Sistema de mando de submarinos

El SMCS, o Sistema de Comando de Submarinos , fue creado originalmente para los submarinos de la clase Vanguard de la Marina Real Británica como sistema de información táctica y sistema de control de torpedos . Actualmente, también se han instalado versiones en todas las clases de submarinos en servicio de la Marina Real.

Con la decisión tomada en 1983 de construir una nueva clase de submarinos para transportar el sistema de misiles Trident , el Ministerio de Defensa del Reino Unido (MoD) convocó un concurso público para el sistema de mando. Hasta ese momento, todos los buques y submarinos de la Royal Navy (RN) contaban con sistemas de mando fabricados por Ferranti , que utilizaban componentes electrónicos a medida y procesadores especializados de propiedad exclusiva. En un cambio con respecto a la práctica anterior, que había favorecido las políticas de "contratista preferido", el concurso fue ganado por una nueva empresa llamada Gresham-CAP, que lideraba un consorcio formado por Gresham-Lion (ahora parte de Ultra Electronics plc) y CAP Scientific .

El consorcio propuso un novedoso sistema de procesamiento distribuido basado en procesadores comerciales estándar (COTS), con una arquitectura de software modular escrita en gran parte en el lenguaje de programación Ada . Cada conjunto de equipos SMCS de Fase Inicial tiene múltiples nodos de computadora. ^{[ 1 ]} En el centro del sistema hay un Nodo de Entrada/Salida (que proporciona interfaces a armas y sensores) y un Nodo de Servicios Centrales (que contiene procesadores numéricos rápidos). Cada nodo central está duplicado para crear un sistema tolerante a fallas que es redundante modular doble . La Interfaz Hombre-Computadora (HCI) es proporcionada por consolas multifunción y algunos terminales adicionales. ^{[ 2 ]} Los nodos centrales redundantes dobles están conectados entre sí y a las consolas a través de una LAN de fibra óptica redundante doble .

En la fase inicial, en los submarinos de la clase Vanguard , la mayor parte del procesamiento se realizaba mediante ordenadores de placa única Intel 80386 , cada uno con su propio entorno de ejecución Ada . CAP Scientific creó una compleja capa de middleware para conectar los numerosos procesadores. En su momento, SMCS fue el mayor proyecto Ada visto hasta entonces. Como usuario pionero de Ada, el proyecto SMCS se enfrentó a numerosos problemas iniciales con el uso a gran escala de compiladores Ada, herramientas de desarrollo Ada y las características especiales del dialecto inicial del lenguaje de programación Ada, posteriormente conocido como Ada 83.

En 1991, CAP Scientific formaba parte de Sema Group y el proyecto SMCS era propiedad de BAeSEMA , una empresa conjunta entre Sema Group y British Aerospace . Una vez que se demostró el funcionamiento de SMCS en los submarinos Vanguard , a principios de la década de 1990 se propuso extender su uso a los submarinos de la clase Swiftsure y a los submarinos de la clase Trafalgar , como parte de un programa de mejora para estas embarcaciones. Existía un interés comercial por una mayor adopción de la tecnología COTS. El consenso fue portar SMCS a alguna forma de UNIX . Sema Group, con considerable experiencia tanto en sistemas en tiempo real como en UNIX comercial, tenía dudas sobre la viabilidad tecnológica de esta adaptación. La esencia del problema radicaba en la necesidad de mapear el entorno de tareas de Ada al modelo de tiempo de ejecución de los procesos UNIX de manera que se preservaran las características de tiempo real de SMCS lo suficiente como para mantener la fiabilidad . Un equipo de BAeSEMA, liderado por Ray Foulkes, llevó a cabo una investigación exhaustiva sobre posibles alternativas a la arquitectura distribuida de Ada utilizada en la fase inicial. Tras una exhaustiva investigación del comportamiento en tiempo de ejecución de diferentes variantes de UNIX y del código generado por diferentes compiladores de Ada, el proyecto seleccionó el sistema operativo Solaris que se ejecuta en ordenadores SPARC , que ahora podían adquirirse como ordenadores de placa única COTS .

Para limitar el riesgo, en esta fase solo se migraron las consolas a Solaris en SPARC. Los nodos centrales se mantuvieron sin cambios respecto al equipo de la fase inicial. La ventaja fue que no fue necesario implementar el esquema de redundancia modular dual en Solaris en esta etapa. Sin embargo, el proyecto tuvo que gestionar algunos problemas adicionales derivados del funcionamiento mixto de Intel/SPARC, como el orden de bytes (ya que la arquitectura Intel es little-endian y SPARC es big-endian ).

En 1998 se realizó un análisis independiente detallado y generalmente preciso de estas etapas en el desarrollo del SMCS. ^{[ 3 ]}

Tras su exitosa implementación en los submarinos Swiftsure y Trafalgar en la configuración mixta Intel/SPARC, la arquitectura fue revisada posteriormente para los nuevos submarinos de ataque del Reino Unido, los submarinos de la clase Astute .

El Sistema de Gestión de Combate Astuto (ACMS) combina SMCS con varios otros subsistemas. ^{[ 4 ]} Para ACMS, los nodos centrales también se han convertido a computadoras SPARC. La arquitectura de redundancia dual, tanto de los nodos centrales como de las conexiones LAN, sigue siendo una característica clave. Hay aproximadamente el doble de consolas que las proporcionadas en versiones anteriores de SMCS. ^{[ 5 ]} Esta fase de SMCS es una solución totalmente UNIX que ejecuta Solaris en múltiples nodos SPARC, con redundancia dual integrada.

• Sistema de mando de submarinos de próxima generación