Векторный дисплей РИН-609
Хочу рассказать вам о новом экспонате, который у меня появился недавно — векторном дисплее РИН-609. Ведь это не обычный дисплей, а векторный. Таких в нашей стране выпускалось очень мало, и его все никак не удавалось раздобыть. У меня есть две модели калькуляторов с векторным отображением символов на электронно-лучевой трубке, а монитор появился впервые.
Этот дисплей, а точнее, «таблично-знаковый индикатор» РИН-609 разработан в 1977 году. Середина семидесятых годов — период, когда терминалы только-только начинают широко применяться в нашей промышленности. До этого в качестве связи человек-компьютер обычно служили «электрические клавиатуры» типа Consul, представляющие из себя специальные электрические печатные машинки со связью с ЭВМ.
В те года еще не было наработано статистики по удобству того или иного способа отображения символов на экране, и разработчики экспериментировали в этом направлении. Не было привычных сейчас стандартов, только-только в 1975 году появился VT-52. Даже слово «клавиша» было мужского рода «клавиш» и читать документацию в этом плане несколько непривычно (вообще слово «клавиш» как-то внезапно поменяло род и стало женским, надо будет покопаться в плане информации).
Если помните, в растровом CRT мониторе луч выводит картинку на экране строка за строкой сверху вниз. И, в принципе, ему все равно что выводить — алфавитно-цифровую или графическую информацию. В РИН-609 применен векторный способ отображения информации. В нем луч рисует индивидуально каждый символ, который в отличие от растрового способа закодирован не матрицей точек, а векторами — сначала первый символ, потом второй и так до конца экрана.
Благодаря имеющемуся техническому описанию можно детально рассказать, что это за монитор и как происходит «рисование» символов.
Клавиатура монитора довольно обычная. Кнопки герконовые. Есть кнопки верхнего и нижнего регистра (современные РУС/ЛАТ). Символы под цифровыми кнопками — это «спец-знаки» (СЗ). Их выводят путем удержания клавиша «СЗ» и нужного символа.
Кнопка перевода строки — справа от НР. В верхнем ряду справа синяя кнопка со стрелкой — очистка экрана (сброс). Дальше идут кнопки очистки — все символы кроме служебных и табуляции, очистка до конца экрана, строки, и всей информации, включая служебные и табуляцию.
Табуляция — это специальный значок, который можно поставить и стереть у каждого символа кнопками «РГТ». Их смысл — быстро перевести на них курсор, нажимая синие кнопочки со стрелками |||< — или -->|||. Для табуляций в ОЗУ предусматривался целый бит на каждый символ. Табуляции раньше были неотъемлемой частью многих печатных машинок. С их помощью очень удобно печатать всякие таблицы и ведомости «в столбики». Кнопка «МЕРЦ. УПР.» показывает в «мерцающем» режиме на экране служебные символы вроде символов перевода строк и другие. Если включен режим «мерцания», то мигают как сами служебные символы, так и соответствующий транспарант на мониторе.
Между кнопками курсора находится кнопка спец-редактирования. Если ее удерживать нажатой и нажимать стрелки вправо или влево, то происходит вставка пробела (раздвижка) или стирание символа у маркера.
Самые верхние кнопки переключают режим работы — передача данных, печать, автономный режим, работа с ЭВМ и режим «рулон». Последний режим — это современный SCROLL, когда после набора последней строки весь экран сдвигается на строку вверх, а нижняя строка становится пустой.
Еще там есть замочек для ключика. Он блокирует работу с ЭВМ. Нельзя было постороннему человеку включить дисплей и что-то отправить на ЭВМ.
К слову хочу сказать о режимах работы.
При включении дисплея включается режим автономной работы. В нем нет связи с ЭВМ и пользователь набирает на экране произвольную информацию. Эту информацию впоследствии можно отравить в компьютер, переключив дисплей в режим работы с ЭВМ и передав в него весь кадр. Или можно сразу перевести его в режим работы с ЭВМ и дисплей становится обычным абонентским терминалом (пользователь печатает символ, который отправляется в ЭВМ, а сама ЭВМ потом отправляет символ, который отображается на мониторе).
Справа от экрана расположены транспаранты, которые зажигаются в зависимости от режима работы. Плюс есть регулятор контраста и громкости динамика.
Хотя сам дисплей разработан в 1977 году, этот конкретно экземпляр выпущен в 1988 году. То есть завод выпускал эту модель целых одиннадцать лет. В целом дисплей оставался таким же, но в него вносились изменения. Очень интересно читать документацию. Во времена СССР с документацией было очень строго. Маховик цикла производства был очень большой, что-то изменить в нем было очень сложно. Это касалось как документации, так и продукции в целом. Документацию заменить одну на другую было очень сложно. Вносились изменения в текущую. В конце документа ставили специальный «лист регистрации изменений», где указывались все изменения — исправления, изъятия или вставки страниц. Судя по этому листу изменения вносились постоянно и на протяжении всего выпуска — с 1977 по 1988 год.
Вот здесь видно, как изменялось количество страниц на протяжении выпуска изделия.
Самым первым делом (судя по этому листу регистрации изменений) из дисплея в 1978 году изъяли возможность печати. Изначально он мог выводить что-то на печатающее устройство. Но эту возможность убрали. Но из-за такой мелочи клавиатуру и индикатор изменять не стали. Так и выпускали все время неиспользуемые транспаранты и кнопки с надписями, относящимся к печати. Еще там есть транспарант «ФЗ». Что он делает — так и не понял. Видно, очень хорошо изъяли.
Это внутренности. В принципе, компоновка логична: электронно-лучевая трубка, блок питания и платы логики.
Разъемы и количество предохранителей впечатляет. Синяя изолента.
Платы логики на подвижном основании. Если что, можно их удобно вытащить.
Каждая плата — законченный модуль: УСЛ — связь с ЭВМ, ЗГ — знакогенератор (тот самый, который рисует векторы), ЛУ — логическое управление, ЛС — логические связи, ОЗУ для хранения экранных символов и ДЗУ с кодами векторов символов. Микросхемы мелкой логики.
ОЗУ в первых выпусках было на магнитных сердечниках. Как оно выглядело, можно посмотреть на том сайте: www.155la3.ru/ferrite_memory.htm. В 1982 году ее заменили на полупроводниковые микросхемы К134РУ6.
Разъем связи с ЭВМ типа «НАБОР». Разъемы этого типа набираются из нескольких подразъемов по желанию заказчика, что в принципе, должно быть удобным, но они как-то не прижились. Интерфейс связи с ЭВМ — параллельный.
А это знакогенератор монитора. Перед экраном монитора расположена металлическая сетка. Она призвана существенно улучшить контрастность изображения и подавить блики. С этим она справляется, только сфотографировать сами символы очень близко не получилось. Вот так символы выглядят на экране монитора.
Сам дисплей отображает 80 символов и 12 строк, что существенно меньше традиционных для тех времен 80 символов и 25 строк.
Судя по документации, дисплей разрабатывался как прямая замена популярного венгерского дисплея «Видеотон-340» в компьютерах типа М-400 или БЭСМ-6.
Видеотон-340, можно сказать, знаменитый монитор (который, к сожалению, пока не удалось раздобыть, и если у кого-нибудь такой есть, дайте знать). Это тот самый монитор, который стоит на столе у Калугиной в фильме «Служебный роман».
При покупке какого-нибудь экспоната, если есть возможность, я спрашиваю, где эксплуатировалось то или иное устройство. Чаще всего такие предметы хранятся на каком-нибудь складе и информацию получить не удается, но в этом случае удалось узнать его историю. Оказалось, что он стоял на стадионе и управлял его информационным табло. Потом дисплей заменили на Videoton-340, а его отправили на склад, где он долгое время лежал.
Я давно хотел узнать, как и чем управляли табло на стадионе. Теперь загадка частично решена. То есть получается, что оператор набирал в автономном режиме информацию, которую он хотел вывести, нажимал кнопку передачи, а приемная аппаратура принимала кадр, сохраняла во внутреннем ОЗУ и только занималась разверткой на лампы табло. По большому счету, не нужен никакой компьютер для вывода информации — только дисплей и блок хранения и развертки на табло.
Поскольку не было никаких программ, только автономный режим дисплея и свобода действий оператора, это объясняет то, что в принципе, не было стандарта на отображения информации в табло, и текущая обстановка на матче отображалась произвольно. Вот пара фотографий табло на различных стадионах.
Я набрал примерный текст, как он бы выглядел на экране дисплея.
