PiDP-11 — свежий взгляд во времена «Большого железа»

PiDP-11 – это современная реплика выдающегося микрокомпьютера PDP-11, разработанного Digital Equipment Corporation. В самом начале своей истории, когда они еще не стояли в каждом доме и уж тем более не умещались в карман, компьютеры были огромными, можно даже сказать пугающими устройствами, которые порой занимали целые комнаты и использовались только в университетах и корпорациях. Серия PDP в этом плане стала неким переходным звеном, сделавшим компьютеры более доступными для рядовых пользователей.

Историческая справка

Аббревиатура PDP означает Programmed Data Processor. Эта необычная линейка компьютеров производилась с 1957 по 1990 годы. Каждая модель нумеровалась последовательно от 1 до 16 (пропущены были только PDP-2 и несчастливое число 13). Самыми запоминающимися стали PDP-1, PDP-8 и PDP-11. PDP-11 был первым 16-битным компьютером компании DEC, стоившим на момент выпуска в 1970 году $20 000. Согласно общим данным, за всю его историю было продано около 600 000 экземпляров. При этом его выбирали для разработки множества передовых вычислительных проектов, включая создание UNIX и языка программирования Си. В конечном итоге почтенный PDP-11 был вытеснен 32-битным миникомпьютером VAX.

Примечание ред.: микрокомпьютеры PDP-11 производились даже в СССР, о чем можно подробнее прочесть в Википедии ^[1].

Рождение реплики

Проект PiDP-11 стал для меня подарком на день рождения. Я всегда почитал ранние системы мейнфреймов, или как их еще называли «Большое железо», которые стояли у истоков информационной революции, и мне страстно хотелось иметь в своей коллекции некий символ этой важнейшей эры развития технологий.

Набор PiDP-11 был разработан Оскаром Вермёленом ^[2]. Причем купить, как в магазине, такой комплект не получится. Нужно оставлять заявку в очереди и ожидать поставки. В моем случае ожидание оказалось недолгим, и достаточно скоро на почту пришло уведомление, что к отправке готовится очередная партия. Оплатив набор и дождавшись его прибытия из Швейцарии, я был готов приступить к сборке.

Высококачественный комплект прибыл без каких-либо проблем

Этот набор порадовал меня в нескольких отношениях: во-первых, я хотел красивую реплику PDP-11; во-вторых, мне хотелось полюбоваться его мигающими огоньками; в-третьих, мне не терпелось реализовать свой первый проект на Raspberry Pi; и наконец, мне нужно было попрактиковаться в пайке. Все эти цели мне удалось реализовать в обратном порядке.

Посмотрев серию видео-инструкций ^[3] и следуя руководству Оскара ^[4], я был готов начать с пассивных компонентов. Установив и закрепив малярным скотчем диоды с резисторами, я перевернул плату и начал паять. На моем опыте уже были проекты с планарным монтажом деталей и их установкой в отверстия, но всегда в небольшом количестве. Этот же проект позволил мне полноценно насладиться работой с паяльником.

По неопределенной причине в моем комплекте не хватало резисторов на 330Ом. У меня в заначке были близкие по характеристике, но я не был уверен, насколько важно точное соответствие оригинальному сопротивлению. Рассмотрев плату, я понял, что резисторы подключались к светодиодам. Проконсультировавшись онлайн, я выяснил, что допускается отклонение сопротивления в разумном диапазоне, хотя это может сказаться на яркости свечения. В итоге я решил воспользоваться поводом и пополнить домашний запас деталей, заказав универсальный комплект резисторов, включая нужные мне с сопротивлением 330Ом.

Диоды и резисторы крупным планом

Далее я вставил светодиоды с проставками и выровнял их на плате согласно руководству. Затем установил пару поворотных энкодеров, гнездо для микросхемы и коннектор Pi (сзади).

