К книге
Проект «Сфера-80»: ОлимпиадаГлава 19 Спецсвязь и кремниевый ликбез
43%
Глава 19 Спецсвязь и кремниевый ликбез
19

Утро в лаборатории началось привычно. Гудели дроссели осциллографов, щелкали тумблеры на блоках питания, а в воздухе висел густой запах канифоли, смешанный с ароматом остывшего чая и бумажной пыли. Саша Птицын тихо ругался в углу, пытаясь залудить упрямый контакт на макетной плате, Люба Ветрова задумчиво грызла колпачок авторучки, склонившись над миллиметровкой. Алексей Морозов стоял у окна, методично потирая переносицу. Обычная рутина.

Идиллия разрушилась ровно в девять часов пятнадцать минут.

Тяжелая дверь лаборатории открылась медленно, с ведомственной основательностью. На пороге возник человек в форме. Строгий китель, аккуратные петлицы, на боку под портупеей — тяжелая кобура с табельным пистолетом. Но главное — в руках он держал объемистый, слегка выцветший брезентовый мешок, горловина которого была наглухо перехвачена суровой ниткой и увенчана массивной бляхой сургучной печати.

В лаборатории мгновенно повисла тишина. Саша замер с занесенным паяльником, капля олова сорвалась с жала и с шипением упала на деревянную столешницу. Люба выронила ручку. Даже осциллографы, казалось, стали гудеть на тон ниже. Визит фельдъегеря спецсвязи в обычное, рядовое конструкторское бюро был событием экстраординарным, сродни падению метеорита.

— Морозов Алексей Николаевич? — голос курьера прозвучал сухо, казенно, без малейших интонаций. Он безошибочно вычленил Алексея из присутствующих, словно заранее изучил фотографию в личном деле.

— Я, — Морозов отделился от подоконника и сделал шаг навстречу. Внутренне он подобрался. Майор Сергеев сдержал слово. Механизм, запущенный в московском кабинете, сработал с пугающей эффективностью.

— Предъявите документ, удостоверяющий личность.

Алексей достал из внутреннего кармана пиджака, висящего на спинке стула, паспорт и протянул фельдъегерю. Тот внимательно, сверяя каждую букву и переводя цепкий взгляд с фотографии на оригинал, изучил документ. Затем кивнул, вернул паспорт и положил брезентовый мешок на ближайший свободный стол, предварительно смахнув с него обрезки проводов.

— Распишитесь в журнале. Время, дата, расшифровка подписи.

Курьер извлек из планшета прошнурованную книгу учета. Алексей взял предложенную ручку. Бумага под пальцами казалась необычно плотной. Он вывел свою фамилию, чувствуя, как за спиной сгрудилась почти вся лаборатория, не смея, однако, подойти ближе чем на метр к опечатанной таре.

— Груз передан в целостности. Печать не нарушена, — констатировал фельдъегерь, забирая журнал. Он козырнул, развернулся через левое плечо и чеканным шагом покинул помещение. Дверь за ним закрылась с тяжелым стуком.

Несколько секунд в КБ-3 стояла абсолютная тишина. Все смотрели на мешок.

— Лёша… — полушепотом нарушила молчание Люба, делая осторожный шаг вперед. — Это что? Откуда?

— Это, Любовь Анатольевна, наше будущее, — Морозов криво усмехнулся, доставая из кармана брюк перочинный нож. — Приехало московским экспрессом прямо из фондов, о которых нам с вами лучше не знать.

Он подцепил лезвием суровую нитку. Сургуч с сухим треском разломился надвое, обнажив кусок шпагата. Запахло казенной смолой и суровой тканью. Алексей развязал горловину и заглянул внутрь. Там, переложенные слоями плотной серой бумаги, лежали несколько картонных коробок без единой типографской надписи. Только штампы ОТК и ряды цифр, нанесенные фиолетовыми чернилами.

Морозов извлек коробку и открыл крышку.

Люба ахнула и прижала ладони к щекам. Саша Птицын, забыв про свой паяльник, вытянул шею так, что едва не свернул позвоночник.

Внутри коробки, аккуратно уложенные в ячейки черного токопроводящего поролона, ровными рядами лежали они. Микросхемы в керамических корпусах, окрашенных в благородный темно-сиреневый цвет, по бокам которых тускло мерцали золотом толстые, надежные выводы.

