Вычислительная система автоматической обработки радиолокационной информации и управления зенитно-ракетными войсками

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в качестве системы обработки радиолокационной информации и формирования управляющих воздействий для активных средств зенитно - ракетных войск. Вычислительная система автоматической обработки радиолокационной информации и управления зенитно - ракетными войсками содержит устройство сопряжения с дискретными каналами, центральный процессор, усройство ввода - вывода, запоминающее устройство, устройство сверхоперативной памяти, устройство управления, два устройства сопряжения, устройство отображения информации, устройство внешних констант. Изобретение позволяет организовать оперативный ввод информации в память ЭВМ без каких - либо специальных дополнительных приспособлений и промежуточных носителей и тем самым оперативно влиять на вход вычислительного процесса при решении задач управления. Наличие устройства внешней памяти позволяет сократить время подготовки и ввода информации, что повышает гибкость и адаптивность системы к постоянно меняющейся обстановке. 1 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в качестве системы обработки радиолокационной информации (РЛИ) и формирования управляющих воздействий для активных средств зенитно-ракетных войск.

Известна система под названием "Центр управления ЗРК PATRIOT AN/MSQ-104", содержащая устройство сопряжения с РЛС, процессор первичной обработки, центральный процессор, устройство ввода-вывода и запоминающее устройство [1] Эта система не может работать в сочетании с РЛС, расположенной в непосредственной близости от нее, и с несколькими разнотипными по аппаратуре передачи данных потребителями РЛИ.

Наиболее близким к изобретению по совокупности признаков является система "Центр управления АСУ группировки ЗРК AN/TSQ-73" [2] содержащая устройство сопряжения с дискретными каналами, устройство ввода-вывода, запоминающее устройство, центральный процессор, устройство управления и устройство отображения.

Недостатком известной системы является необходимость подключения устройства записи информации в ЗУ к ЗУ и устройству ввода-вывода на период расчета и формирования сменных величин и прерывания этих связей при боевой работе. Это приводит к выводу вычислительной системы из боевой работы на 50-60 мин (20-25 мин подключение устройства записи информации к ЗУ, 20-25 мин отключение его, 10 мин выполнение собственно расчета и формирования сменных величин). Особенно данный недостаток проявляется в мобильных системах, так как необходимость в новом расчете сменных величин возникает при каждом изменении состава и дислокации источников РЛИ и управляемых средств ЗРВ. Кроме того, при существующем способе записи сменных величин открывается доступ к памяти боевых программ, при этом существует вероятность порчи областей памяти боевых программ при записи в область памяти сменных величин.

Использование перфоленты как промежуточного носителя секретных данных увеличивает вероятность утечки информации.

Сущность изобретения заключается в том, что система позволяет организовать оперативный ввод информации в память ЭВМ без каких-либо специальных дополнительных приспособлений и промежуточных носителей и тем самым оперативно влиять на ход вычислительного процесса при решении задач управления. Наличие устройства внешней памяти с максимально упрощенным способом ввода информации позволяет до минимума сократить время подготовки и ввода информации как в период подготовки к работе, так и в процессе работы системы, что значительно повышает гибкость и адаптивность системы к постоянно меняющейся обстановке. Отсутствие какого-либо дополнительного оборудования позволяет уменьшить габариты системы в целом, сократить потребление энергоресурсов, упростить эксплуатацию системы, повысить ее мобильность.

Предлагаемая вычислительная система автоматической обработки РЛИ представлена на чертеже.

Вычислительная система содержит устройство 1 сопряжения с дискретными каналами, центральный процессор 2, устройство 3 ввода-вывода, запоминающее устройство (ЗУ) 4, устройство 5 сверхоперативной памяти, устройство 6 управления, первое устройство 7 сопряжения, устройство 8 отображения, второе устройство 9 сопряжения, устройство 10 внешних констант, содержащее первый входной усилитель 11, регистр 12 сдвига, триггер 13, первый коммутатор 14, счетчик 15, блок ввода-вывода 16, выходной усилитель 17, дешифратор 18, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 19, второй коммутатор 20, второй входной усилитель 21 и блок управления 22. Группы 26 и 27 входов-выходов устройства 1 сопряжения с дискретными каналами являются группами входов-выходов вычислительной системы и служат соответственно для связи с источниками РЛИ и с управляемыми средствами ЗРВ. Вход-выход 28 устройства 1 сопряжения с дискретными каналами является входом-выходом вычислительной системы и служит для связи с соседними вычислительными комплексами и вышестоящими КП.

Блок 16 ввода-вывода, в свою очередь, содержит пульт набора информации 16.1, пульт набора адреса 16.2, пульт ручного ввода 16.3 и табло индикации 16.4.

