Электроника-85

Материал из Emuverse
Этот документ создан для Emuverse и распространяется на условиях лицензии CC-BY-SA-3.0.

Электроника МС 0585 (также «Электроника-85», ПВК МС 0585) — советский персональный вычислительный комплекс, клон компьютера DEC Professional 350 (PRO-350). Разработан в Воронеже на заводе «Процессор», серийно выпускался с 1985 года. Центральный процессор — набор К1811 (аналог F-11), экран 1024×256 точек, один или два 5,25" дисковода, жёсткий диск, шесть позиций системной магистрали для плат расширения.

Состав комплекса

Комплекс состоит из системного блока, монитора и клавиатуры. Монитор — монохромный «Электроника МС 6105.02» или цветной «Электроника МС 6106.02» (для цвета нужна плата НВ2). Клавиатура — «Электроника МС 7004» (аналог DEC LK201), подключается через монитор. Системный блок содержит:

  • источник питания «Электроника МС 9005»;
  • системный модуль НС1 с процессором, ПЗУ, контроллерами прерываний, часами, последовательными портами и разъёмами шести позиций системной магистрали;
  • запоминающее устройство НП2 — ОЗУ 512 Кбайт (устанавливается на разъёмы XP2 и XP4 системного модуля);
  • до двух накопителей на гибких дисках (НГМД), накопитель на жёстком диске (НМД, МС 5401 на 5 Мбайт и др.);
  • платы расширения в шести позициях магистрали: контроллер НМД (КНМД), контроллер НГМД (КНГМД), видеоконтроллер НВ1, расширитель памяти видеоконтроллера НВ2 и др.

Комплекс выпускался в девяти исполнениях МС0585 и МС0585.01 … МС0585.08, различающихся составом (наличие НГМД, НМД, НВ2, монитора, печатающего устройства или графопостроителя); подробности — в формуляре и в схемах соединений.

Порядок плат в корзине, принятый «по умолчанию» (по статье Denkixot): позиция 1 — НМД, 2 — НГМД, 3 — НВ1, 4 — НВ2, 5 — сопроцессор МС 1702. Примечание: разные документы нумеруют позиции системной магистрали то с 0 до 5, то с 1 до 6.

Центральный процессор

Основой процессора является микропроцессорный набор «Электроника МС1211» (К1811, аналог F-11 фирмы DEC): БИС арифметико-логического устройства и управления, БИС диспетчера памяти и БИС адаптера плавающей запятой (в более поздних платах — сборка МК1). В системном модуле НС1 встречается и одна сборка МК1 (исполнение −01), и две микросборки (исполнение 3.858.230), диспетчер памяти — КМ1811ВТ1.

  • 138 команд: 92 основных и 46 для операций с плавающей запятой (форматы 32 и 64 бита); подробнее — Электроника МС 0585 Система команд;
  • восемь регистров общего назначения, два режима работы (системный и пользовательский), раздельные указатели стека;
  • адресное пространство 4 Мбайт (22-разрядный физический адрес); диспетчер памяти — восемь страниц по 8 Кбайт на режим;
  • одноуровневая векторная система прерываний, внешние прерывания обслуживают три программируемых контроллера на системном модуле;
  • быстродействие по техническому описанию: сложение «регистр-регистр» 1,8 мкс; 60 тыс. команд/с на научно-технических задачах, 100 тыс. команд/с на задачах оперативного управления.

Кварцевые генераторы системного модуля (по перечню элементов): 26,666 МГц (процессор), 5,0688 МГц (последовательные порты), 32,768 кГц (часы). Из схемы следует, что тактовые сигналы процессора получаются делением частоты 26,666 МГц на 2.

Микропрограммный пультовый режим (ODT): вход по HALT, по сигналу «ОСТ» или двойной ошибке; терминал подключается к разъёму «Печать» с перемычкой «Терминал» (контакты 8 и 9) или к портам 17777560…17777566.

