2015-05-13
2424
Системные и периферийные контроллеры вместе с микропроцессором определяют архитектуру
и характеристики компьютера. Их программная модель (адресация и формат регистров, набор команд и режимов работы, механизм прерываний и таймеры) используется при написании программы инициализации и начальной загрузки (BOOT) и драйверов операционной системы.
Контроллер интерфейса между шинами MBUS и PCI
− согласование протоколов двух шин: MBUS (64 разряда/50 МГц) и PCI (32 разря-
да/33МГц), включая переход из одной системы синхронизации данных в другую;
− буферизация данных;
− преобразование виртуальных адресов в физические через IOMMU;
− реализация асинхронных DVMA транзакций, в том числе и когерентных;
− механизм обработки ошибочных ситуаций;
− реализация функций хост-контроллера PCI. 13
Контроллер интерфейса между шинами MBUS и SBUS
− согласование протоколов двух шин: MBUS (64 разряда/50 МГц) и SBUS (32 разряда/25
МГц);
− централизованный арбитраж двух шин;
− буферизация данных;
− преобразование виртуальных адресов в физические через IOMMU;
|
|
|
− реализация асинхронных DVMA транзакций, в том числе и когерентных;
− механизм обработки ошибочных ситуаций.
Контроллер оперативной памяти
− согласование протокола шины MBUS (64 разряда/50 МГц) и интерфейса с модулями
памяти SDRAM DIMM PC-100;
− подключение до четырех стандартных модулей памяти (168-ми контактные, 72-х раз-
рядные) объемом от 64-х до 256 Мбайт каждый;
− буферизация данных для операций записи;
− обслуживание работы с форматом данных от одного байта до 32-х байтов;
− обнаружение и коррекция одиночных ошибок с помощью методов избыточного коди-
рования, а также обнаружение двойных ошибок.
Контроллер интерфейса между шинами SBUS и EBUS
− согласование протоколов шины SBUS и шины медленных байтовых устройств EBUS
(псевдо – ISA);
− контроллер прерываний ввода-вывода, таймеров и ошибочных ситуаций на 24 входа и
15 уровней приоритета;
− четыре пользовательских и один системный интервальные таймеры;
− два контроллера последовательных каналов, реализующих стандартные протоколы
асинхронного (RS-232/423) и синхронного обмена;
− контроллер интерфейса с накопителем на гибком диске (floppy);
− управление часами реального времени;
− управление flash-памятью начальной загрузки и инициализации;
− контроллер управления синхронизацией и начальных установок.
Контроллер Ethernet – протокола
− согласование протоколов шины SBUS и Ethernet (IEEE 802.3) с темпом 10/100 Mб/сек;
− обеспечение работы в режимах дуплекс и полудуплекс с автоматическим определением
скорости работы в линии;
|
|
|
− работа через канал прямого доступа в память;
− наличие кэш-памяти на одну строку (32 байта).
Контроллер SCSI - шины и интерфейса Centronix
− согласование протоколов шины SBUS и шины SCSI;
− реализация интерфейса UltraWide SCSI c темпом обмена до 40 Мб/сек;
− работа через канал прямого доступа в память;
− согласование протоколов шины SCSI и интерфейса параллельного порта типа Centronix;
− обеспечение темпа работы параллельного порта до 4 Мб/сек;
− наличие FIFO-буферов на 64 байта.
6. Каналы ввода-вывода УСВА и УВС
УВС
Интерфейс ввода/вывода - системная плата УВС 20Ш имеет четыре порта SBus, а также интегрированную переднюю панель, на которой расположены одиннадцать портов для гибкой связи с различными устройствами ввода/вывода. Кроме того, имеются внутренние соединители на системной плате, которые могут обеспечивать интерфейсную связь с внутренним устройством SCSI-2 и устройствами НГМД.
УСВА
Устройство УСВА-Ш обеспечивает возможность расширения системы ввода/вывода ВК-04 посредством добавления от двух до шести адаптерных модулей, устанавливаемых в дополнительные слоты SBus. Соединители всех слотов-модулей доступны с передней панели устройства УСВА-Ш.
Устройство УСВА-Ш обеспечивает режим “plug and play” (вставляй и работай). Большинство SBus-модулей может быть инсталлировано вставлением соответствующего модуля в устройство УСВА-Ш и включением электропитания.
