Тесты ВМ1

[Patron]

Скрытый текст

Прогоняя тест 791404 в своём эмуляторе процессора 1801ВМ1 - обнаружил, что тест успешно проходят две разные реализации "нечётного PC":

1. Когда команды загрузки адреса ( JMP, JSR ) обнуляют младший бит PC при загрузке нечётных значений:

PC[012376] PSW[004] : JMP 012415
PC[012414] PSW[004] : DEC PC
PC[012415] PSW[000] : DEC PC
PC[012416] PSW[000] : INC @#000404
PC[012422] PSW[000] : CMP #59., @#000404

2. Когда младший бит PC загружается командами JMP и JSR "как есть":

PC[012376] PSW[004] : JMP 012415
PC[012415] PSW[004] : DEC PC
PC[012416] PSW[000] : INC @#000404
PC[012422] PSW[000] : CMP #59., @#000404

Думаю, что второй подход более правильный и (скорее всего) настоящий 1801ВМ1 работает именно так, но поскольку реального процессора у меня нет, а тест даёт неоднозначные результаты - буду рад, если кто-нибудь уточнит этот момент.

Всего-то и надо, что выполнить на реальном 1801ВМ1 примерно такой набор команд:

         Mov  #Metka+1, R0
         Jmp  (R0)
Metka:   Mov  PC, R1

И проверить содержимое R1 ( по идее - оно должно быть нечётным ).

[свернуть]

...
Добавлен файл VM1PS3.zip, содержащий "1801VM1 PSW test 3".
Добавлен файл VM1PS4.zip, содержащий "1801VM1 PSW test 4".
Добавлен файл TTST2.zip, содержащий "LSI-11 Traps Tests #2".
Добавлен файл TTST3.zip, содержащий "LSI-11 Traps Tests #3".
Добавлен файл VM1VE1.zip, содержащий "1801VM1 VE-Timer Test #1".

[Advertiser]

[Vslav]

В продолжение темы - http://zx-pk.ru/showthread.php?t=16317&page=11
Осциллограммы 1801ВМ1:
- БК-0010.01 @ 3MHz
- Тестовые последовательности размещались по адресу 100000
- Снято при помощи логанализатора Acute TL-2136
- Частота сэмплирования 200МГц

1. Тестовая последовательность

005700	;	$1:	TST	R0
005700	;		TST	R0
000775	;		BR	1$

Результаты для последовательности 1:


2. Тестовая последовательность

012700
100006	;		MOV	#100006, R0
005710	;	$1:	TST	(R0)
000776	;		BR	$1

Результаты для последовательности 2:


Меньший масштаб (более наглядное отличие между тестами):


Для пытливых исследователей - данные в текстовом виде для обеих последовательностей и обычный старт монитора (для сравнения) во вложении

[Patron]

Круто!

Похоже, что подтверждается моя теория о том, что у 1801ВМ1 есть зачатки предвыборки и если выполняемая команда производит обращение к памяти, то это вызывает увеличение её продолжительности на величину штрафа отмены предвыборки.

Но также очевидно, что влияние видео-адаптера затрудняет тестирование "чисто процессорных" аспектов работы 1801ВМ1 и есть смысл уделить больше внимания работе 1801ВМ1 именно в составе БК.

И первый вопрос на эту тему следующий:

На форуме http://bk0010.org/forum/ в теме Тонкости и толстости ВМ1 прозвучало следующее утверждение:

? gid @ - 6 апреля 18:09
Практический эксперимент показал, что для 1801ВМ1 в его так сказать HALT режиме прерывания происходят по адресам 160000+номер. Напр HALT/IRQ1 - по адресу 160002, Независимо от того, каково содержание SEL1. Читается или нет регистр 177716 сказать не могу, но в реальности его содержимое не важно.

Т.е. утверждается, что хотя начальный старт и происходит по адресу из SEL1, но по команде HALT или сигналу IRQ1 - БК-0011 ( насколько я понял - тестировалась эта модель ) всегда переходит по адресу 160002, независимо от содержимого SEL1.

Что-то мне с трудом в такое верится, может там тестирование не вполне правильно было проведено..

Интересно, как поведёт себя тестируемая БК, выполнив команду HALT.

[Vslav]

Но также очевидно, что влияние видео-адаптера затрудняет тестирование "чисто процессорных" аспектов работы 1801ВМ1

Уточнение - тестовые последовательности запускались по адресу 100000 из эмулятора ПЗУ, то есть - обращения к ОЗУ не было.

Т.е. утверждается, что хотя начальный старт и происходит по адресу из
... skipped ...

Интересно, как поведёт себя тестируемая БК, выполнив команду HALT.

Набросайте тест - я прогоню на стенде. А то завтра УКНЦ приедет уже ))

[Patron]

Уточнение - тестовые последовательности запускались по адресу 100000 из эмулятора ПЗУ, то есть - обращения к ОЗУ не было.

Точно! Там нулевая задержка RPLY, поэтому "дырки" в SYNC выглядят такими большими.

Тогда при случае можно будет много чего протестировать.

Набросайте тест - я прогоню на стенде.

Тест команды HALT имеет самый простой код - сплошные нули.

Т.к. команда HALT всегда вызывает HALT-Trap, то имея эту команду ( код 000000 ) на стартовом адресе - мы должны получить зацикленный HALT-Trap. В самом начале можно NOP поместить ( код 0240 ), чтобы отделить HALT от стартовой последовательности.

