CPU der Serie 1801 - 1801 series CPU

Nicht zu verwechseln mit dem RCA 1802 , einer 8-Bit-CPU aus den 1970er Jahren mit einer ähnlichen Teilenummer.
1801
KL UdSSR K1801BM1 Ceramic.jpg
K1801VM1
Allgemeine Information
Gestartet Ab 1980
Gemeinsame Hersteller
Performance
Max. CPU- Taktrate 2 MHz bis 12 MHz
Architektur und Klassifikation
Befehlssatz Elektronika NC ,
LSI-11
Physikalische Spezifikationen
Pakete)

Die CPUs der Serie 1801 waren eine Familie von sowjetischen 16-Bit- Mikroprozessoren, die auf den einheimischen Elektronika NC- Mikroarchitekturkernen basierten , jedoch binär kompatibel mit den PDP-11- Maschinen von DEC waren. Verschiedene Modelle und Varianten der Serie, die erstmals 1980 veröffentlicht wurden, gehörten zu den beliebtesten sowjetischen Mikroprozessoren und dominierten die eingebetteten Systeme und militärischen Anwendungen der 1980er Jahre. Sie wurden auch in sehr unterschiedlichen Bereichen wie Grafikrechnern ( Elektronika MK-85 ) und industriellen CNCs (Elektronika NC-Serie) eingesetzt, aber ihre wohl bekannteste Verwendung war in mehreren sowjetischen Allzweck- Mini- und Mikrocomputer- Designs wie dem SM EVM , DVK , UKNC und BK Familien. Aufgrund der CPU des beliebten Elektronika BK -Heimcomputers , der in den letzten Jahren als Demomaschine verwendet wurde , sowie der DVK- Mikros, die oft einen ersten Einblick in die UNIX- Welt boten , erreichte dieser Prozessor unter Sowjets einen Kultstatus und dann russische Programmierer.

Entwicklung

Die Geschichte dieser CPU stammt aus den frühen 1970er Jahren, als die Gruppe von Ingenieuren in Zelenograd ‚s Special Computing Center, geführt von DI Yuditsky, dessen ersten 16-Bit entwickelt Mini - Computer , die so genannten Elektronika NC-1. Diese Maschine, die direkt mit der SM EVM- Serie konkurrieren soll , wurde erstmals 1973 veröffentlicht und verwendete die Bit-Slice- 4-Bit-587-CPU, die manchmal als der erste sowjetische Mikroprozessor überhaupt bezeichnet wird. Seine Nachkommen erwiesen sich als beliebt und wurden häufig in verschiedenen Steuerungssystemen und Telekommunikationsgeräten eingesetzt. Die Bit-Slice-Natur ihrer CPUs machte diese Maschinen jedoch etwas unhandlich, insbesondere bei militärischen Anwendungen, und es wurde die Notwendigkeit eines Einzelchip-Mikroprozessors festgestellt.

1980 ging die erste 1801-CPU, die diese Nische füllen sollte, K1801VE1 , in Produktion. Es handelte sich im Wesentlichen um einen Mikrocontroller mit 256 Byte On-Chip- RAM , 2K- ROM und anderen Peripherieschaltungen, der immer noch auf dem Elektronika NC- Befehlssatz basierte , jedoch mit einem sowjetischen Klon des Q-Bus von DEC kompatibel war, der bereits als Industriestandard übernommen wurde - a erstes Zeichen der kommenden Dinge. Seine Peripherieschaltungen wurden von der Industrie nicht ausgelastet, da sie meist als Allzweck- CPU verwendet wurden, anstatt ein Mikrocontroller, so wurde beschlossen , den Chip zu vereinfachen, unnötigen Geräte aus der Entfernung sterben . Aber zu diesem Zeitpunkt hat seine Mutterorganisation, der SCC, bereits in den Machtspielen verloren, die die sowjetische Industrie plagten.

