k1801 — реверс-инжиниринг УСЛОВНОЙ ЛОГИКИ серии 1801 (БМК)

k1801 — это проект по реверс-инжинирингу внутренних логических схем советских микросхем серии 1801, а именно базовых матричных кристаллов (БМК) 1801ВП1 (ULA — Uncommitted Logic Array). Проект включает восстановленные схемы, Verilog-описания, документацию и прошивки для различных микросхем этой серии.

О серии 1801​

Советская серия микросхем К1801 включает:

Микросхемы серии 1801 массово производились в 80-х годах XX века в СССР и использовались в основном в продуктах, связанных с PDP-11-совместимыми компьютерами (например, БК-0010/0011, ДВК, УКНЦ).

Принцип работы БМК 1801ВП1​

Микросхема 1801ВП1 представляет собой базовый матричный кристалл (БМК), изготавливаемый по n-МОП технологии с проектными нормами ~3 микрона и одним слоем металла:

• Базовая пластина содержит транзисторы (легированные области кремния и поликремниевые затворы), покрытые слоем оксида кремния. Все микросхемы 1801ВП1 имеют одинаковую структуру и расположение транзисторов.
• Различия между микросхемами (номер проекта) определяются финальным этапом — формированием верхнего слоя металлизации (алюминия), который соединяет транзисторы в нужную логическую схему.

Структура кристалла (на примере 1801ВП1-030)​

• 15 вертикальных столбцов: 13 широких (логические базовые ячейки) + 2 узких (усилительные ячейки с опциональной инверсией).
• 20 пар ячеек в каждом столбце (ячейки в паре зеркальные) — всего 520 логических ячеек и 80 усилительных.
• 40 периферийных ячеек ввода-вывода (с «многопальцевыми» транзисторами и контактными площадками).
• Встроенный генератор отрицательного напряжения смещения подложки.
• В правом верхнем углу видна цифра 30 — номер проекта.

Восстановленные микросхемы​

В репозитории представлены восстановленные схемы и Verilog-описания для следующих БМК 1801ВП1:

Библиотека​

В репозитории также представлена библиотека функциональных ячеек БМК серии 1801.

Литература​

Благодарности​

Автор благодарит:

• Barsmonster — за декапсуляцию и панорамные микрофотографии микросхем серии 1801, а также за хостинг крупноразмерных фотографий.
• Voland — за моральную поддержку и начальное размещение материалов в Сети.
• Форум ZX — за деятельное обсуждение процесса реверс-инжиниринга и информационную помощь.

Файлы для загрузки​

Полезные ссылки проекта:​

• Репозиторий проекта — GitHub