Микро-ЭВМ на КМ1801ВМ2

[Shaos]

Наверное уже пора по итогам экспериментов нарисовать в Eagle печатную плату ВМ2-тестера да заказать несколько штучек

[Mixa64]

P.S. После нескольких проб с триггером откатился обратно на ИЛИ и подключился к более стационарному питанию - из 6 керамических ВМ2, что у меня накопились, нормально полетел только ОДИН

P.P.S. Лабораторный блок питания показал, что исправные экземпляры потребляют 280...320 мА и практически не греются, а неисправные - 330 и выше, а один изобразил 450 мА

Какая-то пугающая статистика.. У меня 2 черных, 2 белых, один черный работает, но странно, белые сначала работали оба, потом у одного перестал работать генератор смещения подложки. Остальные два рабочие.
А какое у них напряжение на подложке? (у белых золотинка на торце, у черных тоже с торца пара мелких металлических точек есть)
Если местный генератор не тянет, можно внешние -5 туда подать. Можно через резистор, чтоб точно ничего не пожечь.

Еще между выводом подложки и землей можно конденсатор подключить, он выходу местного генератора прибавляет пару десятых отрицательного напряжения.

[Shaos]

А можно первоисточник инфы про подложку? Из заводской технической документации или ещё что, а то я только на слухи в форумах нарывался...

[Mixa64]

У меня подтверждающей инфы от изготовителя нет, только экспериментальные факты. К эксперименту побудили те самые слухи. Иногда подтвержденные слухи для себя становятся единственным первоисточником.
Факты такие, что:
- При недостаточном напряжении на подложке ток потребления ВМ2 сильно больше 300 мА
- Можно подавать внешнее смещение подложки (не рекомендую, но просто есть такая возможность), потребление тока приходит в норму и ВМ2 начинает работать. Достоверность на большой выборке не подтверждена, экспериментировал с одним.
- Если генератор смещения исправен, то конденсатор ~ 10n между землей и выводом подложки слегка увеличивает смещение и улучшает форму напряжения (ровное вместо пульсирующего). Какая от этого практическая польза - не понятно.

Я думаю, что если измерить напряжение на подложке у сильнопотребляющих экземпляров, то весьма вероятна корреляция между величиной этого смещения и потребляемым током, возможно, что у нормально работающего смещение больше. И если смещения у остальных явно недостаточно, его можно попробовать исправить снаружи, ну если есть такое желание, замерить потребляемый ток и проверить в работе.

Гипотеза, основанная на неполной картине про ВМ2, в стремлении эту картину обновить/дополнить новыми фактами на других экземплярах ВМ2.

[Александр А.]

P.P.S. Лабораторный блок питания показал, что исправные экземпляры потребляют 280...320 мА и практически не греются, а неисправные - 330 и выше, а один изобразил 450 мА

Процессор КМ1801ВМ2 1995 года при работе горячий и работает. Источник смещения подложки очень слабый - нельзя трогать в процессе работы

Про подложку - viewtopic.php?p=109924

[Shaos]

Наверное уже пора по итогам экспериментов нарисовать в Eagle печатную плату ВМ2-тестера да заказать несколько штучек

Пытаюсь подойти к этому вопросу то так, то эдак - наверное надо на платке понаставить джамперов, чтобы её можно было задействовать просто как процессорный модуль для построения PDP-11 совместимой системы - соответственно с одной стороны будет типа Q-bus (полностью буферизированная - 36 ног), но с другой стороны (или в том же ряду?) будет выход защёлкнутого неинвертированного адреса для беспроблемного подсоединения внешней памяти, а также CLCI/CLCO/SEL/WRQ/WAKI (которых нету в Q-bus - примерно >=22 ног)...

P.S. Можно также поддержать "daisy chain" логику для подтверждения DMA и IRQ как в оригинальном PDP-11 - тогда можно делать "материнку" с такой шиной, куда можно будет втыкать разнообразные периферийные устройства

P.P.S. Или втыкать периферийные устройства одно в другое (процессорный модуль будет всегда сверху) - самое первое периферийное устройство, которое можно сделать, будет ПЗУ

P.P.P.S. Переключатели для тестового ввода данных (как на стенде чуть выше), а также защёлку для выводимых данных (с индикацией на светодиодах), можно сделать отдельными платами на той же шине! Типа:

Code: Select all

nedoPC-18.02 : модуль с процессором 1801ВМ2 и защёлками адреса со светодиодной индикацией
nedoPC-18.10 : модуль ПЗУ 128Кб (одна 16-битная микросхема 27C1024 с джамперами)
nedoPC-18.11 : модуль ПЗУ 16Кб (старшие 2 бита управляются джамперами)
nedoPC-18.20 : модуль ОЗУ 32Кб (для старшей половины адресного пространства)
nedoPC-18.30 : модуль программируемого генератора тактовых импульсов, таймера и начального пуска
nedoPC-18.90 : модуль ввода данных с переключателей по /DIN (как на моём стенде)
nedoPC-18.91 : модуль вывода данных на светодиодную индикацию по /DOUT (16 светодиодов)
nedoPC-18.92 : модуль вывода данных на HEX-индикацию по /DOUT (четыре 7-сегментных индикатора)
nedoPC-18.99 : сквозной модуль для маскирования адресного пространства (настраивается джамперами)

P.P.P.P.S. В будущем можно также сделать модули nedoPC-18.01 с ВМ1 и nedoPC-18.03 с ВМ3 (последнему правда придётся ног добавлять в гребёнку контактов т.к. там шина адреса 22-битная)

[Shaos]

Осталось решить как оно будет выглядеть - с материнкой типа такого:

RC2014.jpg

Источник: http://rc2014.co.uk

или втыкать модули один в другой цепочкой, типа такого:

daisy.jpg

или вообще сделать краевые разъёмы как IBM PC?...