Die sowjetische Industrie war naturgemäß eine äußerst bürokratische Struktur, so dass der Entscheidungsprozess häufig nicht von technischen oder wirtschaftlichen Überlegungen, sondern von den Ergebnissen der Einflussspiele zwischen verschiedenen Organisationen und Beamten bestimmt wurde. SCC war trotz seiner technischen Erfolge und der Beliebtheit seiner Designs nicht ohne Gegner und sogar Feinde. Während die Mitarbeiter eine Abneigung gegen das Kopieren und Reverse Engineering westlicher Technologie hatten, sprachen sich viele Gruppen innerhalb des Ministeriums für elektronische Industrie dafür aus, die Anforderungen schneller und sicherer zu erfüllen. Diese Gruppen setzten sich schließlich durch, und 1976 wurde der SCC im Wesentlichen aufgelöst, und seine technische Basis ging auf das Werk in Angstrem über , während einige seiner Forschungslabors dem Forschungsinstitut für Präzisionstechnologie (die sie nicht wirklich brauchten) angeschlossen wurden und andere sich bildeten ein Forschungszweig des neu gegründeten NPO Scientific Center.

Diese plötzliche Umstrukturierung führte zur Aufgabe der Elektronika NC-Architektur (sie wurde nur in CNCs fortgesetzt, die auf einer NC-1-Maschine basieren, von denen einige bis heute verwendet werden) und zur Übernahme der PDP-11-Kompatibilität als MEI-Standard. Ein Prozess, der in der russischen Literatur manchmal als PDP-Revolte bezeichnet wird . Daher wurde der Mikrocode für die neue vereinfachte CPU neu gestaltet und mit dem LSI-11-Befehlssatz kompatibel gemacht. Der neue Prozessor wurde 1982 mit der Bezeichnung K1801VM1 veröffentlicht . Es wurde durch das 600-Gate- Gate-Array KR1801VP1 ( russisch : 11801ВП1 ) ergänzt, mit dem verschiedene Unterstützungsschaltungen, ein 64- Kib- KR1801RE2- ROM- Chip und ein 64-Kib- K573RF3- EPROM implementiert wurden . Zusammen bildeten sie die erste weit verbreitete Generation der Familie 1801. Das Gate-Array KR18101VP1 wurde später von einer Reihe von zweiten Quellen hergestellt: Exiton Pavlovsky Posad , SEMZ Solnechnogorsk und Intermos in Ungarn.

Technische Eigenschaften

Alle CPUs der Familie waren Single-Chip- 16-Bit- Mikroprozessoren, die auf der Electronika NC- Mikroarchitektur basierten. Allerdings verwendete nur der erste, der K1801VE1- Mikrocontroller , den Electronica NC- Befehlssatz . Andere haben einen aktualisierten Mikrocode, der die LSI-11- Architektur implementiert . Verschiedene Modelle unterschieden sich in der Taktgeschwindigkeit, Befehlssatz (die ersten Modelle die fehlte MUL und DIV Befehle, zum Beispiel), Paket- und Adressbus Breite (die neuesten Modelle unterstützt 22-Bit - Adressierung).

K1801VE1

K1801VM1

KR1801VM1.
  • Befehlssatz: LSI-11 ; unterstützt EIS Anweisungen : XOR , SOB , MUL (MUL nur in dem seltenen 1801VM1G Variante)
  • Technologie: 5 μm nMOS
  • Die Größe: 5x5 mm , 16646 Transistoren
  • Bus: МПИ ( Q-Bus , gemultiplext)
  • Taktrate: 100 kHz - 5 MHz
  • Spannung: +5 V.
  • Leistung: 1,2 W.
  • Verpackung: 42-polige Keramikplanare (K1801VM1, Bild oben) oder Kunststoffplanare (KR1801VM1)
  • Varianten:
    • A ( А ) - max. Taktfrequenz 5 MHz (oft mit einem Punkt auf der Verpackung gekennzeichnet)
    • B ( Б ) - max. Taktfrequenz 4 MHz
    • V ( В ) - max. Taktfrequenz 3 MHz
    • G ( Г ) - max. Taktfrequenz 5 MHz; MUL Anweisungen werden unterstützt (häufig mit zwei Punkten auf der Verpackung gekennzeichnet)
  • Zweite Quelle: Exiton Pavlovsky Posad

