СЦВМ «Атака»

Специализированная вычислительная машина «Атака» (МВМ-012) создана в 1974 г. в НПО «Агат». Производство машин началось с 1976 г. на Ульяновском приборостроительном заводе «Комета». Машина «Атака» выпускалась до 1990 г., изготовлено 255 машин.

Главный конструктор В. В. Малишевский, заместители главного конструктора А. А. Яковлев, Б. Б. Кугутов.

В машине применялась двоичная система представления чисел — с фиксированной запятой. Количество разрядов — 32. Предусмотрена работа со словами двойной длины (64 разряда), с полусловами (16 разрядов) и с восьмиразрядной буквенной информацией.

Система команд — двухадресная, двухформатная. Разрядность команд — 32 разряда для команд I формата и 16 разрядов для команд II формата.

Состав операций унифицированный соответствует ОСТ 5.8307–73. Число операций — 56; из них 16 арифметических операций, 7 логических операций, 19 операций пересылки, 6 операций сдвига, 8 операций управления.

В машине имелась:

• быстродействующая память — 16 32-разрядных регистров БРг многофункционального назначения;
• аппаратный метод переадресации с использованием БРг в качестве индексных регистров (от 1 до 15);
• система прерывания программ;
• аппаратура, обеспечивающая помашинное резервирование.

Быстродействие при записи программ в ДЗУ — 200 тысяч коротких операций в секунду при обращении к ОЗУ (команды I формата) и 550 тысяч коротких операций в секунду при обращении к буферу чисел (команды II формата). При записи программ и чисел в ОЗУ быстродействие — 100 тысяч коротких операций в секунду.

Время выполнения операций:

• сложение I формата — 5 мкс;
• сложение II формата — 1,8 мкс;
• умножение — 23 мкс;
• деление — 44 мкс.

Оперативное запоминающее устройство — на ферритовых сердечниках. Емкость ОЗУ — 16К 36-разрядных слов (32 информационные, 2 для контроля числа, 2 для контроля адреса). Время выборки 1,5 мкс, время цикла 3,9 мкс.

Долговременного запоминающего устройства — трансформаторное на П-образных сердечниках. Емкость ДЗУ — 64К 36-разрядных слов. Время обращения 1,5 мкс.

В СЦВМ предусматривается возможность наращивания памяти до 256К слов с подключением внешних приборов памяти 182-3 — ОЗУ 64К, 183 — ДЗУ 128К (2X64К), 184 — ОЗУ 32К и ДЗУ 64К или любых других приборов, имеющих электрическую и информационную совместимость с МВМ-012.

В машине предусмотрено 2 параллельных, 2 последовательных канала обмена. Скорость обмена по последовательному каналу — 20 тыс. слов в секунду, по параллельному каналу — 94 тыс. слов в секунду.

В машине имелся оперативный сквозной аппаратурный контроль по модулю 3, тестовый контроль. Контроль обмена — по модулю 3, по четности, без контроля.

Обнаружение места неисправности — с точностью до одного-двух блоков (в редких случаях — до нескольких блоков) с помощью системы автоматизированного поиска на основе аппаратного контроля, тестовых программ, диагностических программ.

Среднее время поиска и устранение неисправности 20 мин. Среднее время готовности СЦВМ с момента включения 1,5 мин.

Среднее время между отказами 700 ч. Срок службы не менее 10 лет. Ресурс до заводского ремонта 27 тыс. ч (обеспечивается заменой элементов, имеющих меньший ресурс).

Условия эксплуатации:

• виброустойчивость в диапазоне частот 5–120 Гц с ускорением 2g;
• воздействие одиночных ударов с ускорением 1000g;
• вибропрочность в диапазоне частот 20–120 Гц с ускорением 2g;
• циклическое изменение температуры от +65 до -50°С;
• относительная влажность 95–98% при температуре +40°С;
• холодоустойчивость при рабочей температуре -10°С и предельной температуре -50°С;
• воздействие инея и росы при температуре -20±5°С;
• теплоустойчивость при рабочей температуре +50°С и предельной температуре +65°С;
• воздействие морского тумана при температуре +27±2°С.

потребляемая мощность от сети 1,5 кВт. Питание производится от трехфазной корабельной сети переменного тока напряжением 220 В, частотой 400 Гц. Допускаются колебания сети: ±5% при длительных отклонениях и от +13% до -25% при кратковременных отклонениях по напряжению, а также от +4% до -6% по частоте.

Габариты 1800х1076х516 мм. Масса 520 кг. Площадь обслуживания 0,65 м².

Машина состоит из двух шкафов, соединенных механически и электрически. Каждый шкаф грузится через стандартный люк 598 мм.

Вентиляция — приточно-вытяжная с температурой входящего воздуха 18+5°С и расходом 700 м³/ч.

В состав СЦВМ «Атака» входят следующие устройства:

• устройство команд (УК);
• арифметическое устройство (АУ);
• 16 буферных регистров общего назначения (БРг);
• устройство прерывания программ (УПП);
• устройство обмена (УО);
• устройство переключения на резерв (УПР);
• блоки микропрограммного управления (БМУ);
• ферритовое оперативное запоминающее устройство емкостью 16К слов (ФОЗУ-16);
• долговременное запоминающее устройство емкостью 64К слов (ДЗУ-16);
• устройство аппаратного контроля (УАК);
• устройство питания (УП);
• пульт контроля и управления (ПКУ).

