Борис Георгиевич Сергеев – разработчик комплексов диагностического контроля и моделирования

Б. М. Басок

Среди тех, кто внёс заметный вклад в развитие отечественной вычислительной техники, особое место занимает Борис Георгиевич Сергеев – талантливый разработчик аппаратно-программных комплексов диагностического контроля и моделирования цифровых устройств. Немало можно назвать людей – создателей универсальных и специализированных ЭВМ и ПО, чьи имена вписаны в историю отечественной вычислительной техники. Однако очень короток список тех, кто посвятил себя созданию программно-аппаратных средств контроля, диагностики и верификации устройств вычислительной техники, и одно из первых мест в этом списке по праву принадлежит Б. Г. Сергееву.

Борис Георгиевич впервые пришел в Институт электронных управляющих машин (ИНЭУМ) на практику, будучи студентом Института связи, который закончил с отличием в 1960 г. В то время его возглавлял И. С. Брук, там работали такие выдающиеся инженеры и ученые, как М. А. Карцев, Н. Я. Матюхин и др. Творческая атмосфера, царившая в ИНЭУМе, не могла не увлечь полного творческих сил талантливого молодого человека. Он сделал свой выбор и по окончании Института связи, несмотря на предложения ректора института остаться в аспирантуре, стал сотрудником ИНЭУМа. Как показало время, он не изменил своему выбору до последних дней жизни.

Б. Г. Сергеев

В те годы по инициативе И. С. Брука в ИНЭУМе был организован отдел диагностического контроля, перед которым стояла задача разработки методов и средств обеспечения высокого качества создаваемых в институте ЭВМ.

Руководить этим отделом И. С. Брук поручил Давиду Матвеевичу Гробману. Профессиональный математик, один из первых отечественных программистов, доктор физико-математических наук (на момент создания отдела он был еще кандидатом физ.-мат. наук), участник Великой отечественной войны Д. М. Гробман был удивительно талантливым и образованным человеком с широким кругозором и даром научного предвидения. В дальнейшем он стал одним из основателей отечественной школы методов моделирования, синтеза и анализа тестов дискретных устройств. Обладая выдающимися педагогическими способностями, Давид Матвеевич сумел привлечь к данной тематике способных молодых людей, поставить перед ними научные и технические задачи и фактически осуществлял неформальное руководство работой. В каждого из своих учеников он вкладывал душу. И это не пустые слова. Любые идеи, любые решения, предлагаемые учениками, он скрупулезно анализировал, подвергал справедливой критике и в случае необходимости помогал советом и делом. При этом он не прощал своим ученикам недобросовестности. Он имел на это моральное право. Не было случая, чтобы он сам сфальшивил в науке или "украсил" своей подписью работы своих аспирантов или сотрудников, даже если он был причастен к появлению этих работ.

Сергеев Б. Г. был самым талантливым и самым самостоятельным из учеников Давида Матвеевича. К тому моменту, когда Гробман пригласил его в новый отдел, он уже имел некоторый практический опыт, участвуя в проектировании арифметико-логических узлов разрабатываемой в то время в ИНЭУМ ЭВМ М-5. Поэтому Гробман поставил перед ним задачу создания технических средств автоматизации контроля ЭВМ.

Надо сказать, что в то время широкое распространение получили программные методы контроля и диагностики неисправностей. Главным недостатком этих методов было то, что они полностью базировались на использовании рабочих цепей контролируемой ЭВМ. В этом случае контролируемая ЭВМ брала на себя все функции управления процессом контроля и оценки полученных результатов.

Д. М. Гробман

Сергеев сразу оценил, что если эти функции передать специальному устройству и обеспечить непосредственный доступ к контролируемым цепям ЭВМ, минуя обычные пути, предусмотренные организацией процесса обработки информации, возникают большие возможности для объективного и эффективного контроля и диагностики. В короткие сроки был разработан и передан в эксплуатацию один из первых отечественных тестеров функционального контроля – устройство контроля и автоматического поиска неисправностей логических схем (УКИН). Входными данными для тестера были полученные с помощью разрабатываемых Гробманом и его сотрудниками алгоритмов и программ на ЭВМ М-2, тестовые воздействия и эталонные реакции на них контролируемого цифрового устройства, а также диагностические таблицы, названные впоследствии диагностическими словарями.

