Персональный компьютер ЕС 1840 мнение пользователя

Без сомнения, самым массовым из отечественных ЮМ РС-сов- местимых ПЭВМ является ЕС1840, выпускаемый заводом ППЭВМ г. Минска [1]. Поэтому понятен интерес к нему: какова его архитектура, устройство, конструкция, насколько он совместим с IBM PC (неполностью, кстати), велика ли его надежность? Все эти вопросы рассматриваются в данной статье. Материалы по работе с ЕС1840 опубликованы в [2,3].
Коллектив сотрудников Института атомной энергии им. И.В. Курчатова поставил перед собой задачу - провести анализ развития отечественной линии персональных компьютеров (ПК), выбрать модели ПК, наиболее полно соответствующие целям автоматизации труда научных сотрудников и имеющие наилучшую перспективу развития, оценить техническую реализацию ПК на основе опыта освоения и работы с ними. В течение 1987 г. в нашем распоряжении были отечественные ПК ЕС1840, "Нейрон И9.66", "Электроника 85" и зарубежные ПК класса IBM PC/XT, IBM PC/AT. Настоящая статья посвящена отечественному профессиональному ПК ЕС1840 [1] и его модификации второй половины 1987 г. - ЕС1840.05.

Профессиональная персональная ЭВМ ЕС1840 (рис. 1) состоит из пяти функциональных модулей: системного, накопителей на гибких магнитных дисках (НГМД), дисплея-монитора, клавиатуры, принтера.
1.1. Системный модуль включает в себя конструктив Е13.083.077 типа "корзина" с системной шиной, расположенной вертикально с задней стороны корзины, и стабилизированный источник питания. Конструктив рассчитан на подключение к системной шине семи горизонтальных плат, расположенных сверху вниз: ОЗУ, процессора, адаптера дисплея, адаптера НГМД, адаптеров интерфейсов. Два резервных места служат для подключения, например, адаптеров винчестерского диска и локальной сети. Все платы выполнены по восьмислойной технологии.
Системная шина состоит из восьмислойной печатной платы и установленных на ней семи разъемов СМП34С-135 на 135 контактов каждый. Платы в конструктиве устанавливаются произвольно.
 Источник питания системного блока выполнен на двух печатных платах, объединенных стальным экранирующим кожухом. С торца кожуха расположен вентилятор. Источник питания включает в себя: входной фильтр, выпрямитель сетевого напряжения, блокинг-гене- ратор, пусковой источник, параметрические генераторы на +5, +12 и - 12 В и микросборку управления. Микросборка отслеживает изменение напряжения +5 В и вырабатывает управляющее воздействие на блокинг-генератор. Кроме того, микросборка управления при включении питания выдает сигнал на сброс системы. Кнопка системного сброса не предусмотрена. Плавкие предохранители расположены так, что доступ к ним без снятия пломбы невозможен.
Оперативное запоминающее устройство ЕС1840 в стандартном исполнении имеет объем 512 Кбайт. Для обеспечения нужного объема ОЗУ и контроля четности используются 72 микросхемы К565РУ5 по 64 Кбит каждая. Вместе с обрамлением плата ОЗУ содержит 110 микросхем.

Процессор.

