Личный компьютер—аналог мини-компьютера

Пауль К. Котшенрутер (Paul С. Kotschenreuther)
Фирма Digital Equipment Corp. (Мейнард, шт.Массачусетс)

Биллем А. X. Энгельс (Willem A.Н.Engelse)
Фирма Digital Equipment Corp. (Мейнард, шт.Массачусетс)

Paul С. Kotschenreuther, Willem A.Н.Engelse. Personal Computer packs a minicomputer punch, pp. 99—104.

Широко распространенный мини-компьютер PDP-11 рождается заново в виде настольной ЭВМ Professional, оснащенной основной памятью емкостью 256 кбайт и видеодисплеем с поэлементным управлением изображением. Описаны разработанные фирмой Digital Equipment Corp. модели 325 и 350 новой серии Professional, характеризующейся конструктивной, функциональной и архитектурной модульностью.

В настоящее время все большую популярность приобретает личный компьютер, представляющий собой миниатюризованный, но при этом не менее мощный аналог мини-компьютера; обладая практически такими же функциональными возможностями, он, однако, имеет меньшие габариты, более гибок в применении и лучше подходит для индивидуальных контор. Поэтому фирма Digital Equipment Corp. реализовала архитектуру и вычислительные возможности своего компьютера PDP-11 в новой компактной серии Professional; новая настольная машина с видеодисплеем имеет встроенную массовую память и настолько проста и удобна в обращении, что ею может пользоваться малоквалифицированный персонал.

Отличительная особенность моделей 325 и 350 серии Professional — модульный принцип реализации конструктивных, функциональных и архитектурных возможностей. Подобно другим только что представленным аналогичным машинам фирмы — Rainbow 100, построенной на базе микропроцессоров Z80 и 8088, и DECmate II, построенной с использованием также PDP-8, — в моделях серии Professional применяется компактный дисплей с 30-см экраном и легкая, почти плоская клавиатура, которые размещаются на рабочей поверхности стола; в состав машины входит также основной корпус, который располагается около стола или крепится к нему (рис.1). Новые машины Professional можно сразу же эффективно использовать благодаря наличию больших объемов программных средств, уже отработанных на машинах PDP-11 и требующих лишь незначительной модификации. В промышленности имеется много специалистов, умеющих работать с этим мини-компьютером, а это означает, что новое программное обеспечение для компьютеров Professional можно подготовить достаточно быстро силами независимых разработчиков программных средств, а также специалистов самой фирмы Digital. Еще одно достоинство новой машины с точки зрения конторского пользователя — это возможность замены неисправных модулей, т.е. к ремонтной службе компании придется обращаться относительно редко. В основном корпусе компьютера размещается центральный процессор, оперативная и внешняя память. Применительно к компьютерам серии Professional это означает ЦП PDP-11, 256 кбайт основной оперативной памяти и дисплейный процессор для поэлементного управления изображением. Модель 325 содержит накопитель на 133-мм гибких магнитных дисках емкостью 800 кбайт, а модель 350 имеет корпус большего размера, где содержится такой же накопитель, а также предусмотрено место для установки факультативного винчестерского дискового накопителя емкостью 5 Мбайт. Машина обладает достаточно гибкими характеристиками, поскольку ее функциональные возможности реализуются главным образом при помощи первичного ЗУПВ, а не ПЗУ.

Рис.1 Компактное настольное оборудование. Личный компьютер фирмы Digital выполнен таким образом, что занимает минимальную часть рабочей поверхности стола и поэтому найдет широкое применение в конторах и учреждениях. Каждая модель новой серии, подобно показанной здесь машине 350, содержит клавиатуру и экранный монитор, размещаемые на столе, и основной корпус, устанавливаемый рядом.

В обеих моделях реализовано поэлементное управление изображением дисплея, поэтому предусмотрено расширение памяти изображения посредством дополнительных модулей памяти, что обеспечивает воспроизведение цветных изображений и повышает разрешающую способность, позволяя воспроизводить графические изображения в более естественном виде. В ближайшем будущем предполагается включить в состав машин средства ввода и вывода речевых данных, преобразованных в цифровую форму: это позволит работать с системой управления, которая свяжет новые машины с телефонными линиями.

Комплексное решение проблем взаимодействия между пользователем, личным компьютером и телефонными линиями является весьма важным для успешной работы. Как только будут разработаны соответствующие программные средства и подготовлен рынок сбыта, новые компьютеры окажутся в состоянии реализовать подобную телефонную управляющую систему, которая уже разработана на базе двух аппаратных элементов: дополнительного модуля для управления телефонным интерфейсом, смонтированного в шасси для схемных плат, и схемной платы телефонного интерфейса, установленной на внешней стороне шасси, непосредственно внутри соединительной панели.

У разработчиков компьютеров новой серии практически не было другого выбора, как применить 16-разрядный центральный процессор семейства PDP-11 (поскольку 12-разрядный процессор PDP-8 не обеспечивал достаточного диапазона адресов памяти, а 32-разрядный процессор машины VAX-11 был слишком большим по габаритам и слишком дорогим). Выбор же конкретной реализации ЦП компьютера PDP-11 оказался более сложным, поскольку и однокристальный процессор Т-11¹{Электроника, 1981, №22, с.35} так и трехкристальный процессор F-11²{Электроника, 1980, №16, с.53} обладают приблизительно такими же характеристиками, как мини-компьютер среднего класса PDP-11/34 фирмы Digital.

Оптимальное решение

Несмотря на то что процессор Т-11 стоил дешевле и был меньше по габаритам, решающим фактором, определившим выбор процессора F-11, было наличие в нем устройства управления памятью. Последнее реализовано в корпусе DIP, содержит регистры управления памятью и логику перемещения (приписки), где используется 22-разрядный адрес, что обеспечивает прямой доступ к максимум 4 Мбайт первичной памяти. Для сравнения следует указать, что процессор Т-11 позволяет адресовать всего 64 кбайт. Хотя первоначально в новых компьютерах серии Professional будет применяться первичная память емкостью 256 кбайт, что более чем достаточно для сегодняшних нужд, разработчики предусмотрели простое расширение памяти, поскольку, как показывает опыт, пользователи в конце концов находят способы занять весь максимальный объем памяти, оказавшийся в их распоряжении.

Логической отправной точкой для разработки операционной системы новой серии компьютеров (P/OS) стала операционная система реального времени RSX-11M-plus фирмы Digital, характеризующаяся гибкостью структуры, разнообразием предусматриваемых языков программирования, возможностями использования в сетевых приложениях, средствами многозадачной работы и будущей совместимостью с машинами серии VAX.

При выборе периферийного оборудования для новых машин разработчикам пришлось пойти на компромиссное техническое решение — обеспечить максимальную легкость подключения и отключения устройств при минимальной стоимости (за счет отказа от совместимости с соответствующими периферийными устройствами PDP-11). Программный интерфейс видеотерминала был полностью изменен для достижения максимальной скорости обмена данными с терминалом, что привело к необходимости полного пересмотра драйверов устройств в операционной системе P/OS и добавлению новых программных модулей для управления видеодисплеем. Были также написаны дополнительные программы, в функции которых входит выдача драйверам устройств в момент включения питания машины информации о том, какие дополнительные средства присутствуют в системе и в каком месте диапазона адресов они размещаются.

Шинная структура компьютера совершенно новая — в ней реализованы новые принципы конструктивной простоты: это главным образом отсутствие объемных перемычек и переключателей и возможность вставлять схемные модули в любое гнездо. Шина Unibus фирмы Digital предусматривает только 18-разрядный адрес (возможность адресации 256 кбайт памяти), а разрядность шины LSI-11 лишь недавно была увеличена с 18 до 22 бит. Устройство управления памятью процессора F-11 было рассчитано на 22-разрядный адрес, хотя вначале в машине PDP-11/23 использовались только 18 разрядов адреса.

Подобно шине микрокомпьютера LSI-11, шина серии Professional предусматривает мультиплексирование адресов и данных, так что по 22 сигнальным линиям передаются и 16-разрядные данные, и 22-разрядные адреса. Шинная структура имеет ограничение — она рассчитана максимум на восемь дополнительных гнезд, хотя только шесть из восьми в настоящее время имеются в основной панели машины для установки дополнительных модулей.

Такое ограничение числа гнезд для дополнительных модулей обеспечивает улучшение электрических параметров линий шины. Например, уменьшается емкостная нагрузка, вызываемая подключением приемопередатчиков шины, уменьшаются емкости схемных связей и снижается уровень помех на линиях передачи. Уменьшение емкостной нагрузки позволяет использовать менее дорогие приемопередатчики с тремя состояниями, по восемь приборов в корпусе, а поскольку такой корпус занимает то же самое место на плате, что и четыре более дорогих прибора со свободным коллектором, подключение к шине оказывается более экономичным.

