Scientific Data Systems   CAE     CII 

Sigma 2  10020

Quand les licences SDS furent apportées au groupe CAE/CECIS en 1965, une des machines récemment annoncées les plus prometteuses -avec le Sigma7- fut le  mini-ordinateur 16-bits Sigma 2  sorti aux USA en 1966

IL fut produit sous licence par la CII sous le nom de 10020

Cette machine pouvait se substituer aux machines plus anciennes 24-bits C90 (également sous licence SDS) et compléter l'offre temps réel du 10070 (Sigma 7).

 

 CAE/CECIS group became in 1965 a licensee for SDS Sigma computer, as were GEC UK and Elbit Israel. One of the more promising machine -with the larger Sigma 7- was the 16-bits minicomputer Sigma 2, delivered in 1966 in the US.

CII manufactured it under license under the 10020 name.

That computer could replace older 24-bits C-90 (also under SDS license) and complement the real-time offer of 10070 (Sigma 7)

La gamme de prix s'étendait autour de 800 KF

Matériel 

L’ordinateur 10020 est un ordinateur rapide de puissance intermédiaire à circuits intégrés. Sa gamme de périphériques, sa modularité et sa sécurité de fonctionnement assurée par de nombreux dispositifs, le destinent plus particulièrement à l’acquisition de mesures et à la conduite en temps réel de processus industriels.
Sa capacité de mémoire et les hautes performances de ses structures d’entrée/sortie en font un ordinateur bien adapté au domaine du calcul scientifique et de l’instrumentation.
Le support programmation du 10020 autorise un usage mixte dans lequel les applications en temps réel et les problèmes de calcul scientifique sont traités en parallèle.
Enfin, le 10020 peut également être utilisé comme terminal d’un ensemble de grande puissance tel que l’ordinateur 10070.

 

Unité mémoire

· Mémoire à cycle de 900 ns. (16 bits + parité)

· Accès direct à la mémoire.

· Protection mémoire par pages de 256 mots en option.

· Capacité mémoire de 4 à 80 K mots de 16 chiffres binaires. La mémoire interne a une capacité de 16 K mots maximum. Au delà, la mémoire est externe.

· Protection d’écriture en mémoire en option.

 

Format de l’information

· L’unité mémoire et le mot de 16 bits qui contient soit :
- une quantité alphanumérique composée de deux octets,
- une quantité numérique composée de 15 bits. plus signe,
- une quantité logique constituée de 16 bits
- une instruction.
The SDS 16-bit processors use one- or two-word instructions. Most of the instructions are one-word types consisting of a 4-bit operation code, a 4-bit address control field, and an 8-bit address field.

The opcodes are:

  

    0   WD             Write Direct
    1   RD,IO,2-word   Read Direct, Input/Output, 2 word
                       instructions
    2   Shifts         Arithmetic, Circular, left/right,
                       single/double                  
    3   MUL,FMP        Multiply, Floating Multiply
    4   Branch         Unconditional
    5   DIV,FDV        Divide, Floating Divide
    6   Branch         Conditional
    7   Register       ADD, AND, CLR, CPY, EOR, OR
    8   LDA,FLD        Load Register A, Floating load
    9   AND            Logical AND
    A   ADD,FAD        Add word, Floating add
    B   SUB,FSB        Subtract, Floating subtract
    C   LDX            Load Index
    D   CP,FCP         Compare, Floating compare
    E   STA,FST        Store Register A, Floating store
    F   IM             Increment memory

    The address control field is:

          RIXS
        
            R - Self-relative address  (eliminates S)
            I - Indirect address       (only one level)
            X - Post-indexing
            S - Pre-indexing
          
    The 8 16-bit registers have specific purposes:
        
         0  Zero-source
         1  Program Address
         2  Link Address
         3  Temporary Storage
         4  Index 1 (Post index)
         5  Index 2 (Pre index)
         6  Extended Accumulator
         7  Accumulator

The floating point instructions are controlled by a bit in the PSD. The processors can run protected (master/slave). There is a set of 16 16-bit write protect registers, 2 condition codes (overflow, carry), and 2 interrupt inhibit bits (internal, external).

extracted from http://www.andrews.edu/~calkins/profess/SDSigma7.htm#CH2

 


photo unité centrale SDS Sigma 2

Unité centrale

· L’unité centrale est composée d’un groupe de registres et d’une unité arithmétique et de commande.

· Le groupe de registres est composé de trois ensembles :

Tous ces registres comportent 16 bits et sont individuellement adressables. Leur temps de lecture est de 60 ns.

· Jeu de 37 codes opération majeurs.


