我所見到的測控衛星的“大型”機

　　我所見到的測控衛星的“大型”機　一

　　作為來西西河的拜山之作，先貼上回憶文章一篇。看看有沒人感興趣。

　　本文原是發在新浪的博客上的，后來那個自留地也漸漸地荒了。在河里潛水多年，看到大牛無數，尤其是薩大，心里十分佩服(我是自命的薩粉，就不知人家認不認)。還有晨大等，我作為資深的航天航空迷，也是非常仰慕的。

　　今天看到薩大的文章，講到薩爹為新中國的計算機事業的奮斗史，很感動。覺得要浮出河面冒個泡。

　　國家的富強，不是靠金融投機或諂諛老外就可以獲得。都是一代代的勞動者，尤其是薩爹這樣的有知識、有氣節的勞動者，扎扎實實地干出來的。本人不才，也曾在一些部門干過，親手為中國第一代通信衛星送過終。有些舊事，想起來也是很有意思的。

　　本人的大學時期是在長沙度過的。那所學校，今天是解放軍的最高技術學府，不過當年還沒這么風光。前年回去過一趟，老同學還在，許多人很有成就，只是不足為外人道罷了。大伙唏噓了一陣，說我們是在軍工事業最困難的時候進去的。今天軍工的大發展時期，我是沒趕上了。不少同學的項目，可是忙不過來。

　　下面就來聊聊我初工作時，接觸到的國產測控計算機吧。

　　我所見到的測控衛星的“大型”機　二

　　大學畢業，就來到了衛星測控站。看到我是系統工程專業畢業的，政治處的干部干事就說，還是去數據處理隊吧。不過軍官的分配，當然還是要站黨委才能最后決定。于是就在招待所住了兩個星期，順帶幫政治處干點活。

　　測控站有幾個技術隊。大體上，一個站相當于團，大家習慣上都稱“團站”。“隊”就相當于營級編制，不過人數么，相當于野戰軍的一個步兵排吧。而且一個顯著的特點是：官比兵多。三十來個人，軍官倒有一多半，還有一些是士官，習慣上還是稱“志愿兵”。我下隊的時候，三年制的義務兵還有一些，七八個吧，主要在炊事班，也在隊部干些雜活。至今沒想通的一個問題，為什么每個技術隊都要有自己完整的后勤系統，從主管后勤的副隊長到司務長到炊事班長再到炊事員，然后還有文書、通信員什么的。可能當時也有人意識到這個問題了吧，但是慣性使得沒人愿意去改革。這種情況一直延續到了編制調整時才結束。一百多人的測控站終于只有一個食堂開伙。而我才下連隊的當口，全站有六個大煙囪在冒煙。

　　當時計算機是個希罕的玩意，本人畢業設計時做彈道仿真，用的還是IBM的386sx。程序編譯和調試都在上面做，做一次仿真要半個小時。導師有一臺486DX，今天很多同學不知道當時英特爾的處理器分sx和dx。其實就是帶沒帶數字協處理器。鬼子做生意可精了，既控制了芯片的良品率，又順帶把目標人數區分得很清楚。不過別說，帶上了數字協處理器，運算速度倒是快了很多。程序調完后，上導師的機子做正式運算，一次只要八分鐘。扯遠了。總之，因為計算機很希罕，所以專門有一個隊是伺候它的。

　　來到數據處理隊里，又被分到了計算機中隊，負責維護。另一個中隊是程序中隊，負責操作。還有一個中隊，負責指揮臺。

　　在這個測控站，有兩套的測控設備，一套是超短波設備，負責近地衛星。另一套，就是微波測控設備，負責測控地球同步軌道通信衛星。兩套設備裝在兩座機房。各自配有測控機。我先是被分配去負責微波測控設備的中心計算機。

　　我所見到的測控衛星的“大型”機　三

　　當時，我國第一代地球同步通信衛星東方紅二號發射已經九年了。其中八四年一月和九一年發射的兩顆都沒有進入同步軌道。在軌運行的還有五顆，可供使用的，主要是八八年后發射的三顆東方紅二號甲改進型通信衛星。我們的任務，就是負責對衛星的長期管理工作。

