Бортовая цифровая вычислительная машина: различия между версиями
Перейти к навигации
Перейти к поиску
| [непроверенная версия] | [непроверенная версия] |
Содержимое удалено Содержимое добавлено
Tau797 (обсуждение | вклад) Статья должна быть про БЦВМ вообще. А была - лишь про авиационные. |
|||
| Строка 1: | Строка 1: | ||
[[Файл:БЦВМ Орбита-10.JPG|thumb|250px|БЦВМ «Орбита-10»]] |
[[Файл:БЦВМ Орбита-10.JPG|thumb|250px|БЦВМ «Орбита-10»]] |
||
'''БЦВМ''' (сокр. от «Бортовая цифровая вычислительная машина») — [[бортовой компьютер]], предназначенный для установки на [[Авиация|авиационные]] транспортные средства, ракеты-носители, разгонные блоки, космические аппараты, |
'''БЦВМ''' (сокр. от «Бортовая цифровая вычислительная машина») — [[бортовой компьютер]], предназначенный для установки на [[Авиация|авиационные]] и иные транспортные средства, ракеты-носители, разгонные блоки, космические аппараты, подводные лодки, и др. |
||
В отличие от различных специализированных приборов и блоков обработки данных, БЦВМ имеют характерную для [[компьютер]]ов структуру: наличие [[Оперативная память|оперативной]] и [[Постоянное запоминающее устройство|долговременной]] памяти, [[Устройства ввода-вывода|устройств ввода-вывода]] и т. д. |
|||
В СССР разработкой БЦВМ занимались в основном три предприятия: ЛНПОЭА (ОКБ «Электроавтоматика»), НИЦЭВТ (НИИ «Аргон») и ХК «Ленинец» (современные названия). Позднее разработку БЦВМ проводили и другие предприятия, такие, как МИЭА (Москва), МНИИ «Агат» (Жуковский), ОКБ «Авиаавтоматика» (Курск), 3-й МПЗ МНПК «Авионика» (Москва) и др. В начале 90-х годов в число разработчиков БЦВМ вошло Раменское приборостроительное КБ (РПКБ), НИИСИ РАН, ОАО «Русская авионика» (Жуковский). Основным разработчиком БЦВМ для ракет, используемых в качестве авиационного вооружения, стал НИИ приборостроения (Москва), который за этот период разработал серию бортовых вычислительных устройств (БЦВУ-201, БЦВУ-301, БЦВУ-305-10, БЦВУ-305-12, БЦВУ-350, БЦВУ-400) и серию встраиваемых БЦВМ («Заря-30», «Заря-32», «Заря-32M», «Заря-35», «Заря-37M», «Заря-38» и «Заря-32МК»), а также автономные БЦВМ «Заря-40» и «Заря-41». |
|||
В начале 1970-х годов БЦВМ используются практически во всех подсистемах летательных аппаратов. Например, радиоэлектронные комплексы разрабатывались Минрадиопромом и оснащались БЦВМ, созданными в НИИ «Аргон», навигационно-пилотажные комплексы и системы индикации разрабатывались Минавиапромом и оснащались БЦВМ, созданными в ЛНПОЭА. На борту самолетов нередко использовались БЦВМ с различной архитектурой и просто на различной элементной базе, сопряжение которых было затруднено или невозможно. На основе анализа, проведенного в конце 70-х — начале 80-х годов, была разработана программа создания семейств унифицированных ЭВМ для использования на подвижных объектах всех классов. Эта программа была утверждена в 1984 г. решением Государственной Комиссии. В соответствии с ней в ЛНПОЭА были начаты работы по созданию унифицированных СБЭВМ — СБ3541 и СБ3542 с архитектурой типа «Электроника-32», а в НИИ «Аргон» — СБ5140 с архитектурой «ПОИСК». Эта программа не была выполнена. Были разработаны лишь отдельные машины (и то со значительным отставанием по срокам) — СБ3541 на базе МПК1839, СБ5140 и СБ5580 на основе БМК 1537ХМ2. Опыт работ по созданию СБЭВМ был учтен, а сама идея межвидовой унификации получила логическое завершение в разработках ЭВМ семейства «Багет» (головной разработчик НИИСИ РАН), в состав которого входят также и машины авиационного применения «Багет-53», «Багет-52», «Багет-63» и «Багет-62». |
|||