7. Условия хранения и эксплуатации ВК
ВК-04 нормально функционирует после воздействия синусоидальной вибрации на частоте (25±5)Гц при ускорении 9,8 м/с2 (1g), а также после воздействия синусоидальной вибрации (направление воздействие вертикальное) в диапазоне частот от 5 до 80Гц с ускорением 9,8 м/с2 (1g).
ВК-04 не имеет резонанса конструктивных элементов, узлов и составных частей при воздействии вибрации в диапазоне частот от 5 до 25 Гц.
Хранение ВК-04 осуществляется в соответствии с условиями группы 1(Л) ГОСТ 15150-69:
- отапливаемые и вентилируемые склады, хранилища с кондиционированием воздуха, расположенные в любых макроклиматических районах:
- температура воздуха +5…+40°С.
Условия транспортировки ВК-04 в части воздействия климатических факторов должны удовлетворять условиям хранения 3(Ж3) по ГОСТ 15150-69:
- температура – от -40 до +65°С;
- относительная влажность:
а) среднегодовое значение 60% при 20°С;
б) верхнее значение 80% при 25°С.
Условия транспортировки ВК-04 в части воздействия механических факторов - 2(С) по ГОСТ В 9.001-72:
а) Перевозки автомобильным транспортом с общим числом перегрузок не более четырех:
- ВК-04 нормально функционирует после транспортирования на грузовом автомобиле любого типа пробегом на расстояние 200 км по шоссейным дорогам со скоростью 40км/ч или по грунтовым дорогам со скоростью 20км/ч. Автомобиль должен быть загружен не менее 50% от номинальной грузоподъемности.
- ВК-04 нормально функционирует после транспортирования на грузовом автомобиле любого типа пробегом на расстояние 1000 км по шоссейным дорогам со скоростью 40км/ч или по грунтовым дорогам со скоростью 20км/ч. Автомобиль должен быть загружен не менее 50% от номинальной грузоподъемности.
б) Перевозки транспортом различного вида:
- воздушным, железнодорожным - в сочетании их между собой и с автомобильным транспортом, отнесенным к условиям транспортирования Лт с общим числом перегрузок от 3 до 4 или к настоящим условиям транспортирования;
- водным путем (кроме моря) совместно с перевозками, отнесенными к условиям транспортирования Лт с общим числом перегрузок не более четырех.
Условия эксплуатации:
ВК-04 работоспособен во время воздействия акустического шума в диапазоне частот от 50 до 10000Гц с уровнем звукового давления 130дБ.
ВК-04 нормально функционирует во время и после испытания на воздействие повышенной относительной влажности окружающего воздуха 95% при температуре +40°С без выпадения конденсата.
|
|
|
ВК-04 нормально функционирует во время и после воздействия рабочей повышенной температуры +35°С и выдерживает воздействие предельной повышенной температуры +65°С.
ВК-04 нормально функционирует во время и после воздействия рабочей пониженной температуры среды -40°С.
ВК-04 нормально функционирует в условиях рабочего пониженного атмосферного давления 6´104 Па (450 мм рт.ст.) и выдерживает воздействие предельного пониженного атмосферного давления (при транспортировании в нерабочем состоянии)
1,2´104 Па (90 мм рт.ст.).
ВК-04 сохраняет внешний вид и электрические параметры во время, и после воздействия факторов в соответствии с ТВГИ.466535.015 Д131. Во время воздействия указанных факторов допускаются сбои и перерывы в работе ВК-04 и искажения информации в оперативной памяти.
8. Система электропитания и охлаждения ВК
Состав системы электропитания ВК-04
В состав системы электропитания ВК-04 входят:
УУК;
ПЧ;
АБП;
встроенные блоки электропитания всех составных частей ВК-04;
кабели электропитания.
Система электропитания ВК-04 (см. рисунок 1.5.1) содержит АБП типа SMART int 1400RM фирмы TRIPP LITE, обеспечивающий на выходе максимальную суммарную мощность 1400 Вт, преобразователь частоты ПЧ 400/50Гц, обеспечивающий преобразование сети переменного тока частотой (400 +8-20)Гц в сеть переменного тока частотой (50±1)Гц.
Входное трехфазное переменное напряжение ~220В 400Гц подается на устройство УУК. С устройства УУК это напряжение подается на входной соединитель Х1 преобразователя частоты ПЧ. На выход ПЧ выдается переменное напряжение ~220В 50Гц.
