K1520-Standard
(Alias K 1520 Standard, K1520 Standard, K-1520 Standard)
K1520 war ein Standard, der ein Bussystem für 8-Bit-Rechner beschrieb (also ähnlich wie ISA oder PCI bei den PCs).
Im Standard waren vorrangig die elektrischen Eigenschaften der einzelnen Signal-Leitungen, aber auch die Belegung der Steckverbinder zur Rückverdrahtung, festgelegt.
K1520 entstand 1979 als Nachfolger des K1510-Systems.
Auf den K1520-Standard aufbauend wurden von verschiedenen Herstellern (hauptsächlich aber Robotron)
die K1520-Platinen entwickelt.
Aus ihnen wurde bis Anfang der 1990er Jahre von Robotron und von anderen Herstellern
eine Vielzahl verschiedener K1520-Computer aufgebaut.
Bekannteste Rechner sind die Bürocomputer A5110, A5120 und A5130.
Die Jahresproduktion an K1520-Platinen belief sich allein 1987 auf 3000 Module.
Ein Spitzenwert, der in der DDR von keinem anderen Rechnersystem jemals überboten wurde.
K1520 basiert auf einem 8-Bit-Datenbus und einem 16-Bit-Adressbus und war damit vorrangig für den Prozessor U880
sowie für 8-Bit-Einchip-Mikrorechner geeignet.
Typische Peripherieschaltkreise der Platinen waren der U855, U856 und U857.
Alle K1520-Platinen wurden in eine Rückverdrahtungseinheit (Sloteinheit, Backplane) gesteckt,
die die Verbindung der Platinen und die Stromzufuhr übernahm.
K1520 benutzte grundlegend 1 Steckverbinder (Systembus), der (bis auf wenige Ausnahmen) alle Platinenslots parallel durchlief.
Bei NANOS-Platinen gab es auch nur diesen einen Steckverbinder.
Bei den klassischen K1520-Platinen (217x170 mm) gab es noch einen weiteren Steckverbinder, für den sogenannten Koppelbus.
Seine Anschlussbelegung war nicht standardisiert und konnte für beliebige zusätzliche Verbindungen (in Form von Wickelverbindungen) zwischen einzelnen Platinen genutzt werden.
Beispielsweise um die Bauteile von Baugruppen, die nicht auf 1 Platine passten, auf 2 Platinen aufzuteilen.
Außerdem wurde der Koppelbus auch teilweise als Interface-Stecker benutzt, beispielsweise bei der AUP-Karte
oder der Bildschirmkarte des Messcomputers PSA1305.
Platinen, die den Koppelbus benutzten, waren damit auf 1 Steckplatz fixiert.
Nachfolger des K1520-Standards war der MMS16-Standard.
Steckverbinder
Es sind drei Arten von Steckverbindern für K1520-Systeme bekannt:
Anschlussbelegung des Systembus
| Signalname | Pin | | Pin | Signalname
|
|---|
| 5P | C29 | | A29 | 5P
|
| 12P | C28 | | A28 | 12P
|
| /BAI | C27 | | A27 | /BAO
|
| /HALT | C26 | | A26 | /M1
|
| /RDY | C25 | | A25 | /RFSH
|
| /IORQ | C24 | | A24 | /WAIT
|
| /INT | C23 | | A23 | /NMI
|
| 00 | C22 | | A22 | /IODI
|
| 00 | C21 | | A21 | TAKT
|
| /BUSRQ | C20 | | A20 | /RESET
|
| AB1 | C19 | | A19 | AB0
|
| AB3 | C18 | | A18 | AB2
|
| AB5 | C17 | | A17 | AB4
|
| AB7 | C16 | | A16 | AB6
|
| 5N | C15 | | A15 | 5N
|
| AB9 | C14 | | A14 | AB8
|
| AB11 | C13 | | A13 | AB10
|
| AB13 | C12 | | A12 | AB12
|
| AB15 | C11 | | A11 | AB14
|
| /IEI | C10 | | A10 | /IEO
|
| /MEMDI | C9 | | A9 | /MREQ
|
| /RD | C8 | | A8 | /WR
|
| DB0 | C7 | | A7 | DB1
|
| DB2 | C6 | | A6 | DB3
|
| DB4 | C5 | | A5 | DB5
|
| DB6 | C4 | | A4 | DB7
|
| 5PG | C3 | | A3 | 5PG
|
| 00 | C2 | | A2 | 00
|
| 00 | C1 | | A1 | 00
|
Bei EFS58-Stecker oder bei direktem Steckverbinder gilt "B" statt "C".
