«Электроника-60» — серия мини и микро-ЭВМ, производившихся в СССР.
Машины серии «Электроника-60» предназначались для использования в составе управляющих комплексов систем дискретной автоматики либо для отладки программ встраиваемых специализированных микроЭВМ с интерфейсом МПИ по ОСТ 11.305.903—80. Система команд соответствует ОСТ 11.305.909—80 и совместима с семейством PDP-11 фирмы DEC. Некоторые из машин серии были прямыми аналогами PDP-11 на отечественной элементной базе.
МикроЭВМ серии «Электроника-60» имеют модульный принцип построения, то есть все функциональные модули ЭВМ выполнены в виде конструктивно законченных устройств (модулей), связь между которыми осуществляется через системный канал микроЭВМ.
Семейство микроЭВМ «Электроника-60» включает в себя два поколения: ряд «Электроника-60» и ряд «Электроника-60-1».
Первый ряд включает в себя модификации «Электроника 60», «Электроника 60М» и «Электроника 60Т», которые отличаются используемыми модулями процессора (М1, М2 и М3 соответственно).
Ряд «Электроника-60-1» включает в себя микроЭВМ «Электроника МС 1211» и «Электроника МС 1212». Данные микроЭВМ обладают более высоким быстродействием (в 2-3 раза), расширенной системой команд (включая 46 команд над числами в формате с плавающей точкой), увеличенным объёмом памяти, с расширением адресного пространства до 18 и 22 разрядов с использованием диспетчера памяти.
«Электроника-81» — самая мощная микроЭВМ серии, также известна под названием «Электроника МС 1213». Обладает наибольшим быстродействием, адресное пространство — 22 разряда.
ЭВМ серии «Электроника-60» выпускались Министерством электронной промышленности (МЭП) на заводе «Процессор» НПО «Электроника» в г. Воронеже, а также в Ереване. Часть узлов собиралась на нововоронежском заводе «Алиот», также входившем в НПО «Электроника».
Конструктивы микроЭВМ и комплексов Конструктивно микроЭВМ «Электроника-60» представляет собой блок, монтируемый в стойку или используемый в составе вычислительных комплексов. Промышленностью выпускалось несколько разновидностей вычислительных комплексов: от минимальных управляющих до систем подготовки программного обеспечения.
«Электроника-60» уже не имела пульта управления для занесения данных напрямую в память и считывания состояния системной шины — управление ЭВМ осуществлялось исключительно через пультовый терминал. В качестве такового использовалась электрическая пишущая машинка «Consul-260»Заморин, Мячев, Селиванов. Вычислительные машины, системы и комплексы. Справочник. М. 1985 глава 5.1.2 стр 215 или алфавитно-цифровой дисплей 15ИЭ-00-013. 15ВМ-16-002 (15ВМ-16-007, 15ВМ-16-008) — минимальный вариант без блока питания, состоящий из каркаса, внутри которого размещается плата центрального процессора (М1, М2 или М3) и устройства управления В1. Предназначалась для встраивания в управляемое оборудование. 15ВМ-16-004 (15ВМ-16-012) — расширенный вариант, состоящий из процессора М1 или М2, устройство управления В1, устройство управления В21, блок питания БПС6-1, каркас, кожух. 15ВМ-16-005 (15ВМ-16-013) — автономная вычислительная система, рассчитанная на одного пользователя, включала в себя: процессор М1 или М2, устройство управления В1, устройство управления В21, блок питания БПС6-1, каркас, кожух, стол, «Consul-260», фотосчитыватель с перфоленты FS-1501, перфоратор ПЛ-150.
Периферия Помимо собственно микроЭВМ могли применяться различные периферийные устройства. Такие конструкции выпускались в виде комплексов: «Электроника В» МС11900.1 — корпус, стол, процессор М2, блок питания БПС6-1, дисплей 15ИЭ-00-013, фотосчитыватель FS-1501, перфоратор ПЛ-150, АЦПУ Robotron-1150. 15ВУМС-28-025 — микроЭВМ в исполнении 15ВМ-16-004, блок питания, корпус, стол, стойка, дисплей 15ИЭ-00-013, АЦПУ Robotron-1150, накопитель «Электроника ГМД 70».
