IBM System / 4 Pi представляет собой семейство авионики компьютеров используется в различных версиях, на F-15 Eagle истребитель, E-3 Sentry AWACS, Гарпун Missile , NASA «s Skylab , MOL и Space Shuttle , а также другой самолет. Разработка началась в 1965 году, поставки - в 1967 году. [1]
Он происходит от подхода, использованного в семействе компьютеров семейства мэйнфреймов System / 360 , в котором члены семейства предназначались для использования во многих разнообразных пользовательских приложениях. (Это выражено в названии: в сфере 4 π стерадиана , точно так же, как в круге 360 градусов . [2] ) Раньше для каждого аэрокосмического приложения разрабатывались специальные компьютеры, что было чрезвычайно дорого.
Модели
System / 4 Pi состояла из основных моделей: [3] [4]
- Модель TC (Tactical Computer) [5] [6] - компьютер размером с портфель для таких приложений, как наведение ракет, вертолеты, спутники и подводные лодки. Вес: около 18 фунтов (8,2 кг)
- Модель CP (специализированный процессор / экономичность) [7] [8] - процессор средней дальности для таких приложений, как навигация самолетов, доставка оружия, радиолокационная корреляция и мобильные системы поля боя. Вес: всего 80 фунтов (36 кг) [9]
- Модель CP-2 (Cost Performance - Модель 2), вес 47 фунтов (21 кг) [10]
- Модель EP (Extended Performance) [11] [12] - крупномасштабный процессор данных для приложений, требующих обработки больших объемов данных в реальном времени, таких как пилотируемые космические аппараты, бортовые системы предупреждения и управления, а также системы командования и управления. Вес: 75 фунтов (34 кг)
Система / 360 соединений
Соединения с System / 360: [13]
- основные массивы хранения System / 4 Pi были собраны из основных плоскостей, которые были военизированными версиями тех, что используются в компьютерах IBM System / 360
- программное обеспечение было как для 360, так и для 4 Pi
- Модель EP использовала подмножество инструкций IBM System / 360 [14] (Model 44) [15] - пользовательские программы можно было проверить в System / 360.
Использует
Космическая станция Skylab использовала модель TC-1 , [16], которая имела длину слова 16 бит и память 16 384 слова с настраиваемой сборкой ввода / вывода. [17]
АП-101
AP-101, являясь флагманом линейки System / 4 Pi, имеет общую архитектуру с мэйнфреймами System / 360 . [18] Он имеет 16 32-битных регистров и использует микропрограмму для определения набора команд из 154 инструкций. Первоначально для адресации памяти было доступно только 16 бит; позже это было расширено четырьмя битами из регистра слова состояния программы , что позволило получить диапазон памяти с прямой адресацией в 1 M ячеек. Это авионики компьютер был использован в США Space Shuttle , в B-52 и B-1B бомбардировщиков, [18] и других летательных аппаратов. Это переупакованная версия AP-1, используемая в истребителе F-15 . [19] Когда он был разработан, это был высокопроизводительный конвейерный процессор с основной памятью . Хотя сегодня [Обновить]его характеристики превосходят большинство современных микропроцессоров , он считался высокопроизводительным для своей эпохи, поскольку мог обрабатывать 480 000 инструкций в секунду (по сравнению с 7 000 инструкций в секунду компьютера, используемого на космическом корабле Gemini ). [18] Он остался в эксплуатации на космическом шаттле, потому что он работал, был сертифицирован для полетов, а разработка новой системы была бы слишком дорогостоящей. [20] Космический шаттл AP-101 был дополнен технологией стеклянной кабины .
Бомбардировщик B-1B использует сеть из восьми компьютеров модели AP-101F . [21]
AP-101B первоначально используемый в Shuttle была основной памяти . В апгрейде AP-101S в начале 1990-х использовалась полупроводниковая память . [22] Каждый AP-101 на Shuttle был соединен с процессором ввода-вывода (IOP), состоящим из одного главного контроллера последовательности (MSC) и 24 элементов управления шиной (BCE). MSC и BCE выполняли программы из той же системы памяти, что и основной ЦП, передавая управление системой последовательной шины данных шаттла от ЦП.
Космический шаттл использовал пять компьютеров AP-101 в качестве компьютеров общего назначения (GPC). Четыре из них работали синхронно для резервирования, а пятый был резервным запуском программного обеспечения, написанного независимо. Программное обеспечение для наведения, навигации и управления Shuttle было написано на HAL / S , специальном языке программирования высокого уровня , в то время как большая часть операционной системы и вспомогательного программного обеспечения низкого уровня была написана на языке ассемблера . AP-101, используемые ВВС США , в основном запрограммированы на JOVIAL , как, например, система на бомбардировщике B-1B Lancer. [23]
Рекомендации
- ^ IBM 1967 , стр. 1-3 (9).
