وحدة المعالجة المركزية من سلسلة 1801

1801

ك1801VM1
معلومات عامة
تم إطلاقه	1980 فصاعدا
الشركة المصنعة المشتركة	أنجستريم زيلينوجراد
أداء
الحد الأقصى لمعدل ساعة وحدة المعالجة المركزية	2 ميجا هرتز إلى 12 ميجا هرتز
الهندسة المعمارية والتصنيف
مجموعة التعليمات	الكترونيات نورث كارولينا، LSI-11
المواصفات المادية
طَرد	40 و 64 دبوس DIP ، 64 دبوس QFP ، 42 دبوس SOIC

كانت وحدات المعالجة المركزية من سلسلة 1801 عبارة عن عائلة من المعالجات الدقيقة السوفيتية ذات 16 بت والتي تعتمد على نوى الهندسة المعمارية الدقيقة الأصلية Elektronika NC  [ru] ، ولكنها متوافقة ثنائيًا مع أجهزة PDP-11 من DEC . تم إصدارها لأول مرة في عام 1980، وكانت نماذج ومتغيرات مختلفة من السلسلة من بين أكثر المعالجات الدقيقة السوفيتية شيوعًا وهيمنت على الأنظمة المضمنة والتطبيقات العسكرية في الثمانينيات. كما تم استخدامها أيضًا في مجالات مختلفة على نطاق واسع مثل الآلات الحاسبة الرسومية (Elektronika MK-85  [ru] ) وأجهزة CNC الصناعية (سلسلة Elektronika NC)، ولكن يمكن القول إن استخدامها الأكثر شهرة كان في العديد من تصميمات الحواسيب الصغيرة والصغيرة السوفيتية للأغراض العامة مثل عائلات SM EVM و DVK و UKNC و BK . بفضل كونها وحدة المعالجة المركزية لجهاز الكمبيوتر المنزلي الشهير Elektronika BK ، والذي تم استخدامه في سنواته الأخيرة كجهاز عرض توضيحي ، بالإضافة إلى أجهزة DVK الصغيرة التي غالبًا ما قدمت لمحة أولى عن عالم UNIX ، حقق هذا المعالج شيئًا من مكانة العبادة بين المبرمجين السوفييت ثم الروس، وإلى حد أقل، المبرمجين الدوليين.

يعود تاريخ وحدة المعالجة المركزية هذه إلى أوائل سبعينيات القرن العشرين، عندما طورت مجموعة المهندسين في مركز الحوسبة الخاص في زيلينوجراد ، بقيادة دي. آي. يوديتسكي، أول حاسوب صغير 16 بت ، يسمى Elektronika NC-1. تم إصدار هذا الجهاز، المخصص للتنافس بشكل مباشر مع سلسلة SM EVM ، لأول مرة في عام 1973 واستخدم وحدة المعالجة المركزية 587 ذات الشريحة 4 بت، والتي تسمى أحيانًا أول معالج دقيق سوفيتي على الإطلاق. أثبتت أحفادها شعبيتها واستُخدمت على نطاق واسع في أنظمة التحكم المختلفة ومعدات الاتصالات. ومع ذلك، فإن طبيعة الشريحة البتية لوحدات المعالجة المركزية الخاصة بها جعلت هذه الآلات غير قابلة للإدارة إلى حد ما، خاصة في التطبيقات العسكرية، وتم تحديد الحاجة إلى معالج دقيق أحادي الشريحة.

في عام 1980، دخلت أول وحدة معالجة مركزية 1801 مخصصة لملء هذا المكان، K1801VE1 ، الإنتاج. كان في الأساس متحكمًا دقيقًا يحتوي على 256 بايت من ذاكرة الوصول العشوائي على الشريحة و 2 كيلو بايت من ذاكرة القراءة فقط ودوائر محيطية أخرى، ولا يزال يعتمد على مجموعة تعليمات Elektronika NC ، ولكنه متوافق مع نسخة سوفييتية من Q-Bus من DEC والتي تم اعتمادها بالفعل كمعيار صناعي - وهي أول علامة على الأشياء القادمة. لم يتم استخدام دوائرها الطرفية بشكل كافٍ من قبل الصناعة، حيث تم استخدامها في الغالب كوحدة معالجة مركزية للأغراض العامة، بدلاً من متحكم دقيق، لذلك تقرر تبسيط الشريحة وإزالة الأجهزة غير الضرورية من القالب . ولكن بحلول ذلك الوقت، كانت المنظمة الأم، SCC، قد خسرت بالفعل في ألعاب القوة التي ابتليت بها الصناعة السوفيتية.

كانت الصناعة السوفييتية بطبيعتها عبارة عن هيكل بيروقراطي للغاية ، لذا فإن عملية صنع القرار كانت غالبًا مدفوعة ليس باعتبارات تقنية أو اقتصادية، ولكن بنتائج ألعاب النفوذ بين مختلف المنظمات والمسؤولين. وعلى الرغم من نجاحاتها التقنية وشعبية تصميماتها، لم تكن SCC خالية من المعارضين وحتى الأعداء. وبينما كان موظفوها يكرهون نسخ وهندسة التكنولوجيا الغربية العكسية ، فقد جادلت العديد من المجموعات داخل وزارة الصناعة الإلكترونية لصالحها كطريقة أسرع وأكثر أمانًا لتلبية الاحتياجات. سادت هذه المجموعات في النهاية، وفي عام 1976 تم حل SCC بشكل أساسي، وانتقلت قاعدتها التقنية إلى مصنع أنجستريم بينما تم ضم بعض مختبرات الأبحاث التابعة لها إلى معهد أبحاث التكنولوجيا الدقيقة (الذي لم يكن بحاجة إليها حقًا)، وشكل البعض الآخر فرعًا بحثيًا للمركز العلمي غير الربحي الذي تم تشكيله حديثًا.

أدى هذا التنظيم المفاجئ إلى التخلي عن بنية Elektronika NC (استمرت فقط في CNCs القائمة على آلة NC-1، والتي لا يزال بعضها مستخدمًا حتى يومنا هذا) واعتماد توافق PDP-11 كمعيار MEI، وهي العملية التي تسمى أحيانًا ثورة PDP في الأدب الروسي. وبالتالي، تمت إعادة تصميم التعليمات البرمجية الدقيقة لوحدة المعالجة المركزية المبسطة الجديدة وجعلها متوافقة مع مجموعة تعليمات LSI-11 . تم إصدار المعالج الجديد في عام 1982، المسمى K1801VM1 . تم استكماله بمصفوفة بوابة KR1801VP1 ( ‹See Tfd› الروسية : КР1801ВП1 ) ذات 600 بوابة ، والتي تم استخدامها لتنفيذ دوائر دعم مختلفة، وشريحة ROM KR1801RE2 64 Kib ، و EPROM K573RF3 64 Kib . شكلوا معًا أول جيل واسع الاستخدام من عائلة 1801. تم تصنيع مجموعة بوابة KR18101VP1 لاحقًا بواسطة عدد من المصادر الثانية: Exiton Pavlovsky Posad وSEMZ Solnechnogorsk وIntermos في المجر. ^[1]

كانت جميع وحدات المعالجة المركزية في العائلة عبارة عن معالجات دقيقة أحادية الشريحة 16 بت تعتمد على بنية Elektronika NC  [ru] الدقيقة ، ومع ذلك، فإن أول وحدة تحكم دقيقة K1801VE1 فقط، استخدمت مجموعة تعليمات Electronica NC . تحتوي وحدات أخرى على رمز دقيق محدث ينفذ بنية LSI-11 . اختلفت النماذج المختلفة في سرعة الساعة ومجموعة التعليمات (تفتقر النماذج الأولى إلى الأوامر و ، على سبيل المثال)، وعرض الحزمة وناقل العنوان (أحدث النماذج تدعم عنونة 22 بت). من حيث قوة المعالجة الخام، فهي قابلة للمقارنة تقريبًا مع Intel 286 المصنوعة في الولايات المتحدة ^{[ بحاجة لمصدر ]} . MULDIV

• مجموعة التعليمات: Elektronika NC
• التكنولوجيا: nMOS
• الحافلة: Q-bus ، متعددة الإرسال
• سرعة الساعة: 100 كيلو هرتز — 2 ميجا هرتز
• العبوة: 42 سنًا من السيراميك المسطح، وهو نوع من التقاطع بين CERDIP و SOIC
• متحكم دقيق
  • ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) : 256 بايت (128 كلمة مكونة من 16 بت)
  • ROM : 2 كيلوبايت (1024 كلمة 16 بت)