Конечно, это было далеко не совершенное устройство, поскольку возможности разработчика были ограничены имеющейся в то время элементной и конструкторской базой, а также устройствами ввода-вывода (ввод с перфоленты, выдача результатов контроля с помощью ламп-индикаторов). Однако уже в этом варианте были применены такие по тем временам оригинальные решения, как автоматическая коммутация каналов ввода/вывода данных, автоматическое формирование кода неисправности для поиска в диагностических таблицах.

Анализируя результаты внедрения в практику данного тестера, а также те трудности, которые возникли перед создателями программ автоматизированного синтеза и анализа тестов цифровых устройств, Сергеев сформулировал для себя две основные научно-технические задачи:

• разработка и обоснование основных принципов проектирования автоматических тестеров внешнего контроля, способных обеспечить эффективный контроль современных вычислительных устройств и систем;
• разработка и обоснование методов и рекомендаций для разработчиков средств вычислительной техники по обеспечению контролепригодности выпускаемых ими устройств и машин.

Решению этих задач была посвящена его кандидатская диссертация. Надо сказать, что писал он диссертацию около восьми лет. И это было обусловлено вовсе не его постоянной занятостью, связанной с созданием тестеров новых поколений. В работе над диссертацией проявились его высочайшая требовательность к себе, стремление сделать все на самом высоком уровне и включить в нее все новые постоянно возникающие идеи и полученные результаты.

Защита прошла блестяще. Главным оппонентом был М. А. Карцев. Отзывы на автореферат диссертации прислали не только специалисты ведущих НИИ в области ЭВМ, но и представители заводов, внедрявших разработанные им тестеры.

Следует отметить, что в дальнейшем у него был собран материал по крайней мере для двух докторских диссертаций, посвященных программно-аппаратным контрольно-диагностическим системам и программно-аппаратным комплексам моделирования цифровых устройств. Однако он не хотел тратить время на оформление работы и организацию защиты, словно предчувствовал, как мало ему отпущено лет жизни.

Изложенные в диссертации идеи и подходы к созданию аппаратных средств контроля и диагностики были реализованы при разработке двух тестеров функционального и параметрического контроля автоматизированного устройства производственного контроля: (АУПК) в начале семидесятых годов и агрегативного проверочного комплекса (АПК-1) в середине 1970-х.

АУПК использовался при наладке типовых элементов замены (ТЭЗов) АСВТ-М. АПК-1 применялся при наладке как ТЭЗов АСВТ-М, так и при отладке блоков элементов СМ ЭВМ. Эти тестеры были внедрены на предприятиях Министерства приборостроения ВУМ (Киев) и "Энергоприбор" (Москва), а также на Московском авиационном заводе "Дзержинец". Использовались они и разработчиками ИНЭУМа.

АУПК и АПК-1 принадлежали к одному поколению тестеров с похожей архитектурой. Поскольку АПК-1 обладал большими возможностями, был выполнен с применением современной для того времени элементной базы и использовался не один год, о нем следует упомянуть особо.

АПК-1 основывался на процессоре, разработанном специально для решения задач функционального статического и параметрического допускного контроля, способном взаимодействовать с различными источниками программ контроля (перфолента, ПЗУ, накопитель на магнитной ленте). Данный процессор управлял:

• прозвонкой цепей контролируемого блока;
• приложением входных воздействий;
• логической и арифметической обработкой результатов контроля;
• формированием диагностических кодов неисправностей;
• индикацией результатов проверки.

Обмен данными между контролируемым объектом и процессором в АПК-1 осуществлялся через специальные универсальные каналы связи. Каждый канал состоял из двух подканалов: формирователя входных воздействий и компаратора эталонных и снимаемых реакций. Число каналов в зависимости от количества контактов объекта могло изменяться от 64 до 256.

Контролируемый объект подключался к АПК-1 через специальный блок сопряжения. Тип блока сопряжения определялся конструктивом объекта.

АПК-1 работал в автономном режиме, но была предусмотрена возможность подключения к универсальной ЭВМ через специальный адаптер.