Для передачи сигналов адресов и данных по шине с тремя состояниями необходимо иметь специальные средства доступа к шине, обеспечивающие исключение конфликтных ситуаций между двумя передатчиками, одновременно выдающими сигналы на линии данных и адресов. Это делается при помощи схемы, показанной в упрощенном виде в нижней части рис.2. Здесь главный прибор считывает данные подчиненного прибора. Сигналы шины «разрешение главного прибора» и «разрешение подчиненного прибора» позволяют главному прибору управлять работой приемопередатчиков шины во время цикла шины таким образом, чтобы информация передавалась только в нужном направлении.

Рис.2. Выбор направления. Принятый разработчиками протокол шины гарантирует, что сигналы данных и адресов не будут перекрываться. Например, главное устройство обеспечивает прохождение адреса к подчиненному устройству в течение адресной части цикла шины, а подчиненное устройство обеспечивает прохождение данных к главному устройству в течение части цикла, когда должны передаваться данные.

В верхней части рис.2 показана временная диаграмма, на которой видно, что строб-сигналы синхронизации для цикла чтения шины обеспечивают формирование «разрешения главного прибора» при выдаче адреса и «разрешения подчиненного прибора» при выдаче данных, так что подчиненный прибор может передать данные по указанному адресу. Благодаря этому импульсные помехи от источника питания и возможность потери данных, связанная с этими помехами, предотвращаются при помощи этих двух дополнительных управляющих сигналов.

Схемы для синхронизации непосредственных доступов к памяти (НДП) размещаются в системном модуле. Любой модуль на дополнительной шине может стать главным модулем шины для передачи данных в любую часть памяти емкости 4 Мбайт, расположенную в области адресов первичной памяти.

Для управления шиной предусмотрены три уровня приоритета: уровень 2, запросы которого имеют наивысший приоритет, уровень 1, уступающий только уровню 2, и уровень 0, низший приоритет, уступающий и уровню 1, и уровню 2. Если устройство более высокого приоритета делает запрос на обращение к шине, то устройство, которое в настоящий момент работает с шиной, должно будет передать ему управление. Однако в отличие от шин компьютеров PDP-11 и LSI-11 устройство с наивысшим текущим приоритетом сохраняет за собой управление шиной до тех пор, пока не завершится передача данных. Оптимизацию функциональных характеристик индивидуальных прикладных систем под программным управлением можно обеспечить путем присвоения соответствующих уровней приоритета дополнительным модулям.

Гибкость адаптации

Основной корпус модели 350 — размером около 610 мм (ширина) *375 (глубина) *165 мм (высота) и массой всего лишь 16 кг — содержит как электромеханические, так и электронные блоки (рис.3). Все основные компоненты можно устанавливать и снимать без каких-либо специальных инструментов или технической подготовки.

Рис.3. В основном корпусе машины размещается модульное оборудование, которое легко вставлять или вынимать без специальных инструментов. Крупные модули подключаются и фиксируются при помощи разъемов с нулевым усилием сочленения; фиксирующее их усилие можно снять при помощи карандаша, что упрощает вынимание печатной схемной платы.

Аппаратная архитектура модели 350 серии Professional отражает ее физическую модульность (рис.4). Базовые функциональные компоненты логически подключаются к внутренней секции шины, а физически размещаются на схемной плате машины. Это центральный процессор, первичная память на двух схемных платах второго уровня, ПЗУ, где хранятся программные средства диагностики и «раскрутки» (инициализации), синхронизатор, энергонезависимое ЗУПВ и логика интерфейса для клавиатуры, строчного принтера и асинхронных и синхронных линий связи.

Рис.4. Двухсекционная шина. Модульная архитектура системы построена на базе шины, состоящей из двух частей. Эта 22-разрядная шина имеет внутреннюю секцию для подключения стандартных функциональных модулей, а также секцию для дополнительных модулей, причем в промежутке между этими секциями располагается буфер. Шина предусматривает также мультиплексирование 22-разрядных адресов и 16-разрядных данных.

Первичная память емкостью 256 кбайт модели 350 реализована в виде двух матриц ЗУПВ по 64К на двух печатных схемных платах размером около 76*127 мм.

