Gnome er en digital luftfartscomputer fremstillet i USSR. Det blev udviklet til Kupol -flyvnings- og navigationssynssystemet for militærtransportflyene An-22 (Kupol-22) og Il-76 (Kupol-76) . Dette er en af de første indbyggede computere til luftfartsformål i USSR. Den har en række helt unikke design- og kredsløbsløsninger, som ikke bruges i enheder af denne art.
Serieproduceret i to versioner: "Gnome-1-66" og "Gnome-A"
Pilot-navigation observation kompleks "Kupol" er designet til automatisk, halvautomatisk eller manuel flynavigation under enkle og vanskelige vejrforhold, startende fra startfasen; på ruten, give adgang til et givet punkt og slippe nyttelasten (landing eller bombning) med en given nøjagtighed; samt til at vende tilbage til flyvepladsen og landing i automatisk (op til en højde på 60 meter) eller direktørtilstand.
Styre- og databehandlingskomplekset UVK KP-1 som en del af PNPK Kupol er designet til at indsamle og behandle forskellige informationer, behandle det i overensstemmelse med de etablerede algoritmer og generere styresignaler til det automatiske kontrolsystem SAU-1T:
Computeren "Gnome" er den centrale computerenhed i kontrolcomputerkomplekset PNPC "Kupol".
Udviklingen af en ny computer til det lovende tunge transportfly An-22 blev udført på Leningrad Research Institute-131 (p / box-233), afdeling nr. 570 (on-board computere) [1] . Kommissoriet for forskningsarbejde om emnet "Gnome" blev modtaget i 1961. Arbejdet med emnet blev udført i to retninger: design af computere på solide kredsløb (R&D "Gnome-1") og design af computere på tunneldioder (R&D "Gnome-2"). Arbejdet med emnet "Gnome-2" blev betragtet som ulovende og blev afbrudt.
Alle tre hovedkomponenter af computerkomplekset (KP-1) af PNPK "Kupol": elementbasen, den indbyggede computer "Gnome" med luftblæst PNK og softwareudvikling blev udført parallelt og samtidigt op til niveauet for prototyper i seks år.
I alt blev der udviklet og fremstillet tre typer maskiner til forskellige formål: Gnome-1, Gnome-1-66, Gnome-A.
Den første prototype computer "Gnom-1" blev samlet i slutningen af 1965.
I 1966 blev der lavet to Gnome-1-66 prøver - de første arbejdende maskiner med deres egen RAM. Den tredje maskine "Gnome-1-66" blev fremstillet i 1968 og blev sendt til flyvetest på chefdesignerens stadium. I henhold til afgørelse fra ministeriet for radioindustri blev den indbyggede computer "Gnome" i efteråret 1968 overført til serieproduktion på radiofabrikken i Zhigulevsk [2]
Flyveprøver af Kupol-komplekset begyndte på Antonov Design Bureau-flyvepladsen i Gostomel i 1971.
Efter overførsel af computerproduktion til anlægget på Forskningsinstituttet, blev der på initiativ grundlag arbejdet med at forbedre fejltolerancen på Gnom-1-66 computeren. Maskinen "Gnome-A" blev oprettet - et system med nodal og element-for-element redundans, med automatisk søgning og eliminering af fejl. Pålidelighedstest af indbygget computer Gnom-A i henhold til Moroz-2-normalen (6000 timer) blev gennemført uden en eneste fejl, hvilket betinget svarer til tredive års problemfri flyflyvninger. I forbindelse med det vellykket gennemførte sæt af test blev det besluttet at erstatte computeren "Gnome-1-66" med "Gnome-A" i produktion. Serieproduktion af "Gnome-A" startede i 1974.
I 1976 blev chefdesigneren af Kupol-systemet, Koblov Vladimir Leonidovich, tildelt Star of the Hero of Socialist Labor.
Indbyggede computere "Gnome" er blevet masseproduceret i 30 år.
Den digitale Gnome-1-66 computer er samlet i en beholder med dimensionerne 287 × 428 × 558 mm. Beholderen indeholder: aritmetisk enhed AU, styreenhed CU, random access memory RAM, to read-only memory units ROM, strømforsyninger BP-1 og BP-2, køleplade. Samlingens vægt er 45 kg. Strømforbrug 70 W.
ROM er et drev, der består af 144 hukommelseselementer og 144 forforstærkere. Hukommelseselementet var beregnet til at gemme en bit af 512 numre. ROM'en i "Gnome-1-66" indeholder op til 4 underblokke med en kapacitet på 4096 ord hver. ROM er en lagringsenhed af transformatortypen med lineær sampling, med registrering og lagring af information ved at blinke excitationsledningerne, med en aktiv registrering på "nul". En E-formet kerne lavet af ferromagnetisk materiale 1500 NMZ (OZHO.707.118 TU) blev brugt som lagercelle, og transistorer af typen M4, 2T301 og halvlederdioder af 2D503, 2D509, 1D507, D9 blev brugt i kontroltyperne kredsløb og afkodning af ROM-adressen. ROM-blokken havde følgende egenskaber: informationskapacitet - 4096 18-bit ord, adgangstid til ROM'en i computeren - 16 mikrosekunder.
Random access memory RAM er designet til at modtage, gemme og udstede maskinord til deres udveksling med computerkontrolenheden. RAM gemmer mellemresultater af beregninger og nogle indledende data, der skrives til RAM direkte af operatøren. RAM har følgende egenskaber: informationskapacitet - 512 18-bit ord; revolutionsperioden er 16 mikrosekunder.
