Просмотр полной версии : Обсуждение ОЭВМ на основе 1806ВМ2
Разрешите предложить для обсуждения проект ( пока чисто теоретический ) ОЭВМ с ядром 1806ВМ2 ( условно ~30.000 транзисторов ).
Топнормы - КМОП 1.0 мкм, ввод-вывод - 3 мкм 5 вольт, встроенный стабилизатор +3.3 вольт с малым падением ( например 0.6 вольт ).
Итого минимальное напряжение питания - 4.0 вольт, максимальное - +6.0 вольт.
К-во транзисторов на кристалле - 1.000 млн, или чуть больше, ограничено ПВГ 1%.
Расчетная частота ядра - 30 мгц при потреблении 1 ватт.
Исполнение 68-выводного корпуса - 4209.68-5 :
http://www.155la3.ru/images/1802vr5.jpg
Каким оборудованием следует оснастить ядро 1806ВМ2 ?
Само ядро трогать лучше не надо - 42 вывода корпуса.
Напоминаю, 1 бит СОЗУ - это приблизительно 10 транзисторов, включая схему выборки-хранения.
1 килобайт СОЗУ - это 8 кбит, или ~82 т. транзисторов.
Для варианта 30.8 мгц понадобятся дополнительные выводы ядра ВМ2 :
1. Входы выбора задержки тактирования внешней МПИ - 3 проволоки, варианты сигналов :
0в. 0в. 0в. - без задержки, как в оригинале 1806ВМ2
+5в. 0в. 0в. - задержка 1 такт
0в. +5в. 0в. - задержка 2 такта
...
+5в. +5в. +5в - задержка 7 тактов
Действие :
в оригинале между получением процем сигнала RPLY и чтением данных с АД00...АД15 ( цикл DIN ) проходит 100 нс ( 1/2 такта 200 нс ), а при тактовой частоте 10 мгц это будет всего лишь 50 нс, и классическая МС1201.02 будет висеть - т.е. необходимо ввести задержку в тактах, для 10 мгц 1 такт - 100 нс, 2 такта - 200 нс, 4 такта - 400 нс. .Следует отметить, что для частоты 30.8 мгц задержка даже 7 тактов - невелика, всего 227 нс.
Эти же задержки будут использоваться и для сигналов SYNC, DOUT и др.
*
2.Вход выбора обработки сигнала AR ( адрес принят ) - 1 проволока, варианты режимов :
0в. - внутреннее управление в соответствии с типовыми циклами МПИ, с задержкой в тактах - см. п.1
+5в. - внешнее управление, как в оригинале ВМ2.
*
3.Вход-выход напряжения питания ядра ВМ2 - для подключения конденсатора 1 мкф на общий. Напряжение на этом контакте не может быть выше напряжения питания БИС ОЭВМ.
*
4.Выход инвертора от входа тактового сигнала - для организации мультивибратора ( генератора тактовой частоты ) - 1 проволока.
Итого сама высокочастотная ОЭВМ потребует дополнительно 6 проволок 3+1+1+1.
***
Теперь рассмотрим встроенные перефирийные устройства.
1. СОЗУ. Размер - 8 Кбайт ( ~650 т. транзисторов ). Входы управления - 4 проволоки :
1.1. Сигнал "разрешено СОЗУ" - 0в. - разрешено, +5в. - запрещено, устанавливать/снимать сигнал до начала цикла DIN/DOUT, 1 проволока.
1.2. Адресация СОЗУ -3 проволоки, варианты адресов : 0в. 0в. 0в. - 160000-177777, +5в. +5в. +5в. - 000000-017777 и т.п.
*
2. ППЗУ. Размер - 16 Кбайт ( ~2.5 транзистора на бит инфы, включая схемы управления , итого 128 Кбит*2.5= ~320 т.транзисторов )
Входы управления - 5 проволок.
2.1.Разрешение записи слова - 1 проволока, 0в. - запись слова по адресу МПИ.
2.2.Разрешение чтения слова - 1 проволока, 0в. - чтение слова по адресу МПИ. Выставляется до начала цикла чтения по сигналу DIN.
2.3.Адресные входы ППЗУ - 2 проволоки, варианты адресации : 0в. 0в. - 140000....177777, +5в. +5в. - 000000....037777
2.4.Вход разрешения полного стирания ППЗУ, 0в. - стирание , +5в. - нет стирания.
*
( итого 6+4+5 = 15 дополнительных проволок из 26 возможных ).
