Беседы о ОЭВМ на базе 1806ВМ2 по 130 нм

Вид для печати

05.07.2021, 02:17
MM

Беседы о ОЭВМ на базе 1806ВМ2 по 130 нм

Предлагаю обсудить возможность и особенности создания ОЭВМ по 130 нм топнормам с ядром 1806ВМ2, в корпусе 64 или 84 выв.
Чуть подробней о инициативе Гугла :
https://russianelectronics.ru/google...tvo-mikroshem/
Параметры базовые :
1. 130 нм ( как Тула П3 - 1.4 Ггц или П-4 до 3+ Ггц )
2. Площадь кристалла макс. , включая КП - 10 миллиметров кв.
3. Плотность размещения для СОЗУ ( Northwood , 2002 г. 55 млн. 131 мм.кв. ) 419 т.транзисторов в 1 мм.кв.
http://wp.wiki-wiki.ru/wp/index.php/Pentium_4
http://wp.wiki-wiki.ru/wp/index.php/Pentium_III
4. Доступная для схемы площадь кристалла ( кроме КП и границ кристалла ) - 8.5 мм.кв., или ~~3.5 млн. транзисторов.
5. К-во СОЗУ, которое поместится на кристалл при аппрокс. ~7.00 транзисторов/бит - 53 Кбайт для 3 млн. транзисторов.
Необходимая для типовой М-ЭВМ на 1806ВМ2 емкость СОЗУ - 48 + 2 Кбайт ( 0....137777 и 170000...173777 ).
Насчет ППЗУ - предполагается внешнее по отношению к кристаллу.
6. Варианты схемы :
6.1. Прокачанный 1806ВМ2 с МПИ и специфическими выводами расширений и дополнений. Может работать как просто СОЗУ и/или порты.
6.2. Особая конструкция коммутации, похожая на i8051, с 8-бит шиной для внешнего ППЗУ.
7. Питание и частоты.
Предполагается внешнее питание ввода-вывода по 8 выв. :
7.1. 2 выв. +5в. до 100 ма динамически
7.2. 2 выв. ~~+1.0 в. до 0.5 а. динамически
7.3. 4 выв. общего, 3 шт. из которых - явный общий ядра ( до ~0.5 а. динамически ).
7.4. В связи с ограничениями по мощности корпуса ( 1+ ватт ) предполагается ограничится частотами ~50 Мгц ( 10 млн рег-рег в СОЗУ ).
7.5. Итого для 84-выв. корпуса может быть доступно 76 информационных выв.

- - - Добавлено - - -

Предполагаемая конфа сигналов по образцу i8051 для 84-выв. корпуса, при возможных 76 выводах :
2 выв. - кварц 18432 ( 4608 х 4 ) Мгц, для возможности достигать кварцованную скорость UART ~115200, 230400, 460800, 921600 Бод
1 выв. - Сброс
8 выв. - шина данных
16 выв. - шина адреса
2 + 2 выв. - сигналы Re и We, а так же выбор скорости памяти - 54 нс, 108 нс, 162 нс, 216 нс ( в тактах кварца ). При кварце 25 Мгц скорости соотвественно выше.
4 выв. - дополнительная адресация ППЗУ ( т.е. 8 Кбайт х 16 = 128 Кбайт ППЗУ макс. ), сбрасываемая по DCLO
4 выв. - прерывания - Пульт, 100, 104, 250 вектора.
3 выв - DCLO, INIT и SEL
2 выв. - множитель частоты ядра и СОЗУ - 1х, 2х, 4х, 8х ( ? )
1 выв. - CS ROM ( на адресе 140000 страницами по 8 Кбайт )
1 выв. - выборка ( регистров ) в адресах 175000...175777
Итого минимальная конфа - 46 выв. из возможных 76 выв.
*
UART - 4 выв. ( адрес 177560 )
i8055 - 24 выв. ( адрес 177600 ? )
2 выв. программно назначаемые ( вход, выход, прерывания, ДМА ).
Порты - 30 выв., из оставшихся 30 выв.
05.07.2021, 09:56
andrews

