F-14 CADC

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 2 صور
الموسوعة الحرة
حاسوب بيانات تكييف مركزي ثنائي القناة من إنتاج شركة غاريت للطائرة F-14A

يقوم حاسوب البيانات الجوية المركزي (CADC) في طائرة إف-14 بحساب الارتفاع والسرعة الرأسية وسرعة الهواء ورقم ماخ من مدخلات المستشعرات مثل ضغط بيتوت والضغط الساكن ودرجة الحرارة. [ 1 ] وقد تم تطوير حاسوب البيانات الجوية المركزي (CADC) بين عامي 1968 و1970، مما جعل طائرة إف-14 أول طائرة عسكرية تستخدم دوائر متكاملة رقمية مصممة خصيصًا . [ 2 ] [ 3 ]

تاريخ

كان نظام التحكم في الطيران المتكامل متعدد الرقاقات (CADC) نظامًا متكاملًا للتحكم في الطيران، طورته شركة غاريت إير ريسيرش ، واستُخدم في النسخ الأولى من مقاتلة إف-14 تومكات التابعة للبحرية الأمريكية . ويُذكر أنه استخدم مبكرًا الدوائر المتكاملة المخصصة بتقنية أشباه الموصلات المعدنية (MOS) ، ويُزعم أنه أول مجموعة شرائح للمعالجات الدقيقة . [ 2 ] كانت أول شريحة معالج دقيق تجارية هي إنتل 4004، التي كانت شائعة آنذاك . لم تكن شريحة 4004 تمتلك القدرة الحاسوبية أو إمكانيات الربط البيني اللازمة لأداء وظائف نظام CADC. في ذلك الوقت، كانت أفضل تقنيات الدوائر المتكاملة (الرقاقات) المتاحة تفتقر إلى الحجم (عدد الترانزستورات لكل رقاقة) اللازم لبناء معالج دقيق أحادي الرقاقة لنظام التحكم في الطيران.

كانت مجموعة رقائق MP944 هي جوهر نظام CADC المستخدم للتحكم في الأجنحة المتأرجحة لطائرة الاعتراض البحرية F-14 Tomcat .

صُمم نظام CADC وبُني بواسطة فريق بقيادة ستيف جيلر وراي هولت [ 4 ] ، بدعم من شركة أمريكان مايكروسيستمز الناشئة . بدأ العمل على التصميم عام 1968 واكتمل في يونيو 1970، متفوقًا على عدد من الأنظمة الكهروميكانيكية التي صُممت أيضًا للطائرة إف-14. وقد صنّفته البحرية [ 5 ] ضمن الأنظمة السرية حتى عام 1998. يروي راي هولت قصة هذا التصميم والتطوير في سيرته الذاتية "المهندس العرضي" [ 2 ] .

في عام 1971، كتب هولت مقالاً عن النظام لمجلة تصميم الحاسوب . [ 6 ] صنّفت البحرية الأمريكية النظام، ثم نشرته في عام 1998.

عناصر

تألفت وحدة التحكم الرقمي بمساعدة الحاسوب (CADC) من محول تناظري رقمي ، وعدة مستشعرات ضغط كوارتزية ، وعدد من الرقائق الدقيقة القائمة على تقنية أشباه الموصلات المعدنية (MOS ). شملت مدخلات النظام أدوات التحكم الرئيسية في الطيران، وعددًا من المفاتيح، وضغط الهواء الساكن والديناميكي (لحساب نقاط التوقف وسرعة الطائرة)، ومقياس درجة الحرارة. أما المخرجات، فتحكمت في حركة اكتساح الجناح، وقلابات المناورة، والشرائح، وحدّدت مدخلات التحكم المسموح بها. [ 7 ]

كانت مجموعة شرائح MP944 الخاصة بجهاز CADC تعمل بتردد 375 كيلوهرتز، وتنفذ 9375 تعليمة في الثانية، وتعتمد على نظام عددي ذي 20 بت ثابت النقطة، مع نظام المتمم الثنائي . استخدم النظام الكامل المكون من 28 شريحة، والذي تم تشغيله بواسطة 74442 ترانزستورًا [ 8 ]، الشرائح الست الفريدة التالية ذات التغليف المزدوج المضمن (DIP):

