Mick Laboratory
 
ПК8000 Сура Веста Хобби Карат Фотон Сура Программы На

    ПК8000

 

      ПК8000  - семейство советских 8-разрядных компьютеров производимых с второй половины 1980-х по начало 1990-х. Изначально компьютер был разработан специалистами завода "ВЭМ" г. Пенза, а после освоения производства к производству подключились и другие заводы. Семейство компьютеров ПК8000 включает в себя как минимум три известных на данный момент компьютера ПК8000 Сура, ПК8000 Веста и ПК8000 Хобби. А также на базе плат производства завода "ВЭМ" выпускались игровые автоматы Фотон. Но вероятно существовал еще один представитель этого семейства - ПК8000 Карат, но информации о нем практически нет.

   Прототипом при создании ПК8000 послужили компьютеры стандарта MSX, но ввиду того, что в номенклатуре выпускаемых отечественной электронной промышленностью не было необходимых микросхем, то пришлось разработчикам компьютера использовать то что было как говорится под рукой. В результате компьютеры ПК8000 оказались лишь частично совместимы с компьютерами стандарта MSX и то по большей части на уровне программ, написанных на языке Basic. Так пришлось вместо процессора Z80 применять КР580ВМ80А, вместо специализированной микросхемы видеоконтролера TMS9918 придумали свое решение на микросхемах мелкой степени интеграции и микросхемах ПЛМ 556РТ2. Применение микросхем ПЛМ позволило частично сократить число микросхем, ну и своебразно "защитить" свои схемотехнические решения от повторения.

    Конструктивно компьютер представляет собой моноблок, состоящий из герконовой клавиатур, двух плат самого компьютера и платы блока питания. Клавиатура представляет собой печатную плату с запаянными герконами в матрицу 10x8, что составляет 80 клавиш. Печатные платы компьютера располагаются этажеркой, одна поверх другой. На нижней плате располагаются процессор, микросхемы ПЗУ, контроллеры ввода-вывода, системные разъемы и т.д. На верхней плате располагается синхрогенератор, микросхемы памяти ОЗУ и собственно контроллер управления памятью.

    В 2012 году для истории решил для начала срисовать верхнюю плату. Для этого была разобрана печатная плата ИЖСК.758725.003 (ПК8000 Веста), она же ПХ3.099.006, которая уже не подлежала восстановлению. И после этого начался процесс копирования. В результате этой работы в системе P-CAD 2002 была создана печатная плата, схема и библиотека элементов.

 

 

    Где то через три года, а именно в 2015 году руки дошли до большой платы ПХ3.099.001. Опять же пришлось разобрать убитую плату и приступить к копированию. Ввиду того что плата большая, то процесс этот шел не так быстро как хотелось, иногда приходила подлая мысль в голову, бросить это дело. Пришлось руководствоваться принципом - глаза боятся, а руки рисуют. В итоге в системе P-CAD 2002 появилась печатная плата, схема и дополнена библиотека элементов. Хочу также отметить, что срисовывалась она как есть, тоесть на плате могут отсутствовать некоторые дорожки, которые в реале были выполнены проводами, либо присутсвуют непонятные, идущие из ниоткуда в никуда дорожки. Кроме того, вероятнее всего это ранние платы, где еще был разведен операционный усилитель 574УД2, на котором был собран узел ввода информации с магнитофона.

 

 

Краткая спецификация:

 

Процессор

КР580ВМ80А, тактовая частота 2,5 МГц

Быстродействие

до 500 тыс. операций в секунду

ОЗУ

64 Кб. Основана на использовании микросхем динамической памяти емкостью 64Кх1 (8 микросхем КР565РУ5).

ПЗУ

16 Кб системы (8 микросхем К573РФ2 или КР573РТ2)

Графика

Текстовые режимы 40x24 и 32x24 (символы 6x8 и 8x8)
Графический режим 256x192, 15 цветов

Звук

одноканальный биппер

Клавиатура

80 клавиши (матрица 10x8)

Манипуляторы

типа Веста ИМ-01

Дополнительная периферия

магнитофонный вход/выход, выход на принтер

Операционная система

встроенная ПК8000 Basic

Габаритные размеры

417x245x75мм

 

 

Семейство:

 

     Более подробно о каждой модели этого семейства можно ознакомится на соотвествующих страницах:

 

    ПК8000 Сура   -   Головной компьютер этой серии, разработан и выпускался заводом "ВЭМ" г. Пенза. Затем производство было налажено на других заводах. Производился с 1987 года по начало 1990-х.