В то время появились специальные инструментальные средства, применение которых обеспечивало доступ к выводам любой ИС на цифровой плате. Это, безусловно, упрощало процедуру диагностического контроля. К данным средствам можно отнести всевозможные одноканальные и многоканальные пробники для индикации и генерирования логических сигналов. Среди этих инструментальных средств следует выделить игольчатый адаптер или так называемое "ложе из гвоздей". Адаптер представлял собой устройство, выводы которого, выполненные в виде иголочек, подключались к контактным площадкам всех интегральных схем, установленных на плате. Основная сложность при изготовлении такого адаптера заключалась в том, чтобы обеспечить надежное механическое соединение каждой иголки с соответствующей контактной площадкой платы. Считалось, что в наших условиях изготовить такой адаптер практически невозможно. По инициативе Сергеева и при его непосредственном участии в отделе микроэлектроники ИНЭУМа замечательный мастер-механик А. И. Ломов впервые в отечественной практике изготовил такой адаптер.

Резкий рост объемов выпускаемых ЭВМ, в частности СМ-ЭВМ, потребовал обеспечения автоматизации контроля на заводах, выпускающих ЭВМ крупными сериями.

Для решения этой задачи Б. Г. Сергеев совместно с Д. М. Гробманом еще в 1977 г. предложили оригинальный способ производственного контроля блоков ЭВМ. Этот способ основывался на использовании программ самоконтроля ЭВМ, ее операционной системы и специальной проверочной системы. Эта система включала в себя технологический отлаженный образец ЭВМ и комплект контрольных терминалов, каждый их которых предназначен для проверки какого-нибудь одного типа блоков из числа используемых в ЭВМ. Работающий технологический образец ЭВМ выполнял функции генератора тестов и эталонных реакций для контролируемых блоков, установленных на терминалах. Связь терминалов с образцом ЭВМ осуществлялась через блоки согласования, исключающие влияние терминалов на параметры сигналов в образце. Данный способ, с одной стороны, исключал необходимость дорогостоящей и трудоемкой разработки тестов функциональной проверки блоков, с другой – обеспечивал контроль блоков в реальном масштабе времени (на рабочей частоте).

С той же целью в рамках НИР в 1979 г. была спроектирована и изготовлена автоматизированная система контроля, включающая управляющую ЭВМ (СМ-3 или СМ-4) и терминалы функционального статического контроля (ТФК). К мини-ЭВМ одновременно подключалось до 20 ТФК. Каждый ТФК предназначался для работы с блоками элементов, имеющими до 192 внешних контактов. Информация, необходимая для реализации процесса контроля и диагностики, готовилась на большой ЭВМ М-4030 с использованием разработанных под руководством Д. М. Гробмана автоматизированной системы моделирования, синтеза и анализа тестов цифровых устройств. Эти данные затем по каналу связи перекачивались на диски СМ ЭВМ.

Надо сказать, что применение дешевых и надежных мини-ЭВМ позволило существенно повысить качество управления многими технологическими процессами. Это, безусловно, относится и к области аппаратных средств контроля. Б. Г. Сергеев одним из первых оценил эти возможности. В дальнейшем во всех его разработках наряду со специализированными процессорами использовались мини-ЭВМ и встроенные микро-ЭВМ.

Постоянное усложнение объектов контроля, вызванное применением микропроцессорных БИС, разнообразие интерфейсов этих объектов, а также необходимость организации проверки на частотах, близких к рабочим, потребовали создания универсальных тестеров нового поколения, способных обеспечить контроль и диагностику цифровых устройств в соответствии с новыми требованиями. Сергеев прекрасно понимал актуальность разработки подобных тестеров, и в начале восьмидесятых годов был разработан и внедрен универсальный динамический тестер АМЦ 0555 – комплекс функционального контроля (КФК). КФК предназначался в первую очередь для производственного диагностического контроля блоков элементов СМ ЭВМ.

