K1520-Standard

(Alias K 1520 Standard, K1520 Standard)

K1520 war ein Standard, der ein Bussystem für 8-Bit-Rechner beschrieb (also ähnlich wie ISA oder PCI bei den PCs). Im Standard waren vorrangig die elektrischen Eigenschaften der einzelnen Signal-Leitungen, aber auch die Belegung der Steckverbinder zur Rückverdrahtung, festgelegt. K1520 entstand 1979 als Nachfolger des K1510-Systems. Auf den K1520-Standard aufbauend wurden von verschiedenen Herstellern (hauptsächlich aber Robotron) die K1520-Platinen entwickelt. Aus ihnen wurde bis Anfang der 1990er Jahre von Robotron und von anderen Herstellern eine Vielzahl verschiedener K1520-Computer aufgebaut. Bekannteste Rechner sind die Bürocomputer A5110, A5120 und A5130. Die Jahresproduktion an K1520-Platinen belief sich allein 1987 auf 3000 Module. Ein Spitzenwert, der in der DDR von keinem anderen Rechnersystem jemals überboten wurde.

K1520 basiert auf einem 8-Bit-Datenbus und einem 16-Bit-Adressbus und war damit vorrangig für den Prozessor U880 sowie für 8-Bit-Einchip-Mikrorechner geeignet. Typische Peripherieschaltkreise der Platinen waren der U855, U856 und U857.

Alle K1520-Platinen wurden in eine Rückverdrahtungseinheit (Sloteinheit, Backplane) gesteckt, die die Verbindung der Platinen und die Stromzufuhr übernahm. K1520 benutzte grundlegend 1 Steckverbinder (Systembus), der (bis auf geringe Ausnahmen) alle Platinenslots parallel durchlief. Bei NANOS-Platinen (Europakarten) gab es auch nur diesen einen Steckverbinder. Bei den klassischen K1520-Platinen (Doppel-Europakarte mit metrischer Bauteilbemaßung) gab es noch einen weiteren Steckverbinder, den sogenannten Koppelbus. Seine Anschlussbelegung war nicht standardisiert und konnte für beliebige zusätzliche Verbindungen (in Form von Wickelverbindungen) zwischen einzelnen Platinen genutzt werden. Beispielsweise um die Bauteile von Baugruppen, die nicht auf 1 Platinen passten, auf 2 Platinen aufzuteilen. Außerdem wurde der Koppelbus auch teilweise als Interface-Stecker benutzt, beispielsweise bei der AUP-Karte oder der Bildschirmkarte des Messcomputers PSA1305. Platinen, die den Koppelbus benutzten, waren damit auf 1 Steckplatz fixiert.


Steckverbinder

Es sind 3 Arten von Steckverbindern für K1520-Systeme bekannt:

Anschlussbelegung des Systembus

SignalnamePinPinSignalname
5P C29A295P
12P C28A2812P
/BAI C27A27/BAO
/HALT C26A26/M1
/RDY C25A25/RFSH
/IORQ C24A24/WAIT
/INT C23A23/NMI
00 C22A22/IODI
00 C21A21TAKT
/BUSRQC20A20/RESET
AB1 C19A19AB0
AB3 C18A18AB2
AB5 C17A17AB4
AB7 C16A16AB6
5N C15A155N
AB9 C14A14AB8
AB11 C13A13AB10
AB13 C12A12AB12
AB15 C11A11AB14
/IEI C10A10/IEO
/MEMDIC9 A9 /MREQ
/RD C8 A8 /WR
DB0 C7 A7 DB1
DB2 C6 A6 DB3
DB4 C5 A5 DB5
DB6 C4 A4 DB7
5PG C3 A3 5PG
00 C2 A2 00
00 C1 A1 00

Bei EFS58-Stecker oder bei direktem Stecker gilt "B" statt "C".


