D-17B

Autonetics D-17 styrdator från en Minuteman I-missil

D -17B (D17B)-datorn användes i missilstyrsystemet Minuteman I NS-1OQ . Det kompletta styrsystemet innehöll en D-17B-dator, den tillhörande stabila plattformen och strömförsörjning .

D-17B vägde ungefär 62 pund (28 kg), innehöll 1 521 transistorer , 6 282 dioder , 1 116 kondensatorer och 504 motstånd . Dessa komponenter monterades på dubbla kopparbeklädda, graverade, guldpläterade kretskort av glasfiberlaminat . Det fanns 75 av dessa kretskort och var och en var belagd med en flexibel polyuretanblandning för fukt- och vibrationsskydd. Datorns höga grad av tillförlitlighet och robusthet drevs av de strikta kraven i vapensystemet .

Designbegränsningar

Hög tillförlitlighet krävdes av D-17B. Den kontrollerade ett nyckelvapen som bara skulle ha en chans att utföra sitt uppdrag. Tillförlitligheten hos D-17B uppnåddes genom användning av solid-state elektronik och en relativt enkel design. Enklare DRL (diod-resistor) logik användes i stor utsträckning, men mindre tillförlitlig DTL (diod-transistor) logik (som ger förstärkning och inversion ) användes endast där det behövdes. I slutet av 1950-talet och början av 1960-talet, när D-17B konstruerades, saknade transistorer dagens tillförlitlighet. Tillförlitligheten förbättrades också av det roterande skivminnet med icke-förstörande utläsning (NDRO). I verkliga realtidssituationer uppnådde Minuteman-missiler en medeltid mellan misslyckanden (MTBF) på över 5,5 år .

Sovjeterna hade mycket större raketer och kunde använda vakuumrör i sina styrsystem . (Vikterna på Minuteman I och II förblir klassificerade, men Minuteman III vägde 35 000 kg jämfört med den sovjetiska R-7- missilen (1959) på 280 000 kg.) De amerikanska planerare var tvungna att välja antingen att utveckla styrsystem för solid state (som väger mindre) eller överväg den extra kostnaden och tidsfördröjningen för att utveckla större raketer.

Specifikationer

Minuteman I D-17B datorspecifikationer

År: 1962

D17B är en synkron seriell digital dator för allmänna ändamål.

Tillverkare: Autonetics Division of North American Aviation

Tillämpningar: Vägledning och kontroll av Minuteman I ICBM.

Programmering och numeriskt system:

Talsystem: Binär, fixpunkt, 2:s komplement

Logiska nivåer : 0 V för logisk 0 ( falskt ), -10 V för logisk 1 ( sant )

Dataordslängd (bitar): 11 eller 24 (dubbel precision)

Instruktionsordslängd (bitar) ): 24

binära siffror/ord: 27

Instruktioner/ord: 1

Instruktionstyp: En och en halv adress

Antal instruktioner: 39 typer från en 4-bitars operationskod genom att använda fem bitar av operandens adressfält för instruktioner som inte kommer åt minnet.

Utförandetider i mikrosekunder:

Lägg till: 78 + 1 ⁄ 8 µs

Multiplicera: 546 + 7 ⁄ 8 µs eller 1 015 + 5 ⁄ 8 µs (dubbel precision)

Dela: (mjukvara)

(Obs! Parallell bearbetning som två samtidiga enkla precisionsoperationer är tillåten utan extra exekveringstid.)

Klockkanal: 345,6 Hz

Adressering:

Direktadressering av hela minnet

Instruktioner med två adresser (oflaggade) och tre adresser (flaggade).

Minne:

Ordlängd (bitar): 24 plus 5 timing

Typ: Järnoxidbelagd NDRO-skiva Cykeltid

: 78 + 1 ⁄ 8 µs (minimal)

Kapacitet (ord): 5 454 eller 2 727 (dubbel precision)

Ingång/utgång:

Ingångslinjer: 48 digitala

utgångslinjer: 28 digitala

12 analoga

3 pulser

Program: 800 5-bitars char/s

Instruktionsordsformat:

+--------+--------+------+--------+--------+----- ---+--------+ | TP | T24 21 | 20 | 19 13 | 12 8 | 7 1 | 0 | +--------+--------+------+--------+--------+----- ---+--------+ | Timing | OP | Flagga | Nästa | Kanal | Sektor | Timing | | | | | Inst. | | | | | | | | Sektor | | | | +--------+--------+------+--------+--------+----- ---+--------+

Register:

Fas- och spänningsutgångsregister

Konstruktion (endast aritmetisk enhet): transistor-diodlogik används.