А то завтра УКНЦ приедет уже

Для 1801ВМ2 ( и тем более в составе УКНЦ ) нерешённых задачек ещё больше, чем для 1801ВМ1 !!!

[Vslav]

Тестовая последовательность:

000240	;	$1:	NOP
000000	;		HALT
000775	;		BR	$1

Результат:


При исполнении HALT:
- выполняется цикл DAT I/O и устанавливается бит 3 в регистре SEL1
- выполняется цикл DAT O, запись в 177676 - попытка сохранить PSW
- так как 177676 в БК не реализован - возникает тайм-аут шины
- тут любопытно (на картинке не видно в таком масштабе, к сожалению), после самого первого тайм-аута после аппаратного сброса процессор выполняет (пытается выполнить) запись (слова - WTBT низкий, но это значит слово по моему опыту) по адресу 154731 (единичка младшая игнор). Операция со стеком?
- дальше цикл уже повторяется без вариаций - установка бита 3 в 177716 и попытка записи по 177676

К сожалению, ответа на вопрос куда уходит ВМ1 после HALT пока нет. Думаю что я буду дорабатывать свой эмулятор, добавлю поддержку циклов DAT O и DAT I/O, тогда можно будет поддержать транзакции к 177674/6 и узнать, куда оно таки переходит.

.
Для 1801ВМ2 ( и тем более в составе УКНЦ ) нерешённых задачек ещё больше, чем для 1801ВМ1 !!!

Посмотрим в каком оно состоянии приедет, покупалось-то по "мусорной" цене. Работоспособность неизвестна, сначала в порядок попытаюсь привести, а у меня уже запасы КМ-ок к концу подходят .

[Patron]

У процессора 1801ВМ1 есть и другие загадочные особенности.

1. Штраф невзаимности - имеет место всегда, когда первый аргумент не обращается к памяти, а второй обращается. Из-за этого команда CMP (R0), R0 выполняется гораздо быстрее, чем CMP R0, (R0)

А как это выглядит на шине..

Для проверки нужно сравнить две последовательности:

	021000 		;	CMP	(R0), R0
	000776 		;	BR	.-2.

	020010 		;	CMP	R0, (R0)
	000776 		;	BR	.-2.

поместив в R0 адрес BR.

...

2. Штраф второго операнда - из-за него команда TST (R0) выполняется быстрее, чем команда CMP (R0), R0

Для проверки нужно сравнить две последовательности:

	005710 		;	TST	(R0)
	000776 		;	BR	.-2.

	021000 		;	CMP	(R0), R0
	000776 		;	BR	.-2.

поместив в R0 адрес BR.

[Vslav]

Доисследовал вопрос с HALT - эмулятор ПЗУ теперь поддерживает регистры 177674 и 177676. Не пытайтесь повторить на обычном БК - их там нет



При выполнении HALT 1801ВМ1 таки переходит на 160002, игнорируя содержимое 177716. На 160002 в эмуляторе мусор, поэтому не обращайте внимание на считываемые там данные

---------- Post added at 00:52 ---------- Previous post was at 00:40 ----------

У процессора 1801ВМ1 есть и другие загадочные особенности.

Потестировал, результаты:

[Titus]

А не проще ли сфоткать кристалл под микроскопом, который имеется у нескольких человек с форума, и разобрать микрокод?
Или мы не ищем легких путей?

[Patron]

Потестировал, результаты

1801ВМ1 - один из самых загадочных процессоров в мире.

С одной стороны - команды TST (R0) и CMP (R0),R0 выполнились за строго одинаковое время, но с другой стороны - алгоритмическое время следующей команды после TST (R0) уменьшилось на 1 такт.

Ранее тесты показали, что при выполнении большого количества команд TST (R0) подряд - они выполняются на один такт быстрее, чем CMP (R0),R0. Возможно, дело было в том, что тесты этих команд проводились в разные дни, а тактовая частота процессора довльно сильно зависела от температуры.

Чтобы немного лучше разобраться в вопросе - можно выполнить подряд по три одинаковых команды TST (R0) и CMP (R0),R0 и если их времянки опять совпадут - значит никакого штрафа второго операнда у 1801ВМ1 скорее всего нет.

...

БК-0010.01 @ 3MHz - очень интересный объект для тестирования, но для нормального запуска тестов и вывода результатов - её было бы полезно подключить к PC через последовательный порт.

Нужна любая плата последовательного порта для МПИ ( ИРПС БК, СА УКНЦ, И12 от "Электроника 60" и т.п. )

...

А не проще ли сфоткать кристалл под микроскопом, который имеется у нескольких человек с форума, и разобрать микрокод?

Кому-то проще сфоткать кристалл и разобрать микрокод, а кому-то проще сделать несколько тестов.
Пока не нашлось ни одного желающего пойти по первому пути и только несколько желающих пойти по второму.

Складывается впечатление, что большинству фанатов БК и 1801ВМ1 - их любимый компьютер и их любимый процессор откровенно не интересны. До сих пор, например, никто точно не знает, как на самом деле процессор БК работает с ОЗУ.

Результаты прогона тестов таймингов команд на БК появились совсем недавно и дать их верную теоретическую интерпретацию до сих пор никто не может.