作者：Ken Shirriff，排版整理：曉宇

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作者最近一直在研究Titan II核導彈的制導計算機。

這臺小型計算機在1970年代用于引導Titan II核導彈對準目標，或將Titan IIIC火箭送入正確的軌道。該計算機與慣性測量單元（IMU）配合使用，慣性測量單元是一種陀螺儀和加速度計系統，用于跟蹤火箭的位置和速度。

頂部的多個連接器將計算機連接到IMU和火箭的其余部分

該計算機，稱為魔術352，是一個20“×16”×9"黑盒子，稱量80磅，非常驚訝這么重的東西用于火箭中。?在內部，該計算機被劃分進入前三部分，前半部分容納處理器和核心存儲器存儲；

該計算機中沒有微處理器，處理器由數百個簡單的集成電路構成；計算機的后半部分容納接口主板，主要是用于連接模擬電路火箭中的其余部分，中間部分卻比較空。

數字部分

計算機前蓋由18顆螺釘固定。卸下它們將顯示計算機的處理器板和核心內存。左側是七個帶TTL數字邏輯的電路板，中間是兩個核心存儲模塊，每個模塊包含8192個24位字，內存旁邊有兩個內存電子板，右側是計算機的開關電源。

顯示電路板，核心內存模塊和電源

下圖顯示了其中一個數字邏輯板，與其他數字板相似。每個板的兩面都有集成電路，因此背面看起來差不多。電路板的每一側都有5行13芯片的空間，每塊電路板最多可容納130芯片。

印刷電路板似乎有六層；兩側各有兩個布線層和一個接地層。兩側之間的連接是通過板頂部的99個連接而不是通孔完成的。電路板上覆蓋有保護涂層以保護電路；

幾十年后，涂層仍然散發出松節油的強烈氣味。板的邊緣已金屬化，并緊緊滑入卡槽中，因為沒有風扇，因此提供了散熱的路徑。這些數字板的底部有一個198針連接器，可插入底板，而接口板具有一個較小的128針連接器。

處理器板PR1。

這些板上裝有TTL芯片，可能是MSI（中等規模集成）芯片，例如計數器，加法器或移位寄存器。請注意，該計算機不包含微處理器芯片，但具有由簡單的構造塊構建的處理器。

（在1970年代，微型計算機通常由TTL芯片板構成。）從芯片上的部件號看，它們似乎是Signetics的CC2100系列產品。

在芯片上可以看到PCB跡線，7802日期代碼指示它們是1978年第二周生產的

這些板卡的一個有趣功能是將它們鎖定以確保不會將板卡插入錯誤的插槽中。通過將六角螺母對半分開來實現鍵控。電路板和背板連接器具有匹配的兩半，因此電路板只能插入正確的插槽中。

有六種方法可以將六角形螺母角對角分開，兩個六角形螺母（一個在頂部，一個在底部），使36種可能的鍵組合成為可能。下圖顯示了背板的一部分，其中的板已卸下，因此可以看到連接器和半六角螺母。請注意，每個連接器都有不同角度的六角螺母用于鍵控。

核心內存

該計算機使用磁芯內存進行存儲（與早期的Titan ASC-15計算機不同，后者使用了旋轉的磁鼓）。從1950年代開始，核心存儲器一直是計算機存儲的主要形式，直到1970年代被半導體存儲芯片所取代。

內核存儲器由數千個稱為內核的細鐵氧體環構成，每個內核中存儲一位。

將磁芯順時針或逆時針磁化以存儲值。核心排列在稱為核心平面的網格中。向特定的行線和列線通電會選擇兩條線交叉的特定磁芯。

下圖顯示了Titan計算機中微小磁芯的特寫。每個芯線有四根導線：垂直和水平紅色導線形成網格以選擇芯線。兩條彩色水平線穿過平面中的每個磁芯：檢測線（用于讀取）和禁止線（用于寫入）。您可以在右側看到這些導線在各行之間循環。

不同中19針連接器將時鐘連接到主控

在核心存儲器中，多個平面堆疊在一起，一個字中的每個位對應一個平面。在大多數計算機中，核心平面都是焊接在一起或焊接成一個塊，但Titan計算機的核心內存是采用一種不尋常的專利技術構建的：核心和電路安裝在折疊的手風琴式長撓性印刷電路板上。這種構造技術允許像書本一樣打開核心存儲模塊以訪問核心和電路。

核心模塊像書一樣展開

如果您將核心內存模塊視為一本書，則每個“頁面”都是由金屬板構成的，柔性印刷電路板的兩側都包裹著。這些“頁面”中有6個，因此有12個核心存儲平面，與下面的頁面相似。仔細計數顯示，穿過芯平面的128條水平線和128條垂直線，因此下面有16,384條芯。

在頂部和底部可以看到128根垂直導線，它們在平面之間不規則地延伸。請注意，這些是穿過纖芯的細線，它們不間斷地連續穿過整個纖芯平面。將128條水平芯線聚集成束，以在平面之間延伸；左束向下進行，右束向上進行。

核心內存中的一個平面具有16,384個核心。

完整的模塊包含24位加一個奇偶校驗位的字，模塊中包含8192個字。該計算機具有兩個核心模塊，因此總共可容納16K個字。

此處將128條水平線連接到電路板上

核心內存

翻轉計算機，即可看到背面板后面的電路板。這些接口板已連接至計算機頂部的連接器。通過這些接口，計算機從慣性測量單元（IMU）接收速度和姿態脈沖。

計算機將模擬控制信號發送到各種執行器，并將離散（二進制）信號發送到火箭的其他部分，以進行推進器，登臺和其他功能。

左側是電源。電源通過計算機頂部的連接器和電纜連接到電源，從火箭接收電源。

接口板具有各種各樣的電路。CTL，MUI和ADL板覆蓋在TTL芯片中，類似于數字部分中的板。但是，其余的接口板都塞滿了模擬組件，例如晶體管，電容器，電阻器，二極管，混合模塊以及一些TTL芯片。

下面的VMX板具有四個神秘的6針黑色混合模塊以及大量大電容器。目前尚不清楚該板具有什么功能，或者為什么需要那么多電容器。

像其他板一樣，它覆蓋有厚實的保護涂層

電源

計算機使用開關電源將導彈的功率（可能為28伏）有效地轉換為計算機所需的電壓。電源非常重，大約15磅。由于沒有風扇，因此大部分重量可能是散熱所需的金屬。

在內部，電源中裝有電感器和變壓器，功率晶體管和電路板。下圖左側是大金屬罐中的一堆濾波電容器。電感器和變壓器看起來不像商用電源中的電感器，而是黑色方塊。

幾個電路板控制電源。它們使用金屬罐集成電路，與商用電源中的集成電路不同。這些集成電路上的零件號沒有任何有用的信息，因此它們可能是定制的軍用零件。板子上覆蓋有保護涂層，以防止其受潮和其他威脅。保護涂層使集成電路具有金色的光澤。

電源可能會為TTL芯片產生5伏電壓，并產生更高的電壓來驅動內核存儲器，并為接口電路產生多個電壓。

航空航天計算機盡管使用了許多創新技術，但在計算機歷史上通常被忽略。例如，這枚泰坦導彈的計算機在其核心內存中使用了柔性PCB。它還具有表面貼裝集成電路，比它們在商業電子產品中普及要早幾年。

但是，由于遵循摩爾定律，CMOS集成電路的功能呈指數級增長，因此使用TTL芯片構建計算機已成為技術上的死胡同。

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總結

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