КФК располагал следующими возможностями:

• динамической (с частотой до 5 МГц) функциональной проверки с помощью произвольных, алгоритмических и псевдослучайных тестов;
• динамического объединения указанных типов тестов в тестовые последовательности, в которых для каждого вывода объекта может быть выбран свой тип теста;
• двустороннего обмена данными с каждым выводом с возможностью переключения направления передачи данных в любом такте высокочастотной проверки;
• реализации любого требуемого алгоритма синхронного или асинхронного обмена с объектом в соответствии с его интерфейсом;
• интерактивного режима работы, при котором объект управляет процессом контроля, а КФК эмулирует его внешнюю среду;
• различных способов контроля поведения объектов (сравнение его реакций с хранимыми или алгоритмическими генерируемыми эталонными реакциями, сравнение с эталонным объектом, сигнатурный анализ);
• диагностики неисправностей с применением программно "ведомого" пробника.

КФК был предназначен для контроля объектов, имеющих до 192 выводов. Он мог работать автономно или под управлением ЭВМ СМ-4 в режиме разделения времени. В последнем случае предусматривалась возможность для подключения к СМ ЭВМ до 20 КФК.

Отечественных тестеров с таким набором функций до сих пор не было. Соисполнителями в этой работе были ПФ ВНИТИ прибор (Пенза) и СКТБ СА ПО "Сигма" (Вильнюс), которые наладили производство КФК. КФК использовался для отладки блоков элементов СМ 1600 и СМ 1700, а также блоков элементов ЭВМ специального назначения.

Практически одновременно с КФК был предложен малогабаритный тестер логических блоков (МТЛБ) АМЦ0561 для оснащения выездных бригад и передвижных лабораторий обслуживания ЭВМ.

Несмотря на малые габариты, МТЛБ был универсальным тестером с большими возможностями для организации эффективного контроля блоков ЭВМ. Он обеспечивал полностью функциональный автоматический контроль блоков в статическом режиме с использованием произвольных тестов, задаваемых указанием всех наборов или программно генерируемых по заданному алгоритму. Анализ реакций контролируемого блока осуществлялся путем сравнения с аналогичными задаваемыми эталонными реакциями или сигнатурным способом. В МТЛБ была реализована программная эмуляция (в трансформированном режиме) синхронных и асинхронных интерфейсов проверяемых объектов. Поиск неисправностей в МТЛБ велся с помощью либо диагностических словарей, либо программно управляемого пробника.

Для сопряжения с проверяемым блоком МТЛБ имел 128 двунаправленных каналов. Управление работой тестера осуществляла встроенная 16-разрядная ЭВМ "Электроника-60". ПО тестера и программы контроля блоков элементов хранились на магнитной ленте и загружались в оперативную память МТЛБ со встроенного кассетного магнитофона. Впоследствии вместо магнитофона использовался накопитель на гибких магнитных дисках. Конструктивно тестер был выполнен в виде чемодана с габаритами 160х360х520 мм. Масса тестера – около 15 кг. Тестеров с такими техническими характеристиками в то время в отечественной практике не было.

Разработка велась совместно с ВНИТИ прибор (Пенза). В Пензе было организовано и производство МТЛБ. Он изготавливался и внедрялся на основе договоров с заказчиками.

КФК и МТЛБ были последними разработками Б. Г. Сергеева в области средств диагностического контроля. В дальнейшем он занимался созданием программно-аппаратных средств моделирования цифровых устройств.

Начиная с восьмидесятых годов появление в отечественных разработках цифровых устройств, содержащих БИС и СБИС, резко ограничило применение программных систем функционального моделирования. Основными недостатками этих систем были чрезвычайно большие затраты времени на создание библиотек моделей БИС и СБИС. Эти затраты были обусловлены, с одной стороны, трудностями, связанными с получением точной информации о внутренней структуре моделируемых ИС. С другой стороны, как показала практика, даже обычная двоичная модель СБИС могла содержать более десятка тысяч операторов на Ассемблере. Поэтому очевидно, что отладка такой модели требует сама по себе значительных временных затрат.

Неполнота информации функциональных спецификаций, сложность программного описания БИС и СБИС, а также трудность проверки адекватности программ объекту часто приводили к выявлению ошибок в программной модели лишь на этапе моделирования устройства в целом. А в результате существенно увеличивалось общее время проектирования устройства.

Находясь в постоянном контакте с разработчиками программных систем моделирования, Сергеев прекрасно понимал суть стоящих перед ними задач. Поэтому он предложил в качестве альтернативы (впервые в отечественной практике) чисто программному вычислению состояний ИС способ, основывающийся на использовании в системах моделирования наряду с чисто программными моделями ИС программно-аппаратных моделей БИС и СБИС.

