Gdzieś między Polską a Niemcami, a szczególnie w NRD

Żegnaj NRD (14): NRD-owska mikroelektronika

Biuro polityczne SED postanowiło pewnego razu, że NRD będzie przodującym krajem na świecie w branży mikroelektronicznej. Jak to w gospodarce planowej: ustalono wskaźniki do osiągnięcia i wyznaczono odpowiedzialne za ich osiągnięcie zakłady pracy. W zasadzie był to jeden - kombinat (coś podobnego do koncernu według dzisiejszej nomenklatury) VEB Robotron. Robotron wziął się za to zadanie typowymi dla gospodarki socjalistycznej metodami - kopiując nielegalnie i na potęgę rozwiązania zachodnie, tylko co nieco dodając od siebie. I tu dochodzimy do zapowiedzianej w poprzednim odcinku wpadki. Poniżej zdjęcie NRD-owskiej kopii procesora Z-80 firmy Zilog. Układ na zdjęciu pochodzi z ostatnich serii produkcyjnych, kiedy wpadkę usiłowano już naprawić. Proszę przyjrzeć się zdjęciu uważnie, zwłaszcza końcówkom układu.

NRD-owski procesor Z-80

NRD-owski procesor Z-80, Źródło: Wikipedia, Autor: Konstantin Lanzet

Dla niefachowców pomoc: Tak wygląda "normalny" układ scalony, proszę porównać końcówki, zwłaszcza te skrajne.

Procesor Z-80 produkcji firmy NEC

Procesor Z-80 produkcji firmy NEC, Źródło: Wikipedia, Autor: Konstantin Lanzet

Jak można zauważyć, w normalnym układzie wszystkie końcówki są takie same, w NRD-owskim ta cienka część końcówki jest jakaś taka w różny sposób poprzesuwana. O co tu chodzi?

Układy scalone zostały wymyślone i wymiarowo zestandaryzowane w nie uznającym systemu metrycznego USA. Stąd dla rozstawu końcówek przyjęto raster calowy, odległość między kolejnymi nóżkami wynosi 1/10 cala czyli 2,54 mm. Przyjęcie konkretnego rastra ma bardzo duże konsekwencje, bo w tym samym rastrze muszą być wykonane lub pracować wszystkie pomoce do projektowania płytek drukowanych (zarówno wspomaganego komputerem - programy jak i ręcznego - papier calowy lub milimetrowy), płytki prototypowe, cały sprzęt do wykonywania płytek (naświetlarki, automatyczne wiertarki itp.), sprzęt do montażu (od urządzeń do wyginania końcówek elementów do urządzeń do automatycznego montażu) jak i wiele innych elementów, np. podstawki do układów scalonych.

Tu zbliżamy się do wyjaśnienia zagadki dziwnych końcówek: W NRD przyjęto, za namową towarzyszy radzieckich, raster metryczny 2,5 mm. Różnica niby niewielka, ledwie cztery setne milimetra i na początku sprawdzało się nieźle. Jeszcze przy układach 24-końcówkowych różnica na całej długości układu wynosiła zaledwie 12 * 0,04 mm = 0,48 mm, o tyle końcówki jeszcze dały się naginać. Ale przy układach 40-końcówkowych, jak te Z-80 i reszta zestawu, na długości 20 końcówek różnica wynosiła 0,8 mm, czyli dokładnie całą średnicę otworu w płytce drukowanej. W związku z tym większe układy NRD-owskie były bardzo trudno zamienne z układami z całej reszty świata (oprócz radzieckich). To znaczy dało się wetknąć te układy zamiennie, ale trzeba było się nad tym sporo namęczyć, a zamiana na produkcji nie wchodziła w rachubę. Jeszcze większy problem był z pamięciami EPROM, które trzeba wkładać do specjalnej podstawki w programatorze - nawet mniejsze pamięci zagraniczne nie pasowały do podstawek NRD-owskich i odwrotnie, a większych pamięci NRD-owskich to przecież wcale nie było. Można było sobie trochę pomóc, dociskając w czasie programowania nie pasującą pamięć palcem tak, aby wszystkie końcówki pewnie kontaktowały, ale biada jeżeli się tych kilku dobrych minut silnego przyciskania bez przerwy nie wytrzymało. Wkrótce te cztery setne stały się jednym z największych problemów mikroelektroniki NRD, błąd spróbowano naprawić dopiero na samym końcu, gdzieś koło 1988. Stąd te dziwne końcówki - te grubsze części końcówek są jeszcze w rastrze metrycznym, te cieńsze są już porozsuwane zgodnie z rastrem calowym.

Cała historia wskazuje na bardzo silne uzależnienie NRD od ZSRR - o ile mi wiadomo w żadnym innym kraju bloku nie przyjęto rastra metrycznego, a już na pewno układów w rastrze metrycznym nie produkowała ani Unitra Cemi, ani czeska Tesla.

