Позвольте не согласиться :) В именно мэйнфреймовых процах, ведущих свою генеалогию от Системы 360, почти всё стройно, чётко и понятно до сих пор, хотя их расширяли многократно -- начиная с той же системы команд и её кодирования. Попробуйте, например, определить длину кода команды для IA-32: она может составлять от 1 до 15 байтов включительно, и для определения необходимо проанализировать несколько начальных байтов, причём нельзя заранее сказать, сколько именно. А вот что в Системе 360, что в z/Architecture длина кода команды однозначно определяется двумя старшими битами первого байта кода команды (1, 2 или 3 полуслова). То же касается положения полей номеров регистров и смещений в коде команды: имеется всего несколько вариантов; соответственно, схема выборки и декодирования команд и вычисления адресов операндов очень проста и не занимает, грубо говоря, половину процессора. Упрощается и жизнь программиста: в общем и целом, регистры имеют действительно общее назначение -- а в 8086 у них у всех назначение было разное, что с появлением IA-32 лишь было ослаблено, но не изжито полностью (и, естественно, тянется до сих пор для совместимости). Ужасна и системная архитектура с сегментами, дескрипторами и прочим -- недаром в реальных ОС почти все эти возможности не используются (и были выпилены AMD при разработке 64-разрядного расширения архитектуры). Полный идиотизм -- возможность считывания системной информации (адресов таблиц дескрипторов, кажется -- не помню подробности) из пользовательского кода, потому что соответствующие команды являются непривилегированными (из-за этого до появления специальной поддержки была невозможна реализация виртуальных машин -- а на Системе 370 для неё было достаточно обычной поддержки виртуальной памяти). Вот что PowerPC -- монстр, тут я согласен, но это совершенно другая архитектура.
Кстати говоря, 3270 не просто так появились. Стояла задача к одной относительно слабой машине подключать десятки, а то и сотни пользователей -- и эти терминалы успешно данную задачу решали, поскольку многие функции выполняли автономно, а не как, скажем, в PDP-11, она же СМ ЭВМ, где на каждое нажатие клавиши на терминале дёргался процессор машины -- что, естественно, сильно ограничивало возможности совместной работы. Скажем, когда кто-то на СМ-4 запускал компиляцию сколько-нибудь сложной программы, текстовые редакторы других пользователей начинали подтормаживать -- а для 3270 (он же ЕС-7927) тормоза возникали лишь в ситуациях, когда реально был нужен ответ машины, а не при простом редактировании текста, выполняемым чисто автономно. По сути, та же самая концепция реализуется современными веб-браузерами: пока ты на своём компе заполняешь формочку, удалённый сервер не дёргается, запрос ему отправляется лишь при нажатии тобой некоей кнопки.
И, между прочим, система команд PDP-11 и VAX-11 приятней, чем Системы 360, про интеловских ублюдков вообще молчу :) Но на системном уровне архитектура мэйнфреймов в общем и целом и мощнее, и стройнее.
И, кстати, про виртуализацию: на мэйнфреймах для неё не требовалось никакой специальной поддержки -- если она была, некоторые вещи ускорялись, но не более того. Ну а на IA-32 aka x86 без специальной поддержки она вообще невозможна в силу кривизны архитектуры. Вообще, архитектурно Интел за всю жизнь ничего вменяемого не сделал, похоже -- сплошь извраты и бег по граблям (которые потом мужественно преодолевались на уровне микроархитектуры).
Ну, понятно, что 486-й делал советские мэйнфреймы -- но это машины совсем разных эпох. Он точно так же уделает IBMовский мэйнфрейм конца 1970-х -- чему ЕС-1066 примерно соответствовала и по производительности, и по технологичности. Но я говорю про архитектуру, а не про конкретные реализации. Никакая суперсовременная персоналка даже близко не подойдёт по производительности к современному мэйнфрейму z/Architecture -- а они ж являются прямым продолжением Системы 360 и сохраняют совместимость снизу-вверх на уровне прикладного кода. Что же машин на базе GPU, то, думается, сравнение не совсем корректно: их "аналоги" на рассыпухе -- скорей, Cray и прочие суперкомпьютеры начала 80-х. Всё ж там упор на матричные вычисления и прочий SIMD; если задача не допускает распараллеливания, любой GPU сольёт по производительности даже отнюдь не блестящему по характеристикам обычному процу аналогичного технологического уровня.
