Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Welche digitale Elektronik war an Bord der Voyagersonden, die 1977 gestartet sind?


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von Chris (Gast)


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Hallo,
wie der Titel schon sagt würde mich interessieren, welche digitale 
Elektronik an Bord der beiden fast identisch aufgebauten Voyagersonden 1 
und 2 verwendet wurde, die 1977 ins All gestartet sind.

Wurden dort schon Mikrocontroller verbaut, wurde zu der Zeit bereits in 
8-Bit-Technologie gearbeitet?

Die Sonden und ihre Routen durchs All sind ja legendär und sie sind bis 
heute im Einsatz und übermitteln immer noch Daten, die verwendete 
Technologie muss also extrem robust sein.

Weiß jemand näheres?

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


Angehängte Dateien:

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Genaue Bezeichnungen der verwendeten Hardware habe ich nicht, aber ich 
hänge mal den alten 30-Jahresplan für die Sonden an, in denen 
umfangreich besprochen wird, wie das alles funktioniert.
Das Dokument ist von 1997...

von Rüdiger B. (rbruns)


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Hier alle Infos:
https://www.bernd-leitenberger.de/voyager-sonde.shtml
https://www.bernd-leitenberger.de/computer-raumfahrt2.shtml

Die CPU aus 150 TTL Bausteinen in MSI (Medium Scaled Integrated Circuts)
mfg Rüdiger

von Günni (Gast)


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Als Student habe ich an der Uni Braunschweig eine Makrosteuerplatte für 
das Projekt Helios entworfen. Es handelte sich um eine "State-Machine" 
aufgebaut aus LS-TTL-Bausteinen. Die Sonden wurden 1970 bis 1974 
gestartet - meine Baugruppe war mit dabei. 1974 habe ich bei den 
Olympia-Werken an der Entwicklung des eigenen 8-Bit-Mikroprozessors CP2F 
mitgewirkt. Es war ein Vorgänger der späteren F8-Familie von Fairchild, 
der in PMOS-Technologie aufgebaut war. Der F8 war einer der ersten 
Prozessoren in NMOS-Technologie. Intel brachte damals mit dem 8008 eine 
NMOS-CPU auf den Markt. (Vorher gab es von Intel nur die 4-Bit CPU 4004. 
All diese MOS-Bautsteine waren damals kaum raumfähig. So vermute ich, 
dass die 1977 gestarteten Voyagersonden wohl noch mit diskreten 
LSTTL-Bausteinen aufgebaut waren.

von F. M. (foxmulder)


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Schau, das kannst du selber um einiges effektiver recherchieren als es 
hier jemand schreiben könnte.

Diese Doku kann ich dir noch empfehlen, mit einigen Leuten von damals.
https://www.youtube.com/watch?v=PVH6t9tskWQ

mfG

von Chris (Gast)


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Vielen Dank für die Links und Antworten, schon mal sehr aufschlussreich!


Was für eine Art Lötzinn benutzt man für solche Missionen?

Wie hat man 1977 die Elkos ersetzt (Tantalkondensatoren neigen zum 
spontanen Durchschlagen und Multilayer gab es damals noch nicht)?

Wie sind die flüchtigen Speicher und die Eproms mit der harten Strahlung 
im All fertig geworden?


Günni schrieb:
> Es handelte sich um eine "State-Machine"
> aufgebaut aus LS-TTL-Bausteinen. Die Sonden wurden 1970 bis 1974
> gestartet - meine Baugruppe war mit dabei.

Das ist ja cool!

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Chris schrieb:
> Wie hat man 1977 die Elkos ersetzt (Tantalkondensatoren neigen zum
> spontanen Durchschlagen und Multilayer gab es damals noch nicht)?
>
> Wie sind die flüchtigen Speicher und die Eproms mit der harten
> Strahlung im All fertig geworden?


Wenn du einfach mal den Links folgen und lesen würdest, dann müßtest 
du nicht so dumme Fragen stellen. Anlaufpunkt #1 wäre die Wikipedia und 
die Artikel von Bernd Leitenberger sind dort selbstredend verlinkt.

Beitrag #6782638 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Günni (Gast)


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Chris schrieb:
> Wie hat man 1977 die Elkos ersetzt (Tantalkondensatoren neigen zum
> spontanen Durchschlagen und Multilayer gab es damals noch nicht)?
>
> Wie sind die flüchtigen Speicher und die Eproms mit der harten Strahlung
> im All fertig geworden?

