2.1.1.Первая массовая управляющая цвм pdp-8

В середине 60-х годов на базе универсального блока управления ядерным реактором в фирме DEC² создается УЦВМ PDP-8 (Programmer Data Processor - 8), которой суждено было положить начало новому явлению - массовому внедрению ВТ в управление технологическими процессами и объектами.

PDP-8 была и по тем временам предельно простой и дешевой и обладала следующими характеристиками:

• разрядность процессора - 12 бит;

• объем ОЗУ - 409612 бит;

• система одноадресных команд содержала всего 8 (!) операций -

• сложение

• конъюнкция

• загрузка Аккумулятора

• безусловный переход

• условный переход по нулю

• вызов подпрограммы

• ввод/вывод

• группа безадресных команд

• среднее время выполнения команды - 3 мкС;

• стоимость - $18 тыс.

К 1977 году было выпущено более 50 тыс. экземпляров PDP-8. В СССР разными министерствами выпускались (в значительно меньших количествах) версии PDP-8 под именами “Электроника-100”, “Саратов”.

2.1.2.Семейства управляющих цвм pdp-11/lsi-11

П риобретя опыт разработки и эксплуатации PDP-8, фирма DEC в конце 70-х годов разработала семейство миниЭВМ PDP-11, ориентированных прежде всего на решение задач управления. Архитектура семейства имела несколько принципиально новых решений, главным из которых явилось создание интерфейса Unibus.

Рис. 2.6. Архитектура мини-ЭВМ PDP-11

Интерфейс Unibus (Общая шина) представляет собой набор линий, передающих информацию различных типов - данные, адреса и управляющие сигналы, причем к этим линиям одинаковым образом подключаются все устройства миниЭВМ (Рис. 2 .6). В каждый момент времени по интерфейсу могут обмениваться два устройства, из которых одно является активным, а другое - пассивным.

Такая организация интерфейса позволяет процессору взаимодействовать непосредственно с регистрами внешних устройств (как с ячейками памяти), что удобно при организации работы системы в реальном времени.

Архитектура мини-ЭВМ PDP-11 и микроЭВМ LSI-11 (с шиной Q-bus) наиболее полно отражала идеологию единого адресного пространства с возможностью доступа одинаковым образом к регистрам процессора, ячейкам памяти и регистрам внешних устройств. В системе команд DEC отсутствуют команды ввода/вывода, доступ к внешним устройствам осуществляется в едином адресном пространстве с использованием разнообразных способов адресации, что позволяет модифицировать ячейку ЗУ или регистр ВУ так же легко, как РОН процессора. По умолчанию регистрам ВУ отводятся последние (старшие) 8К байт адресного пространства, что дает возможность динамически перемещать область ВУ при наращивании объемов памяти (в процессе эволюции PDP-11/ LSI-11 адресная шина включала 16 - 18 - 20 - 22 разрядов).

Единое адресное пространство, с одной стороны, упрощает связь с внешними устройствами, но, с другой стороны - ограничивает быстродействие системы при обмене с памятью. В микропроцессорных системах на базе МП INTEL, как правило, используют раздельное адресное пространство, т.е. применяют команды типа MOV для связи с памятью и команды IN, OUT - для обмена с ВУ, однако принцип интерфейса “Общая шина” сохраняется, так как и адреса и данные для памяти и ВУ передаются по одним и тем же линиям. Лишь сигналы управления при обращении к ОЗУ и ВУ разные - WRM, RDM и WRIO, RDIO соответственно.

Решение задач АСУ ТП во многих случаях не требует большой вычислительной мощности ЦВМ. На первый план выступают такие характеристики МПС, как низкая стоимость, высокая надежность (в том числе, при работе в агрессивных средах, в условиях перепадов напряжения питания, температур, ускорений и т.п.), удобство модификации при изменении алгоритма управления. Поэтому, по мере роста разрешающей способности интегральных технологий, наряду с все более мощными микропроцессорами, выпускаются однокристальные микроЭВМ, в которых дополнительные ресурсы кристаллов используются для построения памяти, периферийных контроллеров и систем ввода/вывода (в том числе и специализированных).

В процессе освоения выпуска однокристальных микроЭВМ (ОМЭВМ) некоторые фирмы предлагали промежуточные варианты между микропроцессором и ОМЭВМ.

Так, на базе i8080 выпускался комплект из трех БИС, на одной из которых располагался микропроцессор i8085 (почти полный аналог i8080), на другом - небольшое ОЗУ и контроллер параллельного обмена, на третьем - ПЗУ и дополнительные порты ввода/вывода.

На базе 16-разрядного микропроцессора i8086 выпускался микропроцессор i80186, который содержал на кристалле, помимо процессора i8086, четырехвходовой контроллер прерываний, двухканальный контроллер ПДП, два таймера и программируемый селектор адреса.

Однако, подобные изделия, не успев получить широкого распространения, вытеснялись полноценными ОМЭВМ, которые, с одной стороны, могли работать непосредственно в контуре управления систем, на требующих значительных ресурсов вычислительной мощности, а, кроме того, позволяли легко наращивать ресурсы при необходимости.