We wnętrzu jednego z moich retro gratów, czyli Radzieckiego kalkulatora Электроника МК-52, o którym przygotowałem już kiedyś artykuł „Электроника МК-52 – Radziecki kalkulator na orbicie”, jak i w pewnych kwestiach bliźniaczej do niego konstrukcji Электроника МК-61 znaleźć można dość tajemniczo wyglądające układy scalone.
Tak naprawdę ciężko jest jednoznacznie określić, czym są i skąd się wzięły te dość zagadkowe układy scalone. Jak widać konstrukcja jest dość nietypowa, krzemowy rdzeń umieszczony jest na kawałku metalizowanej foli i od góry zabezpieczony jest czymś w rodzaju białego sylikonu. Co warto też wspomnieć, przez swoją budowę chipy te montowano powierzchniowo.
Przeszukując internet pod kątem tego typu układów „na folii”, jak je roboczo nazwałem, nie znajdziemy zbyt wielu informacji. Wiadomo, że produkowano je na przełomie lat 80/90 XX wieku, między innymi w Mińskich zakładach Интеграл i stosowano zarówno w urządzeniach komercyjnych, jak i wojskowych. Jednak fakt, że tego typu konstrukcje pojawiają się na zdjęciach, czy też na internetowych forach dość rzadko może sugerować, że było to wykonanie raczej niszowe.
Dość długo zastanawiałem się, czy chipy dałby się jakoś „otworzyć” lub też innymi słowy, zobaczyć, jak wyglądają ich krzemowe rdzenie. Jak że oba kalkulatory w mojej kolekcji są „w pełni” sprawne, jak na stary Radziecki sprzęt to nie chciałem go z premedytacją psuć. Los się jednak do mnie uśmiechnął i jakiś czas temu udało mi się zdobyć uszkodzoną egzemplarz Электроника МК-52, który mógłby być dawcą części pod moje eksperymenty. Poza tym ostatnio, kontynuując poszukiwania jakichkolwiek informacji o „układach na folii” los uśmiechnął się po raz drugi i dotarło do mnie coś absolutnie wyjątkowego, o czym opowiem później.
Pierwsze próby
Co by nie mówić pierwsze próby reverse engineeringu nie poszły zbyt dobrze. Przez fakt, że układy umieszczane były powierzchniowo, to ich odlutowanie było dość proste. Jednak po ostrożnym usunięciu białego „silikonu” okazało się, że chronił on spód rdzenia, a interesująca mnie powierzchnia znajduje się po drugiej stronie.
Druga strona układu również pokryta była cienką warstwą sylikony, po której usunięciu udało mi się odsłonić część metalowo-foliowego stelaża, pod którym jak podejrzewałem znajduje się rdzeń.
Najtrudniejsze i najbardziej destruktywne, przynajmniej przy pierwszych układach okazało się usunięcie wspomnianego stelaża oraz sylikonu. Przy pierwszym podejściu postanowiłem usuwać kolejne warstwy białego gluta za pomocą skalpela i dodanej później osłony z izopropanolu. Okazało się to dość trudne, bo chroniącej rdzeń substancji, było znacznie więcej niż się spodziewałem, poza tym każde mocniejsze przyciśnięcie skalpela w sytuacji, gdy warstwa sylikonu była już niewielka, skutkowało przejechaniem ostrza po wierzchniej warstwie krzemu. Ten pokryty był prawdopodobnie czymś w rodzaju lakieru lub też był to po prostu tlenek krzemu, który niestety bardzo łatwo było uszkodzić. Przy jego zerwaniu odsłaniał się właściwy krzem, ale niejednokrotnie skutkowało to też jego uszkodzeniem.
Jak widać na fotografii, pierwsza próba nie poszła zbyt dobrze. Choć przy późniejszych mikroskopowych zdjęciach okazało się, że nie jest aż tak źle. Niestety w wielu miejscach uszkodziłem powierzchnię układu.
Kolejne podejścia
Kolejne podejścia okazały się już nieco lepsze. Eksperymentowałem tutaj z nieco innym typem izopropanolu i wcześniejszym podgrzewaniem sylikonu, ale sama procedura wyglądała z grubsza tak samo. Być może był to już efekt większej wprawy, ale teraz rdzenie wyglądały już nieco lepiej, a ich powierzchnia była już mniej poharatana, choć i tak daleka było jej do perfekcji. Ostatecznie jestem w miarę zadowolony efektem, który udało się uzyskać.
Wyciągniętych z kalkulatora układów jest siedem, przy czym typów jest pięć (na zdjęciu przed zidentyfikowaniem rdzenia nr.3, który jest tym samym układem co nr.5). W dalszej części postaram się opisać każdy z nich indywidualnie, bazując na dokumentacji Электроника МК-52, informacjach znalezionych w internecie oraz moich własnych przemyśleniach.