Load 16-bits 2.25 µs
Store 16-bits 2.25 µs
Add 16-bits 2.25 µs
Multiply 10.35 µs
Divide 10.80 µs
temps d'instructions

· Options de l’unité centrale :

 

Système d’interruption

Le système d’interruptions possède 148 niveaux, dont 16 internes et 132 externes. Ces niveaux sont répartis dans les groupes suivants :

 

Liaisons avec l’extérieur

Les communications de l’ordinateur 10020 avec l’extérieur peuvent être établies par l’intermédiaire de 4 types de liaisons physiques différentes :

 

· Le système des voies automatiques

Chaque voie d’entrée/sortie (4 standards, 20 au total avec extension par module de 4) possède ses propres registres rapides et opère indépendamment des autres voies sans requérir l’action de l’unité centrale. Les données sont transférées à raison d’un octet à la fois. Pour les périphériques à grand débit, les octets sont assemblés en mots dans la section entrée/sortie et un seul appel mémoire est lancé pour 2 octets. Pour les périphériques lents, un appel est lancé à chaque octet pour réaliser une opération d’écriture partielle en mémoire.

Toutes les voies d’entrée/sortie peuvent opérer simultanément avec un débit global de 400 000 octets/s.

 

· Le canal direct

Ce dispositif optionnel permet par une instruction de transférer un mot de 16 c.b. depuis ou vers le registre accumulateur A. Cette même instruction procure de plus 16 c.b. d’adresse en vue d’une sélection externe, et accepte les états d’information émis par un équipement externe, ce qui permet des tests rapides d’une condition externe. Le canal direct est généralement utilisé pour des transferts de flots de données très brefs ou asynchrones qui ne requièrent pas une voie automatique.

 

· Le système d’accès direct à la mémoire

Ce système procure de 1 à 5 chemins d’accès à chacun des 4 modules de mémoire externe, selon leur type. Il est utilisé pour les transferts à très grand débit depuis ou vers des équipements périphériques ou encore d’autres ordinateurs 10020 ou 10070.

 

Logiciel:

Les systèmes de programmation du 10020 permettent à l’utilisateur d’exploiter au mieux de ses possibilités cet ordinateur. Sous le contrôle de ses moniteurs, l’ordinateur peut effectuer deux ou plusieurs tâches simultanément.

Les systèmes de programmation du 10020 sont modulaires. L’utilisateur a le choix entre 3 niveaux qui sont, du plus simple au plus élaboré : utilisation en autonome, Moniteur de base, Moniteur de traitement groupé en temps réel, chaque niveau étant un surensemble compatible du précédent.

 

· Niveau autonome

Le 10020 est dans ce cas entièrement consacré au contrôle de processus en temps réel et les programmes ne sont compilés ou assemblés que lorsque l’ordinateur est déconnecté du processus temps réel. L’utilisation en autonome est possible pour toutes les configurations qui comprennent au minimum : une mémoire de 8 K mots, une machine à écrire et un lecteur/perforateur de ruban. L’utilisateur dispose pour l’écriture de ses programmes d’un assembleur SYMBOL, d’un compilateur FORTRAN IV de base, d’une bibliothèque complète de sous-programmes mathématiques et de gestion des entrées/sorties, de programmes d’aide à la mise au point.

 

· Moniteur de contrôle de base

Le Moniteur de contrôle de base offre tous les avantages liés à l’usage multiple d’un ordinateur mais ne requiert cependant qu’une configuration minimale : 8 K mots de mémoire, une machine à écrire et un lecteur/perforateur de ruban. Des opérations de centre de calcul peuvent être exécutées simultanément avec le contrôle de processus en temps réel.

Le Moniteur de contrôle de base effectue et contrôle toutes les opérations privilégiées telles que la mise en oeuvre des entrées/sorties, des interruptions, de la protection mémoire. Il contrôle aussi le partage des ressources de la machine entre les programmes en temps réel et les programmes de centre de calcul. Enfin, il assure le dialogue avec l’opérateur.

 

· Moniteur de traitement groupé en temps réel

Le Moniteur de traitement groupé utilise les techniques de programmation les plus élaborées en vue de l’utilisation optimale du 10020. Il exige un minimum de 16 K mots de mémoire et l’utilisation d’un disque RAD.

Ce moniteur met à la disposition de l’utilisateur toutes les facilités d’un moniteur d’enchaînement des travaux et simultanément gère la mise en œuvre de processus en temps réel critiques. Il présente toutes les caractéristiques du Moniteur de base dont il est le sur-ensemble compatible. De plus, l’utilisation du disque RAD (temps d’accès moyen 20 ms - cadence de transfert 188 000 octets/s) permet la mise en œuvre de techniques nouvelles. Ainsi les programmes temps réel peuvent être incorporés de façon permanente dans le moniteur au moyen de programme de Génération de Systèmes. Mais de plus, ils peuvent être appelés dynamiquement en mémoire soit parce qu’ils sont résidents sur disques, soit parce qu’ils sont chargés par l’opérateur comme de nouveaux travaux à exécuter en priorité.

Les programmes temps réel peuvent aussi faire appel au programme de Point de Reprise. Ce programme permet de préserver sur disque le contenu des mémoires utilisées par les programmes de centre de calcul. Ces mémoires ainsi libérées sont utilisables par les programmes temps réel qui disposent ainsi de toute la capacité de mémoire disponible pour exécuter des travaux additionnels. Lorsqu’ils sont terminés, le moniteur rétablit l’état antérieur de l’ordinateur et les travaux en centre de calcul reprennent.

