Vlákno názorů k článku Programovací jazyky a vývojové nástroje pro mikropočítače společnosti Sinclair Research od Mintaka - Díky za článek. Na časy kdy jsem hltal Bity...
-
Díky za článek.
Na časy kdy jsem hltal Bity do bytu https://mts.speccy.cz/doc/bity_do_bytu.pdf,
s nostalgií vzpomínám.Zajímalo by mě, jak tehdá vypadal návrh a výroba CPU, bez všech těch dnešních "udělátek", velkoformátových displejů a specializovaných programů...
-
Pavel TišnovskýZlatý podporovatelNěkde k tomu mám materiály, jak se dělal 6502 a čipy pro Atari 2600, zkusím dohledat.
Krátce - byly to obrovské "plachty" s ručním návrhem na úrovni MOS elementů. Z toho se dělaly klopné obvody, logické prvky, ALU atd., programový dekodér byl ale v ROM (AFAIK, fakt to musím dohledat).
Traduje se, že posledním čipem, který byl takto ručně optimalizován, byla Motorola 6809 - nejvýkonnější 8bitový CPU té doby.
-
Re. Někde k tomu mám materiály...:
Za článek na toto téma se přimlouvám.Jak to z těch plachet dostali do křemíku?
Předpokládám, že to mělo více vrstev.
Dochovala se některý z těch výkresů, třeba někde v muzeu?Kolik z vyrobených kusů museli vyhodit?
Jaká byla cesta ke klonům Z80? Čekal bych, že na to, minimálně v začátcích bylo embargo, ale ke Gumáku jsem se dostal někdy v r. 1986, tak to asi nebylo tak horké.Byly k dispozici schémata, nebo si někdo dal tu práci s bruskou, rentgenem a mikroskopem?
Něco by o tom vývoji mohly vypovídat i patenty z té doby, ale mnozí aktéři těch událostí jsou doufám stále mezi námi.Sinclair byl v šedesátých letech redaktorem časopisu Instrument Practice do kterého psal mimo jiné i o miniaturizaci.
Jestli mám dobré informace, tak na začátku byl vývoj osobních počítačů byl pro Sinclaira spíš doplněk, než promyšlená jasná obchodní vize a s tím, že se z jeho počítačů stala "herní platforma" byl spíše zklamaný.Každopádně děkuji, za článek a těším se na další!
-
"Jak to z těch plachet dostali do křemíku?"
Fotograficky zmenšili a následne sa používali ako masky na fotolitografiu. Na wafer sa naniesol fotorezist, presvietil sa cez masku svetlom, na osvetlených miestach stvrdol, na neosvetlených miestach sa potom odstránil a technologická operácia potom pôsobila len na časti, kde nebol stvrdnutý fotorezist.
Na každú technologickú operáciu bola samozrejme samostatná maska."Byly k dispozici schémata, nebo si někdo dal tu práci s bruskou, rentgenem a mikroskopem?"
Schémy neboli k dispozícii. Používala sa brúska a spol. Ešte v 1. polovici 90. rokov ma na škole učili ľudia, ktorí takto kopírovali západné čipy pre TESLA Piešťany. -
To si nemyslím, prostě jen měli extrémně jemnou brusku a ofocovali jednotlivé vrstvy, načež je přenášeli na vlastní výrobu. Rozhodně to nebylo jednoduché, nicméně navrhnout kompletní procesor a vyladit tak, aby vše fungovalo, to byl opravdu oříšek pro pár vybraných géniů, nebo obrovské týmy lidí.
Podívejte se třeba na vznik ARMu, to už je 32-bit procesor, a vytvořili ho prakticky od nuly dva lidé (Steve Furber a Roger Wilson - dnes Sophie Wilson). Napsali instrukční sadu, kterou odsimulovali v BASICu, a když jim ta sada fungovala, začali tvořit schéma vlastního CPU jako reálného HW. Pěkně na papíře, v ruce barevné fixy, kterými si poté vyznačovali "cestu" instrukcí na papíře a kontrolovali, zda fungují, jak mají. Když ne, museli změnit předlohu a opakovat, dokud vše nebylo hotovo a mohli to dát vyrobit jako skutečný CPU.