Массовая память и дополнительные модули подключаются к дополнительной секции шины. Сменная массовая память — это накопитель на гибких магнитных дисках RX50 фирмы Digital емкостью 800 кбайт. В качестве дополнительной массовой памяти используется винчестерский накопитель на 133-мм дисках модели RD50 фирмы Digital с фиксированной емкостью 5 Мбайт.

В личных компьютерах фирмы Digital применяется сдвоенный дисковый накопитель, что позволяет удвоить емкость памяти по сравнению с НГМД модели RX50. В этой конструкции на одном шпинделе размещаются два 133-мм гибких диска, работающих с поперечной плотностью записи около 38 дорожка/см, причем кодирование данных осуществляется по способу модифицированной частотной модуляции.

Наличие большой первичной памяти, позволяющей уменьшить объем подкачки программ и данных из массовой памяти, способствует повышению производительности системы. Перекачка данных между первичной и массовой памятью зачастую замедляет выполнение программ, поскольку НГМД, как правило, имеют относительно большое время поиска. Кроме того, можно ожидать, что снижение частоты перекачки увеличит срок службы НГМД.

Простота вставления—вынимания

Сдвоенный накопитель на гибких магнитных дисках и винчестерский дисковый накопитель оба имеют габариты около 88 мм по высоте, 46 мм по ширине и 229 мм по глубине; пластмассовые направляющие позволяют пользователю легко вставлять и вынимать накопители с лицевой стороны корпуса машины. Пластмассовые нижние поверхности накопителей хорошо скользят по верхней части алюминиевого шасси, а блок источника питания точно устанавливается на место при помощи четырех направляющих конических штырей и соответствующих отверстий.

Дополнительные модули, если они используются, устанавливаются в шасси на шесть схемных плат. Пользователи вставляют и вынимают модули из основной панели, расположенной в шасси, а электрическое подключение осуществляется при помощи специально разработанных разъемов с нулевым усилием сочленения.

В компьютере модели 350, по-видимому, найдут широкое применение три дополнительных модуля, представляющих собой контроллеры (один для НГМД, другой для винчестерского дискового накопителя, а третий — для видео-дисплея с поэлементным управлением изображением). Еще дополнительные модули предназначаются для реализации расширенного поэлементного управления изображением при подключении цветного монитора; кроме того, это схемная плата последовательно-параллельного интерфейса ввода-вывода реального времени по стандарту IEEE-488 и телефонная управляющая система для подключения внешних речевых средств и средств передачи данных. На основной панели машины предусмотрено также место для установки дополнительного блока вычислений с плавающей точкой.

Стандартные функциональные блоки размещаются на одной большой машинной плате размером около 264*406 мм; это максимальный размер платы, которую практически экономично изготавливать и собирать и почти максимальный размер, соответствующий габаритам корпуса машины. Для одной большой платы затраты на сборку, испытание, транспортировку и хранение значительно ниже, чем для группы меньших плат стандартного размера, несмотря на то что фактическое количество интегральных схем ь них то же самое. Большая схемная плата обеспечивает более высокую надежность, поскольку здесь используются соединительные печатные проводники, а не контакты разъемов; кроме того, сокращение числа разъемов снижает стоимость. Непосредственное подключение контроллера первичной памяти, интерфейса, принтера и других стандартных функциональных модулей платы к внутреннему сегменту шины позволяет реализовать более высокие скорости передачи данных, а также экономию аппаратных средств и физического объема.

В блоке шасси установлен вентилятор с крыльчаткой диаметром около 115 мм; он подает в минуту около 0,027 м³ воздуха для охлаждения дисковых накопителей, источника питания и шасси схемных плат (в верхней части) и микросхем основной панели машины (в нижней части).

Машина разработана таким образом, что любое положение дополнительных модулей не будет отрицательно влиять на функциональные возможности и производительность системы. В машине отсутствуют шлейфовые сигналы, поскольку это потребовало бы отсутствие свободных промежутков между модулями. Еще большую гибкость обеспечивает то, что приоритеты запросов прерывания и НДП не зависят от положения модулей в основной панели; это означает, что пользователь может вставлять дополнительные модули в любое гнездо основной панели, не заботясь о «правильном» положении. Кроме того, модули можно располагать так, как удобно с точки зрения подключения кабелей, причем это не влияет на работоспособность машины, что особенно выгодно, если учесть ограниченные габариты корпуса личного компьютера.

