МИЛ-СТД-1750А

1750А
Биты	16-битный
Представлено	1980
Дизайн	КМОП, GaAs, ECL, SoS
Тип	ЦИСК [ нужна ссылка ]
Кодирование	16-битные инструкции
Расширения	ФПУ, ММУ
Регистры
общего назначения	16 × 16 бит
Плавающая точка	Опционально в спецификации

MIL-STD-1750A или 1750A — это формальное определение 16-битной архитектуры набора команд компьютера (ISA), включая как обязательные, так и дополнительные компоненты, как описано в документе военного стандарта MIL-STD-1750A (1980). С августа 1996 года он не занимается новыми разработками.

В дополнение к ядру ISA определение определяет дополнительные инструкции, такие как FPU и MMU . Важно отметить, что стандарт не определяет детали реализации процессора 1750A.

Внутренности

1750A поддерживает 2 ¹⁶ 16-битные слова памяти для основного стандарта. Стандарт определяет дополнительный блок управления памятью , который позволяет 2 ²⁰ 16-битные слова памяти с использованием 512 регистров отображения страниц (в пространстве ввода-вывода), определяющих отдельные пространства инструкций и данных, а также управление доступом к памяти с помощью ключей.

Большинство инструкций являются 16-битными, хотя некоторые имеют 16-битное расширение. Стандартный компьютер имеет 16 16-битных регистров общего назначения (от 0 до 15). Регистры с 1 по 15 могут использоваться как индексные регистры . Регистры с 12 по 15 могут использоваться в качестве базовых регистров.

Любой из 16 регистров может использоваться в качестве стека указателя для инструкций SJS и URS ( подпрограмма перехода стека и процедура возврата из стека ), но только регистр 15 используется в качестве указателя стека для инструкций PSHM и POPM ( push Multiple и pop Multiple). ).

В компьютере есть инструкции для 16- и 32-битной двоичной арифметики, а также 32- и 48-битной операции с плавающей запятой . Ввод-вывод обычно осуществляется с помощью инструкций ввода-вывода (XIO и VIO), которые имеют отдельные 2 ¹⁶ Адресное пространство имеет 16-битное слово и может иметь специализированную шину.

Реализации

Поскольку MIL-STD-1750A не определяет детали реализации, продукты 1750A доступны от самых разных компаний в виде компонентов, плат и предложений системного уровня, реализованных с использованием множества технологий, часто самых передовых и экзотических в соответствующие периоды. (например, GaAs , ECL , SoS ).

Системы 1750A часто обеспечивают высокий уровень защиты от радиации и других опасных сред, что делает их особенно подходящими для военного, авиационного и космического применения.

Примеры реализаций MIL-STD-1750A включают:

CPU Technology, Inc. CPU1750A-FB, высокопроизводительный однокристальный процессор 1750A, предназначенный для повышения производительности существующих приложений в конце срока службы.
Процессор Delco Systems Operations Magic V 1750
Динекс Полупроводник MAS281. Радиационно -стойкая реализация SOC на 64-контактном многокристальном модуле с дополнительным MMU.
GEC-Plessey RH1750, радиационно-стойкая версия для аэрокосмической и космической авиации. Компания GEC-Plessey, в рамках своей предыдущей версии под названием Marconi Electronic Devices, также первоначально разработала MAS281 и MA31750A. ^[1] серия процессоров, позже выпущенных через Dynex Semiconductor
Honeywell HX1750 изготовлен по технологии Honeywell «кремний на изоляторе CMOS» (SOI-IV), обеспечивающей радиационную стойкость. HX1750 включает в себя FPU и периферийные устройства на кристалле.
Университета Джонса Хопкинса Лаборатория прикладной физики (JHU/APL) Процессор, сертифицированный для космических полетов MIL-STD-1750AAV. Мультиплата из кремния на сапфире, специально разработанная для космических полетов.
Электронные устройства Marconi MIL-STD-1750A.
Макдоннелл-Дуглас MD-281. Радиационно-стойкая реализация SoS с тремя кристаллами на 64-контактном многочиповом модуле.
Серия Fairchild Semiconductor F9450 .
National Semiconductor PACE P1750A. PACE обычно выполняет версию набора инструкций Data General Nova , но была адаптирована для работы MIL-STD-1750A с использованием нового микрокода . В семейство входят ЦП P1750A, усовершенствованный ЦП P1750AE, блок управления памятью P1753 (MMU), микросхема интерфейса процессора P1754 (PIC) и многокристальный модуль P1757ME. Эта линия была передана компании Performance Semiconductor , а затем Pyramid Semiconductor в 2003 году.
Королевского авиастроительного предприятия Фарнборо Реализация MIL-STD-1750A AMD 2901 в технологии бит-срезов . ^[2]

Программирование

Процессоры на базе MIL-STD-1750A часто программируются на JOVIAL высокого уровня , языке программирования , определенном Министерством обороны США и основанном на ALGOL 58 . Позже Ада стала активно использоваться.

Также существуют компиляторы C , например Cleanscape XTC-1750A. Более старые версии GNU GCC содержат поддержку MIL-STD-1750A; он был объявлен устаревшим в версии 3.1 и удален в последующих версиях.

Кроме того, DDC-I предоставляет свою интегрированную среду разработки (IDE) SCORE с компиляторами Ada95 и C, а также среду разработки Ada83 TADS (Tartan Ada Development System), обе ориентированы на процессоры на базе MIL-STD-1750A.