Устройство 1 сопряжения с дискретными каналами соединено двухсторонними связями с устройством 6 управления, устройством 5 сверхоперативной памяти и устройством ввода-вывода 3, которое соединено двухсторонними связями с центральным процессором 2, устройством управления 6, ОЗУ 5 и ЗУ 4, которое соединено двухсторонними связями с устройством управления 6 и ОЗУ 5, которое соединено двухсторонними связями с устройством управления 6. Первое устройство сопряжения 7 соединено двухсторонними связями с центральным процессором 2 и устройством отображения 8. Второе устройство сопряжения 9 соединено двухсторонними связями с устройством 3 ввода-вывода и первым входным усилителем 11 устройства 10 внешних констант. В устройстве 10 внешних констант первый входной усилитель 11 соединен двухсторонней связью с блоком 22 управления, первый выход которого соединен с первым входом регистра 12 сдвига, второй вход которого соединен с выходом второго входного усилителя 21, вход которого соединен с соответствующим выходом второго устройства сопряжения 9. Третий вход регистра сдвига 12 и вход табло индикации 25 объединены и соединены с выходом второго коммутатора 20, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами пульта 16.3 ручного ввода, дешифратора 18 и ОЗУ 19, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом триггера 13 и первым выходом первого коммутатора 14, второй выход которого соединен с первым входом счетчика 15, выход которого соединен со входом дешифратора 18 и третьим входом ОЗУ 19. Второй, третий, четвертый и пятый выходы блока управления 22 соединены соответственно с четвертым входом ОЗУ 19, первым входом триггера 13, вторым входом счетчика 15 и первым входом первого коммутатора 14, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами пультов набора информации 16.1 и набора адреса 16.2. Первый выход регистра сдвига 12 соединен со вторым входом триггера 13 и четвертым входом первого коммутатора 14. Второй выход регистра сдвига 12 соединен со входом выходного усилителя 17, выход которого соединен с соответствующим входом второго устройства сопряжения 9.

Совокупность центрального процессора 2, устройств ввода-вывода 3, ЗУ 4, сверхоперативной памяти 5 и управления 6 образует ЦВК системы.

Устройство 1 сопряжения с дискретными каналами предназначено для сопряжения центрального процессора 2 с телекодовыми каналами, по которым происходит обмен информацией с источниками РЛИ и с управляемыми средствами ЗРВ.

Устройство 3 ввода-вывода предназначено для обеспечения обмена центрального процессора 2 с устройством 1 сопряжения с дискретными каналами, запоминающим устройством 4, устройством 5 сверхоперативной памяти и вторым устройством 9 сопряжения.

ЗУ 4 предназначено для хранения программы математического обеспечения.

Устройство 5 сверхоперативной памяти предназначено для накопления, хранения и формирования принимаемой (выдаваемой) информации на время, необходимое для обработки одного слова информации.

Устройство 6 управления предназначено для выработки управляющих сигналов, обеспечивающих взаимодействие устройства 3 ввода-вывода с запоминающим устройством 4, устройством 5 сверхоперативной памяти, устройством 1 сопряжения с дискретными каналами, вторым устройством 9 сопряжения.

Первое устройство 7 сопряжения представляет собой адаптер межмашинного обмена и предназначено для сопряжения центрального процессора 2 с устройством 8 отображения информации на рабочих местах лиц боевого расчета.

Второе устройство 9 сопряжения представляет собой согласователь по параметрам и распределитель сигналов и предназначено для сопряжения устройства 3 ввода-вывода с устройством 10 внешних констант.

Устройство 10 внешних констант предназначено для хранения исходных данных о составе и дислокации источников РЛИ и управляемых средств ЗРВ.

Предложенная вычислительная система автоматической обработки РЛИ и управления ЗРВ работает следующим образом.

В ОЗУ 19 устройства 10 внешних констант осуществляется запись исходных данных о составе и дислокации источников РЛИ и средств ЗРВ в виде двоично-десятичных чисел с пультов набора адреса 16.2 и набора информации 16.1 устройства 10 внешних констант (режим автономной записи). Запись осуществляется следующим образом. На пульте 16.1 набора информации набирается код константы, который поступает на первый коммутатор 14. На пульте 16.2 набора адреса набирается код ячейки ОЗУ 19, в которую необходимо записать информацию. Код адреса поступает также на коммутатор 14.

Триггер 13 под действием управляющего сигнала, поступающего на его первый вход от блока 22 управления, формирует сигнал логического нуля, разрешающий запись информации в ОЗУ 19.

Из блока 22 управления на коммутатор 14 подаются сигналы управления, причем сначала поступает строб адреса, а затем строб информации. По стробу адреса на втором выходе коммутатора 14 появится код адреса, который поступает на первый вход счетчика 15 и записывается в него по сигналу управления, поступающему на второй вход счетчика 15 из блока 22 управления. По стробу информации на первом выходе коммутатора 14 появится код константы, который подается в блок ОЗУ 19. На третьем входе ОЗУ 19 присутствует адрес ячейки с выхода счетчика 15. По сигналам управления, поступающим из блока 22 управления на четвертый вход ОЗУ 19, осуществляется запись кода информации в ячейку ОЗУ 19.

В устройстве 10 внешних констант предусмотрен режим автономного считывания, предназначенный для контроля записанной в ОЗУ 19 информации.

Режим считывания осуществляется аналогично режиму автономной записи. При этом триггер 13 под действием управляющего сигнала с блока 22 управления формирует сигнал логической единицы, разрешающий считывание информации из ОЗУ 19. Этот сигнал подается на первый вход ОЗУ 19, на второй вход которого с первого выхода коммутатора 14 подается код адреса. По сигналам управления, поступающим с блока 22 управления на четвертый вход ОЗУ 19, производится считывание информации из соответствующей ячейки. При этом информация с выхода ОЗУ 19 поступает на третий вход коммутатора 20, с выхода которого информация поступает на табло 16.4 индикации.

При пуске центрального процессора 2 в устройство 3 ввода-вывода посылается запрос на считывание исходных данных из устройства 10 внешних констант. По этому запросу устройство 6 управления обеспечивает запуск устройства 5 сверхоперативной памяти для обработки принимаемого бита информации, а также выдает через устройство 3 ввода-вывода и второе устройство 9 сопряжения в устройство 10 внешних констант адрес выбираемой информации и обеспечивает ее передачу из устройства 10 внешних констант в устройство 5 сверхоперативной памяти (режим считывания информации в ЦВК). Считывание информации из устройства 10 внешних констант и передача ее в устройство 5 сверхоперативной памяти происходит следующим образом.

С устройства 9 сопряжения на вход входного усилителя 11 поступают служебные сигналы (интерфейс), с выхода которого эти сигналы поступают на блок 22 управления. На первый вход регистра 12 сдвига через второй входной усилитель 21 с устройства 9 сопряжения поступает адрес выбираемой информации. Под действием сигнала управления, поступающего с блока 22 управления на первый вход триггера 13, последний формирует сигнал логической единицы, разрешающий считывание информации из ОЗУ 19. Под действием сигналов управления с блока 22 управления код адреса с регистра 12 записывается в счетчик 15 через коммутатор 14. Адрес ячейки с выхода счетчика 15 подается на третий вход ОЗУ 19. По сигналу управления, поступающему с блока 22 управления на четвертый вход ОЗУ 19, осуществляется считывание информации из ОЗУ 19 через коммутатор 20 в регистр 12 и далее через выходной усилитель 17, устройство 9 сопряжения и устройство 3 ввода-вывода в устройство 5 сверхоперативной памяти.

Кроме выдачи информации об исходных данных в ЦВК из ОЗУ 19, она может выдаваться также из блока 16.3 ручного ввода для управления работой центрального процессора 2. Блок 16.3 ручного ввода представляет собой регистр на тумблерах, объем памяти которого 160 двоичных разрядов. Информация с блока 16.3 ручного ввода поступает на первый вход коммутатора 20. Управление работой коммутатора 20 осуществляется дешифратором 18, выходы которого подключены к управляющим входам коммутатора 20, а входы к выходу счетчика 15.

Накопленная в устройстве 5 сверхоперативной памяти информация по сигналам устройства 6 управления из устройства 5 сверхоперативной памяти передается в ЗУ 4, где производится накопление исходных данных. По окончании выбора всех исходных данных из устройства 10 внешних констант устройство 6 управления через устройство 3 ввода-вывода передает в центральный процессор 2 сигнал об окончании приема исходных данных. В центральном процессоре 2 принятые исходные данные о составе и дислокации источников РЛИ и управляемых средств ЗРВ в соответствии с алгоритмами расчета и формирования сменных величин преобразуются в таблицы сменных величин, которые заносятся в запоминающее устройство 4. Весь процесс выбора исходных данных из устройства 10 внешних констант и расчета и формирования таблиц сменных величин центральным процессором 2 и занесения таблиц в запоминающее устройство 4 занимает 0,1-0,15 с.