　　機房在一個山坡的北面，小山頂上是碩大的拋物面天線。直徑據稱有十米。天線座落在二十幾米高的天線座上。機房有三層。因為沒有外裝飾，所以外貌稍顯陳舊。里面的裝修可是真材實料的，走道是水磨石地板，所有的機房都是上好的木地板，漆面依然基本完好。發出幽幽的光澤。據說早些年，都是用煤油拖地板。這個有什么科學根據，就不得而知了。反正后來，我們都是用水拖地。不過，幾年后，地板就褪去光彩。各機房的天花板都是一色的吸音吊頂。墻壁上也貼著吸音板，靠墻根則是一米多高的木制護墻板。墻的厚度約有四十公分。后來我們才知道這樣的好處。

　　打開計算機機房，和以后將要相處的機器見見面。在學校里也算見過VAX-11之類的小型機，就是當時中國最先進的銀河億次機，也算見過幾眼。沒想到，這個家伙，給我的第一印象就是“大!”。現如今計算機的主頻過了GHZ了吧?那臺機器，主頻說出來你都不信，區區3MHZ。今天搞IT的人可能從沒想象過，一臺主頻為3MHZ的計算機可以如此之大。

　　一間機房深6米，寬18米，就放了一臺主機。設備分兩排排放。

　　一進門的一排，中間是一臺控制臺，控制臺兩邊，是一溜的矮柜，矮柜里放的是顯示控制器(顯控)，功能差不多類似今天的顯卡。矮柜上方是四臺的北京牌18英寸彩電，功能當然是顯示。彩電可以顯示計算機的工作參數和衛星的參數。顯控里邊固化了二百五十六個漢字。其余的，就不能顯示了。就這樣的設備，也是八十年代技術改造后的結果。

　　據說改造時，長城漢卡才剛出來，那些前輩牛人們還沒見過。他們的設想，是把要顯示的漢字整理出來，然后在坐標紙上描出字型，把坐標轉成二進制，燒進EPROM。然后搞出一套電路，去控制彩電的掃描電路。搞這些的人，數字模擬電路一把抓，后來，在第一次裝衛星接收機的高峰期里，很是賺了一把。

　　靠窗的一排，是主機和磁帶機。左邊四臺是磁帶機，我到的時候，還能工作。轉動起來驚天動地的。右邊四個大柜子從左至右依次為磁帶機控制柜(相當于硬盤)，運算控制分機柜(相當于CPU)，內存機柜(相當于RAM)，通道機柜(相當于I/O控制器)。通道機柜邊上還有一個小機柜，是所有I/O接口電纜的匯接之地。

　　先轉一段介紹：

　　691(TQ—5A型)電子計算機是略帶有專用性質的通用數字計算機，其前身是中國科學院計算技術研究所于1968年研制成的717晶體管計算機。

　　1971年，上海無線電十三廠在717型計算機的基礎上進行了重大設計改進，并采用集成電路改制成TQ—5型計算機，并生產了2臺。1973年，該廠又對TQ—5型的CPU作了較大的改進，并命名為TQ—5A型計算機(即691計算機)。

　　與717計算機相比，除運算速度從每秒5萬次提高到15萬次外，其可靠性、標準化、通用化方面亦有較大提高。該機是技術較復雜、部件較多、規模較大，而可靠性、穩定性又較好的計算機機型。它字長36位，主要用于遙測自動記錄、實時數據處理、科學運算等。

　　TQ—5A型計算機共生產35臺，作為軍工產品曾多次成功參與運載火箭和實驗通信衛星的發射任務。

　　這個，就是和我相處了五年的寶貝了。而我，不謙虛地說，就是中國集成電路計算機(不是小規模，更不是大規模集成電路，就是集成電路，一個模塊四個與非門的那種)的最后一代管理員。

　　我所見到的測控衛星的“大型”機　四

　　喝口水先。

　　前面的內容是兩年前寫的。所轉的內容的鏈接找不到了。不知有沒違規。

　　TQ—5A，是“圖強五號”的意思。A么，代表改進型吧。以前的人，起個名字都震天動地的。好象軍工戰線一直有這么個傳統吧。我們起名字，不象老美，什么雄貓，海盜，堂堂正正，多有氣勢。不過，大伙習慣上還是叫她“七幺七”。

　　先說運控分機。現在的同學都知道電腦沒個希皮優是不行的。可是那玩意里面怎么工作，估計沒什么人有興趣。當年在學校學計算機原理時，倒是講過運算器和控制器，不過書里說，人家老外早就把這兩個東西集成到一起去了。所以說，您要是想學數字電路基礎，歡迎來到717機房!

