Инновация из 80-х: как создавался компьютер Casio PB-1000 и что у него под капотом

Привет, Хабр! Это Антон Комаров, автор команды спецпроектов МТС Диджитал. Сегодня вспомним про Casio PB-1000. Он похож на карманный компьютер и, в общем-то, им и является — хотя производитель, компания Casio, в момент выпуска позиционировала его как программируемый калькулятор. Созданный в 1987 году, он объединил возможности BASIC и ассемблера. Я бы сказал, PB-1000 — одно из первых в своем роде портативных устройств, которое умеет решать серьезные инженерные задачи. Сегодня расскажу о его возможностях и причинах ухода с рынка. А еще — покажу, что у него внутри: я разобрал свое неработающее устройство и попробовал его отремонтировать.

Начало начал

PB-1000 появился на глобальном рынке в 1987 году и стал логичным продолжением линейки научно-инженерных вычислительных портативных устройств от Casio. В отличие от предыдущих моделей, PB-1000 позиционировался как программируемый компьютер, поддерживающий языки BASIC (Casio Computer Personal Basic, CCPB) и ассемблер. Устройство поступило в продажу за 300 $, и, несмотря на высокую стоимость, его компактные размеры, инновационный сенсорный дисплей и поддержка программирования сделали его популярным в узких профессиональных кругах.

Мощь в кармане: зачем создавали и что умел PB-1000

Процессор Casio PB-1000 — Hitachi HD61700 — 8-битный CMOS-микроконтроллер, созданный для энергоэффективных устройств. Его основные особенности — низкое энергопотребление и поддержка встроенного языка ассемблера. Это позволило устройствам, подобным PB-1000, выполнять достаточно сложные расчеты при малой потребляемой мощности.

Память устройства была расширяемой — с 8 Кб до 40 Кб. Соответственно, при необходимости можно было доверять PB-1000 решение задач, требующих обработки относительно больших объемов данных. Кроме всего прочего, у девайса есть встроенный калькулятор с возможностью выполнять тригонометрические, статистические и другие операции. Еще он оснащен базовым текстовым редактором.

Технические характеристики Casio PB-1000:

• экран: ЖК-дисплей с разрешением 192 ​​× 32 пикселя (четыре строки по 32 символа) с сенсорной панелью на 16 кнопок, что было новинкой для 1987 года;

• процессор: 8-битный Hitachi HD61700;

• память: 8 Кб ОЗУ (расширяемая до 40 Кб);

• программирование: поддержка BASIC и ассемблера, возможность создавать программы для сложных вычислений и автоматизации процессов;

• интерфейсы: RS-232C, который позволял подключать устройство к внешним системам, включая дисковод MD-100 для хранения данных на дискетах;

• энергоэффективность: три батареи AA обеспечивали работу до 100 часов, так что на устройстве можно было работать вне офиса.

Casio PB-1000 поддерживал несколько периферийных устройств, которые расширяли его возможности:

1. Дисковод MD-100 — подключаемый 3,5-дюймовый дисковод для хранения и обмена данными на дискетах.

2. Док-станция FA-7 — включала порты RS-232 и Centronics, а также интерфейс, позволяющий подключать калькулятор к принтерам и другим устройствам.

3. Принтеры FP-100 и FP-40 — для печати расчетов и данных, что упрощало создание отчетов.

На службе науки и технологий: кто и как использовал Casio PB-1000

Плюсом Casio PB-1000 было то, что он поддерживал программирование не только на BASIC, но и на ассемблере, а это значительно расширяло его функциональные возможности. Встроенный модуль ассемблера позволял запускать программы, созданные в CASL — специально адаптированном языке для архитектуры PB-1000.

Конечно, для работы с этим языком требовались более глубокое знание архитектуры процессора устройства и навыки программирования на низком уровне. Но для инженеров и специалистов, нуждающихся в специфических расчетах или работе с ограниченными вычислительными ресурсами, это было отличной возможностью. В частности, потому, что на ассемблере можно было писать программы для расчета дифференциальных уравнений и физических симуляций, которые не были бы такими эффективными на BASIC. Все это делало PB-1000 отличным учебным инструментом, который также был полезен и для профессионалов, стремящихся к максимальной оптимизации программ.

Casio PB-1000 использовался исследователями и инженерами в Японии, США и Европе. Устройство применяли в университетах и лабораториях для расчетов, моделирования и полевых исследований. Благодаря возможности создания собственных программ устройство также использовалось энтузиастами для разработки пользовательских приложений.