БЦВМ в настоящее время применяются в составе [[Навигационная система|навигационных]] и навигационно-пилотажных комплексов, прицельно-навигационных комплексов, бортовых систем связи, в системе [[ДРЛО]] и др. Например, 16-разрядные БЦВМ серии [[БЦВМ серии Ц|Ц101Ю, Ц101М1, Ц102М1 и Ц104М1]] разработаны [[НИИ «Аргон»]] и обеспечивают выполнение широкого спектра задач по обработке информации на борту самолётов типа [[МиГ-29]] и [[Су-27]], в том числе управление системой вооружения и РЛС в реальном масштабе времени. Конструкция этих БЦВМ рассчитана на эксплуатацию в жёстких условиях — температурный диапазон от −55 до +60 градусов, линейные ускорения до 13,5 g, относительная влажность среды — 100 %, атмосферное давление — до 15 мм рт. ст. |
|||
== История == |
|||
=== Первое поколение === |
|||
Вероятно, первой отечественной [[Авиация|авиационной]] БЦВМ, получившей практическое применение, была «Пламя-263», предназначенная для обработки информации в составе поисково-прицельного комплекса (ППК) «Беркут-38» противолодочного самолёта [[Ил-38]] (первый полёт в [[1961 год]]у). БЦВМ получает информацию от установленных [[Гидроакустический буй|радиогидроакустических буёв]], [[РЛС]], самолётных систем и определяет вероятное местонахождение цели, рассчитывает варианты атаки и вероятность поражения, выдаёт сигналы управления в [[автопилот]] и управляет сбросом радиогидроакустических буёв, [[Глубинная бомба|противолодочных бомб]] или [[торпеда|торпед]], а также решает ряд технических задач по управлению аппаратурой и системами поисково-прицельного комплекса. |
|||
БЦВМ «Пламя» была полностью собрана на [[Радиодетали|дискретной]] [[Полупроводниковые приборы|полупроводниковой базе]] — высокочастотных диодах и транзисторах. Эта вычислительная машина имеет быстродействие 62 тыс. оп./с (для операций регистр — регистр) и 31 тыс. оп./с (для операций регистр — память), ОЗУ емкостью 256 16-разрядных слов и ПЗУ емкостью 8Кx16 бит. Наработка на отказ — 200 ч, масса оборудования — 330 кг, потребляемая мощность — 2000 Вт. На базе БЦВМ «Пламя-263» была разработана и серийно производилась «Пламя-264» для противолодочного комплекса «Беркут-142» самолёта [[Ту-142]]. |
|||
Первой в СССР авиационной БЦВМ, выполненной на гибридных микросхемах (точнее — модулях серии 116 «Квант») стала вычислительная машина «Гном-А», специально разработанная для самолёта [[Ил-76]]. При разработке этой БЦВМ впервые в СССР были созданы уникальные цифровые [[германий|германиевые]] бескорпусные интегральные микросхемы серии 102, на основе которых собирались и выпускались 9 типов стандартных цифровых элементов (микросборок) серии 116. Вычислительные машины на этих элементах применялись не только в авиации, но также на морских и стационарных объектах. Серийное производство микросборок «Квант» продолжалось в СССР и затем уже в РФ с середины 60-х годов и до середины 90-х, то есть более 30 лет. |
|||
=== Второе поколение === |
|||
16-разрядные БЦВМ второго поколения серии «Орбита-10» построены на [[Гибридная микросхема|гибридных ИМС]] малой степени интеграции «Тропа» и «Трапеция» (в основном серии 201, 204, 221), и уже достаточно широко применялись на различных типах отечественной авиатехники (для чего было разработано несколько вариантов исполнения БЦВМ). Конструктивно машина состоит из монтажной рамы и двух рядов электронных блоков кассетного исполнения, а также пультов в кабине экипажа. Долговременная память этой БЦВМ была собрана на ферритовых сердечниках, конструктивно выполненная в виде легкосъёмной кассеты (двух — основной и резервной), устанавливаемой перед полётом в блок запоминающего устройства — полётная программа «прошивалась» на специальном наземном оборудовании в группе (подразделении) программирования (для БЦВМ в составе навигационного комплекса). |