　　我說的是運算器和控制器，其實在那個機柜里，是什么器也分不出來的。正面打開機柜門，是一排排的插槽的背面。這么說吧，每一塊電路板大約有B5紙那樣的尺寸，正面焊元件，背面走線。電路板的一條短邊有兩面的金手指，正面是信號和電源的引腳，反面是電源和接地的引腳。電路板豎著，金手指向前，從機柜后面插進槽里。每面的金手指，大約是22個吧，具體也忘了。槽的背面，即對著機柜正面的部分，引出了觸腳(不知這個詞妥不妥當)。導線就焊在觸腳上。這樣，一旦機器有什么故障，我們可以在觸腳上測信號，要換板的話，繞到機柜后方，就可以把板抽出來換一塊。這樣的插槽，一排大約有五十個。而整個機柜，從上到下約有八排的插槽。

　　我所見到的測控衛星的“大型”機　五

　　有同學會問，那這么多板，有沒有分類?每塊都不一樣嗎?

　　當然不是。

　　雖然這件寶貝疙瘩是六十年代開始研制的，可那時搞這些東西的，都是薩爹那樣的牛人。牛人做事不會像我們一樣整出一堆的雜碎。人家早有主張。

　　想想當時的中國集成電路，確實是可憐。能給這些人提供的，是一個小小的陶瓷封裝的小電路塊，像我的小姆指的指甲蓋那么大，伸出十個軟軟的小手指，就是引腳啦。集成了什么呢?四個與非門!

　　學過數字電路的同學都知道，從門電路開始，可以搭出各類觸發器，不同的觸發器可以構成寄存器，用寄存器可以，嗯，說到微機原理了，8086知道么，就是寄存器構成的。寄存器是中央處理器內的組成部份。寄存器是有限存貯容量的高速存貯部件，它們可用來暫存指令、數據和位址。在中央處理器的控制部件中，包含的寄存器有指令寄存器(IR)和程序計數器(PC)。在中央處理器的算術及邏輯部件中，包含的寄存器有累加器(ACC)。

　　這樣一說，同學們就明白了，那些牛人們用與非門來搭計算機的CPU!不過那時候不時髦英語，所以他們還是老老實實地稱為運算和控制分機，簡稱運控。

　　一塊板上，大約有十幾二十個這樣的集成電路塊，或者組成了J觸發器，或者組成了J-K觸發器，或者組成了Q觸發器。好久沒碰數字電路了，不知說的對不對。這樣板的種類就控制在二十幾種，而插槽則實現了標準化。我還見過一種通用板，可以根據需要來焊上器件，類似后來的做開發用的“面包板”。

　　這些不同板，通過信號線的連接，組成了不同的寄存器。在晶振發出的脈沖節拍的控制下，步調一致地工作。

　　所以說，要學數字電路，來這里最好了，你甚至可以用單脈沖的形式來測試電腦的CPU!就是輸入指令，然后一步步地看著各個門是如何翻轉的。

　　今天說來輕松，當年為了找出故障點，這種事可沒少做，整個通宵搭進去也是常事。

　　我所見到的測控衛星的“大型”機　六

　　昨晚一口氣碼了很多字，今天喝了幾口水后繼續。

　　先說一句，看來河里學理工科的不少。

　　昨天說到運控分機，就是717機的中央處理器了。這種機的主頻低到今人難以想象的3MHZ，比8088還低。落后的一個好處就是，你可以一個節拍一個節拍地調試機器。一個指令周期大概是分13個節拍吧(有點汗顏，隔了十來年，很多當年自己覺得會刻骨銘心的東西也會模糊。這是不是也說明了很多當事人的回憶錄就不一定可靠?)一條指令中每個節拍每個寄存器要做什么，處于什么狀態，都可以監控得到。我本人最喜歡維護運控分機了。有時深夜里，整個機房就只有我一人，做到機器前，示波器的小屏幕閃著綠光，工作燈照著藍圖(不是打印而是曬出來的那種，有種特殊的香味)，手里拿著一本打印的程序源碼，里面是前輩們留下的密密麻麻的注釋，一條指令一條指令地查故障，找到故障點的喜悅之情卻是無法與人言說。

　　前面提到機器字長是36位。這個現在很少見吧。現在PC機出世時是從準16位處理器開始的。而英特爾的初始之作是一個4位的處理器，后來8086是16位的，8088是準16位的，就是I/O總線是8位　。后來386處理器是32位的。再后來，AMD先弄出了64位的X86系列的處理器(不算安騰的話)。但今天，桌面系統用的還是32位的軟件系統。向64位字長的過渡還有一段時間。