K1801VM2

KM1801VM2.
  • Befehlssatz: LSI-11 ( MUL / DIV enthalten, FIS- Codes implementiert durch ROM-Interrupt-Routinen)
  • Technologie: 4 μm nMOS (eine spätere CMOS-Version wurde als 1806VM2 bezeichnet )
  • Chipgröße: 5,3 x 5,35 mm, 18500 Transistoren
  • Bus: МПИ ( Q-Bus , gemultiplext)
  • Taktrate: 2 - 10 MHz
  • Spannung: +5 V.
  • Leistung: 1,7 W.
  • Paket: 40-pin CERDIP (KM1801VM2) oder PDIP (KR1801VM2, militärische Variante R1802VM2)
  • Zweite Quelle: SEMZ Solnechnogorsk

Es verfügt über zwei verschiedene Adressräume und die Möglichkeit, schnell zwischen ihnen zu wechseln. Sie wurden bei der Implementierung der FIS-Befehlsuntermenge verwendet, wobei Befehle nicht im Mikrocode, sondern als Interrupt-Handler im Schatten-ROM verarbeitet wurden.

KM1801VM3, ein späterer Modellchip in einer CERDIP- Halterung.
KN1801VM4 Technisches Beispiel.
KA1801VM4 Technisches Beispiel.

K1801VM3

K1801VM4

  • Gleitkomma-Coprozessor für K1801VM3 , 32/64 Bit, getaktet mit 6 MHz (8 MHz nach 1991)
  • Technologie: nMOS (spätere CMOS-Versionen wurden als 1806VM4U und N1836VM4 bezeichnet )
  • DEC PDP-11 FPU- Anweisungen LDUB, LDSC, STA0, STB0 und STQ0 wurden nicht implementiert.
  • Paket: 64-poliger Kunststoff planar (KA1801VM4) oder 64-poliger CQFP (KN1801VM4)

Weitere Entwicklung

N1806VM2.

Serie 1806

  • Alle Geräte der Serie 1806 werden in CMOS- Technologie hergestellt und benötigen eine +5 V-Stromversorgung.
  • 1806VM2 : funktional äquivalent zum nMOS K1801VM2 ; Taktrate 5 MHz; 42-poliges planares Keramikgehäuse; 134636 Transistoren
  • N1806VM2 : funktional äquivalent zum nMOS K1801VM2 ; Taktrate 5 MHz; 64-poliger C- QFP ; 134636 Transistoren; hergestellt von Fizika Moskau als zweite Quelle
  • 1806VM3U : funktional äquivalent zum nMOS K1801VM3 ; Taktrate 8 MHz; 64-poliger C- QFP
  • 1806VM4U : funktional äquivalent zum nMOS K1801VM4 ; Taktrate 8 MHz; 64-poliger C- QFP
  • 1806VM5U : funktional äquivalent zum nMOS K1801VM3 ; Taktrate 16 MHz; 64-poliger C- QFP
  • Ähnlich wie beim 1801VP1 für die 1801-Serie werden Peripheriefunktionen für die 1806-Serie mithilfe der Gate-Arrays 1806VP1 ( russisch : 1806-1 ), 1806KhM1 ( russisch : 1806-1 , später umbenannt in 1806BTs1, russisch : 1806-1 ) und 1582VZh3 ( russisch : 1582-3) implementiert ).

KA1013VM1

KA1013VM1

Serie 1836

  • Alle Geräte der Serie 1836 werden in CMOS- Technologie hergestellt und benötigen eine +5 V-Stromversorgung. Sie werden von Fizika Moskau als zweite Quelle hergestellt.
  • N1836VM3 : funktional äquivalent zum nMOS K1801VM3 ; Taktrate 25 MHz; 64-poliger C- QFP
  • N1836VM4 : funktional äquivalent zum nMOS K1801VM4 ; Taktrate 16 MHz; 64-poliger C- QFP
  • Die Fotos

  • K1801VM1

  • KM1801VM2

  • KM1801VM3

  • N1806VM2

Verwenden

Diese CPUs wurden verwendet in:

Siehe auch

Verweise

Externe Links