perjantai 3. marraskuuta 2017

Kuulumisia pitkän tauon jälkeen


Nyt alkaa olemaan jo aika päivittää blogiin jotain, sillä edellisestä kerrasta on jo yli vuosi ja kommenttiosuuksissa on tullut parikin kertaa luvattua uutta materiaalia milloin mihinkin mennessä. Ikävä kyllä vuosi on ollut niin kiireinen ja syy se tuttu, oma yritys ja ne kymmenet siihen liittyvät projektit.

Ajattelin ensin viimeistellä ja julkaista yli vuosi sitten aloittamani IBM:n kovalevynjutun, mutta yksinkertaisesti se ei ole vieläkään valmis ja jutun koko on turvonnut raamatullisiin mittasuhteisiin. Kovalevyihin liittyvä historia, mekaniikka, elektroniikka, formaatti, rajapinnat, softa ja muu on monimutkainen ja vieläpä äärettömän sekava kokonaisuus IBM:n tapauksessa.

Mutta tuon valmistumista odotellessa voidaan ottaa sillisalaattimainen yhteenveto mitä kaikkea vuoden aikana on tapahtunut lahtelaisella muinaistietokonerintamalla. Aloitetaan Suomen tietokonehistoriaa ravistelevalla jutulla.


Esko Koho ja Suomen ensimmäinen kotitietokone



Mikä oli Suomen ensimmäinen kotitietokone? Moni voisi arvata että Telmac, mutta eipä ollut. Se oli Arja, Esko Kohon omatekemä TTL-pohjainen tietokone yli 45 vuoden takaa! Hän aloitti Arjan teon kotonaan 1970-1971, joten se on hyvinkin varmasti Suomen ensimmäinen yksityisomisteinen tietokone ja ensimmäinen yksityisesti rakennettu kone.

Kohon kone ei ole ollut yleisessä tietoisuudessa ja se olisi saattanut jäädä täysin unholaan, ellei minulle olisi soittanut Arja-Liisa Outokummusta. Arja-Liisan tarina on ihan oman juttunsa aihe ja käyn häntä vielä myöhemmin haastattelemassa, sillä hän ohjelmoi IBM 1800 aka Heiliä Vuonoksen rikastamolla 70/80-luvulla. Hänellä oli puhelimessa paljon kerrottavaa Heilin ajoista, iso kiitos Arja-Liisalle juttutuokiosta! Mutta tähän juttuun liittyen, hän kertoi sen aikaisen IBM:n huoltomiehen nimen. Herran nimi oli Esko Koho.

Kaivelin yhteystiedot ja soitin Eskolle. Eskollakin riitti tarinaa, hän oli huoltanut mm. kaikkia Suomen IBM 1800:sia ja ollut mm. Nokia Elektroniikkalla töissä. Mutta todellinen pommi oli kun Esko kertoi 70-luvulla tekemästään tietokoneesta! Olin päällä puuhun lyöty, että joku siis oli todella oli tehnyt tietokoneen kotonaan 70-luvun Kekkosen Suomessa.

Antaa herran itsensä kertoa mistä oli kyse:

