 тыс. оп./с (смесь Гибсон 3Е), емкость ОЗУ 32 Кб, емкость ПЗУ 128 Кб. Пропускная способность канала ввода-вывода 650 Кб/с (монопольный режим), 65 Кб/с (байт-мультиплексный режим). Машина построена на микросхемах средней степени интеграции серий 134, 136, 130, 133.

БЭВМ А-50

БЭВМ А-50

БЭВМ А-50 — старшая модель из ряда унифицированных высокопроизводительных 32-разрядных бортовых ЭВМ архитектуры ЕС ЭВМ. Она спроектирована на основе схемотехнических и конструктивно-технологических решений, реализованных в модели А-40. Вместе с тем применение более современной элементной базы позволило резко повысить производительность машины и объем ее оперативной памяти, увеличить число каналов ввода-вывода. В ней обеспечена возможность двухмашинной работы по прямому управлению. В состав машины введен пульт управления с реализацией последовательного интерфейса, процессор содержит кэш-память и микротестовую систему. Для нее разработаны кассетный накопитель на магнитной ленте и накопитель на цилиндрических магнитных доменах в исполнении для жестких условий эксплуатации и сервисная аппаратура, включающая пульт имитаторов абонентов и сервисную ЭВМ.

С целью повышения быстродействия процессора оптимизирована схемотехника блока команд, обеспечивающая коррекцию зависимых команд. Управление микропрограммное. Микропрограммные средства помимо функциональных микропрограмм включают микротесты, предназначенные для поиска неисправностей с разрешающей способностью до единиц ячеек. В оперативной памяти и постоянной памяти микропрограмм реализован контроль с обнаружением двойных и коррекцией одиночных ошибок. Кэш-память имеет оригинальную структуру, включающую буфер команд и буфер данных. Структура каналов ввода-вывода обеспечивает минимальные затраты оборудования при сравнительно высокой пропускной способности. Взаимодействие каналов ввода-вывода организовано таким образом, что работа подсистемы ввода-вывода незначительно влияет на производительность процессора.

В машине реализован полный набор команд ЕС ЭВМ-1, дополненный командами вычисления синуса, косинуса и обратной величины числа. Производительность 540 тыс. оп./с (смесь Гибсон 3Е), емкость ОЗУ 16 Мб. Суммарная пропускная способность каналов ввода-вывода составляет 4 Мб/с (монопольный режим), 600 Кб/с (байт-мультиплексный режим). Машина построена на микросхемах средней степени интеграции серий 134, 136, 130, 133.

Важными новшествами, впервые реализованными в машинах А-30, А-40 и А-50, являются развитые средства комплексирования и межвидовое исполнение. Они могут использоваться как в качестве самостоятельного вычислителя, так и в качестве центрального звена одномашинных и многомашинных вычислительных комплексов с развитой системой внешних ЗУ и периферийного оборудования.

На базе БЭВМ А-30 создана четырехмашинная вычислительная система для авиационного комплекса радиолокационного дозора и наведения. В состав комплекса помимо четырех машин с адаптерами канал-канал, объединенных симметричной системой межмашинных связей, входят системный пульт прямого управления и внешний синхронизатор, служащий генератором меток для таймеров всех БЭВМ. Заданная производительность вычислительной системы обеспечивается благодаря распределению задач между отдельными машинами и распараллеливанию алгоритмов. При этом создается возможность резервирования отдельных устройств, что повышает надежность системы. Наличие адаптеров канал-канал позволяет одновременно обмениваться информацией любым двум парам БЭВМ, а в режиме разделения времени — всем четырем БЭВМ.

На основе БЭВМ А-40 был предложен мобильный (с работой на ходу) вычислительный комплекс “Бета-3М” на легком многоцелевом гусеничном бронированном шасси с универсальным кузовом (МТ-ЛБу) для АСУ войсками. Комплекс “Бета-3М” осуществляет в составе системы управления прием и выдачу информации, решает информационно-логические и расчетные задачи, хранит и выдает результаты решения задач как в автоматическом режиме, так и по запросу из различных звеньев системы управления, обеспечивает обмен информацией с другими вычислительными комплексами.

