DECシステムモジュール

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PDP-1システムモジュール（トランジスタ交換済み）
システムモジュール1103 六角インバータカード（両面）

DECシステムモジュール（当初はシステムビルディングブロックと呼ばれていましたが、1961年頃に名称が変更されました）は、FLIP CHIPの前身となるDECのモジュラーデジタルロジックファミリです。[ 1 ]モジュールは、片方の端に沿って22本の金メッキされた個別ピンを介して、接続されたユニットに接続されます。[ 2 ]

トランジスタインバータ回路を採用し、トランジスタは飽和状態で動作することで厳しい許容誤差への依存を回避しています。ロジックレベルには-3Vと0Vを使用します。試作および量産用途を想定し、損傷を防ぐための設計上の工夫が施されています。また、負荷ルールや配線手順を含む設計アドバイスも提供されています。[ 3 ]

これらは、互換性のあるいくつかの速度ラインで利用可能でした。

  • 4000シリーズ：2番目のシリーズ、公称500 KHzだが、1 MHzのものもある[ 4 ]
  • 1000シリーズ：オリジナルシリーズ、公称5MHz [ 5 ]
  • 6000シリーズ：より高速、公称10MHz [ 6 ]
  • 8000シリーズ：非常に高速、公称30MHz [ 7 ]

さらに、入出力（I/O）コンバータ（標準内部電圧用）、バスドライバ、ランプおよびソレノイドドライバ、A/D変換、リレー、コアメモリ用ドライバなどの目的に合わせた特殊モジュールも利用可能でした。 [ 8 ]

同じファミリーに属する大型アセンブリには、コアメモリのテスト用デバイスが含まれています。また、電源、モジュール用スロットを備えたマウントパネル、マウントパネル群を収納するキャビネット、インジケータライトパネルなども含まれています。[ 9 ]

技術

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当初、システムモジュールはフェノール紙プリント基板を使用して製造されていました。[ 10 ] [ 11 ] ここに示すような後の例はすべてグラスファイバーエポキシプリント基板を使用しています。

システムモジュールは+10ボルトと-15ボルトの電源で動作し、ロジックレベルは0ボルトと-3ボルトです。飽和トランジスタはインバータアンプとして機能し、ダイオードはロジックに使用されます。[ 12 ] [ 7 ] 基本的な回路設計はダイオードトランジスタロジックに似ています。出力トランジスタがオンになると、出力はグランドにプルアップされます。出力トランジスタがオフになると、出力は負荷抵抗によって-15Vにプルダウンされますが、ダイオードクランプによって-3Vに保持されます。[ 13 ] このクランプの基準電圧は、順方向バイアスされた4つのシリコンダイオードのスタックによって供給されます。[ 14 ]

多くのモジュールには、各ゲートの出力に負荷抵抗へのジャンパー接続が含まれています。[ 12 ] [ 14 ] これらのジャンパーの1つを省略すると、対応する出力がオープンコレクタ構成に変換され、ゲートを並列接続してワイヤードロジック接続が可能になります。並列接続された出力のうち1つだけに負荷抵抗を接続する必要があります。[ 15 ]

いくつかのシステムモジュールには、コンデンサダイオードゲートが組み込まれています。これらは、AND-OR反転ゲートのANDコンポーネントとして使用されます。例えば、4130コンデンサダイオードゲート[ 16 ]や4205デュアルフリップフロップ[ 17 ]などが挙げられます。 各コンデンサダイオードゲートでは、一方の入力が抵抗を介してコンデンサを充電または放電します。このコンデンサが充電されている場合、もう一方の入力のパルスは出力トランジスタのスイッチング閾値を超えますが、コンデンサが放電されている場合はパルスは影響を与えません。[ 18 ] 複数層のNORゲートの代わりにコンデンサダイオードゲートを使用すると、トランジスタ数が削減されます。これは、トランジスタがまだかなり高価だった時代には重要な考慮事項でした。

コンデンサ・ダイオードゲートを用いたパルスの使用は、標準的なパルス波形に基づいて設計することで簡素化されました。4000シリーズシステムモジュールは400nsのパルスを使用し、1000シリーズモジュールは70nsのパルスを使用します。[ 19 ] 一般的なパルス発生器[ 20 ]およびパルス増幅器[ 21 ]回路は、出力を供給するためにパルストランスを使用しています。