Развертывания

ВВС США определили этот стандарт, чтобы иметь общую вычислительную архитектуру и тем самым снизить затраты на программное обеспечение и компьютерные системы для всех военных вычислительных нужд. Это включает в себя встроенные задачи, такие как системы управления самолетами и ракетами, а также более приземленные общие военные вычислительные потребности.

Преимущества этой концепции признаны за пределами ВВС США, и 1750A был принят на вооружение другими организациями, такими как Европейское космическое агентство , НАСА , Израильская авиационная промышленность и многие научные проекты.

Примеры военных самолетов, использующих 1750A, включают:

IAI Лави Истребитель
IBM Federal Systems Компьютер AP-102 Avionics (используется в различных целях, включая модернизацию авионики ВВС США F-111 )
армии США AH-64D Apache Longbow Вертолет
USAF F-16 и компьютер управления огнем Цифровая система управления полетом
Компьютер управления полетом USN F-18 RFCS

Использование в космосе

Полностью космическая реализация делает 1750A одним из немногих типов компьютеров, применимых для использования в дальнем космосе. Примеры космических кораблей, использующих 1750A:

ЭОС Аква , Аура и Терра
ЕКА Кластер
ESA Envisat - прибор ASAR Envisat, созданный компанией Matra Marconi Space и состоящий из центрального электронного блока и антенного блока, использовал в общей сложности 42 процессора GEC-Plessey MA31750A в конфигурации с двойным резервированием.
ЕКА Розетта
ЕКА Марс Экспресс
ЕКА Венера Экспресс
Серия космических аппаратов ISRO GSAT/INSAT/IRS ^[3]
Миссия Марсианского орбитального аппарата ISRO ^[4]
Компьютер управления и навигации ISRO Space Recovery Experiment-1 ^[5]
Космический корабль Midcourse Space Experiment (MSX), разработанный в JHU / APL
МСТИ-1, 2 и 3
НАСА Кассини
НАСА Ландсат 7
НАСА Глобальный исследователь Марса
военно-морской исследовательской лаборатории «Клементина» Лунный орбитальный аппарат
NOAA GOES-13, GOES-O и GOES-P
Orbital Sciences Corporation Платформы коммерческих спутников связи ^[6]^[7]
ВВС США Титан-4 Компьютер управления

1750Б

MIL-STD-1750B должен был стать преемником MIL-STD-1750A с добавленными и расширенными функциями, некоторые из которых были дополнительными. К середине 1980-х годов был доступен опубликованный проект 1750B. ^[8] и некоторые поставщики начали его реализацию. Однако окончательная спецификация для 1750B так и не была выпущена, поскольку внимание военных и промышленности переключилось на альтернативы с 32-битной архитектурой, такие как MIPS R3000 .

Ссылки

^ «Таблица данных mas31750 — PDF — www.BestDatasheets.com» . bestdatasheets.com .
^ «Реализация архитектуры набора команд бортового компьютера MIL-STD-1750» . dtic.mil . Архивировано из оригинала 23 августа 2011 г. Проверено 10 июня 2010 г.
^ «Проверка бортового процессора для космических приложений - Публикация конференции IEEE». дои : 10.1109/ICACCI.2015.7275677 . S2CID 16385798 . {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )
^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 1 сентября 2014 г. Проверено 23 сентября 2014 г. {{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )
^ ftp://ftp.elet.polimi.it/users/Marco.Lovera/ESAGNC08/S08/07_Veeraraghavan.pdf ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}
^ «Орбитальный АТК» (PDF) . orbital.com .
^ «Орбитальный АТК» (PDF) . orbital.com .
^ С. Ллойд Плехати, «Аспекты программного обеспечения для взаимодействия с компьютерами авионики и мультиплексорными шинами» , SAE Transactions Vol. 95, раздел 7: Аэрокосмическая промышленность (1986), стр. 63–68.

Внешние ссылки

Стандарт DOD MIL-STD-1750
Стандарт DOD MIL-STD-1750 (PDF) с обновленным Уведомлением 1, 21 мая 1982 г.
Стандарт DOD MIL-STD-1750 (HTML) с обновленным Уведомлением 1 от 21 мая 1982 г.
Информация о поставщике программного обеспечения
Спецификация и информация о поставщике
Компилятор Ada83 для процессора 1750A.
Компиляторы IDE, Ada95, EC++ и ANSI C для процессора 1750A.
Компиляторы Ada и ANSI C.
Технический отчет о целевой архитектуре проекта FlightLinux. Ссылки на использование на космических кораблях.
Процессор Dynex Semiconductor MA31750
Процессор Pyramid Semiconductor P1750A-SOS

[1] «Таблица данных mas31750 — PDF — www.BestDatasheets.com» . bestdatasheets.com .

[2] «Реализация архитектуры набора команд бортового компьютера MIL-STD-1750» . dtic.mil . Архивировано из оригинала 23 августа 2011 г. Проверено 10 июня 2010 г.

[3] «Проверка бортового процессора для космических приложений - Публикация конференции IEEE». дои : 10.1109/ICACCI.2015.7275677 . S2CID 16385798 . {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )

[4] «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 1 сентября 2014 г. Проверено 23 сентября 2014 г. {{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )

[5] tp://ftp.elet.polimi.it/users/Marco.Lovera/ESAGNC08/S08/07_Veeraraghavan.pdf ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}

[6] «Орбитальный АТК» (PDF) . orbital.com .

[7] «Орбитальный АТК» (PDF) . orbital.com .

[8] С. Ллойд Плехати, «Аспекты программного обеспечения для взаимодействия с компьютерами авионики и мультиплексорными шинами» , SAE Transactions Vol. 95, раздел 7: Аэрокосмическая промышленность (1986), стр. 63–68.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]