Для комплекса “Бета-3М” помимо А-40 был создан ряд внешних устройств:

На базе БЭВМ А-50 разработано восемь модификаций одно- и двухмашинных бортовых вычислительных комплексов для приоритетных государственных программ. Они комплектуются широким набором устройств внешней памяти и средств комплексирования. Объединение машин в двухмашинных комплексах осуществляется с помощью адаптера межмашинного обмена (скорость передачи 1 Мб/с) и контроллера ввода-вывода с возможностью подключения 24 абонентов к каждому каналу. Для комплексов на базе А-50 создан ряд внешних устройств в исполнении для жестких условий эксплуатации:

Конструктивное исполнение БЭВМ А-30, А-40 и А-50 обеспечивает возможность их межвидового применения в составе объектов различных классов. Тем самым открывается возможность существенно расширить диапазон областей применения без увеличения числа моделей машин. Конструкция А-30, А-40 и А-50 рассчитана на эксплуатацию по группам ГОСТ  В.20.304-76:
А-30-1.7; 3.3.1
А40-1.7; 1.8;
А-50-1.7; 1.8; 3.1.1; 3.3.1

БЭВМ Ц100, Ц101, Ц102 с архитектурой “Поиск” разрабатывались с конца 70-х годов для удовлетворения потребностей отечественной истребительной авиации. Их система команд оптимизирована для решения задач управления вооружением на борту истребителей. Выбор соответствующей системы команд (операторов) проводился НИИ “Аргон” совместно с организациями-разработчиками бортовых радиоэлектронных систем.

БЭВМ Ц100, Ц101, Ц102 являются 16-разрядными, синхронными, многоадресными машинами параллельного действия. Структура машин магистрально-модульная с микропрограммным управлением. В их состав входят центральный процессор, ОЗУ, ПЗУ и устройство ввода-вывода (УВВ). УВВ обеспечивает сопряжение с аппаратурой системы по каналам ГОСТ 18977-79 и ГОСТ 26765-87. Ц101 и Ц102 имеют двухшинную организацию. Один интерфейс является быстрым синхронным интерфейсом, другой — более медленным асинхронным внутренним магистральным интерфейсом. В Ц102 предусмотрена возможность создания двухмашинного комплекса в составе Ц101-Ц102 с управлением от Ц101 через адаптер межмашинной связи.

Машины выполняют операции над данными с фиксированной запятой. Производительность составляет 170 тыс. оп./с (Ц100), 400 тыс. оп./с (Ц101, Ц102); емкость ОЗУ 8 Кб (Ц100) и 16 Кб (Ц101, Ц102); емкость ПЗУ 136 Кб (Ц100) и до 384 Кб (Ц101, Ц102). Пропускная способность каналов ввода-вывода от 400 до 800 Кб/с. Машины собраны на микросхемах серий 106, 133 (Ц100 ) и 1802, 1804 (Ц101, Ц102).

ЭВМ СБ 3580

ЭВМ СБ 3580

БЭВМ Ц100, Ц101 и Ц102, сочетающие большие вычислительные возможности, компактность конструкции и высокую надежность, — одна из самых удачных разработок в классе авиационных машин. По масштабу производства (выпущено более 4 тыс. образцов ) принадлежат к числу самых массовых в мировой практике авиационных БЭВМ.

С середины 80-х годов осуществлялись работы третьего этапа БЭВМ ряда “Аргон”. В 1886 г. была принята государственная программа проектирования унифицированных семейств бортовых ЭВМ (СБ ЭВМ) на основе архитектур ЕС ЭВМ, “Поиск” и СМ ЭВМ. В НИИ “Аргон” разрабатывались четыре модели СБ ЭВМ: совместимая с ЕС ЭВМ-2 машина СБ 1180, являвшаяся развитием ряда А-30, А-40, А-50; одноплатная встраиваемая модель СБ5580 и четырехпроцессорный вычислительный комплекс СБ 5540 для авиационных и корабельных АСУ (архитектура “ПОИСК”); модель СБ 3580 для мобильных наземных систем (архитектура СМ ЭВМ). В этих моделях был реализован ряд интересных технических решений, но, к сожалению, они не были запущены в производство по причинам экономического характера.

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