Электроника С5

Электроника С5 — серия советских управляющих микрокомпьютеров, разработанных конструкторским бюро при заводе «Светлана». Разработчики — А. В. Палагин, А. Ф. Кургаев, В. А. Иванов.

Электроника С5-01 
Первый в СССР микрокомпьютер общего назначения. Предназначался для массовой автоматизации процессов в народном хозяйстве. Разработка была завершена в 1974 году.

Компьютер является полностью отечественной разработкой. Для него была создана новая элементная база — микропроцессорный комплект 536 серии. Конструкция многоплатная.

Электроника С5-02 
Многоплатный микрокомпьютер.

Электроника С5-11 
Одноплатный микрокомпьютер. Производство началось в 1976 году.

Электроника С5-12 

Одноплатный микрокомпьютер на основе многокристального 16-разрядного микропроцессора, на плате размером 260×280 мм. Улучшенная версия «Электроника С5-11», увеличено ОЗУ до 128 16-разрядных слов и ПЗУ до 2048 16-разрядных слов. Быстродействие — 10 тыс. операций в секунду. Предусматривалось подключение дополнительных функциональных модулей — АЦП, интерфейс к устройствам ввода-вывода с перфоленты, сопряжение с телетайпом и т. п.

Модули С5-12 
Источник:
 «Электроника С5-121» −15-канальный АЦП для входных напряжений постоянного тока от −10 до +10В; ошибка преобразования не более 0,4 %; время преобразования не более 0,1 с
 «Электроника С5-122» — Цифровые входы-выходы, уровни напряжение которых согласованы с выходным уровнем ТТЛ-схем: число входов 4 байта; число выходов 4 байта
 «Электроника С5-123» — Сопряжение с устройствами ввода-вывода с перфоленты: фотосчитывающим устройством FS-1501; перфораторами ПЛ-80 или ПЛ-150
 «Электроника С5-124» — Сопряжение с телетайпом типа РТА-6 (РТА-7; РТА-60; Т-63; СТА-2М)
 «Электроника С5-125А» — ОЗУ объёмом 2048 16-разрядных слов
 «Электроника С5-125Б» — ОЗУ объёмом 4096 16-разрядных слов
 «Электроника С5-126» — Дисплейный адаптер для вывода на видеоконтрольное устройство телевизионного типа «Квант-М» информации из ЗУ микро-ЭВМ
 «Пульт оператора системы» — обеспечивает взаимодействие оператора с управляемой от микро-ЭВМ системой на языке формуляров
 ВКУ «Квант-М» — видеоконтрольное устройство телевизионного тира на основе ЭЛТ 16ЛК2Б предназначается для совместной работы с модулем «С5-126» при отображении информации из микро-ЭВМ
 «Электроника П5-ППЗУ» — перепрограммируемое постоянное ЗУ с электрической сменой информации, информационная емкость 1024 16-разрядных слов.

Электроника С5-21, С5-21М 

Микрокомпьютер на основе однокристального 16-разрядного N-MOP микропроцессора К586ВМ1 (старое наименование К586ИК1). Разработчик микропроцессора — А. В. Палагин.
 Процессор «Электроника МС2716». Процессор К586ВМ1.
 Разрядность — 16 бит
 Число базовых команд — 31, система команд единая для семейства «Электроника С5»
 Частота тактового генератора — 2 МГц
 Быстродействие — приблизительно 200 тыс. команд регистр-регистр в секунду
 16 регистров общего назначения для каждой из 16 задач
 Адресуемый объём памяти — 32К 16-битных слов (64 Кбайта)
 Объём встроенного ОЗУ — 512 байт (четыре микросхемы К586РУ1 ёмкостью 256 4-разрядных слова каждая)
 Объём встроенного ПЗУ — 4096 байт (две микросхемы К586РЕ1 ёмкостью 1024 16-разрядных слова, время выборки 350 нс)
 64 параллельных канала, четыре микросхемы типа К586ВВ1, каждая из которых имеет перестраиваемую 8-разрядную структуру и два 8-разрядных канала ввода-вывода
 Восемь микросхем К155ИЕ7, формирующих сетку частот
 Потребляемая мощность — не более 20 Вт

Процессор аппаратно может исполнять «ядро» из 16 команд, остальные 15 команд выполняются микропрограммным способом. Общее количество команд с модификациями — 256

Процессорный модуль «Электроника С5-21» содержит два канала МПИ, первый канал используется для связи с локальными устройствами ввода-вывода, а второй — для межмашинной связи в многопроцессорных комплексах и для связи с разделяемыми устройствами.

