Специализированная управляющая ЭВМ «Арфа»

Старшинов А.И.

ЭВМ “Арфа” была создана в ЦМНИИ “Агат” (впоследствии НПО “Агат”) в 1979 г . Производство машин началось в 1980 г . на Ульяновском приборостроительном заводе “Комета”, было изготовлено 168 машин.

Главный конструктор — И. Ф. Мусатов, на конечном этапе — В. В. Малишевский.

ЭВМ “Арфа” предназначалась для работы в различных корабельных системах управления в качестве управляющего звена реального времени.

В машине была применена двоичная система представления чисел с фиксированной и плавающей запятой. Количество разрядов — 32. Была предусмотрена работа со словами двойной длины (64 разряда), с полусловами (16 разрядов) и с восьмеричной буквенной информацией.

Система команд и операций является подмножеством команд системы IBM -360 — унифицированная отраслевая по ОСТ 5.8307-73, двухадресная. Разрядность команд — 32 разряда для команд I формата (обращение за операндами в ОЗУ) и 16 разрядов для команд II формата (обращение за операндами в буферные регистры). Число операций — 56.

Быстродействие составляло 550 тыс. коротких операций в секунду при обращении за операндами в ОЗУ и 1100 тыс. коротких операций при обращении за операндами в буферные регистры.

сложение I формата — 1,8
сложение II формата — 0,9
умножение — 2,7 мкс
деление — 30

устройство команд;
арифметическое устройство с фиксированной и плавающей запятой;
16 буферных регистров общего назначения;
устройство прерывания программ;
устройство обмена информацией;
устройства местного управления;
оперативное запоминающее устройство ёмкостью 16К 36-разрядных слов на ферритовых сердечниках диаметром 0,6 мм ;
долговременное запоминающее устройство ёмкостью 32К 36-разрядных слов трансформаторного типа на П-образных сердечниках;
диагностическое ядро;
устройство управления резервированием;
устройство электропитания;
пульт контроля и управления.

прибор 182 — оперативное запоминающее устройство ёмкостью 64К 36-разрядных ячеек;
прибор 183 — долговременное запоминающее устройство ёмкостью 128К (2 ? 64К) 36-разрядных ячеек;
прибор 184 смешанной памяти ОЗУ 32К и ДЗУ 64К.

Была предусмотрена возможность наращивания встроенной памяти минимальной комплектации приборами внешней памяти суммарно до 256К.

Устройство обмена содержало восемь встроенных двунаправленных каналов обмена (два параллельных, четыре последовательных, два байтовых). Устройство обмена имело систему управления на 32 канала, за счёт чего было возможно наращивание количества каналов до 32 в любом сочетании без изменения схемы ЭВМ и самого устройства обмена. Каналы — унифицированные по ОСТ5.8346-73, ОСТ5.8345-74.

Машина обеспечивала ведение обмена с источниками информации с одновременным выполнением операций в арифметическом устройстве. В ней были заложены аппаратные и программные средства обеспечения режима помашинного синхронно-синфазного резервирования и режима двухпроцессорной работы с общим полем памяти, а также оперативного переключения режимов.

В машине было реализовано дистанционное управление от пульта системы. Она имела средства автоматического запоминания текущего состояния ЭВМ при провалах первичной сети электропитания и восстановления состояния с рестартом работы машины после окончания провала.

Устройство диагностического ядра включалось автоматически после обнаружения факта отказа машины, производило автоматическое диагностирование места отказа в аппаратуре ядра ЭВМ и затем передавало управление программной части системы диагностики.

Вероятность обнаружения факта неисправности в ЭВМ составляла 0,98 и достигалась за счёт встроенного сквозного оперативного контроля по модулю 3 и тестового контроля.

Автоматический поиск отказа обеспечивал указание места с точностью в среднем до нескольких мелкоблочных элементов замены. Среднее время локализации — 80 с, устранения неисправности — 20 мин.

Типовым элементом замены являлся блок бескаркасной конструкции в виде платы со своим запаиваемым разъёмом. Имелась возможность построения сдвоенных, строенных, счетверённых и т. д. блоков книжной конструкции. Основную массу (90%) логических блоков составляли одноплатные блоки со средним количеством установленных интегральных схем 55 шт., что определяло мелкоблочное построение ЭВМ.

Среднее время между отказами ЭВМ — 3000 ч.

Физический объём машины — 600 дм 3 . Конструктивно ЭВМ “Арфа” была выполнена в одном шкафу и сочленённой с ним стойке питания. Конструкция шкафа книжная, что обеспечивало возможность одностороннего обслуживания.

ЭВМ “Арфа” построена на интегральных схемах малой и средней степени интеграции серий 133, 130. В ней впервые на предприятии были применены гибридные микросхемы кабельных усилителей на бескорпусных элементах, разработанные и изготовленные в лаборатории микроэлектроники предприятия.

Ячейки печатного монтажа — девятислойные платы, изготавливаемые методом попарного прессования с напрессовыванием слоёв питания и “земли”. Электропитание машины осуществлялось от корабельной трёхфазной сети 220В, 400 Гц, потребляемая мощность — 1,7 КВт. Охлаждение — приточно-вытяжная вентиляция с температурой входящего воздуха 18°С.

В ДЗУ минимальной комплектации размещалось внутреннее математическое обеспечение — тестовые и диагностические программы и операционная система реального времени.

В комплект поставки ЭВМ входило общее математическое обеспечение — система программирования в виде машинно-ориентированного языка программирования и система отладки программ (эмулятор системы команд, отладчик ПО и др.).

ЭВМ “Арфа” в 1979 г . прошла государственные испытания и была принята на снабжение ВМФ под обозначением МВМ-13. Эта машина составила совместно с ЭВМ “Арка” и “Атака” ряд программно-совместимых машин третьего поколения ЦМНИИ “Агат”, являясь большой ЭВМ этого ряда.

Основные разработчики ЭВМ “Арфа”: А. И. Старшинов (заместитель главного конструктора), Д. В. Комаров, Ю. В. Никульшин, Н. П. Грязнова, Л. Б. Костюк, А. П. Афонский, С. А. Трофимова, В. Д. Тарасов.

Статья помещена в музей 20.08.2006 г.