ИК13

Материал из ПМК вики
Перейти к навигации Перейти к поиску

МикроЭВМ К145ИК13 (К745ИК13) — основной элемент советских ПМК. Хотя устройство ИК13 опубликовано разработчиком в 1990 году, а три известные прошивки восстановлены энтузиастами в 2012, советский микрокод труден для понимания. Многое в нём не изучено и до сих пор остаётся загадкой.

Процессор калькулятора работает на частоте 75-100 кГц. В процессоре есть однобитное АЛУ (арифметическо-логическое устройство) с несколькими источниками и приемниками. Общение между ИК13 и доступ ко внешней памяти производятся по однобитной шине. Архитектура ИК13 не поддерживает произвольный доступ к ячейкам ОЗУ, адресом служит время обращения.

Оперативная память ИК13[править]

Процессор ИК13 оперирует 4-битными словами — тетрадами. Его динамическая память представлена тремя регистрами M, R и ST объёмом 42 тетрады каждый, а также регистрами S и S1 размером в одну тетраду и однобитными ячейками L, T и П.

Регистры М каждой ИК13 последовательно включены в системную магистраль ПМК. Через этот регистр ИК13 получает доступ к общей памяти калькулятора, циркулирующей по кольцевой магистрали. Место в общей памяти, доступное для считывания и записи, зависит от временных координат — на каком такте выполняется микрокоманда, осуществляющая обращение к регистру М.

Постоянная память ИК13[править]

ПЗУ ИК13 однократно запрограммировано при изготовлении микросхемы и не может быть изменено. Оно состоит из трёх раздельных адресных пространств: памяти команд емкостью 256х23 бит, памяти синхропрограмм 128х3х3х6 бит и памяти микрокоманд 68х28 бит.

В режиме исполнения программы ПМК выполняет около 3–4 шагов пользовательской программы в секунду. Для прохождения одного шага такт повторяется 23520 раз, выполняя 560 команд, прописанных в коде ПЗУ.

Память команд (ПК)[править]

Память команд вмещает 256 команд по 23 бита. Каждая команда содержит три адреса синхропрограмм. Одна команда выполняется за 42 такта.

Память синхропрограмм (ПСП)[править]

Память синхропрограмм вмещает 128 синхропрограмм, являющихся массивами из девяти шестибитных ячеек. Её объём — 128×3×3×6 бит. Каждая ячейка содержит адрес микрокоманды.

Синхропрограмма так называется оттого, что жёстко засинхронизирована с размером кольцевого регистра и номером такта 0-41 — одного кольцевого цикла. Некоторые исследователи предпочитают называть синхропрограммы микропрограммами.

Память микрокоманд (ПМК)[править]

Память микрокоманд имеет размер 68×28 бит и вмещает 68 микрокоманд по 28 битов, из которых 27 документированы.

За четыре микротакта (один макротакт) процессор выполняет четыре микрокоманды (над одной тетрадой), а по системной магистрали прогоняется одна тетрада битов. Биты микрокоманд определяют, какой набор источников взять для сумматора и куда положить результат.

«Последовательность микрокоманд, выполняемых в течение одного или нескольких макротактов, удобно рассматривать как макрокоманду, соответствующую более высокому архитектурному уровню работы микроЭВМ, отображая ее результаты в общем случае шестнадцатеричными цифрами.» (Трохименко, стр. 97)

Четыре адреса от 60 до 63 (от 3c до 3f) содержат по две микрокоманды. Какая из этих «условных» микрокоманд выполнится, зависит от состояния ячейки L (для значения 0 — чётные номера, начиная с 60; для 1 — нечётные, начиная с 61). Таким образом, хоть адрес микрокоманды и 6-битный, но самих микрокоманд 68.

Структура кристалла[править]

  • 1-й слой — метал (алюминий) самый верхний
  • 2-й слой — полисиликон (поликремний)
  • 3-й слой — межсоеденений
  • 4-й слой — кремний

Процессоры на основе микроЭКВМ ИК13[править]

«Электроника Б3-34» использовала две микросхемы ИК13, различающиеся только прошивкой. В «Электронике МК-61» добавлена третья ИК13, прошивка которой обеспечивает дополнительные функции.

В принятых в СССР обозначениях после ИК13 идут две цифры номера прошивки. Для второго семейства ПМК после номера прошивки ставился дефис и цифра 2. Также известно, что ранние версии «Электроники Б3-34» содержали ошибки, исправленные в более поздних ПМК.

Главный процессор ИК1302[править]

Процессор ИК1302 отвечает за ввод/вывод и режимы работы ПМК. Известны две его версии:

Арифметический процессор ИК1303[править]

Дополнительные функции ИК1306[править]

Ссылки[править]