ЦП серии 1801 - 1801 series CPU

1801 г.
КЛ СССР К1801БМ1 Керамика.jpg
К1801ВМ1
Главная Информация
Запущен 1980 г.
Общий производитель (и)
Спектакль
Максимум. Тактовая частота процессора От 2 МГц до 12 МГц
Архитектура и классификация
Набор инструкций Электроника NC ,
LSI-11
Физические характеристики
Пакет (ы)

В 1801 серии процессоров были семейством 16-разрядными советские микропроцессоры на основе коренных Elektronika NC микроархитектуры ядер, но бинарные совместимы с DEC по PDP-11 машин. Впервые выпущенные в 1980 году, различные модели и варианты этой серии были одними из самых популярных советских микропроцессоров и преобладали в встроенных системах и военных приложениях 1980-х годов. Они также используются в самых различных областях , таких как графические калькуляторы ( Elektronika MK-85 ) и промышленные CNCS (серия Elektronika NC), но , возможно , их наиболее хорошо известное использование было в нескольких советских общего назначения мини- и микрокомпьютеров конструкций , как в СМ Семейства EVM , DVK , UKNC и BK . Благодаря тому, что это центральный процессор популярного домашнего компьютера Elektronika BK , использовавшегося в последние годы в качестве демонстрационной машины , а также микросхемы DVK, которые часто давали возможность впервые заглянуть в мир UNIX , этот процессор получил своего рода культовый статус среди советских а потом русские программисты.

Развитие

История этого процессора восходит к началу 1970-х годов, когда группа инженеров Зеленоградского специального вычислительного центра под руководством Д.И. Юдицкого разработала свой первый 16-битный мини - компьютер под названием «Электроника NC-1». Эта машина, предназначенная для прямой конкуренции с серией SM EVM , была впервые выпущена в 1973 году и использовала битовый 4-битный процессор 587, который иногда называют первым советским микропроцессором в истории. Его потомки оказались популярными и широко использовались в различных системах управления и телекоммуникационном оборудовании. Однако из-за того, что их процессоры были битовыми, эти машины были несколько громоздкими, особенно в военных приложениях, и возникла необходимость в однокристальном микропроцессоре.

В 1980 году поступил в производство первый ЦП 1801, предназначенный для заполнения этой ниши, K1801VE1 . По сути, это был микроконтроллер с 256 байтами встроенной RAM , 2K ROM и другими периферийными схемами, все еще основанный на наборе команд Elektronika NC , но совместимый с советским клоном Q-Bus DEC, который уже был принят в качестве промышленного стандарта - a первый признак грядущего. Его периферийные схемы недостаточно использовались промышленностью, поскольку он в основном использовался как универсальный ЦП, а не как микроконтроллер, поэтому было решено упростить чип, удалив ненужные устройства из кристалла . Но к тому времени его головная организация, SCC, уже проиграла в играх за власть, от которых страдала советская промышленность.

По своей природе советская промышленность была крайне бюрократической структурой, поэтому процесс принятия решений часто определялся не техническими или экономическими соображениями, а результатами игр влияния между различными организациями и должностными лицами. SCC, несмотря на свои технические успехи и популярность своих разработок, не обошлось без противников и даже врагов. В то время как его сотрудники не хотели копировать и реверсировать западные технологии, многие группы в Министерстве электронной промышленности утверждали, что это более быстрый и безопасный способ удовлетворить потребности. Эти группы в конечном итоге возобладали, и в 1976 году SCC был фактически расформирован, его техническая база перешла к заводу Ангстрем, а некоторые из его исследовательских лабораторий были присоединены к Научно-исследовательскому институту точных технологий (который в действительности в них не нуждался), а другие сформировали научно-исследовательское подразделение недавно созданного НПО «Научный центр».

Эта внезапная реорганизация привела к отказу от архитектуры Elektronika NC (она продолжалась только в ЧПУ на базе станка NC-1, некоторые из которых используются по сей день) и принятию совместимости с PDP-11 в качестве стандарта MEI. процесс, который в русской литературе иногда называют восстанием НДП . Таким образом, микрокод для нового упрощенного процессора был переработан и стал совместимым с набором инструкций LSI-11. Новый процессор был выпущен в 1982 году и получил обозначение К1801ВМ1 . Она была дополнена 600-затвор KR1801VP1 ( русский : КР1801ВП1 ) вентильной матрицей , которая была использована для реализации различных схем поддержки, 64 Kib KR1801RE2 ROM чипа, и 64 KiB K573RF3 EPROM . Вместе они составляли первое широко используемое поколение 1801 семьи. Позже вентильная матрица КР18101ВП1 была изготовлена ​​рядом вторичных источников: Экситон Павловский Посад , СЭМЗ Солнечногорск и Интермос в Венгрии.