К745ИК1801-2 – sterownik magistrali
К745ИК1801-2 był pierwszym układem, do którego wnętrza postanowiłem się dostać, dlatego jest on w najgorszym stanie. Poza tym fizycznie był to też jeden z większych chipów. Jest to mikrokontroler obsługujący wymianę danych między magistralą systemową a pamięcią wewnętrzną lub zewnętrznym modułem rozszerzenia, o których wspominam więcej w artykule opisującym kalkulator.
Stosowany był tylko w trzech typach urządzeń Электроника МК-52, МК-54 i МК-61, natomiast jego produkcja odbywała się na Ukrainie w zakładach „Квазар” i „Квадр”.
К745ИК1303-2 – procesor arytmetyczny
К745ИК1303-2 jest procesorem arytmetycznym, który obsługuje wszystkie wykonywane przez kalkulator operacje. Co ciekawe układ ten jest podwojony, co jak podejrzewam, pozwala obsługiwać liczby z większego niż standardowy zakresu.
К745ИР2-2 – rejestr przesuwający
Kolejnym układem jest К745ИР2-2 będący rejestrem przesuwającym, w którym urządzenie przechowuje aktualnie wykorzystywane informacje. Układ ten również występuje podwójnie, podobnie jak procesor arytmetyczny. Nie ukrywam, chip ten jest dla mnie pewnym zaskoczeniem, bo zakładałem, że kalkulator korzystać będzie z pamięci SRAM lub DRAM. Tutaj jednak Radzieccy inżynierowie zdecydowali się na zastosowanie dość specyficznej konstrukcji, czyli 1024-bitowego rejestru przesuwającego.
К745ГФ3-2 – układ taktujący
Urządzenia elektroniczne z zasady potrzebują sygnału taktującego. W kalkulatorze Электроника МК-52 ten realizowany jest przez układ К745ГФ3-2 będący czterofazowym generatorem impulsów. Co ciekawe chip ten do działania nie potrzebuje żadnych zewnętrznych elementów, ale częstotliwości generowanego sygnału pozostają tajemnicą.
К745ИК1302-2 – kontroler wyświetlacza
Ostatnim już układem jest sterujący wyświetlaczem VFD К745ИК1302-2. Podobnie jak wile podobnych reliktów dawnej epoki pracuje on z nieco wyższym niż klasyczne 5V napięciem, dzięki czemu nie ma potrzeby stosowania dodatkowych tranzystorów. Poza tym układ wygląda na dość skomplikowany.
Radzieckie układy na folii
Przy okazji przeszukiwania internetu pod kątem historii Radzieckich układów na folii trafiłem przypadkiem na zagraniczne ogłoszenie, w którym ktoś, oferował jak mi się wydawało tego typu konstrukcje w oryginalnym futerale. Niewiele myśląc, postanowiłem je zamówić i tym właśnie sposobem udało mi się zdobyć dwa egzemplarze, fabrycznie nowych chipów Б1533ИР33-2.
Jest to dość prosta konstrukcja, zwyczajnego 8-bitowego rejestru, pochodząca z Mińskich zakładów „Интеграл”. Jak wskazuje oznaczenie na plastikowej pokrywce, chip wyprodukowano w marcu 1992 roku. Poza tym, tuż obok oznaczeń zauważyć można znak rombu wskazujący, że konstrukcja miała być zamontowana w sprzęcie wojskowym. Jednak jak widać, nigdy nie trafiła ona na miejsce swojego pierwotnego przeznaczenia. Tutaj też można wspomnieć o samym sposobie oznaczania tego typu konstrukcji. Jest to Б1533ИР33-2, jednak już w przypadku chipów z kalkulatora mogliście zauważyć pewną niespójność oznaczeń. Mimo że nadrukowane został konkretny opis, to docelowo układ opisany byłby najprawdopodobniej jako Б7533ИР33-2. Z tego co udało mi się wyczytać, to właśnie cyfrą siedem zastępowano jedynkę w oznaczeniu informując w ten sposób, że jest to właśnie rdzeń umieszczony na metalizowanej folii.
Jak już wspominałem, temat tego typu konstrukcji jest dość tajemniczy. Nie ma zbyt wielu informacji na ich temat i bazować można tylko na szczątkowych opisach pojawiających się przy okazji wspominania radzieckich kalkulatorów. Jednak i tak najbardziej zastanawiający jest fakt, dlaczego ktoś wpadł na pomysł zastosowania tak wymyślnej obudowy, jeśli można to tak nazwać, ale to pozostanie zapewne tajemnicą.
Na mojej stronie nie znajdziesz zwyczajnych, jak i automatycznie generowanych przez Google Ads reklam, innymi słowy nie mam żadnych profitów z prowadzenia tego serwisu. Ale jeśli chcesz wesprzeć moją pracę, to możesz postawić mi kawę. Dzięki😊