Rückverdrahtung und Stromschleifen
(Alias: daisy chain)
Die Rückverdrahtungseinheiten bestanden aus Platinenschächten (Slots), in die die Platinen gesteckt wurden und an deren Ende
der Steckverbinder für den Systembus und ggf. für den Koppelbus lag.
Robotron verwendete meist Rückverdrahtungseinheiten für 5, 7 oder 11 Platinen. In Ausnahmefällen gab es auch Sloteinheiten für noch mehr Platinen.
Reichte dies immer noch nicht, konnten über Busverstärker mehrere Sloteinheiten miteinander gekoppelt werden.
Rückverdrahtungseinheit mit Platinen |
Die Bus-Steckverbinder saßen meist auf einer gemeinsamen Leiterplatte auf der Rückverdrahtungseinheit.
Bei älteren Modellen wurden die Slotstecker dagegen z.T. noch komplett mit Drähten untereinander verkabelt.
Die meisten Signalleitungen lagen parallel auf allen Slots an. Dadurch war es generell möglich, jede Platine in jeden Slot zu stecken.
Allerdings gab es Ausnahmen.
So existierten zwei Schleifen, die beide in der ZRE begannen,
alle vorhandenen Platinen durchliefen und wieder in der ZRE endeten.
Die eine Schleife war die Interruptkette (IEI / IEO, Pins C10 und A10).
Sie legte fest, in welcher Reihenfolge bei mehreren gleichzeitigen Anforderungen von Controllern (Interrupts) die Interrupts abgearbeitet werden sollten.
Die andere Stromschleife betraf den Speicherzugriff (BAI / BAO, Pins C27 und A27) bei DMA-Zugriffen.
Beide Stromschleifen durften keine Unterbrechung haben, ansonsten bootete der Rechner nicht.
Slots, in denen keine Platine steckte, wurden entweder von der Stromschleife nicht durchlaufen oder waren durch einen Draht (Wickelbrücke) überbrückt.
Platinen, die keine Interrupts benutzten, realisierten immer intern eine Brücke zwischen BAI und BAO.
Für Testzwecke kann der Slot einer entfernten Platine daher notfalls durch eine zusätzliche Bildschirmkarte geschlossen werden.
Soll ein leerer Slot mit einer zusätzlichen Platine bestückt werden, ist als erstes festzustellen, ob die Platine einen Interrupt benötigt.
Dies ist praktisch bei allen Platinen außer RAM-Karten, ROM-Karten und Bildschirmkarten der Fall.
Daraufhin ist die Stromschleife entweder auf den betreffenden Slot auszudehnen bzw. der Überbrückungsdraht zu entfernen.
Beispiel
Verdeutlichen wir uns das ganze anhand der Rückverdrahtungseinheit der Sparkassenvariante des Computers K8924.
Rückverdrahtungseinheit des K8924. Blau die Leiterzüge, rot die Drähte |
Die Interruptschleife (untere Kette, Pin 10) beginnt an der ZRE,
durchläuft die AUP-Karte (die Interrupts benutzt),
geht durch die ASS-Karte (die ebenfalls Interrupts benutzt),
durchläuft die AHL-Karte (die ebenfalls Interrupts benutzt),
geht dann zur AFS-Karte (die ebenfalls Interrupts benutzt),
ist bei den Platinen OPS1,
OSS
und ABS1 überbrückt (da diese Platinen keine Interrupts brauchen),
läuft durch die ABS2-Karte (die einen Interrupt benutzen könnte, was Sie aber nicht tut) und geht zurück zur ZRE.
Die Slots 10 und 11 hängen nicht in der Kette, können also maximal für RAM-Karten und Bildschirmkarten benutzt werden.
Ersteres ist auch der Fall, denn dort stecken die RAM-Karten OPS2 und OPS3.
Die Slots 1-5 und 9 müssen also hier immer mit Platinen bestückt sein.
DMA-fähig (obere Schleife, Pin 27) wären in unserem Beispiel die Platinen AUP,
ASS und OSS.
Die Slots 2-5 und 7 müssen also unbedingt mit Platinen bestückt sein.