Ferranti Argus

редактировать

Компьютеры Ferranti Argus были линейкой промышленных управляющих компьютеров предлагался с 1960-х по 1980-е годы. Изначально разработанный для военной роли, переработанный Argus был первым цифровым компьютером, который использовался для непосредственного управления всей фабрикой. Они широко использовались в различных ролях в Европе, особенно в Великобритании, где небольшое количество продолжает служить в качестве систем мониторинга и управления для ядерных реакторов.

Содержание

  • 1 Исходная серия
    • 1.1 Синий Посланник, компьютер для слухового аппарата
    • 1.2 Прототип Argus
    • 1.3 Bloodhound Mark II
    • 1.4 Argus 200 и 100
    • 1.5 Argus 300
  • 2 Кремниевые заменители
  • 3 Argus 600 и 700
  • 4 M700
  • 5 Ссылки
    • 5.1 Ссылки
    • 5.2 Библиография
  • 6 Внешние ссылки

Исходная серия

Blue Envoy, компьютер для слуховых аппаратов

Первоначальная концепция Компьютер был разработан в рамках проекта ракеты Blue Envoy. Это была зенитная ракетная система очень большой дальности с дальностью порядка 200 миль (320 км). Чтобы достичь этих диапазонов, ракета при пуске «поднималась» по почти вертикальной траектории, так что она проводила больше времени, летая в разреженном воздухе на большой высоте. Как только он достигнет большой высоты, он перевернется и начнет отслеживать цель. Во время первоначального набора высоты радар ракеты не мог видеть цель, поэтому в течение этого периода она управлялась с земли.

Argus начинал как система для считывания показаний радара. данные, вычислить требуемую траекторию и отправить ее ракете в полете. Система должна была не только развивать траекторию, но и напрямую управлять управляемыми поверхностями ракеты и, таким образом, иметь полную систему обратной связи по управлению. Разработка проводилась Морисом Грибблом из подразделения автоматизации Ferranti в Уайтеншоу, начиная с 1956. В системе использовались новые транзисторы OC71 из Малларда, первоначально разработанные для использования в слуховых аппаратах. Они могли работать только на низкой скорости 25 кГц, но этого было достаточно для поставленной задачи.

Blue Envoy был отменен в 1957 году как часть масштабной Белой книги по обороне 1957 года. Ферранти решил продолжить разработку компьютера для других целей. Во время визита принца Филиппа, герцога Эдинбургского в ноябре 1957 года они установили систему с автомобильным налобным фонарем, соединенным с ручкой, которую можно было перемещать вручную, чтобы светить в любой точке стены, в то время как компьютер попытался переместить вторую фару, чтобы она лежала в том же месте на стене.

Прототип Аргуса

Ферранти продолжил разработку системы, и в 1958 году они завершили прототип коммерческого продукта, который они впервые были показаны публично на Олимпии в ноябре. В этой машине использовалась новая схема, которая работала с гораздо большей частотой - 500 кГц. Имя «Аргус» (от греческого бога этого имени) было присвоено в следующем году в соответствии с традицией Ферранти использовать греческие имена для своих компьютеров. Они выбрали Аргуса, так как это был всевидящий бог, подходящий для машины, которая должна была бы управлять сложными системами.

Новая система имела ряд отличий от слуховых аппаратов. Среди них было введение прерываний для лучшей обработки времени различных событий. Более ранняя машина была настолько медленной, что такого рода проблемы решались простой проверкой каждого физического ввода в цикле, но с гораздо более высокой производительностью нового дизайна это больше не подходило, поскольку большинство тестов не выявляли никаких изменений и, следовательно, быть потраченным впустую. Такие задачи теперь управлялись прерываниями, поэтому устройство могло указывать, когда его данные были готовы к обработке. Система добавила базовую память для временного хранения, заменив триггеры из более ранней системы и plugboard для программирования.

первая поставка должна быть произведена в Imperial Chemical Industries (ICI) для использования в качестве системы управления для завода ICI кальцинированной соды / аммиака в Fleetwood. В марте 1960 года было достигнуто соглашение, и машина была установлена ​​в апреле / ​​мае 1962 года. Это была первая крупная фабрика, управляемая непосредственно с помощью цифрового компьютера. Затем последовали другие продажи в Европе.

