Бортовая цифровая вычислительная техника

Бортовая цифровая вычислительная техника – оборудование, входящее в единый комплекс и предназначенное для обеспечения сбора и обработки данных. В процессе работы бортовой цифровой вычислительный комплекс после сбора данных со всех систем и последующей обработки выдает управляющие воздействия на бортовые системы и исполнительные органы управления. Чтобы процесс шел в реальном времени, через определенные промежутки времени необходимо прерывать работу процессора для периодического возращения процессора к решению одних и тех же рабочих задач.

В качестве примера работы бортового вычислительного комплекса рассмотрим бортовой вычислительный комплекс, который был установлен на борту космического корабля «Буран». Основные задачи по обеспечению работоспособности и сохранению безопасности экипажа определяют структуру самого вычислительного комплекса. Комплекс состоит из двух идентичных по оборудованию и структуре систем: центральной и периферийной. В состав входят четыре бортовые цифровые вычислительные машины, работа которых синхронизирована по одинаковым программам. Фактически они представляют четыре параллельно работающих канала, резервирующие друг друга. На выходе каждого имеется специальная схема сравнения, которая контролирует команды, выдаваемые каждым каналом. При отказе одной из вычислительных машин система сравнения блокирует ее выход в общий канал и вычислительная система продолжает свою работу в составе из трех функционирующих вычислительных машин. Если же еще одна машина выйдет из строя, то она также будет изолирована системой сравнения от оставшихся в работе вычислительных машин. Программная синхронизация работы четырех вычислительных машин в реальном времени является очень сложной, ее надежность оставляет желать лучшего. Поэтому в космическом корабле «Буран» использовалась не программная, а аппаратная синхронизация. Для бесперебойного функционирования вычислительного комплекса, использующего аппаратную синхронизацию, в состав комплекса входит единый кварцевый генератор, который синхронизирует работу всех четырех вычислительных машин. Синхронизация работы происходит подачей во все восемь машин сетки тактовых импульсов, имеющих одинаковый период прерывания. Сам генератор имеет пять каналов резервирования для обеспечения собственной бесперебойной работы даже при отказе двух каналов.

Помимо генератора в состав цифрового вычислительного комплекса входил накопитель на магнитной ленте (в современных бортовых системах применяются более совершенные технологии хранения данных) для хранения программного обеспечения и загрузки его в оперативную память во время полета. Помимо программного обеспечения, на накопителях может содержаться различная служебная информация для бортовых дисплеев, используемых во время пилотируемых полетов.