1801ВМx — серия советских 16-разрядных микропроцессоров. Первоначально разрабатывалась^[1] как однокристальная ЭВМ (микроконтроллер) 1801ВЕ1 с собственной архитектурой «Электроника НЦ». Позднее по требованию министерства от этой архитектуры отказались^[2] в пользу PDP-11.

Система команд серии в целом повторяла систему команд PDP-11, наиболее близкий аналог — LSI-11/03.

Процессоры производились на заводе «Ангстрем», г. Зеленоград. Позднее, для выпуска полной номенклатуры комплектующих УКНЦ было освоено производство КМ1801ВМ2 на Солнечногорском электромеханическом заводе (СЭМЗ) г. Солнечногорск.

Микросхемы серии

К1801ВМ1

К1801ВМ1 в планарном пластиковом корпусе

К1801ВМ1 в планарном керамическом корпусе

• Количество команд — 64
• Выполнен по n-канальной МДП технологии
• Кристалл содержит около 50 тыс. транзисторов, размер 5 × 5 мм.
• Системная магистраль: типа МПИ, с совмещённой шиной передачи адреса и данных
• Тактовая частота: 100 кГц — 5 МГц
• Быстродействие: до 500 тыс. оп/с — для операций типа сложения над регистрами
• Напряжение питания +5В
• Потребляемая мощность: до 1,2 Вт
• Корпус 42-выводный, планарный, типа 429.42-5 (смесь CERDIP и SOIC)

К1801ВМ2

КМ1801ВМ2 производства СЭМЗ

КМ1801ВМ2

Разработан в 1982 году в НИИТТ, выпускался на заводах Ангстрем и СЭМЗ. Главный конструктор — В. Л. Дшхунян.

• Количество команд — 72
• Выполнен по n-канальной МДП технологии
• Кристалл содержит около 120 тыс. транзисторов, размер 5.3 × 5.35 мм.
• Тактовая частота: от 2 до 10 МГц
• Быстродействие: до 1000 тыс. оп/с — для операций типа сложения над регистрами, до 100 тыс. оп/с — для операций типа умножение
• Напряжение питания +5В
• Потребляемая мощность: до 1,7 Вт
• Корпус 40-выводный, металлокерамический типа 2123.40-6 (CERDIP) для КМ1801ВМ2 или пластиковый (PDIP) для КР1801ВМ2

Для организации пультового режима применялось специальное «теневое» системное ПЗУ (К1801РЕ2-055 или подобное) и использовались дополнительные выводы процессора. Переход в режим HALT вызывал особый вид прерывания, в котором активировалось данное «теневое» ПЗУ. При переходе в режим нормальной работы оно отключалось. Также в теневом ПЗУ находились подпрограмы загрузки с внешних устройств.

По сравнению с К1801ВМ1, добавлены команды расширенной арифметики (MUL, DIV, ASH, ASHC — часть набора инструкций EIS), а также операции с плавающей запятой (FIS-команды). Команды FIS (FADD, FSUB, FMUL, FDIV) реализованы полу-программно — при выполнении этих команд также происходит особый вид прерывания и исполняется программный обработчик из теневого ПЗУ.

КМ1801ВМ3

Отличается бо́льшим объёмом адресуемой памяти (до 4 МБ), более высоким быстродействием (сложение регистр/регистр — 1,5 млн оп/с, умножение — 100 тыс. оп/с, деление — 50 тыс. оп/с), а также возможностью подключения сопроцессора арифметики с плавающей запятой. Менеджер памяти не полностью совместим с аналогом от DEC. В случае использования лишь 18-разрядной адресной шины (до 256 кБ) совместимость диспетчера памяти была достаточна для использования программного обеспечения без переделок, но при использовании полной, 22-разрядной адресной шины (4 МБ) требовалась адаптация программного кода.

Система команд расширена командами: MFPD, MFPI, MTPD, MTPI.

• Выполнен по n-канальной МДП технологии
• Кристалл содержит около 200 тыс. транзисторов, размер 6.65 × 8 мм.
• Тактовая частота 6,5,4 МГц (А,Б,В)
• Корпус 2136.64-2 (64-пиновый CERDIP)

КА1801ВМ4, КН1801ВМ4

Сопроцессор КА1801ВМ4

КН1801ВМ4 Опытный образец.

Математические сопроцессоры для КМ1801ВМ3 и КН1801ВМ3. 32/64 разряда, первоначально 6 МГц, после 1991 года — до 8 МГц. Полностью отечественная разработка.

• Исполняют все инструкции DEC PDP-11 FP11 кроме LDUB, LDSC, STA0, STB0 и STQ0.

1806ВМ2, Н1806ВМ2

Н1806ВМ2

Н1806ВМ2.

Этот микропроцессор функционально соответствуют К1801ВМ2, но выполнен по КМОП технологии.

• Система команд по ОСТ 11 305.909-82
• Число команд — 77
• Тактовая частота — 0 — 5,0 МГц
• Напряжение питания — 5,4 — 5,5 В

1806ВМ2 поставлялся в 42 выводном керамическом корпусе с планарными выводами 4138.42-10.01, Н1806ВМ2 в 64-выводном керамическом кристаллоносителе Н18.64-1В (CQFP).

