FPGA-версия старых советских ЭВМ ДВК-1, ДВК-2, ДВК-3, Электроника-60, Электроника-79
Этот проект является моей попыткой создать FPGA-версию советских ЭВМ, основанных на процессорных ядрах от уважаемого VLSAV, полученных им путем реверса схемы кристаллов. Проект основан на wishbone-версии процессоров. Вся внутренняя шина получившейся схемы - это тоже wishbone, а не асинхронная МПИ. В данный момент реализованы следующие процессорные платы:
| Плата | Процессор | ЭВМ | Шина адреса | EIS | FIS | FPP | MMU |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| МС1201.01 | К1801ВМ1 | ДВК-1,ДВК-2 | 16 бит | MUL | |||
| МС1201.02 | К1801ВМ2 | ДВК-3 | 16 бит | + | + | ||
| МС1260 | М2 (LSI-11) | Электроника-60 | 16 бит | + | + | ||
| МС1280 | М4 (LSI-11M) | 16 бит | + | + | |||
| MC1212 | M6 (F-11) | Электроника-60-1 | 22 бит | + | + | + | |
| PDP2011 | PDP11/70 | Электроника-79 | 22 бит | + | + | + |
Как и в оригинальных ЭВМ, на верхнем уровне схемы находится соединительная корзина, в которую вставляется одна процессорная плата и несколько плат периферийных устройств. На данный момент реализованы следующие устройства:
- ИРПС, контроллер последовательной передачи данных, используется в том числе для подключения консольного терминала
- ИРПР, контроллер параллельной передачи, для поключения принтера
- КСМ, терминальный моудль, работает с VGA-мониторами и PS/2 клавиатурой.
- КГД, графический контроллер, работает в паре с КСМ
- Контроллер RK11 (RK:) с подключенными у нему 8 дисками RK05
- Контроллер RK611 (DM:) с подключенными у нему 8 дисками RK07
- Контроллер Mussbus RH-70 (DB:) с подключенными у нему 8 дисками RP06
- Контроллер HDD RD50C (DW:) в варианте ДВК с подключенным к нему виртуальным HDD объемом 64 Мб.
- Контроллер RX11 (DX:) с подключенными к нему двумя дисководами RX01 (наш аналог - ГМД70)
- Контроллер КГД (MY:) с подключенными к нему двумя сдвоенными дисководами НГМД-6121
- Контроллер синхронной динамической памяти SDRAM
- Сетевой таймер (LTC)
- ПЗУ пультового монитора/загрузчика, аналогичное DEC М9312
- ПЗУ пользователя размером 8К (в ДВК-1 там размещался резидентный Бейсик или Фокал).
Все дисковые контроллеры хранят свои данные на единой SD-карте, но можно разнести их и по отдельным картам. Карту распределения блоков под дисковые массивы также можно менять как угодно.
Кроме вышеуказанных модулей, в схему можно добавлять и свои самодельные модули с wishbone-интерфейсом.
Проект реализован на FPGA серии Altera Cyclone-4. В полной конфигурации вмещается в EP4CE10, но при отключении части устройств может уместиться даже в младшую EP4CE6. Из аппаратных особенностей этих FPGA используется только PLL и внутренняя память Altsyncram, поэтому проект должен легко портироваться на другие семейства FPGA Altera, и чуть сложнее - на FPGA других производителей. В данную разработку уже заложена возможность создания портов для различных плат, каждый порт в виде самостоятельного проекта хранится в отдельных подкаталогах boards/. Также выполнен порт проекта на плату Sipeed TANG PRIMER, основанной на китайской FPGA EG4S20BG256 фирмы Anlogic.
Эта разработка с середины лета 2020 года успешно трудится в лаборатории в качестве контроллера испытательного стенда и показала полную работоспособность. Все, кому надо заменить устаревшее оборудование, основанное на плате МС1201, МС1260, МС1280,могут доработать схему под свои конкретные нужды.