Электроника МС 1504 первый советский ноутбук

Приветствую, Хабр!

Здесь уже достаточно много статей про отечественную вычислительную технику, в основном это стационарные машины, но вот про советские/отечественные мобильные компьютеры практически ничего нет. А ведь они были, и даже не один. Попробуем это исправить.

"Электроника МС 1504" - первый серийно производившийся советский ноутбук. Внутризаводское обозначение модели - "Электроника ПК 300".

Электроника МС 1504 или ПК 300

Компьютер разработан в 1989-1990-м году (и выпущены первые экземпляры), серийное производство начато в 1991, а производился он аж до 1995 года (самый поздний известный мне аппарат) Минским НПО "Интеграл". Про разработку, выпуск ноутбука было подробно написано в 3-м номере журнала "Электронная Промышленность" за 1990-й год.

Журнал с подробной статьей о ноутбуке

За основу разработки был взят японский ноутбук "Toshiba T1100 Plus" который был выпущен на рынок в 1986 году.Дизайн отечественного лэптопа практически полностью копировал внешний вид зарубежного прототипа (можно разобрать "Тошибу", и позже с закрытыми глазами собрать "Электронику"), тем не менее, схема компьютера была полностью переработана и адаптирована под советскую элементную базу.

Toshiba T1100 Plus и МС 1504Загруженный тест на Тошибе и Электронике

Комплектующие использовались полностью отечественного производства, за исключением двух 3.5 флоппи-дисководов, обычно производства Toshiba или TEAC (пока что не удалось найти ни одного образца реально сделанного отечественного 3.5 флоппи-дисковода, хотя название, точно существовавшее на бумаге есть - МС 5308), а также в ранних образцах ноутбуков использовались контроллеры дисководов от Toshiba - TC8565F (позже их заменили на отечественные).

Описание дисковода из книги "Конструкционные системы микро- и персональных ЭВМ" Ф.И.Романова и В.А.Шахнова. Но, увы, на него нет даже ТУ.

Также не отечественным мог быть дисплей. В ноутбуке применялись минимум 3 разных версии дисплейного модуля: японский Citizen - монохромный, отдающий синим (синий экран белые символы), с подсветкой, из-за чего крышку ноутбука сделали толще; японский Toshiba TLX-561 - монохромный, без подсветки, как в поздних вариантах ноутбука Тошиба Т1100; и наконец советский, монохромный (зеленый экран черные символы), без подсветки, копия тошибовского (ЖК матрица - ИЖГ93 640х200). Но обо всём по порядку.

Японский дисплей Citizen Дисплей Citizen - снята передняя стенка экранаДисплей Citizen - плата управления ЖКИДисплей Citizen - инвертор лампы подсветкиОригинальный дисплей Toshiba T1100Оригинальный дисплей Toshiba T1100 - плата управления ЖКИ. С него скопирован советский дисплейный модуль.Дисплей Toshiba TLX-561 - такие устанавливались в некоторые ноутбуки ЭлектроникаСоветский дисплейный модульПлата управления ЖКИ советского дисплейного модуля

Примечательно, что отечественный дисплей был разработан уже в 1990-м году, о чем свидетельствует статья в ЭП и ТУ на него, но ноутбуки зачастую комплектовались импортными дисплейными модулями.

Материнская плата и модуль ЖКИ 1990-го года

Судя по всему, отечественных экранов просто не хватало - вероятно, после 1991 ситуация с поставками осложнилась (ИЖГ93 640х200 производил Саратовский завод Рефлектор), но всё же они продолжались как минимум, в компьютеры 1992 года устанавливались дисплеи 92 года. ИЖГ93 640х200 удалось склеить и на Минском СКБ Немига, о чем свидетельствует патент, но о серийном производстве данных нет. Вероятно, доля брака отечественных дисплеев также имела место быть (до сегодняшнего дня сохранилось очень мало таких дисплеев не в потекшем состоянии).

ИЖГ93-640х200 производства завода "Рефлектор", 1992 год

Как следствие, большое количество ноутбуков оснащалось дисплейными модулями производства Toshiba, но и их поставки в какое-то время были прекращены. Выход опять был найден удалось приобрести партию дисплеев с подсветкой производства Citizen, которые предназначались для некого оборудования. Размер экрана был меньше, а подсветка делала сам дисплейный модуль толще - пришлось подвергнуть изменению крышку ноутбука, из-за чего она стала выше относительно корпуса (в закрытом состоянии), а также уменьшилась область отображения. В какой-то момент и эти экраны закончились, а новых поставок осуществлено не было, из-за чего осталось некоторое количество корпусов, которые так и не удалось собрать до конца.

Исследуя компьютер дальше, невозможно (как и с дисплеем) не сравнивать для наглядности его с прототипом - Тошибой T1100 Plus.