Программно-аппаратная модель СБИС состояла из двух частей: физического образца и так называемой программной оболочки, которая заменила собой в программной модели устройства модель ИС. Основное ее назначение – реализация обмена между данной физической моделью ИС и другими моделями (программными или программно-аппаратными) в соответствии с интерфейсом этой физической модели и алгоритмом моделирования устройства. Кроме того, в функции программной оболочки входили интерпретация состояния высокого импеданса, а также анализ корректности поступающих на входы физической модели данных. При этом программные оболочки могли использоваться для хранения и последующего восстановления внутреннего состояния микросхем, что позволяло применять один и тот же физический образец при моделировании устройства, содержащего группу однотипных ИС.

Последнее относилось в основном к СИС с легко доступными элементами памяти. Очевидно, что затраты времени на разработку программных оболочек были в десятки раз меньше временных затрат на создание аналогичных программных моделей БИС.

Все физические образцы объединялись в аппаратную библиотеку, конструктивно выполненную в виде нескольких плат. В зависимости от сложности и востребованности элементы библиотеки были съемными (устанавливались на специальных разъемах) или несменяемыми. Подключались физические образцы к ЭВМ через каналы специального устройства сопряжения или адаптер. Для работы со статическими БИС, допускающими произвольное уменьшение частоты обмена данными с внешней средой, использовались статические каналы, аналогичные каналам простейших испытательных систем. Для работы с динамическими БИС, функционирующими во вполне определенном диапазоне частот, использовались динамические каналы. Они кроме функций обмена данными с физическим образцом выполняли функции, связанные с хранением и приложением на рабочей частоте входных последовательностей. Для хранения этих данных каждый из динамических каналов содержал специальные буферные ЗУ.

В конце восьмидесятых годов в ИНЭУМе был разработан и изготовлен адаптер аппаратной библиотеки, содержащий 1024 канала для подключения физических образцов с максимальной рабочей частотой для динамических каналов 10 МГц. Объем буферных ЗУ на каждый канал составлял 64 Кбит. Адаптер содержал комплект интерфейсных модулей, позволяющих подключать его практически к любой ЭВМ.

Базовое ПО адаптера включало следующие компоненты: драйвер обмена данными, язык и компилятор программных оболочек, средства настройки программных оболочек на адреса каналов, средства тестирования физических образцов и отладки программных оболочек.

Данными работами, заинтересовались создатели программных систем моделирования ряда ведущих организаций в области средств вычислительной техники, в частности НИИАА, ЦКБ "Алмаз", НПО "Квант" и др. Они мгновенно оценили те преимущества, которые должен был предоставить им адаптер. Были заключены договора на изготовление адаптера и подключение его к функционирующим в этих организациях системам моделирования. Кроме того, предполагалось в дальнейшем использовать при создании блоков каналов появившиеся к тому времени заказные СБИС. Это должно было повысить рабочую частоту обмена данными ИС аппаратной библиотеки, увеличить общее количество каналов и одновременно уменьшить габариты адаптера. Однако финансирование этих работ было прервано в связи с изменившейся в стране политической ситуацией.

Следует отметить, что еще в начале 1970-х годов Б. Г. Сергеев предпринял первые попытки использования аппаратных средств для ускорения процесса моделирования цифровых устройств. В частности, он предложил оригинальный эвристический метод синтеза тестов для синхронных цифровых схем, основывающийся на взаимодействии заведомо исправного образца объекта и программных моделей (исправных и с неисправностями) отдельных, входящих в этот объект ИС. Кроме того, примерно в то же время он предложил и защитил авторским свидетельством метод моделирования цифровых схем, основывающийся на программируемой коммутации заранее установленных на разъемах сменяемых ИС объекта. Впоследствии он неоднократно возвращался к задаче автоматической коммутации ИС цифрового объекта с использованием интегральных твердотельных переключателей с электрическим или оптическим переключением, привлекал к ее решению специалистов ИНЭУМа в области микроэлектроники, однако довести решение этой задачи до конца не успел.