С выходного соединителя Х2 ПЧ электропитание подается на входной соединитель АБП.
АБП имеет 4 выходных соединителя. С этих соединителей выдается бесперебойное однофазное переменное напряжение ~220В 50Гц. С выходного соединителя Х3 АБП электропитание разводится шлейфом по логическим устройствам, то есть, подается на входной соединитель первого устройства, а с выходного соединителя электропитания данного устройства подается на входной соединитель следующего устройства. Последним устройством в шлейфе электропитания является устройство УВС 20Ш.
|
|
|
Электропитание на монитор ВМЦ-42.12 подается с одного из выходных соединителей устройства АБП, на устройство ТВВ - от устройства ПЧ, а на устройство ПУ-80 – от устройства УУК (~220В 400Гц).
Назначение системы кондиционирования
Система кондиционирования предназначена для создания и контролирования в шкафу ВК-04 рабочих температурных условий для устройств ВК-04. При этом осуществляются следующие функции:
подогрев (50Вт) до 5°C в дежурном режиме при наличии запасного питания +27В;
при необходимости предварительный разогрев (600Вт с продувом внутреннего контура шкафа) устройств ВК-04 перед их включением до рабочей температуры +5°C;
обеспечение температурного режима и вентиляции воздуха, подаваемого на входы устройств ВК-04, в пределах от +5°C до +40°C при изменении температуры воздуха контейнера в пределах от -40°C до +35°C;
сигнализация готовности ВК-04 по температурным режимам, вентиляции и наличию первичного питания 220В/400Гц для разрешения включения питания от АБП;
визуальная сигнализация температурных условий в шкафу ВК-03;
отключение питания устройств ВК-04 (отключение АБП) при выходе температуры в шкафу ВК-04 за допустимый диапазон +5…+40°C.
б) Характеристики системы кондиционирования
Максимальное значение температуры воздуха контейнера в рабочем состоянии ВК-04 от -40°C до +35°C.
Максимальное значение температуры воздуха контейнера в выключенном состоянии ВК-04 от -40°C до +65°C.
Значение температуры воздуха шкафа ВК-04 в рабочем состоянии от +5°C до +40°C при изменении температуры воздуха в контейнере в пределах от -40°C до +35°C.
в) Состав системы кондиционирования, подключение и размещение
1) В систему входят:
- устройство УУК (устройство управления кондиционированием);
- температурные датчики на ячейках ПТД (ПТД1 и ПТД2 обеспечивают контроль вентиляции, ПТД2 и ПТД3 дублирующим образом контролирует температуру воздуха УВС 20Ш);
- нагреватели дежурного режима Н27-1, Н27-2 (питаются от +27В), они снабжены собственным терморегулятором, настроенным на отключение при температуре 0°C;
- нагреватели предварительного разогрева Н220-1... Н220-6 (питаются от 220В/400Гц по команде УУК);
- теплообменник воздух-воздух (ТВВ) с двумя встроенными в него вентиляторами для внутреннего и внешнего контуров шкафа ВК-04 (питается напрямую от ПЧ).
2) Рисунок 1.5.2. показывает взаимное подключение устройств системы, а также их связь с пультом контейнера. Описание работы системы по рисунку 1.5.2. дано в перечислении “д” данного пункта.
9. Состав ВК
| Наименование устройства | Обозначение документа на устройство | Кол-во | Сокращенное обозначение |
| Шкаф 1 | ТВГИ.469514.001 | Ш1 | |
| Устройство вычислителя системного УВС 20Ш | ТВГИ.466535.014 | УВС 20Ш | |
| Устройство сопряжения с внешними абонентами УСВА-Ш | ТВГИ.467451.003 | УСВА-Ш0, УСВА-Ш1 | |
| Устройство магнитных накопителей УМН | ТВГИ.467611.001 | УМН | |
| Накопитель магнитный съемный НМС | ТВГИ.467615.001 | НМС | |
| Агрегат бесперебойного питания АБП | ТВГИ.434773.003 | АБП | |
| Преобразователь частоты ПЧ | ТВГИ.435124.002 | ПЧ | |
| Устройство сетевого концентратора УСК | ТВГИ.468364.001 | УСК | |
| Теплообменник “воздух-воздух” ТВВ | ТВГИ.702138.001 | ТВВ | |
| Устройство управления кондиционированием УУК | ТВГИ.466451.001 | УУК | |
| Печатающее устройство ПУ-80 | ИЖВР.467256.001 | ПУ | |
| Шкаф 2 | ТВГИ.469514.002 | Ш2 | |
| Видеомонитор цветной ВМЦ‑42.12 | НВИТ.467824.016-12 | ВМЦ | |
| Клавиатура DS‑3000 (Cyrillic) | КЛ+ГМ |
10. Комплект эксплуатационных документов по ВК
эксплуатационную документацию, состоящую из:
- формуляра ТВГИ.00330-01 30 01;
- операционной системы SunOS:
ТВГИ.00330-01 32 01 “Руководство системного программиста”;
ТВГИ.00330-01 33 01 ”Руководство программиста”;
ТВГИ.00330-01 34 01 “Руководство оператора”;
- системы программирования Си:
ТВГИ.00330-01 33 02 “Руководство программиста”.
