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 300Компьютер 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 1504
Загруженный 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 640×200). Но обо всём по порядку.
Японский дисплей Citizen 
Дисплей Citizen — снята передняя стенка экрана
Дисплей Citizen — плата управления ЖКИ
Дисплей Citizen — инвертор лампы подсветки
Оригинальный дисплей Toshiba T1100
Оригинальный дисплей Toshiba T1100 — плата управления ЖКИ. С него скопирован советский дисплейный модуль.
Дисплей Toshiba TLX-561 — такие устанавливались в некоторые ноутбуки Электроника
Советский дисплейный модуль
Плата 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 годаСудя по всему, отечественных экранов просто не хватало — вероятно, после 1991 ситуация с поставками осложнилась (ИЖГ93 640×200 производил Саратовский завод «Рефлектор»), но всё же они продолжались — как минимум, в компьютеры 1992 года устанавливались дисплеи 92 года. ИЖГ93 640×200 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).
ИЖГ93–640×200 производства завода «Рефлектор», 1992 годКак 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-24А
ОКР1834ВМ86
M80C86–2 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 КР565РУ11Д
ОЗУ Toshiba T1100. Часть памяти распаяна на плате, часть на съемном модулеПрограммно 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 ноутбукаКомпьютер 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 640×200 точек; цветной графический 320×200 точек (4 цвета); символьный 80×25 знаков (16 цветов); символьный 40×25 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-ОЗУМатеринская 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 сзади
Материнская плата «izm 2», фото Byteman, ноутбук из коллекции silensilen
Материнские платы МС 1504 и Toshiba T1100
Для сравнения материнские платы персонального компьютера ЕС 1851 и МС 1504Компьютер 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.
Разъемы
Внешний 5.25 дисковод Toshiba для T1100Сзади, 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 шины
Сетевая карта IOLA
Начальный экран загрузки ноутбука по сети в варианте с сетевой картойПомимо 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 техникиВ 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 T1100
Модули стабилизатора Электроники и Тошибы — вид снизу 
Вариант опытного стабилизатора или из ранних партий ноутбука, фото Byteman, ноутбук из коллекции silensilen
Ноутбук с установленной аккумуляторной батареейКлавиатура 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.
КлавиатураДля 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 графики
Пример построений
Пример графикиКак 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 100На 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.