Карта адресов

Основные адреса (22-разрядные физические адреса)
Адреса Назначение
00000000–01777776 ОЗУ 512 Кбайт (модуль НП2)
17730000–17767776 ПЗУ автодиагностики и загрузки 16 Кбайт; страница 17760000–17767776 доступна без диспетчера памяти (пуск с 17760000, в 16-разрядном виде 160000)
17772300–17772316 регистры описания страниц PDR, системный режим
17772340–17772356 регистры адреса страниц PAR, системный режим
17772516 РС3 диспетчера памяти (бит 4 — разрешение 22-разрядного преобразования)
17773000–17773032 часы-таймер КР512ВИ1 (регистры), вектор 230
17773034–17773176 ОЗУ часов 50 байт
17773200–17773212 три контроллера прерываний (регистры данных и команд)
17773300–17773314 порт связи (модем): данные, команды/состояние канала A и B, регистры РЗМ, РПЗМ, РСО
17773400–17773406 порт внешнего устройства («Печать»)
17773500–17773506 порт клавиатуры
17773600–17773676 ПЗУ идентификационного номера комплекса
17773700 регистр конфигурации ОЗУ (бит 7 — разрешение останова ЦП)
17773702 регистр занятости позиций
17773704 регистр индикаторов (четыре красных светодиода, 0 — светится)
17774000 + 0200·n регистры модуля в позиции n системной магистрали (n = 0…5 по карте адресов или 1…6 по векторам)
17777560–17777566 технологический пультовый терминал (только при перемычке «Терминал»)
17777572, 17777574, 17777576 РС0, РС1, РС2 диспетчера памяти
17777600–17777616 PDR пользовательского режима
17777640–17777656 PAR пользовательского режима
17777750 регистр системной магистрали
17777776 слово состояния процессора

Коды и адреса плат расширения (по таблице конфигурации автотеста и техническим описаниям): контроллер НМД — код 401, регистры с адреса 174000 (позиция 1); контроллер НГМД — код 2004 (в ТО — код платы 04), регистры с 174200 (позиция 2); видеоконтроллер НВ1 — код 1002, регистры с 174400 (позиция 3); расширитель НВ2 — код 1403, ID по адресу позиции, регистры управляются через НВ1; сопроцессор МС 1702 — код 61.

Векторы прерываний
Вектор Источник
4 ошибка обращения к магистрали, переполнение стека
10 неверная (резервная) команда, HALT в режиме пользователя
14 BPT, Т-разряд
20 IOT
24 авария сетевого питания
30 EMT
34 TRAP
114 ошибка паритета памяти
200 / 204 клавиатура: приёмник / передатчик
210 коммуникационный порт
214 изменение состояния модема
220 / 224 порт «Печать»: приёмник / передатчик
230 таймер
244 ошибка операций с плавающей запятой
250 ошибка диспетчера памяти
300 / 304 … 350 / 354 позиции 1…6 системной магистрали, линии A / Б

Видео

Видеоконтроллер НВ1 (плата 3.858.233) строится на трёх БИС КМ1527ХМ1 (прошивки 0715, 0716, 0717), имеет 32 Кбайт видеопамяти (одна плоскость, изображение 1024×256). Расширитель НВ2 добавляет две плоскости (по 32 Кбайт) и таблицу цветов на 8 цветов; на монохромном мониторе получается 8 градаций яркости. Режимы горизонтального разрешения 1024, 512 и 256 точек, аппаратное построение векторов и логические операции над видеопамятью, прокрутка по вертикали. Подробнее — Электроника МС 0585 НВ1 Техническое описание и Электроника МС 0585 НВ2 Техническое описание.