Умножитель аппаратный должен быть. И память оперативная на борту. Хорошо бы внутренние преобразователи напряжений, чтобы мог питаться от внешней литиевой батареи 3.6в, а память поддерживалась от внешней 1.2 в батареи. Последовательный порт(ы) должны допускать внешнюю отладку через usb/com. Останов программы(при наличии тактирования) должен фиксироваться внешним выводом, желательно как-то организовать и пошаговый режим отладки. Еще для связи с популярными внешними девайсами нужен какой-то интерфейс типа i2c или spi.
05.07.2021, 10:59
MM

Цитата:

Сообщение от andrews

Умножитель аппаратный должен быть.

Если о частоте - да.
В 1806ВМ2 аппаратное целочисленное деление и умножение. Плавучка - программно. Но т.к. в запасе порядка 400 т.транзисторов - то возможно и аппаратно.
Но тут кроется засада - если ядро ВМ2 теоретичестки сколото, а вот ВМ4 - нет и не предвидется.... И вообще, плавучка нужна строго для вояк...

Цитата:

Сообщение от andrews

И память оперативная на борту

48+2 Кбайт, похожа на МС1201.02. При пуске всегда включена, но может программно отключаться секциями по 1 Кбайт, для использования внешней памяти/контроллеров ( на шине ).

Цитата:

Сообщение от andrews

Последовательный порт(ы) должны допускать внешнюю отладку через usb/com.

Ну если кто-то напишет несложный USB порт - то можно программно его включать на некотрые выводы ОЭВМ. В запасе - порядка 400 т.транзисторов.

Цитата:

Сообщение от andrews

Останов программы(при наличии тактирования) должен фиксироваться внешним выводом,

В ВМ2 это SEL - при режиме Пульт ( старт или авария программы ) там 0в.
Если о детектировании зависания - это скорее программная фича.
Да, в кратком описании не упомянуты внутренние таймеры типа ВИ53 с векторами 110, 114, 120 .
*
Пуск - всегда с 140000 адреса, далее - программно.
*
Возможные частоты генератора - 1....32 000 000 Гц.

- - - Добавлено - - -

Цитата:

Сообщение от andrews

Хорошо бы внутренние преобразователи напряжений

Нет свободных выводов. Нет пощади кристалла.
Но возможна внешняя 34063 с катушкой и пяточком конденсаторов.

А для непрерывной стабиллизации бортовых +1в. - нет в запасе мощности рассеивания корпуса.
И для малых частот ( 0.1 а. по +1в. ) можно и внешнюю КРЕНку приделать...
05.07.2021, 11:59
andrews

Цитата:

Сообщение от MM

Но т.к. в запасе порядка 400 т.транзисторов - то возможно и аппаратно.

может их тогда на "бабочку" потратить? для возможности цифровой фильтрации?

Цитата:

Сообщение от MM

Ну если кто-то напишет несложный USB порт - то можно программно его включать на некотрые выводы ОЭВМ

достаточно и простого подключения на стандартную для такого решения внешнюю микросхему usb/com для разработчика отладочной платы, которую можно прицепить на usb порт персоналки

- - - Добавлено - - -

Цитата:

Сообщение от MM

Нет свободных выводов

тогда аналогично, привести типовую внешнюю схему для решения в даташите. Простая и удобная отладка это важно. Ну наличие библиотек, так как по современным стандартам, приобретенная отладочная плата должна продемонстрировать свои возможности через час-два после вскрытия коробки ;)
05.07.2021, 14:46
MM

Цитата:

Сообщение от andrews

Ну наличие библиотек, так как по современным стандартам, приобретенная отладочная плата должна продемонстрировать свои возможности через час-два после вскрытия коробки