Timing: Synkrondrift

: Sekventiell

Lagring

Medium	Antal ord	Åtkomst (µs)
Roterande skiva	2,688	5 000 i snitt	(kanaler för allmänna ändamål)
Roterande skiva	41		(slingor för snabb åtkomst)
		40	(1 ord loop)
		160	(4 ord loop)
		320	(8 ord loop)
		640	(16 ord loop)

Inmatning

48 digitala linjer (ingång)

26 specialiserade inkrementella ingångar

 -Medium- -Speed- Paper/Mylar Tape 600 tecken/sek Tangentbord Manuell Skrivmaskin Manual 

Produktion

-Medium- -Speed- Printer Character 78,5–2 433 ms (Program Control) Fas - Spänning (Program Control)

28 digitala linjer (utgång) 12 analoga linjer (utgång) 13 pulslinjer (utgång) 25 600 ord/s maximal I/O-överföringshastighet

Fysiska egenskaper

Mått: 20 i hög, 29 i diameter, 5 i djup

Effekt: 28 VDC vid 25 A

Kretsar: DRL och DTL

Vikt: 62 pund (28 kg)

Konstruktion:

Dubbla kopparbeklädda, guldpläterade, glasfiberlaminat, flexibla polyuretanbelagda kretskort

Programvara:

Minimal fördröjningskodning med maskinspråk

Modulära subrutiner för specialändamål

Tillförlitlighet: 5,5 år MTBF

Kontrollera funktioner: Paritet på fyllning och på teckenutgångar

Kraft, utrymme, vikt och platsförberedelse

Effekt, dator: 0,25 kW

Luftkonditionering: Stängt system

Volym, dator: 1,55 cu ft (44 L)

Vikt, dator: 70 lb (32 kg)

Designad speciellt för att passa i cylindriskt styrpaket.

Ordlängden för denna dator är 27 bitar, varav 24 används vid beräkning. De återstående 3 bitarna är reserv- och synkroniseringsbitar. Minneslagringskapaciteten består av en 6000 rpm magnetisk skiva med en lagringskapacitet på 2985 ord varav 2728 är adresserbara. Innehållet i minnet inkluderar 20 kalllagringskanaler med 128 sektorer (ord) vardera, en varmlagringskanal med 128 sektorer, fyra snabbåtkomstslingor (U,F,E,H) på 1, 4, 8 och 16 ord fyra 1-ords aritmetiska slingor (A, L, H, I) respektive en två 4-ords inmatningsbuffertslingor (V,R).

De utgångar som kan realiseras från D-17B-datorn är binära, diskreta, enstaka tecken, fasregisterstatus, telemetri och spänningsutgångar. Binära utgångar är datorgenererade nivåer på +1 eller −1 tillgängliga på de binära utlinjerna.

Instruktionsuppsättning

D-17B Instruktionsrepertoar Numerisk kod Kod Beskrivning ------------ ---- ---------- 00 20, s SAL Delad ackumulator vänster skift 00 22, s ALS Ackumulator vänster skift 00 24, 2 SLL Dela vänster ord vänster skift 00 26, r SLR Dela vänster ord höger skift 00 30, s SAR Dela ackumulator höger skift 00 32, s ARS Ackumulator höger skift 00 34, s SRL Dela höger ord vänster skift 00 36, s SRR Split höger ord höger skift 00 60, s COA Teckenutgång A 04 c, S SCL Split Jämför och .ivt 10 c, S TMI Transfer på minus 20 c, s SMP Split multiplicera 24 c, s MPY Multiply 30 c, s SMM Split multiplicera modifierad 34 c, s MPM Multiplicera modifierad 40 02, s BOC Binär utgång C 40 10, s BCA Binär utgång A 40 12, s BOB Binär utgång B 40 20, s RSD Reset detektor 40 22, s HPR Halt and Proceed 40 26, s DOA Diskret utgång A 40 30, s VOA Spänningsutgång A 40 32, s VOB Spänningsutgång B 40 34, s VOC Spänningsutgång C 40 40, s ANA Och till ackumulator 40 44, s MIM Minus magnitus 40 46, s COM-komplement 40 50, s DIB Diskret ingång B 40 52, s DIA Diskret ingång A 40 60, s HFC Stoppa finnedräkning 40 62, s EFC Ange finnedräkning 40 70, s LPR Ladda fasregister 44 c CIA Rensa och Addera 50 c, s TRA Transfer 54 c, s STO Butiksackumulator 60 c, s SAD Dela addera 64 c, s ADD Addera 70 c, s SSU Dela subtrahera 74 c, s SUB Subtrahera