参考文献

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引用
  1. ^ 「デジタルロジックハン​​ドブック」56ページ
  2. ^ 「システムモジュール」、viiページ
  3. ^ 「システムモジュール」、4.1-4.9ページ
  4. ^ 「システムモジュール」、6.1-6.40ページ
  5. ^ 「システムモジュール」、7.1-7.16ページ
  6. ^ 「システムモジュール」、8.1-8.13ページ
  7. ^ a b 「30メガサイクルモジュール」
  8. ^ 「システムモジュール」、9.1-9.60ページ
  9. ^ 「システムモジュール」、10.1-10.35ページ
  10. ^ Lo Speed Logic 1120 D システム ビルディング ブロック、コンピュータ歴史博物館カタログ番号 102629630。
  11. ^ DEC System Building Block 0107942 に同梱されているパッケージ挿入物、1963 年 5 月 21 日。
  12. ^ a b 「デジタルロジックハン​​ドブック」、7ページ（図1）。
  13. ^ ベル、マッジ、マクナマラ、104-105ページ。
  14. ^ a b PDP-5メンテナンスマニュアル、10-36ページ。
  15. ^ 「デジタルロジックハン​​ドブック」、32-33ページ。
  16. ^ PDP-5メンテナンスマニュアル、10-44ページ。
  17. ^ PDP-5メンテナンスマニュアル、10-46ページ。
  18. ^ ベル、マッジ、マクナマラ、108-109ページ。
  19. ^ PDP-5メンテナンスマニュアル、6-1ページ。
  20. ^ PDP-5メンテナンスマニュアル、10-62ページ。
  21. ^ PDP-5メンテナンスマニュアル、10-66ページ。
出典
  • ベル、C. ゴードン、マッジ、J. クレイグ、マクナマラ、ジョン E. (1978). 『コンピュータエンジニアリング：DECの視点から見たハードウェアシステム設計』 マサチューセッツ州ベッドフォード、米国: デジタルプレス. ISBN 0-932376-00-2。
  • デジタルロジックハン​​ドブック （PDF）。マサチューセッツ州メイナード：デジタル・イクイップメント・コーポレーション。1961年
  • システムモジュール. マサチューセッツ州メイナード: Digital Equipment Corporation. 1964.
  • プログラムド・データ・プロセッサ5 メンテナンス・マニュアル (PDF) . 米国マサチューセッツ州メイナード: Digital Equipment Corporation. 1964.
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ウィキメディア・コモンズには、DECシステムモジュールに関連するメディアがあります
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    PDP-1システムモジュール（トランジスタ交換済み）
    システムモジュール1103 六角インバータカード（両面）

    DECシステムモジュール（当初はシステムビルディングブロックと呼ばれていましたが、1961年頃に名称が変更されました）は、DECのモジュラーデジタルロジックファミリであり、 FLIP CHIPの前身です。[1] DECシステムモジュールは、片方の端に沿って22本の金メッキされた個別ピンを介して、接続されたユニットに接続されます。[2]

    トランジスタインバータ回路を採用し、トランジスタは飽和状態で動作することで、厳しい許容誤差への依存を回避しています。ロジックレベルには-3Vと0Vを使用します。試作と量産の両方を想定しており、損傷を防ぐための設計上の工夫が施されています。また、負荷ルールや配線手順を含む設計アドバイスも提供されています。[3]

    これらは、互換性のあるいくつかの速度ラインで利用可能でした。

    • 4000シリーズ：第2シリーズ、公称500KHzだが、1MHzのものもある[4]
    • 1000シリーズ：オリジナルシリーズ、公称5MHz [5]
    • 6000シリーズ：より高速、公称10MHz [6]
    • 8000シリーズ：非常に高速、公称30MHz [7]

    さらに、入出力（I/O）コンバータ（標準内部電圧用）、バスドライバ、ランプおよびソレノイドドライバ、A/D変換、リレー、コアメモリ用ドライバなどの目的に合わせた特殊モジュールも利用可能でした。 [8]

    同ファミリーに属する大型アセンブリには、コアメモリのテスト用デバイスが含まれています。また、電源、モジュール用スロットを備えたマウントパネル、マウントパネル群を収納するキャビネット、インジケータライトパネルなども含まれています。[9]

    技術

    当初、システムモジュールはフェノール樹脂製のプリント基板を使用して製造されていました。[10] [11] ここに示すような後の例はすべて、グラスファイバーエポキシ樹脂製のプリント基板を使用しています

    システムモジュールは+10ボルトと-15ボルトの電源で動作し、ロジックレベルは0ボルトと-3ボルトです。飽和トランジスタはインバータアンプとして機能し、ダイオードはロジックに使用されます。[12] [7] 基本的な回路設計はダイオード・トランジスタ・ロジックに似ています。出力トランジスタがオンになると、出力はグランドにプルアップされます。出力トランジスタがオフになると、出力は負荷抵抗によって-15Vにプルダウンされますが、ダイオードクランプによって-3Vに保持されます。[13] このクランプの基準電圧は、順方向バイアスされた4つのシリコンダイオードのスタックによって供給されます。[14]