А вот есть "рояль в кустах" - прошиваем дамп 1801РЕ2-055 в 2764, подключаем MAX232 + 555ЛН1 к UART и подключаем это к эмулятору ДВК господина Патрона по RS-232. И грузим RT-11 . Для этого следует приделать кварц частотой ( из ТО ОЭВМ ), и по дефолту ( после сигнала DCLO ) будет скорость 9600 Бод.
Работа с портами в RT-11 - это задача пользователя ( ОС ).
А вот работа с USB портом в RT-11 - пока нет данных, что кто-то это осилил ( переход RS-232 - USB не считаем ).

Цитата:

Сообщение от andrews

привести типовую внешнюю схему для решения в даташите.

Пример подключения дополнительной 1 шт. 580ВВ55 - подключается напрямую на шину, выборка сигналом "175000", при самых медленных таймингах.
Для подключения 8 шт. ВВ55 - дополнительная ИС 1531ИД7.
*
Теоретически ОЭВМ может поставляться с неполноценным СОЗУ, кроме участка адресов 0...1 Кбайт - там вектора и др. Но можно даже и вообще без СОЗУ, для использования внешнего, при соответствующем программном отключении СОЗУ при старте. Быстродействие при этом будет минимальным ( ~1...3 млн рег-рег ). Хотя Гугл обещал хороший ПВГ ( порядка 30%++ даже для такого экстремально сложного кристалла ).
10.07.2021, 11:15
TheGWBV

Мне бы пригодился в качестве замены c8051f340/320 или c8051f390/396 =)

- - - Добавлено - - -

А если в их габаритах будет, вообще, шикарно :)
Нужны все цифровые функции из этих чипов - DAC, ADC, PWM. ППЗУ под код и данные 32/16кБ для замены двух последних указанных

- - - Добавлено - - -

Оба I2C, и spi :)

- - - Добавлено - - -

2-4 кбайт ОЗУ достаточно будет, но и 8 не помешают :)

- - - Добавлено - - -

Для ретро применения добавить цифровую функцию шины МПИ. Хотя, думаю, для контроллера она необязательная - может лучше сделать отдельный конвертер интерфейсов "скоростной spi -- МПИ), а может его надо сделать в первую очередь)

- - - Добавлено - - -

Чтобы его адреса на шине МПИ виделись в окне 170000...173777

- - - Добавлено - - -

Тогда он сможет в БК-ашке изображать, как минимум, блочное устройство хранения данных...

- - - Добавлено - - -

В принципе, в Booster для БК уже есть модель шины spi, нужно только добавить режим с регистровым файлом, и автогенерацию 16 битного адреса в запросе по SPI записи/чтения в/с slave-устройств

- - - Добавлено - - -

а можно и 24..32 бит адресацию сделать, а регистровый файл в 8..16 КБ, или даже на всё стандартное адресное пространство для программ и данных, обычно доступное для RT-11. И всю другую периферию можно будет цеплять к шине spi, а на МПИ останется только старообрядный ПРЦ 1801(06).
10.07.2021, 12:43
MM

Цитата:

Сообщение от TheGWBV

ППЗУ

Это специфический проект под мощности Зеленограда, где возможно только масочное ПЗУ, либо космический ценник, отрубающий экспорт.
10.07.2021, 14:32
TheGWBV

Тогда конвертер "МПИ -- (spi-шина + I2C для флеш-памяти). Чтобы программно можно было задать адресные пространства и их размер, привязанные к каждой из шин (I2C и spi)...

- - - Добавлено - - -

А в полновесном МК выделить отдельную шину I2C для работы с флеш-памятью, и безшовным отображением в адресное пространство МК...
10.07.2021, 16:45
TheGWBV

Ещё есть FRAM память. Вроде, кто-то в России подобное изобретал из НИИ. Можно же два кристалла в один корпус упаковать? (я в этом не спец, пожелания чисто пользовательские)