2.10.4 Специализированное цифровое вычислительное устройство

Назначение, состав, технические характеристики СЦВУ 9С483М1

Назначение

Специализированное цифровое вычислительное устройство (СЦВУ), предназначено для решения задач управления устройствами РЛС в реальном масштабе времени.

Состав:

• процессор ДК40-1;

• оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) ДК40-3М1 – 3шт;

• постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) ДК40-2М2 – 3 шт;

• блок электропитания Д94-11М1;

• блок вентиляторов.

Габариты изделия с блоком вентиляторов: 749903520 мм.

Вес изделия 150 кг.

Потребляемая мощность 0,95кВт.

Общее количество микросхем – 7020.

Температурный диапазон работы: от-50 до +55С.

Время работы на ОТКАЗ – 840 час.

Технические характеристики:

Система команд универсальная.

1. Структура команд одноадресная.

2. Команда состоит из 18 разрядов (1-17 разряды – информационные, 18-й разряд – контрольный).

3. Максимальный объем оперативной памяти (ОЗУ) 6144 18-разрядных слов.

4. Максимальный объем постоянной памяти (ПЗУ) 24576 18-разрядных слов.

5. Числа представлены в двоичной системе счисления, в прямом коде с запятой, фиксированной перед старшим разрядом.

6. В ЦВУ предусмотрен режим работы с долговременным запоминающим устройством (ДЗУ) общей емкостью 16384 18-разрядных слов, заменяющим ПЗУ на период отладки программ.

7. Предусмотрена возможность расширения постоянной памяти до 40К слов за счет подключения дополнительной стойки памяти (1К=1024б).

8. В ЦВУ предусмотрены два способа обмена с внешними устройствами:

• канальный обмен (с приостановом работы процессора) по импульсам запроса (ИЗ) для записи информации в ОЗУ или считывания информации из ОЗУ;

• программный обмен (с прерыванием и выходом на программу) (по импульсам начала обмена (ИНО)).

9. Количество ИЗ – 8

10. Количество ИНО – 32.

11. К ЦВУ может быть присоединено 52 абонента, работающих на прием информации из ЦВУ по команде «ВЫВОД» и 53 абонента, работающих на информации в ЦВУ по команде «ВЫВОД», а также 53 абонента, на которые могут выдаваться разовые управляющие команды.

Общие сведения об устройстве 9С483М1

ЦВУ – это быстродействующая вычислительная машина с программным управлением, обеспечивает решение задач с высокой точностью:

• быстродействие 500000 коротких операций в секунду;

• время выполнения самой короткой операции составляет 2 мкс.

• время выполнения самой продолжительной операции (деления) – 30 мкс.

• по своей структуре ЦВУ является автоматической цифровой вычислительной машиной.

ЦВУ состоит из следующих блоков:

• процессор (1 блок);

• ОЗУ (3 блока);

• ПЗУ (3 блока);

• источник электропитания (1 блок).

Процессор представляет собой цифровой вычислительный модуль, состоящий из следующих функциональных узлов:

• арифметическое устройство (АУ), предназначено для выполнения арифметических и логических операций;

• устройство обмена (УО) предназначено для приема заявок на обмен от различных устройств, их обработки и обслуживания;

• устройство управления (УУ), предназначено для управления последовательностью выполнения работы всех устройств;

• инженерный пульт управления (ИПУ), предназначен для ручного управления ЦВУ во время проведения работ по техническому обслуживанию и отладки программ.

Оперативная память (ОЗУ) емкостью 6144 18-разрядных слов, выполненная в виде трех функционально законченных блоков емкостью 204 18-разрядных слов каждый, предназначенная для хранения информации, вводимой из внешних устройств, и промежуточных результатов вычислений.

Постоянная память (ПЗУ) емкостью 24576 18-разрядных слов выполненная в виде трех функционально законченных блоков емкостью 8192 18-разрядных слов каждый, предназначенная для хранения команд и констант.

Автоматическое управление процессов решения задачи достигается на основе принципа программного управления.

Рассмотрим кратко принцип работы ЦВУ на примере выполнения операций, при которой необходимо обращение за операндом в ОЗУ.

При обращении к ПЗУ за командой устройство управления (УУ) ЦВУ вырабатывает:

• код адреса ячейки ПЗУ, поступающей по адресной магистрали команд (АМК) в регистр адреса ЦВУ;

• импульс обращения ПЗУ;

• импульс, разрешающий прием в ПЗУ адреса из АМК.

Выбранный из ПЗУ код команды принимается в командную магистраль (КМ) и поступает в УУ, где запоминается на время выполнения команды. Код операции команды (КОД) анализируется УУ и вырабатываются сигналы, используемые в следующей операции устройства УУ.

Пусть в коде операции содержится операция выборки операнда из памяти и засылки его в сумматор АУ, тогда УУ вырабатывает следующие сигналы:

1) если операнд вырабатывается из ОЗУ:

• обращения к ОЗУ;

• признак «ЗАПИСЬ-ЧТЕНИЕ»;

• разрешение приема адреса из АМ 4 в ОЗУ;

2) если операнд вырабатывает из ПЗУ;

• обращения к ПЗУ;

• разрешение приема адреса из АМ 4 в ПЗУ.