Алексей осторожно, двумя пальцами, взял одну из них. Керамика холодила кожу. Сами микропроцессоры К580 у них уже были, надежно хранились до поры в сейфе. Но голый процессор без генератора фаз и контроллера состояний представлял собой просто кусок дорогой, хоть и очень умной керамики.

— Системные контроллеры… ВК-двадцать восемь. И тактовые генераторы ГФ-двадцать четыре! — выдохнула Люба, подходя вплотную и перебирая взглядом ряды микросхем, словно желая согреться от них. — И не пластик, а оборонная керамика. Пятая приемка. Господи, Лёша, как ты это пробил? Нам же на весь год официально ни одного корпуса не выделяли!

— Места надо знать, — философски заметил Морозов.

— Это же полная обвязка к нашим камням! — глаза Любы расширились от чистого инженерного восторга. — Всегда же только ядра присылают, а остальное заставляют на рассыпухе городить! А тут… тут же всё есть! У нас готовые комплекты, можно шину строить без костылей!

Алексей смотрел на золотые контакты, и триумф в его груди медленно смешивался с холодным осадком. Эти коробки были материальным подтверждением его договора с системой. В каждую эту микросхему был впаян невидимый жучок абсолютной подотчетности. Но отступать было некуда. Архитектура требовала кремния.

Дверь снова распахнулась. На этот раз вошел Михалыч. Начальник КБ-3 в своем вечном потертом пиджаке двигался тяжеловесно, но смотрел цепко. Он сразу оценил мизансцену: сгрудившуюся вокруг стола команду, вспоротый брезентовый мешок спецсвязи и сияющие золотом коробки.

Михалыч подошел, молча взял одну микросхему из поролона, покрутил ее перед глазами, хмыкнул и аккуратно положил обратно.

— Спецпочта, значит. Без накладных через мой стол, — произнес он низким, вибрирующим голосом. Он посмотрел на Морозова долгим, тяжелым взглядом, в котором читалось полное понимание того, в какие игры начал играть его ведущий инженер. Но спрашивать о цене Михалыч не стал. Он был мудрым человеком. — Богато. Очень богато, Алексей. Значит, выбил-таки родную обвязку к своим процессорам. Это уже точно не игрушки на логике. Серьезный шаг.

— Это кровь и нервы для нашей машины, Иван Михайлович. Мы переходим на новый уровень.

— Переходите, — согласился начальник, закладывая руки за спину. — Только вот что я тебе скажу. Ты этого зверя в институт притащил, тебе за него и отвечать. Соседи наши по этажу, которые аналоговыми машинами занимаются, уже воют, что мы им планы портим и фонды забираем. А теперь, когда их к нам присоединили, они вообще саботаж устроят. Они твои микросхемы за бесовство считают.

Михалыч тяжело оперся о край стола.

— Завтра в десять утра проводишь расширенный техсовет в большом актовом зале. Для всего НИИ. И особенно для этих, из расформированного второго отдела. Они должны понимать, куда ветер дует, и почему их стрелочные вольтметры отправляются на свалку истории. Подготовься, Алексей. Съедят они тебя без соли, если дашь слабину. Но я в тебе не сомневаюсь.

* * *

Большой актовый зал НИИ «Электронмаш» дышал монументальной скукой и запахом старой шерсти. Высокие потолки с массивными люстрами терялись в пыльной полутьме, а ряды тяжелых дубовых кресел с откидными сиденьями, казалось, были привинчены к полу навечно. Солнечный свет с трудом пробивался через плотные бархатные шторы, оставляя на паркете косые, пыльные полосы.

Зал был полон. В первых рядах кучно сели инженеры из бывшего КБ-2 — «аналоговики». Люди за пятьдесят, ветераны радиоэлектроники в мешковатых костюмах. Перед ними на откидных столиках лежали общие тетради и логарифмические линейки. Они переговаривались вполголоса, бросая на пустую трибуну раздраженные взгляды. Для них цифровая техника была чуждой, а выскочка Морозов казался прямой угрозой их привычному миру синусоид и операционных усилителей.