اسم الشريحةاختصارعدد الدبابيسغايةعدد الرقائق المستخدمة في النظام
ذاكرة للقراءة فقطذاكرة للقراءة فقط14يوفر التعليمات والثوابت19
وحدة منطق التوجيهجامعة سانت لويس28يقوم بفك تشفير التعليمات وتوجيه البيانات إلى وحدة حسابية3
وحدة مضاعفة متوازيةوحدة إدارة الأداء28وحدة الحوسبة1
وحدة تقسيم متوازيةوحدة توزيع الطاقة28وحدة الحوسبة1
دالة منطقية خاصةSLF28وحدة الحوسبة1
تخزين الوصول العشوائينظام راس14يخزن البيانات من وحدة الحوسبة الخاصة به3

يُقسّم النظام هذه الرقاقات إلى 3 وحدات. تتكون كل وحدة من مجموعة من ذاكرات القراءة فقط (ROM) التي تُرسل التعليمات الدقيقة والثوابت بشكل تسلسلي إلى وحدة المنطق الخاصة بها (SLU)، والتي بدورها تُوجّه مدخلات البيانات إلى وحدة الحساب الخاصة بها (إما وحدة إدارة الطور PMU، أو وحدة توزيع الطور PDU، أو وحدة معالجة الإشارات SLF)، حيث تُكتب نتائجها في ذاكرة الوصول العشوائي RAS الخاصة بتلك الوحدة وتُوجّه عبر وحدات المنطق SLU إلى أي وحدة أخرى. تُشكّل كل وحدة مسار معالجة خاص بها ، ويمكن استخدامها بشكل مستقل عن الوحدات الأخرى. هذا ما سهّل توسيع النظام بإضافة وحدات أخرى. تعمل مسارات معالجة متعددة في الوقت نفسه، وهي تقنية حوسبة متوازية تُسمى "تزامن مسار المعالجة". تخزن ذاكرة القراءة فقط 128 كلمة ، كل منها 20 بت. يمكن إعادة ضبط عداد السجلات في ذاكرة القراءة فقط، والتنقل بين الكلمات بالتسلسل، وقبول أمر الاحتفاظ بالعنوان والاحتفاظ بالعنوان الحالي، وقبول مدخلات رقمية لتعديل العنوان أو تحميله. [ 6 ]

مراجع

  1. ↑ قاموس المصطلحات العسكرية وما يتصل بها . دار نشر ديان. 1 أكتوبر 1987. ص  63. ISBN 9780941375108.
  2. 1 2 3 هولت، ريموند؛ سورج، ليو (2017). المهندس العرضي . Lulu.com. ص 36. ISBN  9781387313488أُرشف من المصدر الأصلي بتاريخ 26 ديسمبر 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 2 يونيو 2020 .
  3. ↑ https://www.youtube.com/watch?v=YpruA5mC7wg
  4. ↑ https://www.tomshardware.com/pc-components/cpus/the-mp944-was-the-real-worlds-first-microprocessor-and-key-to-the-flight-of-the-f-14-tomcat-but-it-lived-in-the-shadow-of-the-intel-4004-for-nearly-30-years
  5. ↑ ديكسيت، سودير؛ براساد، رامجي (2017). التواصل عبر الروابط الإنسانية: الكأس المقدسة للتواصل الشامل والتجربة الغامرة . 9781119341338. ص 211. ISBN  9781119341338أُرشف من المصدر الأصلي بتاريخ 26 ديسمبر 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 2 يونيو 2020 .
  6. 1 2 1971 ورقة بحثية حول CADC (والتي كانت سرية ولم تُنشر قط)
  7. ↑ دليل الطيران الخاص بحلف الناتو لطائرة إف-14 دي التابعة للبحرية (ملف PDF) . وزارة البحرية. 15 يناير 2004. الصفحات 11-1 ، 20-6 ، 14-42 . 
  8. ↑ "راي هولت وتاريخ MP944/Cadc في مركز روما التكنولوجي، 2017 - يوتيوب" . www.youtube.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 26 ديسمبر 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 نوفمبر 2020 .

للمزيد من القراءة

  • أول معالج دقيق