Tantalkondensatoren waren wegen der geringen Zuverlässigkeit verboten. 
Multilayer gab es schon. Das Board, das ich entwickelt habe, hatte 4 
Lagen.

Speicher waren damals (meist) Ringkernspeicher (um veränderliche Daten 
nichtflüchtig zu halten) oder gebrannte bipolare PROMs. Das einzige 
EPROM, das es damals gab, war das 1702. Etwas später folgten dann das 
2704 und das 2708, beide mit 3 Versorgungsspannungen (+12V, +5V und 
-5V), sehr teuer (1974: 200,- DM / Stück), lange Lieferzeiten und sehr 
empfindlich. Wenn die -5V Substatvorspannung nicht zuerst angelegt 
wurde, starb das EPROM durch Latch-Up. Also keine raumtaugliche 
Technologie.

von Günni (Gast)


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Chris schrieb:
> Das ist ja cool!

Der Zustandsspeicher bestand aus 8 D-FlipFlops und konnte somit maximal 
256 Zustände einnehmen. Diese Zustandsausgänge mit den neuen 
Eingangsgrößen wurden mit Gatterlogik zu dem neuen Zustand decodiert und 
mit dem nächsten Takt übernommen. Hier hätte man auch ein (gebranntes) 
Schottky-PROM nehmen können, aber deren Stromverbrauch und Wärmeabgabe 
verhinderten den Einsatz im Raum. Decodiert wurden die Zustände mit 
TTL-Decoderbausteinen, womit Ansteuerimpulse für die diversen Geräte 
erzeugt werden konnten. War schon spannend. 3 Jahre später habe ich dann 
erste Mikroprozessorprogramme geschrieben. So habe ich den Wechsel 
hautnah erleben können.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Wurden die Helios-Sonden nicht 1974 und 1976 gestartet? Fliegen die 
heute noch (funktionslos) auf ihren Orbits, sind die irgendwann in die 
Sonne gestürzt (falls sowas nicht schon vorher bei der Annäherung 
verdampft) oder verlassen die irgendwann das Sonnensystem wie die 
Voyager-Sonden?

von Alex (Gast)


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Rüdiger B. schrieb:
> Hier alle Infos:
> https://www.bernd-leitenberger.de/voyager-sonde.shtml
> https://www.bernd-leitenberger.de/computer-raumfahrt2.shtml
>
> Die CPU aus 150 TTL Bausteinen in MSI (Medium Scaled Integrated Circuts)
> mfg Rüdiger

Malwarebytes Browser Guard hat die Seite bei mir blockiert. Keine 
Ahnung...

von Günni (Gast)


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Die Helios-Sonden wurden in die Sonne geschickt, um die Zusammensetzung 
und die Eigenschaften der Sonnen"atmosphäre" zu übertragen. Ziel war, 
die Daten so lange wie möglich an die Erde zu senden. Irgendwann fielen 
die dann durch die hohe Temperatur aus und verglühten. Aber da hatten 
sie ihren Zweck ja auch erreicht.

von Alex (Gast)


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Rüdiger B. schrieb:
> Hier alle Infos:
> https://www.bernd-leitenberger.de/voyager-sonde.shtml
> https://www.bernd-leitenberger.de/computer-raumfahrt2.shtml
>
> Die CPU aus 150 TTL Bausteinen in MSI (Medium Scaled Integrated Circuts)
> mfg Rüdiger

Malwarebytes Browser Guard meldet einen Trojaner.

von Bernhard K. (bkom)


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Günni schrieb:
> gestartet - meine Baugruppe war mit dabei. 1974 habe ich bei den
> Olympia-Werken an der Entwicklung des eigenen 8-Bit-Mikroprozessors CP2F
> mitgewirkt. Es war ein Vorgänger der späteren F8-Familie von Fairchild,
> der in PMOS-Technologie aufgebaut war. Der F8 war einer der ersten

Interessant, hast du da mehr Informationen über den Mikroprozessor CP2F 
der Olympia-Werke?

Die Suchmaschinen finden dazu ja recht wenig...

von Helmut K. (hk_book)


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Günni schrieb:
> Tantalkondensatoren waren wegen der geringen Zuverlässigkeit verboten.
> Multilayer gab es schon. Das Board, das ich entwickelt habe, hatte 4
> Lagen.