　　閑話少說，當時是那個天才想出用36位字長的，不得而知了。估計也是和當時的國際接的軌。36位字長有什么好處呢?很多。因為這是用于測控的計算機，按今天的說法，就是工控計算機了。對運算能力沒有太高的要求，因為不是用在天氣預報，圖象處理等方面，但有一條，對I/O的處理能力要求特高。在處理I/O問題時，字長的優勢就凸現出來了。

　　我所見到的測控衛星的“大型”機　七

　　字長越長，一次能送進機器或者機器能發出的信息就越多。這個道理大家一說都能明白。比如從測控系統送來的信息，36位字長一次就可以容納下方位、俯仰等數據。不過后來我們做通道分機改造的時候，就這個東西難弄。具體就等說到通道分機時再說吧。

　　字長是8位、16位、32位、64位的計算機，其指令比較好表示，大家的基礎都是二進制(有不是二進制的現代計算機么?)，但二進制寫起來麻煩，可以用16進制來表示。當年啃過匯編語言的人都還記得那些：一個字節是8位，一個字長是16位什么的。但是36位字長用什么進制來簡化?總不好說一條指令是4個半字節或是兩個字長加半個字節吧?

　　當然牛人們總是有辦法的，不能被8整除，咱們能被3整除啊。把36位字長分成12個“字節”，每個“字節”就是3位。那么最合適的進位制就呼之欲出了-沒錯，八進制!

　　所以有一段時間，我都不認識8和9這兩個阿拉伯數字，呵呵。

　　我所見到的測控衛星的“大型”機　八

　　36位字長，前6位是指令，第7位到第9位是狀態碼。后面是操作數或地址。可以算出，指令最多只能有64條。這算不算是精簡指令集?

　　按互動百科上的解釋：

　　精簡指令集的特點是指令數目少，每條指令都采用標準字長、執行時間短、中央處理器的實現細節對于機器級程序是可見的。

　　我覺得可以算是了。

　　理論上內存的尋址范圍也可以確定了：2的27次方，128M。

　　指令集的具體細節記不清了，而當年是能默寫的。

　　然后談談程序代碼。

　　所謂匯編語言，就是因為機器代碼難記才搞出來的。用了一些幫助記憶的縮寫詞什么的，編譯后執行效率最高。但是很難調試。所以一般只用在開發底層接口或是有什么特殊需要的地方。當年，匯編語言和高級語言的混合編譯是一門很高深的學問。大伙一般是用高級語言做框架，在需要直接對硬件操作的時候，或是涉及程序執行效率實在繞不過去時，才用上匯編。

　　不過，717機沒有匯編程序。八十年代，據說有一個牛人想在PC上給717機弄一套匯編，而且還有了雛形。不過之后就沒下文了。沒有匯編程序怎么辦?大牛們才不在乎那些，直接用機器代碼!

　　所以，有幸看到的程序代碼就是象這樣的：

　　64 3 101 323 744

　　01 6 200 333 551

　　要說規律，當然是有。只是看到一寸厚的本子上全是這樣的東西，當時就頭大了。

　　我所見到的測控衛星的“大型”機　九

　　好在有牛人前赴后繼地啃這本東東，所以上面有非常多的注解。有的人很認真，象蠅頭小楷似的;有的人大氣磅薄，金鉤銀畫;有的人天馬行空，一個箭頭從本頁就不知指到哪去了。就這樣，這本程序還是十分寶貝的。只有中隊長才能擁有。輪到我時，就不知他會寫些什么了。新人么，老老實實地打印一份，裝訂好，對著教程從頭啃吧。

　　前面說過，我是計算機中隊的，還有一個程序中隊。我們搞維護的，只能往機器裝兩個程序，一個是所謂的“考機程序”，就是自檢程序;另一個就是通道對接程序。至于任務程序，對不起，那是程序中隊負責的。

　　我要打印的，就是自檢程序。

　　因為這是最容易讀懂，也是對我們最有用的程序。

　　說它容易懂，是因為其邏輯性強，內容全面。從指令的檢查開始，到累加器的檢查，到內存檢查，再到通道檢查。所有的指令和所有的執行方式都涉及了。編這個程序的太牛了，居然連操作臺上的喇叭都檢查到了，而且還不是讓它發一聲就算了，人家編了程序，讓它奏樂，還不只奏一首，有東方紅，瀏陽河，國際歌什么的。只是沒有和弦，所以聽多了有點難受。

