Gnome är en digital flygdator ombord tillverkad i Sovjetunionen. Det utvecklades för Kupols flyg- och navigeringssystem för militära transportflygplan An-22 (Kupol-22) och Il-76 (Kupol-76) . Detta är en av de första omborddatorerna för flygändamål i Sovjetunionen. Den har ett antal helt unika design- och kretslösningar som inte används i enheter av det här slaget.
Serieproducerat i två versioner: "Gnome-1-66" och "Gnome-A"
Pilot-navigeringskomplex "Kupol" är designat för automatisk, halvautomatisk eller manuell flygplansnavigering i enkla och svåra väderförhållanden, med start från startstadiet; på rutten, ge tillgång till en given punkt och släppa nyttolasten (landning eller bombning) med en given noggrannhet; samt för att återvända till flygfältet och landa i automatiskt (upp till en höjd av 60 meter) eller direktörläge.
Styr- och beräkningskomplexet UVK KP-1 som en del av PNPK Kupol är designat för att samla in och bearbeta olika information, bearbeta den i enlighet med de etablerade algoritmerna och generera styrsignaler för det automatiska styrsystemet SAU-1T:
Datorn "Gnome" är den centrala beräkningsenheten för kontrolldatorkomplexet PNPC "Kupol".
Utvecklingen av en ny dator för det lovande tunga transportflygplanet An-22 genomfördes vid Leningrad Research Institute-131 (p/box-233), avdelning nr 570 (omborddatorer) [1] . Mandatet för forskningsarbete på ämnet "Gnome" mottogs 1961. Arbetet med ämnet utfördes i två riktningar: utformningen av datorer på solida kretsar (FoU "Gnome-1") och utformningen av datorer på tunneldioder (FoU "Gnome-2"). Arbetet med ämnet "Gnome-2" ansågs föga lovande och avbröts.
Alla tre huvudkomponenterna i beräkningskomplexet (KP-1) av PNPK "Kupol": elementbasen, omborddatorn "Gnome" med luftsprängning PNK och mjukvaruutveckling genomfördes parallellt och samtidigt upp till nivån för prototyper i sex år.
Totalt utvecklades och tillverkades tre typer av maskiner för olika ändamål: Gnome-1, Gnome-1-66, Gnome-A.
Den första prototypdatorn "Gnom-1" monterades i slutet av 1965.
1966 gjordes två Gnome-1-66 prover - de första fungerande maskinerna med eget RAM. Den tredje maskinen "Gnome-1-66" tillverkades 1968 och skickades för flygprov på chefsdesignerns stadium. Enligt beslut från ministeriet för radioindustrin överfördes omborddatorn "Gnome" hösten 1968 till serieproduktion vid radioanläggningen i Zhigulevsk [2]
Flygtester av Kupol-komplexet började på Antonov Design Bureau flygfält i Gostomel 1971.
Efter överföringen av datorproduktionen till anläggningen vid Forskningsinstitutet, på initiativ, genomfördes ett arbete för att förbättra feltoleransen för Gnom-1-66-datorn. Maskinen "Gnome-A" skapades - ett system med nodal och element-för-element redundans, med automatisk sökning och eliminering av fel. Tillförlitlighetstestning av omborddatorn Gnom-A enligt Moroz-2-normalen (6000 timmar) genomfördes utan ett enda fel, vilket villkorligt motsvarar trettio år av problemfria flygplansflygningar. I samband med den framgångsrikt genomförda uppsättningen av tester beslutades det att ersätta datorn "Gnome-1-66" med "Gnome-A" i produktion. Serieproduktion av "Gnome-A" startade 1974.
1976 tilldelades chefsdesignern för Kupol-systemet, Koblov Vladimir Leonidovich, stjärnan för hjälten av socialistiskt arbete.
Inbyggda datorer "Gnome" har massproducerats i 30 år.
Den digitala Gnome-1-66-datorn är monterad i en behållare med måtten 287 × 428 × 558 mm. Behållaren innehåller: aritmetisk enhet AU, styrenhet CU, random access memory RAM, två skrivskyddade minnesenheter ROM, strömförsörjning BP-1 och BP-2, kylfläns. Monteringens vikt är 45 kg. Strömförbrukning 70 W.
ROM är en enhet som består av 144 minneselement och 144 förförstärkare. Minneselementet var avsett att lagra en bit av 512-nummer. ROM-minnet i "Gnome-1-66" innehåller upp till 4 subblock med en kapacitet på 4096 ord vardera. ROM är en lagringsenhet av transformatortyp med linjär sampling, med inspelning och lagring av information genom att blinka exciteringsledningarna, med en aktiv post på "noll". En E-formad kärna gjord av ferromagnetiskt material 1500 NMZ (OZHO.707.118 TU) användes som lagringscell, och transistorer av typen M4, 2T301 och halvledardioder av 2D503, 2D509, 1D507, D9 användes i styrtyperna kretsar och avkodning av ROM-adressen. ROM-blocket hade följande egenskaper: informationskapacitet - 4096 18-bitars ord, åtkomsttid till ROM i datorn - 16 mikrosekunder.
Random access memory RAM är utformat för att ta emot, lagra och utfärda maskinord för utbyte av dem med datorstyrenheten. RAM lagrar mellanliggande resultat av beräkningar och vissa initiala data som skrivs till RAM direkt av operatören. RAM har följande egenskaper: informationskapacitet - 512 18-bitars ord; revolutionsperioden är 16 mikrosekunder.