«Электроника-60-1» Дальнейшее развитие микроЭВМ, «Электроника-60-1», поставлялись в трёх различных исполнениях: В состав МикроЭВМ МС 1211 входят: центральный процессор М6 (МС 1601.01), запоминающее устройство П5 (МС 3101), интерфейс последовательный И12 (МС 4602) и устройство аппаратной загрузки-диагностики СМ 1 (МС 3401). ЭВМ МС 1211.01 поставлялась с коммутационной панелью (корзиной) МИ3 на 5 позиций, а МС 1211.02 — МИ2 на 10 позиций. Управляющий комплекс МС 1211.01 выполнен без кожуха и блока питания и предназначен для встраивания в технологическое и контрольно-измерительное оборудование. МС 1211.02 имеет кожух, блок питания МС 92305.1, лицевую панель с пультом управления и предназначен для установки в стандартную стойку СТ СЭВ 834-77. МикроЭВМ МС 1212 содержит центральный процессор М6 (МС 1601.02), интерфейс последовательный И12 (МС 4602), запоминающее устройство П7 (МС 3102.01), устройство аппаратной загрузки-диагностики СМ 1 (МС 3401) и блок комбинированный Электроника МС 9502. Конструктивно МикроЭВМ МС 1212 выпускались в корпусе, аналогичном МС 1211.02, с коммутационной панелью МИ2.
Процессоры Центральные процессоры микроЭВМ ряда «Электроника 60» построены на базе микропроцессорного набора МДП БИС серии К581.
Центральные процессоры микроЭВМ ряда «Электроника 60-1» построены на базе микропроцессорного набора n-канальной МДП БИС серии КН1811 в керамических 40-выводных корпусах типа Н13.40-1: КН1811ВМ1, КН1811ВУ1, КН1811ВУ2, КН1811ВУ3 и КН1811ВТ1.
Процессоры М1 и М2
Процессоры M1 и M2 состоят из нескольких БИС: регистрового арифметико-логического устройства (РАЛУ) К581ИК1; управления (БМУ) К581ИК2; ПЗУ микропрограмм К581РУ1 и К581РУ2; объединённых между собой 22-битным микроканалом. Процессор М2 содержит дополнительную БИС микрокоманд К581РУ3 и реализует расширенный набор команд микроЭВМ. Набор БИС является аналогом первого микропроцессорного набора MCP-1600 для LSI-11, совместно разработанного фирмами DEC и Western Digital в 1976 году, соответственно: CP1611 Data chip, CP1621 Control chip, и CP1631 Microcode ROM (MICROM). В отличие от оригинального набора, применены пластиковые корпуса с зигзагообразным четырёхрядным расположением выводов.
АЛУ 8-битное, микрокод 22-битный, вертикальный, 26 8-разрядных регистров, из которых 16 программно видны как 16-битные 6 РОН, указатель стека и счётчик команд.
Процессоры М1 и М2 имеют на плате ОЗУ объёмом 4 К 16-разрядных слов.
Технические характеристики ЦП М2: Разрядность слова: 16 бит Объём логического адресного пространства: 32 К слов (64 Кбайт) Объём резидентного ОЗУ: 4 К слов (8 Кбайт) Число команд: 81 (включая 4 команды расширенной арифметики и 4 с плавающей точкой) Быстродействие: 250 тыс. оп/с Разрядность чисел с плавающей запятой: 32 Число больших интегральных микросхем (БИС): 5 Мощность потребления: от источника +5 (±0,25) В: 12,5 Вт; от источника +12 (±0,36) В: 18 Вт Размер платы: 240 × 280 мм
Процессор М3 Процессор М3 выполнен на основе однокристальной БИС К581ВЕ1 (клон CP1651), совместим по набору команд с М1, но обладает большим быстродействием. Процессор М3 занимает одну полуплату МПИ и не содержит ОЗУ.
Процессор М5 Процессор микроЭВМ «Электроника-81» (МС 1213). Выполнен на основе МПС К1804, размещается на полной плате МПИ (252 на 296 на 12 мм). Реализован набор из 95 команд (полностью совместим с Электроникой 100/25) и 22-битное адресное пространство, но нет возможности подключения модуля FPU.
АЛУ 16-битное, на четырёх 4-битных БИС К1804ВС1, микрокод 64-битный горизонтальный, 16 16-разрядных регистров, из них программно доступно 6 РОН, указатель стека и счётчик команд.
Разрядность слова: 16 бит Объём логического адресного пространства: 32 К слов (64 Кбайт) Число команд: 95 Быстродействие: 800 тыс. оп/с Разрядность чисел с плавающей запятой: 32 Число БИС: 13
Процессор М6
Процессор М6 имеет два исполнения: МС 1601.01 и МС 1601.02. Первый имеет 18 разрядов шины адреса (МПИ-18) и адресует 256К, второй имеет 22 разряда шины адреса (МПИ-22) и адресует до 4Мб. Процессор приблизительно повторяет конструкцию модели DEC KDF-11: KDF11-AA c 18-битной шиной и KDF11-AB с 22-битной шиной. Количество команд: основных — 92, с плавающей точкой — 46. Быстродействие — приблизительно 600 тысяч команд типа регистр-регистр в секунду и приблизительно 250 тысяч команд в секунду на целочисленных задачах.
