PMI-80
Typ	8-bitový školský jednodoskový mikropočítač
Procesor	MHB8080A @ 1,111 MHz
Pamäť	1 KiB SRAM 1 KiB PROM / EPROM
Displej	integrovaný 9-miestny 7-segmentový LED displej
Klávesnica	integrovaná kalkulačková, 25 kláves
Rozhrania	vstup/výstup pre magnetofón paralelné GPIO rozhranie systémová zbernica
Dátové nosiče	audiokazeta
Operačný systém	monitor strojového kódu
Napájanie	externý zdroj +5 V / 0,7 A +12 V / 0,3 A −5 V / 0,1 A
Rozmery	240 × 145 mm
Hmotnosť	300 g
Vývojár	Roman Kišš
Výrobca	Tesla Piešťany, ČSSR
Premiéra	1981
Výroba	od 1982
Vyrobených kusov	približne 5 000 [1]
Cena	4 770 Kčs [2]
Nástupca	PMD 85

PMI-80 bol jednoduchý 8-bitový jednodoskový výukový mikropočítač, vyrábaný v ČSSR v podniku Tesla Piešťany od roku 1982. Vybavený bol 9-miestnym sedemsegmentovým kalkulačkovým LED displejom a modifikovanou kalkulačkovou klávesnicou s 25 klávesami. Využíval procesor Tesla MHB8080A, česko-slovenský klon rozšíreného mikroprocesoru Intel 8080 z roku 1974, taktovaný na frekvencii 1,111 MHz a disponoval 1 KiB pamäte RAM a rovnakým množstvom pamäte ROM.^[3][4]

Počítač bol primárne určený na výuku programovania na stredných elektrotechnických školách a technických univerzitách. Okrem výuky bol využiteľný aj na jednoduchšiu priemyselnú a experimentálnu automatizáciu a pre nedostupnosť iných alternatív bol v 80. rokoch 20. storočia v Česko-Slovensku obľúbený aj medzi počítačovými nadšencami.^[5][6]

Prototyp počítača vyvinul na prelome rokov 1980 – 1981 Ing. Roman Kišš, v tom čase 32-ročný testovací technik integrovaných obvodov v národnom podniku Tesla Piešťany. Inšpiráciou mu bol článok v nemeckom odbornom časopise a práci na prototype sa venoval mimo svojej oficiálnej pracovnej náplne, pričom materiál na stavbu získal využitím nevyhovujúcich súčiastok z výroby a výmenou s kolegami (napr. nepotrebná kalkulačka, ktorá poslúžila ako jednoduché vstupno-výstupné zariadenie).^[7][1]

Neskôr v priebehu roku 1981 založil v Tesle Piešťany školiace stredisko, prvé svojho druhu vo vtedajšom Česko-Slovensku, kde si účastníci týždenného školenia mohli postaviť vlastný exemplár PMI-80 z pripravených súčiastok a naučiť sa základy jeho programovania v strojovom kóde. Svoje znalosti mohli absolventi následne odovzdať ďalej v mieste svojho pôsobenia, takže školenia svojou mierou prispeli k naštartovaniu vlny záujmu o mikropočítačovú techniku v 80. rokoch v ČSSR.^[1]

Po odovzdaní PMI-80 do výroby pracoval Roman Kišš aj na vývoji počítačov PMD 85, Didaktik Alfa a PC 88, ktoré už mali charakter štandardných osobných počítačov s plnohodnotnými alfanumerickými klávesnicami a grafickým výstupom na televízor alebo obrazovkový monitor.^[1]

Po hardvérovej stránke predstavoval počítač minimálny funkčný 8080 systém, obsahujúci len nevyhnutné podporné obvody. Operačná pamäť bola použitá statická, nevyžadujúca obvody, zabezpečujúce periodickú obnovu (refresh), ako v prípade DRAM. Zobrazovanie na displeji a skenovanie klávesnice bolo softvérovo multiplexované, pričom pre obnovu displeja a prípadné nasnímanie kódu stlačenej klávesy bolo potrebné volať príslušné systémové rutiny z monitoru (počítač neobsahoval časovač). Bez ich pravidelného volania z používateľského programu bolo možné na displeji ponechať staticky zobrazený len jeden znak.

Osadenie mikropočítača tvorilo desať integrovaných obvodov:^[5]

• 1× MHB8080A (mikroprocesor, česko-slovenský ekvivalent Intel 8080)
• 1× MH8224 (generátor taktu a signálu RESET)
• 1× MH8228 (riadiaci obvod a budič zbernice)
• 1× MH3205 (dekodér z 3-bitového kódu na 1 z 8, ekvivalent 74LS138, slúžiaci ako adresový dekodér)
• 2× MHB2114 (pamäť SRAM 1024×4b)
• 1× MHB8608 (pamäť PROM 1024×8b) alebo MHB8708 (EPROM 1024×8b)
• 1× MHB8255A (programovateľné paralelné rozhranie, 3×8 vstupno-výstupných liniek)
• 1× MH1082 (dekodér a budič 7-segmentového LED displeja)
• 1× MH7400 (4× hradlo NAND)

Okrem toho počítač z aktívnych súčiastok obsahoval už len 7 tranzistorov PNP (budenie segmentov displeja), 3 tranzistory NPN (tvarovač magnetofónového vstupu, invertor) a 6 kremíkových diód. Klávesnica 5×5, červený sedemsegmentový displej VQD30 a dekodér/budič MH1082 boli prevzaté z vreckovej kalkulačky Tesla OKU 205.

Počítač bol osadený 10 MHz kryštálom, pričom takt pre samotný procesor je interne v obvode MH8224 delený deviatimi, tzn. výsledný takt CPU bol 10 / 9 ≈ 1,111 MHz. Doba vykonávania jednej inštrukcie bola pri 8080 4 – 11 taktov, tzn. výpočtový výkon PMI-80 bol približne v rádoch stoviek tisíc inštrukcií za sekundu (0,1 – 0,28 MIPS).

Pre porovnanie, súčasný (2014) jednodoskový počítač Raspberry Pi 2 so štvorjadrovým 32-bitovým procesorom s jadrom ARM Cortex-A7, dosahuje výkon približne 1 000 MIPS na jedno jadro, je teda približne 20 000-násobne výkonnejší, už pokiaľ ide čisto o počet inštrukcií, vykonateľných za jednotku času (a teda odhliadnuc od ďalších benefitov, súvisiacich so 4-násobnou šírkou slova, integrovanou hw. násobičkou/deličkou priamo v ALU, integrovaným numerickým a grafickým koprocesorom a pod.).

Dve z troch 8-bitových brán obvodu MHB8255A boli využité interne pre multiplexované budenie displeja, klávesnice a vstup/výstup na magnetofón. Zvyšná brána bola vyvedená na FRB konektor (K2) a využiteľná používateľsky ako 8 paralelných vstupno-výstupných liniek s TTL úrovňami. Na doske je ďalej pripravené miesto pre osadenie druhého obvodu MHB8255A so všetkými troma bránami vyvedenými na konektor.^[3][5]

Voľné miesto bolo tiež ponechané pre prípadnú druhú používateľskú pamäť EPROM 8708 a na konektore systémovej zbernice (K1) bolo vyvedených 5 z 8 vybavovacích signálov z adresového dekodéru MH3205, ktoré sa dali využiť na jednoduché externé rozšírenia RAM alebo ROM o jednu až päť 1 KiB stránok bez potreby ďalších adresových dekodérov.

V spodnej časti dosky bolo k dispozícii pole 31×8 predvŕtaných kontaktných plôšok (padov) v rastri 2,54 mm, ktoré bolo použiteľné ako univerzálna DPS pre realizáciu prípadných vlastných obvodov, prepojených s počítačom.

Počítač bol z výroby osádzaný 1 KiB pamäťou PROM resp. EPROM, obsahujúcou základný obslužný program – monitor strojového kódu (ďalej len „monitor“) s nasledovnými funkciami:^[6]

• inicializácia systému (klávesa RE; reset zachováva obsah pamäte)
• inšpekcia a zmena hodnôt registrov (klávesa R)
• inšpekcia a zmena obsahu pamäte (klávesa M)
• štart používateľského programu od zadanej adresy (klávesa EX)
• trasovanie programu (breakpoint; klávesa BR)
• spracovanie vonkajšieho prerušenia (klávesa I)
• čítanie a zápis údajov na pripojený magnetofón (klávesy L, S)

Programovanie počítača bolo, najmä z dnešného pohľadu, pomerne namáhavé. Program si bolo treba najprv premyslieť a manuálne zapísať v jazyku symbolických inštrukcií (JSI) procesoru 8080. Pri školskom využití v 80. rokoch sa koncept programu v JSI pripravoval spravidla na papieri, v pracovnom zošite. Počítače s obrazovkovým výstupom a textovým editorom, prípadne asemblerom pre automatizovaný preklad programu z JSI do strojového kódu 8080, ktoré by túto prácu dokázali výrazne uľahčiť, ešte neboli bežne dostupné, okrem toho PMI-80 bol cielený primárne práve na výuku nízkoúrovňového programovania.

Program, vopred pripravený v JSI sa potom na PMI-80 zapisoval do pamäte formou zadávania inštrukčných kódov na klávesnici v šestnástkovej sústave. Ako pomôcka slúžil okrem príručky aj papierový „ťahák“ s blokovou schémou počítača a prehľadom inštrukčného súboru 8080 v štruktúrovanej podobe s názvami inštrukcií a ich hexadecimálnymi kódmi, umiestnený na vnútornej strane transportného kufríka počítača.

Zmeny v už zapísanom programe boli možné znova len prepisom inštrukčných kódov na zadaných adresách v pamäti. Prípadné nadbytočné inštrukcie bolo možné prepísať kódom „prázdnej“ inštrukcie NOP (z angl. no operation), avšak vsúvanie nových inštrukcií medzi existujúce nebolo možné – zostávalo jedine zapísať ich na iné voľné miesto v pamäti ako podprogram a na pôvodné miesto vložiť jeho volanie (pokiaľ sa zmestilo), alebo celý program prípadne jeho časť prepísať nanovo, vrátane prepočítania adries všetkých volaných návestí a podprogramov.

Príklad jednoduchého programu, realizujúceho 8-bitové počítadlo stlačení klávesy s priebežným zobrazovaním počtu (0 až 2⁸−1 = 255, tzn. 00 až FF v šestnástkovej sústave) na displeji. Program využíva ako podprogramy zdokumentované rutiny monitoru PMI-80 pre vymazanie displeja, zobrazenie číselnej hodnoty a vstup z klávesnice.^[4] Do pamäte PMI-80 sa program zadá zapísaním postupnosti inštrukčných kódov zo stredného stĺpca a spustí skokom na adresu 1C00. Zaberá 21 bajtov, tzn. približne 2 % z 1 KiB operačnej pamäte PMI-80.

;adresa  ;inštrukčné kódy  ;komentovaný zápis v JSI
1C00     3E 0C             MVI  A, 0Ch   ; vlož kód znaku 'C' do akumulátora
1C02     CD AB 00          CALL CLEAR    ; vymaž displej a vľavo zobraz znak z akumulátora
1C05     1E 00             MVI  E, 0     ; inicializuj register E na 0
1C07     7B             L: MOV  A, E     ; presuň obsah E do akumulátora
1C08     32 FA 1F          STA  IN_DATA  ; ulož obsah akumulátora do pamäte na adresu bufferu
1C0B     CD F2 00          CALL OUTDA    ; zobraz 8b hodnotu z bufferu na displeji
1C0E     CD 16 01          CALL OUTKE    ; obnovuj displej a čakaj na stlačenie klávesy
1C11     1C                INR  E        ; zvýš hodnotu v E o jedna
1C12     C3 07 1C          JMP  L        ; skoč na adresu návestia L (opakovanie v slučke)

• 
  Plastový transportný kufrík, vyrábalo sa viacero farebných prevedení
• 
  Počítač v kufríku
• 
  Doska počítača
• 
  Úvodná správa monitoru po zapnutí alebo resete
• 
  Programovanie prvého bajtu programu z príkladu
• 
  Spustený program
• 
  Program po 56 (38h) iteráciách

• Commons ponúka multimediálne súbory na tému PMI-80

• PMI-80 na nostalcomp.cz
• Online emulátor PMI-80 na asm80.com
• Prednáška Romana Kišša: Ako vznikli počítače PMI 80, PMD 85, Didaktik Alfa