Procesor serii 1801 - 1801 series CPU

Nie mylić z RCA 1802 , 8-bitowym procesorem z lat 70-tych o podobnym numerze części.
1801
KL USSR K1801BM1 Ceramic.jpg
K1801VM1
Informacje ogólne
Uruchomiona Od 1980 roku
Wspólni producenci
Występ
Maks. Częstotliwość taktowania procesora 2 MHz do 12 MHz
Architektura i klasyfikacja
Zestaw instrukcji Elektronika NC ,
LSI-11
Specyfikacje fizyczne
Pakiet (y)

W 1801 z serii procesorów była rodzina 16-bitowych radzieckie mikroprocesory oparte na rdzennych Elektronika NC mikroarchitektury rdzeni, ale binarny kompatybilny z DEC PDP-11 maszyn. Po raz pierwszy wydane w 1980 roku, różne modele i warianty tej serii były jednymi z najpopularniejszych radzieckich mikroprocesorów i zdominowały systemy wbudowane i zastosowania militarne lat 80. Były również używane w bardzo różnych dziedzinach, takich jak kalkulatory graficzne ( Elektronika MK-85 ) i przemysłowe CNC (seria Elektronika NC), ale prawdopodobnie ich najbardziej znane zastosowanie było w kilku radzieckich projektach mini- i mikrokomputerów ogólnego przeznaczenia, takich jak SM Rodziny EVM , DVK , UKNC i BK . Ze względu na to, że jest to procesor popularnego komputera domowego Elektronika BK , używanego w ostatnich latach jako maszyna demonstracyjna , a także mikroskopy DVK, które często oferowały pierwszy wgląd w świat UNIX , ten procesor osiągnął status kultowy wśród radzieckich a potem rosyjscy programiści.

Rozwój

Historia tego procesora sięga wczesnych lat siedemdziesiątych XX wieku, kiedy to grupa inżynierów w Specjalnym Centrum Obliczeniowym Zelenogradu , kierowana przez DI Yuditsky, opracowała swój pierwszy 16-bitowy minikomputer o nazwie Elektronika NC-1. To urządzenie, przeznaczone do bezpośredniego konkurowania z SM EVM serii, po raz pierwszy wydany w 1973 roku i wykorzystał kawałek bitowy 4-bitowy procesor 587, czasami nazywany pierwszy radziecki mikroprocesor kiedykolwiek. Jego potomkowie okazali się popularni i byli szeroko wykorzystywani w różnych systemach sterowania i sprzęcie telekomunikacyjnym. Jednak charakter bitowych procesorów ich procesorów sprawił, że maszyny te były nieco nieporęczne, zwłaszcza w zastosowaniach wojskowych, i zidentyfikowano zapotrzebowanie na mikroprocesor jednoukładowy.

W 1980 roku do produkcji wszedł pierwszy procesor 1801 przeznaczony do wypełnienia tej niszy, K1801VE1 . To było w zasadzie mikrokontroler z 256 bajtów z on-chip pamięci RAM , 2K ROM i innych układów peryferyjnych, nadal opiera się na Elektronika NC zestawu instrukcji , ale zgodne z sowieckim klon DEC Q-Bus , który został już przyjęty jako standard przemysłowy - w pierwsza oznaka nadchodzących wydarzeń. Jego obwody peryferyjne były niedostatecznie wykorzystywane przez przemysł, ponieważ był używany głównie jako procesor ogólnego przeznaczenia, a nie mikrokontroler, więc zdecydowano się uprościć układ, usuwając niepotrzebne urządzenia z matrycy . Ale do tego czasu jego macierzysta organizacja, SCC, już przegrała w grach o władzę, które nękały radziecki przemysł.

Ze swej natury przemysł radziecki był strukturą niezwykle zbiurokratyzowaną , więc proces decyzyjny często nie kierował się względami technicznymi czy ekonomicznymi, ale wynikami gier o wpływy pomiędzy różnymi organizacjami i urzędnikami. SCC, mimo technicznych sukcesów i popularności swoich projektów, nie obyło się bez przeciwników, a nawet wrogów. Chociaż jego personel miał niechęć do kopiowania i inżynierii wstecznej technologii zachodniej, wiele grup w Ministerstwie Przemysłu Elektronicznego opowiadało się za szybszym i bezpieczniejszym sposobem zaspokojenia potrzeb. Te grupy ostatecznie zwyciężyły iw 1976 SCC zostało zasadniczo rozwiązane, a jego baza techniczna przeszła do fabryki w Angstrem, podczas gdy niektóre z jego laboratoriów badawczych zostały połączone z Instytutem Badawczym Technologii Precyzyjnych (który tak naprawdę ich nie potrzebował), a inne utworzyły oddział badawczy nowo powstałego Centrum Naukowego NPO.