 

    ПК8000 Веста   -   Компьютер производился на заводе "Сигнал" г. Ставрополь в конце 1980-х по начало 1990-х.

 

    ПК8000 Хобби   -   Компьютер производился на заводе "ОАЗ" г. Оренбург в самом начале 1990-х.

 

    ПК8000 Карат   -   Пока документально не подтверждено где его производили и когда. На данный момент существует единственное фото, подтверждающее его существование.

 

    Фотон   -   Игровые автоматы создавались на базе комплектов плат, выпускаемых "ВЭМ" г. Пенза и имели кодовое название Игровой компьютер ИК-0.Производился в конце 1980-х по начало 1990-х.

 

 

Проект:

 

1. Схема электрическая принципиальная платы ПХ3.099.001 (нижняя) в формате P-CAD 2002 - скачать
2. Печатная плата ПХ3.099.001 (нижняя) компьютера в формате P-CAD 2002 - скачать
3. Схема электрическая принципиальная платы ПХ3.099.006 (верхняя) в формате P-CAD 2002 - скачать
4. Печатная плата ПХ3.099.006 (верхняя) компьютера в формате P-CAD 2002 - скачать
5. Электрическая и монтажная схемы платы ПХ3.099.006 (верхняя) в формате pdf - скачать
6. Библиотека элементов в формате P-CAD 2002 - скачать
7. Подготовленные Лебедевым Сергеем (SergeyLLL) к производству платы ПХ3.099.001 и ПХ3.099.006 в формате Gerber - скачать

 

Прошивки:

 

ПК8000 BASIC 1987 версия 1.0

Данная версия Basic устанавливалась в микросхемы ПЗУ D41...D48 (DD41...DD48) компьютеров ПК8000 Сура.

Файл прошивки ПЗУ: скачать

ПК8000 BASIC 1987 версия 1.1

Данная версия Basic устанавливалась в микросхемы ПЗУ D41...D48 (DD41...DD48) компьютеров ПК8000 Сура и ПК8000 Веста.

Файл прошивки ПЗУ: скачать

ПК8000 BASIC 1987 версия 1.2

Данная версия Basic устанавливалась в микросхемы ПЗУ D41...D48 (DD41...DD48) компьютеров ПК8000 Сура и ПК8000 Хобби.

Файл прошивки ПЗУ: скачать

Прошивки микросхем КР556РТ2

Данные прошивки предназначены для записи в микросхемы D16 (DD16) и D17 (DD17) платы ПХ3.099.006 (верхняя). Файлы прошивки получены путем считывания программатором Elnec.

Файл прошивок: скачать

 

Интревью:

 

    В 2009 году Шаповалову Андрею (Xobbiman) удалось связаться с одним из разработчиков компьютера ПК8000 Малышкиным Андреем и задать несколько вопросов. Интервью публиковалось на форуме http://zx.pk.ru/. Ниже я собрал воедино вопросы и ответы, орфография и пунктуация сохранена.

 

Вопрос (ivagor):

 

1. Разработчиков не смущало то, что на телевизоре в ширину видны не все 256 точек? Или они подкручивали свои ТВ или мониторы и видели все?
2. Зачем сделали так, что в режиме SCR1 информация о цвете читается из 155РУ2, почему не из основной памяти?

 

Ответ:

 

     На форуме возникают вопросы относительно того, а исходя из чего компьютер ПК-8000 разработали таким, каким он есть? Для понимания конструкции компьютера опять придется почитать страницу "учебника истории"...