Накопители

  • Контроллер НГМД (аналог контроллера RX50 фирмы DEC): микроконтроллер «Кочан» (КР1816ВЕ51 или i8751H-8 с прошивкой), контроллер КР1818ВГ93, буфер сектора 512 байт. Формат: 80 дорожек, 10 секторов по 512 байт на одной поверхности (409 600 байт), кодирование МЧМ, 250 кбит/с. Прошивка 0015 умеет форматировать и работать с двусторонними дискетами. См. Электроника МС 0585 КНГМД Техническое описание.
  • Контроллер НМД (аналог контроллера RD50): микропроцессор КМ1818ВМ01 (8X300) с микропрограммой в трёх ПЗУ 512×24, формат MFM, 16 секторов по 512 байт на дорожке. См. Электроника МС 0585 КНМД Техническое описание.

Сопроцессор МС 1702

Плата 3.098.002 в разъёме одной из позиций системной магистрали. Позволяет запускать на комплексе операционные системы, написанные для КМ1810ВМ86: МОС-86 (совместимая с CP/M) и ЭЛДОС 2.0 (совместимая с MS-DOS; также MS-DOS 3.30 и русифицированная Chi DOS). Запуск — командой базовой ОС (ПРОС: DOS85), завершение — клавишей «Выход». С платой PC Bridge фирмы DEC не совместима.

Устройство по техническому описанию:

  • процессор КМ1810ВМ86 в максимальном режиме и арифметический расширитель КМ1810ВМ87 (113 и 68 команд); синхронизатор с кварцем 15 МГц (тактовая частота процессора 5 МГц);
  • ОЗУ 512 Кбайт: два информационных банка по 256 Кбайт и два контрольных банка 256К×5; схема обнаружения и коррекции однобитовых ошибок по кодам Хэмминга (БИС СОКОО, D78 и D79); регенерация с периодом 10 мкс; программа контроллера динамического ОЗУ — в ППЗУ D44 (таблица кодов в техническом описании);
  • ПЗУ 16 Кбайт (D37, D38; чётные и нечётные байты), видео-ОЗУ 16 Кбайт (два СОЗУ 8К×8, D33, D34) для знаков и графики цветного адаптера, дешифратор адресов на ППЗУ D47;
  • тестовое ПЗУ D5 2К×8 со счётчиком адреса — идентификация платы и тесты (в папке ROMS файл `BA1M_(573RF5).rom`).

Адресное пространство процессора платы: 00000–7FFFF ОЗУ, B8000–BBFFF видео-ОЗУ, FC000–FFFFF ПЗУ, остальное резерв. Обращения процессора платы к видео-ОЗУ и к устройствам ввода-вывода выполняет не сама плата, а комплекс: запись в видео-ОЗУ или в УВВ вызывает прерывание ЗОБ, чтение УВВ — ЗОА; комплекс читает адрес и данные цикла и отвечает на него. Вся периферия (дисплей, дисковод, клавиатура) эмулируется программой процессора PDP-11, поэтому работа в среде MS-DOS медленная.

Обмен идёт через четыре пары регистров позиции (смещения 0, 2, 4, 6 от адреса позиции; чтение и запись различаются типом цикла):

Смещение Чтение Запись
0 очередной байт тестового ПЗУ, адрес растёт на 1 немаскируемое прерывание процессора платы
2 слово состояния (регистр D36) сброс счётчика адреса тестового ПЗУ
4 адрес цикла процессора платы A0–A15 вектор прерывания в D14, управление сигналами RES и INTR
6 данные цикла (включает приёмопередатчики D12, D13) передача данных в шину процессора платы

Слово состояния (таблица 3 технического описания): бит 0 — линия BHE процессора; бит 1 — 0 при сигнале RES; бит 2 — 0 при записи видеопамяти; бит 3 — 0 в состоянии WAIT; бит 4 — 1 при INTR; бит 5 — 0 в состоянии HALT; бит 6 — 0 при записи в УВВ или видеопамять (он же ЗОБ); бит 7 — 0 при чтении УВВ (он же ЗОА).