Esko Koho 9.5.2017
"Tuosta minun vanhalla TTL logiikalla tehdystä tietokoneesta ei näköjään ole mitään fyysistä tavaraa tallessa mutta muutamia kuvia sentään löytyy. Kone oli rakennettu työpöydän kaappiin ja tuli huoltoasentoon liukukiskoilla.Etuseinässä osoite- ja datalamput sekä kytkinrivistö josta pääsi dataa syöttämään suoraan koneen muistiin (bootstrap loader ainakin koska koneessa ram-muisti). Datavalojen vieressä valintakytkin josta voi valita minkä rekisterin sisältöä haluaa katsoa.
Power+ backplane kuvassa näkyy koneen takaosa kokonaisuudessaan (saranoitu etuseinä avattuna) ja CPU kuvassa itse keskusyksikköä joka on rakennettu reikälevylle ja johdotus wrap-langalla. 
Projekti alkoi 1970 tai 1971. Kun CPU oli hengissä, ostin käytetyn teletypen muistaakseni Accuraylta jolloin minulla oli nyt koneeseen konsoli, rekänauhanlukija ja -lävistäjä.Seuraava projekti oli assemblerin koodaus ja tässä vaiheessa totesin että teletypen reikänauhanlukija oli onnettoman hidas, joten Imatran ammattikoulun instrumenttiosaston kanssa yhteistyössä tehtiin steppermoottorilla toimiva optinen reikänauhanlukija jossa minä vastasin logiikasta ja ammattikoulu teki mekaanisen puolen.
Koska bootstraploederin käsin syöttö alkoi tympäistä, ja E-G Summan tehtailla oli kaveri jolla oli polttolaite ROM-muistille hän teki ystävällisesti minulle muistipiirin jossa oli koneen käynnistämisessä tarvittava loader jonka jälkeen koneen käyttö tuntui jo olevan yhtä juhlaa :)
Joskus 1970 luvun puolivälissä sain vielä IBM:ltä lahjoituksena 8 tuuman floppyaseman. Rakentelin tälle ohjainkortin ja sen jälkeen reikänauhan lukija olikin jo historiaa. 
Projekti pysähtyi kun aloin rakentamaan omakotitaloa ja perheeseen oli lapsikin syntynyt. Kun talo oli valmis ja aikaa olisi ollut jatkaa projektia, pistin taas koneen tulille mutta kuinkas ollakkaan, savut pääsi karkuun koneen sisältä. Kun tutkin ongelmaa, huomasin että minun pikkupoikani oli keksinyt hauskan leikin ja työntänyt koko koneen nauloja täyteen.
Koska koneen dokumentointi oli tyyliin tupakkasikin kannessa / eväspaperin kulmassa erilaisia ideoita, oli parasta hylätä tässä vaiheessa koko projekti. Olihan jo siinä vaiheessa mikroprosessoritkin keksitty.  
Idean pohjana oli PDP8, eli myös minun koneeni oli 12 bittinen ja osoiteväylä 15 bittinen joista 12 bittiä oli itse osoitetta ja kolmella bitillä määriteltiin address-page, eli osoiteavaruus 3 X 4 kilosanaa.Osoite- ja dataväylät erilliset. 
Käskykanta oli ihan hardwarekoodattu TTL-logiikalla ja muistaakseni pohjana oli PDP8:n käskykanta minun omilla lisäksilläni/modifikaatioillani höystettynä.Eihän minulla noin "hienoja" piirejä ollut kuin 74181 vaan sen edeltäjä, eli 7480 + koplementti tehtiin 7486 exlusive or piireillä. 
Rekistereiden määrästä ei minkäänlaista muistikuvaa ja valitettavasti tuo etuseinän valokuvakin on sen verran sivusta, ettei kuvasta näe data-valojen vieressä olevan valintakytkimen tekstejä.
Kuvasta voi päätettä etta ainakin kuusi asentoa kytkimellä on mutta onko kaikki rekistereitä? (Tuskin). Ja aika tarkkasilmäinen olet :) Koneen nimi oli Arja, eli silloisen tyttöystäväni, ja myöhemmin myös ensimmäisen vaimoni nimi. Kun kommentoit että kone oli hieno ja lähes kuin tehdastekoinen, täytyy paljastaa että meillä oli Nokian labrassa käytettävissä myös protopaja jossa kaverit väsäsivät koteloiden prototyyppejä ja myös minun koneeni peltiosat on tuon protopajan tuotantoa. Kun vein heille piirustukset, he ystävällisesti kysyivät vielä että tuleeko musta vai hopean värinen eloksointi :). Etuseinän tekstit on siirtokirjaimilla ja niiden päällä suojalakka."

