НАЗНАЧЕНИЕ…
РАЗРАБОТКА И ПРОИЗВОДСТВОРазработка - Институт точной механики и вычислительной техники (ИТМиВТ) АН СССР.
Работы по 5Э26 открыли в ИТМиВТ, а также на нескольких заводах новое направление СВТ- семейство управляющих цифровых вычислительных комплексов - 40У6, которое до сих пор остается важным.
Параллельно с окончанием работ по ЦВК 5Э26 в 1980 г. под руководством главного конструктора Е.А.Кривошеева были начаты работы по следующей разработке - многопроцессорному ЦВК 40У6, который представляет собой программно-совместимый (на уровне подмножества системы команд) с ЦВК 5Э26 вычислительный комплекс с более высокими, чем у 5Э265, характеристиками по производительности, емкости памяти (оперативной и командной), пропускной способности каналов ввода-вывода с широким набором интерфейсов, с улучшенными механизмами прерываний и системы “горячего” резервирования и реконфигурации, с обеспечением ввода данных с клавиатуры и вывода экспресс-информации о ходе боевой работы на печать.
Заместители главного конструктора: Козлов Л. А., Бережной Е. Ф., Рябцев Ю. С., Подшивалов Д. Б., Борисов П. В., Вайсбурд Б. А.
Основные разработчики: Точинин Г. Г., Никитин М. Ф., Аксенова Ю. М., Терников А. И., Софронов П. Д., Хамчук П. П., Карпов Л. Е., Мико П. С., Зверков В. П., Ненароков А. Ф., Бойко В. И., Смирнова Н. Ф., Обидин Д. И., Савин Н. В., Тарков Н. П., Карпинский С. Н., Кнорозов С. Н., Рябцев Ю. С.
Год окончания разработки: 1988.
В 1990 году успешно завершены испытания управляющей ЭВМ 40У6 в составе ЗРС С-300ПМ.. Коллектив разработчиков удостоен Государственной премии и правительственных наград.
За создание ЭВМ 40У6 Кривошеев Е. А. удостоен Государственной премии России.
Производство – Загорский электромеханический завод, ПО «Звезда», флагман производства ЭВМ специального назначения в СССР.
С 1988 года года ЗЭМЗ приступил к выпуску центрального вычислительного комплекса ЦВК 40У6 - модификация 5Э26 с повышенным быстродействием и дополнительным резервированием аппаратуры для ЗРС С-300ПМ. Начальник ведущего НТО ОКБ ЗЭМЗ М.И. Одесский, нач. КБ Б.В. Захаров, нач. лаборатории Б.А. Вайсбурд.
В процессе разработки ЦВК 40У6 и организации производства в ПО «Звезда» потребовалось основательно доработать первоначальный проект металлоконструкций и наполнить его базовыми технологическими решениями по реализации разнообразных связей и электропитания, что было с успехом сделано при тесной совместной работе специалистов ИТМ и ВТ, ПО «Звезда» и НПО «Алмаз»
Для обеспечения высоких параметров надёжности в ЦВК 40У6 реализована система резервирования. Параметры надежности зависят также и от организации ремонта. Разработана «Методика направленного поиска неисправностей», в которой входной информацией являются каналы контроля, а выходная информация указывает оператору на необходимое следующее элементарное действие.
Начало выпуска: 1988 год и до настоящего времени.
В настоящее время выпущено более 200 изделий.
МОДИФИКАЦИИ - 40У6М - вычислительный комплекс
ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ40У6 продолжила линию мобильных управляющих многопроцессорных вычислительных систем, начатую ЭВМ 5Э26. 40У6 построена по модульному принципу, с высокой жизнеспособностью за счет дублирования некоторых модулей и резервирования, базирующейся на мощной системе аппаратного контроля и обеспечивающей возможность восстановления процесса управления при сбоях и отказах аппаратуры. 40У6 работает в режиме жесткого реального времени, рассчитана на работу в широком диапазоне климатических и механических воздействий, имеет развитое математическое обеспечение автоматизации программирования.
В состав ЦВК 40У6 входит следующая аппаратура:
- 5 центральных процессоров (ЦП) - при резервировании боевая программа может задать требование на любое соотношение рабочих и резервных ЦП, либо работать в режиме деградации;
2 процессора ввода-вывода - резервирование 1:1, т.е. одно устройство находится в рабочем режиме и одно резервное;
- 2 блока оперативной памяти - резервирование 1:1, при этом обеспечивается дублирование информации, объем памяти 256 Кбайт;
- 2 блока командной памяти - резервирование 1:1, возможно включение обоих блоков без резерва с удвоением объема памяти, объем памяти 512 Кбайт;
- блок адаптера каналов;
- блок пульта управления - не резервируется и блокируется при боевой работе;
- система питания - позволяет ЦВК работать от сети 50 или 400 Гц;
- внешняя память используется для холодной загрузки памяти команд, ввода информации, смены версий боевых программ;
- телетайп - ручной ввод информации и печать данных.