Выбранный из памяти операнд принимается в числовую магистраль (ЧМ) и далее сигналами, вырабатываемыми УУ, направляется в регистр сумматора АУ, в котором осуществляется операция операнда с числом, уже находящимся в сумматоре от предыдущей операции.

Если результат операции должен быть отослан в ОЗУ, то в следующей команде, выбранной из ПЗУ, будет содержаться код операции засылки числа из сумматора в ОЗУ.

В ЦВУ предусматривается схемный и программный контроль работоспособности. В станции ЦВУ эксплуатируется совместно со стойкой памяти Д00-17М. Использование дополнительной стойки памяти позволяет расширить тестовую проверку ЦВУ, в том числе осуществлять поиск неисправности до панели, а также расширить поле памяти основных программ.

Для контроля и профилактического обслуживания в ЦВУ имеется встроенный инженерный пульт управления (ИПУ).

Устройство и работа блока Ф8.25.08

Блок сопряжения СЦВУ с аппаратурой изделия Ф8.25.08 (рис. 60) предназначен для сопряжения двух СЦВУ 9С483М1 (канал А и канал Б) с аппаратурой изделия и выполняет следующие основные функции:

• управление включением и пуском ЦВУ;

• сопряжение числовых и адресных магистралей ЦВУ с общей шиной (ОШ) изделия, состоящей из числовой (ЧШ) и адресной (АШ) шин;

• организация межмашинного обмена информацией;

• хранение и выдача в ЦВУ информации о точке стояния изделия.

Блок связан с каждым ЦВУ двумя восемнадцатиразрядными числовыми магистралями (ЧМ ЦВУ-УВВ, ЧМ УВВ-ЦВУ) девятиразрядной адресной магистралью (АМ ЦВУ). Связь блока с общей шиной изделия осуществляется по восемнадцатиразрядной числовой магистрали (ЧМ) и восьмиразрядной адресной магистрали (АШ).

Блок включает в себя следующие функциональные узлы:

• узел включения канала А (ФУ-1), канала Б (ФУ-2);

• коммутатор (ФУ-3);

• информационный регистр канала А (ФУ-4), канала Б (ФУ-5);

• узел магистралей (ФУ-6);

• узел управления обменом (ФУ-7);

• узел ПЗУ (ФУ-8);

• декодер канала А (ФУ-9), декодер канала Б (ФУ-10);

• формирователь синхросигналов (ФУ-11);

• узел контроля (ФУ-12).

Функциональный узел включения канала А – ФУ-1 производит автоматическое включение и пуск ЦВУ после подачи на блок питающего напряжение +5В и осуществляет блокировку ИПУ ЦВУ при отжатой кнопке ИПУ на панели блока.

Функциональный узел (ФУ-2) выполняет те же самые функции, что и узел ФУ-1, но для ЦВУ Б.

Согласование работы канала А и Б осуществляет коммутатор ФУ-3. Признак готовности каждого канала «ГОТОВ К» вырабатывается при наличии сигналов готовности ЦВУ и «ГОТОВ БС» этого канала. ОШ изделия подключается либо к УМ и АМ ЦВУ А (по сигналу «ИУК 21» из ЦВУ А или «ИУК 24» из ЦВУ Б) с выдачей контрольного сигнала «ПЕМ А», либо к УМ и АМ ЦВУ-Б (по сигналу «ИУК 21» из ЦВУ-Б или по сигналу «ИУК-24 из ЦВУ А) с выдачей сигнала «ПЕМ Б». ФУ вырабатывает также сигналы «НР ВС1», «НР ВС2», «НЕИСПР. ВС» на табло для отображения работы вычислительных средств.

В блоке есть два семнадцатиразрядных информационных регистра ФУ-4 для канала А и ФУ-5 для канала Б.

Значение разрядов ФУ-4 следующее:

• «ГОТОВ КБ» – признак готовности канала Б, сформированный по следующей логике: «ГОТОВ К» = «ГОТОВ ЦВУ», «ГОТОВ БС»;

• «ГОТОВ ММО» – признак готовности межмашинного обмена;

• «ГОТОВ КА» – признак готовности канала А;

• «СБОЙ ОЗУ» – признак сбой информации ОЗУ, поступающий из ЦВУ;

• «БР» – признак включения ПЗУ – 4 стойки Д00-17М.

Узел магистралей ФУ-6 обеспечивает сопряжение числовых (ЧМ) и адресных магистралей ЦВУ А и ЦВУ Б с общей шиной изделия.