Электроника МС 1504 построена на базе 16-битного процессора ДЛ-24А (ОКР1834ВМ86, "О" в начале обозначения - знак опытного производства) - советском аналоге Intel 80C86, работающем на частоте 4,77 МГц или 7,16 МГц в турбо-режиме. Проверено ноутбук также работает, если установить обычный i8086 (КР1810ВМ86).

ДЛ-24АОКР1834ВМ86M80C86-2 в Тошибе. Справа виден аккумулятор часов реального времени.

Оперативная память набрана из 20-ти микросхем КР565РУ11Д общим объёмом 640 Кб.Имеется ПЗУ с базовой системой ввода-вывода (BIOS) ёмкостью 32 кб (установлена рядом с процессором).

Микросхемы ОЗУ КР565РУ11ДОЗУ Toshiba T1100. Часть памяти распаяна на плате, часть на съемном модуле

Программно и аппаратно Электроника МС 1504 совместима со стандартом IBM PC/XT, но имеет, кроме того, встроенные часы реального времени.

С ними, кстати, есть особенность - чтобы они не слетели, в штатном аккумуляторе ноутбука всегда должен быть заряд. Если они слетают - MS DOS выше версии 3.30 запустить не получается либо компьютер просто зависает, либо на экран выводится ошибка переполнения раздела. Решается загрузкой штатного DOS-а 3.30 и вводом даты, после чего можно грузить хоть последний DOS (а на Тошибе Т1100 как-то запускали Windows 1.0, может, и на Электронике выйдет?).

Примечательно, что те, кто делал мою учебную версию ноутбука (в нем отсутствовали дисководы и установлена сетевая карта) об этом не подумали, и аккумулятор не устанавливали - либо предполагали, что машина всегда будет подсоединена к блоку питания, либо система, которая грузилась по сети, не обращалась к часам реального времени. В Тошибе, кстати, для этого есть своя миниатюрная батарейка на материнской плате.

Руководство ноутбука

Компьютер оснащен CGА-видеоадаптером, построенном на чипе КА1835ВГ10 БИС, управляющей выводом информации на цветной или монохромный дисплей или ЖКИ и согласовывающей процессы регенерации экрана и обмена процессора с видеопамятью. Емкость видео-ОЗУ 16 кбайт, емкость знакогенератора 2 кбайта (монитор), 4 кбайта (ЖКИ), на плате выполнено тремя микросхемами КР537РУ17А. Режимы при работе с монитором: монохромный графический 640x200 точек; цветной графический 320x200 точек (4 цвета); символьный 80x25 знаков (16 цветов); символьный 40x25 знаков (16 цветов). Дисплейный модуль состоит из платы управления ЖКИ и самого жидкокристаллического индикатора, который был описан выше. Плата содержит 16 БИС драйверов столбцов (КА1835ВГ12), 2 БИС драйверов строк (КА1835ВГ13), 1 микросхему формирования уровней напряжения, а также микросхему сопряжения модуля с видеоконтроллером. На материнской плате есть перемычка, определяющая, какой дисплей установлен - советский, или Toshiba (если неверно выставлена перемычка, то изображение дублируется).

"Видеопроцессор" и видео-ОЗУ

Материнская плата многослойная, на ней также расположены следующие микросхемы: КА512ВИ1 часы-календарь, КА1835ВГ9 и КА1835ВГ15 2 контроллера (мультиплексора) шины, осуществляющие функции драйверов и приемников микропроцессорной, локальной и системной шин, фиксацию адреса и формирование сигналов выбора кристалла портов ввода-вывода; КА1835ВГ11- системный контроллер, осуществляющий функции генератора, контроллера системной шины, контроллера локальной шины, системного конфигуратора, интерфейса клавиатуры, контроллера динамической памяти, контроллера протокола прямого доступа к памяти и т.д.; КР1810ВН59А контроллер прерываний; КР1810ВТ37 контроллер прямого доступа к памяти; ОКР1835ВЕ49 микроЭВМ, контроллер клавиатуры; ДП-ИС1 - контроллер последовательного порта (аналог 82C50A); КР1835ВГ16 сепаратор данных, и рядом с ней ДЛ-27 - контроллер флоппи-дисководов.

По ходу развития и совершенствования ноутбука материнские платы претерпевали изменения, как следствие в компьютер устанавливались разные ревизии плат (известно минимум о 5-ти).

Материнская плата "izm 5"Материнская плата "izm 5", вид сзадиМатеринская плата "izm 2", фото Byteman, ноутбук из коллекции silensilenМатеринские платы МС 1504 и Toshiba T1100Для сравнения материнские платы персонального компьютера ЕС 1851 и МС 1504

Компьютер имеет последовательный интерфейс RS-232, а также интерфейс ЦПУ-НСМД для подключения 133 мм (5.25) НГМД, который в другом режиме также является параллельным портом Centronics. Штатные же 3.5 дисководы имеют ёмкость 720 кб.

РазъемыВнешний 5.25 дисковод Toshiba для T1100

Сзади, за металлической пластиной имеется слот с разъемом системной шины для различных плат расширения. В моём варианте ноутбука (бывший учебный в нем отсутствовали дисководы) туда установили сетевую карту производства Иола. При включении компьютера он предлагает загрузиться по сети, а если нажать нет - переходит в загрузку с дисководов.

Разъем системной шиныСетевая карта IOLAНачальный экран загрузки ноутбука по сети в варианте с сетевой картой

Помимо этого существовали версии ноутбука с установленным mini-IDE жестким диском (импортным, или российской сборки VolzhStor 242). В таких экземплярах обычно отсутствовал 1 флоппи-дисковод, на его месте стоял HDD (по какой причине не удалось установить диск в слот расширения, как это и было задумано инженерами в Toshiba и реализовано в T1100 Plus неизвестно). Также в таком варианте ноутбука модифицирован BIOS для возможности использования HDD XTA (8-bit XT IDE).

Жесткий диск Волжстор 242 с 1992 года по лицензии собирался Волжским заводом электронной-вычислительной техники

В целом, компьютер позволяет подключать к себе все стандартные на то время периферийные устройства - принтеры, дигитайзеры, плоттеры, графопостроители, мыши, в т.ч. зарубежного производства.

Система электропитания компьютера ПК 300 состоит из внешнего сетевого блока питания с выходным напряжением 9 вольт и модуля стабилизатора, который обеспечивает необходимыми напряжениями дисплейный модуль, материнскую плату и дисководы, обеспечивает заряд аккумуляторной батареи (в ноутбук устанавливалась никель-кадмиевая аккумуляторной батарея на 6 вольт). В зависимости от устанавливаемого типа экрана у стабилизатора менялись характеристики выдаваемого для него напряжения (-15 или -21 вольт). Также известно 2 разных варианта исполнения стабилизатора серийный и ранний/опытный образец, отличающийся более технологичным изготовлением и по какой-то причине не пошедший в серию. Вообще, по сравнению со всем остальным компьютером, внутренний блок питания выглядит достаточно архаично и весьма трудоёмок в ремонте - складывается впечатление, что он был изначально неверно рассчитан, поэтому часть дорожек платы пришлось дублировать проводами.

Модули стабилизатора МС 1504 и Тошибы T1100Модули стабилизатора Электроники и Тошибы - вид снизу Вариант опытного стабилизатора или из ранних партий ноутбука, фото Byteman, ноутбук из коллекции silensilenНоутбук с установленной аккумуляторной батареей

Клавиатура ПК 300 выполнена из советских копий "свичей" Alps. Со временем клавиши перестают реагировать на нажатие, приходится проводить процедуры по восстановлению контактов в клавишах. Также весьма низкого качества разъем, в который вставляется шлейф клавиатуры - часто их удаляли и припаивали либо сам шлейф, либо заменяли его на провода вроде МГТФ. Раскладка клавиатуры несколько иная, нежели на Тошибе.

Клавиатура

Для лэптопа на Интеграле были написаны специальные тестовые и демонстрационные программы, позволяющие проверить работу клавиатуры, видеоадаптера, параллельного и последовательного интерфейсов, накопителей ГМД и часов реального времени. Демонстрационные программы показывали возможности ноутбука и шли на дискетах в комплекте.

Пример графикиПример построенийПример графики

Как ни странно, но МС 1504 не является единственным отечественным мобильным компьютером. Очень формально, но он первый до него создавались лишь если только специализированные переносные моноблочные ЭВМ на подобии Osborne, не содержащие батарею, а практически параллельно с ним свет увидел такой аппарат, как Электроника МК-106, который так и остался в виде прототипа. После ПК 300 были проекты ноутбуков Электроника ПК 400 на базе процессора 80286 и Электроника 901, которая являлась импортным ноутбуком с нашими наклейками. В середине 1990-ых была попытка создать отечественный ноутбук для обучения, Ricor-Compi 100. Впрочем, это уже материалы для другой статьи.

МС 1504 и Рикор-Компи 100

На этом изыскания по данному ноутбуку заканчиваю, информации вышло очень много - и фото, и технических подробностей, но без них невозможно полноценное описание, чем ещё, вроде бы, никто не занимался.

Благодарю за внимание, прочтение!

Отдельная благодарность в написании статьи пользователю @Byteman, музею Spellabs и red-innovations.

Любые замечания и предложения прошу оставлять в комментариях.