　　程序存在那里?硬盤嗎?我去的時候是在硬盤里了。不過，以前沒有硬盤的時候，是放在磁帶里的。還有接收下來的數據，也是存在磁帶里的。

　　實際上，當時是有兩臺717機的。一臺完成了改造，用一臺286微機加上接口板，全面替代了磁帶機。另外一臺，則沒有改造，還是用的磁帶。而第一臺改造后，為保險起見，還是保留了磁帶的。只是后來微機實在太好用了，所以磁帶就沒人用了。

　　每臺主機配了四臺磁帶機。可見當時，外存是最不讓人放心的。每次寫數據的時候，都是同時向兩臺磁帶機里寫入，以防有一臺出錯。至于另外兩臺，是整體來備份這兩臺的。以防止控制這兩臺磁帶機的電路有什么故障，導致最寶貴的數據丟失。　　至于另外一臺主機么，在執行實時測控任務的時候，也是全部開機進行熱備份的，就是接收全部的數據，只是不能發指令罷了。所以，在硬件可靠性不高的年代，為了那些數據，要投入多少的金錢。

　　據說，在八臺磁帶機一齊開機的時候，那里面根本就不能稱之為機房，起碼不是現在意義上靜謐的機房。電流聲，人聲，全都被磁帶機叮嚀哐啷的聲響蓋過了。有人形容說象金工車間，我是去得遲了，無緣得見。不過，在調試備用主機時，四臺磁帶機同時開機的動靜是見識到了。

　　我所見到的測控衛星的“大型”機　十

　　前面有朋友提到校驗的事，這個倒是有。不過不是在主機里，而是在磁帶機中有應用。我依稀記得是海明校驗，能達到一個磁道錯能自糾，二個磁道錯能報警的效果。

　　為了繼續寫這篇文章，還是放狗一搜。結果網上還真有：

　　鏈接出處。作者是劉啟業(原中科院計算所十四組助理研究員，解放軍某研究所原總工程師)。看來劉老是這臺機的體系結構設計者之一了。如果有機會，可以向他當面討教一下為什么采用了36位的總線設計。劉老是計算所的，說不定和弓老先生認識。

　　文章里寫的是第一代的717機了。我們用的是第二代。可能主體邏輯沒怎么改，就是用集成電路代替了分立元件。第一代機的性能和穩定性會差一些。根據文中所提到的，主要部署在湘西、南寧、昆明、三亞、喀什等站。實際上，這些測控站，還有拉薩、長春、渭南等站，構成了中國第一代的衛星測控網。完成了東方紅一號等衛星的測控任務。

　　隨著地球同步衛星發射的測控需要，國家開始重點建設一南一北兩個裝備了微波測控設備的測控站。對測控機的改造就提到了議事日程上來。當時上海的工業力量還是全國最強的。所以改造任務就放到了上海無線電十三廠。改進型號應該稱691機。不過大家習慣了叫她717機。

　　這篇文章里面有我在本文第一篇里的引文。

　　鏈接出處

　　里面提到了半固定(采用雙軸磁芯)存儲器曾用于691機。不過我接手時，已經被改造了。用了74系列的芯片和日本的存儲芯片替換了原來的磁存儲器。改造非常成功，除了與運控、通道分機接口沒變化外，里面脫胎換骨。穩定性大大提高。事實上，這也是整個機器最穩定的部分。印象里內存分機只壞過幾次，而且很快就能排除。因為集成度的提高，整個內存分機只有十來塊大電路板，而且都有備份。因為是后期改造的緣故，增加了不少信號燈，系統狀態一目了然，哪塊板有了故障直接就可以換掉。

　　我所見到的測控衛星的“大型”機　十一

　　前面說到了磁帶機改造的事，其實就是從帶控分機上引出線路，把對磁帶機的控制信號和數據線接入一個微機接口板，然后編一段代碼控制這個接口板。把要讀寫的數據存放在微機硬盤上。這個今天說起來也沒什么難，當時的難處就在于設計這個的人，既要很懂老機器的時序和接口關系，又要精通微機接口和編程。好在中國不會少了這些牛人，弄著弄著也就改成了。從此我們的世界清靜了不少。每次測控任務時，只要啟動微機運行程序，完成后，用軟盤把生成的文件備份一下就好了。

