检查航天飞机 I/O 处理器的电路板

检查航天飞机 I/O 处理器的电路板 航天飞机的五台 1 通用计算机在每次飞行中发挥着关键作用：控制发动机、监控数千个传感器、向宇航员显示数据以及为航天飞机导航。每台计算机由两个 60 磅重的铝合金盒子组成：右边的盒子是 CPU，一个每秒执行 420,000 条指令的 32 位处理器。这些计算机是在微处理器流行之前设计的，因此处理器是由多个塞满简单芯片的板构建的，并且它们使用磁芯存储器而不是 DRAM 芯片。航天飞机 IOP 和 CPU (AP-101B)。照片由 RR 拍卖行提供。左侧的方框是 I/O 处理器 (IOP)：CPU 和 Shuttle 其余部分之间的链接。它实现了计算机的输入/输出功能，主要是通过 24 个高速网络将计算机连接到航天飞机的系统和传感器。但 IOP 不仅仅是一个外围设备；它还是一个外围设备。它是一个独立的可编程计算机，比主CPU更复杂。 IOP 有一个不寻常的架构：它是最早的多线程计算机之一，实现了在一个物理处理器上运行的 25 个虚拟处理器（具有两个完全不同的指令集）。我从 I/O 处理器获得了两张电路卡，每张都是 9"×3" 的矩形，里面装满了微小的芯片和其他组件。在 IBM 行话中，每张卡称为“页”（记住这个术语）。顶部页面是一个网络接口，提供四个网络连接，每个网络连接每秒处理 100 万位。 （IOP 包含六张这样的卡，用于其 24 个网络连接。）底部页面包含 IOP 处理器的微代码，即定义每条指令的低级代码。一排排白色和金色芯片将微代码的位存储在微小的金属熔丝中，通过每一位熔断一根熔丝来编程。在本文中，我将解释 I/O 处理器的工作原理以及这两个页面的作用。来自航天飞机 I/O 处理器的两个页面：“MIA”接口页面和 PROM 页面。 MIA 接口页面 航天飞机有 28 个数据总线网络，将计算机连接到航天飞机的其余部分，每台计算机连接到其中 24 个网络。 3 大量网络提供了高性能和可靠性，计算机和任何 Shuttle 系统之间至少有两个网络。八个网络被分配给飞行关键系统，每个 CRT 显示器和发动机控制器连接到四个网络以实现冗余。下面的页面是 I/O 处理器中的六个网络接口页面之一。航天飞机工程师喜欢使用缩写词，因此此页面有一个神秘的名称 MIA，意为“多路复用器接口适配器”。 （许多网络连接到称为多路复用器/解复用器的盒子，这些盒子提供网络与航天飞机的各种模拟和数字组件之间的链接。5）MIA 接口页面紧密地挤满了集成电路和其他组件。该页面包含两个印刷电路板，页面的每一侧都有一个。两边的木板几乎是一样的，4，通过比较上面的照片和下面的照片可以看出。 （主要区别：连接器交换方向。）网络接口页面，称为 MIA（多路复用接口适配器）。该页面进行了大量的修改；细细的棕色“bodge”线在页面周围蜿蜒，以修复错误或实施更新。每块板实现两个网络接口，因此该页面支持四个网络。每个网络都通过一对绞合在一起并经过屏蔽的电线传输数据，而不是通过同轴电缆。虽然网络传输数字数据，但通过网络传输的信号是物理电压，会随着距离的增加而减弱，并且会产生失真和噪声。因此，接口页面必须将这些模拟信号转换回0和1。板的右半部分装有模拟电路。它由一个标有“IBM”的大型金色模块主导，有 46 个引脚。这是一个混合模块，由晶体管芯片、电阻器、电容器和潜在的 IC 芯片等微小元件组成，通过比头发还细的键合线连接。它不完全是集成电路，而是安装在陶瓷晶圆上的单个组件的集合。混合模块在航空航天应用中很受欢迎，因为模拟组件板可以缩小为单个（昂贵的）模块。该模块包含两个 I/O 端口的模拟电路：传输网络信号的驱动器以及接收信号的放大器和比较器。各种分立元件安装在混合模块旁边：电阻器、玻璃电容器6、电感器和小方形变压器。变压器提供接口板和网络之间的耦合。与以太网一样，变压器提供计算机和网络之间的隔离、过滤电磁干扰并匹配阻抗，