Космический Горыныч — бортовая цифровая вычислительная машина «Аргон-11С».
БЦВМ разработана Научно-исследовательским институтом электронных машин (с 1986 г. – НИИ “Аргон”) в 1968 году.
Главные конструкторы: Прокудаев Г.М., Соловьев Н.Н.
Ведущие разработчики: Горшенин Ю.С., Анилов В.М., Бочкарев Л.И., Еремин А.Т., Максаков Ю.Н. Лемзаль Ю.Р., Сальман А.С., Терновский В.М.
Изготавливалась опытным производством НИЭМ. Выпущен 21 образец.
Первая отечественная БЦВМ с троированием аппаратуры, осуществлявшая автоматическое управление полетом космического аппарата, совершившего облет Луны с возвращением спускаемого аппарата на Землю (программа Зонд).
Описание
Машина одноадресная, параллельного действия. Структура и архитектура специальные с минимально необходимым набором команд. Состоит из трех функционально автономных вычислительных устройств с независимыми входами и выходами, связанных между собой каналами для обмена информацией и синхронизации. Работа выполняется в реальном времени. Ввод-вывод информации осуществляется программно. Машина построена на интегральных гибридных микросхемах Тропа-1.
БЦВМ «Аргон-11С» была предназначена для управления движением космического корабля Л1 из серии «Зонд» при его облёте Луны и аэродинамического спуска на Землю при вхождении в атмосферу на второй космической скорости.
Надёжность системы управления при этом ставилась во главу угла. В случае с БЦВМ для лунной миссии мер по достидению высочайших показателей отказоустойчивости явно было недостаточно. Понимая это, инженеры НИИЭМ сделали «Аргон-11С»… трёхголовым. В буквальном смысле этого слова.
Конструктивно выполнена в виде двух блоков, объединенных в единую конструкцию, блока трехканального устройства обмена и вычислений с тремя ОЗУ и блока трехканального долговременного ЗУ. Печатные платы блоков собраны в пакет книжной конструкции и связаны между собой “корешком” из шарнирно соединенных перфорированных пленок с гибкими проводами. Используются унифицированные двусторонние печатные платы. Охлаждение осуществляется путем отвода тепла на корпус и с помощью встроенных вентиляторов.
В «Аргон-11С» впервые в практике создания бортовых ЭВМ была применена схема резервирования узлов, которая именовалась троированной структурой с мажоритированием. За этим мудрёным названием скрывается элегантная по своей идее конструкция.
ЭВМ «Аргон-11С» после 3-х часового управления межпланетной станцией «Зонд», выполнявшей облет Луны и жесткой посадки на Землю.
Структурно «Аргон-11С» состоял из трёх одинаковых функциональных блоков, работающих параллельно и независимо друг от друга. На входы каждого блока (всего их было 28) поступала совершенно одинаковая информация от множества датчиков телеметрии. На её основе каждый блок вырабатывал более сорока управляющих воздействий.
И вот тут начиналось самое интересное. Конечные управляющие воздействия формировались по мажоритарному принципу. То есть если на двух из трёх выходов они были одинаковы, а на третьем отличались, то за основу брались значения, выработанные большинством
Фактически в «Аргон-11С» постоянно проходило голосование за наиболее правильное управляющее воздействие. А чтобы вы не подумали, что троица вычислительных блоков постоянно стремилась организовать коалицию против меньшинства, знайте, что между их входными и выходными каналами имелись связи, позволяющие обмениваться информацией в случае, если она в одном или нескольких блоках искажалась.
Ещё одной важной особенностью «Аргон-11С» было применение интегральных схем. Специально для этой серии специалистами НИИЭМ совместно с инженерами научно-исследовательского института точной технологии НИИТТ были разработаны гибридные интегральные схемы серии «Тропа» — фактически первые советские интегральные схемы.
Конструкция троированной схемы «Аргон-11С» была столь удачной, что в дальнейшем она была повторена с БЦВМ «Аргон-16», которую смело можно назвать космическим долгожителем. Эта ЭВМ использовалась в самых разнообразных космических аппаратах более 25 лет!
«Трёхголовость» бортовых ЭВМ, реализованная в «Аргон-11С», и по сей день — одна из основных конструктивных особенностей космической вычислительной техники.
Технические характеристики | |
Представвление чисел | с фиксированной точкой |
Разрядность чисел | 14 разрядов |
Разрядность команд | 17 разрядов |
Число команд | 15 |
Время выполнения операций: сложения умножения | 30 мкс 160 мкс |
Емкость ОЗУ | 128 14-разр. слов |
Емкость ДЗУ | 4096 17-разр. слов |
Количество регистровых одноканальных входов для каждого канала | 25 |
Количество счетных, информационных входов с емкостью 64 сигнала | 3 |
Количество регистровых одноканальных выходов | 40 |
Контроль | программный и тестовый |
Эксплуатационные характеристики | |
Диапазон рабочих температур | от 0 до 40 °С |
Давление внешней среды | от 400 до 1000 мм рт.ст. |
Вибрационные нагрузки | до 10 g (от 1 до 2500 Гц) |
Габариты | 305х305х550 мм |
Масса | 34 кг |
Потребляемая мощность | 75 Вт |
Надежность | вероятность отсутствия отказов в двух каналах в течение 8 суток составляет 0,999 |
Время непрерывной работы | 2 ч 40 мин |