Idén 40 éves a GD80, a HUN-REN SZTAKI egyik kiemelkedő mikroprocesszoros fejlesztése, amely a nyolcvanas évek magyar informatikai innovációinak egyik csúcspontja volt. E jeles évfordulóról a HUN-REN SZTAKI egy GD80 nappal: előadásokkal és hardveres-szoftveres bemutatóval emlékezett meg erről a nagyszabású fejlesztésről, amelyen bemutatták a GD80 történetét, technológiai jelentőségét és a működőképesen helyreállított példányát.

Egy korabeli beszámoló a Hiradástechnikai Szövetkezet promócios videójából, 4 perc 20 másodperctől:

A nap programja izgalmas volt, a GD80, mint a nyolcvanas évek világszínvonalú, mikroprocesszoros architektúra fejlesztése Magyarországon, egyedülálló volt. Az külön öröm, hogy az életre keltett GD80, mint a HUN-REN SZTAKI hardvermúzeum gyöngyszeme, is megtekinthető volt. Az érdeklődők láthattak korabeli képeket és videókat és működés közben a GD80-at is kipróbálhatták.

A projektben részt vettek és előadtak: Dr. Verebély Pál, Manno Sándor, Kovács József, Kún László.

Előadások

 A GD80 architektúrájának fejlesztése - Dr. Verebély Pál:

 A GD80 fejlesztése és története - Manno Sándor:

A GD80 felélesztése - Kovács József:

A GD80 grafikus megjelenítő bemutatása

A GD80 grafikus megjelenítő egy katódsugárcsöves (CRT) technológiára épülő megjelenítőeszköz, kijelző, amelyet az 1980-as évek elején fejlesztettek ki a Magyar Tudományos Akadémia Számítástechnikai és Automatizálási Kutatóintézetében (MTA SZTAKI). Ez az egység csatlakoztatható a GD80 grafikus számítógéprendszerhez. A tervezés alapjául a korábbi GD71 megjelenítő szolgált, azonban a számítógépes technológia fejlődésével és a CAD (Computer-Aided Design – számítógéppel segített tervezés) iránti növekvő igénnyel egy új, korszerűbb modell megalkotására volt szükség.

A GD80 két változatban készült:

• KV (kis képernyős, négyszögletes) – 32 cm képátlóval, olcsóbb kivitel.
• NV (nagy képernyős, kör alakú) – 507 mm képátlóval, drágább változat.

Fejlesztés és gyártás

A fejlesztés célja egy számítógéppel vezérelhető, megbízható, de megfizethető árú grafikus tervezőeszköz létrehozása volt.

• Fejlesztő intézmény: MTA SZTAKI
• Főbb tervezők:
  • Verebélÿ Pál – vezető hardvertervező
  • Szántó György – hardvertervező
  • Gallai István – szoftvertervező
• Gyártás:
  • Prototípus: MTA SZTAKI
  • Sorozatgyártás: Híradástechnikai Szövetkezet (HTSz)

Használat és elterjedés

• Működési időszak: 1980–1995
• Legyártott és használt példányok száma: hozzávetőlegesen 50 db
• Megtekinthető példány: SZTAKI Múzeum

Felépítés és technikai jellemzők

A GD80 vektoros megjelenítési technológiát alkalmazott, amelynél a képi elemeket egy vonalgenerátor hozta létre. A megjelenítés egy fehér hátterű képcsőn történt.

Vonalgenerátorok

• KV változat (kis képernyős):

  • Címezhető terület: 64K × 64K
  • Leghosszabb vektor: 1023 egység
  • Generálási idő: 60 μs
  • Vonaltípusok száma: 4
  • Intenzitás-szintek száma: 4
  • Felbontás: 1024x1024

• NV változat (nagy képernyős):

  • Címezhető terület: 64K × 64K
  • Leghosszabb vektor: 4095 egység
  • Generálási idő: 30 μs
  • Vonaltípusok száma: 4
  • Intenzitás-szintek száma: 16
  • Felbontás: 4096x4096
    
    

Karaktergenerátor

• Felbontás: 7×9 képpont
• Karakterkészlet: 128 ASCII karakter
• Méretvariációk: 2 vagy 4 méret
• Karakterek száma soronként: 80 vagy 128
• Generálási idő: 17 μs (KV), 4 μs (NV)

Csatlakozási és vezérlési egységek

A rendszer működéséhez különféle illesztő áramkörök biztosították a kapcsolatot a számítógéppel.