Т36ВМ1-2 (КА1013ВМ1)

Использовался в микрокалькуляторе. Электроника МК-85 Разработан на основе ядра 1806ВМ2 и ячеек БМК 1515ХМ1, уже на которых реализованы контроллеры: клавиатуры, последовательного интерфейса, параллельного интерфейса, памяти, программируемого тактового генератора, дежурной схемы управления питанием. По системе команд соответствует 1806ВМ2.

КР1801ВП1

Микросхема КР1801ВП1 представляла собой базовый матричный кристалл (БМК) на основе которого можно было выпускать разнообразные цифровые устройства. Микросхема содержит примерно 5000 транзисторов (около 600 вентилей). Технологические нормы — 3 микрона по n-МДП технологии, размер кристалла 4.2 × 4.2 мм. Последний слой выполнялся по спецификации заказчика и обозначался цифровым индексом после наименования КР1801ВП1-(номер прошивки).

• К1801ВП1-013 Контроллер динамического ОЗУ 64К на микросхемах 565РУ6 или 565РУ3 с поддержкой пультового режима для 1801ВМ2 (системная память по адресам 0160000..0177777, сигнал выбора системного ПЗУ 0140000..0157777)
• К1801ВП1-014 Контроллер клавиатуры БК
• К1801ВП1-026 Двунаправленный приёмопередатчик на 16 каналов
• К1801ВП1-030 Контроллер динамического ОЗУ 64К на микросхемах 565РУ6 или 565РУ3 с поддержкой пультового режима для 1801ВМ1 (системная память по адресам 0177600..0177677, сигнал выбора системного ПЗУ 0160000..0173777, реализация битов 02 и 03 системного регистра SEL1 (0177716) процессора)
• К1801ВП1-031 Контроллер прерываний
• К1801ВП1-033 Многофункциональный контроллер внешних устройств
• К1801ВП1-034 Многофункциональный контроллер внешних устройств (генератор вектора прерывания, буферный регистр, коммутатор шин)
• К1801ВП1-035 Последовательный интерфейс со скоростью до 57 Кбод (DEC KL11)
• К1801ВП1-037 Контроллер бытового ТВ приёмника БК
• К1801ВП1-038 Программируемый таймер
• К1801ВП1-054 Адаптер магистралей Q-BUS и U-BUS
• К1801ВП1-055 Двyнапpавленный бyфеpный pегистp для межшинного моста Q16↔Q16, развязка по ёмкостной нагрузке в КТЛК и компьютере УКНЦ
• К1801ВП1-065 Последовательный интерфейс со скоростью до 57 Кбод (DEC DL11W)
• К1801ВП1-095 Интерфейс контроллера НГМД
• К1801ВП1-096 Интерфейс контроллера НГМД
• К1801ВП1-097 Интерфейс НГМД (MY:)
• К1801ВП1-119 Контpоллеp ОЗУ динамического ОЗУ (до 4Мб) для 1801ВМ3
• К1801ВП1-120 Паpаллельный асинхронный поpт межшинной связи (связь каналов ЦП и ПП в компьютере УКНЦ)
• К1801ВП1-124 Экспериментальная схема помехоустойчивого Фибоначчи-процессора для специальных применений
• К1801ВП1-128 Контроллер НГМД

Использование

На основе микропроцессоров данной серии были построены:

• Компьютеры семейства ДВК — Одноплатные микро-ЭВМ МС1201, МС1201.01, МС1201.02, МС1201.03, МС1201.04 (К1801ВМ1, КМ1801ВМ2, КМ1801ВМ3)
• БК-0010, БК-0011M — 1985 (КМ1801ВМ1А)
• Пишущая машинка «Ромашка» (КМ1801ВМ2)
• Союз-Неон ПК-11/16 (Н1806ВМ2)
• Система ЧПУ «Электроника НЦ-31»
• Электроника МС 0511 «УКНЦ» — 1987 (КМ1801ВМ2)
• Шахматный компьютер Электроника ИМ-01, ИМ-01Т (КР1801ВМ1)
• Шахматный компьютер Электроника ИМ-05 (КМ1801ВМ2)

 Литература и публикации

• Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты интегральных микросхем. Том 2., под редакцией Шахнова В. А. — М.: «Радио и связь», 1988. стр. 7-20.
• В. Л. Дшхунян, Ю. И. Борщенко, В. Р. Науменков, А. А. Рыжов, Ю. В. Романец, И. А. Бурмистров, Е. М. Соловьев. Однокристальные микропроцессоры комплекта БИС серии К1801. — «Микропроцессорные средства и системы», № 4, 1984.
• Р. И. Волков, В. П. Горский, В. Л. Джахунян, С. С. Коваленко, П. Р. Машевич. Однокристальный микропроцессор КМ1801ВМ3 // Микропроцессорные средства и системы. — 1986. — № 4. — С. 37—41.