　　所以說，當時的改造真是很實用。

　　作為測控專用機，強大的數據I/O能力是必不可少的。717機的本領也正在于此。她配了一臺通道分機，類似今日計算機的主板芯片組的功能，專司數據的吞吐。

　　從數據方向上分，通道有出入兩類，分別用C和R代表。從數據類型上，當然就是串行通道和并行通道兩類了。并行通道居多，這時就看出字長的好處了。

　　有意思的是，當時就有了DMA(直接內存訪問)的概念。DMA就是說外圍數據不須經過CPU,直接由內存控制器寫到指定位置。可能我的表述不準，歡迎河友指正。下面引一段劉老的原文：

　　717計算機在系統邏輯設計上采用分時中斷技術，以保證準確無誤地同時接收來自十多個通道的數據，而且要發送出滿足實時控制的數據，這種采用軟硬件相結合多級中斷處理技術也是相當復雜的。

　　通道分機能控制成批的數據直接寫入內存，不須經過運控分機，這樣大大提高了數據處理的實時性。其實衛星測控系統就是一個實時的工業控制系統。若有搞過工控的河友，就很容易理解測控過程的計算機控制。

　　比方說，遙測設備送來了遙測數據，計算機就要將其解碼，并將關鍵的參數顯示出來供決策參考，某個參數超過指標了還要提示;要處理和西安中心的通信;要處理來自時間統一系統的信號;還要發出控制指令等。所以，測控站中心計算機的任務是十分繁重的。大量的時間是用在數據的處理上，而不是計算。把數據處理好送回西安中心，由那邊進行最終的計算。

　　我所見到的測控衛星的“大型”機　十二

　　白天有點事，晚上回來繼續。感謝河友的厚愛，讓我有了寫下去的動力。寫本文，一是自己在讀了河里文章后的懷舊情緒大爆發，二是將一段歷史介紹出來，讓大家有個了解，不讓很多前輩們的心血湮滅在歷史的長河中。

　　說起測控機的接口關系，粗算起來，要接收的信號就有秒信號，50毫秒信號，時間碼，毫秒信號，這些是時間統一系統送來的;幾路的星上遙測數碼;以及測控設備送來的外測數據。要送出去的信號有：給遙控設備的遙控指令;給指揮系統的顯示信息;給測控設備的引導信息;還有就是通過數傳設備送到西安中心的數據，包含了星上下傳的所有數據，還有測控設備采集的外測數據，這些數據都要根據時間信號打上標志。

　　信號間的接口關系是十分復雜，時序也是十分嚴格的。比如，在整秒信號后若干毫秒后，接收送來的用二進制表示的時間串碼。50毫秒信號的邊沿要和毫秒信號的邊沿對齊等。有時候，由于元件的失效，信號邊沿會出現過大的梯度，就會影響信號之間的時序關系。

　　那時候的傳輸線路并不可靠，而且幾個機房之間距離也長達十幾仍至數十米。這種情況下，接口信號的電平并不是標準的TTL電平，而是HTL電平。用正電平9-12V表示1,用負電平-9-12V表示0。接口電路倒是全用分立的三極管驅動，據說這樣抗干擾能力強。

　　用今天的眼光來看，接口全是非標準的，沒有所謂的D型接口。全是航空接頭。之所以稱航空接頭，估計用的是當年飛機上電纜接口的標準。接頭的針腳很粗，對接上后還要旋緊。沒有使用壓接頭，全是焊接。地線接出后，焊在銅條上。我還記得那些屏蔽用的線，最后要編成一指寬的銅帶，幾條銅帶象小姑娘的麻花辮一樣編好。要焊那些地線很麻煩，普通的烙鐵根本不行，必須用噴槍。

　　事實證明，這些措施在當時絕不是多余。因為后來在改造中大量使用了現在微機的接口以后，才發現可靠性有多差。

　　我所見到的測控衛星的“大型”機　十三

　　說完了四個主機，運控、內存、帶控和通道。順便聊聊外設。程序代碼的輸入用兩種方式，標準的大量代碼輸入，用的是紙帶機。程序員用穿孔機在紙帶上打孔(如果打錯了，就用紙貼上)，然后成卷的紙帶裝上光電紙帶機，象電影膠卷似的，從一個紙帶盤卷到另一個盤。光電頭在紙帶通過時，會根據孔的位置，讀出0或1。不過這東西，我去的時候已經進庫房了。因為當時程序都開發完了。另一種少量修改的方式，就是直接在控制臺上用按鍵作修改。