На плате процессора расположены: центральный процессор К1810ВМ86 (аналог i8086), ПЗУ ROMBIOS, системный контроллер К1810ВГ88 (аналог i8288), контроллер прерываний К1810ВМ59А (аналог i8259A), контроллер прямого доступа к памяти К1810ВТ37А (аналог i82374A), программируемый таймер К580ВИ53А (аналог i8253A), генератор тактовых последовательностей К1810ГФ84 (аналог i8284), шинные формирователи. Общее число микросхем - 54. Подключение арифметического сопроцессора не предусмотрено.
Адаптер дисплея. Основа адаптеров алфавитно-цифрового и графического дисплеев - контроллер СМ607 (аналог Motorola 6845). Кроме того, на плате адаптера алфавитно-цифрового дисплея, входящего в комплектацию ППЭВМ ЕС1840, расположены восемь микросхем К541РУ2) буферной памяти экрана и девять микросхем К537РУ2 перезагружаемого знакогенератора. Адаптер обеспечивает вывод 25 Строк по 80 знаков при матрице знакогенератора 9 х 14. Общее число микросхем-91. В ЕС1840.05 работает графический дисплей МС6105 [4]. На плате адаптера графического дисплея буферная память экрана выполнена на восьми микросхемах динамического ОЗУ К565РУ5 (из 64 Кбайт можно использовать одно из основных окон по 16 Кбайт). Память перезагружаемого знакогенератора реализована на микросхеме К537РУ10. Адаптер вырабатывает аналоговые сигналы RGB, сигналы Intensity и Video, сигналы строчной и кадровой разверток HD и VD. Адаптер графического дисплея имеет следующие режимы работы: два текстовых - 25 строк по 40 знаков (знакоместо 8 х 8) и графические - 320 х 200 пиксел - 4 цвета из 16 , 640 х 200 пиксел - монохромный. Общее число микросхем - 94. Таким образом, адаптер - близкий функциональный аналог CGA.
Адаптер НГМД выполнен на основе микросхем СМ609 (аналог i8272). Расположенные, кроме него, на плате микросхемы обрамления формируют управляющие сигналы. Адаптер позволяет программировать длину записи данных (128, 256, 512, 1024 байт на сектор) и поддерживает работу четырех дисководов. Число микросхем - 32.
Адаптер интерфейсов имеет два последовательных и Один параллельный порты. Параллельный порт реализован на микросхемах малой интеграции, работает только в режиме вывода информации и предназначается для обслуживания принтера. Последовательные интерфейсы созданы не в стандарте IBM PC, не поддерживаются BIOS и утилитами MS DOS. Число микросхем - 56.
1.2.    НГМД. В ЕС1840 используются два НГМД FD-55FV производства фирмы ТЕАС (Япония). В ППЭВМ ЕС1840.05 в состав модуля НГМД был неожиданно включен блок питания графического дисплея, причем расположен он над левым дисководом. НГМД предназначен для работы с дискетами 5.25" и обеспечивает объем записи 360 и 720 Кбайт на дискету DSDD (double side double density 96 tpi).
1.3.    Дисплей-монитор EC1840 - алфавитно-цифровой, одноцветный, цвет свечения экрана - зеленый. Блок питания конструктивно входит в монитор. Кожух устроен так, что при снятии задней крышки срабатывает блокировка, отключающая его от сети.
Монитор ЕС1840.05 - графический, черно-белый МС6105 [4]. Блок питания расположен в модуле НГМД.
1.4.    Клавиатура имеет русский и латинский регистры, среди 93 клавиш есть такие уникальные, как "рус", "инф" и "ё". В неподвижной части каждой клавиши находится геркон, контакты которого срабатывают при замыкании магнита, закрепленного в подвижной части клавиши. Опрос клавиатуры и управление ею осуществляются однокристальной микроЭВМ КМ1816ВЕ48 (аналог i8048). Программа ее записана в РПЗУ с ультрафиолетовым стиранием.
1.5.    Принтер. В состав ЕС1840 (ЕС1840.05) включен матричный принтер RAVI8010M (Индия), функционально эквивалентный EPSON FX-85 (Япония). Отличия: кириллица, зашитая в ПЗУ принтера, и бирка RAVI вместо бирки EPSON. Принтер позволяет работать в режимах NLQ, DRAFT и графическом, причем все режимы можно или запрограммировать, или ввести с клавиатуры принтера. Принтер работает только по параллельному интерфейсу. Каретка рассчитана на стандартный формат пишущей машинки. Отметим еще нестандартное расположение кириллицы в ПЗУ принтера.
1.6. Документация. В комплект поставки ЕС1840 входят: инструкция по эксплуатации; формуляр; ведомости эксплуатационных документов (три книги); система программирования "Микроприз" (формуляр - две книги и руководство пользователя); тестовые программные средства (руководство пользователя); операционная система М86 (TEJIETEKC); пакеты прикладных программ М86, "Абак", "Слог" (руководство пользователя); "БЕЙСИК М86"; система АСМ86 (ассемблер, сборщик, управление вводом-выводом); печатающее устройство FX-85 (руководство пользователя).
Альбом "Эксплуатационная документация на персональную профессиональную электронную вычислительную машину ЕС1840" (в трех частях) пользователю не поставляется.

Сопоставление ЕС1840 и IBM PC/XT

Персональный компьютер PC/XT фирмы IBM (США) - наиболее массовая модель 1982 -1985 гг. Всего за этот период выпущено около 5 млн. компьютеров этого класса, к 1987 г. - около 10,5 млн. включая следующую модель - IBM PC/AT (с 1984 г.).
Положение ЕС1840 среди персональных компьютеров ряда IBM ориентировочн Производительность оценивалась по тесту Гибсон-3, основание пирамиды соответствует разрешению графического адаптера (CGA - 640 х 200, EGA - 640 х 350 и VGA - 1024 х 768).

Сопоставление ЕС 1840 и IBM PC/XT
сопоставляются ЕС1840 (ЕС1840.05) и персональный компьютер IBM PC/XT [5], наиболее близкий по техническим характеристикам к ЕС1840.

ROM BIOS    Не обеспечивает поддержку последовательного адаптера. Неудачное расположение кодов кириллицы. Отсутствует функция загрузки перезагружаемого знакогенератора   
ОЗУ    512 Кбайт. Отсутствует ключ, позволяющий исключить контроль четности    256 Кбайт с возможностью расширения до 640 Кбайт
Адаптер графического дисплея    Графика есть только в ЕС1840.05, в модели ЕС1840 установлены алфавитно-цифровой адаптер и монитор   
Выходные сигналы    RGB аналоговый, цифровой, Intensity, HS, VS, Video    RGB аналоговый, цифровой, Intensity, VS, Video
Режим работы    Текстовый (25 х 40, 25 х 80), графический цветной (32Q х 200) и монохромный (640 х 200)    Те же
Перезагружаемый знакогенератор    Есть    Нет
 
 
Функциональная подсистема    ЕС1840 (ЕС1840.05)    IBM PC/XT
НГМД    360 Кбайт на дискете 5" 1/4    360 Кбайт на дискете 5" 1/4
Накопитель на жестком диске типа винчестер    Отсутствует    10...20 Мбайт
Адаптеры интерфейсов:       
последовательный    Два нестандартных последовательных интерфейса, не поддерживаются ROM BIOS и утилитами MS DOS    Имеется возможность расширения числа и номенклатуры интерфейсов за счет подключения дополнительных плат
параллельный    Один параллельный интерфейс работает только на вывод, предназначен для обеспечения принтера    Обычно интерфейс принтера расположен на плате графического монитора
Клавиатура    93 клавиши, скан-коды некоторых из них не соответствуют IBM PC/XT. Целесообразно скан-коды дополнительно введенных клавиш располагать после стандартных скан-кодов    83 клавиши

Вполне очевидно, что надежность ПК обратно пропорциональна числу микросхем, энергопотреблению и числу межсоединений. Кроме того, на надежность всего изделия (ПК) принципиально влияет надежность его элементной базы.
Также отмстим, что IBM PC/XT построен по принципу открытой архитектуры, т. е. базовую конфигурацию можно расширить за счет подключения плат расширения дополнительной памяти, контроллеров устройств и интерфейсов и т. д. Этим обстоятельством руководствуются за рубежом сотни независимых фирм-изготовителей аппаратуры. Но поскольку конструктив ЕС 1840 существенно отличается от IBM PC/XT, такими платами воспользоваться нельзя.
Все внешние разъемы (например, последовательный интерфейс, параллельный интерфейс, выход на монитор) принципиально отличаются от принятых в IBM PC и в мировой практике. В стандартной поставке ЕС1840 ответные части разъемов не прилагаются. Это делает невозможным, например, подсоединение ЕС 1840 к линии связи с большой ЭВМ (типа ЕС1045) или соединение двух ЕС 1840 между собой по последовательному интерфейсу.