Схема Argus была основана на германиевых транзисторах с 0 и -6 вольт, представляющими двоичную 1 и 0, соответственно. Компьютер был основан на 12-битном слове с 24-битными инструкциями. Арифметические операции выполнялись двумя параллельными 6-битными ALU, работающими на частоте 500 кГц. Добавление в ALU заняло 12 мкс, но добавление времени доступа к памяти означало, что простые инструкции занимали около 20 мкс. Также были предусмотрены арифметические операции двойной длины (24 бита). Память данных была предоставлена ​​в виде 12-битного хранилища основной памяти на 4096 слов, в то время как до 64 командных слов хранились в отдельном массиве plugboard с использованием ферритовых штифтов, вставленных в отверстия для создайте «1». Коды операций были 6-битными, регистры 3-битными, индексный регистр (модификатор) 2 бита и адрес данных 13 бит.

Bloodhound Mark II

Вскоре после отмены Blue Envoy в 1957 году возникла чрезвычайная ситуация. Встреча основных подрядчиков, Ferranti и Bristol Aerospace, привела к идее объединения компонентов Blue Envoy с существующим Bristol Bloodhound для создания гораздо более функциональной конструкции. Это привело к созданию Bloodhound Mark II, примерно вдвое увеличив дальность действия до примерно 75 миль (121 км) и использовав новые радарные системы от Envoy, которые позволили ракете отслеживать цели намного ближе к земле, а также значительно более устойчивы к радиолокационным помехам.

В отличие от Blue Envoy, Bloodhound должен был видеть цель на протяжении всей атаки. Наведение было полуактивным радаром самонаведения с радаром-осветителем, освещавшим цели, и приемником в ракете, использующим отраженный сигнал для отслеживания. Для того, чтобы это работало, осветитель должен был быть наведен на цель с использованием информации от отдельной РЛС тактического управления , а приемник в носовой части ракеты должен был быть наведен на цель. Осветитель и ракеты не обязательно должны быть близко друг к другу, что усложняет расчеты. Кроме того, приемник должен был отфильтровать сигналы, которые не относились к ожидаемому диапазону частот смещения Доплера, поэтому компьютер также должен был вычислить ожидаемый сдвиг частоты, чтобы установить фильтры приемника.

Требуемая точность вычислений была выше возможностей небольших военных компьютеров, использовавшихся до этого. Экспериментальная система Дерека Уайтхеда с использованием цифрового компьютера легко смогла выполнить вычисления. Он предложил разместить компьютеры на радарах Orange Yeoman в качестве вычислительных центров, которые будут передавать эту информацию ракетным батареям.

Уайтхед был другом Гриббла и знал о его работе над маленький компьютер, и впервые поднял этот вопрос осенью 1959 года. Когда было принято решение перейти на цифровой компьютер, все виды второстепенных задач были переданы машине. Это включало в себя все: от технического обслуживания до управления запуском ракет и расчета доплеровских «нулевых точек», где ожидается, что сигнал упадет до нуля, когда цель пересечется под прямым углом к ​​радару.

Argus 200 и 100

За оригинальной конструкцией в 1963 году последовал одинарный ALU Argus 100 . В отличие от оригинала, Argus 100 использовал плоскую 24-битную схему адресации с данными и кодом, хранящимися в единой памяти. Меньший 5-битный код операции использовался, чтобы упростить базовую логику и получить адресный бит. Единственный ALU и другие изменения привели к основному времени работы 72 мкс. Одним из примечательных случаев использования Argus 100 было управление телескопом Jodrell Bank Mark II в 1964 году. С выпуском 100-го оригинального дизайна первоначальный дизайн был задним числом переименован в Argus 200 .

Модель Argus 200 со временем продаст 63 машины, а модель 10014.

Argus 300

Дизайн Argus 300 был запущен в 1963 году, первая поставка - в 1965 году. Это была гораздо более быстрая машина с полностью параллельной архитектурой арифметико-логическим блоком, в отличие от более ранних и гораздо более медленных последовательных устройств. Тем не менее его набор команд был полностью совместим с Argus 100. 300 был очень успешным и использовался на протяжении 1960-х годов в различных промышленных целях.