Rückverdrahtung und Stromschleifen

(Alias: daisy chain)

Die Rückverdrahtungseinheiten bestanden aus Platinenschächten (Slots), in die die Platinen gesteckt wurden und an deren Ende der Steckverbinder für den Systembus und ggf. für den Koppelbus lag.
Robotron verwendete meist Rückverdrahtungseinheiten für 5, 7 oder 11 Platinen. In Ausnahmefällen gab es auch Sloteinheiten für noch mehr Platinen. Reichte dies immer noch nicht, konnten über Busverstärker mehrere Sloteinheiten miteinander gekoppelt werden.


Rückverdrahtungseinheit mit Platinen

Die Bus-Steckverbinder saßen meist auf einer gemeinsamen Leiterplatte auf der Rückverdrahtungseinheit. Bei älteren Modellen wurden die Slotstecker dagegen z.T. noch komplett mit Drähten untereinander verkabelt. Die meisten Signalleitungen lagen parallel auf allen Slots an. Dadurch war es generell möglich, jede Platine in jeden Slot zu stecken.

Allerdings gab es Ausnahmen. So existierten 2 Stromschleifen, die beide in der ZRE begannen, alle vorhandenen Platinen durchliefen und wieder in der ZRE endeten. Die eine Schleife war die Interruptkette (IEI / IEO, Pins C10 und A10). Sie legte fest, in welcher Reihenfolge bei mehreren gleichzeitigen Anforderungen von Controllern (Interrupts) die Interrupts abgearbeitet werden sollten. Die andere Stromschleife betraf den Speicherzugriff (BAI / BAO, Pins C27 und A27) bei DMA-Zugriffen.

Beide Stromschleifen durften keine Unterbrechung haben, ansonsten bootete der Rechner nicht. Slots, in denen keine Platine steckte, wurden entweder von der Stromschleife nicht durchlaufen oder waren durch einen Draht (Wickelbrücke) überbrückt.
Platinen, die keine Interrupts benutzten, realisierten immer intern eine Brücke zwischen BAI und BAO. Für Testzwecke kann der Slot einer entfernten Platine daher notfalls durch eine zusätzliche Bildschirmkarte geschlossen werden.

Soll ein leerer Slot mit einer zusätzlichen Platine bestückt werden, ist als erstes festzustellen, ob die Platine einen Interrupt benötigt. Dies ist praktisch bei allen Platinen außer RAM-Karten, ROM-Karten und Bildschirmkarten der Fall. Daraufhin ist die Stromschleife entweder auf den betreffenden Slot auszudehnen bzw. der Überbrückungsdraht zu entfernen.


Beispiel

Verdeutlichen wir uns das ganze anhand der Rückverdrahtungseinheit der Sparkassenvariante des Computers K8924.


Rückverdrahtungseinheit des K8924. Blau die Leiterzüge, rot die Drähte

Die Interruptschleife (untere Kette, Pin 10) beginnt an der ZRE, durchläuft die AUP-Karte (die Interrupts benutzt), geht durch die ASS-Karte (die ebenfalls Interrupts benutzt), durchläuft die AHL-Karte (die ebenfalls Interrupts benutzt), geht dann zur AFS-Karte (die ebenfalls Interrupts benutzt), ist bei den Platinen OPS1, OSS und ABS1 überbrückt (da diese Platinen keine Interrupts brauchen), läuft durch die ABS2-Karte (die einen Interrupt benutzen könnte, was Sie aber nicht tut) und geht zurück zur ZRE.
Die Slots 10 und 11 hängen nicht in der Kette, können also maximal für RAM-Karten und Bildschirmkarten benutzt werden. Ersteres ist auch der Fall, denn dort stecken die RAM-Karten OPS2 und OPS3.
Die Slots 1-5 und 9 müssen also hier immer mit Platinen bestückt sein.

DMA-fähig (obere Schleife, Pin 27) wären in unserem Beispiel die Platinen AUP, ASS und OSS.
Die Slots 2-5 und 7 müssen also unbedingt mit Platinen bestückt sein.


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