Алексей стоял у доски, покручивая в пальцах кусок мела. Он чувствовал этот холод, исходящий от первых рядов. Люба и Саша сидели сбоку, напряженные, как струны. Михалыч устроился в президиуме, скрестив руки на груди, всем своим видом демонстрируя нейтралитет.

Морозов дождался, пока стихнет гул голосов. Тишина установилась не сразу, неохотно.

— Доброе утро, товарищи, — начал Алексей, и его голос, ровный и уверенный, отразился от деревянных панелей зала. — Сегодня мы собрались, чтобы обсудить архитектуру микропроцессорных систем и причины, по которым наше КБ переходит на полностью дискретную логику обработки данных.

Он повернулся к доске и начал чертить. Мел сухо скрипел по грифелю. Морозов рисовал не просто абстрактные квадраты, он разворачивал перед залом структуру будущего. Центральный процессор, системная шина данных, шина адреса, блоки памяти, контроллер прерываний. Его рука двигалась быстро и точно. Он не читал по бумажке, он жил в этой схеме.

— В основе лежит принцип разделения аппаратной и программной среды, — Морозов постучал мелом по квадрату ПЗУ. — Мы больше не паяем алгоритм. Мы его пишем. Физическая схема остается неизменной, меняются только инструкции, которые процессор считывает из памяти. Это дает нам универсальность, недостижимую при жесткой аппаратной логике.

Он не успел закончить мысль. С первого ряда тяжело поднялся грузный мужчина с седыми усами щеточкой — бывший ведущий инженер КБ-2. Он поправил очки в роговой оправе и откашлялся.

— Позвольте, товарищ Морозов. Все это красиво на доске, — его голос был скрипучим, полным сарказма. — Вы нам тут сказки про универсальность рассказываете. А как ваша цифровая игрушка обработает непрерывный сигнал? Скажем, с датчика давления на химическом реакторе? У нас сигнал идет плавно, мы его операционным усилителем масштабируем и выдаем точнейшую кривую. А у вас? Пока ваш хваленый процессор будет байты туда-сюда по шине гонять, давление скакнет, и реактор взлетит на воздух! Где ваша мгновенная реакция?

По рядам аналоговиков прокатился одобрительный гул. Кто-то постучал карандашом по столу. Они ждали, что Морозов начнет оправдываться.

Но Алексей лишь едва заметно улыбнулся. Он ждал этого вопроса. Он повернулся к доске и нарисовал рядом с шиной новый блок, от которого провел стрелку прямо к ядру.

— Мгновенная реакция, товарищ Семенов, обеспечивается механизмом аппаратных прерываний, — Морозов произнес это спокойно, без вызова, как академический факт. — Нам не нужно постоянно опрашивать датчик и тратить на это ресурсы системы. Датчик давления через аналого-цифровой преобразователь подключается к контроллеру прерываний. Как только уровень выходит за заданный предел, контроллер физически дергает вывод процессора. Машина бросает все текущие задачи, сохраняет свое состояние в стек и за микросекунды переходит к подпрограмме аварийного сброса. Быстрее, чем ваш операционный усилитель прогреется до рабочих температур.

Семенов насупился, переваривая информацию. Но тут вскочил другой инженер, худой, как жердь, с горящими глазами.

— А надежность⁈ — выкрикнул он. — Ваша дискретная логика держится на соплях! Аналоговые приборы работают десятилетиями. Да, они большие. Но если напряжение в сети просядет на полвольта, наш фильтр просто даст небольшую погрешность на выходе. Система устоит! А что будет с вашими цифровыми регистрами при просадке питания? У вас ноль превратится в единицу, бит перевернется, и ваша программа выдаст команду на открытие шлюза вместо закрытия! Вы понимаете, какова цена ошибки в вашей хрупкой цифре?

Морозов положил мел на полочку. Он спустился с помоста на один шаг, сокращая дистанцию.

— Вы правы в одном. Цифра требует стабильного питания. И именно поэтому мы забираем ваши кадры, — Алексей обвел взглядом зал. — Мне нужны ваши лучшие специалисты по блокам питания, чтобы обеспечить идеальные пять вольт для системы. Но давайте говорить о надежности честно.

Морозов сделал паузу, позволяя тишине вновь заполнить зал.

