Серия П-46М

Серия П-46М — это серия советских и российских малогабаритных цифровых вычислительных машин (МЦВМ) общепромышленного и специального назначения, разработанных в конце 1970-х — начале 1980-х годов. Представляет собой семейство бортовых и встраиваемых ЭВМ, предназначенных для работы в составе систем управления, контроля и обработки информации в реальном масштабе времени в условиях жёстких эксплуатационных ограничений по габаритам, энергопотреблению и стойкости к внешним воздействиям.

История создания

Разработка серии П-46М была начата в конце 1970-х годов в Научно-исследовательском институте вычислительных комплексов (НИИВК, г. Москва) под руководством главного конструктора В. И. Бурцева. Основной задачей являлось создание унифицированного ряда малогабаритных ЭВМ, способных заменить морально устаревшие и не удовлетворяющие современным требованиям по массогабаритным характеристикам машины серий «Электроника» и «СМ ЭВМ» в системах военного и космического назначения.

Первые образцы машин серии были изготовлены в 1981 году. Серийное производство было освоено на нескольких предприятиях Министерства радиопромышленности СССР, в том числе на Заводе имени В. А. Дегтярёва (г. Ковров) и на заводе «Квант» (г. Зеленоград). Выпуск продолжался до середины 1990-х годов, а отдельные модификации производились вплоть до начала 2000-х годов для нужд модернизации существующих систем.

Конструкция и архитектура

Машины серии П-46М относятся к классу 16-разрядных ЭВМ. Архитектура базируется на системе команд, совместимой с семейством СМ ЭВМ (в частности, с СМ-2 и СМ-4), что обеспечивало преемственность программного обеспечения, разработанного для этих машин.

Основные конструктивные особенности:

• Модульная конструкция: вычислительные машины собирались из функциональных модулей (процессорных, запоминающих, интерфейсных), размещённых на печатных платах типоразмера 120×180 мм.
• Исполнение: корпуса выполнялись в герметичном или полугерметичном исполнении с принудительным воздушным или кондуктивным охлаждением. Габариты типового блока составляли от 200×150×100 мм до 400×300×200 мм в зависимости от комплектации.
• Элементная база: использовались большие интегральные схемы (БИС) серий 1800, 1834, 1840, а также микропроцессорные комплекты К1801, К1804. В более поздних модификациях (П-46М-02, П-46М-03) применялись КМОП-микросхемы, что позволило снизить энергопотребление.
• Система команд: одноадресная, с аппаратной поддержкой операций с плавающей запятой и целочисленной арифметики.

Архитектура процессора

Центральный процессор (ЦП) реализовывался на основе микропроцессорного набора К1804ВС1 (аналог AMD Am2901) или на специализированных БИС. Процессор содержал:

• 16 регистров общего назначения;
• аппаратный стек глубиной до 256 слов;
• блок управления прерываниями (до 16 уровней);
• встроенный таймер реального времени.

Тактовая частота процессора составляла от 2 до 8 МГц в зависимости от модификации, производительность — от 200 до 800 тысяч операций в секунду (КОПС).

Модификации

Серия П-46М включает несколько основных модификаций, различавшихся производительностью, объёмом памяти и составом периферийных интерфейсов:

Периферийные интерфейсы

Для связи с внешними устройствами машины серии П-46М оснащались набором стандартных и специализированных интерфейсов:

• Канал общего пользования (КОП) — параллельный интерфейс для подключения накопителей на магнитных лентах (НМЛ) и магнитных дисках (НМД).
• Интерфейс ИРПС — последовательный интерфейс для связи с датчиками и исполнительными механизмами.
• Интерфейс ГОСТ 26765.52-87 (MIL-STD-1553B) — для работы в составе бортовых систем управления.
• Интерфейс «Терминал» — для подключения алфавитно-цифровых дисплеев (например, «Электроника МС 0501»).

Программное обеспечение

Для машин серии П-46М было разработано следующее программное обеспечение:

• Операционные системы: реального времени ОСРВ-П46М (разработка НИИВК), а также адаптированные версии ОС СМ ЭВМ — RT-11 и RSX-11.
• Системы программирования: ассемблеры, макроассемблеры, компиляторы с языков Фортран-77, Паскаль, Си (К&С).
• Библиотеки подпрограмм: математические, управления периферией, диагностические.
• Прикладное ПО: подсистемы сбора данных, управления технологическими процессами, навигационные и баллистические расчёты.

Применение

Машины серии П-46М нашли широкое применение в различных областях:

Военная техника

• Системы управления ракетным вооружением (в частности, в зенитно-ракетных комплексах С-300П, «Бук», «Тор»).
• Бортовые вычислители для самолётов и вертолётов (Су-27, МиГ-29, Ми-28).
• Системы наведения и управления огнём танков (Т-80, Т-90).

Космическая техника

• Бортовые ЭВМ для спутников связи и навигации (серии «Космос», «Глонасс»).
• Системы управления ориентацией и стабилизацией космических аппаратов.

Промышленность

• Автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП) на предприятиях химической, нефтегазовой и металлургической промышленности.
• Системы сбора и обработки данных в научных установках (ускорители, термоядерные реакторы).

Транспорт

• Бортовые вычислители для железнодорожного подвижного состава (электровозы ЧС7, ВЛ85).
• Системы управления движением на метрополитене.

Надёжность и стойкость

Машины серии П-46М проектировались для работы в жёстких условиях:

• Диапазон рабочих температур: от −50 до +70 °C.
• Относительная влажность: до 98 % при 35 °C.
• Устойчивость к механическим воздействиям: вибрация до 10 g, удары до 15 g.
• Электромагнитная совместимость: соответствие требованиям ГОСТ В 20.57.306-86.
• Средняя наработка на отказ: не менее 10 000 часов.

Модернизация и перспективы

В 2000-х годах на базе серии П-46М были разработаны модернизированные версии (П-46М-05, П-46М-06), в которых применялись современные элементные базы (микроконтроллеры, ПЛИС) и интерфейсы (Ethernet, USB). Однако к середине 2010-х годов серия была признана морально устаревшей, и её выпуск был полностью прекращён. На смену пришли более производительные и компактные вычислительные средства на основе процессоров архитектуры x86 и ARM, а также отечественных разработок (серия «Эльбрус», «Байкал»).

Интересные факты

• Машины серии П-46М использовались в составе системы управления космическим кораблём «Буран» (1988 год).
• Несмотря на малые габариты, машины серии П-46М обладали высокой помехоустойчивостью и могли работать в условиях ядерного взрыва (в составе защищённых систем управления).
• Отдельные экземпляры машин серии П-46М продолжали эксплуатироваться в составе систем управления зенитно-ракетных комплексов С-300П до 2020-х годов.

Источники

• Бурцев В. И. «Вычислительные комплексы для систем реального времени». — М.: Наука, 1985.
• Каталог «Средства вычислительной техники СССР». — М.: ЦНИИ «Электроника», 1988.
• Техническое описание «ЭВМ П-46М. Руководство по эксплуатации». — НИИВК, 1981.
• Шеховцов В. А. «Отечественные бортовые ЭВМ: история и перспективы». — Вопросы радиоэлектроники, 2003, № 4.
• Материалы архива НИИВК (г. Москва).