D-17B

Autonetics D-17 z pocisku Minuteman I

Komputer D-17B (D17B) był używany w systemie naprowadzania pocisków Minuteman I NS-1OQ . Kompletny system naprowadzania zawierał komputer D-17B, powiązaną stabilną platformę i zasilacze .

D-17B ważył około 62 funtów (28 kg), zawierał 1521 tranzystorów , 6282 diod , 1116 kondensatorów i 504 rezystory . Elementy te zostały zamontowane na podwójnie pokrytych miedzią, grawerowanych, pozłacanych płytkach drukowanych z laminatu z włókna szklanego . Było 75 takich płytek drukowanych, a każda z nich była pokryta elastyczną poliuretanową w celu ochrony przed wilgocią i wibracjami. Wysoki stopień niezawodności i wytrzymałości komputera wynikał z surowych wymagań systemu uzbrojenia .

Ograniczenia projektowe

Od D-17B wymagano wysokiej niezawodności. Kontrolował kluczową broń, która miała tylko jedną szansę na wykonanie swojej misji. Niezawodność D-17B została osiągnięta dzięki zastosowaniu elektroniki półprzewodnikowej i stosunkowo prostej konstrukcji. Prostsza logika DRL (dioda-rezystor) była szeroko stosowana, ale mniej niezawodna logika DTL (dioda-tranzystor) (która zapewnia wzmocnienie i inwersję ) była używana tylko w razie potrzeby. W późnych latach pięćdziesiątych i wczesnych sześćdziesiątych, kiedy projektowano D-17B, tranzystorom brakowało dzisiejszej niezawodności. Niezawodność została również zwiększona dzięki pamięci obrotowej z nieniszczącym odczytem (NDRO). W rzeczywistych sytuacjach pociski Minuteman osiągnęły średni czas między awariami (MTBF) wynoszący ponad 5,5 roku .

Sowieci mieli znacznie większe rakiety i mogli używać lamp próżniowych w swoich systemach naprowadzania. (Masa Minutemana I i II pozostaje utajniona, ale Minuteman III ważył 35 000 kg w porównaniu do radzieckiego pocisku R-7 (1959) 280 000 kg). mniej) lub wziąć pod uwagę dodatkowe koszty i opóźnienia związane z opracowaniem większych rakiet.

Specyfikacje

Specyfikacje komputera Minuteman I D-17B

Rok: 1962

D17B to synchroniczny szeregowy komputer cyfrowy ogólnego przeznaczenia.

Producent: Autonetics Division of North American Aviation

Zastosowania: Wytyczne i kontrola międzykontynentalnej międzykontynentalnej rakiety balistycznej Minuteman I.

Programowanie i system numeryczny:

System liczbowy: binarny, stały punkt, dopełnienie do 2

Poziomy logiczne : 0 V dla logicznego 0 ( fałsz ), -10 V dla logicznego 1 ( prawda )

Długość słowa danych (bity): 11 lub 24 (podwójna precyzja)

Długość słowa rozkazu (bity) ): 24

Cyfry binarne/słowo: 27

Instrukcje/słowo: 1

Typ instrukcji: Półtora adresu

Liczba instrukcji: 39 typów z 4-bitowego kodu operacji przy użyciu pięciu bitów pola adresu operandu dla instrukcji, które nie mają dostępu do pamięci.

Czasy wykonania w mikrosekundach:

+ 7⁄8 µs Podziel Dodaj lub Pomnóż: 1015 oprogramowanie 546 5⁄8 µs (podwójna precyzja)

: 78 + 1⁄8 + ) µs

: (

(Uwaga: przetwarzanie równoległe, takie jak dwie jednoczesne operacje o pojedynczej precyzji, jest dozwolone bez dodatkowego czasu wykonania).

Kanał zegara: 345,6 Hz

Adresowanie:

Bezpośrednie adresowanie całej pamięci

Instrukcje dwuadresowe (nieflagowane) i trójadresowe (flagowane).

Pamięć:

Długość słowa (bity): 24 plus 5 taktowania

Typ: dysk NDRO pokryty tlenkiem żelaza

Czas cyklu: 78 + 1 ⁄ 8 µs (minimalny)

Pojemność (słowa): 5454 lub 2727 (podwójna precyzja)

Wejście wyjście:

Linie wejściowe: 48 cyfrowych

Linie wyjściowe: 28 cyfrowych

12 analogowych

3 impulsowe

Program: 800 5-bitowych znaków/s

Format słowa instrukcji:

+--------+--------+------+--------+---------+----- ---+--------+ | TP | T24 21 | 20 | 19 13 | 12 8 | 7 1 | 0 | +--------+--------+------+--------+---------+----- ---+--------+ | Czas | PO | Flaga | Dalej | Kanał | Sektor | Czas | | | | | Inst. | | | | | | | | Sektor | | | | +--------+--------+------+--------+---------+----- ---+--------+

Rejestry:

Rejestry wyjścia fazowego i napięciowego

Konstrukcja (tylko jednostki arytmetyczne): stosowana jest logika tranzystorowo-diodowa.

