リンク-8

LINC-8 は、 1966 年から 1969 年にかけてDigital Equipment Corporationによって製造されたミニコンピュータの名前です。LINCコンピュータとPDP-8 を1 つのキャビネットに統合し、2 つのアーキテクチャのどちら向けに作成されたプログラムも実行できます。

LINC-8 には、PDP-8 CPU 1 個と、PDP-8 によって部分的にエミュレートされた LINC CPU 1 個が含まれています。コンピューターは、常に「LINC モード」または「PDP-8 モード」のいずれかの状態にあり、両方のプロセッサを並行して実行することはできません。モードを切り替えるための命令が用意されています。LINC-8 では、すべての割り込みは PDP-8 CPU によって処理され、LINC の割り込みアーキテクチャに依存するプログラムは実行できません。

LINC は 12 ビットの1 の補数 アキュムレータ マシンですが、PDP-8 も 12 ビットのアキュムレータ マシンですが、2 の補数演算で動作します。

2 つのアーキテクチャのメモリ アドレス指定も異なります。LINC では、完全なアドレス空間が 1024 ワードのセグメントに分割され、そのうちの 2 つ (命令フィールドとデータ フィールド)が一度に選択されて使用されます。命令フィールドのデータへの直接アクセスは、10 ビット アドレスを使用して可能です。データ フィールドは間接的にしかアドレス指定できません。命令フィールドとデータ フィールドは、最大アーキテクチャが合計 32K ワードであるため、理論的にはそれぞれ 1K 12 ビット ワードの最大 32 領域から選択できます。実際問題として、合計 8K ワードまで拡張された LINC-8 システムはほとんどありません。メモリ拡張は、まず PDP-8 メモリ拡張ハードウェアと拡張メモリ命令を追加し、LINC プロセッサにいくつかの小さな変更を加えて、基本 4K 合計を超えるメモリをアドレス指定することで実現します。これが完了すると、4K メモリの「ウィング」をデイジー チェーン バス構成で追加できます。理論的には、これを 7 倍まで拡張して 32K 全体を実装できます。現実的には、「通常の」PDP-8 に実装するのは常に困難であり、LINC-8 の場合は、最初の 4K を追加するためだけに CPU をわずかに遅くする必要が生じます。

したがって、実際問題として、LINC-8 メモリ セグメントはセグメント 0 ～ 3 に制限されますが、少数の 8K 実装では 0 ～ 7 に制限されることもあります。ただし、基本的な 4K マシンでは 0 ～ 3 を超えてアドレス指定することはできませんが、拡張メモリ モデルでは、メモリが存在しない場合でも 8 進数でセグメント 0 ～ 37 のアドレス指定を試みることができます。

慣例により、セグメント 0 領域は、通常の完全にエミュレートされた LINC 操作には使用できません。これは、通常 PROGOFOP として知られる PDP-8 プログラムが、すべての割り込み、トラップなどを処理するためにそこにロードされるためです。実際に存在するハードウェアのみを使用する「部分的な」LINC CPU 用のプログラムを作成することは可能です。処理できない操作が実行されるたびに、PDP-8 操作が再開されます。ただし、LINC 操作はさまざまな理由で終了している可能性があります。そのため、このシステムで「完全な」LINC プログラムを使用するときは、常に PROGOFOP をロードすることをお勧めします。

このマシン用に多くのオペレーティング システムが作成されました。その一部は、部分的にベースとなっているオリジナルの LINC CPU 用に設計された、本質的にわずかに修正されたバージョンです。ブートアップ規則により、最初に PROGOFOP のカスタム バージョンのイメージをロードし、次にテープ命令を実行して LINC ベースのオペレーティング システムをロードできます。場合によっては、ブートアップ手順は LINC コンソール スイッチ上で手動で実行されます。その後のシステムでは、PROGOFOP をロードした後にシステムが自動的に起動します。

他のオペレーティング システムは、実際にはより汎用的で、LINC 側をほとんど無視するように設計されています。これらは PDP-8 専用のシステムですが、LINC-8 の仕様の変動に合わせてカスタム構成されている可能性があります。場合によっては、これは他のマシンでは実行できないことを意味します。また、LINC-8 は、それ以外は特徴のない PDP-8 システムのドライバーの通常のバリエーションを表しているだけです。PDP-8 ベースのシステムの利点は、ここでは PROGOFOP が不要であることです。必要に応じて、PDP-8 システムは PROGOFOP と、主に LINC 指向のユーザー プログラムをロードして、ラボの周辺機器を操作できます。最初の 1K 全体を PROGOFOP 用に予約するという LINC の慣例の代わりに、マシンの最初の 4K のうち 07600-07777 または最後の 128 ワード ページのみを予約するという、はるかに小さい PDP-8 の慣例が採用されています。これは、全体的な柔軟性を大幅に高める代わりに、LINC セグメント 3 の最後にある小さな予約領域に対応します。

