Überschrift ISER
MikroprogrammspeicherblockISER

Funktionsweise des Mikroprogrammspeicherblocks aus Siemens 4004

Mitte der 60-er Jahre vereinbarte Siemens mit der amerikanischen Firma RCA (Radio Corporation of America), die auch leistungsfähige Rechenanlagen erstellte, dass Siemens RCA-Rechner in Deutschland unter eigenem Namen vertreiben und sogar nachbauen durfte. Bereits 1968 konnte Siemens die 4004/45 (1) aus eigener Produktion auf den Markt bringen.
Siemens entwickelte dafür ein Betriebssystem PBS (Plattenbetriebssystem), das später zur Grundlage für BS 1000 wurde. Diese Anlage entsprach der RCA Spectra 70, deren Architektur in der Literatur (2) gut beschrieben ist. Die folgenden Angaben über den Mikroprogrammspeicherblock stammen im Wesentlichen daraus.

Der in der ISER vorhandene Speicherblock hat
- 16 Ebenen (Nr. 16-31)
- mit je 32 Imputlines (Lochkarten)
- d.h. mit 16 x 32 = 512 Adressen (Lochkarten) von Mikrobefehlsworten.

Zur Auswahl eines Mikrobefehls ist also eine 9-Bit Adresse erforderlich. Es stehen jedoch 12 Bit zur Verfügung:
2 Speicherblöcke wurden zu einem Speicherstapel zusammengefasst und
2 Speicherstapel, die alternativ arbeiten können, wodurch die Zugriffszeit halbiert wurde, bilden eine Speicherbank.

In einer ersten Speicherbank waren die Mikrobefehle für die Standardarchitektur hinterlegt; in einer zweiten Speicherbank konnten die Mikrobefehle für Emulatoren hinterlegt werden.
(Mir ist nicht bekannt, ob das jemals ausgenutzt wurde).

Die Ausgabe besteht aus einem 56-Bit Wort, einem Mikrobefehlswort.
Die einzelnen Bits sind letzlich auf den Lochkarten gespeichert. Durch Lochungen wird erreicht, dass in den Leitungen auf der Rückseite der Karten der Strom rechts oder links an den Stäben vorbeigeführt wird, wobei eine Null oder eine Eins durch Induktion erzeugt wird. Von den 8 x 14 Stäben werden nur 4 Zeilen benutzt, sodass ein 56-Bit Mikrobefehl erzeugt wird.

Die Anlage Siemens 4004/45 hatte 144 verschiedene Mikrobefehle.

Literatur:

(1) Siemens: Siemens System 4004, Algemeine Beschreibung, 1972?
(2) Husson, Samir S., Microprogramming, Principles and Practices. Prentice-Hall, N.Y., 1970.


Blick von oben auf den Speicherblock:

  • 32 Verstärker (weiße Kapseln)
  • 112 Eisenstäbe, davon 56 mit Wicklung


Blick von oben, wobei die oberste Karte abgehoben und umgedreht daneben liegt. Das Ansprechen einer Karte durch ihre Adresse erzeugt durch Induktion einen 56 Bit Mikrobefehl.


Blick auf die Unterseite mit 56 Ausgangsleitungen (= 56 Bit Microbefehl)