Кстати, о памяти. Если в ЕС-1035 стояли К565РУ1 на 4 Кбита, и они постоянно дохли (спасал только контроль и коррекция с помощью кода Хэмминга), то в ЕС-1130 стояли уже К565РУ7 на 256 Кбит, если память не изменяет, -- и проблем не было, насколько помню, Вообще, у этой машины единственной реальной проблемой был её "пульт управления" на ублюдочной ЕС-1842 или как там её -- вот с этим дерьмом регулярно что-то случалось. Хотя, конечно, гонять тесты с персоналки было проще и удобней, чем с железного пульта ЕС-1035.
Ну, десятки киловатт жрала вся машина -- со всей кучей дисков, лент и прочая. Если сам процессор -- то поменьше (иногда сильно, иногда не очень сильно). Например, контроллер дисков ЕС-5551 весит полтонны и жрёт 1 кВА, каждый дисковод ЕС-5056 -- всего лишь 260 кг, но зато 1,5 кВА...
Ну, не плевать -- просто не мгновенно сгорят. Питание на выход, выдающий нуль, -- да, убивает. Из той же, в общем-то, серии. Новичкам, наверное, действительно проще с КМОПами современными экспериментировать -- они идиотоустойчивей :)
Ну, UNIVAC и прочая -- на лампах, а не на транзисторах. Может, нейросетка развлекается? :)))) (Ну а если школьник интересующийся -- пущай учит, ну а то, что глупость сморозил, -- фигня, все время от времени морозят.)
1) Как мне кажется, описывая принцип работы логического элемента, лучше б пояснить, что входной транзистор работает не транзистором, а просто связкой диодов (по сути, схема ТТЛ-элемента "в лоб" повторяет схему ДТЛ).
2) У эмиттерного повторителя на базе не делитель напряжения, как "правильно", а лишь резистор, подтягивающий базу к питанию. Тоже неплохо б было разжевать, почему.
Ну и спасибо за полезные статьи, интересующейся молодёжи поможет.
Что сам степпер 70-х был сильно проще, это понятно, но всё ж это не было оборудование, доступное чуть ли не каждому второму обладателю гаража (вот сейчас такой же степпер, пожалуй, действительно многие частные лица могли бы себе позволить -- правда, к нему ещё много что нужно). С Интелом пример интересный, но хотелось бы знать, что именно они на том оборудовании выпускали. Как понимаете, стоимость производства условной SN7400 и столь же условного i8080 сильно различалась: два десятка транзисторов и 5000 -- очень большая разница и в плане требований к оборудованию, и к исходным материалам, и в плане выхода годных кристаллов. И, опять-таки, вопрос "первопроходства": первый степпер, надо полагать, стоил намного дороже, чем он же, но поставленный на поток; ну а Интел первым в истории производителем микросхем не была. Ну а в СССР главной проблемой была полностью государственная экономика без какой-либо реальной конкуренции и частной инициативы; соответственно, развитие могло идти только в соответствии с решениями ЦК, а там далеко не всегда решения принимались правильные и своевременные (иначе б 91-го не было бы, но не будем углубляться в политику).
Ещё как требовало. Это сейчас тогдашнее оборудование кажется примитивным, а тогда... Ну и стоило оно соответствующе -- как и производимая на нём продукция.