　　這老機器倒是配了一個碩大的鍵盤。不是今天PC機用的這種，方方正正象個棋盤似的。可以輸入數字、字母和一些符號。主要是運行任務程序時作為人機交互工具使用。不能用于輸入代碼的。

　　前面提到控制臺，那個臺子的模樣大家可以參考六七十年代的紀錄片或是科幻片什么的。上面密密麻麻地是指示燈和按鍵。機器工作的時候，燈閃燈滅的，很能營造氣氛。

　　說到機房的噪音源，除了前面說到的磁帶機之外，還有一個重要的來源，就是——打印機。

　　這個打印機號稱是高速打印機，事實上也確實是，只是沒法用幾PPM去衡量它的速度。這么說吧，有一次我誤打了幾秒鐘，發現后立即停止了打印，紙就竄出去一米多了。照這么算來，如果是A4紙的話，可能也有40頁每分鐘了。這么高的速度也是必需的，因為在當時，每次測控任務的數據，除了記磁帶之外，是必須實時打印的。大家想，每一秒鐘，計算機要接收多少數據啊?前文說過，有時間信號，有遙測信號，有外測信號，其中字節最多的就是遙測信號了。所以，在一秒鐘之內，是必須打印完當秒收到的所有數據的。

　　用過這種高速打印機后，很長一段時間，我都對當時流行的愛普生LQ1600K針打不適應。

　　這么高速的打印機，是什么工作原理?下文分解。(學人挖坑，嘿嘿)

　　我所見到的測控衛星的“大型”機　十四

　　這個系列拖了有點久了，還是趕緊把后面的續下去吧。

　　前面把717機的主要部分介紹得差不多了。今天來聊聊電源。

　　計算機沒有電源肯定是不行的。從IBM　PC開始，不，從APPLE II　開始，中國人對微機電源的概念就是一個小鐵盒。不是玩家，很少有人去注意微機的機箱和電源。以前幫人裝機的時候，見過許多人(尤其是女士)特別重視機箱的漂亮程度，至于電源，能問一下功率多大的都很少，更惶論電源的質量了。很多人自行裝機吃虧其實就在弄了個質量不好的電源。常見的是標稱功率虛高，主要某一路(如正5伏)輸出電流不夠，等后來加部件時才發現電源帶不動。如果遇到質量差的，燒了主板或CPU的情況也是有的。以前幫人裝過網吧的機子，那個朋友為了省錢，選了雜牌的機箱和電源，沒過一個月就大為后悔了。

　　微機電源基本上是開關電源。臺灣那邊稱交換電源。應該是對于“Switching Power”的譯法不同。其主要原理是：

　　開關電源就是用通過電路控制開關管進行高速的道通與截止.將直流電轉化為高頻率的交流電提供給變壓器進行變壓，從而產生所需要的一組或多組電壓。轉化為高頻交流電的原因是高頻交流在變壓器變壓電路中的效率要比50HZ高很多.所以開關變壓器可以做的很小，而且工作時不是很熱，成本很低.

　　開關電源大體可以分為隔離和非隔離兩種,隔離型的必定有開關變壓器,而非隔離的未必一定有.

　　開關電源的工作原理是:

　　1.交流電源輸入經整流濾波成直流;

　　2.通過高頻PWM(脈沖寬度調制)信號控制開關管,將那個直流加到開關變壓器初級上;

　　3.開關變壓器次級感應出高頻電壓,經整流濾波供給負載;

　　4.輸出部分通過一定的電路反饋給控制電路,控制PWM占空比,以達到穩定輸出的目的.

　　交流電源輸入時一般要經過厄流圈一類的東西,過濾掉電網上的干擾,同時也過濾掉電源對電網的干擾;

　　在功率相同時,開關頻率越高,開關變壓器的體積就越小,但對開關管的要求就越高;

　　開關變壓器的次級可以有多個繞組或一個繞組有多個抽頭,以得到需要的輸出;

　　一般還應該增加一些保護電路,比如空載、短路等保護,否則可能會燒毀開關電源.