Восьмидесятые годы в СССР были отмечены значительным ростом объёмов разработки и производства БИС, СБИС и цифровых устройств, разрабатываемых на основе полузаказных (базовых матричных кристаллов, БМК) и заказных БИС и СБИС. При разработке БИС и СБИС, где возможности физического макетирования схем весьма ограничены или вообще отсутствуют, моделирование является эффективным и во многих случаях единственным инструментом верификации проекта до изготовления образцов проектируемых СБИС.

В то время системы моделирования были реализованы на универсальных ЭВМ в виде комплекса программ. Однако решение задач верификации сложных схем и синтеза для них тестов производственного и эксплуатационного контроля потребовало значительных затрат машинного времени даже при использовании ЭВМ высокой производительности. В наибольшей степени это относилось к логическому (на уровне логических элементов – вентилей) и схемотехническому моделированию. Уже для БИС, содержащих до 10 тыс. логических вентилей, временные затраты составляли сотни часов. Для СБИС, сложность которых оценивалась сотнями тысяч вентилей, требуемое машинное время возрастало на несколько порядков.

Однако в начале 1980-х годов появилась возможность радикально повысить порог сложности эффективно обрабатываемых схем. Она состояла в применении специализированных аппаратных средств моделирования цифровых схем и анализа их тестов. Используемая в то время элементная база уже позволяла создать специализированные сверхбыстродействующие процессоры и многопроцессорные комплексы, обеспечивающие ускорение моделирования в сотни и тысячи раз. В США несколько фирм сосредоточились на решении этой задачи. Наиболее впечатляющих результатов достигла корпорация Zycad, в дальнейшем признанный лидер на рынке высокопроизводительных средств моделирования.

Б. Г. Сергеев прекрасно понимал необходимость разработки подобных специализированных комплексов для отечественных САПР. В 1984–1985 гг. он и его сотрудники проведели исследования, в результате которых были определены основные требования к программно-аппаратному комплексу – ускорителю моделирования цифровых схем, особенности его архитектуры и принципы построения.

Среди этих принципов следует выделить:

• приспособление архитектуры комплекса к решаемым задачам;
• аппаратную реализацию всех функций вместо традиционной программной реализации;
• глубокое перекрытие операций в процессорах комплекса путем применения конвейерного принципа обработки данных;
• использование наиболее быстрого алгоритма моделирования и его оптимизацию с учётом конвейерных операций;
• обеспечение высокой степени автономности, сводящей к минимуму участие программ универсальной ЭВМ в процессе моделирования и передачи данных.

В соответствии с этими принципами в 1986 г. во время проводимой в ИНЭУМ НИР был создан первый экспериментальный отечественный многопроцессорный комплекс – ускоритель моделирования. Он использовался в качестве периферийного субкомплекса, работающего под управлением дешевой универсальной ЭВМ серии СМ (СМ-1420, СМ-1600, СМ-1700). В состав комплекса входили два конвейерных процессора аппаратного моделирования с распределенной памятью:

• процессор вентильного моделирования (ПВМ), предназначенный для двоичного сплошного и событийного моделирования на уровне вентилей типа И-НЕ, И-ИЛИ-НЕ и т. д.;
• процессор функционального моделирования (ПФМ), предназначенный для двоичного событийного моделирования как на уровне вентилей, так и на уровне функциональных узлов.

Экспериментальные данные показали, что использование таких комплексов обеспечивает ускорение моделирования более чем в 100 раз по сравнению с имеющимися в то время программными системами моделирования на ЭВМ классов ЕС-1061 и ЕС-1065. Поскольку наибольший интерес к данному ускорителю проявили организации Министерства электронной промышленности (МЭП), то в дальнейшем было решено приступить к разработке многопроцессорного комплекса – ускорителя моделирования, основу которого составляют значительно улучшенные процессоры вентильного моделирования. В результате в конце 1980-х годов появился УЛМ (устройство логического моделирования). УЛМ было рассчитано на использование в составе как действующих, так и вновь разрабатываемых САПР на базе вычислительных комплексов (ВК) СМ-1700 и других совместимых с ними ВК ("Электроника-82", VAX фирмы DEC). УЛМ имело модульную организацию, предполагающую применение в его составе нескольких (до 15) параллельно работающих ПВМ. При этом моделируемая схема разделялась на несколько подсхем, каждой из которых назначался свой ПВМ. Все подсхемы обрабатывались процессорами одновременно. При этом оперативный обмен данными между входящими в состав УЛМ ПВМ, а также обмен данными между ПВМ и ВК САПР велись через специальный процессор обмена (ПО).

