В результате напряжённой работы было подтверждено главное решение: на основе анализа и изучения архитектур зарубежных микропроцессоров и лучших современных мини-ЭВМ разрабатывать универсальный комплект микропроцессорных БИС со своей оригинальной архитектурой открытого типа, т.е. позволяющей строить на нем различные ЭВМ. Повторять зарубежные образцы было признано не целесообразным.
Архитектура микропроцессора
В первых зеленоградских микропроцессорах получила дальнейшее развитие отработанная на мини-ЭВМ и минисистемах архитектура НЦ, адаптированная к специфике микропроцессоров.
Главный принцип архитектуры был сформирован как «три М» (или МММ) – Модульность-Микропрограммность-Магистральность:
• Одним из основных постулатов проекта было стремление создать универсальный комплект БИС, на основе которого можно было бы проектировать ЭВМ с максимально широким спектром параметров: разрядности данных, архитектур, функциональных возможностей, производительности и т.п. Поэтому была выбрана секционная, модульная структура БИС комплекта. Каждый модуль должен был максимально использовать возможности микроэлектронной технологии того времени. Модульность – это первое «М».
• Комплект микропроцессорных БИС должен обеспечивать возможность реализации различных систем команд, что определило выбор микропрограммного управления. Микропрограммность – это второе «М»,
• Создание на основе комплекта БИС ЭВМ различной сложности должно обеспечиваться путём простого комплексирования стандартных асинхронных модулей (БИС) без применения дополнительных элементов, что возможно только при магистральной структуре. Магистральность – это третье «М».
Сейчас это представляется тривиально простым решением, но тогда это было новое слово в микроэлектронике.
В рамках проекта разрабатывались не только микропроцессорные БИС, но и вся совокупность средств для их создания. Проектирование велось на наивысшем для того времени уровне. Фактически были заложены основы Систем автоматизированного проектирования БИС (САПР БИС) на ЭВМ. В отчёте по НИР «Юз-1» этого термина ещё нет: тогда его ещё не придумали.
Создание и применение зачатков САПР для проектирования микропроцессоров позволили значительно сократить сроки и стоимость разработки и повысить качество проекта за счёт значительного снижения вероятности ошибок.
Были разработаны, отлажены и использованы многочисленные пакеты программ, например:
• Логического и схемотехнического проектирования,
• Логического моделирования каждой БИС в отдельности и их взаимодействия,
• Генерации контролирующих тестов,
• Библиотеки базовых элементов (транзисторов, диодов и т.п.) с конструктивно-технологическими ограничениями,
• Прорисовки топологии и корректировки принципиальной схемы,
• Разработки микропрограмм (язык написания микропрограмм, программы минимизации булевых функций, моделирования и т.п.),
• Программы изготовления перфолент для изготовления фотошаблонов
и ряд других программных пакетов.
Однако наиболее трудоёмкая операция – топологическое проектирование выполнялось тогда ещё вручную.
В ходе выполнения разработки складывался творческий коллектив единомышленников, проработавший впоследствии многие годы.
Рабочая группа
Руководство НЦ также живо интересовалось проблемой создания отечественных микропроцессоров. Когда идеология создания микропроцессорных БИС была определена, проработана архитектура и схемотехника БИС, проведено их моделирование и выполнено множество других работ, наступил момент, требующий подключения топологов, технологов, разработчиков контрольно-измерительного и технологического оборудования и т.п. С этой целью руководством НЦ в 1974 г. была создана рабочая группа из ведущих специалистов предприятий Зеленограда, которая подключилась к работам, выполняемым в СВЦ. В состав группы входили: