F-14 CADC
Ранний компьютер управления полетом с использованием МОП
Двухканальный центральный компьютер данных воздушных потоков (CADC) производства компании Garrett для истребителя F-14A

Центральный компьютер воздушных данных F-14 , также сокращенно CADC , вычисляет высоту, вертикальную скорость , воздушную скорость и число Маха на основе входных данных датчиков, таких как Пито , статическое давление и температура. [1] С 1968 по 1970 год для F-14 был разработан первый CADC, использующий специальные цифровые интегральные схемы . [2]

История

CADC была многокристальной интегрированной системой управления полетом, разработанной Garrett AiResearch и использовавшейся в ранних версиях истребителя F-14 Tomcat ВМС США . Она примечательна ранним использованием индивидуальных интегральных схем MOS и была заявлена ​​как первый набор микросхем микропроцессора . [2] Первым коммерческим микропроцессорным чипом был современный Intel 4004. 4004 не обладал вычислительной мощностью или интерфейсными возможностями, необходимыми для выполнения функций CADC. В то время лучшая доступная технология интегральных схем (чипов) не имела масштаба (количества транзисторов на чип), необходимого для создания однокристального микропроцессора для системы управления полетом.

Набор микросхем MP944 был ядром CADC, используемого для управления поворотными крыльями морского перехватчика F-14 Tomcat .

CADC был спроектирован и построен командой под руководством Стива Геллера и Рэя Холта , и поддержан стартапом American Microsystems . Проектные работы начались в 1968 году и были завершены в июне 1970 года, превзойдя ряд электромеханических систем, которые также были разработаны для F-14. Он был засекречен ВМС [3] до 1998 года. История Рэя Холта об этом проекте и разработке представлена ​​в его автобиографии The Accidental Engineer [2] .

В 1971 году Холт написал статью о системе для журнала Computer Design . [4] Военно-морской флот засекретил ее и опубликовал в 1998 году.

Компоненты

CADC состоял из аналого-цифрового преобразователя , нескольких кварцевых датчиков давления и ряда микрочипов на основе МОП . Входные данные в систему включали основные элементы управления полетом, ряд переключателей, статическое и динамическое давление воздуха (для расчета точек сваливания и скорости самолета) и датчик температуры. Выходные данные управляли стреловидностью крыла и маневренными закрылками и предкрылками и ограничивали допустимые входные данные управления. [5]

Набор микросхем MP944 от CADC работал на частоте 375 кГц, выполняя 9375 инструкций в секунду и был основан на 20-битной системе счисления с фиксированной точкой и дополнением к двум . Полная 28-чиповая система, реализованная на 74 442 транзисторах [6], использовала следующие 6 уникальных микросхем с двухрядным расположением выводов (DIP):

Имя чипаАббревиатураКоличество контактовЦельКоличество чипов, используемых в системе
Только для чтения памятьПЗУ14предоставляет инструкции и константы19
Блок логики рулевого управленияСЛУ28декодирует инструкции и направляет данные в вычислительный блок3
Параллельный умножительПМУ28вычислительный блок1
Параллельный делительПДУ28вычислительный блок1
Специальная логическая функцияСЛФ28вычислительный блок1
Хранилище с произвольным доступомРАН14хранит данные из своего вычислительного блока3

Система объединяет эти чипы в 3 модуля. Каждый модуль состоит из набора ПЗУ, которые последовательно отправляют микроинструкции и константы в SLU этого модуля, который направляет входные данные в вычислительный блок этого модуля (PMU, PDU или SLF), результаты которого записываются в RAS этого модуля и направляются через SLU в любой модуль. Каждый модуль формирует свой собственный конвейер и может использоваться без других. Это облегчало расширение системы дополнительными модулями. Несколько конвейеров работали одновременно, метод параллельных вычислений , называемый «конвейерным параллелизмом». ПЗУ хранит 128 слов по 20 бит каждое. Счетчик регистров в ПЗУ может быть сброшен, последовательно проходить по словам, принимать команду сохранения адреса и удерживать текущий адрес, а также принимать числовой ввод для изменения или загрузки адреса. [4]

Ссылки

  1. ↑ Словарь военных и связанных с ними терминов . DIANE Publishing. 1 октября 1987 г. стр. 63. ISBN 9780941375108.
  2. ^ abc Холт, Рэймонд; Сорге, Лео (2017). Инженер по несчастью. Lulu.com. стр. 36. ISBN 9781387313488. Архивировано из оригинала 26 декабря 2020 . Получено 2 июня 2020 .
  3. ^ Диксит, Судхир; Прасад, Рамджи (2017). Человеческая связь: Святой Грааль целостной коммуникации и иммерсивного опыта. 9781119341338. стр. 211. ISBN 9781119341338. Архивировано из оригинала 26 декабря 2020 . Получено 2 июня 2020 .
  4. ^ ab 1971 статья о CADC (которая была засекречена и никогда не публиковалась)
  5. ↑ Руководство по летной эксплуатации самолета ВМС НАТО F-14D (PDF) . Министерство ВМС. 15 января 2004 г. С.  11–1 , 20–6 , 14–42 .
  6. ^ "Рэй Холт и история MP944/Cadc @ Rome Technopole, 2017 - YouTube". www.youtube.com . Архивировано из оригинала 2020-12-26 . Получено 2020-11-06 .

Дальнейшее чтение

  • Секретная история первого микропроцессора, F-14 и меня
  • Первый в мире микропроцессор: центральный компьютер обработки данных о воздушном пространстве F-14
  • Первый микропроцессор
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=F-14_CADC&oldid=1266256582"