Общая шина включает в себя единую восемнадцатиразрядную магистраль (ЧШ), адресную магистраль (АШ), которая работает только на выдачу адреса абонентам. В этот узел входит также буферные запоминающие устройства (БЗУ) и ячейка индикации, с помощью которой информация ЧШ индицирует на светодиодах. БЗУ обеспечивают обмен информацией между ЦВУ А и ЦВУ Б. Запись информации в него происходит по сигналу «ИВИ 14», а считывание по сигналу «ИПИ 15» с любого ЦВУ.

Узел управления обменом – ФУ-7, обеспечивает выдачу сигналов «ИЗ 1-4», «ИНО З-6, 8-10» в ЦВУ А при наличии сигнала «ГОТОВ КА» или ЦВУ Б при наличии сигнала «ГОТОВ КБ».

В этом узле формируется строб контроля – «СТР.К» по сигналу «МА» или «МБ» в зависимости от того, какая ЦВУ подключена к общей шине.

Узел ПЗУ ФУ-8 обеспечивает оперативную запись и хранение четырех семнадцатиразрядных слов с информацией о точке стояния (Н, Х, Y), которые по «ИПИ 25» считываются в ЦВУ А или ЦВУ Б.

Декодер А (Б) ФУ (Ф10) дешифрирует адрес, поступающий в блок по восьмиразрядной адресной магистрали АМ из ЦВУ А (ЦВУ Б) и информирует сигналы «ИПИ», «ИВИ», «ИУК».

Формирователь синхросигналов ФУ-11 формирует ряд сигналов (ОД, КД, ИЗ 3, ИНО 3,5,6), выдаваемых в реальном масштабе времени в шести режимах работы изделия.

Узел контроля ФУ-12 осуществляет подключение основных сигналов блока к высокочастотному разъему Х7. Выбор адреса контролируемого сигнала производится с помощью девяти тумблеров на лицевой панели блока под общей гравировкой АДРЕС КТ.

Назначение и размещение органов управления, контроля и сигнализации. Признаки нормальной работы

Тест работоспособности изделия 9С483М1 может осуществляться в двух режимах:

• настроечном и приемо-сдаточном;

• функционального контроля (ФК).

Настроечный и приемо-сдаточный режим теста работает автономно. При положительном результате проверки ЦВУ по подпрограмме вырабатывается команда ИУК 10 и загорается лампочка ГОТОВ. При отрицательном результате проверки ЦВУ вырабатывается команда «ИУК 11», загорается лампочка ОТКАЗ и происходит остановка ЦВУ.

Инженерный пульт управления, входящий в состав процессора ЦВУ предназначен для ручного управления ЦВУ во время проведения работ по техническому обслуживанию и для отладки программ.

В рабочем режиме органы управления ИПУ заблокированы сигналом «БЛОКИРОВКА ИПУ»

В ИПУ входят следующие элементы, расположенные на передней панели блока ДК 40-1:

1) переключатели: РЕЖИМ РАБОТЫ, РЕЖИМ СПУ, ПАМЯТЬ, РЕГИСТР, РАЗРЕШЕНИЕ;

2) кнопки: ПУСК, СТОП, ЗАН 2,УСТ.«0», «КОНТР. ИНДИК»

3) тумблеры: БЛОКИРОВКА;

4) наборные регистры:

• регистр числа РгЧ – 18-разрядный;

• регистр команд РгК – 18-разрядный;

• регистр адреса РгА – 15-разрядный;

5) лампы индикации:

• регистр числа РгЧ – 18-разрядный;

• регистр команд РгК – 18-разрядный;

• регистр адреса СЧК – 15-разрядный;

6) лампы индикации одиночных тригеров ВКЛ. БП и сигнализации о нормальной работе ЦВУ: ЦВУ; ОТКАЗ; ГОТОВ; СБОЙ; СТОП.

7) РАЗЪЕМ ГРПП -72Г.

Органы индикации ИПУ делятся на три группы:

1) индикация регистров;

2) индикация состояния одиночных триггеров;

3) сигнализация о нормальной работе ЦВУ.

Для индикации содержимого регистров служит три регистра индикации: РГЧ, РГК, СЧК. Управление индикации регистра производится с помощью двух галетных переключателей РЕГИСТР и ПАМЯТЬ.

При установке переключателя РЕГИСТР в положение ЧМ непрерывно осуществляется индикация ЧМ во время работы ЦВУ. При останове ЦВУ на регистре РГ-4 индицируется состояние ЧМ к моменту останова. После останова ЦВУ можно проиндицировать состояние любого из регистров, являющегося абонентом ЧМ. Для этого необходимо установить переключатель РЕГИСТР в соответствующее положение и нажать кнопку ИНДИК. Переключатель РЕГИСТР имеет 11 положений: РЕI, РЕ2, РМК, УВВ, РЛО, РЛП, АДРЕС, РГ, СчК, ПАМЯТЬ и ЧМ.

Если переключатель РЕГИСТР стоит в положении ПАМЯТЬ то индицируется регистр числа одного из блоков ОЗУ, ПЗУ или ДЗУ в соответствии с положением переключателя ПАМЯТЬ РМ1, РМ2, РМ3, РПI, РП2, РП3, РП4, ДЗУ.