PDP-8 はメモリを 128 ワードのページに分割します。命令は現在のページ(命令自体が配置されているページ) またはページ 0 (アドレス 0 ～ 127 の 128 ワードのメモリ) を参照できます。間接アドレッシングを使用して 12 ビットのアドレスを生成できます。4K を超えるメモリが実装されている場合、間接アドレッシングはデータ フィールドを含むように拡張されるため、最大 32K で間接的に任意の場所にアクセスできます。この場合も、LINC-8 のハードウェア制限により、合計 8K を超えるサイズを実現するのは困難です。また、命令フィールドも実装されているため、データ フィールドが制御する同じアドレッシング スペースに、より大きなプログラムをロードできます。制御の転送は、必要に応じて直接または間接的に行うことができます。新しいアドレスは、最初に新しい命令フィールド値を設定し、次に新しいフィールドの対応する 12 ビット アドレスに JMP または JMS 命令を実行することによって決定され、全​​体で 15 ビットのアドレスになります。

コンピュータには、特別な LINC モード命令によって制御される多数の LINC 周辺機器が含まれています。これらのデバイスには、ノブやジャックの形のアナログ入力、外部機器を制御するリレー、LINCtape ドライブ ( DECtapeの前身)、プログラム制御によるオシロスコープのようなブラウン管、およびTeletype Model 33 ASR が含まれます。実際には、CRT は、DA コンバータと増倍管インターフェイスによってのみ駆動されるように変更された標準の Tektronix オシロスコープをベースにした特別に改造されたユニットです。従来のオシロスコープに見られるスイープ回路はありません。ほとんどの改造には、カスタムの非常に簡素化されたプラグイン モジュールが関係しており、これには、最下位の AD チャネルに接続された実際のノブも収容されています。これは、現代のマウス インターフェイスの先駆けであると言えます。一部のソフトウェアでは、後にマウスの 2 次元形式を示唆するような方法でノブを回す操作が使用されていました。これらのノブは、一度に 1 つのパラメータのみを制御するなどです。

これらの周辺機器の一部はシミュレートされており、実際には PDP-8 の周辺機器です。実装されていない操作は、LINC CPU を停止し、PDP-8 プロセッサに割り込みをかけ、詳細を処理します。最も注目すべきは、LINCtape は実際には PDP-8 周辺機器であることです。LINC 命令のテープ クラスはトラップされ、PDP-8 に割り込みをかけ、実際の LINC またはPDP-12が最新のテープ命令の詳細を実行する方法をエミュレートします。存在するように見える LINC コンソールでさまざまなキーを押すと、すべて PDP-8 割り込みが発生します。PROGOFOP は、元の LINC に表示される機能をエミュレートするように設計されています。

興味深い機能は、LINC および PDP-12 のすべてのハードウェアに実装されている FETCH/EXEC 停止です。ハードウェアを有効にすると、特定の条件が満たされるまで命令の実行を継続的に監視します。これにより、PDP-8 割り込みが発生し、LINC プログラムが停止します。シミュレートされたコンソール操作を使用して、メモリを調べたり、シミュレートされた DO キーを押すなどの他の変更を加えたりすることができます。DO キーは、左のスイッチ レジスタの任意の 1 つの命令を実行しますが、ほとんどのテープ クラスなどのダブル ワード命令の場合は、右のスイッチ レジスタも設定する必要があります。特定のオペレーティング システムの起動は、シミュレートされた DO キーを押してからシミュレートされた START 20 スイッチを押して、両方のスイッチ セットから直接テープ読み取り命令を実行することで構成されます。本質的に、LINC-8 は「実際の」LINC のコンソール パネルのすべての機能を実装し、PDP-8 を使用してそれらのほとんどをシミュレートします。

LINC-8 は、実験室用コンピュータとして構築されました。実験室環境に収まるほど小型で、低価格で適度な計算能力を提供し、実験の監視と制御に必要なハードウェア機能を備えています。

Wesley A. Clarkが LINC 用に設計した LINCtape 磁気テープ ドライブは、実験室環境での取り扱いに適しており、テープを不注意にポケットに入れたり、落としたり、穴を開けたり切断したりしても、テープ上に保存されているデータは失われません。

1969 年、DEC は LINC-8 を改良し、研究室での使用に適した類似の複合コンピュータであるPDP-12を発売しました。これにより、LINC-8 は製造中止となりました。LINC-8 コンピュータはわずか数百台しか製造されず、現在ではこのモデルを目にすることは稀です。

2008 年現在、ウプサラ大学の Update コンピュータ協会内で、最新のハードウェア上で LINC-8 をエミュレートするプロジェクトが進行中です。

• PDP-8 に関する FAQ
• PDP-8 モデルとオプションの概要

• Project GreenPea – PDP-12 エミュレーター