Промышленная робототехника в цехах «Ангстрема»
Новым этапом в истории предприятия стало создание в 1986 году первого в стране 32-разрядного микропроцессора.
— Его создание было очень серьезной вехой в развитии предприятия, — считает заместитель генерального директора ОАО «Ангстрем» П.Р. Машевич, в прошлом разработчик и главный конструктор направления микропроцессорной техники НИИТТ, автор 40 изобретений.
Созданию этого мощного вычислительного устройства предшествовала история инженерного поиска.
В то время в стране существовали создававшиеся годами структуры, для которых стало привычным использование традиционных компьютеров в решении различных задач управления. Понимания преимуществ микропроцессорной техники не было. Разработчики аппаратуры недоумевали: «Зачем такой сложный микропроцессор, имеющий 50-70 команд, в которых трудно разобраться, когда можно, взяв некое количество триггеров и соединив их в логическую схему, построить простой блок управления, выполняющий ту же функцию?»
Но проблема не была чисто субъективной. По существу, это была объективная проблема смены сознания.
Трудность понимания, по мнению П.Р. Машевича, объясняется тем, что при появлении микропроцессора аппаратная часть практически переместилась в область программирования. Как оказалось, непросто было отказаться от привычных методов проектирования управляющих устройств в пользу достаточно легко программируемых компактных и дешевых микропроцессоров.
Это понимали разработчики микропроцессоров. Поэтому было принято решение сделать такой процессор, который был бы «дружественным» к среде, ориентированной на традиционный инженерный уклад.
В основу направления была положена идея замещения привычных 16-разрядных вычислительных машин, на базе которых в то время создавалась управляющая техника промышленных и военных объектов, в расчете на то, что «традиционное сознание» не будет слишком затронуто. Потребителю было проще работать с 16-разрядным устройством. Оно сразу покрывало его запросы на 12-14 разрядов.
Процессор имел мощную систему команд в машинных кодах.
В 1980 году появилась п-канальная серия 1801. Сначала — однокристальная 16-разрядная микро-ЭВМ ВЕ-1. Она вышла, но не пошла в серию, хотя была полностью разработана.
1987-й: визит М. Горбачева, с которым было связано много
В том же году было решено: чтобы не делать больших затрат на собственное математическое обеспечение, попробовать микропроцессором эмулировать систему команд широко распространенных машин, например ДИПИ-11.
Были выбраны соответствующие модели и микропрограммным путем реализованы.
— Когда была отлажена маешением, которое было инициировано нами самими, без указаний сверху, получили 16-разрядный микропроцессор, эмулирующий широко распространенную (по крайней мере за рубежом) систему управления военной техники, — вспоминает П.Р. Машевич. — Задача решалась сложно. Процесс проектирования микросхемы совершенно изменился. Для микроэлектроники встала новая задача. Если до сих пор она в основном занималась воспроизводством логически несложных изделий (хотя в технологическом плане они могли быть очень сложными), то теперь разрабатывался логически очень сложный объект.
При проектировании его уже требовались мощные автоматизированные средства логического проектирования, и было принято решение о наращивании систем автоматизированного проектирования.
Эту задачу нам пришлось решать параллельно с разработкой микропроцессора.
Эти САПР были созданы исключительно благодаря группе специалистов под руководством А. Г. Тизенберга. Другой такой группы, способной сделать эту работу на ЕМС-6, а позднее практически все изделие смоделировать на эльбрусовской технике, не было.
На руководителе проекта лежала очень большая ответственность, поскольку важно было не просто организовать работу, отследить этапы проектирования, обязательность выполнения, но и не допустить «перенасыщения» процесса разработки.
Работа проводилась под непрерывным давлением со стороны руководства МЭПа.
Ее лично контролировал министр В.Г. Колесников. До него за разработкой внимательно следил А.И. Шокин.
Управление было достаточно жестким. В.Г. Колесников практически еженедельно по понедельникам приезжал в НИИТТ.
Он не терпел обмана. Сам вникал во все технические тонкости и выверял всю информацию.
Одно из основных изделий - ДОЗУ 256 К
Работа НИИТТ постоянно находилась под прессингом. Разработку обязательнейшим образом следовало доводить до конца, внедрять и выпускать изделия. Поэму разработчикам зачастую приходилось ограничивать себя, умерять желание пофантазировать и внести нечто неординарное… Каждый понимал, какую цену будут иметь ошибки, когда изделие будет поставлено на поток.
Хотя это и была работа в ка-бэшном режиме, однако разработки НИИТТ были самыми передовыми в стране.
Когда появились первые 16-разрядные микропроцессоры, стало ясно, что нужно продолжать ряд. Первый микропроцессор был без диспетчера памяти, без сопроцессора с плавающей запятой. Была поставлена задача: разработать микропроцессор, обладающий большим быстродействием, диспетчером, работающий с расширенной памятью и позволяющий подключать сопроцессор с плавающей запятой, выполнить его в n-канале и перейти на КМОП-технологию.
После того как все эти проблемы были решены, встал вопрос о том, что делать дальше. Тогда, в 1980 году, и начались работы по 32-разрядному направлению.
Было проведено поисковое исследование. Рассматривались два варианта: разработка микропроцессора с CISC- и RISC-архитектурой.
16-разрядный процессор был с CISC-архитектурой, но в 1982 году появились первые публикации о процессорах с RISC-архитектурой.
Начало строительство технологического корпуса «М+В»
Такое решение, по мнению П.Р. Машевича, естественно вытекало из предыдущих разработок вычислительной техники (первые микропрограммные машины были с урезанным количеством команд, урезанной аппаратурой и т.д.), но исходя уже из совершенно иных принципов. Если первые машины были ответом на проблему увеличения габаритов аппаратуры, то в последующем их идеология приблизилась к принципам, послужившим толчком к созданию вычислительной техники: мощность и скорость обработки информации.
Работы шли в двух направлениях: создание микропроцессорного комплекта с RISC-архитектурой (в качестве аналога был выбран ряд Р-2000) и параллельно — комплекта для 32-разрядного микропроцессора с CISC-архитектурой.
В качестве аналога была выбрана архитектура машин VAX-11, но новой системы команд потребовало бы переделки всей общей математики.
Разработчики исходили из интересов потребителей, которым нужен не микропроцессор сам по себе, а инструмент с операционной системой, работающей в реальном времени, с прикладными программами.
Первые результаты были получены в 1986 году. Были разработаны микропроцессор, адаптер магистрали и контроллер динамической памяти. Для микропрограмм-
ной памяти микропроцессора были взяты электрически пережигаемые биполярные микросхемы, которые выпускал «Микрон».
Это был современный 32-разрядный процессор с блочной системой команд (более 400) и мощным диспетчером памяти.
Развитие новой интегральной техники требовало нового уровня технологии. Усилия ведущих отечественных специалистов электронной промышленности по продвижению идеи создания современных полупроводниковых заводов в целом не были бесплодными.
В 1987 году Зеленоград посетил лидер КПСС Михаил Горбачев, ознакомившийся в ходе визита с деятельностью коллектива «Ангстрема».
Результатом посещения М.Горбачева Зеленограда стало принятие постановления КПССГи Совмина СССР о развитии электроники на длительный период.
Но приближалась новая эпоха в стране. Ее очертания никто не предугадывал. Было множество рассуждений и предложений, были попытки создания некоей общей концепции. Но, как показало время, вся идеологическая платформа перестройки была скорее похожа на мираж, чем на конкретный план действий.