Конструктивные недоработки ЕС 1840
К сети ЕС 1840 подключается четырьмя (ЕС1840.05 - тремя) сетевыми вилками. Это создает определенные неудобства в эксплуатации. Расположение выключателей сети с задней стороны блоков крайне неудобно, так как каждое включение и выключение машины сопровождается мучительными поисками выключателей. Сброс машины (при зависании процессора) с помощью сетевого выключателя неудобен, а кнопка "Сброс" отсутствует. Хомут крепления провода дисплея задевает за заднюю крышку системного блока и ломает ее.
Конструкция ключа на разъемах соединительных кабелей допускает неправильное (инверсное) включение этих разъемов.
Конструктивный недостаток - расположение блока питания дисплея над дисководом. Функционально эти узлы никак не связаны, а при работе с объемом записи на дискете 720 Кбайт сбои из-за наводок от блока питания регулярны. Наиболее подходящим представляется разместить блок питания дисплея в подставке под ним (как это сделано в ППЭВМ "Нейрон И9.66").
После выпуска нескольких сотен ПЭВМ ЕС1840 конструкция блока была переделана: дисководы расположили друг под другом, а блок питания - сбоку.
В некоторых случаях контакт в панельке плохой из-за разного шага отверстий панельки (метрический) и ножек микросхем (дюймовый, когда используются зарубежные микросхемы).
В адаптере графического дисплея ЕС1840.05 во всех полученных машинах присутствовала монтажная ошибка (поменяли местами резисторы R13 и R14), в результате чего при подключении цветного дисплея интенсивность синего цвета была сильно занижена. При приемке машины с монохромным дисплеем этот дефект обнаружить практически невозможно.
Как уже отмечалось, предохранители блоков питания находятся под крышками, опломбированными заводскими штампами (т. е. заменить предохранитель официально может только представитель завода!). В конструкции машины не предусмотрена установка арифметического процессора, в принципиальных схемах сознательно опущены необходимые для этого цепи.
4. Технические неисправности


Зависание процессора машины 02083 вызвано некачественным контактом, что проявлялось при нагреве печатной платы. Причина некачественного контакта - разный шаг панелек и микросхем.

Неисправности модуля ОЗУ
        Заводской номер   
Параметр               
    00036    00128    00366    00395
Дата выхода из строя    09.87    01.87    12.87    08.87
Характер неисправности    Не проходит тест ОЗУ    Не проходит тест ОЗУ    Не проходит тест ОЗУ    Отказ по цепи питания
Причины неисправности    Выход из строя микросхемы динамической памяти    Замыкание конденсатора развязки на массу    Выход из строя четырех микросхем динамической памяти    Выход из строя микросхемы динамической памяти

2.    Смешение сигналов В и G
Причины неисправности    Выход из строя микросхем средней степени интеграции    Контактная ошибка    Монтажная ошибка, резисторы R13 и R14 впаяны ошибочно    То же, что у ПЭВМ 02070    l.To же,что у ПЭВМ 02070.
2.3амыкание соседних контактных площадок из-за некачественной пайки

Неисправности адаптера дисплея
Замыкание конденсатора развязки на массу произошло по причине попадания его в направляющую конструктива при заводской сборке. В результате краска протерлась и обкладки конденсатора замкнулись на массу. Потребляемый ток возрос, но не настолько, чтобы сработала защита:вышел из строя блок питания
 
Нтранзисторов пускового блока питания, транзистора блокинг- генератора, выпрямительного моста, предохранителей    Выход из строя транзисторов пускового блокеисправности блока питания системного модуля
яжения +5, +12, - 12В, вентилятор не вращается    То же
Причины неисправности    Выход из строя а питания, предохранителей
Характер неисправности    Отсутствуют выходные напр
Неисправности в машинах 02070, 02083 и 02149 были определены после подключения цветных графических дисплеев. При использовании монохромного дисплея неисправности практически не проявляются.
Неисправность блока питания НГМД у одной из ПЭВМ проявилась один раз. Характер неисправности: не проходило обращение к НГМД, головка не опускалась. Причина неисправности - выход из строя микросхемы параметрического стабилизатора.
Характер единичной неисправности дисплея-монитора: изображение в верхней части экрана сильно растянуто по вертикали. Причина неисправности - выход из строя микросхемы, задающей импульсы кадровой развертки.
Неисправностей блока питания дисплея было две: отсутствие выходного напряжения 27 В (из-за выхода из строя транзисторов и стабилитрона) и сетевого напряжения при изломе пружины блокировки (из-за нарушения режима термообработки).
Характер неисправности клавиатуры (в течение полугода эксплуатации у пяти ПЭВМ) - систематический отказ отдельных клавиш и (у одной ПЭВМ) зависание клавиатуры. Причина первой неисправности - обрыв электрической цепи в диоде, включенном последовательно с герконом, а второй - плохой контакт ИС процессора с панелькой.
В каждой машине вышли из строя от одной до пяти клавиш вследствие обрыва диода. После замены его на диод с более высокой вибростойкостью отказы по этой причине прекратились.
Отказ принтера произошел из-за неподнятия каретки. Причина - изгиб рычага поднятия каретки.
Отказы вентиляторов системного блока питания произошли из-за обрыва обмотки (один раз) и заклинивания (при исправных обмотках). Причина заклинивания - выход из строя подшипников (пыль проникла через сальник).
Как видно, основные причины неисправностей ППЭВМ ЕС1840 (ЕС1840.05): отказы элементной базы - микросхем низкой и средней интеграции и дискретных элементов; контактные ошибки; ошибки, допущенные при заводской сборке.

Аппаратные доработки ЕС1840 и ЕС1840.05

В процессе эксплуатации в ППЭВМ ЕС1840.05 были проведены следующие аппаратные доработки: подключены цветные графические дисплеи MC61Q6; введена возможность отмены режима работы с контролем четности (то же и для ЕС1840); процессор дополнен арифметическим сопроцессором (разработана дополнительная плата, устанавливаемая на плате процессора); доработан последовательный интерфейс для подключения графопостроителя.
Ниже показано, как доработать ЕС1840 арифметическим сопроцессором. Как известно, МП i8088/8086 позволяет использовать в системе арифметический сопроцессор i8087, который значительно увеличивает вычислительную мощность при выполнении операций как с плавающей запятой, так и повышенной точности [6,7].

Подключить арифметический сопроцессор сложно из-за отсутствия в ЕС1840 соответствующих цепей. То, что печатные платы изготовлены по 8-слойной технологии, практически исключает их переделку. Поэтому мы решили процессор, сопроцессор и необходимое количество других компонентов установить на дополнительной субплате. Соответствующие выводы процессора и сопроцессора соединили локальной шиной для обмена через нее информацией между ними и синхронизации их
Большинство прикладных пакетов, использующих сопроцессор, при возникновении деления на нуль программно обрабатывают прерывания. При отсутствии в пакете такой внутрипрограммной обработки прерываний предусмотрена системная обработка прерываний. Для этого выходной сигнал INT сопроцессора через инвертор подается на вход схемы И (K555JIA3) Н12 на системной плате и далее стробиру- ется триггером на вход NMI процессора.
После оснащения ЕС1840 арифметическим сопроцессором все доступные прикладные программные пакеты, требующие обработки чисел с плавающей запятой, были опробованы. Результат положительный. Доработанная ЕС1840 использовалась в ИАЭ им. И.В. Курчатова при расчетах в работе [8].
В настоящее время проводятся: установка кнопки "Сброс" с соответствующими электрическими цепями; расширение ОЗУ до 640 Кбайт; подключение графических дисплеев к EC1840; оснащение машин интерфейсами, полностью совместимыми с IBM PC; включение в состав каждой машины накопителя на винчестерском диске. Цель этих доработок - доведение машин до функциональной совместимости с IBM PC/XT.

Программное обеспечение ЕС 1840

В комплект поставки EC1840 входит ОС М86, функционально тождественная ОС CP/M-86 фирмы Digital Research (версии, приблизительно, 1984 г.). Принципиальное отличие М86 от CP/M-86 заключается в том, что все ее директивы сконструированы на основе слов русского языка (например, COCT вместо DIR, КОП вместо COPY). В комплект поставки также входят прикладные программы, работающие под управлением М86, АБАК (работа с электронными таблицами, подобными SuperCalc) и TEJIETEKC (для обслуживания последовательного интерфейса при подсоединении к большой ЕС ЭВМ).
Мы отказались от ОС М86 в пользу ОС класса MS DOS, адаптированной для обеспечения работы с русскими буквами. Адаптация состояла из:
переделки драйвера работы с клавиатурой (используются все отличия клавиатуры ЕС1840 от клавиатуры IBM PC/XT, в том числе и наличие клавиш работы с русским регистром); драйвер вырабатывает внутреннее ASCII-представление символов, соответствующее альтернативной кодировке [9];
создания набора программ для формирования и загрузки знакогенератора дисплея-монитора; новые образы символов загружаются в контроллер монитора, для образов (FONT'OB) используются матрицы 9 х 14 (стандарт MDA, ЕС1840) и 8 х 8 (стандарт CGA, ЕС1840.05); улучшена их читаемость на экране, для русских букв используется альтернативная кодировка;
переделки драйвера принтера; эта адаптация потребовалась для того, чтобы использовать заготовленные в RAVI-8010M образы шрифтов (в том числе для режима NLQ), которые упорядочены по уникальным кодовым таблицам, принятым в RAVI-8010M и отличающимся и от прямой, и от альтернативной кодировок.
Вся настройка ОС проводится при работе файла AUTOEXEC.BAT во время начальной загрузки системы. Кроме того, в файле AUTOEXEC.BAT проводится установка драйвера EDISK, что позволяет работать с четырьмя логическими дисками (от А до D) на двух физических. Объем каждого логического диска 360 Кбайт.
Технологически вся работа на ЕС1840 имеющейся конфигурации строится по следующему принципу:
на логических дисках А и С (левый дисковод) располагается ОС класса MS DOS и какая-либо прикладная система (например, редактор текстов, либо система работы с электронными таблицами, либо система управления базами данных); дискета закрыта на запись;
на логических дисках В и D (правый дисковод) размещаются рабочие файлы пользователя, дискета открыта на запись.
Установка ОС класса MS DOS на ЕС1840 (ЕС1840.05) позволяет использовать единый фонд ПО персональных компьютеров класса IBM PC.
Модернизация ЕС1840 (ЕС1840.05), связанная с установкой арифметического сопроцессора (см. разд. 5), дала возможность использовать эти компьютеры и для задач моделирования, которые требуют наличия сопроцессора.

3аключение

В приведенной ниже табл. 9 отказы ППЭВМ разбиты на три группы: выход из строя элементной базы; плохой контакт между микросхемой и панелькой (контактная ошибка); заводской дефект.
Выход из строя диодов клавиатуры обусловлен неправильным выбором элементной базы (заводской дефект). Время наработки на отказ оценивалось из расчета пятидневной рабочей недели, восьмичасового рабочего дня. Пять машин эксплуатировались 12 мес, три машины - 3 мес. Коэффициент использования К принят равным 0,8. Общая наработка - 12080 ч., наработка на отказ (с учетом К) - 350 ч.
Таким образом, можно сделать вывод, что ППЭВМ ЕС 1840 (ЕС1840.05) соответствует мировому уровню начала 80-х годов. У завода существуют большие возможности для увеличения времени наработки на отказ за счет улучшения культуры производства и перехода на элементную базу большей степени интеграции и надежности.
В целом ЕС1840 (ЕС1840.05) пригодна для профессионального использования как персональный компьютер и представляет собой качественно новый шаг по сравнению с ранее выпускавшимися микроэвм типа ДВК2, "Искра 226".
Функционально соответствовать IBM PC/XT, бывшему стандартом "де факто" в середине 80-х годов, судя по проспектам и выставочным образцам, будет ЕС1841 с точностью до массогабаритных характеристик и наличия закупленных за рубежом деталей (микросхем, устройства НГМД, твердого диска типа винчестер, принтера). В настоящее время ЕС1840 поступает к потребителям без винчестерского диска. Качественного улучшения надежностных характеристик можно ожидать при переходе на элементную базу нового поколения. Предпосылки, что к этому периоду производства отечественных персональных компьютеров произойдет и полный переход на отечественные комплектующие (все микросхемы и периферийные устройства), существуют.
 


Обсудить вопрос в студенческом форуме

 

Сайт содержит информацию о учебном заведении и студенческой общине и не является официальным