Процессор-эмулятор “МКБ-8601” разрабатывается и изготавливается в ЛВТА ОИЯИ с участием Опытного производства ОИЯИ.
АВТОРЫ: Давыдов А. Л., Емелин И. А., Кадыков В. М., Левчановский Ф. В., Ломидзе О. Н., Попов М. Ю., Сапожников А. П., Сапожникова Т. Ф., Силин И. Н.
ОТВЕТСТВЕННЫЕ РУКОВОДИТЕЛИ:
ЦЕЛЬ ПРОЕКТА: создать универсальную ЭВМ, программно совместимую с БЭСМ-6 и тем самым сохранить накопленное за длительный период ее эксплуатации программное обеспечение. Устранить присущие ЭВМ БЭСМ-6 основные недостатки: короткий адрес, малый порядок чисел с плавающей запятой, недостаточный объем оперативной памяти.
В проектируемом процессоре-эмуляторе с точки зрения выполнения команд предусматривается возможность его работы в следующих трех режимах:
Первый режим позволит работать с программами, написанными для БЭСМ-6. Во втором режиме возможно применение процессора-эмулятора в качестве программно совместимой младшей модели вычислительной системы ЭЛЬБРУС-Б. В новый список команд вводятся команды, необходимые для работы с целочисленной арифметикой, команды, обеспечивающие обработку отдельных полей 64-разрядного слова, команды с непосредственным операндом и др., способствующие улучшению рабочих характеристик процессора.
Аппаратно процессор-эмулятор выполняется с привлечением современной технологии микропроцессорных БИС, схем интегральной памяти большого объема и программируемых логических матриц.
В архитектуру процессора-эмулятора вводится тег, что будет способствовать созданию эффективной системы программного обеспечения, пословной защите памяти от несанкционированного доступа и удобству отладки программ пользователем.
Предусматривается также возможность работы в многопроцессорном и мультипрограммном режимах, вводятся средства для работы в режиме реального времени. Производительность двухпроцессорного варианта оценивается равной производительности БЭСМ-6.
Данная работа проводится впервые.
Работы, аналогичные представленному проекту, в нашей стране и в странах-участницах не проводились. Известны реализованные проекты в США и ЦЕРН процессоров-эмуляторов 168Е и 38Е, эмулирующих урезанный список команд (только целочисленная арифметика) ЭВМ IВМ 370/168 и SYSTEM 38.
ЗАИНТЕРЕСОВАННЫЕ НАУЧНЫЕ УЧРЕЖДЕНИЯ И ОРГАНИЗАЦИИ: институт Атомной Энергии им. И. В. Курчатова, институт Точной Механики и Вычислительной Техники им. Лебедева, завод “САМ”. Формы сотрудничества в настоящее время не установлены.
АКТУАЛЬНОСТЬ. Учитывая то, что ЭВМ БЭСМ-6 промышленностью больше не выпускается и в ОИЯИ планируется ее вывод из эксплуатации, путь аппаратной модернизации этой машины представляется экономически более целесообразным, чем перенос и переработка огромного объема оригинального программного обеспечения на другие типы ЭВМ.
Архитектура БЭСМ-6, несмотря на длительный период ее эксплуатации, достаточно современна и может быть переведена на новую технологическую базу больших интегральных схем без существенных затрат ресурсов и сил. Малые геометрические размеры разрабатываемого процессора-эмулятора открывают возможности его использования в качестве мощной ЭВМ индивидуального пользования не только как вычислителя, но и в системах управления экспериментальными физическими установками, спектральном анализе, триггерах второго уровня, автоматизированных рабочих местах проектировщика и т.д.
ВЫБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ. Самым высоким показателем по параметрам “быстродействие - степень интеграции - потребляемая мощность - структурный базис” на сегодняшний день обладает ТТЛ-технология, поэтому аппаратную реализацию процессора-эмулятора целесообразно выполнить, опираясь на эту технологию. В схемотехнических решениях проекта будут использованы следующие серии интегральных схем: К1804, К1802, К580, К589, К531, К555, К541, К565, К556. В будущем возможен переход на ЭСЛ-технологию, что позволит в 2-3 раза увеличить быстродействие процессора-эмулятора.
На этапах проектирования и изготовления предполагается использование системы логического моделирования “ПУЛЬС” и системы автоматизированного проектирования печатных плат “ТЕХПРО”. Система “ПУЛЬС” позволяет создать математическую модель как отдельных блоков, так и в целом всего процессора-эмулятора, что значительно ускорит его комплексную отладку.
( Часть 3 )
( Часть 4 )
( Часть 5 )
( Часть 6 )
( Часть 7 )