Пассивные компоненты после установки

Оборотная сторона с установленным коннектором Pi

Добыча Raspberry Pi и установка ПО

Теперь можно было переходить к тестированию. Для этого требовалось настроить Raspberry Pi. В моих краях есть всего один магазин электроники, и я решил поинтересоваться, какие варианты Pi и сопутствующие комплектующие они могут предложить. По причине, как мне показалось, ошибки в цене (о чем я сообщил продавцам) мне удалось купить Pi 3 Model B дешевле, чем стандартный Pi 3. К своей удаче, я также приобрел подходящий блок питания и карту памяти на 16Гб.

Следуя инструкциям на сайте Raspberry Pi ^[5], можно без проблем установить Raspbian OS на флешку и запустить Pi. Далее по предоставленной Оскаром ссылке ^[6] я скачал файлы, необходимые для эмуляции PDP-11. По результатам описанного в документации процесса тестирования я остался доволен.

С установленным Raspberry Pi

Проверка светодиодов и установка ПО

Завершение сборки и запуск «с ключа»

Далее нужно было разобраться с переключателями. Из инструкции стало понятно, что с их выравниванием придется повозиться. Особых проблем у меня не возникло, но и без сложностей не обошлось. Для этого процесса используются две направляющих: верхняя и нижняя. Нижняя помогает правильно расположить переключатели по их местам, а верхняя позволяет выровнять зазоры, чтобы после припаивания их не покосило. С помощью хомутов эти направляющие стягиваются, фиксируя все в правильном положении.

Выравнивание переключателей

После пайки

В завершении я занялся корпусом. Сам корпус и передняя панель изготовлены добротно и отлично дополняют комплект. Некоторая сложность возникла только с прикручиванием платы и лицевой панели, так как комбинация проставок и болтов с гайками оказалась не самая удобная. Тем не менее в конечном итоге все выглядело отлично.

По умолчанию фронтальный выключатель не подсоединен, но плата сконфигурирована так, что ключ может либо отключать питание 5В, либо давать программную команду на выключение Raspberry Pi. Решив сперва поэкспериментировать, я припаял два провода к этому выключателю и установил в обоих местах платы винтовые клеммы. Далее я вмонтировал в боковину корпуса цилиндрический разъем и установил еще один винтовой зажим для подачи 5В в обход подключения питания Raspberry Pi через microUSB.

Провода, припаянные к переключателю с ключом. Их длины достаточно, чтобы подключиться либо к программному выключателю, либо к месту отключения питания на плате. Сбоку вмонтирован цилиндрический разъем 5В

Сначала я поэкспериментировал с вариантом отключения через программное обеспечение. Путем проб и ошибок я выяснил, в какую сторону нужно поворачивать ключ для нужного эффекта, но в этом случае после нажатия выключателя Halt нужно поворачивать ключ для выполнения соответствующей команды shutdown -h now, после чего уже происходит полноценное отключение Pi.

Этот вариант мне не очень понравился, и в итоге я предпочел использовать ключ для отключения питания разъема на плате. Таким образом, мне удалось задействовать «секретный» выключатель PiDP-11, активируемый нажатием поворотного энкодера, после чего отключать питание Pi ключом. К тому же, очень занятно запускать устройство с ключа. Поскольку Pi автоматически выполняет загрузку на мигающий дисплей, то с ним вполне удобно работать без клавиатуры и экрана.

Готов к работе. Включается/отключается ключом и при необходимости использует SSH для обращения к Pi

Возможные доработки

Я попробовал установить в заднюю панель коннекторы для вывода портов питания, USB, HDMI И Ethernet, но в итоге зазор крышки оказался недостаточным, и полноценно она не закрывалась.

Тем не менее на достигнутом я останавливаться не планирую. Можно еще активировать последовательное соединение для подключения к эмулятору PDP-11 терминала, ну и определенно я продолжу изучать программное обеспечение PDP и Raspberry Pi. Смысл любого любительского набора – мастерить и учиться. А с помощью этого прекрасного экспоната из 70-х я смогу заниматься и тем и другим.

Автор: Дмитрий Брайт

Источник ^[7]