D-17B datorarkitektur blockschema.

Specialfunktioner hos D-17B-datorn inkluderar flagglager, aritmetik med delat ord och minimerad åtkomsttid. Flagglagring tillhandahåller möjligheten att lagra det aktuella innehållet i ackumulatorn medan nästa instruktion exekveras. Delad aritmetik används för att utföra aritmetiska operationer på båda halvorna av ett delat ord samtidigt. Ett delat ord på D-17B består av 11 bitar. Minimerad åtkomsttid är placeringen av instruktioner och data i minnet så att de är tillgängliga med minsta möjliga fördröjning från diskminnet.

Programvara för vägledning

Autonetics var associerad entreprenör för Minuteman (MM) vägledningssystem, som inkluderade flyg- och förlanseringsprogramvaran. Denna programvara programmerades i assemblerspråk till en D17-diskdator. TRW tillhandahöll de vägledningsekvationer som Autonetics programmerade och ansvarade också för verifieringen av flygprogramvaran. När MM I togs i drift var flygdatorn den enda digitala datorn i systemet. Målinriktningen gjordes vid Strategic Air Command (SAC) högkvarter av Operational Targeting Program som utvecklats av TRW för att köras på en IBM 709 stordator.

Sylvania Electronics Systems valdes ut för att utveckla det första markbaserade kommando- och kontrollsystemet med hjälp av en programmerbar dator. De utvecklade mjukvaran, meddelandebearbetnings- och kontrollenheten för Wing 6. För att stödja utbyggnaden av Wing 6-systemet utvecklade TRW, Inc. execution plan-programmet (EPP) från en stordator på SAC och utförde en oberoende utcheckning av kommando- och kontrollprogramvara. EPP hjälpte till med att tilldela mål och lanseringstid för missilerna.

MM II-missilen utplacerades med en D-37C diskdator. Autonetics programmerade också funktionella simulatorer och kodinförarens verifierare som användes vid Wing-högkvarteret för att generera och testa flygprogramkoderna för att gå in i den luftburna datorn.

Anteckningar

• Autonetics Division i North American Rockwell. Inc.; Minuteman D-17 Datorutbildningsdata. Anaheim, Kalifornien, 8 juni 1970.
• Autonetics Division i North American Rockwell. Inc.; Del I - Preliminär underhållsmanual för Minuteman D-17A-datorn och tillhörande testutrustning. PO Memo 71. Anaheim, California, Inc., januari 1960.
• Beck, CH Minuteman Computer Users Group, Rapport MCUG-l-71. New Orleans, Louisiana: Tulane University, april 1971.
• Beck, CH Minuteman Computer Users Group. D-17B Datorprogrammeringshandbok. Rapport MCUG-4-71. New Orleans: Tulane University, september 1971.
• Beck, Charles H. Undersökning av Minuteman D-17B datoråteranvändning. Tillgänglig från NTIS/DTIC som dokument AD0722476, januari 1971, 54 s.
• Lin, Tony C.; "Utveckling av US Air Force Intercontinental Ballistic Missile Weapon Systems." Journal of Spacecraft and Rockets , vol. 40, nej. 4, 2003. s. 491–509.
• Weik, Martin H. (januari 1964). "MINUTEMAN" . ed-thelen.org . En fjärde undersökning av inhemska elektroniska digitala datorsystem. Ballistic Research Laboratories, Aberdeen Proving Ground.

Se även

• D-37C
• D37D

externa länkar

• "Dokument om D-17(B) (för det mesta) och D-37C" . www.bitsavers.org .