— Ваша аналоговая машина подвержена температурному дрейфу. У вас стареют конденсаторы, усыхают электролиты, меняется сопротивление резисторов от влажности в цеху. Ваш прибор нужно калибровать отверткой каждый месяц. Ваша «небольшая погрешность» накапливается. А цифра, — Алексей поднял руку, сжав пальцы в кулак, словно удерживая в них абсолютную истину, — цифра детерминирована. Ей плевать на влажность и старение элементов до тех пор, пока напряжение находится в заданных пределах ТТЛ-логики. Ноль — это всегда ноль. Единица — это всегда единица. Мы можем продублировать вычисления трижды за долю секунды и сравнить результаты. Мы можем внедрить биты четности в память. Если произойдет сбой, машина не выдаст ошибку на шлюз, она остановится и просигнализирует об аварии. Это не хрупкость. Это абсолютный, математический контроль над процессом.

В зале стало тихо. Скрип стульев прекратился. Морозов видел, как меняются лица в первых рядах. Враждебность никуда не исчезла, но она начала мутировать. Снобизм уступал место инженерному любопытству. Эти люди всю жизнь решали сложнейшие задачи с помощью паяльника и медного провода, и сейчас перед ними открывалась совершенно иная физика процессов.

— Зачем городить огород? — подал голос пожилой конструктор с заднего ряда, но в его тоне уже не было агрессии, только сомнение. — Вот вы добыли процессоры. А теперь еще и спецпочтой к ним контроллеры и генераторы фаз выписали. Зачем три микросхемы на один процессорный узел? Поставили бы один мультивибратор для тактирования на транзисторах, дешево и сердито. Зачем усложнять?

Алексей вернулся к доске. Он стер часть схемы тряпкой, подняв облачко белой пыли, и быстро набросал временную диаграмму: два неперекрывающихся меандра.

— Потому что процессор К-пятьсот восемьдесят требует двухфазной синхронизации с неперекрывающимися тактовыми импульсами амплитудой в двенадцать вольт, — Морозов говорил быстро, чеканя термины. — Ваш мультивибратор даст фронт завала в пару микросекунд. Для аналоговой схемы это незаметно. Для процессора, работающего на частоте два мегагерца, заваленный фронт — это пропуск такта. Рассинхронизация шины данных. Крах системы. Генератор ГФ-двадцать четыре аппаратно обеспечивает жесткие фронты и идеальный сдвиг фаз. Мы усложняем обвязку, чтобы получить беспрецедентную скорость и стабильность ядра.

Морозов повернулся к залу. Он чувствовал этот момент. Момент, когда старая эпоха надламывается под тяжестью неоспоримой, холодной логики новой технологии.

— Вы привыкли мыслить мультивибраторами и фильтрами. Вы привыкли, что изменение функции прибора требует перепайки половины шкафа. Я предлагаю вам систему, в которой изменение функции требует только загрузки новых данных. Это не игрушка. Это инструмент, который оставит все ваши наработки в каменном веке, если вы не научитесь им пользоваться.

* * *

Кульминация техсовета наступила незаметно. В какой-то момент аналоговики перестали защищать свое прошлое и начали тестировать на прочность будущее. Вопросы посыпались один за другим, но теперь они носили сугубо прикладной характер.

Семенов, тот самый усатый инженер, стоял у доски рядом с Морозовым, водя толстым пальцем по нарисованной шине адреса.

— Допустим. Допустим, мы переводим датчики на АЦП, — бурчал он, щурясь на схему. — Но у вас шестнадцатиразрядная шина адреса. Это шестьдесят четыре килобайта памяти. Куда вам столько? Вы что, Большую Советскую Энциклопедию туда грузить собрались? У нас весь алгоритм управления линией в матрицу диодов помещается!

— Сегодня помещается, — кивнул Алексей, вытирая перепачканные мелом руки влажной тряпкой. — А завтра технолог попросит добавить анализ трендов. Послезавтра — вывод графиков на телевизионный экран. Шестьдесят четыре килобайта — это не избыток, товарищ Семенов. Это пространство для роста. Мы создаем архитектуру, которая сможет масштабироваться годами, не требуя замены железа.

Скепсис на лице Семенова боролся с осознанием открывающихся перспектив. В глазах старого инженера загорелся тот самый специфический блеск, который появляется у профессионала, когда он видит изящное, хоть и пугающе сложное решение задачи.