Also ich weiss ja nicht, was ihr damals für Kondensator-Lieferanten 
hattet, aber nasse Tantals (flüssiger Elektrolyt) wurden 
selbstverständlich in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt, natürlich 
unter Berücksichtigung der Design-Regeln. Ich hatte Mitte der 70er mit 
der Stromversorgung des Rechners für das Terrainfolgeradar für den 
Tornado zu tun: Multilayer, ICs 74H(!)xx in Flatpack und als Abblock-Cs 
Keramik und Tantal gemischt, eine wirklich "heisse" Kiste.

Zitat Wikipedia: "Tantal-Elektrolytkondensatoren mit flüssigem 
Elektrolyten werden in der Luft- und Raumfahrt, in militärischen und in 
medizinischen Geräten sowie bei der Öl-Exploration in Geo-Sonden 
eingesetzt." Jeder renommierte Hersteller von Tantal-Elkos hat auch 
MIL-spezifizierte Typen im Angebot.

Das permanente Tantal-Bashing der Pseudo-Profis hier ist schon nicht 
mehr lustig, demnach sind ja tausende Ingenieure weltweit alle Idioten, 
weil sie die Dinger täglich in großen Stückzahlen verbauen lassen.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Malwarebytes Browser Guard scheint ein wenig paranoid zu sein oder dem 
Benutzer tausend "Bedrohungen" vorzugaukeln, um sich nützlicher 
erscheinen zu lassen als es ist. Ich hab auf der Seite nichts gefunden, 
außer daß sie irgendwelchen Schrott von Amazon und GoWeb nachlädt und 
einige Grafiken ohne TLS überträgt.

von (prx) A. K. (prx)


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Helmut K. schrieb:
> aber nasse Tantals (flüssiger Elektrolyt) wurden
> selbstverständlich in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt

Hatte ich früher auch in den Fingern. Aber wer ausserhalb der L&R-Szene 
und vergleichbaren Herstellern hat die denn eingesetzt? Die kannte sonst 
kein Schwein, während die bekannten Tropfen-Tantals für den Ruf als 
Zündkerze zuständig waren.

von EAF (Gast)


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Helmut K. schrieb:
> Das permanente Tantal-Bashing der Pseudo-Profis hier ist schon nicht
> mehr lustig, demnach sind ja tausende Ingenieure weltweit alle Idioten,
> weil sie die Dinger täglich in großen Stückzahlen verbauen lassen.

Nunja, ein jeder, welcher sich mit der Reparatur von Altgeräten 
beschäftigen darf, kennt explodierte/versagende Tantals. Deren Anzahl 
geht in die Tausende, wenn nicht Hunderttausende.
Vermutlich wurden diese allesamt von genau den genialen Ing., über die 
du redest, zum Einsatz gebracht.

von Bernhard K. (bkom)


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Bernhard K. schrieb:
> Günni schrieb:
>> gestartet - meine Baugruppe war mit dabei. 1974 habe ich bei den
>> Olympia-Werken an der Entwicklung des eigenen 8-Bit-Mikroprozessors CP2F
>> mitgewirkt. Es war ein Vorgänger der späteren F8-Familie von Fairchild,
>> der in PMOS-Technologie aufgebaut war. Der F8 war einer der ersten

Einen Beitrag über einen C3PF der Olympia-Werke finde ich hier auf 
dieser Seite:
https://www.cpushack.com/2013/06/08/cpu-of-the-day-fairchild-f8-microprocessor/
Die sagen der Fairchild F8 hätte einen Vorgänger aus Deutschland ..
"8-bit processor Olympia was developing called the C3PF."


@Günni: hast du da nicht mehr Informationen über diesen Mikroprozessor 
CP2F/C3PF  der Olympia-Werke?

: Bearbeitet durch User
von STK500-Besitzer (Gast)


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Da war keine Digitaltechnik an bord. Das waren/sind Kobolde!

von Helmut K. (hk_book)


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EAF schrieb:
> Vermutlich wurden diese allesamt von genau den genialen Ing., über die
> du redest, zum Einsatz gebracht.

Dann erkläre doch mal bitte, warum die Tantal-Elkos nicht schon längst 
ausgestorben sind. Oder welche masochistischen Firmen die einbauen, um 
damit vorsätzlich ihren Ruf zu ruinieren und damit Geld zu verlieren.

Wenn natürlich ein Entwickler einen 25V-Kondensator vorsieht weil er 
weiß, dass in einem 15V-System noch 3Vss Wechselspannung überlagert sein 
können und der BWler im Einkauf dann entscheidet, da reichen doch die 
16V-Typen, darf man sich nicht wundern, wenn die hochgehen (selbst 
erlebt).