Каждое логическое устройство размещается в одном блоке, а вся перечисленная аппаратура - в шкафу объемом 2,5 куб. метра.
Требуемая производительность ЦВК 40У6 ( 2,5 млн. опер. / сек. ) достигнута за счет следующих архитектурно-технических решений:
- многопроцессорности;
- аппаратной реализации вычислений элементарных функций;
- быстрой локальной оперативной памяти в каждом процессоре;
- одновременного обращения процессоров к командной и оперативной памяти, расслоение памяти;
- организации ввода - вывода без обращения к ЦП.
Обмен информацией с системой организуется с помощью специального ПВВ. Такое решение позволяет освободить ЦП от ведения обмена, за исключением пуска каналов при запуске боевых программ. В дальнейшем ПВВ самостоятельно управляет обменом. ПВВ имеет 16 каналов, суммарный темп обмена - 2 Мбайта / сек.
Для обеспечения высоких параметров надежности в ЦВК 40У6 реализована система резервирования, базирующаяся на следующих принципах:
- применена система аппаратного контроля для организации автоматического резервирования и подтверждения достоверности результатов вычислительного процесса;
- посредством практически полного аппаратного контроля (АК) устройств достигается высокая эффективность контроля при выполнении боевых программ в боевом режиме (испытаниями установлено, что АК охватывает 97% аппаратуры 40У6);
- программный контроль в режиме теста проверяет всю программно-доступную аппаратуру, задавая режимы проверки как для цепей, охваченных АК, так и для цепей, доступных только программе;
- каждое функциональное устройство имеет резерв с собственным блоком питания;
- в резервную оперативную память введено дублирование информации;
- штатная конфигурация ЦВК 40У6 для выполнения рабочей программы состоит из одного устройства каждого типа и четырех ЦП;
- реконфигурация во время выполнения боевых программ проводится в течение не более 17 мс;
- начальная конфигурация формируется с учетом результатов прохождения функционального контроля по всему объему аппаратуры;
- в случае недостаточности исправных функциональных блоков для создания штатной рабочей конфигурации или превышения времени реконфигурации формируется сигнал “отказ ЦВК”.
Параметры надежности зависят также от организации ремонта. Поэтому в системе аппаратно-программного контроля ЦВК введена индикация на каждой ячейке “авост собственный” и “авост смежный”. “Авост собственный” указывает на наличие неисправности в данной ячейке. ”Авост смежный” возникает, когда неисправность находится на “ничейной земле”, т. е. в аппаратуре, расположенной между последним уровнем контроля в ячейке, откуда приходит некорректная информация, и входным контролем в данной ячейке. Любой “авост” по желанию оператора может блокировать движение информации в ЦВК. Этим достигается наиболее точное указание области аппаратуры, в которой возникла неисправность.
Для ЦВК 40У6 разработана “Методика направленного поиска неисправностей”, в которой входной информацией являются сигналы контроля, а выходная информация указывает оператору на необходимое следующее элементарное действие. За несколько шагов неисправность, как правило, локализуется с точностью до нескольких ячеек. Такая организация ремонта не требует персонала высокой квалификации.
В качестве элементной базы для ЦВК 40У6 были выбраны ИС серий 530 и 533, 537 РУ6 (для командной и оперативной памяти), отдельные ИС серий 539 и 169, ИС 537 РУ9А для локальной оперативной памяти. Наличие режима хранения информации в ИС 537 РУ6 при пониженном напряжении дало возможность сохранять командную информацию с выключенным питанием ЦВК. Это обеспечивается введением специального внутреннего источника питания - аккумуляторной батареи. Емкости одной батареи хватает на 3- 5 лет, а при соответствующей подзарядке - на весь срок эксплуатации ЦВК .
ЦВК 40У6 разрабатывался в то время, когда предприятия радиопромышленности (НПО “Алмаз”, НПО “Авангард” и др.) с участием многих отраслей промышленности СССР в соответствии с постановлением правительства начали решать сложную проблему общесоюзного значения - создание базы автоматизированного серийного изготовления радиоэлектронной аппаратуры (РЭА). При этом предусматривалось разработать унифицированные конструктивы,
пригодные для автоматизированного производства узлов и устройств РЭА, создать необходимые материалы, технологические прессы, оборудование и оснастку, типовые участки, цехи и заводы, организовать специализированные производства и их кооперацию. Комплексы 40У6 должны были стать первой крупной продукцией автоматизированного производства, поэтому для них были заданы конструктивы, разрабатывавшиеся в НПО “Алмаз” в качестве унифицированных. Однако в процессе разработки ЦВК 40У6 и организации их производства в ПО “Звезда” потребовалось основательно доработать первоначальный проект металлоконструкций и наполнить его базовыми технологическими решениями по реализации разнообразных связей и электропитания, что было с успехом сделано (по настоянию Генералного конструктора системы ПВО Б.В.Бункина) при тесной совместной работе специалистов ИТМиВТ, ПО”Звезда” и НПО “Алмаз”.