Ta nagła reorganizacja zaowocowała odejściem od architektury Elektronika NC (kontynuowana tylko w CNC bazujących na maszynie NC-1, z których część jest użytkowana do dziś) i przyjęcie kompatybilności PDP-11 jako standardu MEI, proces czasami nazywany buntem PDP w literaturze rosyjskiej. W ten sposób mikrokod dla nowego uproszczonego procesora został przeprojektowany i dostosowany do zestawu instrukcji LSI-11. Nowy procesor został wydany w 1982 roku, oznaczony jako K1801VM1 . Został uzupełniony 600 bramy KR1801VP1 ( rosyjski : КР1801ВП1 ) macierzy bramek , który został użyty do wykonania różnych obwodów nośną, 64 Kib KR1801RE2 ROM, procesor i 64 kib K573RF3 EPROM . Razem stanowili pierwsze powszechnie używane pokolenie rodziny 1801. Macierz bramki KR18101VP1 została później wyprodukowana przez kilka drugich źródeł: Exiton Pavlovsky Posad , SEMZ Solnechnogorsk i Intermos na Węgrzech.

Charakterystyka techniczna

Wszystkie procesory z tej rodziny były jednoukładowymi 16-bitowymi mikroprocesorami opartymi na mikroarchitekturze Electronika NC , jednak tylko pierwszy, mikrokontroler K1801VE1 , korzystał z zestawu instrukcji Electronica NC . Inni mają zaktualizowany mikrokod implementujący architekturę LSI-11 . Różne modele różniły się częstotliwością zegara, zestawem instrukcji (na przykład w pierwszych modelach brakowało poleceń i ), pakietem i szerokością magistrali adresowej (najnowsze modele obsługiwały adresowanie 22-bitowe). MULDIV

K1801VE1

K1801VM1

KR1801VM1.
  • Zestaw instrukcji: LSI-11 ; obsługiwane instrukcje EIS : XOR , SOB , MUL (MUL tylko w rzadkich wariantów 1801VM1G)
  • Technologia: 5 μm nMOS
  • Die rozmiar: 5x5 mm , 16646 tranzystory
  • Magistrala: МПИ ( Q-Bus , multipleksowana)
  • Częstotliwość taktowania: 100 kHz - 5 MHz
  • Napięcie: +5 V.
  • Moc: 1,2 W.
  • Opakowanie: płaskie ceramiczne 42-stykowe (K1801VM1, zdjęcie powyżej) lub plastikowe płaskie (KR1801VM1)
  • Warianty:
    • A ( А ) - maks. częstotliwość zegara 5 MHz (często oznaczona jedną kropką na opakowaniu)
    • B ( Б ) - maks. częstotliwość zegara 4 MHz
    • V ( В ) - maks. częstotliwość zegara 3 MHz
    • G ( Г ) - maks. częstotliwość zegara 5 MHz; MUL obsługiwana instrukcja (często oznaczona dwoma kropkami na opakowaniu)
  • Drugie źródło: Exiton Pavlovsky Posad

K1801VM2

KM1801VM2.
  • Zestaw instrukcji: LSI-11 ( MUL / w DIV zestawie, kody FIS realizowane przez procedury przerwań ROM)
  • Technologia: 4 μm nMOS (późniejsza wersja CMOS została oznaczona jako 1806VM2 )
  • Rozmiar matrycy: 5,3 x 5,35 mm, 18500 tranzystorów
  • Magistrala: МПИ ( Q-Bus , multipleksowana)
  • Częstotliwość taktowania: 2 - 10 MHz
  • Napięcie: +5 V.
  • Moc: 1,7 W.
  • Pakiet: 40-pinowy CERDIP (KM1801VM2) lub PDIP (KR1801VM2, wersja wojskowa R1802VM2)
  • Drugie źródło: SEMZ Solnechnogorsk

Ma dwie różne przestrzenie adresowe i możliwość szybkiego przełączania się między nimi. Zostały one użyte do implementacji podzbioru instrukcji FIS, z instrukcjami przetwarzanymi nie w mikrokodzie, ale jako procedury obsługi przerwań w pamięci ROM typu shadow.