- средств организации систем реального времени:
ТВГИ.00330-01 33 03 “Руководство программиста”;
- системы тестовых и диагностических программ:
ТВГИ.00330-01 34 04 “Руководство оператора”;
- средств испытаний:
ТВГИ.00330-01 34 11 “Руководство оператора”;
- программы подсчета контрольных сумм:
ТВГИ.00321-01;
ТВГИ.00327-01.
11. Математическое обеспечение ВК
программное обеспечение, записанное на внутренний накопитель НЖМД устройства УВС 20Ш, и состоящее из:
1) операционной системы SunOS 5.5.1 и графической оболочки OpenWindows, составляющие операционную среду Solaris 2.5.1 (ТВГИ.00330-01 99
01) и обеспечивающую:
- управление процессами;
- управление памятью;
- управление файлами.
2) систем программирования С, С++, Фортран;
3) средств организации систем реального времени (СОСРВ)
(ТВГИ.00330-01 99 03), обеспечивающих:
- управление драйверами;
- монополизация ресурсов;
- рестарт системы.
Функции СОСРВ используют процедуры ядра операционной системы SunOS и собственные средства.
Функции СОСРВ - это интерфейс между системами реального времени (СРВ), ядром операционной системы SunOS и процедурами СОСРВ, работающими в режиме ядра.
4) системы тестовых и диагностических программ (СТДП) (ТВГИ.00330-01 99 04), состоящую из:
- SunDiag - системы для проверки центральной части ВК-04;
- СТДП-ДРВ системы для проверки специализированных устройств (драйверов) ВК-04 (см. таблицу 1.5.1).
СТДП состоит из процедур управления настройками тестов, собственно тестов и средств запуска тестов.
5) средств испытаний (СИ), обеспечивающих функциональный контроль ОПО;
6) программ подсчета контрольных сумм на ГМД, НЖМД.
12. Устройство и работа системы электропитания ВК
Преобразователь частоты ПЧ обеспечивает преобразование переменного трехфазного напряжения Зх220В 400Гц в переменное однофазное напряжение (220±22)В, (50±1)Гц;
Устройство АБП обеспечивает подачу электропитания на все устройства, кроме принтера и теплообменника ТВВ. Принтер питается от сети 220В, 400Гц через устройство УУК. Теплообменник питается от преобразователя частоты ПЧ.
АБП используется для обеспечения работоспособности ВК-04 при:
- отсутствии напряжения в первичной сети;
- падении напряжения;
- провалах напряжения;
- перенапряжениях;
- переходных процессах;
- шумах в линиях;
- внутренних и внешних радиопомехах.
АБП связан с устройством УВС 20Ш интерфейсом RS-232, обеспечивая управление и контроль первичного электропитания. Электропитание на клавиатуру с графическим манипулятором подается от устройства УВС 20Ш.
Программное обеспечение АБП дает возможность контролировать и управлять системой первичного электропитания.
Программное обеспечение записано в отдельной директории на жесткий диск устройства УВС 20Ш.
Программное обеспечение АБП ведет главный журнал состояний электросети, составляет график помех электропитания, имеет меню для планирования самотестирования.
Программное обеспечение при задаваемом уровне разряда батарей прекращает работу операционной системы устройства УВС 20Ш, выполняя установленный набор команд, помогающих безопасному завершению работы операционной системы.
Программное обеспечение выдает на экран информацию:
- состояния входного напряжения;
- процент загрузки АБП;
- степень зарядки батареи;
- напряжение и частоту на выходе АБП;
- температуру функционирования;
- расписание дат и времени самотестирования;
- запрограммированные аварийные уровни;
- главный журнал регистрации "событий" в сети.
