Зоопарк PDP-совместимых процессоров

[Mixa64]

Сначала у меня появилось два КР1801ВМ2. Когда-то, в середине 90-х, приятель на работе отдал несколько заныканных по тогдашнему распространенному обычаю микросхем, среди них была пара серпасто-молоткастых КР1801ВМ2. Потом, ближе к концу 90-х, на волне интереса к Мотороле M68k, памятуя о том, что M68k и PDP-11 в чем-то архитектурно схожи, на радиорынке по бросовой цене приобрел КМ1801ВМ3. И даже сделал с ним скромный экспериментальный заход, собрав простенький стенд. Добился от него исполнения команд, снял детали временных диаграмм, те детали, которые в доступной литературе и документации либо были описаны мутно и неоднозначно, либо вовсе не раскрыты. Постепенно, от случая к случаю, набор пополнился КМ1801ВМ2, К1801ВМ1 и компактным КН1801ВМ3. Это все зеленоградские разработки, самостоятельные. Повторена только система команд, шинные сигналы и протокол обмена по шине.

[Mixa64]

Если бы они все просто лежали в коробочке, с ними ничего не происходило бы, и они всегда оставались бы целыми и невредимыми. Беда в том, что время от времени, по мере появления новых идей, куда бы их можно было применить, какой-нибудь из них попадает на стенд, где, о ужас, подают напряжение и заставляют работать. КМ1801ВМ2 пострадал при стендовых испытаниях, то ли при испытаниях на скорость, то ли по причине, которую уже не помню, то ли вовсе без видимой причины. У него отказал генератор напряжения смещения подложки, и в отсутствие этого напряжения микросхема стала очень быстро нагревться, так, что на ней вскипала вода. Однако, у микросхемы есть возможность подачи напряжения смещения на подложку извне, контакт подложки у нее выведен на торец корпуса. Работающий накристальный генератор выдает напряжение в районе -2.5 .. -3 В. На вывод подложки микросхемы со сломанным генератором подавал -5 В, она работала и не грелась, потребление по цепи -5 В было микроамперным, как и положено. Если к выводу подложки припаять ножку из проволоки, то эту микросхему даже можно смонтировать на печатную плату. Поэтому в нерабочие ее не записал, а записал как экземпляр с прикольной особенностью.

VM2.jpeg

Два пластмассовых ВМ2 одинаковые, даже штампом на корпусе не отличаются. Но на стенде они ведут себя по-разному. Проводя испытания на предмет исследования того самого мега-глюка 1801ВМ2, попутно изучал потактовые диаграммы циклов шины вообще. По правилу, байтовая запись на шине происходит в цикле "Чтение-Модификация-Запись". Запись слова делается простым циклом "Запись". Но один из этих ВМ2 для записи слова делает цикл "Чтение-Модификация-Запись", по крайней мере для команды CLR. Возможно, что внутри микросхемы есть какой-то дефект, который, изменяя цикл шины для словных операций на тип, свойственный байтовым операциям, не влияет на результат выполнения операций, и программа на этом процессоре выполняется ожидаемым образом. Возможно, есть фатальные проявления этого дефекта, подробнее не исследовал. Только пометил этот ВМ2 снизу вопросительными знаками, чтобы отличать его от исправного.

VM2_defective.jpeg

[Mixa64]

ВМ2 также есть в исполнении КМОП, 1806ВМ2. От 1801ВМ2 практически ничем не отличаются, но это КМОП, и его было бы логично применить в какой-нибудь самоделке с батарейным питанием.

1806.jpeg

[Mixa64]

На волне интереса к микропрограммируемым комплектам приобрел набор микросхем зеленоградской разработки, но изготавливавшийся затем в Минске, это серия 588. Вычислительная секция у нее универсальная, набор машинных команд определяется содержимым ПЛМ микропрограмм. Для массового применения был разработан набор ПЛМ, запрограммированных на реализацию команд машины PDP-11. Микропрограммный код объемен, поэтому ПЛМ несколько. Процессорная секция называется ВС2, есть ее спецстойкий вариант, серии 1824 и под названием ВС21, в практическом смысле то же самое, отличается только маркировкой.

588_chipset.jpeg

Вычислительную секцию из набора серии 588 также изучал на стенде, подавая на нее микрокоманды и смотря на результат. Здесь пластмассовый стендовый вариант КР588ВС2, удлинил выводы. Пластмассовый вариант менее жалко потерять, если на стенде что-то пойдет не так.