Ale wróćmy do początku. Robotron skopiował najpierw coś prostego - procesor Intel 8008, kopii nadano oznaczenie U808. Mimo że był to bardzo marny na owe czasy procesor, wymagający do zbudowania kompletnego systemu bardzo wielu innych układów, to stosowano go w NRD w wielu urządzeniach. Na przykład użyto go w automacie do sprzedaży biletów kolejowych, automat miał klawiaturę dotykową (nie działającą najlepiej, trzeba było kombinować ze ślinieniem palców albo odwrotnie - z osuszaniem ich itp.), wyświetlacz z małym kineskopem (ok. 8 cali) i drukarkę drukującą bilety. Konstrukcja może i marna, ale działała, ostatnie zdemontowano dopiero w 1995 (!), kiedy nie dało się w nie wprogramować nowego systemu taryfowego DB. W Polsce podobnych urządzeń nie było.

Automat do sprzedaży biletów kolejowych

Automat do sprzedaży biletów kolejowych Źródło: www.robotrontechnik.de

Drugim skopiowanym zestawem układów był, wspomniany wcześniej Zilog Z-80 z przyległościami, nazwany U880. Oryginalny Z-80 był w tych czasach całkiem niezły, niestety NRD-owcy mieli problemy z prędkością działania swoich kopii. O ile sobie dobrze przypominam to najszybszy NRD-owski wariant odpowiadał z grubsza zaledwie standardowemu, najwolniejszemu oryginalnemu Z-80A.

Robotronowi udało się skopiować również procesor 16-bitowy - Zilog Z8000. Procesory te były produkowane pod oznaczeniami U8001 i U8002. Działały, nie wiem jednak jak ich częstotliwość zegara wypadała w porównaniu z oryginałami.

Produkowano również kopie procesorów jednochipowych serii Z8 (jako U88x) i przygotowano serię kopii procesora 80286 - U80601.

Udało się im, już chyba nie skopiować, tylko wyprodukować klona 32-bitowego procesora MicroVAX 78032 (U80701). Było to jednak tuż przed końcem NRD, zbudowano zaledwie 10 pokazowych systemów z tymi procesorami. Celem było zastąpienie przestarzałych już klonów minikomputera PDP-11 klonami aktualniejszych komputerów VAX.

Ale nie wszystko w NRD było skopiowane. Produkowano na przykład serię kaskadowalnych procesorów U830, przeznaczonych do użytku w RWPG-owskich klonach maszyn serii PDP-11, zwanych w bloku z radziecka SM (w cyrylicy CM) a w NRD K16xx. Procesory te nie mały żadnego zachodniego odpowiednika i były całkowicie opracowane w NRD.

Produkowano również pamięci ROM, EPROM i RAM, jednak zazwyczaj o niezbyt dużej pojemności. Ponieważ Biuro Polityczne kazało osiągnąć poziom światowy opracowano jednak pamięć DRAM o pojemności jednego megabita (w tym czasie faktycznie poziom światowy), według niesprawdzalnych informacji działającą, jednak nie uruchomiono jej seryjnej produkcji. Podejrzewam, że nawet jeżeli te pamięci działały to uzysk był o rzędy wielkości zbyt niski żeby produkcja była opłacalna.

NRD-owska pamięć DRAM 1 MBit

NRD-owska pamięć DRAM 1 MBit Źródło: www.robotrontechnik.de

Mimo wszystkich tych osiągnięć, kopiowanych lub nie, NRD-owcy mieli stały problem z uzyskiem. Koledzy z sekcji półprzewodników dostawali do ćwiczeń i pomiarów całe wafery, na których nie było ani jednego sprawnego układu pamięci EPROM. Sorry, ale tak nie wygląda efektywna produkcja. Widziałem w akcji NRD-owską macierz CCD 256x256 z próbnej serii, podobno był to jeden z lepszych egzemplarzy - sporo linii obrazu było poprzesuwanych i mnóstwo pixeli martwych. A jak uzysk jest niski to cena wysoka. Cena NRD-owskiego Z-80, mimo socjalistycznych relacji kosztowych (czytaj: prawie darmowej pracy ludzkiej), mniejszej prędkości działania i gorszej niezawodności, przeliczona po kursie czarnorynkowym nie była wiele niższa od ceny prawdziwego, zachodniego. A czasem i wyższa (zależnie od aktualnego kursu czarnorynkowego i ceny zachodniego procesora w DM).