 

Изначально, когда на заводе "ВЭМ" (потом он стал называться ПО "ЭВТ") и в соответствующем министерстве возникла мысль производить бытовой компьютер, то ставилось целью чтобы это был массовый компьютер для работы и отдыха. Изначально он должен был быть способен на графику и игры, быть небольших размеров. Разработчики прекрасно понимали, что написать за 1-2 года разработки силами нескольких программистов десятки нормальных мощных игр на ассемблере просто не возможно, надо привлекать что-то со стороны. Оптимальным вариантом посчитали сделать полную копию MSX-1, так как если бы было полное аппаратное совпадение, то можно было бы спокойно применять огромное количество буржуйского софта. Изначально первая версия компьютера задумывалась с полным аналогом видеопроцессора Yamaha. По поводу звукового процессора мысли были разные, но все они упирались в то, что если удасться сделать видеопроцессор, то уж со звуком как нибудь разберемся. Первое, где "обломало" министерство - это не возможность применить Zilog. При попытке получить разрешение в министерстве на разработку заказных логических микросхем разработчиков так же постигло разочарование: дорого, долго. Приблизительный образ видеопроцессора в виде дискретной логики был огромен, его можно было сделать в приемлемых габаритах только с применением многослойного печатного монтажа, но тут опять уткнулись в стоимость таких печатных плат и от многослойки пришлось отказаться. Таким образом, исходя из требований максимального удешевления изделия было принято решение о применении обычного двухслойного печатного монтажа не высокого качества, применении почти бытовых микросхем. За применение К565РУ5Г и РФ2 в большом количестве пришлось долго "воевать". ОЗУ в производство не давали, с его поставками были огромные проблемы. В итоге решили, что мы сейчас сделаем первую пробу в виде ПК-8000 со слабыми возможностями, а потом быстренько выпустим полный клон MSX-1. Но тут все последствия развала СССР и начала перехода общества к капитализму разрушили все начинания, и то, что уже сделали, дальнейшего развития в разработке не получило, так как деньги на разработку просто не от куда было взять. К тому же чисто технологически разумнее было начать делать 8086-совместимый компьютер, так как за границей 8080 и его развитие в виде Zilog уже считалось прошедшим днем. Применение микросхем программируемой логики РТ было необходимо для уменьшения количества микросхем, уменьшения энергопотребления. Так же не последнее значение при выборе РТ явилось то, что ее не так то просто скопировать. Разработчики до последнего момента прятали прошивки РТ даже от своего производства, чтобы держать в руках "ноу-хау". Насколько я помню, при передаче производства в другие города первые партии РТ-ек делались в Пензе. Таким образом, применение ПЛМ стало своеобразной защитой от копирования и залогом соблюдения авторских прав. В дальнейшем, когда компьютер стало очень выгодно производить, его не смогли серийно выпускать подпольные цеха только из-за этих самых РТ-ек. По поводу того, что на обычном телевизоре 256 точек не были видны. Дело в том, что в СКБ не было обычных телевизоров. Считалось, что для компьютера нужен не телевизор, а специальный монитор, чтобы не портилось зрение. Поэтому компьютеры сначала шли на 100% укомплектованные специальными мониторами, на которых никаких проблем не было. Только через 2 года серийного выпуска стали подменять мониторы телевизорами, вот там то и вылезла проблема с 256 точками.

 

При разработке видеопроцессора насколько это было возможным сделали все, чтобы он меньше загружал своими обращениями оперативную память. Т.е. на чтение памяти для ее отображения на мониторе тратится драгоценное время микропроцессора, он должен стоять в ожидании, что снижает производительность. Поэтому и появилось внешнее ОЗУ, да и аппаратно так было удобнее. Плюс какие-то решения были следствием уменьшения видеопроцессора в размерах из-за того, что пришлось отказаться от полного аналога MSX-1, который задумывался к проектированию изначально.

 

Вопрос: (ivagor)

 

Более вероятной мне кажется версия, что это рудимент "полного аналога". Скорее всего хотели избавить основное ОЗУ в реж SCR1 от 1 из 3х чтений видеоинформации в 4х тактовом цикле, но потом "упростили" и торможение в SCR1 стало таким же как и в SCR2. IMHO, если бы изначально нацеливались на бюджетный вариант, РУ2 не стали бы ставить, а потом наверно переделывать уже не захотели.