По окончании выполнения операций по расчету и формированию сменных величин центральный процессор 2 переходит в режим обработки РЛИ и управления средствами ЗРВ. При работе системы в данном режиме на входы 26 системы от телекодовых каналов поступает РЛИ от нескольких источников РЛИ. Информация поступает на устройство 1 сопряжения с дискретными каналами, в котором одновременно с запоминанием факта поступления импульсов тактовой частоты приема происходит запись принимаемого бита информации. Устройство 1 сопряжения с дискретными каналами вырабатывает запрос в устройство 6 управления, которое обеспечивает запуск устройства 5 сверхоперативной памяти для обработки принятого бита информации, после чего устройство 6 управления выдает адрес на устройство 1 сопряжения с дискретными каналами и обеспечивает передачу принятого бита информации в устройство 5 сверхоперативной памяти. Накопленная информация по сигналам устройства 6 управления передается в ЗУ 4, где накапливаются законченные по смыслу блоки информации. Информация, накопленная в ЗУ 4, по сигналам устройства 6 управления передается в центральный процессор 2 через устройство 3 ввода-вывода. В центральном процессоре 2 вся принятая информация обрабатывается в соответствии с алгоритмами вторичной и третичной обработки информации. От центрального процессора 2 информация через устройство 7 сопряжения поступает на устройство 8 отображения операторам, управляющим сопровождением воздушных объектов. Командная информация операторов через устройство 7 сопряжения поступает на центральный процессор 2 и далее через устройство 3 ввода-вывода на устройство 1 сопряжения с дискретными каналами, где преобразуется в сигналы, соответствующие телекодовым каналам связи, и передается по выходам 27 управляемым средствам ЗРВ.

При обработке РЛИ и управлении средствами ЗРВ центральным процессором 2 производится контроль сохранности в ЗУ 4 таблиц сменных величин. При разрушении информации центральным процессором 2 вырабатывается запрос на новое считывание исходных данных из устройства 10 внешних констант (см. режим считывания в ЦВК) и весь процесс расчета и формирования сменных величин повторится. При этом в центральном процессоре 2 блокируется решение задач по обработке РЛИ и управлению средствами ЗРВ на 0,1-0,15 с.

В случае обнаружения разрушения информации в устройстве 10 внешних констант может производиться ее восстановление путем записи в устройство 10 внешних констант информации из устройства 5 сверхоперативной памяти. Запись информации происходит аналогично автономной записи (см. режим автономной записи) с той только разницей, что код адреса и код константы поступают на коммутатор 14 с регистра 12, на который данная информация приходит через входной усилитель 21 и устройство 9 сопряжения из ЦВК, причем в потоке информации первой поступает информация, указывающая направление обмена и адрес ячейки ОЗУ 19.

При изменении состава и дислокации источников РЛИ и управляемых средств ЗРВ в устройство 10 внешних констант вводятся изменения исходных данных. При этом на время изменения исходных данных устройство 10 внешних констант переводится оператором при помощи соответствующих органов управления на устройство 10 в режим "Запрет считывания информации". Изменение исходных данных производится лицами боевого расчета с пультов набора адреса 17 и набора информации 16 (см. режим автономной записи). По окончании изменения исходных данных лицами боевого расчета через устройство 8 отображения и центральный процессор 2 вводится команда на изменение сменных величин. По этой команде центральный процессор 2 выполняет операции по расчету и формированию сменных величин так же, как при начальном пуске системы или при разрушении таблиц сменных величин.

Данные о дислокации источников РЛИ и управляемых средств ЗРВ могут поступать по телекодовым каналам через входы 26 и 27 системы. При этом устройство 1 сопряжения с дискретными каналами вырабатывает запрос в устройство 6 управления, которое обеспечивает запуск устройства 5 сверхоперативной памяти для обработки принятого бита информации, после чего устройство 6 управления выдает адрес на устройство 1 сопряжения с дискретными каналами и обеспечивает передачу принятого бита информации в устройство 5 сверхоперативной памяти. Накопленная информация по сигналам устройства 6 управления передается в ЗУ 4, где производится накопление законченных по смыслу блоков информации. Информация, накопленная в запоминающем устройстве 4, по сигналам устройства 6 управления передается в центральный процессор 2 через устройство 3 ввода-вывода. В центральном процессоре 2 принятая информация обрабатывается в соответствии с алгоритмами приема данных о дислокации и вырабатывается сигнал на считывание исходных данных из устройства 10 внешних констант. Исходные данные, принятые из устройства 10 внешних констант (см. режим считывания в ЦВК), центральным процессором 2 корректируются в соответствии с принятыми по телекодовому каналу изменениями. Измененные данные записываются в устройство 10 внешних констант (см. режим автономной записи).