KM1801VM3, późniejszy model układu w mocowaniu CERDIP .
Próbka inżynieryjna KN1801VM4.
KA1801VM4 Przykład inżynieryjny.

K1801VM3

  • Zestaw instrukcji: LSI-11 ; EIS i MMU ( MTPD , MTPI , MFPD , MFPI ) wliczone
  • Technologia: 4 μm nMOS (późniejsze wersje CMOS oznaczono 1806VM3U , 1806VM5U i N1836VM3 )
  • Rozmiar matrycy: 6,65x8 mm, 28900 tranzystorów
  • Magistrala: МПИ ( Q-Bus , multipleksowana)
  • Taktowanie: 4-6 MHz i 8 MHz od 1991 roku
  • Napięcie: +5 V.
  • Moc: 1,7 W.
  • Pakiet: 64-pinowy CERDIP (KM1801VM3) lub 64-pinowy CQFP (N1801VM3)
  • Magistrala adresowa: 22-bitowa
  • Obsługuje koprocesor zmiennoprzecinkowy

K1801VM4

  • Koprocesor zmiennoprzecinkowy dla K1801VM3 , 32/64 bit, taktowany 6 MHz (8 MHz po 1991 r.)
  • Technologia: nMOS (późniejsze wersje CMOS zostały oznaczone jako 1806VM4U i N1836VM4 )
  • Instrukcje DEC PDP-11 FPU LDUB, LDSC, STA0, STB0 i STQ0 nie zostały zaimplementowane.
  • Opakowanie: planarna 64-pinowa plastikowa (KA1801VM4) lub 64-pinowa CQFP (KN1801VM4)

Dalszy rozwój

N1806VM2.

Seria 1806

  • Wszystkie urządzenia z serii 1806 są wykonane w technologii CMOS i wymagają zasilania +5 V.
  • 1806VM2 : funkcjonalnie odpowiednik nMOS K1801VM2 ; częstotliwość zegara 5 MHz; 42-pinowe płaskie ceramiczne opakowanie; 134636 tranzystorów
  • N1806VM2 : funkcjonalnie odpowiednik nMOS K1801VM2 ; częstotliwość zegara 5 MHz; 64-pinowy C QFP ; 134636 tranzystorów; wyprodukowany przez Fizika Moskwa jako drugie źródło
  • 1806VM3U : funkcjonalnie odpowiednik nMOS K1801VM3 ; częstotliwość zegara 8 MHz; 64-pinowy C QFP
  • 1806VM4U : funkcjonalnie odpowiednik nMOS K1801VM4 ; częstotliwość zegara 8 MHz; 64-pinowy C QFP
  • 1806VM5U : funkcjonalnie odpowiednik nMOS K1801VM3 ; taktowanie 16 MHz; 64-pinowy C QFP
  • Podobnie jak w przypadku 1801VP1 dla serii 1801, funkcje peryferyjne dla serii 1806 są realizowane przy użyciu tablic bramek 1806VP1 ( rosyjski : 1806ВП1 ), 1806KhM1 ( rosyjski : 1806ХМ1 , później przemianowany na 1806BTs1, rosyjski : 1806БЦ1 ) i 1582VZh3 ( rosyjski : 1582ВЖ82) ).

KA1013VM1

KA1013VM1

Seria 1836

  • Wszystkie urządzenia z serii 1836 są wykonane w technologii CMOS i wymagają zasilania +5 V. Są produkowane przez Fizika Moscow jako drugie źródło.
  • N1836VM3 : funkcjonalnie odpowiednik nMOS K1801VM3 ; częstotliwość zegara 25 MHz; 64-pinowy C QFP
  • N1836VM4 : funkcjonalnie odpowiednik nMOS K1801VM4 ; taktowanie 16 MHz; 64-pinowy C QFP
  • Umrzeć zdjęcia

  • K1801VM1

  • KM1801VM2

  • KM1801VM3

  • N1806VM2

Posługiwać się

Te procesory były używane w:

Zobacz też

Bibliografia

Linki zewnętrzne