Устройство команд осуществляет с помощью счетчика команд выборку команды и числа из ЗУ на регистр команд и числовой регистр, обеспечивает связь с внутренними и внешними устройствами памяти, расшифровывая адрес и определяя номер устройства ЗУ, разрешает конфликтные ситуации при одновременном обращении двух абонентов к одному ЗУ.

Арифметическое устройство предназначено для выполнения арифметических и логических преобразований над числами, участвующими в операции, а также используется для выполнения операции «Переадресация 1», результатом которой является получение исполнительного адреса одного из операндов, и, кроме того, участвует в операциях управления и передачи информации. АУ оперирует с полноразрядными словами, полусловами, буквами, а также со словами двойной длины.

Буферные регистры используются для записи и хранения операндов, промежуточных результатов, в качестве индексных регистров и счетчиков циклов.

Устройство прерывания программ предназначено для приема сигналов прерывания от внешних и внутренних источников на регистр прерывания программ и для выделения с помощью схемы приоритета старшей по приоритету причины прерывания. УПП обеспечивает прерывание текущей программы и переход к прерывающей программе. С помощью регистра масок УПП переход к прерывающей программе может быть задержан до тех пор, пока не будет выполнена текущая программа.

Устройство обмена обеспечивает связь с внешними устройствами и обмен информацией с ними по четырем каналам связи, среди которых два канала последовательные (передача информации происходит последовательным кодом), а два канала параллельные (передача информации происходит параллельным кодом). Каналы связи работают в селекторном режиме и обеспечивают одновременную работу только с одним внешним устройством. Устройство обмена может осуществлять одновременную работу по одному последовательному и одному параллельному каналу.

Устройство переключения на резерв обеспечивает совместную работу двух машин, при которой одна назначается основной, другая — резервной. В режиме «Основная машина» СЦВМ выполняет рабочие программы, в режиме «Резервная машина» — специальные тесты резервного режима, предназначенные для контроля аппаратуры СЦВМ. При возникновении отказа в основной машине УПР осуществляет переключение резервной машины в режим основной машины, при этом обеспечивается продолжение выполнения текущей программы.

Управление СЦВМ обеспечивается блоками микропрограммного управления, включающими в себя генератор тактовых частот и схемы микропрограммного управления. БМУ осуществляют предварительную расшифровку команды, управление выполнением операции, управление обращением к ЗУ за операндом, опрос причин прерывания и переход на микропрограмму обработки причины прерывания.

Ферритовое оперативное запоминающее устройство емкостью 16К предназначено для записи и хранения исходной информации, промежуточных результатов, а также команд и имеет три режима работы: запись, считывание и считывание с гашением.

Долговременное запоминающее устройство емкостью 64К предназначено для хранения команд и констант и обеспечивает только один режим работы — считывание информации. Введение новой информации в ДЗУ-64 обеспечивает перепрошивкой сердечников.

Устройство аппаратного контроля осуществляет сквозной оперативный контроль выполнения операций в СЦВМ по модулю 3. Возникновение одиночного отказа в машине обнаруживается УАК; название отказавшего устройства фиксируется в регистре неисправностей и индицируется на ПКУ.

Устройство питания предназначено для преобразования нестабилизированного переменного трехфазного напряжения 400 Гц, 220 В в стабилизированные постоянные напряжения для питания функциональных устройств СЦВМ, защиты устройств от аварийных режимов и централизованного управления приборов СЦВМ с ПКУ и технического пульта системы, в составе которой используется СЦВМ.

Пульт контроля и управления предназначен для проверки работоспособности СЦВМ и комплексной отладки рабочих программ. ПКУ состоит из панели индикации для визуального контроля работы отдельных узлов и всей машины в целом и панели управления, которая позволяет с помощью кнопок и тумблеров задавать тот или иной режим работы или проверки СЦВМ.

СЦВМ «Атака» построена на интегральных схемах средней степени интеграции серий 133, 130, 146, 109, 136.

Типовым элементом замены в машине являлся блок, который представлял раму из дюраля. В блоке устанавливались ячейки трех типоразмеров. Связь между ними осуществлялась жгутами. Блок имел 4 разъема ГРПМ2 с 62 контактами по два с противоположных сторон. Связь между блоками в шкафу выполнялась проводным монтажом. В шкафу предусматривалось четыре этажа, в которых устанавливали ТЭЗы и устройства питания.

Ячейки печатного монтажа изготовлялись из четырехслойного фольгированного стеклотекстолита по парным прессованием.

Основные разработчики СЦВМ «Атака» — В. Степанов, А. Сергеев, В. Тарасов, Н. Юрьева, Б. Иванчук, В. Федотов, О. Росницкий, С. Раков, А. Иванов, Е. Муранков, В. Руд, Ю. Работин, Н. Рязанский.

Статья опубликована 21.08.2003 г.