Ну, производили ли микросхемы в Тбилиси, я не знаю -- вроде б нет (самолёты производили -- в войну там обстроили авиаремонтный завод, ну а после войны переоборудовали в авиастроительный, что вполне вписывалось в политику "индустриализации национальных окраин", но, прямо скажем, было довольно бессмысленным с экономической точки зрения: грузин банально слишком мало, чтоб полноценное авиапроизводство организовывать, особенно с учётом того, что почти все они заняты в сельском хозяйстве, причём последнее из-за климата куда-нибудь в Новосибирск перенести слегка затруднительно :) ). Но, скажем, 1800-ю серию делали в Вильнюсе, и она исчезла очень быстро по понятным причинам, про Баку Вы упомянули, а были и Минск, и Киев, и Воронеж, и ещё десятка два, если не больше, городов...
Возможно, действительно, связано с приёмкой. Про нашу "золотую" ЕС-1035 говорили, что она "военная", хотя это было сугубо гражданское предприятие (ВЦ швейной фабрики). Ещё есть мысль, что надёжность могла зависеть от производителя микросхем. 155-ю серию производил много кто -- и не факт, что всё достаточно качественно. (В авиастроении точно была эта проблема: Су-25 тбилисского производства были ужасны, ибо местные рабочие половину года были заняты своими виноградниками, а не какими-то там самолётами :) ).
Кстати, круглосуточная эксплуатация должна б уменьшать количество проблем: компоненты предпочитают сгорать в момент включения/выключения...
Да, в этом справочном листке указаны такие задержки, а для питания 15 В -- вообще 20 нс, т.е. уже на уровне 155-й серии -- "но есть нюанс" :) . В любом случае спасибо, что поделились; я обычно использую печатный справочник или смотрю буржуйские даташиты, ибо на отечественные не всегда просто найти. А теперь о нюансах.
Во-первых, сама серия -- более поздняя по сравнению со 155-й, поэтому делать на ней первые ЕСки не могли физически. Во-вторых, буржуи (и наши печатные справочники) указывают для 5-вольтового питания трёхзначные времена -- надо полагать, не просто так. Сейчас вот глянул в другой справочник, небезызвестное "Шило" (раз Вы родом из тех времён, о нём знать должны), и он пишет, цитирую: "Поэтому для усовершенствованных серий К561 (аналог -- серия CD4000B) при Uи.п. = 15 В типовое значение времени tзд.р.,ср = 50 нс на логический элемент...". Отсюда видно, что даже при 15-вольтовом питании задержка была в 2 с лишним раза больше 155-й серии -- а поскольку приведённый Вами справочный листок указывает 20 нс для тех же условий, резонно предположить, что технологию к тому времени усовершенствовали, и листок описывает микросхему примерно середины 1990-х, а Шило -- 1980-х. Ну а в-третьих, обратите внимание: и Шило, и Ваш листок указывают, что это типичное время. Правда, в листке и максимальное время указано то же самое -- и это крайне подозрительно (не может типичное и максимальное быть одинаковым, так как максимальное учитывает наихудшие возможные условия, ну а типичное... оно типичное -- для комнатной температуры и всё такое). Теперь посмотрим на даташит на SN7400 от TI:
Мы видим, что типичное время -- 11 нс, а 22 нс -- это максимальное, т.е. гарантированное во всём диапазоне условий эксплуатации. Т.е. ТТЛ по-прежнему ощутимо впереди даже при напряжении питания КМОП в три раза выше.
Насчёт надёжности. Не знаю, почему в Вашем случае были такие проблемы; вообще-то эти машины были очень даже надёжными (недаром их вояки для себя тоже заказывали -- эксплуатировали, в частности, на нескольких кораблях). Я сам имел дело с несколькими СМками (их электронная часть была выполнена, главным образом, на 155, 555 и 531 сериях), а также с ЕС-1035 и ЕС-1130 (элементная база -- главным образом, 500 серия). Отказы микросхем были единичными в течение года или даже лет. Так, в процессоре одной из СМ-1420 за те ~10 лет, что я знаю (начинал на ней работать, в дальнейшем работал уже в других местах, но контакты с народом сохранял) сдохла всего одна микросхема -- если не изменяет память, КР531ИП4 (в диспетчере памяти, MMU по-буржуйски). В ЕС-1130 за 3,5 года сдохла одна микропроцессорная секция К1800ВС1; вот в процессе наладки машины после установки сдохло несколько микросхем малой и средней степени интеграции, но после их замены проблем не возникало. В ЕС-1035 постоянно (раз в месяц, грубо говоря) дохли микросхемы памяти К565РУ1 -- МОП, между прочим :) Какое-то количество микросхем ЭСЛ тоже сдохло за несколько лет, что я работал, но очень небольшое, и машины почти всегда были готовы к эксплуатации немедленно после включения и загрузки микропрограмм. Вот с чем действительно были проблемы, но только у одной из двух ЕС-1035 -- это с неконтактами в разъёмах. Во второй машине разъёмы были золотыми, и там ни малейших проблем не возникало, ну а первую регулярно приходилось пинать (в буквальном смысле).