Was in der Jubel-Elektronik so "designed" wird ist nicht repräsentativ. 
In kommerziellen industriellen Produkten und richtig eingesetzt gibt es 
ausser den üblichen statistischen Ausfällen keine Probleme mit 
Tantal-Elkos.

von Metallograf (Gast)


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Das mit den Tanrals in der Luftfahrt mag ja stimmen, aber in dem 
Augenblick wo man was baut das nie wieder zum Service kommt bis zum 
Einsatzende steigen die Qualitäts- und Toletanzanforderungen exorbitant 
an.

Ich kann zwar nicht aus Sicht der Entwickler mitreden weil ich das 
fertige Zeug nur in der Qualitätssicherung vor die Nase bekomme, aber 
ich sehe die unterschiedlichen Anforderungen bei Teilen die gewartet 
werden können bzw. müssen wie z.B. Luftfahrt und welchen wo man nicht 
mehr ran kommt wie alles/vieles in der Raumfahrt.

Bei einem Satelliten lohnt es nicht den einzufangen und zu reparieren 
(weil die Mission wohl teurer wäre als ein neuer), bei den Sonden wie 
Voyager ist es schlicht nicht möglich (zumindest aus heutiger Sicht). 
Bei Hubble hatte man noch eine Chance und schon auf der ISS gehört es 
zum Alltag Teile zu ersetzen...

von Tim D. (allahopp)


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Axel S. schrieb:
> Chris schrieb:
>> Wie hat man 1977 die Elkos ersetzt (Tantalkondensatoren neigen zum
>> spontanen Durchschlagen und Multilayer gab es damals noch nicht)?
>
> Wenn du einfach mal den Links folgen und lesen würdest, dann müßtest
> du nicht so dumme Fragen stellen. Anlaufpunkt #1 wäre die Wikipedia und
> die Artikel von Bernd Leitenberger sind dort selbstredend verlinkt.

Ist das nicht ein wenig ungerecht? Ich habe mir die Artikel von 
Leitenberger selbst gerade angesehen und mir ist dort Antwort zu Chris 
Frage bezüglich Elkos begegnet. Die weiterführenden Links dort führen 
schon lange nicht mehr weiter...

Bei Wikipedia findet man nur unter Tantal-Elektrolytkondensatoren einen 
kurzen Hinweis, aber nicht unter "Voyager 1, Voyager 2, Voyager-Sonden, 
Voyager-Programm, usw.

von Günni (Gast)


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Bernhard K. schrieb:
> @Günni: hast du da nicht mehr Informationen über diesen Mikroprozessor
> CP2F/C3PF  der Olympia-Werke?

Sorry, dass ich erst jetzt dazu komme, zu antworten. Ich muss mal 
nachsehen, ob ich dazu noch Unterlagen "aus alten Zeiten" habe. Viel 
habe ich weggeworfen, da ich mir nicht mehr vorstellen konnte, damit 
noch jemals zu antworten. Wie kann ich Dich erreichen, wenn ich etwas 
gefunden habe? Hier wird vermutlich in einer Woche oder so niemand mehr 
nachsehen.

von Günni (Gast)


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@Bernhard K.: Ich habe tatsächlich noch einige Unterlagen zum CP3F 
gefunden. Aber diese Informationen passen nicht zur aktuellen 
Fragestellung und außerdem ist dieses ein "Hilfeforum". Ich müsste meine 
Unterlagen gliedern und die Lücken aus der Erinnerung füllen, damit das 
Ganze eine halbwegs "runde Sache" wird. Das ist nicht wenig Aufwand, das 
Ergebnis wäre dann aber ein historischer Überblick, wie und aus welchen 
Anfängen die ersten Mikroprozessoren entstanden sind. Der Aufwand lohnt 
sich nur, wenn das Ergebnis dann auch interessierten Lesern zugänglich 
gemacht wird. Also hier habe ich keine Idee, wie ich solch einen 
Überblick "veröffentlichen" könnte.#

Meine Mailadresse ist den Moderatoren bekannt, bei Bedarf könnten wir 
auf diese Weise in direkten Kontakt kommen und uns über ein mögliches 
Vorgehen abstimmen.

von Klaus R. (klaus2)


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...in Summe eine sehr interessante Diskussion und auch sehr interessante 
Links - Danke dafür, fand ich sehr spannend! Gerne mehr davon.

