MULTIX od środka

Dokumentacja techniczna MULTIX-a prawdopodobnie dziś już nie istnieje. Niniejsza strona jest próbą odtworzenia tego, jak MULTIX działał i jaka była jego architektura.

Sprzęt

MULTIX to komputer zbudowany w oparciu o procesor Intel 8085, z programem sterującym (firmware) zapisanym w pamięci ROM. Z punktu widzenia MULTIX-a, MERA-400 jest jednym z jego urządzeń zewnętrznych. Komunikacja z nią odbywa się przy użyciu przerwania (zgłoszenie polecenia wysyłane przez MERĘ-400) i DMA (wymiana danych między MERĄ-400 a MULTIX-em).

• CPU: Intel 8085
• Timer: Intel 8253
• I/O równoległe: Intel 8255
• I/O szeregowe: Intel 8251
• I/O floppy:
  • kontroler Zilog Z0765A08PSC + Intel 8257
  • pamięć Hitachi HM6264LP 8KB static RAM (150ns)
• I/O winchester:
  • kontroler Intel C82062
  • pamięć: Hitachi HM6264LP 8KB static RAM (150ns)
• DMA: Intel 8257
  • kanał 1: MERA-400
  • kanał 2: taśma
  • kanał 3: autoload
• ROM (firmware) 24KB?
• RAM 16KB? + 8KB (floppy) + 8KB (winchester)

Mapa pamięci

Adres	Nazwa	Zawartość
0x0000-0x5fff		ROM? (24KB)
0x6000	RAM	RAM (16KB?)
0x6000+154	STACK	koniec stosu, początek dostępnej RAM
0xa000-0xbfff	RAMW8	RAM floppy dysku (8KB)
0xc000-0xdfff	RAMW6	RAM winchestera (8KB)
0xff00-0xffff	AD	we/wy widziane jako pamięć

I/O

Adres	R/W	Nazwa	Znaczenie
MERA-400
0-1	R	DANEI	dane odczytane z MERA-400 (MSB, LSB)
0-1	W	DANEO	dane do przesłania rozkazem "pisz do PAO" (MSB, LSB)
2-3	R	PSARG	argument polecenia sterującego (MSB, LSB)
2-3	W	ADRES	adres w PAO MERA-400 (MSB, LSB)
4	R	POLST	specyfikacja polecenia sterującego
4	W	NBPN	nr bloku PAO, nr procesora
5	R	POLST+1	ID linii
5	W	KWINT	pokwitowanie przerwań
6	W	SPECI	specyfikacja przerwania do MERA-400
7	W	SPECI+1	specyfikacja przerwania: numer linii
8	W	KOTRA	Rozkaz "koniec transmisji"
10	W	PISZB	Rozkaz "pisz blok przez DMA do MERA-400"
11	W	CZYTB	Rozkaz "czytaj blok przez DMA z MERA-400"
12	W	PISZP	Rozkaz "pisz do MERA-400"
13	W	CZYTP	Rozkaz "czytaj z MERA-400"
14	W	INTR0	Rozkaz "zgłoś przerwanie do MERA-400 (procesor 0)
15	W	INTR1	Rozkaz "zgłoś przerwanie do MERA-400 (procesor 1)
0x38	W	KOPRQ	pokwitowanie OPRQ
0x4e	W	WUUPG	ustawienie maski przerwań 'INTR'
Timer
0x50	RW	CLOCK	zegar
0x51	RW	CLDZI	dzielnik zegara (we=1536kHz)
0x52	RW	CLUSA	dzielnik dla USART (we=1536kHz, wy=153,6kHz)
DMA
0x64-0x65	RW	DMAD1	kanał 1: rejestr adresu
0x66-0x67	RW	DMCO1	kanał 1: licznik, typ pracy
0x68-0x69	RW	DMAD2	kanał 2: rejestr adresu
0x6a-0x6b	RW	DMCO2	kanał 2: licznik, typ pracy
0x6c-0x6d	RW	DMAD3	kanał 3: rejestr adresu
0x6e-0x6f	RW	DMCO3	kanał 3: licznik, typ pracy
0x70	RW	DMAST	sterowanie
Linie szeregowe i równoległe
0x80	RW	INFTR	informacja do/z linii szeregowej
0x81	RW	INFST	status i sterowanie linii szeregowej
0x80	RW	PARIO	PORT A = parzysty nr. linii
0x81	RW	PARIO+1	PORT B = nieparzysty nr. linii
0x82	RW	PARIO+2	port C = sygnały handshake i gotowości
0x83	R	PARIO+3	sterowanie
...	...	...	kolejne linie szeregowe/równoległe

Przerwania wewnętrzne

Nr	Oznaczenie	Opis	Pokwitowanie
1	IKWIT	MERA-400 przyjęła przerwanie	zapis 1 DO "KWINT"
2	IZEGA	zegar	zapis "MODE" do "CLCON"
3	IOPRQ	zgłoszenie OPRQ	zapis "KOPRQ"
4.5	ITRAP	dla testowania	odczyt "PTRAP"
5.5	IPOST	polecenie sterujące	odczyt "POLST+1"
6	ITAP	taśma magnetyczna	odczyt specyfikacji
6.5	IKASE	kaskada serial	odczyt/zapis informacji
7	IKAPA	kaskada parallel	odczyt/zapis informacji
7.5	IDMA	DMA	odczyt DMAST

Przerwania do MERA-400

Przerwania wysyłane do MERY-400 opisane są tutaj. Rzeczy, o których wspomniana dokumentacja nie mówi:

Kolejka przerwań wysyłanych z MULTIX-a do MERY-400 ma długość 32 pozycje.

ID linii dla przerwania "niesprawny kanał" zawiera informację o przyczynie niesprawności:

• 1 - błąd sumy kontrolnej ROM
• 3 - za mała pamięć RAM
• 5 - przesunięcie SP
• 11 - RST 4
• 13 - RST 5 gdy WIN=0
• 15 - RST 6 gdy TAP=0
• 17 - niekompletny program: brak 5 (koniec RAM), SETKO, TESTU
• 19 - błąd transmisji przy POST-MORT po ITRAP
• 2*N dla N=0-32 - niedozwolona specyfikacja przerwania linii fizycznej nr N, gdzie:
  • (STBOT) - adres ostatniej pozycji stosu
  • ostatnia pozycja - 2*N, specyfikacja

Przerwania, o których nie wspomina dokumentacja:

Oznaczenie	Nr	Opis
IEPS0	35	nieznane polecenie sterujące, KOD=0
IEPS6	36	nieznane polecenie sterujące, KOD=6
IEPS7	37	nieznane polecenie sterujące, KOD=7
IEPS8	38	nieznane polecenie sterujące, KOD=8
IEPSC	39	nieznane polecenie sterujące, KOD=C
IEPSD	40	nieznane polecenie sterujące, KOD=D
IEPSE	41	nieznane polecenie sterujące, KOD=E
IEPSF	42	nieznane polecenie sterujące, KOD=F

Przetwarzanie poleceń

W zależności od typu polecenia, jest ono przetwarzane na różnych etapach pracy MULTIX-a.

Polecenia kanałowe

Polecenia kanałowe wymagają natychmiastowej odpowiedzi, niezależnie od tego, czym aktualnie zajęty jest procesor MULTIX-a. Dlatego realizowane są sprzętowo, na styku MULTIX-interfejs MERY-400. Należą do nich:

1. Zerowanie - realizowane sprzętowo przez reset procesora MULTIX-a i wszystkich układów podległych. MULTIX w ten sam sposób musi reagować na zerowanie komendą IN/OU, programowe (MCL) i sprzętowe (CLEAR). To znaczy, że polecenie zerowania musi być dekodowane sprzętowo "na interfejsie" i skutkować sprzętowym resetem.
2. Sprawdź istnienie kanału - rezultatem tego polecenia jest wysterowanie odpowiedniej szyny magistrali (OK lub NO), więc również musi być realizowane sprzętowo.
3. Podaj specyfikację przerwania - rezultatu tego polecenia oczekuje się natychmiast po jego wykonaniu (w procedurze obsługi przerwania), więc ponownie - musi być realizowane sprzętowo.

Polecenia ogólne

Polecenia ogólne dotyczą pracy MULTIX-a (a nie poszczególnych linii MULTIX-a) i realizowane są w ramach obsługi przerwania IPOST (5.5). W trakcie obsługi przerwania IPOST kolejne jego przyjęcia mogą być zablokowane, co skutkować będzie odpowiedzią EN do procesora. Do poleceń ogólnych należą:

1. Ustaw konfigurację - jest to pierwsze polecenie, jakie MULTIX może przyjąć. Zanim nie zostanie poprawnie zakończone, żadne polecenie liniowe nie może zostać wykonane. W trakcie jego realizacji przerwania są zablokowane, więc każde kolejne polecenie "ustaw konfiguracje" wydane przed zakończeniem bieżącego zakończy się sygnałem EN.
2. Testuj - jest to polecenie specjalne, które skutkuje uruchomieniem na procesorze MULTIX-a programu innego niż zapisany w firmware. Pozwala na przeprowadzenie dowolnego testu komputera.
3. Cofnij przerwanie niepokwitowane do kolejki - dotyczy wyłącznie kolejki przerwań do MERY-400 i musi zostać wykonane podczas gdy kolejka nie zmienia swojego stanu.

Polecenia kanałowe

Polecenia kanałowe są przyjmowane w procedurze obsługi przerwania IPOST. Wynikiem przyjęcia polecenia może być zgłoszenie zadania odpowiadającego poleceniu, bądź jego odrzucenie (bo linia nie istnieje, polecenie jest już wykonywane, ...). Po zgłoszeniu zadania obsługa przerwania się kończy, a zadanie podjąć może manager zadań (główny program MULTIX-a).

Manager zadań

Manager zadań przegląda cyklicznie tablicę zadań wybierając zadanie do wykonania według priorytetu (od najwyższego):

1. Podaj status
2. Odłącz linię
3. Zgłość OPRQ
4. Przesyłaj
5. Zerwij transmisję
6. Dołącz linię

Manager zadań budzony jest dowolnym innym przerwaniem, a więc również przerwaniami od urządzeń zewnętrznych (innych niż MERA-400). Dzięki temu możliwa jest reakcja na sytuację, kiedy nastąpiła transmisja do/z urządzenia zewnętrznego.