Datorns strömförsörjningsenhet tillåter, samtidigt som de erforderliga utgångsparametrarna bibehålls, brytning av någon tråd i blocket eller fel på någon diod av tolv dioder eller fel på någon transformator av sex. Den innehåller inga stabiliserings- och filtreringselement och tillåter obegränsad kortslutningstid. När kortslutningen är borta fortsätter enheten att fungera normalt.
Särskilt anmärkningsvärt är elementbasen på omborddatorn "Gnome".
Den så kallade. "solid circuits" TS-233, som är ett 2NOT-OR logiskt element, tillverkat av två ramlösa germaniumtransistorer och ett skiktat (diffusions)motstånd på en gemensam grund. TC-233 tillverkades med samma teknik och på samma utrustning som P401-403-seriens transistorer.
I produktionen betecknades den "hårda kretsen" P12-2. Den innehöll två germaniumdrift-pnp-transistorer (modifierade transistorer av P401- och P403-typerna) som kopplingselement med en gemensam belastning i form av ett distribuerat germaniummotstånd av p-typ. Strukturellt tillverkades TS R12-2 i form av en tablett av en rund metallkopp med en diameter på 3 mm och en höjd av 0,6 mm. En TS-kristall placerades i den och fylldes med en polymerförening, från vilken korta yttre ändar av ledningar gjorda av mjuk guldtråd med en diameter på 50 μm, svetsade till kristallen, kom ut.
Värmeavlägsnande förblev ett stort problem vid konstruktionen av datorer baserade på germaniumelement. Som bekant är driftstemperaturintervallet för germaniumhalvledaranordningar märkbart sämre än för liknande kiselanordningar. Som ett resultat utarbetade utvecklarna av Gnome-datorn flera alternativ för termisk stabilisering av korten, upp till att sänka ner dem i flytande freon. Problemet löstes genom att ändra produktionstekniken i TS och utveckla ett nytt system för att ta bort värme genom kylflänsar med freon i en dator.
Åren 1961-65. inom ramen för Kvant FoU utvecklades en mikromoduldesign, där fyra P12-2 kombinerades. I det inledande skedet placerades två till fyra ramlösa P12-2 på en mikroplatta gjord av tunn textolit och täckt med MBK-3 lim. Därefter, på halsduken, löddes de gyllene antennerna till ledningarna (stiften) av massiv koppartråd med en diameter på 0,4 mm, brädet placerades i ett aluminiumstämplat bad 21,6x6,6 mm i storlek och 3,1 mm djupt och fylldes med en epoxiförening med ett mjukgörare. Sedan utvecklades åtta enhetliga typer av moduler med det gemensamma namnet "Quantum", som bildar en komplett enhetlig serie som låter dig implementera alla logiska funktioner utan användning av andra radiokomponenter.
Märkningen av dessa moduler förändrades ständigt i enlighet med kraven i de tekniska specifikationerna , tills en standard släpptes 1968 som etablerade ett enhetligt system för beteckning av integrerade kretsar i landet. Den 19 september 1970 godkändes de tekniska specifikationerna AB0.308.014TU för Kvant-1-modulerna, som fick beteckningen IS series 116 , hos TsBPIMS .
Serien inkluderade nio mikrokretsar: 1KhL161, 1KhL162 och 1KhL163 - multifunktionella digitala kretsar; 1LE161 och 1LE162 - två och fyra logiska element 2NOT-OR; 1TP161 och 1TP1162 - en och två utlösare; 1UP161 - effektförstärkare, samt 1LP161 - ett logiskt element för 4 ingångar och 4 utgångar. Var och en av dessa kretsar hade från fyra till sju versioner, olika i spänningen på utsignalerna och belastningskapaciteten, totalt fanns det 58 IC-klassificeringar.
Senare skapades en serie ICs "Kvant-2" (117:e serien), som, när det gäller elektriska parametrar och kretsscheman, helt sammanfaller med den 116:e serien av IC:er. Skillnaden ligger i baselementet - mikrokretsarna gjordes på basis av 103-serien (P12-5).
Uppsättningen av BTsVM-utrustning med luftbläster RE av Kupol-komplexet innehåller cirka 20 000 stycken R12-2, R12-5.
Värmeavlägsningssystemet för omborddatorn "Gnome" skiljer sig fundamentalt från liknande system i annan ombordutrustning.
Datorer har hermetiskt gjutna värmeskyddade höljen som ger skydd mot fukt och extern värme. Intern värme avlägsnas genom kylflänsar med freon-11 med en kokpunkt på 24 grader, med hjälp av förångningsvärme med kondensering av freonånga på en extern kollektor med en radiator kyld av ett luftflöde med en temperatur på 0–25 grader. Värmeavledning från Kvant-moduler överförs via kopparskenor till värmeavlopp. En sådan uppsättning designlösningar säkerställer att temperaturskillnaden mellan eventuella solida kretsar i driftenheten inte överstiger två grader och att potentialskillnaden längs jordbussen inte överstiger 10 mV. Detta säkerställer i sin tur stabil drift av solida kretsar och hela driftenheten med en förändring av matningsspänningen på ± 15 % och har minskat kravet på strömförsörjning.
UVK-tillförlitlighet säkerställs av:
Sammansättningen av UVK KP-1D-76 (på exemplet med "Kupol-76"-komplexet):
| Datorer i Sovjetunionen | ||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||||||||||
| ||||||||||||||||