Klaus.

von Günni (Gast)


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Unter dem Link
http://www.simulationsraum.de/wp-content/uploads/SimRaum-Downloads/%C2%B5P1%20-%20Hardware.pdf
fand ich auf Seite 48 eine gute Zusammenfassung des 
CP3F-Mikroprozessors, mit dem nur zwei ICs nötig waren, einen 
kaufmännischen Rechner (anzeigend oder auch mit Druckwerk) aufzubauen. 
Damals ein technisches Alleinstellungsmerkmal.

von Rainer Z. (netzbeschmutzer)


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Günni schrieb:
> Also hier habe ich keine Idee, wie ich solch einen
> Überblick "veröffentlichen" könnte.

Vielleicht verfasst Du Deinen Artikel besser auf Wikipedia? Dann würden 
es mehr Leser finden, nicht nur diejenigen im µC-Forum.

Dies nur als Idee/Anregung.

von randomusername (Gast)


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Rainer Z. schrieb:
> Vielleicht verfasst Du Deinen Artikel besser auf Wikipedia?

Wikipedia mag keine "original research" Artikel, also solche die nicht 
mit massig Quellen belegt sondern eher selber Quelle sind.

von Bernhard K. (bkom)


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Günni schrieb:
> Meine Mailadresse ist den Moderatoren bekannt, bei Bedarf könnten wir
> auf diese Weise in direkten Kontakt kommen und uns über ein mögliches
> Vorgehen abstimmen.

Hall Günni,
ich habe deswegen mal Kontakt zu einem Moderator aufgenommen!

Günni schrieb:
> Ergebnis wäre dann aber ein historischer Überblick, wie und aus welchen
> Anfängen die ersten Mikroprozessoren entstanden sind. Der Aufwand lohnt
> sich nur, wenn das Ergebnis dann auch interessierten Lesern zugänglich
> gemacht wird. Also hier habe ich keine Idee, wie ich solch einen
> Überblick "veröffentlichen" könnte.
Als erstes könnte man dies eventuell hier im mikrocontroller.net
veröffentlichen - unter diesm Punkt
https://www.mikrocontroller.net/articles/Kategorie:Mikrocontroller

alles weitere dann per Email ...

von Georg G. (df2au)


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Literatur zum F8 kann ich beitragen. Bei Bedarf bitte PN.

von Günni (Gast)


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Georg G. schrieb:
> Literatur zum F8 kann ich beitragen. Bei Bedarf bitte PN.

Da habe ich auch noch einige Literatur. Eventuell können wir das sogar 
so hinbekommen, dass auch der Übergang zum F8 schlüssig dargestellt 
wurde. Für den F8 musste Fairchild nämlich Lizenzen an Olympia zahlen. 
Die Ähnlichkeit ist nämlich nicht zufällig und die Entwicklungslinie 
logisch. Sie zeigt auch den Übergang von der PMOS- zur NMOS- 
Technologie. Wer die Ursprünge kennt, kann auch die künftigen 
Weiterentwicklungen leichter extrapolieren.

von Günni (Gast)


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@ Bernhard K:
Ich habe inzwischen mal eine Beschreibung des CP3-F Systems erstellt, 
die den Werdegang (nötig für das Verständnis warum was wie gemacht 
wurde), das System selbst, Angaben zum Befehlssatz und einen Ausblick 
zum "Nachfolger" F8 umfasst. Einige Bilder habe ich auch noch in eigenen 
Beständen, für ein weiteres hole ich mir die Erlaubnis ein (obwohl die 
Baugruppe, die da dargestellt wird, von mir entwickelt und layoutet 
wurde, ein Recht an dem Bild also nur vom Akt des Fotografierens 
hergeleitet werden kann). Danach ist die Zusammenfassung eine "runde 
Sache". Die nächste Woche kann ich mich um die Fortführung nicht 
kümmern, aber danach stelle ich das fertig.

Probleme habe ich noch, das in die "Wiki"-Form (mit Inhaltsangabe und 
Verlinkung zu den Kapitel)zu bringen. Für mich wird das noch ein 
Kraftakt, da ich mit solchen Editoren keinerlei Erfahrung habe. Aber ich 
werde am Ball bleiben.

Jezt verlasse ich zwar endgültig das Thema dieses Threads, aber dafür 
einen neuen aufzumachen, lohnt vermutlich nicht mehr. Dafür bitte ich um 
Nachsicht.

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