- ^ IBM 1967 , Предисловие, стр. iii / iv (6).
- ^ IBM 1967 .
- ^ Бедфорд, Д.П .; Маркарян, H .; Pleszkoch, NL (март 1967). «Приложение E: ХАРАКТЕРИСТИКИ КОМПЬЮТЕРА СИСТЕМЫ 4 Pi» . Исследование управляющих компьютеров для систем управления устойчивостью гироскопов и управления моментом. Том I - Инженерия . Модель ТС и СР-2. стр. E-1 - E-21 (126-147).
- ↑ IBM 1967 , Раздел 2: Модель TC, стр. 2-1 - 2-13 / 2-14 (20-32).
- ^ Обзор IBM , Модель TC, стр. -2-13 (1-16).
- ^ IBM 1967 , Раздел 3: Модель CP, стр. 3-1 - 3-9 / 3-10 (33-41).
- ^ Обзор IBM , Модель CP, стр. -3-15 (17-35).
- ^ Обзор IBM , Модель CP, стр. 3 (23).
- ^ Обзор IBM , Модель CP-2, стр. -2-13 (36-51).
- ↑ IBM 1967 , Раздел 4: Модель EP, стр. 4-1 - 4-13 / 4-14 (42-54).
- ^ Обзор IBM , Model EP, стр. -2-18 (52-72).
- ^ IBM 1967 , стр. 1-7, 1-12 - 1-13 / 1-14, 4-3 (13, 18-19, 44).
- ^ « 1.1 Совместимость системы / 360 и 2.2 Совместимость системы / 360 » . System / 4 Pi Техническое описание: Модель EP . Овего, штат Нью-Йорк: Федеральное системное подразделение IBM. 1966. С. 1, 4-5 (6, 9-10).
- ^ Обзор IBM , Model EP: Summary, стр. 2 (56).
- ^ Дженкинс, Деннис (5 апреля 2001 г.). «Современная автоматизация транспортных средств и компьютеры на борту шаттла» . Домашняя страница истории НАСА . НАСА . Проверено 27 октября 2013 года .
- ^ "Космическая станция Скайлэб" . eoPortal . ЕКА . Проверено 27 октября 2013 года .
- ^ а б в «Компьютеры в космическом полете: опыт НАСА» . www.hq.nasa.gov . Глава четвертая - Компьютеры в системе авионики космического челнока - Аппаратная конфигурация DPS . Проверено 15 ноября 2018 .
- ^ Компьютеры в космическом полете: опыт НАСА - Глава четвертая - Компьютеры в системе авионики космического челнока
- ^ Росси, Бен (18 июля 2011 г.). «Шаттл: ИТ-наследие НАСА» . Информационный век.
- ^ Стормонт, Д.П .; Велган Р. (23–27 мая 1994 г.). «Управление рисками при модернизации ЭВМ Б-1Б» . Труды Национальной конференции по аэрокосмической и электронной промышленности (NAECON'94) . 2 : 1143–1149. DOI : 10,1109 / NAECON.1994.332913 . ISBN 0-7803-1893-5. S2CID 109575632 .
- ^ Норман, П. Гленн (1987), "Новый универсальный компьютер AP101S (GPC) для космического корабля", IEEE Proceedings , 75 (3): 308–319, Bibcode : 1987IEEEP..75..308N , doi : 10.1109 / PROC.1987.13738 , S2CID 19179436
- ^ Jovial сглаживать сдвиг ВВС США в Ад. (язык обработки)
Библиография
- Томайко, Джеймс Э. (1988). «3. Компьютерная система Skylab §3.2 Аппаратное обеспечение» . Компьютеры в космическом полете: опыт НАСА . NTRS 19880069935 , NASA-CR-182505.
- Olsen, PF; Р.Дж. Орранж (сентябрь 1981 г.). «Системы реального времени для федеральных приложений: обзор значительных технологических разработок». Журнал исследований и разработок IBM . 25 (5): 405–416. DOI : 10.1147 / rd.255.0405 .
- Вандлинг, Гилберт С. (февраль 1975 г.). «Организация микропрограммного аэрокосмического компьютера». Компьютерный дизайн . 14 (2): 65–72. ISSN 0010-4566 . OCLC 1134857535 .
- Техническое описание компьютеров IBM System / 4 Pi . Овего, штат Нью-Йорк: Федеральное системное подразделение IBM. 1967 . Проверено 27 октября 2013 года .
- Обзор IBM System / 4 Pi .
Внешние ссылки
- Архив IBM: IBM и космический шаттл
- Архив IBM: IBM и Skylab
- Описание НАСА космических аппаратов "Шаттл"
- История разработки AP-101 НАСА
- Компьютеры и авионика космических челноков