*
3.Телеграфный адаптер по типу 1801ВП1-065. Выводы данных - 4 проволоки, выбор адресов - 2 проволоки, делитель тактового сигнала ОЭВМ - 4 проволоки, вход тактовой частоты - 1 проволока, итого - 11 проволок. Режимы - 8 бит, без контроля четности.
3.1. Входы-выходы - 4 проволоки, совместимые с 1801ВП1-065.
3.2. Выбор скорости для частоты 4608 кгц - "делитель 3208 от входа ОЭВМ ( скорость 9600 ) ", "делитель 986 от входа ОЭВМ ( скорость 31.25 Кбод ) ,50, 75, 150, 300, 600 ( /7680 ),1200 ( /3840 ), 2400 (/1920 ), 4800 ( /960 ), 9600 ( /480 ), 19200 ( /240 ), 31250 ( /147 ) ,57600 ( /80 ), 115200 ( /40 ), 230400 ( /20 ) . Итого - 16 вариантов - 2 от входа частоты ОЭВМ и 14 от отдельного входа тактовой частоты телеграфа.
3.3. Адресация телеграфа - +5в. +5в. - телеграф отключен, +5в. 0в. - 176560, 0в. 0в. - 177560, 0в. +5в. - 177570 ( ? ).
Итого - 68 выводов корпуса. Больших по численности выводов и шагом 1.25 советская промышленность не выпускает.
Ближайший вариант - 88 выводной квадрат, с шагом 0.625.
Туда можно добавить селекторы адресов для внешних 580ВВ55А, расширенный контроллер прерываний, еще чего-нибуть...
Скромно спрошу: это предлагается заняться производством микросхем в "гараже" ?
Скромно спрошу: это предлагается заняться производством микросхем в "гараже" ?
Нет, на А.
Если проект получится, будут доступны пластиковые образцы недорого ( гуглим цены А. для ж. БИС - "недорого" от таких цен ).
"По фене ботать мне тяжко"
А - это НПО/НИИ/ОАО Ангстрем ?
ж. - от слова золотой, а не от Ж ?
те планируется скрестить в одном кристалле Проц+Перефирию ?
Я б по умолчанию сделал бы программно конфигурируемые регистры с максимально безопасными и стандартными значениями (7так.ожидания и скорость 9600бод к примеру). Биос по включению правит на актуальное значение. Профит - требуется меньше ног у корпуса.
те планируется скрестить в одном кристалле Проц+Перефирию ?
Ну в общем замена 1013ВМ1, который по 3 мкм делался, и как раз имел внутренние регистры, ТО на которые зажопили вояки.
И вообще, 8 бит шина данных уже ну совсем архаична для производительности более 3 млн рег-рег.
В частности, вопрос о наличии внутренней флешки - слишком сложен для нынешнего положения дел в ( бывшем "НЦ" ), наличие её туманно...
А можно сделать 88 выводов с шагом 0,5мм ?
Это вопрос к Йошкар-Оле :
https://zpp12.ru/products/metallokeramicheskie_korpusa_i_osnovaniya/metallokeramicheskie_korpusa_4_tipa_/
Отмечу, что желтяшки у них стоят Космических бабок.
Если для быта - можно и кустарный корпусок сделать, например 108-выводной, из парочки-тройки ДПП 0.5 с Тонким слоем ж. и шагом 1.25.
Низ - медная пластинка, припаянная к ДПП. Верх ДПП - радиально разведенные треки на квадрат, шаг в узком месте - 0.1/0.1 миллиметра.
Верх - ОПП 1.5 на эпоксидном компаунде. Крышка - стеклышко 0.5 миллиметра на эпоксидном компаунде.
Конструкция пригодна и для поверхностного монтажа, т.к. на основной ДПП корпуса можно организовать фронтальную металлизацию.
В любом случае такое поделие будет дешевле на ~1 порядок керамики 4226.108-2.02
Ориентировочные размеры текстолитового самодела - 42 х 42 миллиметра.
*
Ну раз появились дополнительные 40 выв, их можно потратить :
1. Параллельный порт типа 580ВВ55(А).
1.1.Линии ввода-вывода - 24 проволоки, назначение - см. даташит на i8255.
1.2.Выводы назначения адреса порта - 3 проволоки. Возможные варианты :
+5в. +5в. +5в. - 177000 - 177006
0в. +5в. +5в. - 177010 - 177016
+5в. 0в. +5в. - 177020 - 177026
...