 

Ответ:

 

     Действительно, РУ2 "пришло" в конструкцию при упрощении идеи видеопроцессора да так там и осталось. Целью ее установки изначально планировалась портовая совместимость с MSX-1. Потом, когда производство потребовало дать перечень комплектующих к использованию, РУ2 туда уже была заложена, да и уже вся обвязка в схеме вокруг нее была готова. Менять схему на ходу вместе с уже написанным системным софтом не стали, да и конфликтовать с производственниками по поводу не востребованной, но уже заказанной, микросхемы так же не стали. Вообще же, конечно, если бы дали на разработку больше времени, то все было бы чуть лучше, но производство - это всегда конфликт двух сторон: разработчика и реальностей жизни. Мегамысли разработчика разбиваются о прагматику реальности, приходится приспосабливать идею к жизни для того, чтобы идея не осталась просто идеей. А учитывая то, что разработчики ПК-8000 были лишены поддержки микроэлектронных производств того времени, т.е. не могли сделать какую им нужно микросхему, не могли использовать импортную элементную базу, не могли использовать самые современные микросхемы, фактически, разработка шла за счет огромного энтузиазма, молодости коллектива, способности творческой группы работать по 12-18 часов в сутки без выходных, жить на производстве и т.д. Так же стояло очень жесткое ограничение в виде стоимости компьютера. Это ограничение в самом начале разработки почти не принималось во внимание, но по мере продвижения разработки стало выходить на первый план, так как стала меняться экономическая ситуация в стране. Так же компьютер должен был пройти все необходимые испытания того времени как тепловые, влажностные, вибрационные, транспортные, на уровень радиоизлучений. Так, например, в ПК-8000 проверка готового серийного изделия на уровень производимых им радиоизлучений "потащила" за собой переделку источника питания. Уровень помех оказался слишком высокий в некоторых полосах частотного спектра, пришлось менять кое-что в схеме источника питания, в его конструктиве, вводить механизмы подавления радиошумов. А любая переделка уже серийного продукта - это не малые деньги, задержка производства. Так же в процессе производства выяснялось, что некоторые микросхемы, производимые в южных республиках СССР, отличаются огромным количеством брака. Меняли элементную базу на ходу, в связи с чем вносили модификацию в конструкцию "железа". Некоторые решения, например, по источнику питания, оказались не надежными при серийном производстве, хотя при испытаниях вели себя отлично, в связи с чем истоник питания модифицировался неоднократно.

 

Вопрос (ivagor):

 

Интересно, но не понятно, как именно РУ2 могли помочь портовой совместимости с MSX. В серийном варианте они скорее мешают такой совместимости - например перекрыли порты AY (и не только их), и Mick сделал платку не под MSXные адреса, а под векторовские.

 

Ответ:

 

     Насколько я помню (мог и забыть за время, да и лучше спросить Фролова), побитный формат регистра РУ2 такой же, как и в MSX-1. Изначально он и планировался на том же адресе, что и в Yamaha. Но после принятия решения о частичной совместимости с MSX-1 адресацию сделали такой, как было удобно.

 

Вопрос (ivagor):

 

В статье "Итоги конкурса на создание бытовых ПЭВМ" (брошюра "Вычислительная техника и ее применение") упоминается ПК8002 московского НИИсчетмаша. Есть ли связь между этой разработкой и первоначально планировавшимся к выпуску "навороченным" вариантом ПК8000? Может часть документации передавали, или Вам ничего про это неизвестно?

 

Ответ:

 

     Внимательно изучил документ по ссылке: ностальгия замучила сразу ... Да, было такое соревнование, все, что там описано - верно. Однако, разработчики НИИ Счетмаш шли параллельным путем с нами. Идея копировать MSX-1 была не только нашей идеей, подобное хотели сделать в 5-6 местах в СССР. Однако, все без исключения разработчики столкнулись с проблемой того, что необходимо делать заказные микросхемы, делать многослойные платы, что было очень дорого и долго. Повторить в дискретном железе MSX-1 было можно, но это получался монстр, которого для изделия "персональный компьютер" надо было затем "залить" в несколько заказных СБИС, но в то время немногим заводам такое было доступно, а особенно для гражданских разработок. Поскольку в городе Пенза никогда не было производств СБИС, легко преодалеть эту планку коллективу разработчиков ВЭМ-а было не возможно. Одно дело иметь друзей в одном городе на заводе (в Москве) по произвосдтву СБИС, другое дело заказывать СБИС просто как сторонний заказчик из тьму-таракани, коей являлась Пенза. Пока "утрясаешь" технологические проблемы, время уйдет безвозвратно. Поэтому и решили делать все "на коленке" 100% своими силами, чтобы не тратить время на бесконечные согласования. Так же не маловажным фактором в слабом финансировании разработки явилось то, что СУРА создавалась на деньги завода ВЭМ, а не на немеренные федеральные деньги. ПК-8000 не было включено в федеральные программы поддержки разработок такого уровня. А без очень серьезного финансирования быстро заказать и протолкнуть СБИС, да еще и не одну, в те времена было не возможно. Уж если РУ5Г еле выбили, то про СБИС мы могли только мечтать.