Каждый из ПВМ был рассчитан на моделирование цифровой схемы, представленной 64 000 базовых элементов (примитивов) УЛМ. Примитивами УЛМ были вентили, транзисторы, резисторы, конденсаторы, триггеры, монтажные соединения И, ИЛИ, элементы одно- или четырехразрядных ЗУ емкостью до 128 Кбит. Функции примитивов задавались таблицами истинности, загружаемыми в память ПВМ.

В ПВМ на аппаратном уровне был реализован алгоритм событийного временного многозначного моделирования. Алфавит моделирования включал четыре значения сигнала (0, 1, высокий импеданс, неопределенность) с четырьмя градациями силы, характеризующей выходную проводимость источника сигнала. Обработка потока событий в ПВМ осуществлялась с использованием синхронного восьмиступенного конвейера операций.

Средняя скорость моделирования для одного ПВМ составляла 1 млн. событий в секунду, что примерно соответствует универсальной ЭВМ с быстродействием10 млн. команд в секунду. При увеличении числа ПВМ до 15 скорость возрастает до 15 млн. событий в секунду, что соответствует универсальной ЭВМ с быстродействием 150 млн. команд в секунду.

Для сравнения производительность программных систем событийного моделирования, реализованных на универсальных ЭВМ, в то время составляли:

• на супермини-ЭВМ – 0,5–10 тыс. событий в секунду;
• на ЭВМ среднего класса – 5–30 тыс. событий в секунду;
• на супер-ЭВМ – порядка 100 тыс. событий в секунду.

Для работы УЛМ под управлением ВК было написано ПО. Его основное назначение – обеспечение программного интерфейса между УЛМ и средой САПР, к которой он подключается. Главным идеологом и руководителем разработки программного обеспечения УЛМ был к. т. н. М. А. Бродский.

Функционирование УЛМ постоянно находилось под контролем программной тест-мониторной системы, созданной под руководством и непосредственном участии к. т. н. Б. М. Баска.

Надо сказать, что если при разработке автоматических тестеров и аппаратной библиотеки ПО занимались небольшие группы программистов (от двух до пяти человек), то написание программного и тестового обеспечения УЛМ потребовала усилий всех программистов отдела, объединенных в две лаборатории.

Во второй половине восьмидесятых годов в ИНЭУМе были изготовлены два промышленных образца УЛМ – СМ 05.13, содержащий ПО и два ПВМ, и СМ 05.13.01, содержащий ПО и один ПВМ. В конце восьмидесятых были изготовлены еще два образца УЛМ (один по заказу ИПИ АН СССР) в настольном исполнении для работы с ПЭВМ. Этот вариант содержал ПО и ПВМ, рассчитанный на 32 000 примитивов.

Следует сказать, что разработка УЛМ получила признание как внутри ИНЭУМа, так и за его пределами. Перспективы его применения были предельно ясны. По рекомендации директора ИНЭУМа Н. Л. Прохорова автор этой статьи делал доклад на заседании Научного совета по системам автоматизированного проектирования вычислительной техники и больших интегральных схем АН СССР (председатель секции академик Б. В. Бункин). Доклад был выслушан с большим интересом, было задано много вопросов. В заключительном слове заместитель руководителя секции член-корреспондент АН СССР В. К. Левин (будущий академик) сказал несколько добрых слов о разработке. На выставке в НИЦЭВТе работу УЛМ продемонстрировали двум министрам: руководителю МЭП В. Г. Колесникову и руководителю Минрадиопрома В. И. Шимко. Представляли ее директор ИТМ и ВТ член-корреспондент АН СССР Г. Г. Рябов и начальник отделения НИЦЭВТ д. т. н. А. В. Шмит. Разработка получила высокую оценку. В 1990 г. основные разработчики УЛМ во главе с Б. Г. Сергеевым вместе с коллегами из объединения "Процессор" (Воронеж) были представлены к премии Совета Министров СССР.

