Styrdator ombord "Apollo"

Apollo ombordkontrolldator ( A pollo Guidance C omputer , AGC ) utförde beräkningar och kontrollerade rörelser, navigering och kontrollerade kommando- och månmodulerna under flygningar under Apollo-programmet .

AGC utvecklades för Apollo-programmet i början av 1960-talet vid MIT :s Instrumentation Laboratory . Ett utmärkande drag för designen av datorn var användningen av mikrokretsar , vilket gjordes för första gången.

Under varje flygning till månen under Apollo-programmet (med undantag för Apollo 8 , som inte inkluderade en månmodul), var en AGC närvarande ombord på kommando- och månmodulerna. Kommandomodulen AGC var det huvudsakliga beräkningsverktyget för navigations- och kontrollsystemet, och månmodulen AGC arbetade med sitt eget kommando-, navigerings- och kontrollsystem, kallat PGNCS ( Primary Guidance , Navigation and Control System ) .

Under flygningen till månen användes ytterligare två datorer:

Utveckling

AGC leddes av Charles Stark Draper och den främsta hårdvarudesignern var Eldon Hall. De första undersökningarna utfördes av Laning the Younger, Albert Hopkins, Ramon Alonso och Hugh Blair-Smith. Serieproduktion utfördes av Raytheon och dess representant, Herb Theler, ingick i utvecklingsteamet.

Mikrokretsar tillverkade av halvledarföretaget Fairchild arbetade på resistor-transistorlogik (användningen av endast en typ under utvecklingen av mikrokretsar gjorde det möjligt att undvika ett antal problem som uppstod under utvecklingen av en annan omborddator designad för Minuteman II -raketen, i vars design dioder användes - transistorlogik och diod-diodlogik ) och var inneslutna i flatpackade höljen (ett tillplattat guldpläterat hölje med bandledningar). Mikrokretsarna kopplades samman med trådlindning följt av epoxigjutning . Alla komponenter som används i enheten har genomgått upprepade rigorösa tester. Upp till 60 % av alla mikrokretsar som då tillverkades i USA gick till Apollo-programmet.

Datorn har ständigt förbättrats. Så, dess första version innehöll 4100 marker, som var och en var en tre-ingångars NOR, och den efterföljande, andra versionen, som användes i bemannade flygningar , använde 2800 marker, som var och en kombinerade två tre-ingångar NOR.

Konstruktion

Datorns minne bestod av 2048 ord omskrivbart RAM och 36 K ord linjärt åtkomst ROMupprepade flashade kärnor . Läs- och skrivcykeln för RAM och ROM tog 11,72 µs. Ordlängden var 16  bitar : 15 databitar och 1 paritetsbit. Ordformatet för 16-bitars processor inkluderade 14 databitar, en spillbit och en teckenbit.

Display och tangentbordsgränssnitt

AGC:s användargränssnitt bestod av 7-segmentssiffror och banners som visades på panelen och en knappsats som liknar en knappsats på en räknare . Kommandon matades in i digitalt läge som tvåsiffriga nummer: handling och objekt. Åtgärden beskrev vilken typ av operation som skulle utföras, medan objektet definierade data att arbeta med.

Gröna siffror visades på högspänningselektroluminiscerande sjusegmentsindikatorer . Indikatorsegmenten styrdes av elektromekaniska reläer , vilket ökade skärmens uppdateringstid (den uppdaterade versionen av datorn använde snabbare element - tyristorer ). Displayen kunde samtidigt visa tre siffror med fem siffror vardera, visningsformatet kunde vara både oktalt och decimalt och användes huvudsakligen för att visa rymdfarkostens positionsvektorer eller den erforderliga hastighetsändringen (ΔV). Även om data lagrades i det metriska systemet, visades det i USA:s måttsystem . Detta gränssnitt var det första i sitt slag och fungerade som prototyp för alla sådana kontrollpanelgränssnitt.

Kommandomodulen hade två gränssnitt kopplade till deras AGC. En var placerad på huvudkontrollpanelen, och den andra - det nedre instrumentfacket nära sextanten och användes för att justera navigeringsplattformen. Det fanns en AGC ombord på månmodulen. Ovanför gränssnittet på befälhavarens panel, såväl som i månmodulen, fanns en modulpositionsindikator ( Flight Director A ttitude Indicator , FDAI ) , också styrd av AGC.

2009 såldes ett av gränssnitten på en offentlig auktion av Heritage Auctions för 50 788 $ .

Tidssynkronisering

Tidsstandarderna för AGC-drift sattes av en kvartsresonator med en frekvens på 2,048 MHz. Frekvensen halverades för att förse AGC med en fyrfasdriftsfrekvenskälla. 1,024 MHz-frekvensen halverades också för att producera en 512 kHz-signal, kallad grundfrekvensen, som används för att synkronisera rymdfarkostens interna system.

Grundfrekvensen delades därefter av en skalare först med fem (med hjälp av en ringräknare) för att erhålla en signal med en frekvens på 102,4 kHz. Sedan delades den i två med hjälp av logiska grindar som följde efter varandra: från F1 (51,2 kHz) till F17 (0,78125  Hz ). Frekvensen från F10-grinden (100 Hz) matades tillbaka till AGC för att styra den inbyggda klockan och andra inkrementella konstanträknare. Frekvensen från grind F17 användes för att periodvis starta AGC när den var i standbyläge.

Centralregister

För grundläggande beräkningar hade AGC fyra 16-bitars register kallade centrala register:

A  : Batteri , för grundläggande datoranvändning
Z  : Programräknare , som lagrar adressen till nästa instruktion som ska utföras
F  : Återstoden vid exekvering av DV-instruktionen (divide), och adressen till returpunkten efter exekvering av TC-instruktionen (ovillkorligt hopp)
LP  : Den nedre delen av produkten när instruktionen utförs MP (multiplicera)

I RAM- adressutrymmet kallades fyra adresser (från 20 till 23) "redigering" ( eng.  redigeringsplatser ). Data skrivna på tre adresser lästes med en förskjutning på en bit, och vid den fjärde adressen med en förskjutning åt höger med 7 bitar - denna operation användes för att markera 7-bitars tolkade kommandon som skrevs två i ett ord. Både den första och andra AGC-modellen fungerade på liknande sätt.

Länkar