Perifériák

A GD80-hoz különféle beviteli eszközök is csatlakoztathatók voltak:

• Alfanumerikus billentyűzet (ASCII karakterkészlet, 16 funkciógomb, léptető billentyűk, 4 kapcsoló, 16 karakteres LED kijelző)
• Görgetőgolyó (trackball)
• Botkormány (joystick)
• Fénytoll (light pen)

Működés

A monokróm képernyőn a háttér szürke, a vonalszín pedig zöld volt. A színes változatban a háttér fehér, a vonalszín pedig négyféle színből választható. Terminál üzemmódban egy grafikus számítógépes rendszer részeként működött, amelyet egy megjelenítő-vezérlő processzor (DCU – Display Control Unit) irányított a grafikus periféria-vezérlő (GPC – Graphics Peripheral Controller) segítségével.

A GD80 grafikus megjelenítő a GD80 grafikus számítógéprendszerhez csatlakoztatható, amelyet szintén az MTA SZTAKI fejlesztette ki. A fejlesztés célja egy mérnöki tervezést segítő (CAD – Computer-Aided Design), általános célú grafikus számítógéprendszer létrehozása volt.

Technológia és fejlesztés

• Technológia: Nagy alkatrész-sűrűségű egyedi IC-k
• Származás: Hazai fejlesztés
• Fejlesztő: MTA SZTAKI
• Tervezők:
  • Verebélÿ Pál – vezető hardvertervező
  • Szántó György, Janssen Miklós, Domború Zoltán, Matkó Zoltán – hardvertervezők
  • Gallai István – szoftvertervező
• Gyártás:
  • Prototípus: MTA SZTAKI
  • Sorozatgyártás: HTSz (Híradástechnikai Szövetkezet)

Használat és alkalmazások

• Működési időszak: 1980–1995

• Legyártott példányok száma:  hozzávetőlegesen 50 db

Tipikus alkalmazások

• Nyomtatott áramköri kártyák tervezése
• Alkatrészek tervezése
• Gyártási műszaki rajzok készítése
• Szerszámgépvezérlő adatok előállítása
• Folyamatirányítás
• Forgalomirányítás
• Szimulációs feladatok

Üzemi helyek

Hazai helyszínek:

• MTA SZTAKI → Megtekinthető példány: SZTAKI Múzeum
• BME
• Csepel Művek Szerszámgépgyár
• Telefongyár
• Légiforgalmi Igazgatóság (LRI)

Külföldi helyszínek:

• Románia: Dacia gyár, Pitesti
• NDK:
  • TU, Drezda
  • Umformtechnik, Erfurt
  • Carl Zeiss, Jena
  • Karl Marx Stadt

Felépítés

A GD80 önálló, bitszelet technikával készült, mikroprogramozott vezérlő processzorok rendszere, amelyek saját belső tárakkal is rendelkeztek.

• Buszrendszer:
  • U1 – univerzális sín (18 címbit, 16 adatbit)
  • U2 – speciális célú sín (18 címbit, 16 adatbit)

Főbb komponensek:

• Képfeldolgozó processzor (DPU) és Megjelenítő-vezérlő processzor (DCU)
  • Szóhossz: 16 bit
  • Vezérlőtár: 512×48 bit PROM (bővíthető 4096×48 bitig)
  • Ciklusidő: 200 ns
  • Merevlemez: IZOT1370 / CM 5400 (10 MB, DMA vezérlés)
• Grafikus transzformációs processzor (TPU)
  • Szóhossz: 48 bit
  • Vezérlőtár: 512×48 bit PROM (bővíthető 4096×48 bitig)
  • Ciklusidő: 200 ns
  • Cache: 256×48 bit
• Grafikus periféria-vezérlő (GPC)
  • Szóhossz: 8 bit
  • Saját tár: 16 KB ROM + 16 KB RAM
  • DMA adatátvitel, valós idejű óra
• Interfész külső számítógéphez (HIF)
  • Sínszélesség: 8 bit
  • Saját tár: 16 KB ROM + 16 KB RAM
  • DMA adatátvitel, valós idejű óra
  • COBUS sín vezérlés
• Központi főtár (CM)
  • 16 KB – 256 KB RAM
  • Adatátviteli idő: 300 ns
  • Ciklusidő: 400 ns

Perifériák

• Tárbővítő kártya: 16 KB RAM + 40 KB ROM
• Hajlékonylemez (EC 5007): 2× 256 kB
• Mátrixnyomtató (DZN180): 7×9 pontos karakterek
• Mágnesszalag (EC 5017): 9 adatsáv
• Tablet (A3): 2×12 bites koordináták
• Botkormány, görgetőgolyó, fénytoll, funkció-billentyűzet
• Rajzológép (A3): Vektoros rajz interpolátorral

