D-37C - D-37C
The D-37C (D37C) je počítačová součást allerciální sady navádění raket NS-17 (MGS) pro přesnou navigaci k cíli vzdálenému tisíce kilometrů. NS-17 MGS byl použit v Minuteman II (LGM-30F) ICBM. MGS, původně navržený a vyrobený společností Autonetika Divize Severoamerické letectví, mohl do své vnitřní paměti uložit více předprogramovaných cílů.
Na rozdíl od jiných metod navigace setrvačné vedení nespoléhá se na pozorování pozemních pozic nebo hvězd, rádiové nebo radarové signály nebo jakékoli jiné informace z vnější strany vozidla. Místo toho poskytuje inerciální navigátor navigační informace pomocí gyroskopy které naznačují směr a akcelerometry které měří změny rychlosti a směru. Počítač pak pomocí těchto informací vypočítá polohu vozidla a provede jej na jeho kurzu. Nepřátelé nemohli „zaseknout“ systém falešnými nebo matoucími informacemi.
The Ogden Air Logistics Center na Hill AFB je programovým manažerem rodiny Minuteman ICBM od ledna 1959. Od července 1965 má základna úplnou odpovědnost za správu logistiky pro Minuteman a zbytek flotily ICBM.
Počítač D-37C se skládá ze čtyř hlavních sekcí: paměti, centrální procesorové jednotky (CPU) a vstupních a výstupních jednotek. Tyto oddíly jsou uzavřeny v jednom případě. Paměť je oboustranný disk s pevnou hlavou, který se otáčí při 6000 otáčkách za minutu. Obsahuje 7222 slov o 27 bitech. Každé slovo obsahuje 24 datových bitů a tři distanční bity, které programátor nemá k dispozici. Paměť je uspořádána v 56 kanálech po 128 slovech plus 10 kanálech pro rychlý přístup o jednom až šestnácti slovech. Paměť obsahuje také akumulátory a registr instrukcí.
Raketa MM II byla rozmístěna s diskovým počítačem D-37C. Autonetika také naprogramována funkční simulátory pro vývoj a testování letových programů a ověřovač vkládání kódů, který byl použit v centrále křídla ke generování kódů pro vstup do palubního počítače. Bylo nutné ověřit nejen správnost softwaru letového programu, ale neexistoval žádný kód, který by vedl k neoprávněnému nebo náhodnému spuštění. Společnost TRW, Inc. pokračovala ve své roli nezávislého ověřování, které se nejprve nazývalo ověřování a ověřování a poté se stala křížovou analýzou jaderné bezpečnosti (NSCCA). Logicon RDA byl vybrán k provedení NSCCA programů zaměřovacích a prováděcích plánů vyvinutých společností TRW. [1]
Když byla vyvinuta MM III, Autonetics generoval naváděcí rovnice, které byly naprogramovány do D37D počítač, který poprvé obsahoval hybridní explicitní naváděcí systém. Zaměstnanci Společného plánování strategického cílení požadovali novou třídu programu pro výběr cílů pro systém s více hlavicemi. Pro tyto funkce byly vyvinuty raketové aplikační programy.
Další velká aktualizace operačního softwaru byla provedena v rámci programu Guidance Replacement Program. Společnost Autonetics (později získaná společností Boeing Co.) vyvinula potřebný software pro nový letový počítač.
Funkční popis
Tato část byla vyjmuta z původního dokumentu „Minuteman“ D-37C Digital Computer System Depot General. Autonetics, Division of North American Rockwell, Inc. Anaheim, California. FET-D-120-D37 / 4.
Řídící jednotka
Řídicí jednotka interpretuje a zpracovává všechny funkce stroje a skládá se z počitadla polohy, registru instrukcí a fázového registru.
- Počítadlo polohy - Počítadlo polohy určuje kanál, ze kterého má být získána další instrukce.
- Registr instrukcí - Registr instrukcí obsahuje instrukci, kterou má provést počítač. Tato instrukce definuje typ operace, která má být provedena, jako je sčítání, odčítání atd .; v případě potřeby specifikuje adresu umístění operandu a označuje adresu sektoru další instrukce.
- Fázový registr - Fázový registr se skládá ze tří klopných obvodů, které lze nastavit na jeden z osmi možných stavů, které indikují fázi letu. Slouží také jako přepínač výběru k určení, která skupina napěťových vstupů má být vzorkována, a jako indexový registr pro instrukci s modifikací. Stav fázového registru je k dispozici jako referenční výstupy stupně.
Aritmetická jednotka
Aritmetická jednotka se skládá ze tří registrů: akumulátor (A), dolní akumulátor (L) a číselný registr (N). Adresovatelné jsou pouze registry A a L.
- Akumulátor (A-registr) - Akumulátor slouží jako hlavní registr počítače a uchovává výsledky všech aritmetických operací. Tento registr slouží jako výstupní registr pro telemetrii a znakové výstupy.
- Lower Accumulator (L-register) - This register is used for certain arithmetic, input, logical operations or for quick access storage.
- Registr čísel (N-registr) - Tento registr je používán logikou počítače během násobení a dělení a není adresovatelný.
Vstupní jednotka
- Diskrétní vstupní vedení obecně slouží jako komunikační vedení z externího zařízení. Existují tři sady signálů typu „zapnuto - vypnuto“:
- Jedna sada vzorkuje 24 vstupních signálů.
- Jedna sada vzorků 19 externích vstupních signálů a 5 klopných obvodů z počítače.
- Jedna sada vzorků 21 vstupních signálů, dva klopné obvody a logický * nebo "7 diskrétních výstupních signálů.
- Načtení programu - Hlavním vstupem pro načítání číselných dat a pokynů do paměti počítače je děrná páska (papír nebo mylar). Informace lze do počítače zadávat maximální rychlostí 800 pětibitových kódů za sekundu z fotoelektrické čtečky pásek. Data lze zadávat ručně z klávesnice, pokud je k dispozici ruční ovládací panel počítače (CMPC).
- Detektor - Vstup detektoru je signál typu „zapnuto - vypnuto“ přijímaný z externího zdroje a indikuje pracovní stav specifikovaného externího zařízení. Monitor vstupu detektoru lze „resetovat“ pomocí speciální instrukce.
- Inkrementální - Inkrementální vstupy jsou v zásadě nezávislé na ovládání programu a skládají se ze sedmi typů resolverů, dvou variabilních inkrementálních typů a jednoho pulzního typu. Tyto vstupy se shromažďují ve dvou čtyřslových smyčkách vstupních vyrovnávacích pamětí (V&R).
- Napětí - Počítač je schopen řídit jeden z 32 vstupů stejnosměrného napětí na 8bitové binární číslo pod kontrolou programu. Analogová napětí jsou seskupena do čtyř sad po osmi vstupech. Rozsah je + 10 voltů s přesností 200 mV.
- Kabel - Kabelové vstupy jsou sériové zprávy o délce až 96 bitů zadané do jednoho ze čtyř slov C-smyčky. Maximální rychlost přenosu dat v 1600 bitech za sekundu. Provoz kabelového vstupu je zahájen provedením instrukce Povolit kabelový vstup a probíhá v podstatě nezávisle na řízení programu.
- Rádio - Rádiové vstupy jsou sériové zprávy neomezené délky zadávané do jednoho slova C-smyčky. Poté, co je nashromážděno 24 bitů, jsou informace přeneseny do kanálu MX Sector 054 a smyčka je připravena přijmout dalších 24 bitů. Maximální rychlost vstupních dat je 100 bitů za sekundu. Operace je zahájena instrukcí a probíhá v podstatě nezávisle na řízení programu.
- External Reset - Master Reset (Mr), Enable Write (EwC), Zahájit načítání (Fs.)C) pouze pro placení, Halt Prime (K 'hC), Run Prime (K 'rC), Single Cycle Prime (K 'sC).
Výstupní jednotka
- Diskrétní - Diskrétní výstupy poskytují dvě nezávislé sady výstupních vedení (32 a 15) pro celkem 47 signálů typu „zapnuto - vypnuto“. Výstupy se upravují pod kontrolou programu a jsou odesílány do externího zařízení k počítači.
- Napětí - K dispozici jsou čtyři výstupní vedení stejnosměrného napětí, přičemž každé je úměrné 8bitovému číslu včetně znaménka. Tyto řádky jsou aktualizovány rychlostí 9,27 voltů za 32 slov. Rozsah je + 10 voltů s přesností ± 200 mv.
- Jeden znak - Jednoznakový výstup poskytuje čtyřbitové znaky vhodné pro psací stroj, děrovačku nebo jiné podobné výstupní zařízení. Každý znak automaticky vydá kontrolní paritní bit a dva časovací bity.
- Kabel - Kabelovým výstupem je sériová zpráva o délce až 96 bitů přenášená ze čtyřslovné smyčky C. Maximální rychlost přenosu dat je 1600 bitů za sekundu * Operace je zahájena provedením instrukce ECO (Enable Cable Output) a probíhá v podstatě nezávisle na řízení programu.
- Binární - Existují čtyři páry výstupů, které lze použít k ovládání externích zařízení, jako je gyroskop atd. Výstupní stavy jsou automaticky aktualizovány pod kontrolou programu každých 10 MS. Výstup je ve formě +1 nebo -1.
- Telemetrie - Časový signál je vydáván pod kontrolou programu, což znamená, že akumulátor obsahuje informace, které mají být načteny externím zařízením přijímajícím časovací signál.
- Miscellaneous - Miscellaneous - Tyto signály zahrnují chybový signál parity / ověření, indikaci režimu a referenci stupně.
Paměťová jednotka
Paměť počítače D-37C se skládá z rotujícího magnetického disku poháněného synchronním motorem při 6000 otáčkách za minutu. K disku přiléhají dvě pevné desky, které obsahují čtecí a zapisovací hlavy. Disk má na obou stranách tenký povlak z magnetického oxidu pro ukládání informací. Tento disk je podporován vzduchovými ložisky generovanými rotujícím diskem. Disk je pro hlavní paměť rozdělen na stopy nebo kanály po 128 slovech. Celková kapacita 7222 slov může být obsažena v 56 kanálech 128 sektorů, šesti 4-slovních smyčkách, jedné 8-slovní smyčce, jedné 16-slovní smyčce a šesti 1-slovních smyčkách.
Programování
Počítač používá plné 24bitové instrukční slovo a datové slovo. Data jsou reprezentována v jedné ze dvou módů, jako 23bitový binární zlomek (celé slovo) nebo jako 10bitový zlomek (rozdělené slovo). Tyto dva formáty jsou zobrazeny na obrázku. Pokyny mají také dva formáty, buď s příznakem, nebo bez příznaku, jak je uvedeno na obrázku. Následuje seznam všech dostupných pokynů s číselnými a mnemotechnickými kódy. Další informace o programování najdete na:
Kee, W. T. Programovací příručka pro počítač D-37C. Anaheim, Kalifornie, Autonetics, Division of North American Rockwell, Inc., 30. ledna 1965.
Pokyny k počítači D-37C
| MNEMONICKÝ KÓD | POPIS | ČÍSELNÝ KÓD | KANÁL (C), SEKTOR (Y) |
|---|---|---|---|
| PŘIDAT | Přidat | 64 | C, S |
| ALC | Levý cyklus akumulátoru | 00 | 26, S |
| ANA | A do akumulátoru | 40 | 42, S |
| OBLOUK | Správný cyklus akumulátoru | 0 | 36, S |
| ARS | Akumulátor pravý posun | 0 | 32, S |
| AWC | Přidat bez přenášení | 40 | 50, S |
| CLA | Vymazat a přidat | 44 | C, S |
| COA | Znakový výstup A | 0 | (40-76), S |
| CoM | Doplněk | 40 | 46, S |
| DIA | Diskrétní vstup A | 40 | 02, S |
| DIB | Diskrétní vstup B | 40 | 00, S. |
| DIC | Diskrétní vstup C. | 40 | 20, S |
| DIV | Rozdělit | 34 | C, S |
| DOA | Diskrétní výstup A | 40 | 54, XX2 |
| DOB | Diskrétní výstup B | 40 | 54, XX1 |
| DPP | Zakázat napájení platformy | 40 | 62, X20 |
| ECO | Povolte kabelový výstup | 40 | 62, X02 |
| ECI | Povolte kabelový vstup | 40 | 62, X03 |
| EFC | Povolit jemné odpočítávání | 40 | 26, S |
| EPP | Povolit napájení platformy | 40 | 62, X40 |
| FCL | Úplné porovnání a omezení | 14 | C, S |
| GBP | Generovat bitový vzor | 40 | 64, S |
| GPT | Generovat paritní bit | 40 | 60, S |
| HFC | Zastavit jemné odpočítávání | 40 | 24, S |
| HPR | Zastavte a pokračujte | 40 | 22, S |
| LPR | Načíst fázový registr | 40 | (70-76), S |
| MAL | Upravit A a L | 40 | 52, S |
| MIM | Mínusová velikost | 40 | 44, S |
| MPY | Násobit | 24 | C, S |
| ORA | NEBO do akumulátoru | 40 | 40, S |
| PLM | Plus velikost | 40 | 56, S |
| RIC | Rádiová komunikace | 0 | 24, 001 |
| RSD | Resetujte detektor | 40 | 62, X10 |
| SMUTNÝ | Split Přidat | 60 | C, S |
| SAL | Split Accumulator Left Shift | 0 | 20, S |
| SAR | Split Accumulator Right Shift | 0 | 30, S |
| SCL | Rozdělit porovnat a omezit | 4 | C, S |
| SMP | Split Multiply | 20 | C, S |
| SPM | Split Plus Magnitude | 40 | 66, S |
| SRD | Simulovat přechodný stav | 0 | 16, S |
| SSU | Rozdělit odčítání | 70 | C, S |
| STO | Skladujte akumulátor | 51 | C, S |
| SUB | Odčítat | 74 | C, S |
| TMI | Přenos na minus | 30 | C, S |
| TRA | Převod | 50 | C, S |
| TSM | Přenosový sektor na minus | 40 | 06, S |
| TSZ | Přenést sektor na nulu | 40 | 04, S |
| TZE | Přenos na nulu | 10 | C, S |
| PŘES | Napěťový vstup A | 40 | 10, S |
| VIB | Napěťový vstup B | 40 | 12, S |
| VIC | Napěťový vstup C. | 40 | 14, S |
| VID | Napěťový vstup D | 40 | 16, S |
| VIE | Napěťový vstup E | 40 | 30, S |
| VIF | Napěťový vstup F | 40 | 32, S |
| VIG | Napěťový vstup G | 40 | 34, S |
| VIH | Napěťový vstup H | 40 | 36, S |
Srovnání D-17B
Oba D-17B a počítače D-37C byly navrženy a vyrobeny společností Autonetics, poté divizí Severoamerické letectví, později divize Boeingu, pro vedení a řízení Minutemana ICBM v reálném čase od startu do detonace. D-17B je součástí systému navádění raket NS-10Q pro Minuteman I, zatímco D-37C je součástí systému navádění raket NS-17 pro Minuteman II. Mezi těmito dvěma designy existuje mnoho základních podobností. Oba jsou synchronní, sériové stroje s pevnými disky pro primární paměť. Mají instrukce se dvěma adresami, přesnost na polovinu a celé slovo a mnoho podobných kódů obsluhy instrukcí. Rozdíly v obou počítačích jsou založeny hlavně na jejich odlišných technologiích. D-17B byl postaven v roce 1962 za použití primárně logiky diodového rezistoru a logiky diodového tranzistoru podle potřeby k realizaci svých logických obvodů. Na druhou stranu byl D-37C vyroben v roce 1964[1] pomocí integrovaných obvodů malého rozsahu od Texas Instruments s diskrétními součástmi pouze ve vnitřních zdrojích napájení.
| Modelka: | D-17B | D-37C |
|---|---|---|
| Rok: | 1962 | 1964 |
| Typ: | Sériové, synchronní | |
| Číselný systém: | Binární, pevný bod, doplněk 2 | |
| Délka datového slova: | 11 nebo 24 bitů (dvojitá přesnost) | |
| Délka slova instrukce: | 24 bitů | |
| Počet pokynů: | 39 | 57 |
| Časy provedení: | ||
| Přidat | 78 1/8 mikrosekundy | Stejný |
| Násobit | 1 milisekunda | Stejný |
| Rozdělit | (software) | 2 ms |
| Hodinový kanál: | 345,6 kHz | Stejný |
| Adresování: | Přímo z celé paměti | Přímo v bance (1/4 paměti) |
| Paměť: | ||
| Délka slova | 24 bitů plus 3 načasování | Stejný |
| Typ | Disk NDRO potažený oxidem železitým | |
| Doba cyklu | 78 1/8 mikrosekundy minimální | " |
| Kapacita | 5454 nebo 2727 slov (dvojitá přesnost) | 14 444 nebo 7 222 slov |
| Vstup výstup: | ||
| Vstupní řádky | 48 digitálních | 65 digitálních 32 analogových |
| Výstupní řádky | 28 digitálních 12 analogových 3 pulsy | 45 digitálních 16 analogových 8 pulsů |
| Program | 800 5bitových znaků / s | Stejný |
| Fyzikální vlastnosti: | ||
| Rozměry | 20 "vysoký, průměr 29" | 20.9 × 6.9 × 9.5" |
| Napájení | 28 VDC ± 1 V při 19 A | 28 VDC ± 1,7 V při 15 A |
| Obvody: | Diskrétní DRL a DTL | IC DRL a DTL |
| Software: | Modulární speciální podprogramy pro kódování stroje s minimálním zpožděním | |
| Spolehlivost: | 5,5 roku MTBF | (klasifikovaný) |
Specifikace
 | Tento seznam (který může obsahovat data, čísla atd.) může být lepší v třídicí stůl formát. (Květen 2013) |
MINUTEMAN ADVANCED D-37B VÝROBCE Autonetics Division of North American Aviation APLIKACE Navádění a řízení raket PROGRAMOVÁNÍ A Numerický systém Interní číselný systém: Binární Binární číslice / slovo: 27 Aritmetický systém: Pevný bod ARITMETICKÁ JEDNOTKA Bez. Stor. Access MicrosecAdd 78Mult 1,016Div 2,030 Aritmetický režim: SerialTiming: SynchronousOperation: SequentialSTORAGE Number of AccessMedium Words MicrosecDisk 6,912 5,000 (Avg) (General Purpose Channels) Disk 29 (Rapid Access Loops) 40 (1 word loop) 160 (4 word loop) 320 (Smyčka 8 slov) 640 (smyčka 16 slov) VÝKON, VESMÍR, HMOTNOST A PŘÍPRAVA MÍSTA Napájení, počítač 0,169 kW Objem, počítač 0,40 cu ft Hmotnost, počítač 26 liber
Zdroj napájení
Jerrold Foutz, prezident, SMPS Technology byl odpovědným inženýrem studijního programu napájení a napájení počítačů pro navádění a řízení Minuteman D-37B, který definoval nejmodernější techniky později používané v jednom z prvních vojenských počítačů s integrovaným obvodem. Tyto techniky zahrnovaly vysokorychlostní plochý balíček výkonové tranzistory a diody (první křemíková napájecí zařízení, která se mohla přepínat při frekvenci 20 kHz a vyšší), vysoká frekvence Měniče DC-DC (100 kHz sníženo na 20 kHz pro bezpečnostní rezervy spolehlivosti), vysokofrekvenční pulzně šířkově modulované napájecí zdroje (20 kHz), kovové desky s vícevrstvými obvody (odstranění 8 wattů na kubický palec v prostorovém prostředí s nárůstem o 40 ° C, spojení chladič systému) a techniky obcházení radiace, které odebíraly veškerou elektrickou energii ze systému distribuce energie, včetně oddělovacích kondenzátorů, za méně než 1 mikrosekundu a na příkaz obnovily stanovené napětí za několik mikrosekund. Odpovědný za vývoj těchto konceptů od průzkumného vývoje až po produkční design. Základní konfigurace napájecího zdroje byla zachována v pozdějších raketách Minuteman, zatímco ostatní komponenty prošly zásadním redesignem. Byl také vyvinut, ale nebyl použit, kompletní systém chlazení kapalným dielektrickým systémem založený na fázové změně. Tato studie poprvé ověřila, že takový systém může pracovat s nulovou gravitací a že kapalné dielektrikum nevykazovalo žádné problémy s kompatibilitou s vybranými elektronickými součástmi během zkušebního období trvajícího osm let.[2]
Viz také
Reference
- ^ "autonetika :: mem-brain :: T5-1435 Mem-Brain File 65. srpna". Srpen 1965. str. 68–69.
- D37B byl postaven v roce 1963: „PIKTORIÁLNÍ ZPRÁVA Z ROKU 1963 O OBLASTI POČÍTAČE: DIGITÁLNÍ POČÍTAČE - MINUTEMAN D37B MICROELECTRONIC COMPUTER“. Počítače a automatizace. XII (12): 26. Prosinec 1963.
- ^ Informační list amerického letectva. MISSILE GUIDANCE SET - Minuteman II NS-17 Missile Guidance Set, Hill Air Force Base, Utah. „Archivovaná kopie“. Archivovány od originál dne 2008-05-21. Citováno 2007-05-13.CS1 maint: archivovaná kopie jako titul (odkaz)
- Tony C. Lin. Vývoj mezikontinentálních balistických raketových systémů amerických vzdušných sil. Journal of Spacecraft and Rockets, sv. 40, č. 4, 2003. str. 491–509.
- Dennis C. Reguli. Konverze počítače D-37C pro všeobecné použití. Air Force Institute of Technology, Wright-Patterson AFB, Ohio, School of Engineering, diplomová práce, 1974. 171 s.
- Minuteman D-37C Rozdělení počítačové logiky. (Technické memorandum 64-343-2-8). Anaheim, Kalifornie. Autonetics, Division of North American Rockwell, Inc.
- Generální oprava depa digitálního počítačového systému Minuteman D-37C. Anaheim, Kalifornie, Autonetics, divize společnosti North American Rockwell, Inc. FET-D-120-D37 / 4.
- Martin H. Weik. Čtvrtý průzkum domácích elektronických digitálních výpočetních systémů. Ballistic Research Laboratories, Aberdeen Proving Ground, MD, zpráva č. 1227, leden 1964. [1]
- Jerrold Foutz, prezident SMPS Technology. [2]