 

Интернета как понятия тогда еще даже не существовало. Общение между ВЭМ-ом на уровне руководства с НИИ Счетмаш было. Идеями друг с другом делились, но не более. Сами же разработчики друг другу ничего не передавали, это 100% точно. Да и это было бы очень странно, так как разработка - это живые деньги, кто же просто так отдаст? К сожалению, большую часть идей пришлось просто похоронить в Пензе, так как не было технологических и финансовых возможностей это все реализовать.

 

Вопрос (ivagor):

 

Вобще, что за обозначение ПК80xx?

 

Ответ:

 

     Переводится как "Персональный компьютер серии 8000 восьмиразрядный". 8-ка в начале сначала означала, что это 8-и разрядный компьютер, далее - это типа модели, т.е. предполагалось 8001, 8002, и т.д. со всеми остановками, планы были грандиозные. Потом, когда появился 16-и разрядный Сура, идентификатор в виде 80.. решили просто оставить для узнаваемости серии.

 

Вопрос (Mick):

 

ЗАХВ. и П.ЗАХВ., хотя на схеме они присутствуют. Тоесть вы все таки предполагали внешнее управление компьютером. Или у вас были наработки в этом направлении?

 

Ответ:

 

     ЗАХВ. - захват пямяти, запрос на захват памяти у центрального процессора П.ЗАХВ. - подтверждение, что процессор освобилил память и ее можно читать. Cигналы делались для технологического оборудования по тестированию в серии, а так же для того, чтобы в будущем использовать внешние модули расширения в 2 внешних слота расширения, способные работать с памятью компьютера.

 

Вопрос (Mick):

 

Роль операционника 574УД2? Я предполагаю это магнитофонный вход, схем увы нет на данный момент с опреционником. А вот магнитофонный вход на двух транзисторах схемы присутствуют. Чем обуславливалось такое изменение схемы. И что раньше было операционник или транзисторы

 

Ответ:

 

     Если я не путаю, сначала были транзисторы, а потом уже операционник. Первая программа чтения с ленты в MSX-формате была адаптирована Ковалевым Вадимом. В серии выяснилось, что качество чтения с ленты оставляет желать лучшего. Из-за биений лентопротяжного механизма не очень качественных магнитофонов или применения не очень хорошей магнитофонной ленты синхронизация терялась, механизм компенсации ухода несущей не срабатывал. Для большей стабильности сигнала и был применен операционный усилитель. После изменения схемы магнитофонного входа пришлось переделать программу, модернизировал ее тот же Ковалев с помощью Такочакова.

 

Благодарности:

 

Фролову Александру, Малышкину Андрею, Такочакову Николаю и др. - за создание столь интересного компьютера и отдельное спасибо Малышкину Андрею за ответы на заданные вопросы.
Хаскову Марку (Mirazh) - за содействие в поиске информации по компьютеру ПК8000 Сура и игровому автомату Фотон
Целикову Дмитрию (b2m) - за огромный вклад в исследовании различных компьютеров и конкретно за эмулятор ПК8000 - http://bashkiria-2m.narod.ru/
Журбе Михаилу (Mifody) - за считывание прошивок 556РТ2
Шаповалову Андрею (Xobbiman) - за сайт http://pk8000.narod.ru/, где он долгое время собирал и хранил информацию о ПК8000.
Городецкому Ивану (ivagor) - за глубокое исследование архитектуры компьютера и адаптации различных игр.
Лебедеву Сергею (SergeyLLL) - за подготовку печатных плат для производства.
Токаренко Антону (DATAsoft) - за считанный образ ПЗУ с Basic версии 1.0.

 

      Mick Laboratory 2010...2017