Mimo to oficjalna propaganda upajała się tekstami typu "Pociąg z napisem 'Mikroelektronika' już odjechał, ale NRD załapała się jeszcze na  bufory" (tłumaczenie dosłowne z pamięci, teksty te bywały też ilustrowane). Zdjęcie pamięci megabitowej widniało w każdej gazecie i każdym czasopiśmie, niezależnie od jego branży i grupy docelowej. Jeden egzemplarz z pompą podarowano Gorbaczowowi gdy ten odwiedził NRD. Złośliwie dodam, że zdjęcia tej pamięci przestały się potem pojawiać się w gazetach, więc pewnie był tylko ten jeden egzemplarz.

Halo wokół NRD-owskich półprzewodników było wielkie, ale na giełdach części elektronicznych, organizowanych dość często na kampusie, elementy przywożone przez nas z Polski cieszyły się bardzo dużym powodzeniem i osiągały bardzo dobre przebicia. Kupowaliśmy większość tego w sklepach Bomisu, celnicy nie czepiali się (bo nie mieli pojęcia co to jest), schodziło jak ciepłe bułeczki. Szczególnie chętnie Niemcy kupowali tranzystory mocy (całkiem zwyczajne 2N3055 albo czeskie KD502), w Polsce za pół darmo a w NRD nie produkowane i trudno dostępne. Innym hitem były licencyjne przełączniki Isostat, znacznie lepsze od produkowanych w NRD. Ponieważ NRD-owcy nie mogli jeździć na zachód (a mało którego emeryta można było obciążyć misją zakupienia elementów elektronicznych) to dało się nieźle zarobić nawet na elementach zachodnich przywiezionych już przez kogoś z zyskiem do Polski.

Jeżeli kogoś temat zainteresował, to więcej o tym jest TUTAJ, w języku Sprache i Language. świetna strona swoją drogą. Oczywiście nic o wpadce z rastrem tam nie znajdziecie - autorzy strony są młodsi ode mnie o nic jeszcze o tym nie wiedzą (właśnie im o tym piszę).

W następnym odcinku: NRD-owska mikroelektronika w zastosowaniach.

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Dotyczy: , ,

Kategorie:DeDeeRowo

Sledz donosy: RSS 2.0

Wasz znak: trackback

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


4 komentarzy do “Żegnaj NRD (14): NRD-owska mikroelektronika”

  1. dpp.maketing pisze:

    Super artykuł! Fachowy, a zarazem i zrozumiały (choć prawdę mówiąc też jestem z branży).

    Mam jedno pytanie? Pod Dreznem jest teraz fabryka procesorów AMD. Ma to jakiś związek z dawnym Robotronem?

  2. cmos cmos pisze:

    @dpp.maketing
    Pod Dreznem jest teraz fabryka procesorów AMD. Ma to jakiś związek z dawnym Robotronem?

    O ile sobie dobrze przypominam, to zbudowano ją od zera po zjednoczeniu i z Robotronem nie ma ona nic wspólnego, przynajmniej bezpośrednio.

  3. Tava3 pisze:

    Tutaj też powinienem zamieścić komentarz.

    Na studiach mieliśmy zajęcia z procesorami kaskadowymi (z angielska sliced bit). W tym miejscu natchnęła mnie nazwa K16xx. Takie symbole nosiły radzieckie kopie procesorów produkowanych przez AMD, z rodziny Am2900. Szczegółów niestety nie pamiętam, bo żeby trochę postudiować musieliśmy dobrać się w zespoły wewnątrz których każdy specjalizował się w innym zakresie materiału i to laboratorium zostało przygotowane przez jednego z kolegów.

    Czasem sam zastanawiam sie, czy w naszym bloku powstały jakieś przynajmniej projekty od podstaw. Pamiętam, jak jeden z wykładowców wspominał o systemach operacyjnych konstruowanych pod koniec lat sześćdziesiątych, ale chyba i tak się skończyło na adaptacjach systemów zachodnich.

  4. curious pisze:

    Bardzo fajny artykuł :)
    Osobiście doświadczenia z NRDowska elektroniką miałem w rodzinnym warsztacie naprawy RTV.
    Trafiały do niego rozmaite urządzenia, głównie telewizory i magnetowidy. NRDowskie telewizory były przy tym jedną z gorszych zmor do naprawy – w układach odchylania nie używano bowiem normalnej końcówki mocy , ale specjalnego układu tyrystora dławionego ujemym impulsem.
    Zwłaszcza w telewizorach kolorowych było to straszliwie wyżyłowane rozwiązanie wykorzystujące zjawiska rezonansu i było o tyle trudne do usunięcia iż często zawodził nie tylko tyrystor , ale również któryś z elementów utrzymujących rezonans – a znalezienie go nie było wcale łatwe – trzeba było kombinowac z uruchamianiem maszynerii przez autotransformator monitorując oscyloskopem pracę obwodu itd. :)

Skomentuj i Ty

Komentowanie tylko dla zarejestrowanych i zalogowanych użytkowników. Podziękowania proszę kierować do spamerów