588VS2_DUT.jpeg

Вообще, 588 серия заслуживает отдельного внимания и особого отношения, потому что представляет собой вариант реализации цифровой схемы по принципу самотактирования. Это не первое изделие с самотактированием, такое решение было использовано и в 587 серии, и в том, что ей предшествовало. У схемы нет тактового генератора, а есть специальные квитирующие сигналы и протокол обмена между блоками построен таким образом, что запрос на выполнение операции и готовность результата сопровождается этими сигналами, обмен которыми, будучи однажды запущен, прекратиться уже не может, и схема как бы тактирует сама себя, выдавая запросы на исполнение, получая результат, распространяя его дальше в виде модифицированного запроса и т.д. Чем-то напоминает волну падений поставленных на попа костяшек домино. Есть специальная цепь "Пуск", туда надо подать импульс, и схема оживает. Только у 588 этот процесс не заканчивается. Не должен, по крайней мере. Интересное, красивое свойство, предмет восхищения созерцающего ценителя и лютый кошмар наладчика. Весьма и весьма привлекательна для создания стенда по изучению самотактируемых схем.

[Mixa64]

Есть и серии микросхем, которые делали в Воронеже. Но там их не придумывали, а копировали. Серия 1811, копия DEC-овского многокристального ядра процессора, чипсет под названием F-11. 1807ВМ1, копия однокристального процессора T-11. Лично я не очень расположен к воронежским изделиям, потому что сам подход скопировать, а не хотя бы творчески переработать, воспринимается как простое ремесло. Нужно что-нибудь обязательно придумать. Хотя, микросхемы вполне интересные. 1811 требует двух напряжений питания, +12 В и +5 В. Отрицательное смещение подложки формируется генератором на кристалле.

VZPP.jpeg

1807ВМ1 aka T-11 это самое близкое к тому, что мы воспринимаем как микропроцессор. Для более-менее полноценного включения требует минимальной обвязки, и даже формирует RAS, CAS, мультиплексный адрес, все готово для подключения динамического ОЗУ, даже регенерация есть. Не совсем так, как у Z80, но наподобие. Самый лучший кандидат на поделку в стиле nedo. И говорят, что она неплохо, с минимальной обвязкой стыкуется со спец микросхемами из набора 8085, с теми, которые напрямую работают с мультиплексной шиной 85-го. Ему только подавал питание и подключал кварц, увидел, что генерация есть и на том с ним закончил. Испытаний не проводил.

1811, или F-11, это попытка утрамбовать функционал большой и серьезной мини-ЭВМ в объем десктопа. С диспетчером памяти, с расширенным набором команд, все дела.

Если эти микросхемы куда-то и применять, то смысл в затее может быть лишь в случае разворачивания их на полный функционал, а это просто много работы и поэтому затратно. Прыгать что через этот барьер желания нет.

[Lavr]

Здесь пластмассовый стендовый вариант КР588ВС2, удлинил выводы.
Пластмассовый вариант менее жалко потерять, если на стенде что-то пойдет не так.

Вот эта наверно и есть ваш "козырный стенд"?
Бла-бла-бла.... зоопарк... стенд...стенд...стенд...

ЗДЕСЬ КТО-НИБУТЬ СТЕНД УВИДЕЛ?


P.S. Если тут все начнут вываливать свои "зоопарки" и "закрома родины" никакого форума не хватит...

[Mixa64]

Читайте внимательнее. Это не "стенд", а "стендовый вариант".

[Случайность]

тут вот затронута 588 серия,
Вот сколько не рыл, но так и не нашел гарантировано рабочую версию процессора на этом комплекте, Писал на транзистор, чтоб они поделились схемой на дипломат 1 и 2, но тишина,

кто знает схемы процессоров в МПСС рабочие или нет?

[Mixa64]

тут вот затронута 588 серия,
Вот сколько не рыл, но так и не нашел гарантировано рабочую версию процессора на этом комплекте, Писал на транзистор, чтоб они поделились схемой на дипломат 1 и 2, но тишина,

кто знает схемы процессоров в МПСС рабочие или нет?

Боюсь, что достоверно ответить можно, только повторив эту схему.

Есть еще один вариант, персоналка Немига, схема и остальные описания на странице по ссылке из википедии.

[Александр А.]

Вычислительную секцию из набора серии 588 также изучал на стенде, подавая на нее микрокоманды и смотря на результат.

Расскажете об этом ?

