Это второй (первый - ATARI 65XE) и последний компьютер, о котором я хочу рассказать. Программируемый калькулятор Электроника МК-52 - занятная вещь, но не считается. Мэйн фрейм, клон System/360 (курсовик на фортране по "Основам применения ЭВМ") - и вспомнить нечего, СМ-1800 ( 8-разрядная ЭВМ на процессоре КР580ВМ80А) на кафедре "Автоматической коммутации", к которой я имел неограниченный доступ - рассказать есть что, но скучно. За первый PC сел осенью 1991 - мой научный руководитель Фань Гэнь Линь (Геннадий Линович) съездил на родину в Китай и привез для кафедры 386SX Тайваньской сборки, на котором я надеялся написать диплом, но не судьба - спёрли его месяца через два.
УМК-80 "Микролаб"
Не буду описывать Микролаб подробно (ссылки на статьи и видео даю в конце), мои ощущения - das ist fantastisch, oh, ja! ja!..., короче, ich war damals total begeistert ! Для того чтобы разобраться, на примере клона i8080, что такое микропроцессор - лучше не придумаешь, тем более самой разной периферии можно навесить - для юных любителей компьютеров и электроники лет с 14, под присмотром кого постарше, самое то.
Посудите сами: Пишем программы на ассемблере, переводим в машинный код, и уже его загружаем с помощью тастатуры (или зашиваем в ПЗУ пользователя). Программы можно выполнять пошагово (один машинный цикл или цикл команды), при этом в пошаговом режиме светодиоды индицируют значения в шине данных, в адресной шине и состояние процессора. Запустить программу можно с любого адреса, что удобно при отладке и когда программ несколько. Для отображения ввода команд, данных и состояния ячеек памяти используются 7-сегментые индикаторы с точкой (4 знака - адрес, 2 - код команды, или число)
Монитор и ПЗУ пользователя занимают по 1к. Монитор-отладчик позволяет выполнять ввод, редактирование и отладку программ в машинных кодах, просмотр и изменение содержимого регистров процессора и ячеек памяти. ПЗУ можно установить на процессорную плату, или на макетную, которая подключается через разъем. Возможности моделирования устройств на плате ограничены возможностью процессора и возможностью адресации (насколько помню, не все разряды адресной шины были на плату выведены.
Я в своем дипломе решил собрать макет линии связи и системы управления ею, тема диплома была:
Групповая цифровая абонентская линия (ГЦАЛ)
В СССР учебные институты связи были в нескольких городах, там же располагались и проектные институты (Гипросвязь), а также отраслевые НИИ и их филиалы - в Москве ЦНИИС и НИИР, в Ленинграде ЛОНИИС и ЛОНИИР. ЛОНИИС специализировался, в основном, на местных телефонных сетях, там же велась разработка ЦАТС ("советизация" DX-200, например). Соответственно наш Бонч, а конкретно кафедра Автоматической коммутации были самыми продвинутыми среди учебных заведений Минсвязи в цифровой телефонии, ЦАТС и ISDN.
Я пришёл на кафедру в сентябре 88 (2 курс), уже зимой Г.Л.Фань поручил мне написать программу для расчета вероятностных характеристик ГЦАЛ (это задача из теории массового обслуживания или теории очередей). Этому же слову из 4 букв я должен быть благодарен за повышение моего материального благосостояния на 3 курсе - НИОКР на эту тему финансировались, и я почти год получал 37 рублей в месяц. Собственно работа заключалась в выполнении мелких поручений, починке и сборке учебных макетов и прочей техники, плюс помогал шефу с дипломниками. Это имело свою отрицательную сторону - некоторые преподаватели и ассистенты отнеслись к тому, что я был допущен к фонду оплаты труда по НИОКР, неоднозначно. Вкупе с непосещением лекций, лаб и нескромным поведением это привело к проблемам с курсовой по АТСК-У, лабораторными по АТС "Квант" и допуском к сессии.
Вернемся к ГЦАЛ. Предполагалось, что доступ к ней будет предоставляться по интерфейсам ISDN: 2B+D, B+D (U80), C, H0 .... плюс динамическое выделение каналов для УПАТС малой емкости. Применения - разные, но, прежде всего - трубопроводный транспорт, поэтому к ГЦАЛ должны были подключаться не только системы связи, но и средства управления и контроля, которых там более чем достаточно. И сейчас, когда вдоль трубы повсеместно лежит оптика, ИКМ-системы по меди поддерживаются структурами Транснефти и Газпрома в рабочем состоянии. Для пояснения принципа ниже показана ГЦАЛ с минимальным количеством АС - тремя.