Что же до защитных диодов, то они и в ТТЛ есть, гляньте на схемы элементов в том же Шиле, например. Да и сам входной транзистор работает не транзистором, а связкой диодов... Вот что ТТЛ действительно сильно не любят -- это КЗ выходов на землю. Например, в выходном каскаде 155-й серии (из Шила как раз) я наблюдаю резистор в 130 Ом; если возьмём напряжение 4 В (около вольта упадёт на диоде и транзисторе, поэтому 4, а не 5), то при КЗ получим ток больше 30 мА -- в два раза больше предельно допустимого.
ADD. Посмотрел повнимательней даташит на ту CD4000, что кидал первый раз, и вот что увидел в самом её начале:
Как видите, в шапке документа указано типичное время в 60 нс при 10 В -- а дальше, в таблице, для тех же 10 В указано максимальное время -- в два раза больше:
1) Информация -- из справочника. На приведённом сайте не указано напряжение питания, для которого указана задержка -- у КМОПов эти величины прямо связаны (больше напряжение -- быстрее заряжаются/разряжаются затворы транзисторов). А вот что указано в первом попавшемся даташите на CD4000:
Как видите, задержки очень большие, от 250 нс и выше -- при напряжении 5 В, т. е. таком же, как штатное напряжение 155-й серии. Да, можно повысить, задержки уменьшатся, но всё равно останутся намного выше:
Именно этим объясняется, почему в сколько-нибудь производительных вычислительных машинах древности КМОП-микросхемы не использовались, только ТТЛ или ЭСЛ.
2) Низкая стойкость к статике -- это как раз проблема МОП-транзисторов, а соответственно, и микросхем, а не биполярных; те (для своего технологического уровня) существенно более стойкие. Возможно, современные КМОПы устойчивей ТТЛ 50-летней давности, но это, извините, совсем другой уровень технологий. Ну и, в любом случае, отказов из-за статики не припоминаю вообще -- а у МОП бывали, хоть и нечасто.
3) Никаких проблем с "побаловаться логикой" на 155-й серии нет -- во всяком случае, их не больше, чем с КМОПами. Другое дело, что некоторые (не чисто цифровые) схемы могут не работать -- скажем, схема генератора, рассчитанная на КМОП, не заработает, если использовать ТТЛ или ЭСЛ. Цифровые же схемы будут работать всегда, пока соблюдаются требуемые микросхемам условия (напряжение питания, уровни логических сигналов и т.п.).
4) Вообще-то моя писанина -- про то, как микросхемы использовались в реальных машинах начала 1970-х, а не как можно побаловаться сейчас.
Часть (в частности, "Процессор ЕС-1020") стащил с тогдашней работы -- благо, никому это уже не требовалось. Часть покупал в советских ещё магазинах, пару книг купил уже в букинистическом в постсоветское время. В общем, всё, что попадалось по тематике, брал.
Ну, тогда б они дохли пачками, а они отбрасывали копыта строго по одной. Так что вряд ли дело было в напряжении смещения.