Программное обеспечение, поставляемое с ЦВК под обозначением КОП- 40У6, содержит контрольные и обслуживающие программы, используемые при производстве и эксплуатации.
Контрольные программы включают тесты всей аппаратуры, доступной программному контролю: функциональных блоков, межблочных связей, аппаратуры контроля и управления конфигурацией, внешних связей, периферийных устройств органов управления и индикации.
Обслуживающие программы производят начальную загрузку памяти команд, всю работу с конфигурационным состоянием ЦВК, определяют состояние “ЦВК исправен”и “ЦВК неисправен”, обеспечивают оперативный обмен информацией с внешними устройствами и использование дублированной информации в памяти.
Работа обслуживающих программ в части конфигурации ЦВК проводится в условиях жесткого реального времени, обеспечивая во время боевой работы завершение перехода на новую конфигурацию ЦВК и продолжение выполнения боевой программы не более чем через 17мс после возникновения неисправности.
Встроенная разветвленная система аппаратного контроля пронизывает все схемы ЦВК 5Э26 - 40У6 и обеспечивает их безотказность при работе в режиме жесткого реального времени с требуемым очень коротким временем реакции на сбои и отказы, а также временем готовности 15 сек.
Все составляющие ЦВК семейства 5Э26 - 40У6 - архитектура, элементная и конструктивно-технологическая база, программное обеспечение являются полностью отечественными. Реализованные на этой основе комплексы около 1300 экземпляров обеспечили все требования, предъявляемые к вычислительным средствам сложных мобильных систем вооружения. Для этих систем имеется хорошо отработанное программное обеспечение, а также средства его сопровождения, модернизации и развития, имеются ремонтные базы, тренажеры, накопленная методика эксплуатации.
Высокие качества ЦВК 5Э26 - 40У6 обусловили их долгую жизнь в системах, которые еще много лет будут находиться на вооружении ВС РФ.
Часть систем с ЦВК 5Э26 - 40У6 была продана зарубежным странам и до сих пор поступает на экспорт.
Задачи поддержания ЦВК семейства 5Э26 - 40У6 в эксплуатации, их модернизации и развития остаются актуальными и в настоящее время.
За создание ЦВК 40У6 Главный конструктор Е.А.Кривошеев удостоен Государственной премии, а ряд разработчиков получили Государственные награды.
Для обеспечения работ по техническому обслуживанию группы из 7 вычислительных комплексов (ЦВК) 40У6 используется станция ремента и обслуживания 13Ю6.
ЭКСПЛУАТАЦИЯ (БОЕВОЕ ПРИМЕНЕНИЕ)Пятипроцессорный вычислительный комплекс 40У6 до сих пор используется в составе систем С-300ПМ и С-300ФМ сухопутного и морского базирования, а также в сложных системах управления крупными объектами специального назначения. В составе систем ПВО С-300ПМУ1 эта ЭВМ поставляется в Индию и Китай.
…
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ5 процессоров
тактовая частота — 10 МГц
производительность порядка 2 MIPS
32-разрядное слово,
Плавающая запятая,
Оперативная память 256 Кб (дублируется),
Командная память 512 Кб (дублируется),
15-канальный процессор ввода-вывода информации (дублируется).
Процессор имеет многопрограммное управление, шинную организацию, байтовый контроль передач, аппаратную реализацию выполнения элементарных функций, арифметическое устройство с контролем по модулю 3.
Процессор ввода-вывода имеет 13 специализированных каналов и 2 стандартных канала.
Оперативная память 256 Кб имеет внутренний контроль по кодам Хемминга, байтовый контроль передач, интерливинг.
Память команд 512 Кб, имеет внутренний контроль по кодам Хемминга, байтовый контроль передач, информация не пропадает от выключения питания, что обеспечивается переходом на аккумуляторное питание.
Элементная база Маломощная серия ТТЛ-микросхем, КМОП-микросхемы памяти.
Конструкция Ячеечная, блочная.
Программное обеспечение языки Ярус и АК40, Трансляторы с автокода, Фортрана, СИ, Паскаль.
Потребляемая мощность 5,5 кВт,
Объем 2,5–4,5 куб. м.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ-
http://housea.ru/index.php/computer/50321-
http://www.computer-museum.ru/histussr/40u6.htm-
http://sorucom.karelia.ru/view_thesis.html?id=147&user_id=164-
http://housea.ru/index.php/computer/50420