• مجموعة التعليمات: LSI-11 ؛ تعليمات EIS المدعومة : XOR، SOB، MUL(MUL فقط في المتغير النادر 1801VM1G)
• التكنولوجيا: 5 ميكرومتر nMOS
• حجم القالب : 5x5 مم ، 16646 ترانزستور ^[2]
• الحافلة: МПИ ( Q-Bus , متعدد الإرسال)
• سرعة الساعة: 100 كيلو هرتز — 5 ميجا هرتز
• الجهد: +5 فولت
• الطاقة: 1.2 واط
• العبوة: مستوٍ سيراميكي مكون من 42 سنًا (K1801VM1، الصورة أعلاه) أو مستوٍ بلاستيكي (KR1801VM1)
• المتغيرات: ^{[3] : 202–206  [1]}
  • أ ( أ ) - الحد الأقصى لتردد الساعة 5 ميجا هرتز (غالبًا ما يتم تمييزه بنقطة واحدة على العبوة)
  • ب ( ب ) — أقصى تردد ساعة 4 ميجا هرتز
  • V ( В ) — أقصى تردد ساعة 3 ميجا هرتز
  • G ( Г ) — أقصى تردد ساعة 5 ميجا هرتز؛ MULالتعليمات مدعومة (غالبًا ما يتم تمييزها بنقطتين على العبوة)
• المصدر الثاني: Exiton Pavlovsky Posad

• مجموعة التعليمات: LSI-11 مع ملحقات EIS و FIS (تعليمات FIS التي يتم تنفيذها بواسطة روتينات مقاطعة ROM) ^[4]
• التكنولوجيا: 4 ميكرومتر nMOS (تم تسمية إصدار CMOS الأحدث باسم 1806VM2)
• حجم القالب: 5.3x5.35 مم، 18500 ترانزستور ^[5]
• الحافلة: МПИ ( Q-Bus , متعدد الإرسال)
• سرعة الساعة: 2 – 10 ميجا هرتز (مقسمة على 2 داخليًا)
• الجهد: +5 فولت
• الطاقة: 1.7 واط
• الحزمة: 40 دبوس CERDIP (KM1801VM2) أو PDIP (KR1801VM2، النسخة العسكرية R1802VM2)
• المصدر الثاني: SEMZ Solnechnogorsk

يحتوي على مساحتي عنوان مختلفتين والقدرة على التبديل بسرعة بينهما. تم استخدامهما في تنفيذ مجموعة التعليمات الفرعية FIS، مع معالجة التعليمات ليس في التعليمات البرمجية الدقيقة، ولكن كمعالجات مقاطعة في ROM الظل.

• مجموعة التعليمات: LSI - 11 ؛ EIS وMMU ( MTPD،،،، ) متضمنةMTPIMFPDMFPI
• التكنولوجيا: 4 ميكرومتر nMOS (تم تسمية إصدارات CMOS اللاحقة بـ 1806VM3U و1806VM5U وN1836VM3)
• حجم القالب: 6.65 × 8 مم، 28900 ترانزستور ^[6]
• الحافلة: МПИ ( Q-Bus , متعدد الإرسال)
• سرعة الساعة: 4 – 6 ميجا هرتز، و8 ميجا هرتز من عام 1991
• الجهد: +5 فولت
• الطاقة: 1.7 واط
• الحزمة: 64 دبوس CERDIP (KM1801VM3) أو 64 دبوس CQFP (N1801VM3)
• ناقل العنوان: 22 بت
• يدعم معالج النقطة العائمة ^[7]

• معالج مساعد للنقطة العائمة لـ K1801VM3، 32/64 بت، يعمل بسرعة 6 ميجاهرتز (8 ميجاهرتز بعد عام 1991)
• التكنولوجيا: nMOS (تم تسمية إصدارات CMOS اللاحقة بـ 1806VM4U و N1836VM4)
• لم يتم تنفيذ تعليمات FPU DEC PDP-11 LDUB وLDSC وSTA0 وSTB0 وSTQ0.
• العبوة: مستوٍ بلاستيكي مكون من 64 سنًا (KA1801VM4) أو CQFP مكون من 64 سنًا (KN1801VM4)