Устройство 10 внешних констант способно хранить информацию в ОЗУ 19 при отключенном питании устройства 10 благодаря подключению внешнего источника питания на элементах к ОЗУ 19.

Технико-экономические преимущества предлагаемой вычислительной системы по сравнению с прототипом заключаются в том, что предложенная структура вычислительной системы позволяет производить настройку системы на конкретный состав и дислокацию источников РЛИ и управляемых средств ЗРВ без прерывания боевой работы системы.

Данная структура исключает необходимость записи информации сменных величин в память команд ЗУ, что предотвращает порчу боевых программ в процессе записи и исключает необходимость организации доступа к ЗУ.

Благодаря возможности оперативной записи информации об исходных данных с пульта, исключению подготовительных операций для записи констант (например, установка и подключение оборудования для этих целей) на порядок сокращается время ввода констант, быстро обнаруживаются и исправляются ошибки в исходных данных.

Система исключает использование бумажного промежуточного носителя секретной информации о дислокации источников РЛИ и управляемых средств ЗРВ, уменьшая тем самым вероятность утечки информации.

Функциональные возможности системы расширяются за счет автоматической записи информации об исходных данных в устройство внешних констант через машинный канал непосредственно из каналов связи с абонентами или из памяти ЦВК.

Формула изобретения

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ ИНФОРМАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ ЗЕНИТНО-РАКЕТНЫМИ ВОЙСКАМИ, содержащая устройство сопряжения с дискретными каналами, центральный процессор, устройство ввода-вывода, запоминающее устройство, устройство сверхоперативной памяти, устройство управления, первое устройство сопряжения и устройство отображения информации, причем первые, вторые и третьи входы-выходы устройства сопряжения с дискретными каналами соединены соответственно с первым входом-выходом устройства управления, первым информационным входом-выходом устройства сверхоперативной памяти и первым входом-выходом устройства ввода-вывода, второй, третий, четвертый и пятый входы-выходы устройства ввода-вывода соединены соответственно с первым информационно-управляющим входом-выходом центрального процессора, вторым информационным входом-выходом устройства сверхоперативной памяти, первым информационным входом-выходом запоминающего устройства и вторым входом-выходом устройства управления, третий вход-выход которого соединен с управляющим входом-выходом запоминающего устройства, второй информационный вход-выход которого соединен с третьим информационным входом-выходом устройства сверхоперативной памяти, управляющий вход-выход которого соединен с четвертым входом-выходом устройства управления, второй информационно-управляющий вход-выход центрального процессора соединен с первым входом-выходом первого устройства сопряжения, второй вход-выход которого соединен с устройством отображения информации, отличающаяся тем, что в нее введены второе устройство сопряжения и устройство внешних констант, причем пятый вход-выход устройства ввода-вывода соединен с первым входом-выходом второго устройства сопряжения, вход-выход устройства внешних констант соединен с вторым входом-выходом второго устройства сопряжения, информационный вход и информационный выход которого соединен с выходом и входом устройства внешних констант, которое содержит первый и второй входные усилители, регистр сдвига, блок памяти, блок управления, триггер, счетчик, дешифратор, первый и второй коммутаторы, блок ввода-вывода, причем в самом устройстве внешних констант вход-выход устройства внешних констант соединен с первым входом-выходом первого входного усилителя, второй вход-выход которого соединен с входом-выходом блока управления, первый выход которого соединен с управляющим входом регистра сдвига, первый информационный выход которого соединен с первым информационным входом первого коммутатора и входом триггера, управляющий вход которого соединен с вторым выходом блока управления, третий выход которого соединен с первым управляющим входом первого коммутатора, второй информационный вход которого соединен с первым информационным выходом блока ввода-вывода, второй информационный выход которого соединен с первым информационным входом второго коммутатора, управляющий вход которого соединен с выходом дешифратора, вход которого соединен с выходом счетчика и входом блока памяти, информационный вход которого соединен с первым выходом первого коммутатора, второй выход которого соединен со счетным входом счетчика, управляющий вход которого соединен с четвертым выходом блока управления, пятый выход которого соединен с управляющим входом блока памяти, вход режима которого соединен с выходом триггера, выход блока памяти соединен с вторым информационным входом второго коммутатора, выход которого соединен с входом индикации блока ввода-вывода и первым информационным входом регистра сдвига, выход которого соединен с входом выходного усилителя, выход которого является выходом устройства внешних констант, вход которого соединен с входом второго входного усилителя, вход которого соединен с вторым информационным входом регистра сдвига, второй управляющий вход которого соединен с входом адреса блока ввода-вывода.

РИСУНКИ

Рисунок 1