0в. 0в. 0в. - отключено.
Везде используется младший байт слова.
*
2. Таймер типа 580ВИ53Д ( смайл ). Использует 13 проволок.
2.1. 6 шт. входных сигналов.
2.2. 3 шт. выходных сигналов.
2.3. 3 шт. проволок назначения адреса порта, возможные варианты адресации :
+5в. +5в. +5в - 177100 - 177106
0в. +5в. +5в. - 177110 - 177116
+5в. 0в. +5в - 177120 - 177126
0в. 0в. 0в. - отключено
2.4.Вход начальной установки счетчиков таймера - по приходу 0в. на этот вход и до первой записи в регистры таймера выходы таймера находятся в 3-м состоянии ( отключены ).
В общем, есть мнение выкинуть многопроцессорность из ОЭВМ - освобождаются 3 выв. ядра.
Вместо них предлагаются следующие сигналы :
1.Сигнал выходной BS7
2.Сигнал входной BS7 - т.е. при переводе ОЭВМ в ДМА режим, можно использовать набортное оборудование с внешним процем.
3.Входной сигнал радиального прерывания IRQ270, как в 1801ВМ1А.
*
Кстати, на частоте 30.8 мгц расчетная производительность при работе со встроенным СОЗУ - не менее 6 млн рег-рег.
Ну в общем замена 1013ВМ1, который по 3 мкм делался, и как раз имел внутренние регистры, ТО на которые зажопили вояки.
В свое время Телесистемы в Зеленограде выпускали АОН на этом процессоре с ЖК индикатором и питанием от линии. Значит у них были документы? Может спросить кому у них?
Может спросить кому у них?
1013ВМ1 медленный, в самом разгоне в пару раз медленнее 1806ВМ2, в первую очередь за счет 8-битной шины.
Я пару лет назад общался с самими разработчиками этого проца - они просто бабулей мешок хотели за сканы ТО, а сам А. традиционно захотел сопоставимую сумму + резолюцию министра обороны, т.к. БИСка выпускается до сих пор, и без буквы "К".
- - - Добавлено - - -
8-битной шины
Вероятно, его авторы впечатлились Z80 :v2_wink2:
piotr433
24.05.2018, 18:07
Документация на 1013ВМ1 доступна здесь:
техническое описание (http://www.pisi.com.pl/piotr433/manuals/ka1013vm1.pdf)
структурная схема (http://www.pisi.com.pl/piotr433/manuals/ka1013vm1.png)
Оригинальные сканы:
часть 1 (http://vladimir.poletaev.googlepages.com/KA1013BM1_part1.zip)
часть 2 (http://vladimir.poletaev.googlepages.com/KA1013BM1_part2.zip)
очень давно обсуждали этот блог https://mightyohm.com/blog/2010/10/diy-integrated-circuit-design-with-mosis/ интересно изменились ли с тех пор цены (учитывая резкое удешевление fpga), но мне кажется что для ретро хобби выкатить пару десятков тысяч $$$ это сильно жирно будет ДЛЯ любого на этом форуме, а чисто из каких-то типа коммерческих интересов намного дешевле взять fpga или вообще отказаться от 1801 и взять банальный STM32
Вопрос для теоретизирования :
предположим, некотрая организация для своих целей разработала и выпустила ОЭВМ на основе схемы 1806ВМ2 + 2 кбайт СОЗУ + порты ВВ55 + 1801ВП1-065 + схемы запуска и синхронизации, в китайском пластиковом 96 выв. корпусе с внешним ПЗУ на МПИ. Диаграммы МПИ соответствуют 2 млн транзакций в 1 сек при ответе RPLY не более 30 нс ( с реальным временем выборки порядка 50 нс по сигналу DIN ). Соответственно, будут входы множителя тактовой - 2 проволоки, 1х, 2х, 4х, 8х. Граничная частота ядра - порядка 20 мгц. Т.е. можно запросто получить честные 2 млн рег-рег в ПЗУ. Ток портебления при 0 ма нагрузки на выводы и 20 мгц - порядка 50 ма.
И суть вопроса - предположим, эта БИС доступна для покупки в розницу по 1000 руб.
Кто-нибуть купил бы такую ?
Например, для создания часов с светодиодной индикацией понадобилась бы внешняя 155ИД10, и приемник ДУ, а так же 1801РР1 для программы.