• يتم تصنيع جميع الأجهزة في سلسلة 1806 بتقنية CMOS وتتطلب مصدر طاقة +5 فولت.
• 1806VM2 : مكافئ وظيفيًا لـ nMOS K1801VM2؛ سرعة الساعة 5 ميجا هرتز؛ حزمة مستوية سيراميكية مكونة من 42 سنًا؛ 134636 ترانزستور ^{[8] [9] [10] [11]}
• N1806VM2 : مكافئ وظيفيًا لـ nMOS K1801VM2؛ سرعة الساعة 5 ميجا هرتز؛ 64 سنًا C QFP ؛ 134636 ترانزستور؛ تم تصنيعه بواسطة Fizika Moscow كمصدر ثانٍ ^{[8] [9] [10] [11]}
• 1806VM3U : مكافئ وظيفيًا لـ nMOS K1801VM3؛ سرعة الساعة 8 ميجا هرتز؛ 64 دبوسًا C QFP ^[10]
• 1806VM4U : مكافئ وظيفيًا لـ nMOS K1801VM4؛ سرعة الساعة 8 ميجا هرتز؛ 64 دبوسًا C QFP ^[10]
• 1806VM5U : مكافئ وظيفيًا لـ nMOS K1801VM3؛ سرعة الساعة 16 ميجا هرتز؛ 64 دبوسًا C QFP ^[10]
• على غرار 1801VP1 لسلسلة 1801، يتم تنفيذ الوظائف الطرفية لسلسلة 1806 باستخدام صفائف البوابة 1806VP1 ( ‹انظر Tfd› الروسية : 1806ВП1 )، و1806KhM1 ( ‹انظر Tfd› الروسية : 1806ХМ1 ، والتي تمت إعادة تسميتها لاحقًا إلى 1806BTs1، ‹انظر Tfd› الروسية : 1806БЦ1 )، ^[8] و1582VZh3 ( ‹انظر Tfd› الروسية : 1582ВЖ3 ). ^[9]

• التكنولوجيا: CMOS ^[12]
• سرعة الساعة: — 2 ميجا هرتز
• الجهد: +4.5 ... +6 فولت
• متحكم دقيق . يستخدم نواة 1806VM2 مع منطق دعم تم تنفيذه في ULAs الموضوعة على نفس الشريحة. يتضمن وحدة تحكم لوحة المفاتيح ، وUART ، وواجهة متوازية، ووحدة MMU ، ومؤقت مراقبة ووحدة PMU . الذاكرة خارجية. تم تسمية إصدار التطوير T36VM1-2.

• يتم تصنيع جميع الأجهزة في سلسلة 1836 بتقنية CMOS وتتطلب مصدر طاقة +5 فولت. يتم تصنيعها بواسطة Fizika Moscow كمصدر ثانٍ.
• N1836VM3 : مكافئ وظيفيًا لـ nMOS K1801VM3؛ سرعة الساعة 25 ميجا هرتز؛ 64 دبوسًا C QFP ^{[1] [9] [13]}
• N1836VM4 : مكافئ وظيفيًا لـ nMOS K1801VM4؛ سرعة الساعة 16 ميجا هرتز؛ 64 دبوسًا C QFP ^{[9] [13]}

• صور الموت
• 
  ك1801VM1
• 
  كم1801VM2
• 
  كم1801VM3
• 
  ن1806VM2

تم استخدام وحدات المعالجة المركزية هذه في:

• Soyuz-Neon PC-11/16 PC، مشابه تقريبًا لـ AT في الأداء (N1806VM2)
• أجهزة الكمبيوتر الصغيرة الاحترافية من سلسلة DVK (متنوعة) ^{[4] [7]}
• أجهزة كمبيوتر تعليمية من UKNC (KM1801VM2)
• أجهزة كمبيوتر منزلية من BK (KM1801VM1)
• BASIC - آلة حاسبة قابلة للبرمجة "Elektronika MK-85" ( ‹انظر Tfd› بالروسية : Электроника МК-85 ؛ استنادًا إلى KA1013VM1)
• مخرطة إلكترونية NC-31 - تحكم CNC
• كمبيوتر الشطرنج إليكترونيكا IM-05 (1801VM2) ^[4]
• آلة كاتبة إلكترونية "روماشكا" (1801VM2) ^[4]
• مكوك الفضاء بوران (سلسلة 1806) ^[14]
• تطبيقات عسكرية وصناعية مختلفة
• أجهزة الكمبيوتر المجرية SZAMALK Mikrosztar 1123، MTA KFKI TPA-11/30 (كلاهما K1801VM2) ^[15]

• تسمية الدائرة المتكاملة السوفيتية

• 1801BM1 (15 يناير 2023). "معالجات PDP-11 القديمة المعاد تصميمها، الأصلية والمقلدة". GitHub .{{cite web}}:CS1 maint: أسماء رقمية: قائمة المؤلفين ( الرابط )