С5-21 и C5-21М (МС 2716) существенно отличаются друг от друга по выходным сигналам, включая их обозначения.

Модули С5-21 

 Модуль сопряжения с аналоговыми датчиками «Электроника С5-2101» — 32 канала (-5..+5В). Время преобразования в 11-разрядный код: сигналов постоянного тока — 200мкс; переменного тока 50Гц — 10мс.
 Модуль сопряжения с цифровыми датчиками «Электроника С5-2102» — 12 8-разрядных каналов ввода-вывода, 6 последовательных каналов ввода-вывода.
 Модуль сопряжения телетайпом «Электроника С5-2103» — К586ВВ1, К190КТ2
 Модуль ОЗУ «Электроника С5-2105» — 16К 16-битных слов, К535РУ3
 Модуль дисплейного адаптера «Электроника С5-2106» — управляет видеоконтрольными устройствами типа «ВК23В60» и «Электроника К2-01»
 Модуль пульта отладки программ «Электроника С5-2107» — индикационно-клавишное устройство, содержит блок клавиатуры на 36 клавиш и 10-разрядный 7-сегментный индикатор.
 Модуль ППЗУ «Электроника С5-2108» — 4К 16-битных слов, КР556РТ5
 Модуль сопряжения с датчиками аналоговой информации «Электроника С5-2109» — АЦП: 8 каналов −5..+5В. Выполнен по схеме последовательного приближения на К572ПА1А и К155ИР17. Входные коммутаторы на К590КН1. Время преобразования — не более 200мкс. ЦАП: 4 канала −5..+5В, 10 разрядов и знак, время преобразования — 25мкс. Выполнен на 4 шт. К572ПА1А.
 Модуль многофункционального цифрового адаптера со схемой подключения ГМД-7012 «Электроника С5-2112»
 Модуль ППЗУ «Электроника С5-2113А» К586РЕ1 8К×16бит, время выборки — 2,4мкс, 8 шт. ПЗУ К573РФ2, время выборки — 1мкс.

Электроника С5-22 
Является версией С5-21М для специального (военного) применения. От С5-21М отличается применением микросхем с военной приемкой, без использования микросхем в пластиковых корпусах.

Включает модули:
 Модуль функциональный «Электроника С5-2200»
 Модуль ЦВВ «Электроника С5-2202»
 Адаптер фотосчитывателя, перфоленточного перфоратора и телетайпного аппарата «Электроника С5-2203»
 Модуль ОЗУ «Электроника С5-2205»
 Модуль ПЗУ «Электроника С5-2213»
 Дисплейный адаптер «Электроника С5-2206»
 Пульт «Электроника С5-2107»

Электроника С5-31 
Система на основе однокристального 16-разрядного микроконтроллера К1827ВЕ1.

Электроника С5-41 
«Электроника СМС121». Система на основе микропроцессорного набора серии К1801 с интерфейсом МПИ. Система команд — PDP-11 («Электроника 60», ОСТ 11.305.909-82). Контроллер выполнен на плате 114,5×220 мм и состоит из базового блока, кроме того имеется 4 посадочных места для установки функционально-конструктивных модулей (ФКМ). Базовый функциональный фрагмент (БФФ) МК «Электроника СМС12102.1» содержит:
 однокристальный микропроцессор К1801ВМ1, реализующий систему команд микроЭВМ «Электроника 60»;
 статическое ОЗУ К1809РУ1 ёмкостью 1024×16 бит;
 масочное ПЗУ К1809РЕ1 ёмкостью 4К×16 бит c резидентным программным обеспечением;
 розетка для установки БИС К1809РУ1, К1809РЕ1 или К573РФЗ (ППЗУ ёмкостью 4К×16);
 интерфейс радиальный последовательной связи (ИРПС) на основе БИС К1801ВП1-035;
 интерфейс магистральный последовательной связи на основе БИС К1809ВВ2;

Номенклатура функционально-конструктивных модулей (ФКМ) включает:

К586ВЕ1 
Однокристальная 16-разрядная микро-ЭВМ.
 Система команд: «Электроника С5», подмножество из 27 базовых команд
 Число уровней прерывания — 5
 Встроенное ОЗУ — 128 16-битных слов
 Встроенное ПЗУ — 1024 16-битных слов
 Быстродействие — 250 тыс. операций регистр-регистр в секунду на тактовой частоте 2.5 МГц
 Технология n-МОП
 корпус 4134.48-2

Использовался в качестве управляющего контроллера в аппаратуре. Например, в магнитофоне «Вильма 100 Стерео», измерителе пульса «Электроника 01Ц».

К1827ВЕ1 
Однокристальный микроконтроллер со встроенным ПЗУ.
 Встроенное ОЗУ — 128 16-битных слов
 Встроенное ПЗУ — 1024 16-битных слов
 Число каналов ввода-вывода — 35
 Быстродействие — 500000 коротких операций в секунду
 корпус 4134.48-2

Применялась в качестве встроенного контроллера для управления измерительными приборами. В составе модуля «Электроника МС 2703» применялась для управления колориметрами КФК-2 МП, МКМФ-02, спектрофотометром СФ46.
На основе К1827ВЕ1 построена одна из моделей электрической печатной машинки «Ромашка» (ПЭЛП 305-03). При включении она выводит на индикатор сообщение «P1827».

Архитектура 

Все микро-ЭВМ серии «Электроника С5» (кроме «Электроника С5-41») являются программно-совместимыми 16-разрядными микро-ЭВМ. ЭВМ может адресовать 216 ячеек памяти. Внешние устройства ввода-вывода адресуются в общем поле памяти в области старших 4Кб.

Микро-ЭВМ имеет 16 программно-доступных 16-разрядных регистров. Однако нулевой регистр является счётчиком команд, а три других используются как «регистр прерванной задачи», «регистр адреса микропрограммы» и «регистр защиты». Таким образом, для использования доступны 12 общих 16-разрядных регистров.

Регистры также имеют отображение в начальную область памяти в виде 16 последовательных ячеек. Смещение до расположения общих регистров в памяти указывает 4-разрядный «регистр номера задачи». Для ускорения работы системы часть ОЗУ для размещения регистров часто выполняют на кристалле процессора, а не в основном ОЗУ. К этим областям памяти можно обращаться как и к обычным ячейкам, за исключением набора регистров (ячеек) текущей задачи.

Имеется также бит переноса, называемый «регистр связи» и специальный двухбитовый «регистр признаков результата», который принимает одно из 4-х значений. Эти регистры устанавливаются после выполнения большинства арифметических команд. Обычно значение признаков результата имеет следующее значение: 0 — результат равен нулю; 1 — результат меньше нуля; 2 — результат больше нуля; 3 — имеется переполнение.

Система команд микро-ЭВМ содержит 31 базовую команду. К586ВЕ1 может исполнять подмножество из 27 базовых команд.

Система команд — двухадресная. В качестве первого операнда всегда выступает внутренний регистр процессора, выделенного аккумулятора нет. Второй операнд также содержит номер регистра, но, в зависимости от признаков команды, второй регистр может служить накопительным регистром, индексным регистром, регистром адреса, регистром адреса с автоматической модификацией. Если в качестве второго регистра указан счетчик команд (регистр 0) с признаками косвенной адресации и автоувеличения, то такая форма позволяет использовать в операции константы из памяти команд (подобно PDP-11, тип косвенной адресации с автоинкрементом с регистром PC (R7)+ ).

Для программирования использовались кроссистемы на машинах М-220 и БЭСМ-6.

Примечания

Литература и публикации 
 
 
 
 
 
 Отраслевой стандарт ОСТ11-305.905-81. Микропроцессорные средства вычислительной техники. Программное обеспечение. Система команд ряда микро-ЭВМ «Электроника С5».

Ссылки 
 Электроника С5-21