При неисправности платы автотест выводит на экран ошибку «N 0376 / 000043» или «N 0002 / 000043», где N — номер позиции. По листингу автотеста первая строка содержит номер ошибки, вторая — код устройства. Дамп `BA1M_(573RF5).rom` даёт другой код, 61 (восьмеричное): его первые байты 061 и 000. Этот же код назван на форуме zx-pk для эмулятора Xhomer. Откуда в техническом описании 43, неизвестно; возможно, это другая версия ПЗУ.

Автотест проверяет ПЗУ платы сам: байт 3 должен быть равен 377, слово по смещению 6 задаёт длину в блоках по 200 (восьмеричное) слов, контрольная сумма всех слов должна дать 0 (начальное значение 177777, для каждого слова XOR, ROL, ADC). Затем программа из ПЗУ копируется в ОЗУ с адреса 002000 и выполняется процессором комплекса.

Документы: Электроника МС 1702 Техническое описание и инструкция по эксплуатации, Электроника МС 1702 Паспорт, Электроника МС 1702 Схема электрическая принципиальная. Дампы ПЗУ платы — в таблице ниже: `2764_2` и `2764_3` — ПЗУ D37 и D38 (FC000–FFFFF), `BA1M` — тестовое ПЗУ D5.

ПЗУ

Загрузочное ПЗУ системного модуля — две микросхемы К573РФ4Б (2764) или масочные КР568РЕ4Б с прошивками 0032 и 0033; одна микросхема хранит младшие, другая старшие байты слов. Дампы с маркировками «01Б6» и «05Б6» одинаковы на всех проверенных платах НС1.

Дампы ПЗУ (файлы папки ROMS)
Файл Размер, байт MD5 Примечание
D64_01_6.BIN 8192 3dda4f75dd5fff701870bf152c3785e8 ПЗУ системного модуля НС1, «01Б6», младшие байты
D65_05_6.BIN 8192 12ccaa1fd69f3657181aa38bd61209d3 ПЗУ системного модуля НС1, «05Б6», старшие байты
Дампы ПЗУ/MS 0585/pro350 Elektronika85_(1-2).rom
…_(2-1).rom		 16384 1d5b3a430531b733d10c3270d5280668
32bf0247f7f51addaeff038d2398e78a		 склейки двух микросхем в разном порядке; порядок четвертей в них не соответствует рабочему
Дампы ПЗУ/Pro350 bootstrap/23-115E4.bin
23-116E4.bin		 8192 + 8192 75292434a52d0ff9df0d5320b2a22c58
4dcace5c235257ba8eed4d9a53566ee4		 ПЗУ DEC Professional 350, чётные и нечётные байты
Дампы ПЗУ/Digital xhomer/pro350.rom 16384 379ef5955abdae5ae5145e87e6c8982d образ DEC Pro 350 из эмулятора Xhomer (порядок четвертей рабочий)
KOCHAN_.bin, KOCHAN_0015.bin 4096 a0c69d2dc2a51b8655577176af68cbb6
bacfbc0b2cc72b865b706fdc21c24f77		 внутреннее ПЗУ микроконтроллера «Кочан» контроллера НГМД (штатная и форматирующая 0015 прошивки)
KR1816VE51(0015 Форматирующий КОЧАН).rom 4096 56b19ef27a72e4ffaca5c6a479e2bde0 КР1816ВЕ51, прошивка 0015 (форматирующая)
i8751H-8_(KOCHAN).rom 65536 2c1c4ea45d3559db75eae5953540d566 дамп i8751H-8 «Кочан» с форматированием (образ программатора)
KNGMD_RT4_01B1.bin 256 73e9b6c065b77352767048bbfe0445e1 ППЗУ КР556РТ4А (индекс 01Б1) контроллера НГМД: формирователь импульсов записи с предкомпенсацией
MC-1702_EPROMs_v.1.0/2764_2_(573RF4).rom
2764_3_(573RF4).rom		 8192 + 8192 970051981b1edabdba00937d38bfe004
b71f92569809f732c1c95bc5b399fb3d		 ПЗУ D37 и D38 платы МС 1702 (FC000–FFFFF), чётные и нечётные байты; BAD_DUMP в MAME
MC-1702_EPROMs_v.1.0/BA1M_(573RF5).rom 2048 a1fca93d551ffc5add0488be57bdc322 тестовое ПЗУ D5 платы МС 1702 (К573РФ5, «БА1»): идентификация и тесты, читается через регистр со смещением 0 в позиции платы
MC-1702_EPROMs_v.1.0/2764-23.rom 16384 3cb39649d58952a79fcc741847820269 второй комплект ПЗУ МС 1702