Еще одним преимуществом являются размеры дополнительного модуля. Хотя каждый модуль имеет фиксированную высоту 132 мм, обеспечивающую ему возможность установа в шасси схемных плат, его ширина может изменяться от 100 до 306 мм. А чем уже схемные платы, тем соответственно больше выигрыш в себестоимости.

Гнезда шины имеют фиксированные адреса, причем модулю присваивается адрес того гнезда, которое он занимает. В карте памяти, показанной на рис.5, видно, что регистры дополнительных модулей размещаются в старшем 4-кбайт сегменте адресуемой памяти, который определяется как страница ввода-вывода. Для каждого из восьми физических гнезд резервируется один 128-байт сегмент страницы ввода-вывода, что более чем достаточно для большинства дополнительных модулей. Поскольку конструкция машины рассчитана максимум на восемь подобных модулей, такой емкости страницы ввода-вывода не может не хватить, а поскольку дополнительным модулям фиксированные адреса не присваиваются, адресов ввода-вывода бывает всегда достаточно.

Рис.5. Дополнительные модули можно вставлять в произвольные гнезда, а центральный процессор способен обнаружить, в каких именно гнездах они находятся. Страница ввода-вывода карты памяти имеет восемь 128-байт сегментов, каждый из которых соответствует своему дополнительному гнезду в конфигурации шины (пока используются только шесть гнезд).

Когда дешифратор, расположенный на основной шинной плате машины, принимает сигналы адресной части цикла, он выдает на шину восемь сигналов выбора гнезд — по одному для каждого гнезда. Если адрес шины укладывается в диапазон разрешенных адресов для конкретного дополнительного модуля, этот сигнал выбора гнезда воспринимается. А модулю необходимо проанализировать только сигнал выбора своего гнезда и младшие семь разрядов адреса, чтобы определить, к какому из его возможных 128 байт производится обращение.

Наиболее интересная особенность шинной структуры это то, что каждый дополнительный модуль уведомляет машину о своем наличии на плате, посылая в момент включения питания свой оригинальный сигнал по плате машины. Когда разъем с нулевым усилием сочленения фиксирует дополнительный модуль в своем гнезде, контакт наличия этого модуля заземляется, так что выдаваемый с платы модуля сигнал выглядит как единичный бит в соответствующей ячейке памяти страницы ВВ. Диагностическая программа, хранящаяся в ПЗУ машинной платы, анализирует значения двоичных разрядов этого регистра, определяя размещение дополнительных модулей, а тем самым и то, какие гнезда заняты.

В машине предусмотрена полная проверка целостности структуры каждый раз, когда включается питание, причем пользователю быстро выдаются сообщения о каких-либо затруднениях. Если учесть к тому же, что большинство блоков (печатных схемных плат или дисковых накопителей) может легко заменять сам пользователь, то следует ожидать лишь редких обращений к услугам технических специалистов фирмы.

Диагностические программы, которые инициируются в момент включения питания, должны прежде всего проверить работоспособность всех функциональных узлов машинной платы, а затем функциональных узлов каждого дополнительного модуля. Поскольку система не может предвидеть, какие модули в текущий момент находятся в шасси или будут установлены впоследствии, в ПЗУ каждого модуля содержится своя собственная диагностическая программа. После выполнения этой программы, хранящейся в ПЗУ машинной платы, центральный процессор обеспечивает передачу диагностических программ всех модулей в первичное ЗУПВ и их выполнение. В случае обнаружения в каком-либо из дополнительных модулей ошибок, пользователю выдаются соответствующие сообщения посредством графического дисплея терминала, где место ошибки выделяется увеличенной яркостью, а также при помощи светодиодных индикаторов машинного модуля.

Дисплей с поэлементным управлением изображением

Для видеодисплея компьютера была выбрана поэлементная архитектура управления изображением, посколько она является удобной в использовании и исключительно эффективной. Контроллер поэлементного управления дисплеем с растровой разверткой может обращаться и непосредственно задавать состояние любого элемента изображения, воспроизводящегося на экране, так что один и тот же видеоконтроллер может обеспечивать работу как с текстовыми знаками, так и с графическими данными.

Блок-схема рис.6 показывает, что к памяти видеоизображения существуют два доступа. Один, так называемый прямой путь предусматривает непосредственное обращение процессора машины к памяти, так что этот путь можно использовать для быстрого запоминания и восстановления изображений, построенных ранее. Данные изображений можно хранить либо в системном ЗУПВ, либо в устройстве массовой памяти. Второй путь в память видеоизображения — через процессор видеоданных, в функции которого входит построение изображений.