Computerens strømforsyningsenhed tillader, mens de nødvendige udgangsparametre opretholdes, brud på enhver ledning i blokken eller svigt af enhver diode ud af tolv dioder eller svigt af enhver transformer ud af seks. Den indeholder ikke stabiliserings- og filtreringselementer og tillader ubegrænset kortslutningstid. Når kortslutningen er fjernet, fortsætter enheden med at fungere normalt.
Særligt bemærkelsesværdig er elementbasen på den indbyggede computer "Gnome".
Den såkaldte. "solid circuits" TS-233, som er et 2NOT-OR logisk element, lavet af to rammeløse germanium transistorer og en lagdelt (diffusion) modstand på fælles basis. TC-233 blev fremstillet ved hjælp af samme teknologi og på samme udstyr som P401-403-seriens transistorer.
I produktionen blev det "hårde kredsløb" betegnet P12-2. Den indeholdt to germanium drift pnp transistorer (modificerede transistorer af P401 og P403 typer) som koblingselementer med en fælles belastning i form af en distribueret p-type germanium modstand. Strukturelt blev TS R12-2 fremstillet i form af en tablet af en rund metalkop med en diameter på 3 mm og en højde på 0,6 mm. En TS-krystal blev anbragt i den og fyldt med en polymerforbindelse, hvorfra korte ydre ender af ledninger lavet af blød guldtråd med en diameter på 50 μm, svejset til krystallen, kom ud.
Varmefjernelse forblev et stort problem i konstruktionen af computere baseret på germanium-elementer. Som det er kendt, er driftstemperaturområdet for germanium-halvlederanordninger mærkbart værre end tilsvarende siliciumanordninger. Som et resultat udarbejdede udviklerne af Gnome-computeren flere muligheder for termisk stabilisering af pladerne op til at nedsænke dem i flydende freon. Problemet blev løst ved at ændre produktionsteknologien i TS og udvikle et nyt system til at fjerne varme gennem køleplader med freon i en computer.
I 1961-65. inden for rammerne af Kvant R&D blev der udviklet et mikromoduldesign, hvor fire P12-2'ere blev kombineret. I den indledende fase blev to til fire rammeløse P12-2'er placeret på en mikroplade lavet af tynd tekstolit og dækket med MBK-3 lim. Dernæst på tørklædet blev de gyldne antenner loddet til ledningerne (stifterne) af massiv kobbertråd med en diameter på 0,4 mm, pladen blev anbragt i et aluminiumsstemplet bad 21,6x6,6 mm i størrelse og 3,1 mm dybt og fyldt. med en epoxyforbindelse med en blødgører. Derefter blev der udviklet otte forenede typer af moduler med det fælles navn "Quantum", som danner en komplet samlet serie, der giver dig mulighed for at implementere enhver logikfunktion uden brug af andre radiokomponenter.
Mærkningen af disse moduler ændrede sig konstant i overensstemmelse med kravene i de tekniske specifikationer , indtil en standard blev frigivet i 1968, der etablerede et samlet integreret kredsløbsbetegnelsessystem i landet. Den 19. september 1970 blev de tekniske specifikationer AB0.308.014TU for Kvant-1 modulerne, som fik betegnelsen IS serie 116 , godkendt hos TsBPIMS .
Serien omfattede ni mikrokredsløb: 1KhL161, 1KhL162 og 1KhL163 - multifunktionelle digitale kredsløb; 1LE161 og 1LE162 - to og fire logiske elementer 2NOT-OR; 1TP161 og 1TP1162 - en og to udløsere; 1UP161 - effektforstærker, samt 1LP161 - et logisk element til 4 indgange og 4 udgange. Hvert af disse kredsløb havde fra fire til syv versioner, der adskiller sig i spændingen af udgangssignalerne og belastningskapaciteten, i alt var der 58 IC-klassificeringer.
Senere blev der oprettet en serie IC'er "Kvant-2" (117. serie), som med hensyn til elektriske parametre og kredsløbsdiagrammer helt falder sammen med den 116. serie af IC'er. Forskellen er i basiselementet - mikrokredsløbene blev lavet på basis af 103-serien (P12-5).
Sættet af BTsVM-udstyr med luftblæsning RE af Kupol-komplekset indeholder omkring 20.000 stykker R12-2, R12-5.
Varmefjernelsessystemet på den indbyggede computer "Gnome" er fundamentalt forskelligt fra lignende systemer i andet udstyr om bord.
Computere har hermetisk støbte varmeafskærmede kabinetter, der giver beskyttelse mod fugt og ekstern varme. Intern varme fjernes gennem køleplader med freon-11 med et kogepunkt på 24 grader, ved hjælp af fordampningsvarmen med kondensering af freondamp på en ekstern solfanger med en radiator afkølet af en luftstrøm med en temperatur på 0-25 grader. Varmeafgivelse fra Kvant-moduler overføres via kobberskinner til varmeafløb. Et sådant sæt designløsninger sikrer, at temperaturforskellen mellem eventuelle faste kredsløb i driftsenheden ikke overstiger to grader, og potentialforskellen langs jordbussen ikke overstiger 10 mV. Dette sikrer til gengæld stabil drift af solide kredsløb og hele driftsenheden med en ændring i forsyningsspændingen på ± 15 % og har reduceret behovet for strømforsyning.
UVK pålidelighed er sikret ved:
Sammensætningen af UVK KP-1D-76 (på eksemplet med "Kupol-76" komplekset):
| Computere i USSR | ||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||||||||||
| ||||||||||||||||