Вариантом 300 был Argus 350, который позволял внешний доступ к своему ядру, чтобы разрешать прямой доступ к памяти. Это улучшило производительность ввода / вывода, избегая необходимости перемещать данные с помощью кода, выполняемого на процессоре. 350 использовался в различных военных симуляторах, в том числе Royal Navy для противолодочных тренировок на фрегатах, подводных лодках и вертолетах, а Royal Air Force для симулятора Bloodhound Mk.II и имитатор полета Vickers VC10, построенный в Редифон и поставленный RAF Brize Norton в 1967 году. В симуляторе VC10 использовалась модель 3520B, это означало, что у него было (20) k слов памяти и (B) хранилище уведомлений. Redifon также использовал 350-й на авиасимуляторе Air Canada DC9, который был установлен в Монреале весной 1966 года. 350-е были поставлены в период с 1967 по 1969 год.

Кремниевые замены

Разработка Argus 400 началась в то же время, что и Argus 300. Логически 400 был похож на более ранний 100, но с последовательным ALU. Однако в нем была совершенно новая электрическая система. Предыдущие машины использовали германиевые транзисторы для формирования логических вентилей. В Argus 400 использовались кремниевые транзисторы в логике ИЛИ-ИЛИ, разработанной Ферранти Уайтеншоу под названием MicroNOR II, с более «традиционной» логикой, где 0 и +4,5 представляют двоичные 1 и 0 соответственно. Однако остальной мир использовал 0 вольт для обозначения 0 и + 2,4 (до 5) вольт для представления 1. Это называлось логикой NAND. На самом деле это одна и та же схема. Когда Texas Instruments выпустила свою серию интегральных схем «74», спецификация MicroNOR II была изменена с 4,5 вольт на 5 вольт, чтобы два семейства могли работать вместе. Машина была упакована под стандарт. Многослойные печатные платы не были обычным делом в 1963 году, и Ферранти разработал процессы соединения плат и нанесения покрытия на них. Чертежному бюро пришлось научиться конструировать многослойные доски. который сначала был записан на пленку, а затем перенесен на пленку. Производство Argus 400 заняло около двух лет (первая поставка в 1966 году). Весил более 13 кг (29 фунтов).

Argus 500

Модель Argus 500, разработанная примерно 3 года спустя, использовала параллельную арифметику и была намного быстрее. Он был разработан для установки в более крупную 19-дюймовую стойку вместе с до четырех основных модулей памяти. Argus 400 был переупакован, чтобы быть таким же, как Argus 500, и обе машины были совместимы с разъемами. В Argus 400 для процессора использовалось 18 небольших печатных плат, каждая из которых была прикреплена к объединительной плате с помощью 70 миниатюрных намоток. Удаление карты было утомительным. Первоначально в Argus 500 использовались те же корпуса, а также проводка на платах большего размера, но в более поздних версиях использовались двухрядные ИС, которые были припаяны к печатной плате и их было намного легче удалить.

Как и в более ранних проектах, 400 и 500 использовали одно и то же 14-битное адресное пространство и 24-битный набор команд и были совместимы. В 500 добавлены новые инструкции, которые также использовали три бита аккумулятора для индексации смещения. Обе машины работали с базовой тактовой частотой 4 МГц, что намного быстрее, чем 500 кГц более ранних машин. Оба использовали базовую память, которая была доступна с двумя временами цикла, Argus 400 использовал ядро ​​2 мкс, тогда как Argus 500 имел 2 мкс на более ранних машинах и 1 мкс для более поздних, что удваивало производительность. Разница между 400 и 500 была аналогична разделению между 100 и 300, поскольку 500 имел параллельный ALU, а 400 был последовательным. У Argus 400 было время сложения (два 24-битных числа по 12 мкс. Argus 500 (с сохранением 1 мкс) занимало 3 мкс. Divide (самая длинная инструкция) занимала 156 мкс на Argus 400, а Argus 500 - 9 мкс. Argus 500, конечно, был намного дороже.