|||
Машина «Аргон-15» (также второго поколения, разработана в 1972 году) выполнена на твердотельных ИМС серии 133 в виде монтажной рамы и двух рядов легкосъёмных электронных блоков — блок вычислительного устройства, два блока ОЗУ, четыре блока ПЗУ, блок ПЗУ со сменой информации и блок источника питания. Разработанная первоначально как сугубо авиационная БЦВМ, машина также нашла самое широкое применение в мобильных наземных объектах военного назначения, например, в [[Оперативно-тактический ракетный комплекс|оперативно-тактических комплексах]]: [[Точка (тактический ракетный комплекс)|«Точка»]], [[Ока (ОТРК)|«Ока»]], [[Зенитный ракетный комплекс|ЗРК]] [[Бук (зенитный ракетный комплекс)|«Бук»]], [[Куб (зенитный ракетный комплекс)|«Куб»]]. Разработано четыре модификации — «Аргон-15», «Аргон-15А», «Аргон-15К» и «Аргон-15-М». |
|||
Немного более поздняя БЦВМ «Аргон-16» (1973 год) устанавливалась на [[Пилотируемый космический корабль|космических кораблях]] «Союз», «Прогресс», и [[Орбитальная станция|орбитальных станциях]] [[Салют (орбитальная станция)|«Салют»]], [[Мир (долговременная орбитальная станция)|«Мир»]], [[Алмаз (космическая программа)|«Алмаз»]]. Также имеет блочную конструкцию, а элементной базой служат ИМС серий 106, 115, 134 и интегральные блоки резисторов и конденсаторов. |
|||
16-разрядная БЦВМ «Орбита-20» в серии с 1974 года. Применялась и применяется на авиационных и наземных подвижных объектах. Разработано порядка шестидесяти модификаций. Это самая массовая специализированная вычислительная машина производства СССР: произведено порядка 15 тысяч комплектов. Все машины семейства имеют одинаковое быстродействие, равное 200 тыс. оп./с (операции сложения) и 100 тыс. оп./с (операции умножения). Базовая модель включает ОЗУ емкостью 512 слов и ПЗУ емкостью 16К слов. |
|||
'''К третьему поколению''' БЦВМ можно условно отнести машины семейств ЦВМ 80-30ХХХ (ЛНПОЭА), ЦВМ 80-40ХХХ (ЛНПОЭА), «Заря-30» (НИИП), «Заря-40» (НИИП), БЦВМ Ц-100, Ц101, Ц102 и Ц104 (НИИ «Аргон»), БЦВМ А-30, А-40 и А-50 (НИИ «Аргон») и СБМВ-1, СБМВ-2 (МНПК «Авионика»). |
|||
БЦВМ на основе архитектуры «ПОИСК» (проблемно-ориентируемая с изменяемой системой команд) разработаны в НИИ «Аргон». Первая БЦВМ ряда Ц100 была передана в серийное производство в 1983 г. В начале 80-х годов созданы машины Ц101 и Ц102, а в 1986 г. завершена машина Ц104. ЦВМ серии Ц100 имеют моноблочную конструкцию. |
|||
Быстродействие БЦВМ типа Ц100 составляет 180 тыс. оп./с, Ц101, Ц102 и Ц104 — порядка 400 тыс. оп./с. Емкость ОЗУ в Ц101 и Ц102 составляет 16Кх18 бит, ПЗУ — 64Кх16 бит (128Кх16 бит), ЭЗУ 256х16 бит. БЦВМ Ц104 имеет ОЗУ емкостью 8Кх18 бит, ПЗУ — 64Кх16 бит и ЭЗУ — 256х16 бит. Масса машин Ц101 и Ц102 — 23 кг, энергопотребление — 300 Вт, а Ц104 — 21 кг и 200 Вт соответственно. Вместе с машиной пользователю предлагается система автоматизации программирования, отладки и документирования (САПОД), которая содержит: конфигуратор для настройки транслятора на состав операторов изделия, транслятор с языка символического кодирования операторов и загрузчик. Подсистема автоматизации отладки позволяет проводить автономную и статическую комплексную отладку в среде ОС ЕС в интерактивном режиме и включает в себя диспетчер отладки, транслятор с языка отладки и интерпретатор машинных команд изделия. |
|||
