CPU řady 1801 - 1801 series CPU

1801
KL SSSR K1801BM1 Ceramic.jpg
K1801VM1
Obecná informace
Spuštěno 1980 a dále
Společný výrobce
Výkon
Max. Taktovací frekvence CPU 2 MHz až 12 MHz
Architektura a klasifikace
Sada instrukcí Elektronika NC ,
LSI-11
Fyzické specifikace
Balení

The 1801 series procesory jsou rodina 16bitové sovětské mikroprocesory založené na původních Elektronika NC mikroarchitektury jader, ale binárně kompatibilní s DEC PDP-11 strojů. Nejprve vydané v roce 1980, různé modely a varianty série patřily mezi nejoblíbenější sovětské mikroprocesory a dominovaly vestavěné systémy a vojenské aplikace 80. let. Byly také použity v nejrůznějších oblastech, jako jsou grafické kalkulačky ( Elektronika MK-85 ) a průmyslové CNC (řada Elektronika NC), ale jejich nejznámější použití bylo pravděpodobně v několika sovětských univerzálních mini- a mikropočítačových provedeních, jako je SM Rodiny EVM , DVK , UKNC a BK . Vzhledem k tomu, že byl CPU populárního domácího počítače Elektronika BK , který se v posledních letech používal jako demo stroj , stejně jako mikroskopy DVK, které často nabízely první pohled do světa UNIX , dosáhl tento procesor mezi sovětskými světy kultovního statusu. a pak ruští programátoři.

Rozvoj

Historie tohoto CPU vychází z počátku 70. let, kdy skupina inženýrů ve Zelenogradově speciálním výpočetním středisku pod vedením DI Yuditsky vyvinula svůj první 16bitový minipočítač s názvem Elektronika NC-1. Tento stroj, který měl přímo konkurovat řadě SM EVM , byl poprvé vydán v roce 1973 a používal 4bitový procesor 587 bitových řezů , někdy nazývaný vůbec prvním sovětským mikroprocesorem. Jeho potomci se osvědčili a byli široce používáni v různých řídicích systémech a telekomunikačních zařízeních. Díky bitové části jejich CPU však byly tyto stroje poněkud nepraktické, zejména ve vojenských aplikacích, a byla identifikována potřeba jednočipového mikroprocesoru.

V roce 1980 vstoupila do výroby první CPU 1801, která měla vyplnit tuto mezeru, K1801VE1 . Byl to v podstatě mikrokontrolér s 256 bajty RAM na čipu , 2K ROM a dalšími periferními obvody, stále založený na instrukční sadě Elektronika NC , ale kompatibilní se sovětským klonem DEC Q-Bus, který byl již přijat jako průmyslový standard - a první známka věcí, které přijdou. Jeho periferní obvody byly průmyslem nedostatečně využívány, protože se většinou používalo jako univerzální CPU, spíše než jako mikrokontrolér, takže bylo rozhodnuto zjednodušit čip a odstranit nepotřebná zařízení z matrice . V té době však její mateřská organizace, SCC, již ztratila mocenské hry, které sužovaly sovětský průmysl.

Sovětský průmysl byl ze své podstaty extrémně byrokratickou strukturou, takže rozhodovací proces nebyl často řízen technickými ani ekonomickými úvahami, ale výsledky her vlivu mezi různými organizacemi a úředníky. SCC, navzdory svým technickým úspěchům a popularitě svých návrhů, nebyl bez svých oponentů a dokonce nepřátel. Zatímco jeho zaměstnanci měli averzi ke kopírování a zpětnému inženýrství západních technologií, mnoho skupin v rámci ministerstva elektronického průmyslu pro něj argumentovalo jako rychlejší a bezpečnější způsob, jak uspokojit potřeby. Tyto skupiny nakonec zvítězil, a v roce 1976 SCC byl v podstatě zrušen, jeho technické zázemí, které postoupí do Angstrem závodu , zatímco některé ze svých výzkumných laboratořích byly spojeny s Výzkumným ústavem Precision Technology (což se opravdu potřebují), a další tváření výzkumná skupina nově vytvořeného vědeckého centra NPO.

Tato náhlá reorganizace vyústila v upuštění od architektury Elektronika NC (pokračovala pouze u CNC založených na stroji NC-1, z nichž některé se používají dodnes) a přijetí kompatibility PDP-11 jako standardu MEI, proces, který se v ruské literatuře někdy nazývá vzpoura PDP . Mikrokód pro nový zjednodušený procesor byl tedy přepracován a kompatibilní s instrukční sadou LSI-11. Nový procesor byl vydán v roce 1982 pod názvem K1801VM1 . To bylo doplněno 600-gate KR1801VP1 ( rusky : КР1801ВП1 ) hradlové pole , které bylo použito k implementaci různých podpůrných obvodů, 64 Kib KR1801RE2 ROM čip a 64 Kib K573RF3 EPROM . Společně tvořili první široce používanou generaci rodiny 1801. Pole brány KR18101VP1 bylo později vyrobeno řadou druhých zdrojů: Exiton Pavlovsky Posad , SEMZ Solnechnogorsk a Intermos v Maďarsku.

Technická charakteristika

Všechny procesory v této rodině byly jednočipové 16bitové mikroprocesory založené na mikroarchitektuře NC Electronika , avšak pouze první, mikrokontrolér K1801VE1 , používal instrukční sadu Electronica NC . Jiní mají aktualizovaný mikrokód implementující architekturu LSI-11 . Různé modely se lišily frekvencí, instrukční soubor (první modely postrádaly a příkazy, například), balení a šířce adresové sběrnice (nejnovější modely podporovány 22-bitové adresování). MULDIV

K1801VE1

K1801VM1

KR1801VM1.
  • Instrukční sada: LSI-11 ; podporované EIS pokyny : XOR , SOB , MUL (MUL pouze ve výjimečných 1801VM1G variantu)
  • Technologie: 5 μm nMOS
  • Die Velikost: 5x5 mm , 16646 tranzistory
  • Bus: МПИ ( Q-Bus , multiplexovaný)
  • Taktovací frekvence: 100 kHz - 5 MHz
  • Napětí: +5 V
  • Příkon: 1,2 W.
  • Balení: 42kolíkový keramický planární (K1801VM1, obrázek výše) nebo plastový planární (KR1801VM1)
  • Varianty:
    • A ( А ) - max. taktovací frekvence 5 MHz (často označena jednou tečkou na obalu)
    • B ( Б ) - max. taktovací frekvence 4 MHz
    • V ( В ) - max. taktovací frekvence 3 MHz
    • G ( Г ) - max. taktovací frekvence 5 MHz; MUL instrukce je podporována (často označena dvěma tečkami na obalu)
  • Druhý zdroj: Exiton Pavlovsky Posad

K1801VM2

KM1801VM2.
  • Sada pokynů: LSI-11 ( MUL / DIV zahrnuto, kódy FIS implementovány rutinami přerušení ROM)
  • Technologie: 4 μm nMOS (novější verze CMOS byla označena 1806VM2 )
  • Velikost matrice: 5,3x5,35 mm, 18500 tranzistorů
  • Bus: МПИ ( Q-Bus , multiplexovaný)
  • Taktovací frekvence: 2 - 10 MHz
  • Napětí: +5 V
  • Výkon: 1,7 W.
  • Balení: 40kolíkový CERDIP (KM1801VM2) nebo PDIP (KR1801VM2, vojenská varianta R1802VM2)
  • Druhý zdroj: SEMZ Solnechnogorsk

Má dva různé adresní prostory a schopnost rychle mezi nimi přepínat. Byly použity při implementaci podmnožiny instrukcí FIS, přičemž instrukce nebyly zpracovávány v mikrokódu, ale jako manipulátory přerušení ve stínové ROM.

KM1801VM3, novější model čipu v CERDIP mount.
KN1801VM4 Technický vzorek.
KA1801VM4 Technický vzorek.

K1801VM3

  • Instrukční sada: LSI-11 ; EIS a MMU ( MTPD , MTPI , MFPD , MFPI ) zahrnuty
  • Technologie: 4 μm nMOS (novější verze CMOS byly označeny 1806VM3U , 1806VM5U a N1836VM3 )
  • Velikost matrice: 6,65 x 8 mm, 28 900 tranzistorů
  • Bus: МПИ ( Q-Bus , multiplexovaný)
  • Taktovací frekvence: 4 - 6 MHz a 8 MHz od roku 1991
  • Napětí: +5 V
  • Výkon: 1,7 W.
  • Balení: 64kolíkový CERDIP (KM1801VM3) nebo 64kolíkový CQFP (N1801VM3)
  • Adresová sběrnice: 22bitová
  • Podporuje koprocesor s plovoucí desetinnou čárkou

K1801VM4

  • Koprocesor s plovoucí desetinnou čárkou pro K1801VM3 , 32/64 bitů, taktovaný na 6 MHz (8 MHz po roce 1991)
  • Technologie: nMOS (novější verze CMOS byly označeny 1806VM4U a N1836VM4 )
  • Pokyny DEC PDP-11 FPU LDUB, LDSC, STA0, STB0 a STQ0 nebyly implementovány.
  • Balení: 64kolíkový plastový planární (KA1801VM4) nebo 64kolíkový CQFP (KN1801VM4)

Další vývoj

N1806VM2.

Řada 1806

  • Všechna zařízení řady 1806 jsou vyráběna v technologii CMOS a vyžadují napájení +5 V.
  • 1806VM2 : funkčně ekvivalentní nMOS K1801VM2 ; rychlost 5 MHz; 42kolíkový keramický rovinný obal; 134636 tranzistorů
  • N1806VM2 : funkčně ekvivalentní nMOS K1801VM2 ; rychlost 5 MHz; 64pinový C QFP ; 134636 tranzistorů; vyráběný společností Fizika Moskva jako druhý zdroj
  • 1806VM3U : funkčně ekvivalentní nMOS K1801VM3 ; rychlost 8 MHz; 64pinový C QFP
  • 1806VM4U : funkčně ekvivalentní nMOS K1801VM4 ; rychlost 8 MHz; 64pinový C QFP
  • 1806VM5U : funkčně ekvivalentní nMOS K1801VM3 ; rychlost 16 MHz; 64pinový C QFP
  • Podobně jako u 1801VP1 pro řadu 1801 jsou periferní funkce pro řadu 1806 implementovány pomocí hradlových polí 1806VP1 ( rusky : 1806ВП1 ), 1806KhM1 ( rusky : 1806ХМ1 , později přejmenovaných na 1806BTs1, rusky : 1806БЦ1 ) a 1582VZh3 ( rusky : 1582ВЖ3) ).

KA1013VM1

KA1013VM1

Řada 1836

  • Všechna zařízení řady 1836 jsou vyráběna v technologii CMOS a vyžadují napájení +5 V. Vyrábí je společnost Fizika Moskva jako druhý zdroj.
  • N1836VM3 : funkčně ekvivalentní nMOS K1801VM3 ; rychlost hodin 25 MHz; 64pinový C QFP
  • N1836VM4 : funkčně ekvivalentní nMOS K1801VM4 ; rychlost 16 MHz; 64pinový C QFP

Použití

Tyto CPU byly použity v:

Viz také

Reference

externí odkazy