Celkově vznik ARMu a samotná první řada stolních PC je velmi zajímavý příběh a HW. Rád bych o tom nastudoval podrobněji a napsal články jako ostatní, ale bohužel, ani na eBayi nebývá tento počítač skoro nikdy k dispozici, a když ano, tak za opravdu střelené částky.
-
Pavel TišnovskýZlatý podporovatel
Můžu se pokusit domluvit alespoň na odzkoušení/zapůjčení těch Acorn Archiemedů.
Jinak možná zrovna ten ARM je pěkný příklad - je to sice 32bitový čip, ale interně jednodušší než 6809 (například) a určitě i jednodušší než 8086. Ta šířka sběrnice samozřejmě vedla k rozsáhlejší ALU, ale tam je to pořád to samé dokola (ARM měl ALU bez násobičky, ta tam byla přilepena zvlášť).
-
Veľkým fanúšikom ARM v ČSSR (informáciu mám od očitých svedkov) bol Ján Langoš, disident a (posledný) federálny minister vnútra.
".... pod jeho vedením bol vyvinutý a v roku 1989 vyrobený prototyp 32-bitového mikroprocesora s redukovanou množinou inštrukcií (RISC)"https://sk.wikipedia.org/wiki/J%C3%A1n_Lango%C5%A1
http://www.vystava.sav.sk/expozicia-integrovanych-obvodov/prvy-uart-v-rvhp/4. 6. 2021, 09:06 editováno autorem komentáře
-
Jestli to bylo myšleno pro mne, tak děkuji, ale zatím s něčím takovým nepočítám. Pracuju se starými počítači spíše nárazově a průběžně, a hlavně na svém, kde vím, že když něco zkazím, tak je to na moje triko. Navíc do cizího bych se nemohl pořádně pohrabat + bych hrozně majiteli ten kousek záviděl :-D . Já budu průběžně zkoušet hledat a uvidím, zda se nějaký vhodný kousek objeví (aktuálně je většina dostupných počítačů refurbished, tedy s přirážkou za to, co u svých počítačů běžně provádím při renovaci a opravách). Budu ale sledovat, zda se neobjeví nějaký vhodný adept pro další "projekt". Holt to není jako koupit ZX Spectrum, kde si člověk může kdykoli vybírat mezi domlácenými samotnými kousky po leštěnky s plnou výbavou a příslušenstvím. A samozřejmě se nedá prakticky koupit lokálně, v našich končinách se nevyskytují skoro vůbec.
Pokud to bylo myšleno, že byste si jej zapůčil sám a napsal článek, tak jsem všemi deseti pro. Něco takového si s nadšením přečtu. :-) Acorn byla velmi zajímavá firma (a její začátky vznikly u Sinclairu, tak je tam krásná provázanost a následně konkureční souboj), dali světu velmi úspěšnou architekturu, a jejich MICRO pro projekt BBC o IT vzdělávání je taky pěkný příběh...je až dost škoda, že jméno Acorn je celkem pozapomenuto, moc se o něm nemluví.
-
Díky za odkaz:
V tomhle čase https://youtu.be/ULGbX47Ss6g?list=PLofm6RaC_O5qyw8ZcCUOBAsYlptOVDOCw&t=1679
tam má náhled CPU.A kdo chce zavzpomínat na éru MODů, tak zabruste na 44 minutu.
-
To jsem si ani nedovedl představit, že by měli tak jemnou brusku, aby to šlo skalpovat po vrstvách a ofotit i se všemi vodiči.
Byla ze západu nějaká reakce na to, že jim to de-facto ukradli?Jak by dnes vypadal jejich návrh "ideálního" procesoru pro příštích 30 let, kdyby do toho zahrnuli i experimentální technologie s velkým potenciálem, a zohlednili požadavky, které dnes na CPU máme, OS, plánovače, bezpečnost, vícevláknovost, ..., a kdyby nemuseli brát ohledy na zpětnou kompatibilitu.
Bylo by to hodně podobné současným architekturám, nebo by to bylo jak z UFOnské lodi?
-
"Byla ze západu nějaká reakce na to, že jim to de-facto ukradli?"
V čase, keď sa začali nelegálne klonované čipy vyrábať, boli už na západe dávno za svojim zenitom. Napríklad výroba MHB8080 začínala niekedy v 1982 (ruský klon КP580ВМ80А už v roku 1979), na západe bol už vtedy i8080 "out", existovali lepšie a kompatibilné náhrady (8085, Z80) a samozrejme aj oveľa výkonnejšie procesory (8086/80286, 68000/68010).
Okrem klonovania čipov sa to ešte vyrábalo aj na výrobných linkách, ktoré boli cez embargo nelegálne prepašované do ČSSR. Išlo väčšinou o linky, ktoré boli z dôvodov zastaranosti technológie vyradené, hlavne z Ázie (tam mali celkom "flexibilný" prístup k dodržiavaniu USA embarga).
Ak by nejaký západný právnik prišiel vymáhať do ČSSR porušenie západného práva, súdruhovia z ŠTB by mu veľmi rýchlo a intenzívne "vysvetlili" princípy "práva" socialistického.
-
Tady je popsán podrobně popis jednoho takového kopírování.
http://www.vystava.sav.sk/ako-vznikol-prvy-integrovany-obvod-uart-za-zeleznou-oponou/
-
Byla to na dnešní poměry neuvěřitelně náročná práce a s tím, jak jste se blížil do finále, tak se náročnost ještě zvyšovala:
1. První byla samozřejmě volba koncepce (definice základních bloků CPU, šířky propojovacích sběrnic, počty registrů, instrukční sada, adresovací režimy,...) z čehož vycházelo ideové blokové schéma CPU.
2. Popřemýšlelo se nad propojením jednotlivých funkčních bloků (ALU, registrové pole, dekodér instrukcí, PC,...) a časováním propojovacích signálů vzhledem k hodinovému signálu. (Máme tu třeba přísně synchronní 8051, čehož důsledkem je jeden instrukční cyklus trvající 12 hodinových taktů, nebo třeba právě 6502, kde 1 cyklus = 1 takt ovšem s potřebou dvoufázových hodin.)
3. Provedl se separátní návrh každého bloku standardními postupy (logická funkce, minimalizace). Sekvenční obvody byly dost blízké abstrakci RTL (register-transfer level) známé z FPGA
4. Bloky se překreslily do schématu za použití základních funkčních elementů (hradla NAND, NOR,..., klopné obvody), které jsou snadno realizovatelné v použité technologii (6502 je NMOS) a jejichž implementace potřebuje minimum tranzistorů. Třeba třívstupové hradlo NOR jsou pouze tři vstupní N-MOSFETy paralelně + jeden N-MOSFET v depletičním módu v jejich kolektorech (tj. funguje jako pull-up). Log. 1 na libovolném vstupním tranzistoru potom generuje log. 0 na výstupu.
5. Pokud je některý z bloků příliš komplikovaný (ve smyslu pozdější implementace na křemíku) nebo vykazuje velké zpoždění (CPU by měl příliš nízký takt. kmitočet), vracíme se k bodu 3 nebo 2 a snažíme se problém odstranit
6. A teď přichází ta nejhorší práce - syntetizovat všechny bloky a překreslit je do masek pro výrobu. Ručně. Pokud někdo kreslil třeba i jen dvouvrstvou DPS pro několik málo IO bez jakékoliv asistence výpočetní techniky, tak už asi tuší, jaká to byla šílenost. Máte k dispozici třeba šest vrstev, layout N-MOSů a jeho rozpad do vrstev a propojovací cesty jsou dané použitou technologií a vy musíte všechno dostat do pár mm2 s pokud možno minimem propojek mezi vrstvami a krátkými propojovacími cestami. Jen pro představu, 6502 má něco málo přes 4000 elementů a pokud si dobře pamatuji, masky kreslil jen jeden člověk.
7. Masky jsou nakreslené. Takže focení, kontrola, retuš, litografie,..., finger crossed a jde se testovat, tj. mikroskop, mikrosondy a když budou fungovat alespoň některé bloky, tak je to paráda. Po několika kolech oprav by mohl fungovat celý čip, pokud tam není nějaký bug vracející návrh do bodu 2 či dokonce 1.