Milloin Arja sitten oli valmis, onkin vaikeampi kysymys. Ainakin CPU on pyörinyt joskus 1971 ja 70-luvun puolivälissä on ollut koko paletti täysin kasassa.

Aika pahanpa pistit kun kyselit tuosta tietokoneestani milloin se oli valmis. Ota huomioon että puhutaan noin 45 vuotta vanhoista tapahtumista joten ihan hatusta pitäisi vuosilukuja vetää..
Ajatellaanpa että projekti alkoi 1970 tai 1971.
 
Kun sinulla on CPU idea valmiina ja jo ensimmäiset rekisterit / aritmetiikkayksikkö kasattuna  ja poweri hengissä niin totta kai haluat mahdollisimman pian nähdä että toimiiko koko CPU oikeasti. Vauhti on tuossa vaiheessa niin kova että yöunetkin tahtoo jäädä. Eli Datakytkimistä toimiva CPU on tosi nopeasti kasattu yksinkertaisesti siitä syystä, ettet malta pitää taukoa rakentamisesta, eli puhutaan tämän jakson toteutumisesta kuukausista. 
Tämän jälkeen sitten alkoi kehitystyö käskykannan laajennusten osalta ja se jatkui suht koht pitkään kun en löytänyt edullista konsolia, joten piti vain puurtaa CPU:n parissa.
Jos katsottaisiin että itse tietokone oli periaatteessa valmis kun siinä oli teletype kytkettynä niin en edes siihenkään uskalla vuosilukua veikata, koska käytettykin teletype kohtuuhinnalla oli vaikea löytää ja sen löytämiseen paloi kohtuullisen paljon aikaa.
 
Seuraava jakso – Assembleri + optinen lukija tuli taas kohtuullisen nopeasti.
Tässä vaiheessa koneella tehtiin jo “ensimmäiset sovellusajot” sillä Lappeenrannan kauppatieteiden opiskelijoilla oli joku opinnäytetyö johon kuului laaja gallup (en kyllä muista aihetta). Opinnäytetyöhön kuului myös näiden gallup tulosten analysointi ja he kyselivät onnistuisiko minun koneellani :)
 
No rakentelin softan ja opiskelijat syöttivät lähtötiedot ohjelmaan ja kone sylki yhteenvedon teletypellä paperille. 
Varsinaisesti muita hyötyohjelmia en koneelle tehnyt vaan kaikki muut olivat pelkästään erilaisia testiohjelmia. 
Tietokoneeni pysyi tässä kokoonpanossa suht pitkään kunnes viimeinen suurempi rutistus oli tuo floppydiksin ymppääminen koneeseen ja se tapahtui tosiaan tuossa 70-luvun puolivälissä mutta tarkkaa vuotta en tuollekkaan uskalla sanoa. 1978 alkoi kuitenkin talonrakennusprojekti joten kaikki tuo on tapahtunut ennen sitä.

Kuvista voi päätellä että kone oli todella laadukasta työtä ja pitää muistaa vielä, että tämä on ollut yhden miehen visio ja toteutus, eikä suinkaan minkään jättiläistalon miljoonaprojekti. Ajatelkaa millainen duuni on ollut tehdä tietokone TTL-logiikkapiireistä ilman mitään simulaation mahdollisuutta tai muita kehitystyökaluja. Harmi kun kone kärsi peruuttamattoman vaurion, eikä edes mitään kytkentäkuvia jäänyt jäljelle, nekin kun olivat oikean keksijän tyyliin piirretty "tupakka-askiin" ;)

Koholla ei koskaan ollut tarkoitusta kaupallistaa Arjaa, mutta olisiko se voinut olla suomalainen menestystarina? Oma mielipiteeni on, että sillä olisi ollut hyvin teoreettinen mahdollisuus. Itsessään TTL-logiikassa ei ollut vikaa, se olisi voinut tekniikkana kantaa 80-luvulle, mutta kilpailu oli kovaa. Tietokonevalmistajia oli varmaankin jo sata 70-luvun alkupuolella ja miten tuosta joukosta olisi voinut sitten erottua? Yhdelle miehelle aivan liian iso kakku syötäväksi; softan ja raudan kehitys, myynti&markkinointi jne. Ja vaikka taakse olisi tullut isompi toimija, olisi menestys silti ollut kiinni planeettojen asennosta jopa kotimaassakin.