Позвольте не согласиться :) В именно мэйнфреймовых процах, ведущих свою генеалогию от Системы 360, почти всё стройно, чётко и понятно до сих пор, хотя их расширяли многократно -- начиная с той же системы команд и её кодирования. Попробуйте, например, определить длину кода команды для IA-32: она может составлять от 1 до 15 байтов включительно, и для определения необходимо проанализировать несколько начальных байтов, причём нельзя заранее сказать, сколько именно. А вот что в Системе 360, что в z/Architecture длина кода команды однозначно определяется двумя старшими битами первого байта кода команды (1, 2 или 3 полуслова). То же касается положения полей номеров регистров и смещений в коде команды: имеется всего несколько вариантов; соответственно, схема выборки и декодирования команд и вычисления адресов операндов очень проста и не занимает, грубо говоря, половину процессора. Упрощается и жизнь программиста: в общем и целом, регистры имеют действительно общее назначение -- а в 8086 у них у всех назначение было разное, что с появлением IA-32 лишь было ослаблено, но не изжито полностью (и, естественно, тянется до сих пор для совместимости). Ужасна и системная архитектура с сегментами, дескрипторами и прочим -- недаром в реальных ОС почти все эти возможности не используются (и были выпилены AMD при разработке 64-разрядного расширения архитектуры). Полный идиотизм -- возможность считывания системной информации (адресов таблиц дескрипторов, кажется -- не помню подробности) из пользовательского кода, потому что соответствующие команды являются непривилегированными (из-за этого до появления специальной поддержки была невозможна реализация виртуальных машин -- а на Системе 370 для неё было достаточно обычной поддержки виртуальной памяти). Вот что PowerPC -- монстр, тут я согласен, но это совершенно другая архитектура.
Кстати говоря, 3270 не просто так появились. Стояла задача к одной относительно слабой машине подключать десятки, а то и сотни пользователей -- и эти терминалы успешно данную задачу решали, поскольку многие функции выполняли автономно, а не как, скажем, в PDP-11, она же СМ ЭВМ, где на каждое нажатие клавиши на терминале дёргался процессор машины -- что, естественно, сильно ограничивало возможности совместной работы. Скажем, когда кто-то на СМ-4 запускал компиляцию сколько-нибудь сложной программы, текстовые редакторы других пользователей начинали подтормаживать -- а для 3270 (он же ЕС-7927) тормоза возникали лишь в ситуациях, когда реально был нужен ответ машины, а не при простом редактировании текста, выполняемым чисто автономно. По сути, та же самая концепция реализуется современными веб-браузерами: пока ты на своём компе заполняешь формочку, удалённый сервер не дёргается, запрос ему отправляется лишь при нажатии тобой некоей кнопки.
И, между прочим, система команд PDP-11 и VAX-11 приятней, чем Системы 360, про интеловских ублюдков вообще молчу :) Но на системном уровне архитектура мэйнфреймов в общем и целом и мощнее, и стройнее.
И, кстати, про виртуализацию: на мэйнфреймах для неё не требовалось никакой специальной поддержки -- если она была, некоторые вещи ускорялись, но не более того. Ну а на IA-32 aka x86 без специальной поддержки она вообще невозможна в силу кривизны архитектуры. Вообще, архитектурно Интел за всю жизнь ничего вменяемого не сделал, похоже -- сплошь извраты и бег по граблям (которые потом мужественно преодолевались на уровне микроархитектуры).
Ну, понятно, что 486-й делал советские мэйнфреймы -- но это машины совсем разных эпох. Он точно так же уделает IBMовский мэйнфрейм конца 1970-х -- чему ЕС-1066 примерно соответствовала и по производительности, и по технологичности. Но я говорю про архитектуру, а не про конкретные реализации. Никакая суперсовременная персоналка даже близко не подойдёт по производительности к современному мэйнфрейму z/Architecture -- а они ж являются прямым продолжением Системы 360 и сохраняют совместимость снизу-вверх на уровне прикладного кода. Что же машин на базе GPU, то, думается, сравнение не совсем корректно: их "аналоги" на рассыпухе -- скорей, Cray и прочие суперкомпьютеры начала 80-х. Всё ж там упор на матричные вычисления и прочий SIMD; если задача не допускает распараллеливания, любой GPU сольёт по производительности даже отнюдь не блестящему по характеристикам обычному процу аналогичного технологического уровня.