БЦВМ «Аргон-30» (1977 год) — первая в СССР бортовая вычислительная машина, программно совместимая с [[ЕС ЭВМ]], построена на специально разработанных многокристальных БИС серии 216. Вес БЦВМ А-30 составляет 230 кг. |
|||
БЦВМ «Аргон-50» (1986 год) — 32-разрядная ЭВМ из ряда унифицированных высокопроизводительных бортовых ЭВМ архитектуры ЕС ЭВМ. Спроектирована на основе схемотехнических и конструктивно-технологических решений, реализованных в модели А-40. Применяется в системах автоматизированного управления — АСУ войсками армии-фронта «Маневр», воздушных командных пунктов «Звено», разведывательно-ударных комплексов «Прорыв», комплексов АСУ ПВО «Пирамида». Выполнена на микросхемах серий 134, 136, 130, 133. Конструктивно выполнена в виде двухуровнего шкафа с электронными блоками и выносного пульта управления. Масса БЦВМ А-50 составляет 140 кг, потребляемая мощность — 1000 Вт. |
|||
В дальнейшем, с развитием электроники, в БЦВМ стали широко применяться большие ([[Большая интегральная схема|БИС]]) и сверхбольшие ([[СБИС]]) интегральные микросхемы, что существенно повысило их возможности и уменьшило массогабаритные параметры. |
|||
Например, современный бортовой вычислительный комплекс ЕА-102 предназначен для эксплуатации на вездеходных колесных и гусеничных шасси, авиационных объектах и на морских судах. Конструкция электронных модулей выполнена в стандарте Евромеханика (IEEE Std 1101.2-1992), благодаря чему достигается совместимость с международным и отечественным рынками электронного оборудования. Состоит из блок питания, процессорного модуля (2 шт.), сервисного модуля и интерфейсного контроллера (3 шт.). |
|||
Технические характеристики |
|||
Микропроцессор — К6-II, 400 МГц (LV Pentium M) |
|||
Объём ОЗУ — 32 — 128 Мбайт |
|||
Контроллер дисковых накопителей — EIDE, SCSI-2 |
|||
Параллельные/последовательные порты — 4/2 |
|||
Видеоадаптеры — SVGA, LCD |
|||
Сетевой адаптер -Ethernet 100/10 BASE T4 |
|||
Мезонин — шина PCI |
|||
Системная шина -VME-32 |
|||
Операционные системы — ИНТРОС-В, [[Мобильная система Вооружённых Сил|МСВС 3.0]], [[QNX|QNX 4.2.5]] |
|||
Габариты системного блока — 249х194х256 мм |
|||
Масса системного блока — 10 — 13 кг (в зависимости от комплектации) |
|||
'''В настоящее время''' разработана БЦВМ «Аргон-15АР» на самой современной элементной базе, которая предназначена для физической замены широко распространённой устаревшей БЦВМ А-15 на подвижных и стационарных объектах, без выполнения каких-либо доработок, так как имеет полную аппаратную и программную совместимость (режим эмуляции А-15). Машина выполнена в виде одного моноблока на микропроцессоре 1890ВМ2Т, в несколько раз меньше базовой БЦВМ по массогабаритным параметрам и вдвое меньше по энергопотреблению, а также позволяет в дальнейшем производить усовершенствование установленного на объекте оборудования ввиду большого запаса по вычислительной мощности. |
|||
== Ссылки == |
== Ссылки == |
||
Версия от 14:54, 10 января 2017
БЦВМ (сокр. от «Бортовая цифровая вычислительная машина») — бортовой компьютер, предназначенный для установки на авиационные и иные транспортные средства, ракеты-носители, разгонные блоки, космические аппараты, подводные лодки, и др.
В отличие от различных специализированных приборов и блоков обработки данных, БЦВМ имеют характерную для компьютеров структуру: наличие оперативной и долговременной памяти, устройств ввода-вывода и т. д.
Ссылки
 | Для улучшения этой статьи желательно:
|
 | Это заготовка статьи об авиации. Помогите Википедии, дополнив её. |
 | Это заготовка статьи об аппаратном обеспечении. Помогите Википедии, дополнив её. |