Рабочий образ системного модуля получается так: байты микросхем «01Б6» (младшие) и «05Б6» (старшие) чередуются, затем четверти образа по 4 Кбайт переставляются — последняя четверть становится первой. Результат совпадает с образом Xhomer на 14984 байта из 16384 (различия — надписи «ЭЛЕКТРОНИКА» и кириллица) и содержит те же байты, что листинг самотеста ATEST.LST (адреса 160000–167777). Страница ПЗУ, видимая процессору без диспетчера памяти по адресу 160000, — четвёртая четверть образа.

Автотест

При включении питания процессор исполняет программу самотеста из ПЗУ с адреса 160000: проверяет процессор, диспетчер памяти, ОЗУ, контроллеры прерываний, порты клавиатуры, печати и связи, часы, адаптер плавающей запятой и модули в позициях магистрали; формирует в ОЗУ таблицу конфигурации (157632–157774) и загружает нулевой блок операционной системы с НГМД или НМД. Состояние отображается четырьмя красными светодиодами на задней стенке и рисунком системного блока на экране (заштрихованный модуль — неисправность); заставка «ЭЛЕКТРОНИКА» означает нормальное завершение, значок дискеты со знаком вопроса — отсутствие загрузочного носителя. Коды ошибок и комбинации светодиодов — в руководстве по тестовым программам.

Программное обеспечение

  • ПРОС — русифицированная P/OS (на базе RSX-11): ПРОС(Д) 1.8 (работает с дискет), ПРОС 2.03 (установка с дискет PKSYSTEMV2, PKREGIMV2, PKPROGRAMV2, PKBIBLIOTV2, PKUTILITV2 на жёсткий диск);
  • ФОДОС 3 (аналог RT-11), RT-11 (в т. ч. FB и XM), TSX-Plus, Venix, ДЕМОС;
  • MS-DOS 3.30 и ЭЛДОС на МС 1702; графические редакторы, Бейсик-П, игры и тестовые программы технического обслуживания.

Документация

Перепечатки документов комплекса:

Схемы:

Документация фирмы DEC (bitsavers.org, раздел pro3xx): Professional 300 Series Technical Manual (EK-PC300-V1-001, EK-PC300-V2-001), PC380 Engineering Drawings (MP01922), Pro 380 Pocket Service Guide (EK-PC380-PS-003).

Эмуляторы

  • Xhomer (Tarik Isani, исходные тексты на C под GPL-2) — эмулятор DEC Pro 350; с ПЗУ Э-85 запускает ПРОС, RT-11 и TSX-Plus; эмуляция контроллера НМД неточна (по сообщению участника форума zx-pk).
  • Xhomer United (DXU, anasana) — доработка Xhomer для Windows с поддержкой МС 0585, в открытый доступ не выложена.
  • CHARON-11 (Stromasys) — эмулятор Pro 380 (P/OS работает, RT-11 нет).
  • EmuStudio (Titus) — эмулятор ДВК и УКНЦ с частичной поддержкой регистров Э-85 для нескольких игр.
  • MAME — драйвера Э-85 нет; в пакете PC-совместимых машин есть неработающая запись mc1702 (ПЗУ платы МС 1702).

Ссылки

Источник — https://emuverse.ru/w/index.php?title=Электроника-85&oldid=4436