Пользователь из Швейцарии, до сих пор владеющий девайсом, например, применял устройство для сбора и анализа лабораторных данных, а также для разработки и тестирования алгоритмов в области физики и химии. Благодаря возможности программирования на ассемблере PB-1000 также применялся в учебных лабораториях, где студенты создавали программы для лабораторных экспериментов.

Когда PB-1000 перестали выпускать и почему

Выпуск PB-1000 был завершен к началу 1990-х годов. Причины заключались в развитии технологий: ноутбуки становились дешевле, мощнее и компактнее, так что портативные девайсы прошлых лет становились менее актуальными. К тому же научные калькуляторы с расширенными возможностями памяти и программирования стали доступнее и совершеннее. PB-1000 при всех его достоинствах не смог конкурировать с более мощными компьютерами и специализированными инженерными калькуляторами.

И все-таки Casio PB-1000 остается одним из значимых портативных компьютеров 80-х. Технические особенности и возможности программирования на ассемблере сделали его знаковым устройством для своего времени.

Хватит истории — а что у него внутри?

С теорией закончили — теперь к практике. Свое устройство я разобрал. К слову, оно не включалось и не подавало никаких признаков жизни. Так что я решил поймать сразу двух зайцев: показать, что у него внутри, и попробовать отремонтировать. Удалось ли мне второе, узнаете дальше.

Разбираю устройство

Сначала снимаю заднюю крышку, обнаруживаю под ней наклеенную еще на фабрике инструкцию по замене еще какой-то крышки. Похоже, что это дополнительный модуль для чего-то. В любом случае у меня этого компонента не оказалось. Если кто знает, что изображено на рисунке, напишите в комментариях.

Откручиваю все винты на пластике, снимаю, открывается материнская плата. «Пищалка», то есть простейший динамик, припаяна к плате. Аккуратно отпаиваю.

Потом снимаю клавиатуру. Там несколько пленок и резиновая прокладка, позволяющая кнопкам нажимать на контакты на плате.

В верхнем левом углу на фото ниже как бы разорванный прямоугольник — это выключатель. Если замкнуть контакты, девайс должен включиться. Но этого не происходит, так что проблема не в выключателе.

Полностью убираю пластик с клавиатуры.

Теперь снимаю крышку и с экрана, с задней его части. Это позволяет полностью убрать пластиковый корпус и оставить только платы и кабели.

Сняв металлическую окантовку с прикрепленным экраном, вижу две микросхемы — это HD44353. Драйверы экрана управляют отображением информации на жидкокристаллическом дисплее. Основная задача этого чипа — преобразовывать цифровые сигналы от микропроцессора или микроконтроллера в управляющие сигналы, которые задают, какие пиксели на экране должны быть активированы для отображения нужного изображения или символов.

А вот плата с другой стороны. Устройство полностью разобрано.

Здесь есть два чипа, о которых тоже стоит рассказать. Toshiba TC5565AFL-15L — это статическая оперативная память (SRAM) объемом 65 536 бит, организованная в 8 192 слова по 8 бит каждое. Выполнена по КМОП-технологии, которая некогда была популярной.

А вот микросхема NEC 23C256EAG — это масочно-программируемая постоянная память (Mask ROM) объемом 256 Кб, организованная в 32 768 слов по 8 бит каждое.

В целом девайс разобран целиком и полностью, разбирать больше просто нечего.

Так что там с ремонтом?

Сразу к делу: отремонтировать девайс у меня не получилось. Плату до меня никто не трогал, выглядит она практически идеально. Проверил на короткие замыкания, поврежденные компоненты под микроскопом — ничего такого нет.

Зато удалось обнаружить отпаявшийся контакт резистора. На фото показываю щупом мультиметра, где проблема:

Припаял его, обрадовавшись, что теперь все заработает. Но нет, калькулятор так и не включился. Явной причины не нашел: ничего больше не отпаялось, компоненты выглядят прекрасно. Грешу на электролитические конденсаторы: с возрастом они часто выходят из строя. Например, если не включается портативная консоль Sega Gear примерно тех же лет, то замена конденсаторов решает проблему в 90% случаев.

Попробую заменить. Если получится отремонтировать, ждите вторую часть со включением калькулятора и работой с ним.

Расскажите, приходилось ли вам сталкиваться с этим редким зверем?