Технические характеристики

Все процессоры в семействе были однокристальными 16-битными микропроцессорами на базе микроархитектуры Electronika NC , однако только первый, микроконтроллер K1801VE1 , использовал набор команд Electronica NC . Другие имеют обновленный микрокод, реализующий архитектуру LSI-11 . Различные модели отличаются по тактовой частоте, набору команд (первые модели не хватали , и команд, к примеру), упаковка и ширине адресной шины (последние модели поддерживаются 22-битная адресация). MULDIV

K1801VE1

К1801ВМ1

КР1801ВМ1.
  • Набор команд: БИС-11 ; Поддерживаемый EIS инструкция : XOR , SOB , MUL (MUL только в редком варианте 1801VM1G)
  • Технология: 5 мкм nMOS
  • Die размер: 5х5 мм , 16646 транзисторов
  • Шина: МПИ ( Q-Bus , мультиплексная)
  • Тактовая частота: 100 кГц - 5 МГц
  • Напряжение: +5 В
  • Мощность: 1,2 Вт
  • Корпус: 42-контактный керамический планарный (K1801VM1, изображение выше) или пластиковый планарный (KR1801VM1)
  • Варианты:
    • А ( А ) - макс. тактовая частота 5 МГц (часто отмечается на упаковке одной точкой)
    • B ( Б ) - макс. тактовая частота 4 МГц
    • V ( В ) - макс. тактовая частота 3 МГц
    • G ( Г ) - макс. тактовая частота 5 МГц; MUL инструкция поддерживается (часто отмечена двумя точками на упаковке)
  • Второй источник: Exiton Павловский Посад.

К1801ВМ2

КМ1801ВМ2.
  • Набор команд: LSI-11 ( MUL / в DIV комплекте, коды FIS реализованы подпрограммами прерывания ПЗУ)
  • Технология: 4 мкм nMOS (более поздняя версия CMOS получила обозначение 1806VM2 )
  • Размер кристалла: 5,3х5,35 мм, 18500 транзисторов
  • Шина: МПИ ( Q-Bus , мультиплексная)
  • Тактовая частота: 2-10 МГц
  • Напряжение: +5 В
  • Мощность: 1,7 Вт
  • Пакет: 40-контактный CERDIP (KM1801VM2) или ПКР (KR1801VM2, военный вариант R1802VM2)
  • Второй источник: СЭМЗ Солнечногорск.

Он имеет два разных адресных пространства и возможность быстрого переключения между ними. Они использовались при реализации подмножества инструкций FIS, при этом инструкции обрабатывались не микрокодом, а как обработчики прерываний в теневом ПЗУ.

KM1801VM3, микросхема более поздней модели в креплении CERDIP .
Инженерный образец КН1801ВМ4.
Инженерный образец KA1801VM4.

К1801ВМ3

  • Набор команд: БИС-11 ; EIS и MMU ( MTPD , MTPI , MFPD , MFPI ) , включенных
  • Технология: 4 мкм nMOS (более поздние версии CMOS были обозначены 1806VM3U , 1806VM5U и N1836VM3 )
  • Размер кристалла: 6,65x8 мм, 28900 транзисторов
  • Шина: МПИ ( Q-Bus , мультиплексная)
  • Тактовая частота: 4-6 МГц и 8 МГц с 1991 г.
  • Напряжение: +5 В
  • Мощность: 1,7 Вт
  • Корпус: 64-контактный CERDIP (KM1801VM3) или 64-контактный CQFP (N1801VM3)
  • Адресная шина: 22-битная
  • Поддерживает сопроцессор с плавающей запятой

К1801ВМ4

  • Сопроцессор с плавающей точкой для K1801VM3 , 32/64 бит, тактовая частота 6 МГц (8 МГц после 1991 г.)
  • Технология: nMOS (более поздние версии CMOS получили обозначение 1806VM4U и N1836VM4 )
  • DEC PDP-11 Инструкции FPU LDUB, LDSC, STA0, STB0 и STQ0 не реализованы.
  • Корпус: 64-контактный пластиковый планарный (KA1801VM4) или 64-контактный CQFP (KN1801VM4)

Дальнейшее развитие

N1806VM2.

1806 серии

  • Все устройства серии 1806 производятся по технологии CMOS и требуют источника питания +5 В.
  • 1806VM2 : функционально эквивалентен NMOS K1801VM2 ; тактовая частота 5 МГц; 42-контактный планарный керамический корпус; 134636 транзисторов
  • N1806VM2 : функционально эквивалентно NMOS K1801VM2 ; тактовая частота 5 МГц; 64-контактный C QFP ; 134636 транзисторов; производство "Физика Москва" в качестве второго источника
  • 1806VM3U : функционально эквивалентен nMOS K1801VM3 ; тактовая частота 8 МГц; 64-контактный C QFP
  • 1806VM4U : функционально эквивалентен nMOS K1801VM4 ; тактовая частота 8 МГц; 64-контактный C QFP
  • 1806VM5U : функционально эквивалентен nMOS K1801VM3 ; тактовая частота 16 МГц; 64-контактный C QFP
  • Подобно 1801ВП1 для серии 1801, периферийные функции для серии 1806 реализованы с помощью вентильных матриц 1806ВП1 ( русский : 1806ВП1 ), 1806ХМ1 ( русский : 1806ХМ1 , позже переименованный в 1806БЦ1, русский : 1806БЦ1 ) и 1582ВЖ3 ( русский : 1582ВЖ3). ).

КА1013ВМ1

КА1013ВМ1

1836 серии

  • Все устройства серии 1836 производятся по технологии CMOS и требуют питания +5 В. Их производит «Физика Москва» в качестве второго источника.
  • N1836VM3 : функционально эквивалентен nMOS K1801VM3 ; тактовая частота 25 МГц; 64-контактный C QFP
  • N1836VM4 : функционально эквивалентен nMOS K1801VM4 ; тактовая частота 16 МГц; 64-контактный C QFP

Использовать

Эти процессоры использовались в:

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки