Überblick
„Systementwurf, Technologie und Konstruktion“ bei den ESER- EDVA-
Entwicklungen bis 1990
Autor: Dr. G. Jungnickel |
Inhaltsübersicht
Überblick
„Systementwurf, Technologie und Konstruktion“ bei den ESER- EDVA- Entwicklungen
bis 1990
Bemerkung zur Entwicklungsmethodik
Prinzipielle Anforderungen an eine
Nachfolgegeneration
Fakten zum Konzept einer neuen
Generation EDVA EC 1150
64- Bit ESER versus 32 Bit Technik
Die Verantwortung für Mitgestaltung der
„Technischen Politik“ und „Systemkonzeptionen der mittel- und längerfristigen
Entwicklung des ESER“ (Konzeption der Architektur- Etappen) prägte die Inhalte
der ESER- Strategie.
Über alle
o.g. Phasen waren nachfolgende Grundsätze
der Entwicklungskultur und Produktpolitik „das Geheimnis“ und der
Erfolgsgarant der Arbeit der großen
„ESER- Familie von Robotron“:
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•
Strikte Einhaltung der abgestimmtem
Operationsprinzipien des ESER und deren schritthaltende Weiterentwicklung
über die vereinbarten Architektur-
Etappen; Gewährleistung der vollen
Programm- Kompatibilität der EDVA im ESER untereinander und bzgl. des Prototyps •
durchgängige Beherrschung aller
Prozess- Schritte der Entwicklung vom Systemkonzept bis zur logischen
Prüfunterlagen-Generierung durch eigene Fachleute und mit eigenen Entwurfs- und
Entwicklungssystemen. •
Strikte Einhaltung der „Allgemeinen technischen Bedingungen des
ESER“ , speziell -
Einsatz einer
100%-RGW-Bauelemente-Basis( metrisches Raster)
im Fertigungsprozess, -
logische und Steckerkompatibilität des E/A-Interface -
Einhaltung der Grundforderungen der ESER-Basiskonstruktion (auf nationale Montage-und
Wartungsfähigkeit im Importland orientiert), -
Einhaltung der „Allgemeinen Technischen Forderungen“, speziell der
Lager-und Transportklassen des ESER (sehr nahe an analogen Militärstandards
der UdSSR- positioniert), •
maximaler Einsatz modernster DDR-Technologie, bei Verträglichkeit
mit den „Allgemeinen Technischen Bedingungen/ Forderungen “, •
nachgewiesene Lauffähigkeit von vergleichbaren IBM-
Betriebssystemen! |
Diese Grundforderungen wurden, soweit von der
UdSSR- Seite akzeptiert, von den DDR- Fachleuten durch Arbeit in den ESER-
Gremien DDR- konform mitgestaltet .
Die Axiome der Existenz des sozialistischen
Staatenblockes führten zur beinahe totalen wirtschaftliche Isolation des
Ostblockes. Haupt- Aspekte, wie
•
enge
Ausrichtung am Bedarf des Hauptmarktes UdSSR
•
Verrechnungen
des Handels auf Basis des sog.
Transferablen Rubel ,
waren
letztlich die
Ursachen dafür, dass das reale Niveau und die Ziele der technischen
Entwicklung der ESER- Technik
schrittweise und progressiv gegenüber dem typischen Niveau der
Weltwirtschaft und ihren führenden EDV- Systemen zurückblieben.
TECHNIK der
EDVA-
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Bezogen auf die EDVA-Linie
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Reihe 4: EC 1150:
umfangreiche konzeptionelle Entwurfs-,
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ist das deutlich erkennbar:
Die EDVA-Entwicklungen
orientierten sich nach dem sehr erfolgreichen Start mit EC1040 (Reihe 1 ) ,
deren Bauelemtebasis und Basiskonstruktion vom Niveau durchaus vergleichbar war
mit Analoganlagen von IBM, vorrangig auf
funktionelle Eigenschaften der sog. Reihe 2 und Reihe 3 des ESER analog
IBM/370, tw. auch IBM/4300 u.a. , wie MVS-Fähigkeit, Mehrprozessorarbeit,
Diagnosequalität und technische Verfügbarkeitsparameter u.a., sowie die Nutzung
der verfügbaren LSI- Speichersortiments, neuer Stromversorgungskonzepte u.a..
Um immer wieder anzutreffende Spekulationen über
die Entwicklungsmethodik vorzubeugen: DDR- ESER- Maschinen wurden mit
entworfen und produziert und mit
komplettiert und geliefert. Die genaue Kenntniss
der Operationsprinzipien und bestimmter Logik- Details am E/A- Kanal war die
alleinige Grundlage der Entwicklung der Gerätetechnik. Die Betriebssystem-
Entwicklung benötigte eine genaue Beschreibung der Struktur des Systems und der
Schnittstellen der Moduln, sowie eine
Original- Testmaschine. Es galt der Grundsatz „im Falle einer Abweichung
ist der Grund der Funktionsabweichung zu beseitigen“.
Die Erarbeitung der Beschreibung der Struktur des
Betriebs- Systems und der Schnittstellen erfolgte in der Praxis auf Basis zweiseitiger
Vertragsarbeit mit den Spezialisten der UdSSR
Die nächste Generation einer EDVA – Prozessorfamilie muss,
um wirtschaftlich sinnvoll zu sein (wie andere Technik ebenfalls) , eine Verdopplung des Anwendungsnutzens zur
Vorgängerreihe sichern , was etwa vierfach höhere technische Leistungsparameter
erfordert. .Das technologische Umfeld der RGW- Wirtschaft ermöglichte jedoch
keine wesentliche technologische
Innovation der Grundaufbaues der Anlagen.
Die Beherrschung kurzer Signallaufzeiten in den
Prozessor- Strukturen generell, speziell aber einer EDVA,
ist bei der erforderlichen geringen Taktzeit immanent wichtig, da die
Signal-Laufzeiten auf den Verbindungsleitungen die Schaltzeit eines Gatters im
Chip sehr schnell übersteigen können
.Leitungswege müssen also extrem kurz bleiben. Daher ist es nur durch VLSI-
Konzepte möglich, eine absolut kompakte Konstruktion auch ohne sehr aufwendige
Multichip-Zwischenträger zu realisieren, um akzeptable Prozessorleistungen zu
erzielen.. Abhängig vom Integrationsgrad können daher
sehr aufwendige Multichip-Zwischenträger erforderlich werden. .In dieser
problematischen Situation befand sich
Anfang der 90ger Jahre auch die bekannte Firma Siemens, die den Schritt von
einer ECL- Technologie (BS 2000/H90, /H100) zu einer tragfähigen perspektivisch
wirtschaftlichen Technologiekonzeption bei Mainframes nicht bewältigte.
Um das zu erreichen, waren 1987-88 drei wesentliche Vorausetzungen notwendig:
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Da diese Lage in allen RGW-
Ländern analog war, gelang es der E 2- Mannschaft, die Robotron-EDVA immer
im Spitzenfeld des RGW-Marktangebotes zu halten. Bezogen auf das
(theoretische) Exportkonzept des
Kombinates war die ab Ende 1987 verfügbare EC 1057 im Umfeld der
UdSSR-Maschinen und unter RGW- Bedingungen ohnehin „state of the art“ und wäre solange exportierbar gewesen, wie kein Technologie-
Sprung in der UdSSR erfolgt wäre, nach
Lage der Fakten also noch mehrere Jahre.
Darauf gründete sich ein gewisses
Überwinterungskonzept für das EDVA-
Kernpotential.
Zwecks Überwindung
der skizzierten technologischen Sackgassen-Situation wuden 1986 nach
mehreren technologischen Zwischenkonzepten ( wie etwa TTL/ECL- Mischvarianten )
die Arbeiten an ESER-Zentraleinheiten der Reihe 4 auf Basis einer CMOS-Gate
Array- Technologie (CMOS GA U 5300 ) aufgenommen, die nach Lage der Dinge
im Mikroelektronik-Programm der DDR bilanzierbar war.
Als gewisser Zwischenschritt wurden erste CMOS GA,
welche mit dem Entwurfssystem für ESER 4 entworfen waren und im ZMD Dresden produziert wurden,
1989 in Funktionsmustern eines modernen 16 Bit ESER- PC ( IBM
PC AT) eingesetzt.
Die Bereitstellung einer Reihe moderner, leistungsfähiger
Betriebssysteme
entwickelte sich im ESER-EDVA-Sektor als weitgehend
unabhängige „Produklinie“. Diese wurden gemeinsam
mit der UdSSR- Leitorganisation NIZEWT entwickelt und verbesserten das
ESER-Leistungsangebot von Robotron stark.
Arbeitsplatz- Technik
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Zusätzlich zum ESER- Hauptprofil EDVA wurde
das FG E 2 im Rahmen des „Erzeugnis-programms der dezentralen
Datentechnik“ (DEKK) beginnend ab 1978 auch stärker in Themenkreise der
„kleinen Technik“ eingebunden. Hauptziel des DEKK war ein einheitliches System
der Datenerfassung und Datenverarbeitung durch system-technische Integration
der Produktlinien der Betriebe des (ehemaligen) Kombinates Zentronik. Bei
E 2 erfolgte dafür z.B. die zentrale Monitor-Entwicklung für alle
Robotron-Betriebe oder später die Entwicklung von graphischer Peripherie. Diese
Arbeiten wurden planmäßig „bilanziert“ und hatten in dieser Etappe wenige
Auswirkungen auf die Erfüllung des ESER-Hauptentwicklungs-Programms des FG.
Etwa zeitgleich mit Beginn der Arbeiten im ESER an IBM-kompatiblen
Personalcomputern (ca. 1985) verstärkte auch E 2 diese Produktlinie, ohne
diese alternativ zu EDVA zu betrachten bzw. zu bilanzieren.
Fakten zum Konzept einer neuen Generation EDVA
EC 1150
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Unter den führenden Köpfen des FG Geräte (E2) wurde nach
Abschluss der Entwicklungsüberleitung der EC 1055M–einer Modernisierung 1.
Grades der EC1055 (Reihe 2) zielstrebig daran gearbeitet, mit dem
nächsten Modell eine „echte“ ESER 3-
Maschine mit einem gravierenden Leistungs-Sprung zu konzipieren. Daran arbeiteten
in gleicher Weise auch die Entwickler des NIZEWT, denn diese Zielstellung war
volkswirtschaftlich dringend.
Ein derartiger Leistungssprung war nur mittelfristig
durch extrem schnelle ECL-MSI- Schaltkreistechnik denkbar. Das war allerdings nur mit enormem Aufwand für
konstruktiv- technologischen Lösungen im Bereich der Kühlung der Steckeinheiten
und Paneele erreichbar. Dieser Ansatz
musste gekoppelt werden mit der Verringerung der „Kupferlaufzeit“, was
einen keramischen Zwischenträger mit grundsätzlich neuer Kühlung bedingt hätte.
Erschwerend wirkte dabei, dass die Verarbeitungsstruktur für
ESER-Operationsprinzipien (64 Bit) einen
großen Hardwareaufwand erfordert. Dieses ECL-MSI Konzept war in der Realität des RGW-Wirt-schaft nicht
nur sehr anspruchsvoll und komplex, sondern wirtschaftlich nicht vertretbar,
weil eine nur für EDVA geeignete Technologie in der DDR und auch mit den ESER-
Absatzstueckzahlen der DDR keine Refinanzierung sicherte. Auch hatte dieser
Lösungsansatz im Lichte der großen Chancen, die weltweit bei CMOS erkannt waren
und bearbeitet wurden, keine längerfristige Zukunft. Sowohl eine
ECL-Nachfolge-Variante, wie auch eine ECL/TTL-Variante, wurden daher für
ESER 3 nicht weiter verfolgt.
Mit Forcierung der Arbeiten in der DDR an VLSI-
CMOS – Technologien wurde daher bei E2 auf dieses hochintegrierbare,
leistungsarme und gut auf kleine Strukturbreiten skalierbare Bauelemetekonzept
(CMOS- gate arrays) als Basis für eine echte Nachfolge der ESER-EDVA gesetzt
und dafür umfangreiche Vorarbeiten betrieben.Gate- Arrayes boten die
Möglichkeut, auf einer letzten Ebene des Chips- Prozesses typspezifische Verdrahtungen aufzubringen und
damit wirtschaftliche Stückzahlen des Basiskristalles zu erreichen. Allerdings
war der Zeitplan der CMOS-Linie für die Produktionsdauer der EC 1055M
kritisch.
Da in der UdSSR analoge Konzeptionsprobleme um einen echten technologischen
Nachfolger bestanden ,
( zu diesem Zeitpunkt hatten sich die
bilateralen Arbeitsbeziehungen des DDR- Teiles des RCK ESER mit dem
Generalkonstrukteur des ESER und Generaldirektor des NIZEWT und seinen
Mitarbeitern sehr kollegial und vertrauensvoll entwickelt. Der Autor kann daher
die o.g. Feststellungen mit detaillierter Sachkenntnis treffen. Die Entwicklung
der IBM-kompatiblen Computerindustrie in Russland nach 1990 bestätigt das
zusätzlich)
wurde aus planungspolitischen und Marketinggründen
im ESER die Entwicklung einer Reihe von Zwischenmodellen – eine
„Modernisierung zweiten Grades“- beschlossen. Als Nachfolgemodell zur
EC 1055M entwickelte die DDR die EC 1056, die UdSSR die EC 1036,
EC 1046 u.a.
64- Bit ESER versus 32 Bit Technik
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Die durch Beschlüsse in der DDR ausgelöste
Konzentration auf die sog. „32- Bit–Technik“(d.h. Programm analog VAX 780 der
Firma DEC für CAD/CAM-Anwendungen) im Dresdner Raum beeinflusste die Arbeit der
Karl-Marx-Städter am ESER in dieser Phase zunehmend. Die zunächst praktizierte
Parallelität zwischen ESER und 32-Bit Technik führte vorrangig zu großen
Kapazitätsengpässen in der DDR-Zulieferindustrie(Leiterplatten
, Bauelemente , Entwurfskapazität der Mikroelektronik .. ) sowie zur extremen Verknappung der ohnehin
unzureichenden Robotron-eigenen Technologie- und Werkzeugbaukapazitäten, aber
auch zu Einschränkungen der EDVA-orientierten Anwendungsoftware- Entwicklung im
Bereich Dresden u.a.m.
Die Signale für alle Kooperations- Partner waren zentral
auf „32-Bit“ gestellt
, ESER hatte die politische Priorität „wenn noch etwas zusätzlich machbar
ist“ .
Es fiel daher zunehmend schwerer, die hohen
technischen Anforderungen an eine echte neue Produktgeneration der ESER- EDVA
(Basis : CMOS-LSI gate array, neues Steckverbinder–/Leiterplattensystem,
Multichip-Modul-Keramikträger u.a.) in den Plänen zu bilanzieren, zumal andere
profilbestimmende Industriezweige der DDR (Werkzeug- und Textilmaschinen-Bau,
Anlagenbau u.a.) großen Druck auf die Bauelemente-Zulieferindustrie machten,
allerdings systemtechnisch nicht kompatibel. Die technische stark divergierende
Politik vieler weltweit führenden Firmen, deren Profile alle in der DDR-Industrie vertreten war, sollte in
der kleinen DDR-Industrie „nachentwickelt“ werden!
Die neue
EDVA-Generation des ESER (ESER IV) brauchte zumindest ein verschobenes Zeitfenster.
Zum Ansatz gehörte
ESER- PC
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Das Arbeitsprofil des FG
Geräte wurde 1987/88 verstärkt auf solche System- und Produktentwicklungen, wie z.B.
die IBM-kompatiblen ESER-Personal-computer EC 1834 (1988) ,
EC 1834.01(1989) und den IBM PC AT kompatiblen EC 1835 (1989)
umgestellt. Die Mitentwickler und
Hauptüberleitungspartner waren die Robotron-Betriebe „VEB Buchungsmaschinenwerk Karl-Marx-Stadt“ und der „VEB
Büromaschinenwerk Sömmerda“ . Dabei trug E 2
im Verbund mit den FuE- Bereichen der o.g. Betriebe die Systemverantwortung und
einen hohen Anteil der Entwicklung.
Im Ergebnis der immer stärkeren Konzentration des
gesamten Dresdner Raumes (Entwicklung,
Technologie, Produktionskapazität, Finanzcontroling ) auf die 32-Bit-Technik war daher die
Vereinigung des Karl-Marx-Städter Betriebsteiles E 2 mit dem Betrieb VEB
Buchungsmaschinenwerk Karl- Marx-Stadt eine zwangsweise Folge, um ein gewisses
Gleichgewicht der Versorgung der großen Robotron- Produktionsbetriebe mit
leistungsfähiger F/E–Kapazität zu ermöglichen und andererseits dem Team des FG2
eine seinem Ingenieur-Potential und Erfahrungen entsprechende Perspektive zu
erhalten.
Die Produktlinie der ESER-PC gestaltete sich extrem
schnell zu einem Kristallisationskern für die genannten Großbetriebe in
Chemnitz und Sömmerda. In der gesamten DDR-Wirtschaft wurde darüber hinaus die
Orientierung auf die INTEL-Prozessorfamilie I/286 und nachfolgend I/386 sehr
stark unterstützt und zur Basis weitreichender Pläne. Man hoffte auf eine
sogenannte Ablösung der enorm zugenommenen Importe durch DDR-eigene Produkte
mit geringerem Valutabedarf.
Die Funktionsmuster des o.g. EC 1835 wurden im
Herbst 1989 erfolgreich mit eigenen Prozessor-SK und einigen hochintegrierten
CMOS-Gate Array- der Serie U 5301 erprobt
)
SCHLUSSBEMERKUNGEN
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Im mittelfristigen Plankonzept E2
war es auch im Frühjahr des Jahres 1989 nicht vorgesehen, die Entwicklung
von ESER- EDVA mittlerer Leistung aufzugeben. Vielmehr bestand das Grundkonzept der Leitung des
WTZ Chemnitz darin, der Stabilisierung der neuen CMOS- Basis U5301 der künftigen
EC 1150 zunächst durch den Einsatz von 3 Typen U 5301 im IBM
PC-AT-kompatiblen PC EC 1835 einen kräftigen Impuls zu verleihen und einen
neuen Bilanzierungsfreiraum durch das hohe Gewicht der EDVA-Exporte und von
ESER-PC und deren Anwendung in allen
strategischen Positionen der DDR zu erlangen.
Dieses Konzept war jedoch spätestens ab
März 1990 politisch nicht mehr aktuell.
Was als echter Nutzen des festen
Glaubens an die Architekturlinie ESER blieb war die sehr schnelle Erkenntnis
der IBM Deutschland, dass in Chemnitz (aber auch Berlin und anderswo) gut ausgebildete „IBM“- Spezialisten verfügbar
waren.