Joka tapauksessa Arja on ollut maailman mittakaavassakin ainutlaatuinen projekti ja kuuluu ehdottomasti Suomen ensimmäisiin ja merkittäviin tietokoneisiin siinä missä EskoReflacStrömberg Selco-1000, Telmac tai Nokian Mikko.



Nokia Mikko -minitietokone



Eskon koneesta voimmekin sujuvasti jatkaa toiseen aitoon suomalaiseen minitietokoneeseen, Nokia Mikkoon. Kyse ei siis ole hyvin tunnetusta MikroMikosta, vaan Erkki Rajulinin Nokia Elektroniikalla tekemästä TTL-pohjaisesta minitietokoneesta, joka tuli alkujaan PDP-8 korvaajaksi Nokian mittausjärjestelmistä, mutta levisikin lopulta mm. pankkimaailmaan. Fujitsulla on kattava historiikki Mikosta, joten en sitä tähän ala toistamaan, kun en varmasti parempaan pysty. Mutta kiinnostuneille keräsin tänne kaikki Mikon esitteet.


Mikko 3/38

Vaikka Mikon yleinen historia on tallella, niin tekninen puoli ei. Nokia Elektroniikan (myöhemmin Nokia Datan) nykyisellä omistajalla Fujitsulla ei ole tallella mitään dokumentaatiota liittyen Mikkoon. Eikä itse asiassa kellään muullakaan tietääkseni, ei edes alkuperäisellä keksijällä Erkki Rajulinilla.

Ehkä jollain ex-huoltomiehellä voisi olla huoltoon liittyviä mappeja nurkissa, mutta luulen ettei mikrokoodilistauksia jaettu huoltomiehille enää 70-luvun lopussa, jaettiinko edes korttien täysiä kytkentäkuviakaan..? Tässä on katoamassa, ellei jo ole kadonnut, aika iso pala suomalaista tietokonehistoriaa.

Mikkoja sai monessa muodossa.

Oma kiinnostukseni Mikkoa kohtaan on ollut vähäistä väärinkäsityksestä johtuen. Olin vakaassa uskossa aiemmin, että Mikko 3 on Intel 8080-pohjainen ja sen edeltäjät ovat olleet marginaalisia wire-wrapattuja TTL-virityksiä. Fujitsun historiikin luettuani tajusin virheeni ja kiinnostus tätä huonekalun näköistä tietokonetta kohtaan suorastaan räjähti. Ja kun tuollaista ei ollut omassa kokoelmassa, piti etsiä paikka missä moisen ihmeen pääsisi näkemään. Mikko 3/16 löytyi Saloisten pirtiltä Raisiosta ja 3/38 tutusta Kanavuoren tietokonemuseosta. Isot kiitokset kummallekin instanssille, kun sai pistää koneet osiksi ja kuvata.


3/16 CPU-kortti muutamalla merkinnällä.

Nopean tutkimuksen perusteella 3/16 CPU:ssa on ytimenä mm. Fairchildin 9340 ALUt ja 9338 rekisteripiirit. ALUksi 9340 melko outo valinta, sillä kyseessä on eräänlainen 74181:n ja 74182:n harvinainen yhdistelmä, eikä itselleni tule mieleen toista minitietokonetta joka olisi samaa piiriä käytetty.