Рис.6. Видеоконтроллер обеспечивает поэлементное управление дисплеем и подключается к дополнительной секции шины. Для обновления содержимого памяти видеоизображения предусмотрены два пути — один для процессора видеоданных, а другой — для центрального процессора, который записывает данные непосредственно через дополнительную секцию шины.

Память дисплея с поэлементным управлением компьютера Professional может работать под непосредственным управлением процессора F-11, выполняющего соответствующую программу, ко-торгя размещается в машинной памяти. К карте элементов экрана можно непосредственно обращаться как к области первичной памяти размером 32 кбайт, что позволяет непосредственно при помощи инструкций PDP-11 обрабатывать представленные в этой памяти элементы изображения. Знаки формируются на экране путем выдачи сигналов повышенной яркости на соответствующие элементы изображения в матрице X×Y элементов изображения — так называемой матрице знака — в нужном месте экрана. Это делается путем записи логических единиц в те биты памяти, которые соответствуют видимым элементам изображения, логических нулей во все другие биты памяти. Если размер X матрицы знака не является кратным восьми элементам изображения, матрицы знаков не будут выравниваться по байтовым границам.

Процессор видеоданных был разработан как часть аппаратных средств управления видеодисплеем компьютера, поскольку, если бы PDP-11 должен был выполнять задачу знак за знаком для воспроизведения текстов, ему пришлось бы проводить большой объем манипуляций над данными для установки и гашения соответствующих битов в соответствующих словах. Чтобы исключить это, задачу воспроизведения знаков возложили на специальный процессор.

Воспроизведение знаков

Этот процессор может поместить в оперативную память видеоизображения вертикальную или горизонтальную строку элементов изображения, соответствующую значению принятого им двоичного поля. В качестве входных данных процессор принимает двоичное поле, значение длияы поля (от 1 до 16 бит), координаты элемента изображения, с которого должна начаться операция, и тип операции. Предусматриваются следующие операции: выдача двоичного поля на экран в прямом виде; выдача двоичного поля на экран в обратном виде; логическая операция ИЛИ для поля и значения экрана; а также логическая операция И для поля и значения экрана. Процессор видеоданных обеспечивает быструю выдачу знаков на экран, поскольку программные средства F-11 больше не должны решать проблему несовпадения границ матриц элементов с границами байтов памяти видеоизображения.

Информация, необходимая для определения знака, хранится в таблице шрифтов в машинном ЗУПВ. Кроме того, поскольку шрифты знаков хранятся в оперативной памяти, переопределение данного шрифта знаков — это просто вопрос перезагрузки в таблицу шрифтов других данных из накопителя массовой памяти. Программа управления видеоизображением может также определять размер знаковой матрицы, соответствующей требованиям данного набора знаков.

Контроллер поэлементного управления изображением работает во взаимодействии с программой контроллера терминала, обеспечивая возможности вывода как алфавитно-цифровых, так и графических данных. Возможности вывода алфавитно-цифровых данных совпадают с предусмотренными в видеотерминале VT102 фирмы Digital. Обеспечивается воспроизведение знаков для одного из двух возможных форматов экрана: либо 80 столбцов по 24 знака, либо 132 столбца по 24 знака. В случае 80 столбцов знаки формируются при помощи матрицы размером 12 элементов по ширине на 10 элементов по высоте, а в случае 132 столбцов — при помощи матрицы 7 элементов по ширине на 10 элементов по высоте.

При воспроизведении знаков возможны различные варианты. Каждому знаку можно в любой комбинации приписать следующие четыре атрибута: мигание, жирный шрифт, негативное изображение и подчеркивание. Каждый знак можно также воспроизводить либо двойным по ширине, либо двойным и по высоте, и по ширине. В набор входит 244 знака, в том числе рукописные и специальные знаки западно-европейских языков (с соответствующими верхними метками). По команде можно вставлять или уничтожать отдельные знаки, а также целые строки текста.