Кстати, о памяти. Если в ЕС-1035 стояли К565РУ1 на 4 Кбита, и они постоянно дохли (спасал только контроль и коррекция с помощью кода Хэмминга), то в ЕС-1130 стояли уже К565РУ7 на 256 Кбит, если память не изменяет, -- и проблем не было, насколько помню, Вообще, у этой машины единственной реальной проблемой был её "пульт управления" на ублюдочной ЕС-1842 или как там её -- вот с этим дерьмом регулярно что-то случалось. Хотя, конечно, гонять тесты с персоналки было проще и удобней, чем с железного пульта ЕС-1035.
А я, наоборот, после ЕСок и СМок от ПК дико плевался: архитектурно они жуткие уроды -- что процессор, что компьютер в целом.
Да, насчёт необходимости подтягивания базы транзистора к земле в ДТЛ Вы, конечно, правы:
В отличие от ТТЛ, где с этим справляется входной транзистор:
Ну, десятки киловатт жрала вся машина -- со всей кучей дисков, лент и прочая. Если сам процессор -- то поменьше (иногда сильно, иногда не очень сильно). Например, контроллер дисков ЕС-5551 весит полтонны и жрёт 1 кВА, каждый дисковод ЕС-5056 -- всего лишь 260 кг, но зато 1,5 кВА...
Ну, не плевать -- просто не мгновенно сгорят. Питание на выход, выдающий нуль, -- да, убивает. Из той же, в общем-то, серии. Новичкам, наверное, действительно проще с КМОПами современными экспериментировать -- они идиотоустойчивей :)
В аналоговом режиме -- да. В чисто цифровом -- принципиально не отличается от ДТЛ. Хотя могу быть не прав, в аналоговой электронике не силён :)
Ну, UNIVAC и прочая -- на лампах, а не на транзисторах. Может, нейросетка развлекается? :)))) (Ну а если школьник интересующийся -- пущай учит, ну а то, что глупость сморозил, -- фигня, все время от времени морозят.)
К 155-й -- скорей, 555 и 531, а 1533 -- это уже к 555 (а 1531 -- к 531). Но вообще, мы там дискутировали про КМОП и ТТЛ.
В порядке придирок :)
1) Как мне кажется, описывая принцип работы логического элемента, лучше б пояснить, что входной транзистор работает не транзистором, а просто связкой диодов (по сути, схема ТТЛ-элемента "в лоб" повторяет схему ДТЛ).
2) У эмиттерного повторителя на базе не делитель напряжения, как "правильно", а лишь резистор, подтягивающий базу к питанию. Тоже неплохо б было разжевать, почему.
Ну и спасибо за полезные статьи, интересующейся молодёжи поможет.
Что сам степпер 70-х был сильно проще, это понятно, но всё ж это не было оборудование, доступное чуть ли не каждому второму обладателю гаража (вот сейчас такой же степпер, пожалуй, действительно многие частные лица могли бы себе позволить -- правда, к нему ещё много что нужно). С Интелом пример интересный, но хотелось бы знать, что именно они на том оборудовании выпускали. Как понимаете, стоимость производства условной SN7400 и столь же условного i8080 сильно различалась: два десятка транзисторов и 5000 -- очень большая разница и в плане требований к оборудованию, и к исходным материалам, и в плане выхода годных кристаллов. И, опять-таки, вопрос "первопроходства": первый степпер, надо полагать, стоил намного дороже, чем он же, но поставленный на поток; ну а Интел первым в истории производителем микросхем не была. Ну а в СССР главной проблемой была полностью государственная экономика без какой-либо реальной конкуренции и частной инициативы; соответственно, развитие могло идти только в соответствии с решениями ЦК, а там далеко не всегда решения принимались правильные и своевременные (иначе б 91-го не было бы, но не будем углубляться в политику).
Ещё как требовало. Это сейчас тогдашнее оборудование кажется примитивным, а тогда... Ну и стоило оно соответствующе -- как и производимая на нём продукция.