Кто-нибуть купил бы такую ? Я бы купил оптом. Еслиб ног было 40 а корпус ДИП. Питалово 5вольт. Кроме ядра на 20мгц 1 команда = 1 такт ОЗУ было б килобайт 8. Пзу электрическое встроенное килобайт 32. Последовательный интерфейс. И интерфейс типа SPI. интерфейс для отладки. Ну и дрыгать оставшимися ножками на половине тактовой. и цену хотелось максимум 200р. Ведь могут же буржуи...
Ведь могут же буржуи...
...миллионными тиражами, при полуподпольном производстве на континентальном К.
*
А здесь всего-при-всего ( рассматривается вопрос ) о тираже 10 000 шт, при потребности некотрой организации ~половина, остальное они рассчитывали продать на сторону.
Техпроцесс - 1 мкм, 2 металла, +5.5 в. граничное, но будет работать и при +4.5 в., на 10 мгц вроде как и при +4 в.
Если с ЭСППЗУ - цена взлетит в двое-трое, т.к. это доп. набор масок и коммерческие библиотеки элементов ( а эти типа халявные 20-го века ). К тому же будет не фонтан ПВГ - на приведенной конфе он 30% ( не фантастика, на бывшей территории СССР и 1% не сделать ). А с ЭСППЗУ - хорошо, если 5% после тестов ЭСППЗУ.
*
40 выв - это программный конфигуратор и все вытекающие - т.е. почему 1013ВМ1 нигде не использовался в быту, кроме как определители номера и теплосчетчики - он крайне неудобен в стандартных М-ЭВМ.
неудобен в стандартных М-ЭВМ ОЭВМ это специализированная ЭВМ. Или нужна стандартная???
миллионными тиражами, при полуподпольном производстве на континентальном К.
* Мы тоже там. Полуподпольно. А потом контрабандой ввезем.
Господа которые производили свои радиолюбительские микросхемы при малом тираже (1-5тыщ) продавали их потом в розницу 5-20долл. По техпроцессу КМОП 5Вольт меньше микрона. Потомучто обычно делается на свободных участках пластин или вскладчину
Софт используют или бесплатный или свой. на выходе там тоже герберы нужны
ОЭВМ это специализированная ЭВМ. Или нужна стандартная???
Рассматривается вариант только стандартной ОЭВМ, а всякие "блэк бокс" пусть делают желающие самостоятельно.
В обсуждаемой конфе скрыт "рояль в кустах" - вывод отключения масочного ПЗУ от фирмы-заказчика, 16 кбайт. Там софт управления объектом, и на этапе корпусирования этот вывод кристалла будет соединяться с общим.
Особо богатенькие могут разместить заказ на 10 000 шт. годных кристаллов со своим текстом масочного ПЗУ, по дог. цене.
маленький оффтоп:
Если существует отлаженный вариант (чего угодно - процессор, контроллер диска итд) для плисы - то можно заказать как бы ту же плису , но с "намертво" прошитым вариантом. сиё вроде как бы выходит дешевле чем просто плиса. Раньше такой сервис был у xilinx
сиё вроде как бы выходит дешевле
Слаще ли Хрен Редьки ?
Кристаллики в коробочках выходят по ~~~$5 в партии 10 000 шт., ( даже скидки предусмотрены ! ).
Китаёзский открытый корпусон ~100 выв. - $2 в партии 1000 шт.
Или разварить на самодельный стеклотекстолит и залить эпоксидной каплей - не сильно дешевле.
маленький оффтоп:
Если существует отлаженный вариант (чего угодно - процессор, контроллер диска итд) для плисы - то можно заказать как бы ту же плису , но с "намертво" прошитым вариантом. сиё вроде как бы выходит дешевле чем просто плиса. Раньше такой сервис был у xilinx
при производстве кристаллов есть один момент, не смотря на то что кристал может быть почти пустым размер самого кристалла не может быть менее какого-то там определенного минимального значения (для конкретного тех-процесса), т.е. нельзя будет создать супер маленький кристалл с 1801вм2... он должен будет быть по размеру как и минимальный fpga который легко этот самый вм2 реализует (при этом этот fpga производится в миллионых партиях потому дешевле спец заказа, да и возможность обновления прошивки уже после выпуска устройства тоже нужна). Так что с точки зрения экономики тут смысла нету.
Powered by vBulletin® Version 4.2.5 Copyright © 2025 vBulletin Solutions, Inc. All rights reserved. Перевод: zCarot