В конце 1980-х годов в нашей стране в ряде коллективов, связанных с разработкой СБИС, начали появляться группы специалистов в области программно-аппаратных средств САПР. Однако Борис Георгиевич оставался признанным лидером-основоположником этого направления в СССР. Автору не раз приходилось видеть с каким уважением специалисты относились к нему, как высоко ценили его мнение о своих работах, о перспективах развития. Безусловно, такое признание коллег дорогого стоит.

В 1990 г. с УЛМ познакомился представитель фирмы Zycad. Он был искренне удивлен, поскольку не ожидал, что в СССР ведутся исследования в направлении, где его фирма занимает ведущие позиции в мире, да еще с использованием отечественной элементной базы. О разработке и разработчиках он отозвался с большим уважением.

В 1990–1991 гг. решался вопрос о серийном изготовлении УЛМ. Среди потенциальных заказчиков были предприятия Москвы, Зеленограда, Минска, Киева и др. Однако по понятным причинам финансирование работ было прекращено. В результате не были реализованы многие идеи Бориса Георгиевича, связанные с развитием данного направления. В частности, предполагалось начать создание специализированных многопроцессорных комплексов анализа и синтеза тестов цифровых устройств.

В завершении этой темы хочется пересказать историю, рассказанную автору С. А. Раковым, в восьмидесятые годы работавшим в ИНЭУМе (в настоящее время он живет в США). На одной из выставок в США он увидел стенд, на котором демонстрировался специализированный комплекс моделирования. Этот комплекс был выполнен в современном исполнении. На одной плате, если не ошибаюсь, было 64 ПВМ. Раков подошел и разговорился с инженером-стендистом. Когда Раков заявил, что в восьмидесятые годы в России тоже занимались разработкой комплексов-ускорителей, стендист ему не поверил и категорически такую возможность отвергал. В это время к спорившим подошел пожилой американец. Он подтвердил правоту Ракова и после небольшой паузы с английским акцентом назвал фамилию Сергеева.

Так сложилось, что автору этих строк посчастливилось более двадцати лет работать с Борисом Георгиевичем. Работать с ним было одновременно и легко, и трудно. Деликатнейший человек, на моей памяти ни разу не повысивший голос на подчиненных, покладистый в обыденной жизни, он был непреклонен при реализации своих идей. Были случаи, когда очередное создаваемое устройство, полностью переделывалось, поскольку в процессе разработки было найдено другое, более интересное и эффективное решение. Если говорить откровенно, такое решение приводило если не к конфликтным ситуациям (его глубоко уважали и любили, чтобы до этого доходило) то, по крайней мере, к обидам и некоторой растерянности среди сотрудников, вложивших немало сил в данную разработку. Особенно доставалось программистам, чьи алгоритмы и программы, были привязаны к создаваемым Сергеевым устройствам.

В отличие от Д. М. Гробмана он не был педагогом. Сергеев воспитывал своих сотрудников личным примером, своим отношением к делу. У него было чему поучиться. Возможностей для научно-технического роста коллегам предоставлялось предостаточно. Находясь в постоянном поиске, занимаясь решением современных задач, он мог загрузить интересной работой и отдельных сотрудников, и целые коллективы. Поэтому любой работающий с ним, мог выбрать себе деятельность по вкусу, в соответствии со своими творческими наклонностями и возможностями.

Человек с большим самолюбием и амбициями, когда это касалось научно-технических разработок, он совершенно был лишен карьерных устремлений. На моей памяти ему не раз предлагались разные заманчивые должности, от которых он незамедлительно отказывался. Заведующий лабораторией – вот та должность, которую он считал для себя оптимальной. Даже тогда, когда Давид Матвеевич ушел на пенсию и более достойного человека, чем Сергеев на должность начальника отдела не было, стоило очень большого труда уговорить его стать хотя бы исполняющим обязанности.

Борис Георгиевич скончался на 59-м году жизни. Когда его хоронили, пришли все те, кто раньше с ним работал. Это было горе не только его семьи, это было горе для всех его сотрудников. В обществе часто возникают споры о незаменимости тех или иных личностей. Однако когда речь заходит о людях талантливых, то вопрос о возможности их замены просто некорректен. Таким незаменимым человеком был и остается Борис Георгиевич Сергеев.

Статья опубликована 06.03.2005 г.