 

Périphériques

- Machine à écrire, 10 car/s,

- Lecteurs et perforateurs de ruban : cadence de lecture, 20 et 300 car/s, cadence de perforation, 10 et 50 car/s,

- Lecteurs de cartes : 150, 400 et 1200 cartes par minutes,

- Perforateurs de cartes : 60 et 300 cartes par minutes,

- Imprimantes : 200, 600 et 1000 lignes par minute,

- Unités de bandes magnétiques :

9 pistes, 800 bpi, 75 ips, 60 K octets/s,

9 pistes, 800 bpi, 37,5 ips, 30 K octets/s,

7 pistes, 200/556/800 bpi, 75 ips, 15/41,7/60 K octets/s

7 pistes, 200/556 bpi, 37,5 ips, 7,5 à 20,8 K octets/s,

- Unités de disques à accès rapide : débit 188 K octets/s, temps d’accès moyen 20 ms, capacité 0,75 et 3 millions d’octets,

- Équipements de transmission : coupleur de transmission télégraphique et téléphonique,

- Équipements de visualisation,

- Périphériques temps réel.

Clients

La première livraison du Sigma 2 (alias 10020) en France date de 1968. Sur les 32 machines livrées en fin 1969, 17 ont été importées de SDS. 
En 1970, la compagnie rapporte que "Le calculateur 10020, reproduit sous licence SDS, sort depuis peu de l'usine de Toulouse, à la cadence de 5 calculateurs par mois ; 80 appareils ont été lancés cependant que 19 avaient été importés des États-Unis pour satisfaire les premiers clients. Ce calculateur correspond de façon satisfaisante à un besoin du marché dans le domaine scientifique et temps réel mais il subit une certaine concurrence à la suite, notamment, de l'annonce par SDS d'un ordinateur Sigma 3."
Certains problèmes ont été rencontrés lors de la fabrication sous licence : pas de source européenne pour certains circuits intégrés DTL incompréhension sur les tolérances, défauts dans la fabrication de modules SDS.

Il semble que l'activité commerciale sur cette machine se soit arrêtée courant 1972. La plupart des systèmes ont été fournis dans le cadre de contrats à des sociétés d'enginérie appartenant aux groupes des maisons mères.

CENA Navigation aérienne plusieurs 10020 pour le déport des images radar traitées sur 10070 (mars 1969)

Quelques clients:

-Eurocontrol à Bruxelles et Leendam : acquisition et traitement de données radars.
- Eurocontrol à Bretigny : deux 10020 pour traitement des plans de vol, détection des conflits et gestion d’un central téléphonique.

- SESCOSEM : étude et dessin de masques de circuits intégrés et calcul scientifique.

- R.N.U.R. (5 systèmes) : intégration dans des systèmes complexes allant de la conception à la réalisation des formes et des outillages.

- SOLLAC : deux 10020, l’un au contrôle en temps réel d’une ligne d’étamage, l’autre au contrôle en continu d’un laminoir.

- CERCI : gestion et conduite de l’aciérie à oxygène n° 2 de la Société Usinor à Dunkerque.

- Deux 10020 commandés par CITEC-GIE (groupe SODETEG), destinés à des systèmes pour l’ONERA et USINOR (applications temps réel).

- Institut français du pétrole : deux 10020, l’un pour la navigation automatique à bord d’un navire de prospection, l’autre au contrôle d’un laboratoire d’essais de moteurs.

- CEA Français Réacteur atomique Phenix à Cadarache : deux 10020 pour l’automatisation du réacteur.

- C.H.U., Centre Hospitalier Universitaire à Hanovre : dépouillement d’enregistrement d’électro-cardiogrammes.

- Projet Symphonie, Belgique : essais du satellite de télécommunications Symphonie avant lancement.

- Régie des voies aériennes belges, projet COM : deux 10020 pour commutation des messages météorologiques du territoire belge sur la boucle Londres-Paris.

- SODETEG : contrôle de la signalisation dans une gare de triage.

- TRINDEL : contrôle des bancs d’essais du LRBA, Laboratoire de Recherches Balistiques et Aérodynamiques.

- L.M.T. : intégration à un simulateur de vol.

- L.M.T., Le Matériel Téléphonique : 3 systèmes qui seront intégrés dans des systèmes de simulation de vol.

- Service Technique de l’Aéronautique : 3 systèmes pour simulateurs de vol Mirage F1, 3E et 3R

- S.N.I.A.S., Toulouse : mise au point de programmes complémentaires de vol et de contrôle du simulateur d’entraînement Airbus.

-R.A.T.P., péages automatiques pour le réseau urbain : 14 systèmes ; mise en service été 1974.

 

- Université de Milan : calcul scientifique.

- ENEL à Milan : calcul scientifique.

- École centrale lyonnaise : enseignement de l’informatique.

- C.N.E.S., Centre National d’Études Spatiales : centre de calcul.

- Pinin-Farina à Turin : application scientifique.

Fin 1972, 144 systèmes étaient installés et il en restait 18 en commande