Абонентские станции (NT2) связаны между собой с помощью ЦСП ИКМ-30 (30В+D+H). Возможна линейная (как на рисунке) или кольцевая структура. 30 каналов В используются для передачи голоса и данных, канал D - для управления ГЦАЛ, канал H - для синхронизации. Терминалы ISDN подключаются или напрямую к NT2 или через сетевое окончание NT1. Прочие устройства подключаются к NT2 или NT1 через терминальные адаптеры ТА.
Как видно из структурной схемы, общий объем передачи данных в такой линии может превышать (64 х 30 = 1920 кбит/c): для ГЦАЛ с 3 АС - предположим, занято 15 каналов между левой и средней АС, 15 каналов между средней и правой АС, 15 каналов между левой и правой АС. Тогда общий объем передаваемых данных составит 2880 кбит/c. Общее количество АС может достигать десяти и более, и ограничено, кроме других причин, допустимой нагрузкой и количеством терминалов.
Получается довольно сложная система массового обслуживания, для увеличения пропускной способности которой необходимо предусмотреть возможность переназначение каналов для уже установленного соединения. При кольцевой структуре надежность и нагрузочная способность ГЦАЛ еще более увеличивается.
УМК-80 и мой диплом
Материала по ГЦАЛ для диплома у меня было достаточно, но решил сделать упрощенную модель ГЦАЛ из двух АС, причем в качестве управляющих устройств, источника и применика данных использовались УМК-80. Макеты собирались на макетных платах, устанавливаемых в микролаб. Использовались микросхемы серии КР580 (контроллеры ввода-вывода и 8-разрядные регистры), ТТЛ микросхемы 555 и 155 серии (логика, мультиплексоры ...). На макетных же платах устанавливались репрограммируемые ПЗУ с УФ-стирания, с управляющими программами. Микросхемы, в основном, брал из шкафа на кафедре, остальное - на радиорынке у магазина "Юный техник".
Обе "Абонентские станции" располагались на одном столе, были соединены кольцевой 2-проводной линией. Передача велась в двоичном коде ТТЛ-уровнем, без всяких преобразований. Тактовая частота была 2048 кГц, каким образом была сделана синхронизация АС, не помню.
Работу макета разберем на примере функциональной схемы. Каждая АС состоит из демультиплексора 1х8 и мультиплексора 1х8 которые осуществляют коммутацию. Входы и выходы 0 используется для подключения генератора последовательности 10101010 и контрольной точки на АС №1 и транзита сигнала через АС №2. Входы и выходы 1 используются для подключения регистров, через которые УМК передают и принимают данные для управления ГЦАЛ (канал D). Остальные 6 входов и выходов коммутаторов могут использоваться для передачи/приема данных абонентов ГЦАЛ. В данном случае регистры для передачи и приема данных подключены к входам и выходам 7.
В режиме, когда нет нагрузки, во всех каналах B и канале H передается последовательность нулей и единиц. В канале D УМК №1 передает служебный байт (все единицы или все нули, что удобно для контроля цикла с помощью осциллографа), УМК №2 прослушивает канал D.
Суть эксперимента состояла в том, чтобы передать данные из памяти УМК №1 в память УМК №2 и наоборот. Происходило это примерно следующим образом (подробности уже, конечно, не помню):
- Вручную записывались данные в выделенные для этого ячейки памяти УМК №1 и УМК №2 (несколько байт)
- Давалась команда на запуск процесса соединения с тастатуры УМК №1
- УМК №1 случайным образом выбирал номер канала, и посылал команду установления соединения и номер выбранного канала (один байт) в регистр, откуда во временном интервале канала D они передавались в линию и принимались УМК №2.
- В следующем цикле УМК №2 посылал УМК №1 подтверждение о готовности
- УМК №1 и УМК №2 записывали байт в регистры данных, откуда они одновременно передавались с одной АС на другую в выделенный промежуток времени.
- После того, как весь объем данных передавался, АС обменивались командой о разрыве соединения.
- Оставалось только проверить содержание выделенных для обмена ячеек данных каждого из УМК-80.
Интересно было, сидел на кафедре до позднего вечера, пока не выгоняли ...
Учебный стенд УМК - LiveJornal
Видео: Ввод программы в УМК-80
Видео; запуск программы из ПЗУ пользователя
