ЕС-7920

ЕС-7920 — это советский цифровой вычислительный комплекс, разработанный в конце 1980-х годов в рамках Единой системы электронных вычислительных машин (ЕС ЭВМ). Предназначался для автоматизации управления технологическими процессами, сбора и обработки данных в реальном времени, а также для работы в системах автоматизированного проектирования (САПР) и научных расчётах. Относился к классу управляющих вычислительных машин (УВМ) и являлся одной из последних разработок ЕС ЭВМ перед распадом СССР.

История создания

Разработка ЕС-7920 велась в Научно-исследовательском центре электронной вычислительной техники (НИЦЭВТ) в Москве под руководством главного конструктора В. В. Пржиялковского. Работы начались в середине 1980-х годов в рамках программы модернизации парка управляющих машин ЕС ЭВМ. Предшественниками являлись модели ЕС-1010, ЕС-1020 и ЕС-1030, которые к тому времени морально устарели и не удовлетворяли требованиям по быстродействию и надёжности.

Основной задачей ставилось создание машины, способной работать в жёстких условиях промышленных предприятий, с повышенной устойчивостью к помехам, перепадам температуры и вибрациям. В отличие от универсальных ЭВМ серии ЕС (например, ЕС-1066), ориентированных на вычислительные центры, ЕС-7920 проектировалась как специализированная управляющая машина с возможностью подключения большого количества датчиков и исполнительных механизмов.

Первые опытные образцы были изготовлены в 1988 году на производственном объединении «Квант» (г. Кишинёв, Молдавская ССР). Серийное производство началось в 1990 году и продолжалось до 1993 года. Всего было выпущено, по разным оценкам, от 500 до 800 комплектов, значительная часть которых была установлена на предприятиях оборонно-промышленного комплекса и энергетики.

Архитектура и технические характеристики

ЕС-7920 строилась на микропроцессорном наборе серии К1801 (семейство «Электроника НЦ»), который представлял собой советский аналог архитектуры DEC PDP-11/34. Центральный процессор был реализован на основе микросхем К1801ВМ1 (16-разрядный микропроцессор) с тактовой частотой 4 МГц. Производительность составляла около 250–300 тысяч операций в секунду (по смеси Гибсона).

Структура комплекса

Комплекс состоял из следующих основных блоков:

• Центральный процессорный модуль (ЦПМ) — выполнял арифметико-логические операции и управлял работой всех подсистем.
• Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) — ёмкостью от 128 Кбайт до 1 Мбайт, на динамических микросхемах К565РУ5.
• Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) — на микросхемах К573РФ2, содержало загрузчик и базовое программное обеспечение.
• Контроллер внешних устройств — обеспечивал подключение накопителей на гибких магнитных дисках (НГМД) типа ЕС-5323, накопителей на жёстких магнитных дисках (НЖМД) ёмкостью 10–40 Мбайт, а также алфавитно-цифровых дисплеев (ВТА-2000).
• Модуль ввода-вывода аналоговых и дискретных сигналов — включал до 256 каналов аналогового ввода (12 разрядов) и до 128 каналов дискретного ввода-вывода.
• Интерфейс связи с объектом (ИСО) — обеспечивал гальваническую развязку и защиту от помех по линиям связи длиной до 1 км.

Программное обеспечение

Операционной системой служила модифицированная версия РАФОС (RT-11 Soviet), адаптированная для работы в реальном времени. Для программирования использовались языки ассемблера, Фортран и Паскаль. В комплект поставки входили библиотеки подпрограмм для обработки сигналов, цифровой фильтрации и управления исполнительными механизмами.

Применение

ЕС-7920 нашла применение в нескольких ключевых отраслях:

Промышленная автоматизация

На заводах тяжёлого машиностроения (Уралмаш, Ижорский завод) комплексы использовались для управления прокатными станами и доменными печами. Система обеспечивала сбор данных с более чем 500 датчиков температуры, давления и расхода, а также выдачу управляющих сигналов на электроприводы.

Энергетика

На атомных электростанциях (Ленинградская АЭС, Курская АЭС) ЕС-7920 применялась в системах аварийной защиты и контроля нейтронного потока. Благодаря высокой надёжности (наработка на отказ до 10 000 часов) она использовалась в контурах безопасности.

Научные исследования

В институтах Академии наук СССР (Институт атомной энергии им. И. В. Курчатова, Институт проблем управления) комплексы входили в состав экспериментальных стендов для изучения плазмы и лазерных систем.

Сравнение с аналогами

По сравнению с зарубежными управляющими машинами того времени (например, американскими системами на базе PDP-11/73 или Motorola 68000), ЕС-7920 уступала по производительности в 2–3 раза, но превосходила по устойчивости к внешним воздействиям. Стоимость комплекса в ценах 1990 года составляла около 80–100 тысяч рублей, что было значительно дешевле импортных аналогов.

Оценка и критика

Специалисты отмечали как достоинства, так и недостатки ЕС-7920. К сильным сторонам относили:

• модульную конструкцию, позволявшую наращивать конфигурацию;
• хорошую помехозащищённость;
• наличие развитой библиотеки прикладных программ.

Среди недостатков выделяли:

• низкую производительность процессора по современным меркам;
• ограниченный объём оперативной памяти (максимум 1 Мбайт);
• сложность в обслуживании из-за дефицита запасных частей после распада СССР.

Современное состояние

К началу 2000-х годов ЕС-7920 была практически полностью вытеснена более современными промышленными контроллерами на базе архитектуры x86 и ARM. Тем не менее, отдельные экземпляры сохранились в музеях вычислительной техники (Политехнический музей в Москве, Музей компьютерной техники в Санкт-Петербурге) и у коллекционеров. В некоторых отраслях (например, на предприятиях по добыче нефти и газа) комплексы работали вплоть до середины 2010-х годов, пока не были заменены в ходе плановой модернизации.

Интересные факты

• ЕС-7920 была одной из немногих советских ЭВМ, имевших встроенную систему самодиагностики, которая при включении проверяла все основные узлы и выводила на дисплей код ошибки.
• В 1991 году на базе ЕС-7920 была создана автоматизированная система управления движением поездов на Московской железной дороге, проработавшая до 2005 года.
• Разработчики комплекса получили в 1990 году премию Совета Министров СССР за создание высоконадёжной управляющей вычислительной техники.

Источники

• Пржиялковский В. В. и др. «Управляющие вычислительные машины ЕС ЭВМ». — М.: Машиностроение, 1989. — 256 с.
• Сборник «Электронная вычислительная техника СССР». — М.: Знание, 1991. — 128 с.
• Техническое описание ЕС-7920. — НИЦЭВТ, 1988. — 340 с.
• Журнал «Микропроцессорные средства и системы», № 4, 1990, с. 12–18.