Графические данные воспроизводятся на экране в формате 960 элементов изображения по ширине на 240 элементов изображения по высоте, причем здесь также реализованы все возможности современного уровня. Программные средства обеспечивают формирование окружностей, кривых и векторов, а текстовые данные могут воспроизводиться при помощи различных по размеру знаков, на различных углах поворота, а также курсивом. Компьютеры серии Professional выпускают с одним стандартным набором знаков, но они могут работать с тремя дополнительными наборами. Изображения на экране можно изменять благодаря наличию таких режимов, как замена, наложение, дополнение, стирание и негативное воспроизведение. Дополнительный модуль расширенного поэлементного управления обеспечивает работу с цветным монитором. Манипулируя аппаратной картой цветов, можно воспроизводить и быстро менять восемь из 256 предусмотренных цветов.

Максимальная разрешающая способность черно-белого изображения (1024*240 элементов изображения) обеспечивается аппаратным способом при помощи всего лишь одного уровня яркости. Просто «складывая» плоскость памяти один раз по горизонтали путем программной обработки управляющих регистров памяти страницы ввода-вывода, пользователь может изменять разрешающую способность на 512*240 элементов изображения, где каждый элемент представляется двумя битами данных. Таким образом, каждый элемент изображения может воспроизводиться с четырьмя уровнями яркости.

Если плоскость памяти «сложить» еще раз, то получится разрешающая способность 256*240 элементов изображения по четыре бита на элемент. Для этих элементов можно теперь указывать 16 значений яркости, что дает изображение, очень напоминающее вид черно-белой фотографии с плавно меняющимися тонами. Однако, хотя аппаратные средства вполне позволяют создавать подобные естественные изображения, соответствующее программное обеспечение еще предстоит разработать.

Дополнительный модуль расширенного поэлементного управления содержит две дополнительные памяти поэлементного управления, идентичные памяти черно-белого изображения, так что в целом получается по одному биту на элемент изображения для каждого из цветов (красного, синего и зеленого). Если сложить плоскость памяти для каждого из этих цветов, то будут воспроизводиться естественные полноцветные изображения с 16 уровнями яркости для каждого цвета. В принципе эти три памяти поэлементного управления можно использовать для формирования изображений при помощи 12 бит на элемент, что соответствует 4096 различным цветам при разрешающей способности 256*240 элементов.

Размещение всех аппаратных средств видеоконтроллера поэлементного управления на одном дополнительном модуле оказалось самой сложной топологической задачей. Описанные здесь функциональные узлы видеоконтроллера потребовали бы в общем 175 дискретных средних и больших интегральных схем, однако количество приборов удалось сократить до всего лишь 75 благодаря проектированию трех матриц логических вентилей на базе кристаллов-заготовок, разработанных для компьютера VAX-11/750¹{Электроника, 1981, №1, с.89}. Один прибор на основе матрицы логических вентилей применяется в видеогенераторе, а два других — в процессоре видеоданных.

Телефонный интерфейс

Что касается модуля телефонного интерфейса (рис.7), то к числу аппаратных элементов, подключенных к его внутренней шине, относятся микропроцессор 8051, ЗУПВ, модем Bell-212, рассчитанный на скорость передачи данных 1200 бит/с, модем на 300 бит/с, двухтональный многочастотный приемопередатчик и речевой кодек. Благодаря К/МОП матричному переключателю любой из этих внутренних элементов, может быть подключен к внешним телефонным линиям через схемную плату, которая содержит интерфейсы для двух телефонных линий (возможно, одной линии данных для связи с компьютером и одной речевой линии для связи с телефонной сетью), одноклавишный или многоклавишный телефонный аппарат, вход с микрофона и выход на громкоговоритель.

Рис.7. Дополнительный модуль телефонной управляющей системы личных компьютеров серии Professional состоит из двух схемных плат-подмодулей. Один подмодуль служит для связи с внешним миром при помощи телефонных линий, микрофона и громкоговорителя. Управляющий подмодуль обеспечивает обработку речевых данных.

Можно не сомневаться в том, что операционный режим, подобный реализованному при помощи этого модуля, в конечном итоге будет одним из основных для оборудования конторы будущего. Сотрудники конторы смогут иметь компьютеризованные личные телефонные справочники, причем список телефонов будет воспроизводиться на экране дисплея, нужный номер выбираться при помощи курсора, а набираться автоматически компьютером.

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 55, No.15 (645), 1982г - пер. с англ. М.: Мир, 1982, стр.38

Electronics Vol.55 No.15 July 28, 1982 A McGraw-Hill Publication

Paul С. Kotschenreuther, Willem A.Н.Engelse. Personal Computer packs a minicomputer punch, pp. 99—104.

Раздел: МЕТОДЫ, СХЕМЫ, АППАРАТУРА