　　前面介紹過，717機主要用的是正負5伏的直流電，通道部分則有部分的正負12伏的直流電。由于當年的器件集成度不高，數量多，所以耗電量也是相當可觀的。每個機柜最上一層都是電源模板，象個小抽屜，可以抽出來。模塊有四類，就是正負5伏及正負12伏。由于功率大，電壓低，所以電流是比較大的，印象中每個模塊可以輸出25安的電流。所以零線和地線都相當的粗，是用細銅絲編成帶，幾條帶子再象麻花辮一樣地編起來。

　　剛進機房的時候，中隊長吩咐我將維修間里的幾個備用電源模塊測一下，我二話沒說，找到一根接線，一頭插進模塊后面的座里，一頭插進市電座，一按開關，只聽清脆“啪”的一聲，電源模塊指示燈沒亮。

　　中隊長走過來，有點抱歉地說：“忘了給你說了，不能用這個接線板。”

　　我這才注意到，除了桌面上的接線板外，還有一個固定在維修桌的邊上插座。原來這個才是從機器供電線路分過來的座。

　　那么，響聲是怎么一回事呢?

　　我所見到的測控衛星的“大型”機　十五

　　這幾天工作調整，又被弄去當網管了。重操舊業，呵呵。剛接手新系統，很多事要從頭來過，甚至連設備檔案都要重新建立，忙得團團轉。河里這個系列就擱下了。

　　繼續說電源。

　　上回說到一聲響。是怎么回事?很多行家都給了回答。其實，就是保險管炸裂了。

　　保險管是在電源模塊后面，插座上方，旋開一個蓋子，就可以倒出來。按說這保險管也不應該這么容易就炸啊。

　　原來是和那個插座有關。

　　我把檢測線插進了市電座了。應該插進那個專用的檢測插座。那里才是供給機器專用的。因為機器供電的頻率和市電不同，是400周的。

　　這種中頻電源，現在還應用于一些工業場合。有興趣的同學可以放狗查查。當時，在計算機上使用這種電源的目的，估計是因為沒有開關電源，如果直接用市電變壓整流得到直流電，一個是變壓器要做得很大，一個是可控硅的質量不可靠，再一個就是得到的直流電的波形不好。所以，就必須用電動機帶動中頻發電機，產生中頻電源再供給電源模聲。

　　那些中頻發電機的質量還是很不錯的，當時每臺717機配了四臺，一共八臺。一臺中頻發電機就可以滿足一臺計算機的功率需求。但任務時必須同時開四臺，兩臺一組地分成兩組同時供電。一旦一臺故障，可以平滑地切換到另一組。在當年沒有UPS的情況下，這樣做也盡可能地提高了系統的可靠性。為了任務的完成，整個測控系統的很多子系統都是備份了再備份，冗余了再冗余，這也是航天測控的一個特點吧。

　　關于保密的問題，多說幾句。 十六

　　有河友問我，如何知道自己所寫的都解密了。當年，從入學到工作到轉業，一直都有領導講到保密的事，所以這根弦，也一直沒斷過。

　　首先，現在信息的獲得很容易，公開發表的許多信息都可以在網上找到。自己以前用維普和萬方數據庫時也順手查過，很多論文的內容比我寫的更詳細。胡世祥中將牽頭編的一本書在2000年就作為教材公開出版了，里面詳盡解釋了測控計算機和顯示監控系統的原理。

　　其次，我主要寫的是原理，數據是保密的，測控原理則世界通行，無密可保。比方說，高溫壓水核反應堆的原理，中國人知道，美國人也知道，俄羅斯人也知道，問題就在于具體的材料、工藝、技術路線了。

　　第三，這些老裝備都退役十幾年。實際上，當時我去的時候，那些裝備也只剩下二個團站在用了。其余的都已退役。我轉業之前，那些退役裝備就作為廢品處理了。

　　第四，中國航天己經相當開放了。有過一部電影叫《牧星人》，是和電視劇《中國軌道》套拍的，李雪健主演的，里面也提到了320計算機和717計算機。1980年代,美國人就參觀了西昌中心和西安中心。我所在的測控站，也早就對外開放了。很多平民都曾參觀過。

　　第五，后來的測控計算機都是從國外引進，大家不會以為中情局都是白癡，真的相信那些出國學習的理著短發或小分頭，臉色白凈，神情堅毅，沉默寡言，埋頭苦學的中國人都是大學老師，而中國大學真得需要那么多的高性能專業計算機吧。

　　謝謝朋友們的關心，也希望大家繼續關注中國的航天。

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