Не помню, кто забивал голы в том матче, поэтому фамилии игроков показаны условно.
Как и в мониторах растрового типа, в векторном дисплее символы располагаются в знакоместах — клетках, разбитых на 9 горизонтальных и 17 вертикальных линий, причем для большинства знаков используется более грубое деление на 9 вертикальных и 5 горизонтальных линий. Есть два счетчика — X и Y.
Но самое интересное — как дисплей выводил и как кодировались движения векторов. К счастью, сохранился комплект документации, без которой разобраться с этим, наверно, было бы невозможно.
Выводом символов занимается плата знакогенератора в связке с платой ДЗУ (долговременное запоминающее устройство). В ДЗУ хранятся «программы» вывода векторов.
В дисплее используется кодировка КОИ7, это 128 символов в русской и английской раскладке и прописными буквами (строчных нет), цифрами и спецсимволами.
Сначала считывается байт (восемь бит) из первых 128 ячеек, соответствующий коду символу. В этом байте хранится адрес начала программы вывода символа. Дальше из ДЗУ считываются байт за байтом коды программы вывода символа, пока не встретится нулевой байт (конец вывода).
Всего в ДЗУ используется 912 восьмиразрядных ячеек. И эти ячейки выполнены в виде диодной матрицы.
В диодной матрице, в отличие от микросхем ПЗУ, диоды установлены только там, где должна считываться единица. Все остальные разряды «притянуты» к нулю. Всего в знакогенераторе стоит 2003 диода (!). Вот эта плата:
Интересно, в каком году у нас появились первые микросхемы ПЗУ? И еще интересно, почему в процессе выпуска диодную матрицу не поменяли впоследствии на микросхемы ПЗУ? Изменили же в этом дисплее ОЗУ для хранения выводимой информации с ферритовой памяти на интегральные микросхемы. А тут не стали менять. Может быть эти диоды производились на том же заводе, и их себестоимость, включая монтаж, была ниже, чем разрабатывать и ставить микросхемы ПЗУ.
Экономика, несмотря на ее плановость и инертность, все равно была на высоком уровне, и все эти затраты хорошо просчитывались. Рацпредложения может, кто и вносил, но наверно, экономический эффект от его внедрения был не столь очевиден для переделки технологии производства серийного изделия. Кто знает.
Каждый байт программы рисования знака содержит три поля: однобитное поле для включения или не включения подсвета (используются для предварительной постановки луча), трехбитный номер сегмента (от 0 до 6) и четырехбитный счетчик шагов. Сегментами называется встроенная процедура (подпрограмма) рисования какого-то подэлемента.
А еще кроме сегментов и количества шагов в дисплее есть так называемые «условия». Это особенность аппаратной части рисования, которые автоматически (логикой микросхем) что-то делают с лучом. Например, в условии 2 «луч должен подходить к границе поля знака под косым углом, исключая случай, когда до конца построения сегмента остается один шаг». То есть, когда до края поля знака остается один шаг, а луч двигается перпендикулярно к нему (например, по горизонтали), то автоматика его скруглит и направит вверх или вниз. Когда луч будет доходить до верхнего края, то еще раз скруглит и направит вбок. Так можно нарисовать кругляш от буквы «Р», просто начав с середины по вертикали и направив луч вправо на 13 шагов.
Ссылки ниже — это сканированные картинки из документации, которые я не стал разворачивать для разгрузки страницы. Там очень детально описаны и условия, и все типы используемых сегментов.
В итоге при использовании комбинации условий и сегментов для рисования буквы «Я» используется семь байт (включая нулевой байт признака окончания вывода).
Это схема построения буквы «Я» уже в виде сигналов.
Вообще очень повезло, что есть документация, и не только инструкция по эксплуатации, но и техническое описание.
И даже хорошо, что эта документация показана со всеми исправлениями, потому что не всегда видны пути, по которому шли разработчики, сделав то или иное решение. Мы видим только конечный результат, а весь творческий процесс обычно скрыт от конечного потребителя.
Вот например, какой искания прошел такой важный узел, как ключик, блокирующий клавиатуру:
Вот, собственно, вкратце я рассказал об этом мониторе. Сам не ожидал, что процесс построения символов окажется таким замысловатым. Но это часть истории, и благодаря сохранившемуся монитору и, главное, документации к нему, можно узнать, как работало то или иное устройство.
Спасибо за внимание.
