F-14 CADC

ギャレット社製のF-14Aデュアルチャンネル中央航空データコンピュータ（CADC）

F -14の中央航空データコンピュータ（ CADCとも略される）は、ピトー圧や静圧、温度などのセンサー入力から高度、垂直速度、対気速度、マッハ数を計算します。 [ 1 ] CADCの開発は1968年から1970年にかけて行われ、F-14はカスタムデジタル集積回路を使用した最初の軍用機となりました。[ 2 ] [ 3 ]

歴史

CADCは、ギャレット・エアリサーチ社が開発したマルチチップ統合飛行制御システムで、アメリカ海軍のF-14トムキャット戦闘機の初期型に使用されました。MOSカスタム集積回路の早期採用で知られ、世界初のマイクロプロセッサチップセットとされています。[ 2 ]最初の商用マイクロプロセッサチップは、当時のIntel 4004でした。4004は、CADCの機能を実行するのに必要な演算能力やインターフェース機能をほとんど備えていませんでした。当時利用可能な最高の集積回路（チップ）技術でさえ、飛行制御システム用のシングルチップマイクロプロセッサを構築するのに必要な規模（チップあたりのトランジスタ数）を欠いていました。

MP944 チップ セットは、F-14 トムキャット海軍迎撃機のスイング ウィングを制御するために使用された CADC の中核でした。

CADCは、スティーブ・ゲラーとレイ・ホルトが率いるチーム[ 4 ]によって設計・構築され、新興企業アメリカン・マイクロシステムズの支援を受けた。設計作業は1968年に開始され、1970年6月に完了した。これは、F-14用に設計されたいくつかの電気機械システムよりも優れていた。1998年まで海軍によって機密扱いされていた[ 5 ]。レイ・ホルトによるこの設計開発の物語は、彼の自伝『偶然のエンジニア』[ 2 ]に掲載されている。

1971年、ホルトはコンピュータデザイン誌にこのシステムに関する記事を寄稿した。[ 6 ]海軍はこれを機密扱いとし、1998年に公開した。

コンポーネント

CADCは、アナログ-デジタル変換器、複数の水晶圧力センサー、そして多数のMOSベースマイクロチップで構成されていました。システムへの入力には、主要な飛行制御装置、複数のスイッチ、静的および動的な空気圧（失速点と機体速度の計算用）、そして温度計が含まれていました。出力は、翼のスイープ角、操縦用フラップとスラット、そして限られた許容制御入力を制御しました。[ 7 ]

CADCのMP944チップセットは375kHzで動作し、毎秒9375命令を実行し、20ビット固定小数点の2の補数システムに基づいていました。74,442個のトランジスタ[ 8 ]を搭載した28チップシステム全体は、以下の6つの独自のデュアル・インライン・パッケージ（DIP）チップで構成されていました。

チップ名 略語 ピン数 目的 システムで使用されるチップの数
読み取り専用メモリロム 14 命令と定数を提供する19
ステアリングロジックユニット SLU 28 命令をデコードし、データを計算ユニットにルーティングする 3
並列乗算ユニット PMU 28 計算ユニット 1
平行分割ユニット PDU 28 計算ユニット 1
特殊ロジック機能 SLF 28 計算ユニット 1
ランダムアクセスストレージ RAS 14 計算ユニットからのデータを保存する 3

このシステムは、これらのチップを3つのモジュールに分割して構成します。各モジュールは、マイクロ命令と定数をそのモジュールのSLU（シリアル・ルネサス・ユニット）にシリアル送信するROMのセットで構成されています。SLUはデータ入力をそのモジュールの計算ユニット（PMU、PDU、またはSLF）にルーティングします。その結果はモジュールのRASに書き込まれ、SLUを介して任意のモジュールにルーティングされます。各モジュールは独自のパイプラインを形成し、他のモジュールなしで使用できます。これにより、モジュールを追加してシステムを容易に拡張できます。複数のパイプラインが同時に動作し、「パイプライン同時実行」と呼ばれる並列計算技術が採用されています。ROMは、それぞれ20ビットの128ワードを格納します。ROM内のレジスタカウンタは、リセット、ワードの順次処理、アドレス保持コマンドの受信と現在のアドレスの保持、アドレスの変更またはロードのための数値入力の受信が可能です。[ 6 ]

参考文献

  1. ^軍事用語辞典. DIANE Publishing. 1987年10月1日. 63ページ. ISBN 9780941375108。
  2. ^ a b cホルト, レイモンド; ソルゲ, レオ (2017). 『偶然のエンジニア』 . Lulu.com. p. 36. ISBN 9781387313488. 2020年12月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。2020年6月2日閲覧。
  3. ^ https://www.youtube.com/watch?v=YpruA5mC7wg
  4. ^ https://www.tomshardware.com/pc-components/cpus/the-mp944-was-the-real-worlds-first-microprocessor-and-key-to-the-flight-of-the-f-14-tomcat-but-it-lived-in-the-shadow-of-the-intel-4004-for-nearly-30-years
  5. ^ディキシット、スディール、プラサド、ラムジー (2017). 『ヒューマン・ボンド・コミュニケーション：ホリスティック・コミュニケーションと没入型体験の聖杯』 9781119341338. p. 211. ISBN 9781119341338. 2020年12月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。2020年6月2日閲覧。
  6. ^ a b 1971年のCADCに関する論文（機密扱いで公表されることはなかった）
  7. ^ NATOPS飛行マニュアル 海軍モデルF-14D航空機(PDF)海軍省. 2004年1月15日. pp.  11–1 , 20–6 , 14–42 .
  8. ^ 「Ray HoltとMP944/Cadcの歴史 @ Rome Technopole, 2017 - YouTube」www.youtube.com。 2020年12月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2020年11月6日閲覧。

さらに読む

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