Czas: Synchroniczny

Działanie: Sekwencyjny

Składowanie

Średni	Liczba słów	Dostęp (µs)
Obracający się dysk	2688	5000 średnio	(kanały ogólnego przeznaczenia)
Obracający się dysk	41		(pętle szybkiego dostępu)
		40	(1 pętla słów)
		160	(pętla 4 słów)
		320	(pętla 8 słów)
		640	(pętla 16 słów)

Wejście

48 linii cyfrowych (wejście)

26 wyspecjalizowanych wejść przyrostowych

 -Średnia- -Szybkość- Papier/Taśma Mylar 600 znaków/s Klawiatura Ręczny Ręczny Maszyna do pisania 

Wyjście

-Średnia- -Szybkość- Znak drukarki 78,5–2433 ms (sterowanie programowe) Faza — napięcie (sterowanie programowe)

28 linii cyfrowych (wyjście) 12 linii analogowych (wyjście) 13 linii impulsowych (wyjście) Maksymalna szybkość transmisji we/wy 25 600 słów/s

Charakterystyka fizyczna

Wymiary: 20 cali wysokości, 29 cali średnicy, 5 cali głębokości

Zasilanie: 28 VDC przy 25 A

Obwody: DRL i DTL

Waga: 62 funty (28 kg)

Budowa:

Podwójnie pokryte miedzią, pozłacane, laminowane włóknem szklanym, elastyczne płytki drukowane pokryte poliuretanem

Oprogramowanie:

Kodowanie z minimalnym opóźnieniem przy użyciu języka maszynowego

Modułowe podprogramy specjalnego przeznaczenia

Niezawodność: MTBF 5,5 roku

Sprawdzanie funkcji: Parzystość przy wypełnianiu i na wyjściach znakowych

Moc, przestrzeń, waga i przygotowanie terenu

Moc, komputer: 0,25 kW

Klimatyzator: system zamknięty

Objętość, komputer: 1,55 stopy sześciennej (44 l)

Waga, komputer: 70 funtów (32 kg)

Zaprojektowany specjalnie, aby pasował do cylindrycznej obudowy prowadzącej.

Długość słowa dla tego komputera wynosi 27 bitów, z czego 24 są używane w obliczeniach. Pozostałe 3 bity to bity zapasowe i synchronizujące. Możliwości przechowywania pamięci składają się z dysku magnetycznego 6000 obr./min o pojemności 2985 słów, z których 2728 jest adresowalnych. Zawartość pamięci obejmuje 20 kanałów chłodniczych po 128 sektorów (słów) każdy, kanał pamięci gorącej zawierający 128 sektorów, cztery pętle szybkiego dostępu (U, F, E, H) po 1, 4, 8 i 16 słów odpowiednio cztery pętle arytmetyczne z 1 słowem (A, L, H, I) i dwie pętle wejściowe bufora wejściowego z 4 słowami (V, R).

Wyjścia, które mogą być realizowane z komputera D-17B, to wyjścia binarne, dyskretne, jednoznakowe, stanu rejestru fazy, telemetryczne i napięciowe. Wyjścia binarne to wygenerowane komputerowo poziomy +1 lub −1 dostępne na liniach wyjść binarnych.

Zestaw instrukcji

D-17B Repertuar instrukcji Kod numeryczny Kod Opis ------------ ---- ----------- 00 20, s SAL Akumulator dzielony przesunięcie w lewo 00 22, s ALS Akumulator lewy przesunięcie 00 24, 2 SLL Split lewe słowo lewe przesunięcie 00 26, r SLR Split lewe słowo prawe przesunięcie 00 30, s SAR Split akumulator prawe przesunięcie 00 32, s ARS Akumulator prawe przesunięcie 00 34, s SRL Split prawe słowo lewe przesunięcie 00 36, s SRR Podział prawego słowa przesunięcie w prawo 00 60, s COA Wyjście znaków A 04 c, S SCL Podział Porównanie i .ivt 10 c, S TMI Przeniesienie na minus 20 c, s SMP Podział Pomnożenie 24 c, s MPY Pomnożenie 30 c, s SMM Split multimodyfikowany 34 c, s MPM Multiply modyfikowany 40 02, s BOC Wyjście binarne C 40 10, s BCA Wyjście binarne A 40 12, s BOB Wyjście binarne B 40 20, s RSD Reset detektora 40 22, s HPR Zatrzymaj i kontynuuj 40 26, s DOA Wyjście dyskretne A 40 30, s VOA Wyjście napięciowe A 40 32, s VOB Wyjście napięciowe B 40 34, s VOC Wyjście napięciowe C 40 40, s ANA I do akumulatora 40 44, s MIM Minus wielkości 40 46, s COM Uzupełnienie 40 50, s DIB Wejście dyskretne B 40 52, s DIA Wejście dyskretne A 40 60, s HFC Zatrzymanie dokładnego odliczania 40 62, s EFC Wprowadzenie dokładnego odliczania 40 70, s LPR Rejestr faz obciążenia 44 c, s CIA Clear and Add 50 c, s TRA Transfer 54 c, s STO Przechowuj akumulator 60 c, s SAD Split dodaj 64 c, s ADD Dodaj 70 c, s SSU Split odejmij 74 c, s SUB odejmij

Schemat blokowy architektury komputera D-17B.

Specjalne funkcje komputera D-17B obejmują magazyn flag, arytmetykę dzielonych słów i zminimalizowany czas dostępu. Magazyn flag zapewnia możliwość zapamiętania aktualnej zawartości akumulatora podczas wykonywania kolejnej Dyspozycji. Arytmetyka dzielonych słów jest używana do wykonywania operacji arytmetycznych na obu połówkach podzielonego słowa w tym samym czasie. Podzielone słowo na D-17B składa się z 11 bitów. Zminimalizowane taktowanie dostępu to takie umieszczanie instrukcji i danych w pamięci, aby były dostępne z jak najmniejszym opóźnieniem z pamięci dyskowej.

Oprogramowanie do prowadzenia

Firma Autonetics była współwykonawcą systemu naprowadzania Minuteman (MM), który obejmował oprogramowanie do lotu i przed startem. To oprogramowanie zostało zaprogramowane w języku asemblera na komputerze dyskowym D17. TRW dostarczyła równania naprowadzające, które zaprogramowała firma Autonetics, a także była odpowiedzialna za weryfikację oprogramowania lotu. Kiedy MM I zaczął działać, komputer pokładowy był jedynym komputerem cyfrowym w systemie. Celowanie zostało przeprowadzone w Kwaterze Głównej Dowództwa Lotnictwa Strategicznego (SAC) w ramach Programu Celowania Operacyjnego opracowanego przez TRW do wykonania na komputerze typu mainframe IBM 709.

Firma Sylvania Electronics Systems została wybrana do opracowania pierwszego naziemnego systemu dowodzenia i kontroli przy użyciu programowalnego komputera. Opracowali oprogramowanie, jednostkę przetwarzania wiadomości i sterowania dla Wing 6. Aby wesprzeć wdrożenie systemu Wing 6, TRW, Inc. opracowała program planu wykonania (EPP) z komputera typu mainframe w SAC i przeprowadziła niezależną weryfikację oprogramowanie dowodzenia i kontroli. EPP pomagała w wyznaczaniu celów i czasie wystrzelenia pocisków.

Pocisk MM II został wystrzelony z komputerem dyskowym D-37C . Autonetics zaprogramował również funkcjonalne symulatory i weryfikator wstawiania kodów, który był używany w centrali Wing do generowania i testowania kodów programu lotu, aby trafiały do ​​​​komputera pokładowego.

Notatki

• Autonetics Division North American Rockwell. Inc.; Dane dotyczące szkolenia komputerowego Minuteman D-17. Anaheim, Kalifornia, 8 czerwca 1970.
• Autonetics Division North American Rockwell. Inc.; Część I — Instrukcja obsługi wstępnej komputera Minuteman D-17A i związanego z nim wyposażenia testowego. Notatka PO 71. Anaheim, Kalifornia, Inc., styczeń 1960.
• Beck, CH Minuteman Computer Users Group, raport MCUG-l-71. Nowy Orlean, Luizjana: Tulane University, kwiecień 1971.
• Beck, CH Minuteman Computer Users Group. Podręcznik programowania komputera D-17B. Zgłoś MCUG-4-71. Nowy Orlean: Tulane University, wrzesień 1971.
• Beck, Charles H. Badanie ponownego wykorzystania komputera Minuteman D-17B. Dostępne z NTIS/DTIC jako dokument AD0722476, styczeń 1971, 54 s.
• Lin, Tony C.; „Rozwój międzykontynentalnych systemów broni balistycznej sił powietrznych USA”. Journal of Spacecraft and Rockets , tom. 40, nie 4, 2003. s. 491–509.
• Weik, Martin H. (styczeń 1964). „MINUTNIK” . ed-thelen.org . Czwarte badanie krajowych elektronicznych cyfrowych systemów komputerowych. Laboratoria badań balistycznych, poligon doświadczalny w Aberdeen.

Zobacz też

• D-37C
• D37D

Linki zewnętrzne

• „Dokumenty dotyczące D-17 (B) (głównie) i D-37C” . www.bitsavers.org .