[Lavr]

Читайте внимательнее. Это не "стенд", а "стендовый вариант".

Очень вниматльно читаю, подчеркиваю Вам Ваш же текст, который Вы, видимо пишите
абы что написать вокруг фотографий процессоров, где нет ни одного рабочего устройства
хотя бы на дрянной макеточке.

Здесь пластмассовый стендовый вариант КР588ВС2, удлинил выводы.
Пластмассовый вариант менее жалко потерять, если на стенде что-то пойдет не так.

Я про этот стенд устал уже брехню тут читать! Бла-бла-бла.... стенд...стенд...стенд...
Я спрашиваю - ГДЕ ЭТОТ СТЕНД? ЗДЕСЬ КТО-НИБУТЬ СТЕНД УВИДЕЛ?

Иначе всё это очень напоминает подборку фотографий надерганых из интернета...

[Mixa64]

Вычислительную секцию из набора серии 588 также изучал на стенде, подавая на нее микрокоманды и смотря на результат.

Расскажете об этом ?

Да. Не в этом топике. Не сейчас. Этот топик поневоле становится похож на стенд по демонстрации микрокоманд и результатов стабильных рефлексов иной природы. Разные стенды смешивать не надо.

[Lavr]

Разные стенды смешивать не надо.

Было бы что смешивать... Покажите хотя бы один стенд за столько лет рассказов о нём...
А то одни глубокомысленные словесные отмазы всегда...

stend1.gif

Если смешивать разные нули, в итоге всё равно получается ноль, как ни смешивай...

stend2.gif

Я, честно говоря, с 2009 года и макеточку неприличного вида не увидел...

[Lavr]

И чтобы меня не поняли превратно, в том плане, что я злобно троллю Mixу64 из каких-то
своих личных низменных побуждений, я объясню, что я, собственно, хочу увидеть.

Вот на работе у меня есть приборы такого типа: Измерители параметров полупроводниковых
приборов и интегральных микросхем Л2-60.

L2-60.jpg

Все измеряемые приборы подключаются через переходник ножевого типа на фронтальной панели
этого прибора. А вот сами контактные устройства особенно для ИС планарного типа - конструкции
весьма нетривиальные для обеспечения надежного контакта!

Mixа64 показывает набор вот таких ИС:


И пишет:

Вычислительную секцию из набора серии 588 также изучал на стенде, подавая на нее микрокоманды и смотря на результат.

На специальном приборе (хотя он из простейших) я могу подать статические потенциалы на все нужные входы
и один динамический (фронт/спад) и проконтролировать потенциалы на всех выходах.

Вот мне очень интересно, как всё это было организовано "на стенде" у Mixи64, как выглядел сам
стенд, как подавались микрокоманды, чем контролировался результат.

Я вполне представляю, что для БИС эта задача довольно нетривиальна. Л2-60, к примеру, тестирует ИС
не более 16 выводов, а у БИС серии 588 и выводов-то поболее.

Может быть, у Mixи64 есть шанс поучиться неким оригинальным приёмам построения стенда. А может быть и...
...и тут вспоминается Карлссон, у которого все паровые машины взорвались, все летающие собаки улетели,
а все картины петухов скукожились до одинокой красной козявки...

[Lavr]

...по бросовой цене приобрел КМ1801ВМ3. И даже сделал с ним скромный экспериментальный заход, собрав простенький стенд. Добился от него исполнения команд, снял детали временных диаграмм, те детали, которые в доступной литературе и документации либо были описаны мутно и неоднозначно, либо вовсе не раскрыты.

Вот, кстати, интересный пример для сравнения: делал один наш коллега схему с 8086 на макетке.
Стендом он это не называл, но схемы электрические приводил, фотографий макета не скрывал,
и столкнулся он как раз с особенностями, "которые в доступной литературе и документации либо
были описаны мутно и неоднозначно, либо вовсе не раскрыты".

Человек привел осциллограммы своих неожиданных наблюдений и обратился за консультацией к коллегам по форуму, и, я так понял, вопрос этот совместно разбрали.

Но тут и Mixa64 неожиданно подключился, вероятно, своё чувство юмора продемонстрировать:

mm64.gif

Наверное, смешно... Только вот что-то сам Mixa64, кроме эпистолярного жанра, не
подкрепляет свои неординарные "исследования" ни осциллограммами, ни фотографиями
этих самых "простеньких стендов", ни схемами - ничем!
Что, честно говоря, за 9 лет начало вызывать полное недоверие к "сказителю".