13. Назначение, состав и размещение составных частей УВС
Как видно из структурной схемы комплекса ВК-04, устройство УВС 20Ш содержит плату SE 20, накопитель НЖМД и блок питания БП.
Рис. 2.1. Размещение составных частей в устройстве УВС 20Ш
На рисунке 2.1 условно показано размещение составных частей в устройстве УВС 20Ш (вид сверху). На рисунке 2.2 показана блок-схема платы SE 20, на рисунке 2.3 – размещение составных частей на этой плате, а на рисунке 2.4 – размещение соединителей на передней панели устройства УВС 20Ш, являющейся одновременно панелью платы SE 20.
Рис. 2.2. Блок-схема платы SE 20
1- соединитель SCSI;
2 - контроллер памяти;
3 - шина MBus;
4 - шина памяти;
5,6,7 – модули памяти DSIMM;
8 - интерфейс MBus - SBus;
9 - контроллер SBus - внешняя шина;
10 - контроллер - мастер внешней шины;
11 - аудиоконтроллер;
12 -вспомогательный видеоузел;
13 - системный аудиоблок;
14 - контроллер флоппи-диска;
15 и 16 - контроллеры последовательных портов;
17 - контроллер синхросигналов времени и даты;
18 - контроллер ПЗУ загрузчика.
14. Характеристики шины Mbus
Два однопроцессорных модуля микропроцессора типа SUPERSparc вставляются в соединители MBus системной платы. К шине MBus подключены также контроллер памяти, обеспечивающий работу четырех модулей памяти DSIMM емкостью 16 Мбайт каждый, и интерфейсный преобразователь MBus – SBus. Подключенный к шине SBus контроллер “SBus – внешняя шина” обеспечивает управление контроллером флоппи-диска, контроллерами последовательных портов, контроллером синхросигналов времени и даты, а также контроллером ПЗУ загрузчика.
15. Микропроцессор SuperSPATC
Устройство УВС 20Ш использует два однопроцессорных модуля микропроцессора SUPERSparc с RISC -архитектурой. УВС 20Ш имеет одиннадцать портов ввода/вывода, расположенных на смонтированной вместе с системной платой панели ввода/вывода. Связи с другими составными частями вычислительного устройства обеспечиваются с помощью расположенных на плате соединителей.
Таким образом, УВС 20Ш является высокопроизводительной двухпроцессорной вычислительной системой, обеспечивающей многопользовательский, многозадачный режим вычислений в реальном времени.
Два однопроцессорных модуля микропроцессора типа SUPERSparc вставляются в соединители MBus системной платы. К шине MBus подключены также контроллер памяти, обеспечивающий работу четырех модулей памяти DSIMM емкостью 16 Мбайт каждый, и интерфейсный преобразователь MBus – SBus. Подключенный к шине SBus контроллер “SBus – внешняя шина” обеспечивает управление контроллером флоппи-диска, контроллерами последовательных портов, контроллером синхросигналов времени и даты, а также контроллером ПЗУ загрузчика.
16. Основные характеристики отечественных микропроцессоров семейства МЦСТ-R
Семейство «МЦСТ-R» – первая российская разработка современных универсальных микропро-цессоров. Микропроцессоры используют архитектуру SPARC (Scalable Processor ARChitecture) версии V8. В серийном производстве освоены микропроцессоры «МЦСТ-R150» и «МЦСТ-R500».
Процессоры семейства «МЦСТ-R» основаны на RISC-архитектуре, с одним конвейером команд. Для связи процессоров друг с другом, с модулями памяти и устройствами ввода/вывода в архитектуре SPARC предусмотрена шина МBus – высокоскоростная шина, обеспечивающая когерентность кэш-памяти процессоров в многопроцессорных структурах. Интерфейс MBus поддерживают все процессоры семейства «МЦСТ-R».
Микропроцессоры имеют схожую структуру. Наиболее существенные отличия микропроцессора «МЦСТ-R500» от «МЦСТ-R150» – это увеличение более чем в три раза тактовой частоты, вдвое – внутренней кэш-памяти (IC и DC) и в четыре раза – внешней L2$. Кроме того, удвоена пропускная способность шины MBus, а также шины связи с L2$ Имеются и другие отличия, повышающие эффективность микропроцессора «МЦСТ-R500»