A CORAL 66 компилятор языка программирования высокого уровня для Argus 500 был разработан Royal Signals and Radar Establishment по контракту с Ferranti для использования в проекты промышленного управления и автоматизации.

Типичными установками Argus 500 были химические заводы (управление технологическими процессами) и атомные электростанции (мониторинг технологического процесса). Более поздним приложением были установки полицейского управления и контроля, одним из наиболее известных является для полиции Strathclyde в Глазго. Эта система обеспечила первое визуальное отображение местоположения ресурсов с использованием карт, предоставленных 35-миллиметровыми слайд-проекторами, проецируемыми через иллюминатор в трубке экрана дисплея.

Argus 400 заменил 100 на Jodrell Bank в 1971 году. Была особая версия из Argus 400, созданного для сети бронирования мест Боадичеи за BOAC. Это удалило функции умножения и деления, поскольку они использовали значительное количество дорогостоящих триггеров JK , и в то время было экономически выгодно сэкономить эти 24 и несколько других компонентов. В целом, модель 500 оказалась одним из самых продаваемых продуктов Ferranti и особенно широко использовалась на нефтяных платформах во время открытия месторождений Северного моря в 1970-х гг.

Argus 600 и 700

модель Argus 700G MIPS рейтинги
Модель. (однопроцессорная)Приблизительно. миллионов инструкций в секунду
Argus 700 GDL0,7
Argus 700 GL0,8
Argus 700 GX2
Argus 700 GZ4

Нарушая прошлое, следующая серия машин Argus была совершенно новой конструкции, а не отсталой совместимый. Argus 600 был 8-битной машиной, за ним последовал Argus 700, который использовал 16-битную архитектуру. Проектирование 700-х началось примерно в 1968/9 году, и в середине 1980-х эта линейка все еще производилась, достигнув международного успеха для промышленного и военного применения. В 2010 году 700-й по-прежнему работал на нескольких британских атомных электростанциях в приложениях для управления и обработки данных. Он также использовался в качестве платформы управления производством для таких компаний, как Kodak.

Argus 700 мог быть настроен в многопроцессорных конфигурациях с общей памятью.

Argus 700 также сыграл важную историческую роль в развитие сетей с коммутацией пакетов в Великобритании. Эти машины использовались Ферранти во время ранних экспериментов в Главпочтамте в качестве основы для первых маршрутизаторов. В этом отношении они похожи на процессоры интерфейсных сообщений, построенные в США для выполнения аналогичной роли во время разработки Интернета.

. Более 70 процессоров Argus 700G использовались для управления и контрольно-измерительной аппаратуры. системы атомной электростанции Torness, которая имела гораздо более сложную систему управления, чем предыдущие члены парка усовершенствованных газоохлаждаемых реакторов , включая цифровое прямое управление (DDC) реакторов. При первой установке это была, вероятно, самая совершенная и сложная компьютеризированная система управления для атомной электростанции в мире; система реализована с использованием языка программирования высокого уровня CORAL. Каждый реактор в двухреакторной станции имел 10 компьютеров с мультиплексированием входов, 11 управляющих двухпроцессорных компьютеров и управляющий трехпроцессорный компьютер с резервным резервом.

M700

Компьютеры серии M700 был основан на архитектуре и наборе команд серии компьютеров Ferranti Argus 700. И компьютеры M700, и компьютеры Argus 700 имеют общий набор команд. Однако отдельные модели не обязательно реализуют полный набор команд. M700 включал в себя ряд компьютеров, основанных на одних и тех же архитектурных особенностях и наборе команд, обеспечивающих высокий уровень совместимости и взаимозаменяемости с точки зрения аппаратного и программного обеспечения. В этих пределах существовали разные реализации от более чем одного производителя для отражения конкретных коммерческих и прикладных требований.

Ссылки

Ссылки

Библиография

Внешние ссылки

  • Argus 100-500, Micronor I и II: "FCL History Minicomputers". Computer Conservation Society. Ferranti Ltd. и миникомпьютеры - техническая информация. Март 2016 г. Дата обращения 26 апреля 2018 г. CS1 maint: others (ссылка )
Последняя правка сделана 2021-05-20 14:26:28
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте