MME U80701

U80701FC im CQFP-Gehäuse.

Der U80701 (oben geöffnet) im CQFP-68-Gehäuse.

U80701FC Prototyp

U80701FC in den Technischen Sammlungen der Stadt Dresden

Hauptplatine des K 1820 mit U80701FC, Technische Sammlungen Dresden

Der U80701 war der erste in der Deutschen Demokratischen Republik (DDR) hergestellte 32-Bit-Prozessor. Die Entwicklung erfolgte, um die 1989 führende Rechnerlinie von Digital Equipment Corporation, speziell der MicroVAX II verfügbar zu machen. Demnach wurde der U80701 nach Vorlage der MicroVAX II-CPU (78032 oder DC333 ^[1]) entwickelt, am 14. August 1989 offiziell vorgestellt und gehörte zum U80700-Prozessorsystem. Er sollte im Robotron Kleinrechner K 1820, einem Nachbau der MicroVAX II, verwendet werden. Von diesem System wurden 10 Muster gebaut.^[2] Auf der Leipziger Frühjahrsmesse 1990 wurde der Mikroprozessor in einer Vitrine des VEB Mikroelektronik „Karl-Marx“ Erfurt ausgestellt. Seitens der Sowjetunion lag Interesse an dem Schaltkreis wie auch am K 1820 vor.^[3] Der Prozessor U80701 wurde nicht mehr in Serienproduktion gefertigt.

Die CPU war in einem 68-poligen FlatPack-Plast- oder Keramikgehäuse untergebracht. Die integrierte Speicherverwaltungseinheit (MMU) konnte bis zu 16 MB physikalischen sowie bis zu 4 Gigabyte virtuellen Speicher adressieren und unterstütze einen 512 Byte seitenorientierter Schutzmechanismus sowie eine Verwaltung der Zugriffsrechte. ^[4]

Die Programmierung erfolgte über 175 Maschinenbefehle, 16 32-Bit-breite allgemeine sowie 20 Prozessor- beziehungsweise interne Register. Die CPU besaß einen 62,4 KB großen ROM mit integriertem 8-Byte Prefetch-Stack. Das ROM enthielt ein Programm zur Ablaufsteuerung. Adress- und Datenbus belegten dieselben Pins, deswegen wurde hier das Multiplexverfahren verwendet. Des Weiteren war es möglich, die CPU durch eine zusätzliche Gleitkommaeinheit zu erweitern.

Zum U80700-Prozessorsystem gehörten folgende Schaltkreise:

• U80701: Hauptprozessor (CPU)
• U80703: Gleitkommaprozessor (FPU)
• U80707: DIGITAL Link asynchronous receiver/transmitter (DLART)
• U80709: CPU-Interface-Gate-Array (CIGA)
• U80711: Bus-Interface-Gate-Array (BIGA)

Daten

Hersteller:	VEB Mikroelektronik „Karl Marx“ Erfurt
Bezeichnung:	U 80701 FC
Adressbus:	32 Bit intern/extern
Datenbus:	32 Bit intern/extern
Entwicklungsbeginn:	1986
nicht funktionierende Muster:	1988
erste funktionsfähige Muster:	1989
Technologie:	nSG (NMOS Silizium-Gate)
Transistoranzahl:	zirka 130.000
Chipfläche:	85 mm²
Taktfrequenz:	effektiv 5 MHz (abgeleitet aus 40 Mhz)
Verarbeitungsgeschwindigkeit K 1820:	0,9 MIPS
MMU:	integriert
Gehäuse:	PLCC-68 laut Quelle #3, auch CQFP-68 bekannt (s. Fotos)

Anschlüsse

Bezeichnung	Ein-/Ausgang	Beschreibung
CLK1	Eingang	Eingangstakt
CLK0	Ausgang	Taktausgabe der Normalfrequenz
RESET#	Eingang	RESET der CPU
BM0..BM3	Ausgänge	Byte-Maske
DAL0..DAL31	Ein-/Ausgänge	gemultiplexter Daten-/Adressbus
AS#	Ausgang, Tristate	Adress strobe
DS#	Ausgang, Tristate	Data strobe
DBE#	Ausgang, Tristate	Data buffer enable
WR#	Ausgang, Tristate	Write
EPS#	Ausgang	External processor strobe
CS0, CS1	Ausgänge, Tristate	Bus cycle status
CS2	Ein-/Ausgang, Tristate	Bus cycle status
RDY#	Eingang	Ready
ERR#	Eingang	Error
DMR#	Eingang	DMA request
DMG#	Ausgang	DMA grant
HALT#	Eingang	Halt-Interrupt-Anforderung
INTTIM#	Eingang	Timer-Interrupt-Anforderung
PWRFL#	Eingang	Power-Fail-Interrupt-Anforderung
IRQ0#..IRQ3#	Eingänge	Interrupt-Anforderung für Standard-I/O-Interrupts
TEST	Eingang	Testeingang für Bauelemente-Hersteller
UCCX	---	Betriebsspannung zur Versorgung der Pinlogik des Daten-/Adressbusses
USSX	---	Bezugspotential für UCCX
UCCI	---	Betriebsspannung für Schaltkreislogik
USSI	---	Bezugspotential für UCCI
UBB	---	Bulkspannung, intern generiert

Quellen

• Funkamateur 38(1989) H. 10, S. 473 (Bild #2)
• Klaus Krakat: DDR-Kombinat entwickelt die erste eigene 32-Bit-CPU. Computerwoche Nr. 41, 6. Oktober 1989
• Applikationszentrum Elektronik: Mikroelektronik Gesamtübersicht. Info-Verlag electronic, Berlin 1990, S. 234-236
• Autorenkollektiv: Technisches Handbuch ZVE KAC20. VEB Robotron-Elektronik Dresden, Dezember 1989

Einzelnachweise

1. ↑ CPU 78032 oder DC333 auf en.wikipedia.org
2. ↑ Dieter Walter: Geschichte des VEB Robotron-Elektronik Dresden. Dresden 2006, S. 40 f. (PDF-Datei, 1,1 MB)
3. ↑ Schlegel, W. E.: Messebericht LFM 1990. In: radio fernsehen elektronik. Nr. 6, 1990, ISSN 1436-1574, S. 345.
4. ↑ Applikationszentrum Elektronik: Mikroelektronik Gesamtübersicht. Info-Verlag electronic, Berlin 1990, S. 236

Weblinks

• Bild von Prototypen U80701 und U80703 Bild von Ulrich Zander auf [1]
• Vergleich Chip-Fotos vom DEC 78032 und U80701
• Sowjetisches, microVAX II-kompatibles Mainboard M10 mit U80701FC
• DEC's first single chip VAX microprocessor 78032 (DC333) at The Computer History Simulation Project
• Könau, St.: Feier für den falschen Chip. Mitteldeutsche Zeitung, 8. Januar 2010, Artikel zur Übergabe des U80701 an Erich Honecker
• Bilder aus dem Bundesarchiv zur Übergabe des U80701 an Erich Honecker