Fairchildin 9340:n kuvaa ei tähän hätään löytynyt, mutta 9341:n, joka on siis sama kuin TI:n 74181. Tästä voi jotain päätellä millaisin osin koneita tuolloin loihdittiin. Kuva peräisin upeasta Fairchildin kirjasta A Solid State of Progress, joka on ladattavissa Bitsaversista. Kuvatekstinä kirjassa "1969 The Interconnection masks on this device were generated with Fairchild's computer-aided design system and implemented with the first three layer metal process. This a 48-gate custom TTL logic gate array". Computer-aided design ja vuosi 1969, melkosta!

Näiden piirien määrästä ja spekseistä sekä muista 74-sarjan piireistä voi päätellä dataväylän leveyden olevan 16-bittiä, osoiteväylän 20-bittiä ja koneessa on 8 rekisteriä (toki tämän saman voi päätellä esitteestäkin ;) CPU:n toimintaa tahdistaa PROMeille tallennettu horisontaalinen mikrokoodi. Siis hyvin tyypillinen oman aikansa edustaja, samankaltaisella reseptillä veivattiin useiden kymmenien valmistajan voimalla tietokoneita noihin aikoihin, mutta Mikon puolustukseksi kuitenkin voi sanoa, ettei se ole kopio mistään.

Sivun liittimet ovat ilmeisesti jotain mikrokoodi-PROMien testaus- tai laajennusliittimiä? Ainakin voi päätellä koodin leveydeksi 24 bittiä ja mikrokoodin osoiteavaruudeksi 10 bittiä. Muita pieniä detaljeja voi löytää levyltä, mm. tekstit LMAR ja HMAR (Low/High Memory Address).

















Uudempi 3/38 puolestaan on tehty AMD AM2900 -viipaleprosessoripiirisarjan ympärille. Tämä malli ei läheskään ole niin jännittävä kuin tuo vanhempi, sillä näkisin kyse on vain alkuperäisen Mikon emulaatiosta nopeammalla raudalla.
Kanavuoren 3/38:n CPU AMD:n A2900-sarjalaisilla.

Molemmissa tietysti on muitakin kortteja, DRAM-muisti, IO-adapteri ja tietoliikenneadapteri. Nämä eivät nähtävästi eroa toisistaan uudemman ja vanhemman kolmosen välillä. Kun IO-adapterilta löytyy Intel 8085 sekä 8257 DMA-ohjaimia, on melko helppo arvata että IO-laitteet pääsevät omatoimisesti muistiin käsiksi. Tietoliikenneadapteri (synkroninen linjaohjain) on sitten erikoinen, sillä se on omalla tavallaan ihan oma tietokoneensa 74181 ALUineen ja mikrokoodeineen.

Olen nyt pyöritellyt mielessä Mikon käänteismallintamista, nimenomaan tuon vanhemman version, mikäli dokumentaatiota ei löydy. Piirilevyt ovat kaksipuoleisia ja osatiheydeltään melko vaatimattomia. PROMitkin saisi dumpattua melko vaivattomasti. Jos koneen saan jostain kokoelmaan tai lainaan, ei tuo ihan mahdoton projekti olisi. Mikko ei edes pitäisi olla erityisen harvinainen, sillä sitä valmistettiin tuhansia mm. valtion laitoksille. Nyt saa todellakin vinkata mistä voisi löytää Mikkoon liittyvää materiaalia tai kokonaisen koneen!


Uusia leluja


Äänekoskelta tuli saatua toinen mieluisa lahjoitus. Seppo Rajalinin kätköistä löytyi HP9845B sekä Nokia Autocook -prosessiohjaimen mapit ja sen aivoina toimineen PDP-8/E -tietokoneen kortit. Ikävä PDP-8:n kyllä koneen kuoret olivat joutuneet teille tietämättömille, mutta eiköhän jostain vielä korvaavat löydy (vihjeenä: saa antaa jos löytyy!).

Tässä ollaan taas niin suomalaisen tietokoneteollisuuden juurilla ja jos olet ollut tekemisissä Autocookin tai muun Nokia Elektroniikan tuotteen kanssa, otathan yhteyttä! Skannailen näistä valittuja paloja blogiin kunhan sen aika koittaa!