Szoftverkörnyezet

• Operációs rendszer: DOST (TPA 70/25 saját operációs rendszere)
• Speciális alkalmazások: A TPA 70/25-re fejlesztett programok a KFKI-ban készültek

A rendszer felépítése és működése

A központi processzor (DPU) jellemzően a KFKI TPA-70/25 utasításkészletét futtatta, és kettős szerepet töltött be: egyrészt hagyományos számítógépként működött, másrészt kiszámította a megjelenítendő kép koordinátáit. A szükséges transzformációs műveleteket egy nagy sebességű transzformációs processzor (TPU) végezte, amely közvetlen kapcsolatban állt a DPU-val. Az így előállított képkoordinátákat a főtárban (CM – Core Memory) tárolták, de a DPU-hoz csatlakozó tárbővítő merevlemez is rendelkezésre állt adatkezelés céljából.

A képernyő megjelenítéséért a megjelenítő-vezérlő processzor (DCU) felelt, amely a generátorprogramok segítségével, az erősítőkön keresztül jelenítette meg a képet. A képkoordinátákat a CM tárolóból olvasta be az U2 sínrendszeren keresztül. A rendszer interaktív vezérlést is lehetővé tett, amelyet fényceruza, valamint a grafikus periféria kezelő (GPC) processzor biztosított. A GPC feldolgozta a külső grafikus eszközök – tablet, billentyűzet, botkormány, görgetőgolyó – adatait, amelyeket a GPIB sín közvetített a rendszer felé.

A háttértárak kezelését szintén a GPC végezte, ide tartozott a tárbővítő kártya, hajlékonylemez, nyomtató és mágnesszalag, amelyek adatforgalmát az U1 sín biztosította. A rendszer ezen keresztül kommunikált a DPU és DCU processzorokkal, amelyeket központi vezérlés irányított.

Külső (host) számítógépekkel a DPU tartotta a kapcsolatot, amely a HIF interfészen keresztül kapcsolódott a COBUS sínrendszerhez.

Történeti érdekességek

A rendszer világszínvonalú technológiai megoldásokat alkalmazott, amelyeket szabadalmak védtek. Az 1980-as évek végére a gyártást a Híradástechnika Szövetkezet (HTSz) vette át, a gépek üzembe helyezését a Comproject Kft. végezte, míg a rendszertervezés és a szoftverfejlesztés továbbra is a SZTAKI-ban maradt. A rendszer moduláris felépítése révén különböző konfigurációkban volt használható. Az egyik legnagyobb megvalósítása az 1984-ben átadott DARTS légiforgalom-irányítási szimulátor volt, amely tíz éven át szolgálta a magyar, majd később az osztrák légiirányítók képzését. A szimulátor interaktív felületen keresztül biztosította a repülések szimulációját, figyelembe véve az időjárási körülményeket és a különböző repülőgépmodellek paramétereit. A GD80 rendszert a magyar számítástechnika egyik jelentős mérföldkövének tekinthetjük.

A moduláris felépítés lehetővé tette az adott feladathoz legjobban illeszkedő konfigurációk kialakítását. A legnagyobb megvalósított rendszer az 1984-ben átadott DARTS légiforgalom-irányítási szimulátor volt. Ez kilenc különböző GD80 konfigurációból állt, és a COBUS lokális hálózatban működött.

• GD80-BT (Basic Terminál)
• GD80-DP (Data Processing konfiguráció)
• GD80-KC (AlfaTerminál Koncentrátor konfiguráció)

A szimulátor képes volt a repülési algoritmusok mikrokódos programozására, és tíz éven át szolgálta a magyar légiforgalmi irányítók képzését. Később még öt évig az osztrák légiforgalmi növendékek is ezt a rendszert használták. A gyakorlatokat egy interaktív felületen lehetett megtervezni, előkészíteni és végrehajtani. Az oktatás magában foglalta a közel-körzeti irányítást (fel- és leszálló gépek kezelése), valamint az átrepülő forgalom irányítását is. A rendszer élethűen szimulálta a radarképet, figyelembe véve az időjárási adatokat és a különböző géptípusok repülési paramétereit. A hallgatók rádiórendszeren keresztül kommunikáltak az oktatókkal, akik alfanumerikus terminálokon keresztül tudtak beavatkozni a szimulált repülőgépek mozgásába.

(forrás, forrás)