Техсовет завершился медленным, вдумчивым расхождением по рабочим местам. Люди уходили, обсуждая услышанное. Гул голосов в коридоре был плотным, нагруженным новыми терминами.

Алексей собирал свои записи с кафедры. Михалыч подошел сзади и тяжело похлопал его по плечу.

— Убедительно. Не уверен, что они всё поняли про твои прерывания, но авторитетом ты их задавил грамотно. Теперь они будут ворчать, но саботировать не посмеют. Боятся отстать от паровоза.

Морозов кивнул, глядя на пустой зал. Внутри него было странное опустошение. Он не чувствовал себя героем-просветителем. Он понимал, что просто делает свою работу — вдалбливает основы цифровой гигиены в головы людей, которые через пару лет будут проектировать военную электронику. Он не спасал Советский Союз от развала. Он просто строил машину, которая должна была работать правильно, без костылей и идеологической шелухи. И это ощущение сугубо инженерной, прагматичной цели давало ему силы.

* * *

Лаборатория опустела, ушли домой Саша и чертежницы. Остались только двое. Летние сумерки за окном окрасили небо над Владимиром в глубокий фиолетовый цвет.

На рабочем столе Морозова, в круге света от единственной включенной настольной лампы, лежал макетный стенд. Кусок текстолита, усеянный отверстиями, из которого торчали десятки разноцветных монтажных проводков. В центре этой паутины величественно возвышалась керамическая плита микропроцессора К580. Рядом с ним, как верные оруженосцы, стояли микросхемы контроллера и генератора.

Запах в комнате изменился. В воздухе остался только острый аромат озона от работающего блока питания и сладковатый душок паяльного флюса. Слышалось мерное тиканье настенных часов.

Люба Ветрова сидела на соседнем табурете, подперев подбородок рукой. Ее глаза слипались от усталости, но она завороженно смотрела на макет.

Алексей аккуратно, пинцетом, подогнул вывод резистора и вставил его в отверстие платы. Раздался тихий, удовлетворяющий хруст фиксации.

— Питание подведено. Синхронизация заведена на ядро, — негромко произнес Морозов, словно боясь спугнуть момент. Он взял щуп осциллографа и прижал его к двенадцатой ноге генератора.

На круглом, зеленоватом экране прибора дернулась и замерла идеальная, прямоугольная форма сигнала. Фронты были крутыми, как обрывы, без единого намека на завал или дребезг.

— Идеальный меандр, — Люба выдохнула с облегчением. Она потерла уставшие глаза. — Ядро бьется. Лёша, мы его запустили. Пока в холостом режиме, но оно живое.

Алексей отложил щуп и откинулся на спинку жесткого стула. Он смотрел на хитросплетение проводов, и в его голове уже разворачивалась архитектура будущих проблем. То, что они запустили тактирование — это лишь первый шаг младенца.

— Живое, — согласился он, массируя виски. — Завтра начнем подцеплять к шине адреса блоки памяти.

Люба слабо улыбнулась.

— Женя обрадуется. У него теперь будет нормальный полигон для его операционной системы, а не наши бумажные распечатки.

— Женя обрадуется ровно до того момента, как он или Олег попытаются вывести картинку на экран, — задумчиво ответил Морозов.

Он уже видел этот неизбежный конфликт. Громову нужна будет динамика, он захочет, чтобы его код исполнялся без задержек. Но видеопамять находится на той же системной шине. Чтобы телевизор показывал стабильное изображение, видеоконтроллер должен будет постоянно читать эту память, отбирая драгоценные машинные такты у ядра. Прямой доступ к памяти. ПДП. Это будет бойня за каждый герц, за каждый миллисекундный интервал, и Олегу придется доказывать Жене, что физика луча кинескопа диктует свои условия.

Но это будет завтра. Или через неделю.

А сейчас Алексей Морозов просто смотрел на керамический прямоугольник, мерцающий золотыми контактами в свете вольфрамовой лампы. Сердце будущей машины забилось на столе в провинциальном НИИ, отсчитывая свои первые два миллиона тактов в секунду.

Предыдущая главаГлава 19 из 44Следующая глава