Калькулятор "Электроника Б3-34"

Статья в Википедии.

Книжка: "Программируемые микрокалькуляторы. Устройство и пользование" / Я. К. Трохименко, В. П. Захаров, Н. П. Ромашко и др.; М.: Радио и связь, 1990.

Эмулятор от Евгения Троицкого.

Принципиальная схема, чертеж платы.

Доработка своими силами, от Алексея Полушкина.

Обработка данных производится последовательным процессором, состоящим из микросхем:

• К145ИК1302 - диспетчер, контроллер дисплея и клавиатуры
• К145ИК1303 - арифметический процессор
• К145ИР2, две штуки - регистры динамической памяти.

Процессор оперирует 4-битными словами. За каждый такт выполняется одна микрокоманда, обрабатывающая одно слово.

Логически процессор содержит:

• регистр памяти M размером 42 слова (системная магистраль)
• регистр данных R размером 42 слова
• регистр стека ST размером 42 слова
• регистр общего назначения S размером 1 слово
• регистр общего назначения S1 размером 1 слово
• бит переноса L
• два бита внешних сигналов H и T

Сумматор имеет три входа “альфа”, “бета” и “гамма” и выполняет операцию:

• Σ = альфа + бета + гамма
• П = бит переноса

Код микрокоманды имеет 27 бит и состоит из 11 полей:

Если установлены несколько битов селектора, варианты объединяются операцией логического побитового “или”.

Вход “альфа” сумматора имеет шесть вариантов:

• 100000: R[i]
• 010000: M[i]
• 001000: ST[i]
• 000100: ~R[i]
• 000010: 0xA * ~L
• 000001: S

Вход “бета” сумматора:

• 10000: S
• 01000: ~S
• 00100: S1
• 00010: константа 6
• 00001: константа 1

Вход “гамма” сумматора:

• 100: L
• 010: ~L
• 001: ~T

Благодаря объединению вариантов логическим побитовым “или” можно подать на вход “гамма” константу 1. Для этого используется селектор 110, соответствующий формуле L | ~L.

Выход R[i]:

• 000: R[i] := R[i] (содержимое остаётся неизменным)
• 001: R[i] := R[i+3]
• 010: R[i] := Σ
• 011: R[i] := S
• 100: R[i] := R[i] | S | Σ
• 101: R[i] := S | Σ
• 110: R[i] := R[i] | S
• 111: R[i] := R[i] | Σ

Выход R[i-1]:

• 1: R[i-1] := Σ

Выход R[i-2]:

• 1: R[i-2] := Σ

Выход L:

• 1: L := П (признак переноса)

Выход M[i]:

• 1: M[i] := S

Выход S:

• 01: S := S1
• 10: S := Σ
• 11: S := S1 | Σ

Выход S1:

• 01: S1 := Σ
• 10: S1 := S1 | H
• 11: S1 := S1 | H | Σ

Управление регистром ST:

• 01: ST[i+2] := ST[i+1]; ST[i+1] := ST[i]; ST[i] := Σ
• 10: X := ST[i]; ST[i] := ST[i+1]; ST[i+1] := ST[i+2]; ST[i+2] := X;
• 11: X := ST[i]; Y := ST[i+1]; Z := ST[i+2]; ST[i] := Σ | Y; ST[i+1] := X | Z; ST[i+2] := Y | X;

В постоянной памяти процессора хранится массив из 68 возможных микрокоманд. Для выбора нужного действия используется 6-битовый адрес микрокоманды (АМК). Микрокоманды с адресами 60...63 называются условными: на их выполнение влияет признак L процессора, в зависимости от которого выполняется одна из двух команд.

Микросхема К145ИК1302 (К745ИК1302) обеспечивает пересылку данных, управление клавиатурой и индикатором.

Микросхема К145ИК1303 (К745ИК1303) обеспечивает интерпретацию операторов прикладной программы.

Синхропрограмма представляет собой последовательность из 9 адресов микрокоманд. Память синхропрограмм (ПСП) содержит 128 таких последовательностей, адресуемых 7-битным адресом синхропрограммы (АСП).

Например, для ИК1302 синхропрограмма с АСП=5f выглядит как { 3b 3c 2f 37 3c 01 00 00 00 }.

Память основной программы процессора содержит 256 команд. Каждая команда состоит из четырех полей:

• Адрес синхропрограммы для обработки мантиссы (7 бит). Выполняется трижды на тактах 0...26.
• Адрес синхропрограммы для обработки порядка (7 бит). Выполняется на тактах 27...35.
• Адрес синхропрограммы для вычисления адреса следующей команды (8 бит). Выполняется на тактах 36...41.
• Признак разрешения модификации регистра R[i] на тактах 0...35 (1 бит).