    多くのモジュールには、各ゲートの出力に負荷抵抗へのジャンパー接続が含まれています。[12] [14] これらのジャンパーの1つを省略すると、対応する出力がオープンコレクタ構成に変換され、ゲートを並列接続してワイヤードロジック接続が可能になります。並列接続された出力のうち1つだけに負荷抵抗を接続すれば済みます。[15]

    いくつかのシステムモジュールには、コンデンサダイオードゲートが組み込まれています。これらは、AND-OR反転ゲートのANDコンポーネントとして使用されます。例えば、4130コンデンサダイオードゲート[16]や4205デュアルフリップフロップ[17]などが挙げられます。 各コンデンサダイオードゲートでは、一方の入力が抵抗を介してコンデンサを充電または放電します。このコンデンサが充電されている場合、もう一方の入力のパルスは出力トランジスタのスイッチング閾値を超えますが、コンデンサが放電されている場合はパルスは無効です。[18] 複数層のNORゲートの代わりにコンデンサダイオードゲートを使用すると、トランジスタ数が削減されます。これは、トランジスタがまだかなり高価だった時代には重要な考慮事項でした。

    コンデンサ・ダイオードゲートを用いたパルスの使用は、標準的なパルス波形に基づいて設計することで簡素化されました。4000シリーズシステムモジュールは400nsのパルスを使用し、1000シリーズモジュールは70nsのパルスを使用します。[19] 一般的なパルス発生器[20]およびパルス増幅器[21]回路は、出力を供給するためにパルストランスを使用しています。

    参考文献

    引用
    1. ^ 「デジタルロジックハン​​ドブック」56ページ
    2. ^ 「システムモジュール」、viiページ
    3. ^ 「システムモジュール」、4.1-4.9ページ
    4. ^ 「システムモジュール」、6.1-6.40ページ
    5. ^ 「システムモジュール」、7.1-7.16ページ
    6. ^ 「システムモジュール」、8.1-8.13ページ
    7. ^ ab 「30メガサイクルモジュール」
    8. ^ 「システムモジュール」、9.1-9.60ページ
    9. ^ 「システムモジュール」、10.1-10.35ページ
    10. ^ Lo Speed Logic 1120 D システム ビルディング ブロック、コンピュータ歴史博物館カタログ番号 102629630。
    11. ^ DEC システム ビルディング ブロック 0107942 に同梱されているパッケージ インサート (1963 年 5 月 21 日)。
    12. ^ ab 「デジタルロジックハン​​ドブック」、7ページ（図1）。
    13. ^ ベル、マッジ、マクナマラ、104-105ページ。
    14. ^ ab PDP-5メンテナンスマニュアル、10-36ページ。
    15. ^ 「デジタルロジックハン​​ドブック」、32-33ページ。
    16. ^ PDP-5メンテナンスマニュアル、10-44ページ。
    17. ^ PDP-5メンテナンスマニュアル、10-46ページ。
    18. ^ ベル、マッジ、マクナマラ、108-109ページ。
    19. ^ PDP-5メンテナンスマニュアル、6-1ページ。
    20. ^ PDP-5メンテナンスマニュアル、10-62ページ。
    21. ^ PDP-5メンテナンスマニュアル、10-66ページ。
    出典
    • ベル、C. ゴードン、マッジ、J. クレイグ、マクナマラ、ジョン E. (1978). 『コンピュータエンジニアリング：DECの視点から見たハードウェアシステム設計』 マサチューセッツ州ベッドフォード、米国: デジタルプレス. ISBN 0-932376-00-2。
    • デジタルロジックハン​​ドブック（PDF）。マサチューセッツ州メイナード：デジタル・イクイップメント・コーポレーション。1961年
    • システムモジュール. マサチューセッツ州メイナード: Digital Equipment Corporation. 1964.
    • プログラムド・データ・プロセッサ5 メンテナンス・マニュアル(PDF) . 米国マサチューセッツ州メイナード: Digital Equipment Corporation. 1964.
    ウィキメディア・コモンズには、DECシステムモジュールに関連するメディアがあります
    • コンピュータ歴史博物館所蔵の DEC Building Block Logic マニュアル（1960 年 9 月発行）
    • デジタル ロジック ハンドブック、第 3 版、1961 年 3 月発行。
    • 新しいモジュールアクセサリ、1964年2月
    • 30メガサイクルモジュール、1964年9月
    • 1968 年製のシステム モジュール。
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