Ну, производили ли микросхемы в Тбилиси, я не знаю -- вроде б нет (самолёты производили -- в войну там обстроили авиаремонтный завод, ну а после войны переоборудовали в авиастроительный, что вполне вписывалось в политику "индустриализации национальных окраин", но, прямо скажем, было довольно бессмысленным с экономической точки зрения: грузин банально слишком мало, чтоб полноценное авиапроизводство организовывать, особенно с учётом того, что почти все они заняты в сельском хозяйстве, причём последнее из-за климата куда-нибудь в Новосибирск перенести слегка затруднительно :) ). Но, скажем, 1800-ю серию делали в Вильнюсе, и она исчезла очень быстро по понятным причинам, про Баку Вы упомянули, а были и Минск, и Киев, и Воронеж, и ещё десятка два, если не больше, городов...
Возможно, действительно, связано с приёмкой. Про нашу "золотую" ЕС-1035 говорили, что она "военная", хотя это было сугубо гражданское предприятие (ВЦ швейной фабрики). Ещё есть мысль, что надёжность могла зависеть от производителя микросхем. 155-ю серию производил много кто -- и не факт, что всё достаточно качественно. (В авиастроении точно была эта проблема: Су-25 тбилисского производства были ужасны, ибо местные рабочие половину года были заняты своими виноградниками, а не какими-то там самолётами :) ).
Кстати, круглосуточная эксплуатация должна б уменьшать количество проблем: компоненты предпочитают сгорать в момент включения/выключения...
Да, в этом справочном листке указаны такие задержки, а для питания 15 В -- вообще 20 нс, т.е. уже на уровне 155-й серии -- "но есть нюанс" :) . В любом случае спасибо, что поделились; я обычно использую печатный справочник или смотрю буржуйские даташиты, ибо на отечественные не всегда просто найти. А теперь о нюансах.
Во-первых, сама серия -- более поздняя по сравнению со 155-й, поэтому делать на ней первые ЕСки не могли физически. Во-вторых, буржуи (и наши печатные справочники) указывают для 5-вольтового питания трёхзначные времена -- надо полагать, не просто так. Сейчас вот глянул в другой справочник, небезызвестное "Шило" (раз Вы родом из тех времён, о нём знать должны), и он пишет, цитирую: "Поэтому для усовершенствованных серий К561 (аналог -- серия CD4000B) при Uи.п. = 15 В типовое значение времени tзд.р.,ср = 50 нс на логический элемент...". Отсюда видно, что даже при 15-вольтовом питании задержка была в 2 с лишним раза больше 155-й серии -- а поскольку приведённый Вами справочный листок указывает 20 нс для тех же условий, резонно предположить, что технологию к тому времени усовершенствовали, и листок описывает микросхему примерно середины 1990-х, а Шило -- 1980-х. Ну а в-третьих, обратите внимание: и Шило, и Ваш листок указывают, что это типичное время. Правда, в листке и максимальное время указано то же самое -- и это крайне подозрительно (не может типичное и максимальное быть одинаковым, так как максимальное учитывает наихудшие возможные условия, ну а типичное... оно типичное -- для комнатной температуры и всё такое). Теперь посмотрим на даташит на SN7400 от TI:
Мы видим, что типичное время -- 11 нс, а 22 нс -- это максимальное, т.е. гарантированное во всём диапазоне условий эксплуатации. Т.е. ТТЛ по-прежнему ощутимо впереди даже при напряжении питания КМОП в три раза выше.
