КР1810ВМ88¶

КР1810ВМ88 — это 8-битный микропроцессор, выпускавшийся в СССР и России, представляющий собой функциональный аналог микропроцессора Intel 8088 (i8088). Относится к семейству микропроцессоров на основе архитектуры x86, являясь первой советской интегральной схемой, реализующей эту архитектуру. Производился по n-МОП технологии на предприятиях электронной промышленности СССР, в частности, на заводе «Квант» (г. Зеленоград) и других. Микропроцессор широко применялся в советских и постсоветских персональных компьютерах, промышленных контроллерах и встраиваемых системах.

¶История

Разработка микропроцессора КР1810ВМ88 началась в первой половине 1980-х годов в рамках программы по созданию отечественных вычислительных средств, совместимых с западными образцами. Основной задачей было копирование (реверс-инжиниринг) микропроцессора Intel 8088, который к тому времени стал основой для массовых персональных компьютеров IBM PC и IBM PC/XT. В отличие от более раннего 16-битного микропроцессора Intel 8086, выпускавшегося в СССР под обозначением КР1810ВМ86, версия 8088 имела 8-битную внешнюю шину данных, что упрощало сопряжение с периферийными устройствами и снижало стоимость системы.

Производство КР1810ВМ88 было освоено в середине 1980-х годов. Микропроцессор выпускался в 40-выводном керамическом или пластмассовом корпусе типа DIP (Dual In-line Package). Технологический процесс обеспечивал тактовую частоту до 5 МГц для стандартной версии и до 8 МГц для версии КР1810ВМ88-2. В отличие от оригинального Intel 8088, который мог работать на частотах до 10 МГц (в версии 8088-2), советские аналоги имели несколько более низкие предельные частоты из-за особенностей технологии.

Микропроцессор КР1810ВМ88 стал основой для многих советских персональных компьютеров, совместимых с IBM PC, таких как «Поиск», «Искра-1030», «Нейрон И9.66», «Микро-80», «Радио-86РК» (в модификациях), а также для различных промышленных контроллеров и встраиваемых систем. Выпуск продолжался вплоть до середины 1990-х годов, после чего был прекращён в связи с переходом на более современные микропроцессоры и интегральные схемы.

¶Архитектура и характеристики

¶Внутренняя структура

КР1810ВМ88 имеет 16-битную внутреннюю архитектуру, но 8-битную внешнюю шину данных. Это означает, что все внутренние регистры и арифметико-логическое устройство (АЛУ) оперируют 16-битными словами, но обмен данными с памятью и периферией осуществляется по 8-битной шине. Такая конструкция позволяла использовать более дешёвые и распространённые 8-битные микросхемы памяти и периферии, что снижало общую стоимость системы.

¶Основные характеристики

Разрядность данных: 16 бит (внутренняя), 8 бит (внешняя шина).
Разрядность адреса: 20 бит, что обеспечивает адресацию до 1 Мбайт (2^20 байт) памяти.
Тактовая частота: 5 МГц (стандартная версия), до 8 МГц (версия КР1810ВМ88-2).
Технология: n-МОП (n-канальный металл-оксид-полупроводник).
Количество транзисторов: около 29 000.
Напряжение питания: +5 В (один источник).
Потребляемая мощность: около 1,5 Вт (в зависимости от частоты).
Количество выводов: 40.
Тип корпуса: DIP-40 (керамический или пластмассовый).

¶Регистровая модель

Микропроцессор содержит набор 16-битных регистров, разделённых на несколько групп:

Регистры общего назначения: AX, BX, CX, DX. Каждый из них может использоваться как 16-битный регистр или как два 8-битных (AH/AL, BH/BL, CH/CL, DH/DL).
Индексные регистры: SI (Source Index), DI (Destination Index).
Указатели: SP (Stack Pointer), BP (Base Pointer).
Сегментные регистры: CS (Code Segment), DS (Data Segment), SS (Stack Segment), ES (Extra Segment).
Счётчик команд: IP (Instruction Pointer).
Регистр флагов: FLAGS, содержащий флаги состояния (CF, PF, AF, ZF, SF, TF, IF, DF, OF).

¶Система команд

Система команд КР1810ВМ88 полностью совместима с системой команд Intel 8088 и включает в себя:

Команды передачи данных: MOV, PUSH, POP, XCHG, IN, OUT.
Арифметические команды: ADD, SUB, MUL, DIV, INC, DEC, CMP.
Логические команды: AND, OR, XOR, NOT, TEST.
Команды сдвига и циклического сдвига: SHL, SHR, ROL, ROR.
Команды управления: JMP, CALL, RET, Jcc (условные переходы), LOOP.
Команды обработки строк: MOVS, CMPS, SCAS, LODS, STOS.
Команды управления флагами: STC, CLC, STD, CLD, STI, CLI.
Команды прерываний: INT, INTO, IRET.

¶Режимы работы

КР1810ВМ88 может работать в двух режимах:

Минимальный режим (Minimum Mode): используется в простых системах с одним микропроцессором, где все сигналы управления шиной генерируются непосредственно микропроцессором.
Максимальный режим (Maximum Mode): используется в многопроцессорных системах или системах с сопроцессором (например, с математическим сопроцессором КР1810ВМ87). В этом режиме часть сигналов управления шиной передаётся на внешний контроллер шины (например, КР1810ВГ88).

¶Применение

¶Персональные компьютеры

КР1810ВМ88 был основным микропроцессором для многих советских и постсоветских персональных компьютеров, совместимых с IBM PC/XT. Наиболее известные модели:

«Поиск» — серия учебных и домашних компьютеров, выпускавшихся в конце 1980-х — начале 1990-х годов.
«Искра-1030» — профессиональный компьютер, использовавшийся в научных и инженерных расчётах.
«Нейрон И9.66» — компьютер, предназначенный для автоматизации научных исследований.
«Микро-80» — один из первых советских любительских компьютеров, совместимых с IBM PC.

¶Промышленные контроллеры и встраиваемые системы

Благодаря низкой стоимости и простоте сопряжения с периферией, КР1810ВМ88 широко применялся в промышленных контроллерах, системах управления технологическими процессами, измерительных приборах и других встраиваемых системах. Он использовался в станках с ЧПУ, системах сбора данных, телекоммуникационном оборудовании и медицинской технике.

¶Образовательные системы

Микропроцессор КР1810ВМ88 также использовался в учебных лабораториях и стендах для изучения архитектуры микропроцессоров и программирования на ассемблере. Его простая и понятная система команд делала его удобным для обучения.

¶Сравнение с аналогами

¶Intel 8088

КР1810ВМ88 является прямым аналогом Intel 8088. Основные отличия:

Тактовая частота: советский микропроцессор имел более низкую предельную частоту (5-8 МГц против 5-10 МГц у Intel).
Технология: использовалась n-МОП технология, аналогичная оригиналу, но с несколько худшими параметрами.
Корпус: выпускался в керамическом или пластмассовом корпусе DIP-40, как и оригинал.
Совместимость: полная программная и аппаратная совместимость с Intel 8088.

¶КР1810ВМ86

КР1810ВМ86 — 16-битный аналог Intel 8086, отличающийся от КР1810ВМ88 наличием 16-битной внешней шины данных. Это позволяло работать с памятью и периферией с большей скоростью, но требовало более сложной и дорогой системы. КР1810ВМ88, благодаря 8-битной шине, был более экономичным решением.

¶Интересные факты

Микропроцессор КР1810ВМ88 стал одним из первых массовых советских микропроцессоров, совместимых с архитектурой x86, что позволило создать в СССР парк персональных компьютеров, совместимых с IBM PC.
В некоторых моделях компьютеров, например, в «Поиске», использовались одновременно два микропроцессора КР1810ВМ88 для повышения производительности.
Микропроцессор КР1810ВМ88 выпускался не только в СССР, но и в других странах СЭВ, например, в Болгарии (под обозначением CM630).
В настоящее время КР1810ВМ88 представляет интерес для коллекционеров и ретро-энтузиастов, занимающихся восстановлением и эксплуатацией старых компьютеров.

¶Источники

Техническое описание микропроцессора КР1810ВМ88. — М.: ЦНИИ «Электроника», 1987.
Каталог интегральных микросхем СССР. — М.: Радио и связь, 1990.
Б. М. Малашевич. Микропроцессоры и микроконтроллеры. — М.: ДМК Пресс, 2004.
А. В. Костин. Персональные компьютеры на базе микропроцессора КР1810ВМ88. — М.: Машиностроение, 1991.

BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.

На главную BFOmetr →