P.S. Я больше склоняюсь к первому варианту т.к. модули получаются "breadboard friendly" - их можно отлаживать на бредборде и потом материнка их собирающая может быть в форм-факторе mini-ITX для втыкания в корпус ПЦ

P.P.S. На самом деле можно сделать гибрида первого и второго вариантов - будет ещё более весёлая развесистая этажерка из разноцветных платок

[Shaos]

Итак, начинаем - модуль nedoPC-18.02, создаваемый по мотивам тестовой схемки Lavra с первой странички этого топика, будет иметь на борту КР1801ВМ2, обвешанный гирляндой резисторов, защёлку для адреса со светодиодной индикацией адреса (как на моём "стенде"), кнопку для пошаговой отладки, разъём для осциллятора, мелкую логику для буферизации и формирования RPLY (настраиваемо вплоть до полного отключения), три переключателя включения системы (POWER, DCLO, ACLO), а также ещё до кучи светодиодов для отображения состояния основных управляющих сигналов - по сути основное предназначение данной платки будет превращение эзотерического советского микропроцессора в обычный процессорный модуль с разделёнными шинами адреса и данных (ну и плюс индикация всего, что можно).

Шина BBQ-bus+ ( Bread Board friendly Q-bus extended ; ) это 2 гребенки хедеров в один ряд - на 36 ног (с набором сигналов, аналогичных Q-bus) и 25 ног (защелкнутый адрес плюс дополнительные сигналы) с отступом в 0.1 дюйма друг от друга (чтобы на плате иметь 36+1+25=62 пинов подряд, полностью заняв всю ширину максимального размера для стандартной версии Eagle - 160 мм) - в скобках указано наименование сигнала по документации ВМ2:

1 - GND
2 - BDMR ( /DMR )
3 - BSACK ( /SACK )
4 - BDMGI (daisy chained BDMGO)
5 - BDMGO ( /DMGO )
6 - BHALT ( /HALT )
7 - BDCOK ( /DCLO )
8 - BPOK ( /ACLO )
9 - BINIT ( /INIT )
10 - BEVENT ( /EVNT )
11 - BIRQ ( /VIRQ )
12 - BIAKI (daisy chained BIAKO)
13 - BIAKO ( /IAKO )
14 - BDIN ( /DIN )
15 - BDOUT ( /DOUT )
16 - BRPLY ( /RPLY )
17 - BSYNC ( /SYNC )
18 - BWTBT ( /WTBT )
19 - BBS7 (0 if A15=A14=A13=1)
20 - BDAL0 ( AD0 )
21 - BDAL1 ( AD1 )
22 - BDAL2 ( AD2 )
23 - BDAL3 ( AD3 )
24 - BDAL4 ( AD4 )
25 - BDAL5 ( AD5 )
26 - BDAL6 ( AD6 )
27 - BDAL7 ( AD7 )
28 - BDAL8 ( AD8 )
29 - BDAL9 ( AD9 )
30 - BDAL10 ( AD10 )
31 - BDAL11 ( AD11 )
32 - BDAL12 ( AD12 )
33 - BDAL13 ( AD13 )
34 - BDAL14 ( AD14 )
35 - BDAL15 ( AD15 )
36 - PWR5V
37 - NOT CONNECTED
38 - CLCI
39 - CLCO
40 - A0
41 - A1
42 - A2
43 - A3
44 - A4
45 - A5
46 - A6
47 - A7
48 - A8
49 - A9
50 - A10
51 - A11
52 - A12
53 - A13
54 - A14
55 - A15
56 - A16 ( /SEL )
57 - SPARE1 (/WRQ подтянуто к 5В)
58 - SPARE2 (/WAKI по умолчанию прицеплено к GND)
59 - SPARE3 (/AR по умолчанию прицеплено к /SYNC, может быть использовано для торможения процессора)
60 - SPARE4
61 - SPARE5
62 - SPARE6 (MAIN PWR5V)

[Shaos]

Я похоже скупил все запасы чёрных 1801ВМ2 на ебее

[Shaos]

Вот как-то так

https://hackaday.io/project/67369-pdpii

[Shaos]

Прогнал на керамике вариант с нулями - после того, как он обратился к "безадресному чтению" (причём DIN обнулился только на 2 такта вместо трёх), он остановился (только CLCO чередовался на выходе и всё) - я предположил, что это из-за лишнего RPLY на "безадресном чтении" - поставил элемент ИЛИ, чтобы !RPLY формировался только если есть одновременно !DIN и !SYNC - на этот раз оно таки дошло до чтения из памяти...

Далее я !DOUT притянул (25 февраля, чтобы прошагать вот эту программку) и у меня наконец дошли руки нарисовать таки схему этого своего "стэнда"

vm2-stepper.gif

Для защёлкивания адреса и его индикации использовались четыре 74LS75:

vm2-address-latch.gif

[Shaos]

Наверное уже пора по итогам экспериментов нарисовать в Eagle печатную плату ВМ2-тестера да заказать несколько штучек

Фуф - вроде схему нарисовал (на двух страницах) - теперь надо платку 16x10 см разводить (ограничение стандартного игла версии пять):

[Shaos]

Текущее состояние дел с разводкой платы:

nedo1802_v1_0_brd.jpg

[Shaos]

По традиции не влезаю в 2 слоя

nedo1802_v1_0_brd.jpg

[Shaos]

В четыре слоя все влезло

nedo1802_v1_0_brd.jpg