Насчёт надёжности. Не знаю, почему в Вашем случае были такие проблемы; вообще-то эти машины были очень даже надёжными (недаром их вояки для себя тоже заказывали -- эксплуатировали, в частности, на нескольких кораблях). Я сам имел дело с несколькими СМками (их электронная часть была выполнена, главным образом, на 155, 555 и 531 сериях), а также с ЕС-1035 и ЕС-1130 (элементная база -- главным образом, 500 серия). Отказы микросхем были единичными в течение года или даже лет. Так, в процессоре одной из СМ-1420 за те ~10 лет, что я знаю (начинал на ней работать, в дальнейшем работал уже в других местах, но контакты с народом сохранял) сдохла всего одна микросхема -- если не изменяет память, КР531ИП4 (в диспетчере памяти, MMU по-буржуйски). В ЕС-1130 за 3,5 года сдохла одна микропроцессорная секция К1800ВС1; вот в процессе наладки машины после установки сдохло несколько микросхем малой и средней степени интеграции, но после их замены проблем не возникало. В ЕС-1035 постоянно (раз в месяц, грубо говоря) дохли микросхемы памяти К565РУ1 -- МОП, между прочим :) Какое-то количество микросхем ЭСЛ тоже сдохло за несколько лет, что я работал, но очень небольшое, и машины почти всегда были готовы к эксплуатации немедленно после включения и загрузки микропрограмм. Вот с чем действительно были проблемы, но только у одной из двух ЕС-1035 -- это с неконтактами в разъёмах. Во второй машине разъёмы были золотыми, и там ни малейших проблем не возникало, ну а первую регулярно приходилось пинать (в буквальном смысле).
Что же до защитных диодов, то они и в ТТЛ есть, гляньте на схемы элементов в том же Шиле, например. Да и сам входной транзистор работает не транзистором, а связкой диодов... Вот что ТТЛ действительно сильно не любят -- это КЗ выходов на землю. Например, в выходном каскаде 155-й серии (из Шила как раз) я наблюдаю резистор в 130 Ом; если возьмём напряжение 4 В (около вольта упадёт на диоде и транзисторе, поэтому 4, а не 5), то при КЗ получим ток больше 30 мА -- в два раза больше предельно допустимого.
ADD. Посмотрел повнимательней даташит на ту CD4000, что кидал первый раз, и вот что увидел в самом её начале:
Как видите, в шапке документа указано типичное время в 60 нс при 10 В -- а дальше, в таблице, для тех же 10 В указано максимальное время -- в два раза больше:
1) Информация -- из справочника. На приведённом сайте не указано напряжение питания, для которого указана задержка -- у КМОПов эти величины прямо связаны (больше напряжение -- быстрее заряжаются/разряжаются затворы транзисторов). А вот что указано в первом попавшемся даташите на CD4000:
Как видите, задержки очень большие, от 250 нс и выше -- при напряжении 5 В, т. е. таком же, как штатное напряжение 155-й серии. Да, можно повысить, задержки уменьшатся, но всё равно останутся намного выше:
Именно этим объясняется, почему в сколько-нибудь производительных вычислительных машинах древности КМОП-микросхемы не использовались, только ТТЛ или ЭСЛ.
2) Низкая стойкость к статике -- это как раз проблема МОП-транзисторов, а соответственно, и микросхем, а не биполярных; те (для своего технологического уровня) существенно более стойкие. Возможно, современные КМОПы устойчивей ТТЛ 50-летней давности, но это, извините, совсем другой уровень технологий. Ну и, в любом случае, отказов из-за статики не припоминаю вообще -- а у МОП бывали, хоть и нечасто.
3) Никаких проблем с "побаловаться логикой" на 155-й серии нет -- во всяком случае, их не больше, чем с КМОПами. Другое дело, что некоторые (не чисто цифровые) схемы могут не работать -- скажем, схема генератора, рассчитанная на КМОП, не заработает, если использовать ТТЛ или ЭСЛ. Цифровые же схемы будут работать всегда, пока соблюдаются требуемые микросхемам условия (напряжение питания, уровни логических сигналов и т.п.).
4) Вообще-то моя писанина -- про то, как микросхемы использовались в реальных машинах начала 1970-х, а не как можно побаловаться сейчас.
Часть (в частности, "Процессор ЕС-1020") стащил с тогдашней работы -- благо, никому это уже не требовалось. Часть покупал в советских ещё магазинах, пару книг купил уже в букинистическом в постсоветское время. В общем, всё, что попадалось по тематике, брал.