АЛУ 16-битное, микрокод 25-битный, вертикальный, трёхуровневый, 14 16-битных регистров, из них программно доступно: 6 РОН, 2 (системный и программный) указателя стека и счётчик команд.
БИС процессора М6 представляют собой большие гибридные интегральные схемы, на поверхности которых установлены БИС в микрокорпусах Н13.40-1. Процессор M6 может нести 2 гибридных БИС — МП (микропроцессор), ПЗ (блок плавающей запятой). Такая конструкция повторяет чипы DEC F-11 (Fonz). Отдельно устанавливается БИС ДП (диспетчера памяти).
БИС МП выполняет набор основных 92 команд и несёт на себе 2 БИС в микрокорпусе : КН1811ВМ1 (DEC DC302F/H) — БИС обработки данных и КН1811ВУ1 (DEC DC303A) — БИС управляющей памяти. Процессор М6 может работать только при установке БИС МП. При этом адресуемая память составляет 64 К и команды с плавающей точкой не поддерживаются.
БИС ПЗ состоит из двух БИС в микрокорпусе КН1811ВУ2 (DEC DC303D/E/F), КН1811ВУ3 (DEC DC303D/E/F) — БИС управляющей памяти, которые содержат микропрограммы выполнения команд с плавающей запятой (аналог KEF11), 46 дополнительных команд.
БИС ДП КМ1811ВТ1 или КР1811ВТ1 (DEC DC304E) — БИС диспетчера памяти (аналог KTF11 MMU), обеспечивает формирование 18- или 22-разрядного адреса шины, имеет керамический (КМ1811ВТ1) или пластиковый (КР1811ВТ1) корпус.
Последующие ревизии процессора М6 (М6 ред. 6 и выше) имели в качестве микропроцессора микросборку МК1, на которой были объединены МП и ПЗ, то есть все 4 БИС в микрокорпусах: КН1811ВМ1, КН1811ВУ1, КН1811ВУ2, КН1811ВУ3.
Процессор М8 Размещается на полуплате МПИ. Процессор повторяет конструкцию процессора DEC KDJ-11. Выполнен на микросхемах КН1831ВМ1 (DCJ-11AA), КН1831ВУ1 (DCJ-11DC) (на микросборке) и К1831ВУ2, К1831ВТ1.
Процессор М11 Размещается на полной плате МПИ, выполнен на серии КН1831ВМ1. В отличие от процессора М8, для работы ему не требовалась плата устройства аппаратной загрузки-диагностики СМ 1 (МС 3401).
Интерфейсы и модули
Запоминающие устройства на полупроводниковых микросхемах динамического типа
П1 15УЗО-4-002 ёмкостью 4 К 16-разрядных слов. Время выборки — 500 нс. Время обращения — 800 нс, требует внешней регенерации не реже 1 мс. П2 15УЗО-4-003 ёмкостью 4 К 16-разрядных слов на основе К565РУ1А. Время выборки — 500 нс. Время обращения — 800 нс. Питание: +5 (±5 %) В и +12 (±3 %) постоянного тока при потребляемой мощности не более 3,3 Вт и 11 Вт соответственно. Габаритные размеры модуля: 252 × 143 × 12 мм, масса не более 0,35 кг. Каждые 2 мс требуется регенерация, в виде выполнения центральным микропроцессором или другим активным устройством, работающим в режиме ПДП, 64 тактов считывания при адресации по строкам. П3 МС 3105 3.858.355 (15УЗО-16-004) ёмкостью 16 К 16-разрядных слов на основе К581РУ4 (или К565РУ3). Время выборки — 200 нс. Время обращения — 400 нс, требует внешней регенерации не реже 2 мс. Выпускалась исполнениями: МС3105.02 (накладка с правосторонней фиксацией) и МС3105.03 (накладка с левосторонней фиксацией). П5 МС 3101 ёмкостью 32 К 16-разрядных слов. Время выборки — 200 нс. Время обращения — 400 нс. Обеспечивается контроль по чётности и автономная регенерация. Выполнено на основе микросхем К565РУ3А и управляющей схемы К1801ВП1-030. Потребляемый ток — 2 А при +5 В. П7 МС 3102.01 ёмкостью 128 К 16-разрядных слов. Обеспечивает автономную регенерацию. Выполнено на основе микросхем К565РУ5 (4×9 шт.). П9 МС 3107 ёмкостью 256 К 16-разрядных слов. Время обращения — 600 нс. Обеспечивает автономную регенерацию, контроль чётности и операции блочного чтения/записи на шине МПИ. Потребляемый ток — не более 4 А при +5 В. П12 оперативное запоминающее устройство ёмкостью 1024 К 16-разрядных слов. ПП1 15УЗП-2-002 устройство постоянной памяти, ёмкостью 2 К слов, выполнено на микросхемах серии К556РТ4 (32 штуки) с электрическим прожиганием.