Restaurera en NORD-1 från 1972

[G_Axelsson]

Inspirerad av tidigare restaureringstrådar av gamla datorer tänkte jag dela med mig av detta projekt. Målet är att få en fungerande NORD-1 dator innan 50-års jubileumet av Norsk Datas grundande.

Nord-1 Logo.jpg

Det hela började för ett par veckor sen. Utav en slump hittade jag ett inlägg i en insomnad facebookgrupp för en norsk datorförening (också insomnad tydligen).
Där var en post som var ca en månad gammal från en vaktmästare vid en norsk skola i Gjövik. Dom hade en NORD-1 med terminal (Teletype ASR33) som dom ville bli av med. Norsk Telemuseum ville inte ha den och han tyckte det var synd att skrota maskinen.
Jag lyckades hitta ett telefonnummer till honom och ringde. Jovisst, den fanns kvar och det var bara att komma och hämta den.
En av mina kompisar skulle ner till Göteborg och körde en skåpbil. Han erbjöd sig att ta vägen via Oslo och hjälpa mig att få hem den. Så det gick ganska fort, en kille i Oslo ville ha en mindre ND-maskin så den åkte söderut med min kompis. På torsdag morgon flög jag ner till Göteborg, blev upphämtad på flyget och vi for vidare till Oslo.
När jag lämnade av datorn som skulle till Oslo fick jag en överraskning, killen hade tre manualer över NORD-1, scheman över CPU:n flödesdiagram över funktionen samt teknisk referensmanual. Dom gav han till mig för han trodde jag kunde ha mer glädje av dom nu när jag skulle få en NORD-1. Jag satt och läste dom på vägen upp till Gjövik.

Nord-1 Pick up.jpg

Väl där möttes vi av vaktmästaren som hade dragit fram maskinen till dörren. Vi lastade snabbt in den (så snabbt man kan lasta en 200 kg tungt rackskåp) och påbörjade resan upp till Umeå... ca 100 mil. Vi turades om att köra och var framme i Umeå och lastade ur datorn vid nio-tiden. Hela räddningsaktionen tog ca 28 timmar. Snabba ryck!

Låt mig presentera min nya älskling... ca 200 kg tung, inga direkta kurvor, klent minne och ca 1500+ TTL-kretsar.

Nord-1 Door open.jpg

Lite detaljer :
* ca 100 kretskort med allt från 5 till 32 TTL-kretsar på. Uppskattningsvis ca 1500 TTL-kretsar.
* 32 kWord (16 bit + 2 bit paritet) coreminne, 1,5 us accesstid
* 10 MHz klockfrekvens
* En av dom första datorer med hårdvara för flyttal som standard
* Utvecklingen startade 1967, första maskinen såld 1969
* Nypris ca 600.000 NOK 1972
* Serienummer 47, bara en tidigare ägare

Det saknas några kort i datorn men inget vitalt. Den är i oförskämt gott skick med tanke på att den är 44 år gammal.

Spoiler alert! Mera detaljer om den här maskinen och allmänt om ND finns på NDwiki:n, http://www.ndwiki.org/wiki/NORD-1_Serial_47

Jag har nu jobbat av och till med maskinen i två veckor men kommer att skriva ihop vad jag gjort hittills i ett par till inlägg tills jag är ikapp projektet.

För den som vill se datorn i verkliga livet får palla sig iväg till Umeå, det kommer nog inte att åka runt så mycket.

/Göran

[vaxfan]

Tack för att du tar hand om den. Den förtjänar absolut ett bättre öde än att bli skrot.
Får väl höra av mig när jag har vägarna förbi Umeå och har en stund över för en titt.

[Platis]

Wow, vad coolt! En riktig raritet! Önskar all lycka till med restaureringen!

Att man lyckades få till rätt höga klockfrekvenser(allt är relativt) på gamla minidatorer med tanke på hur utspritt allt är och långa bussar/kablar!?

[anders_bzn]

Detta ska bli kul att läsa om! Denna datorn är ju jämngammal med den PDP-8/L som jag renoverade.

[G_Axelsson]

Wow, vad coolt! En riktig raritet! Önskar all lycka till med restaureringen!

Att man lyckades få till rätt höga klockfrekvenser(allt är relativt) på gamla minidatorer med tanke på hur utspritt allt är och långa bussar/kablar!?

Tackar!

Mest fascinerande är att dom inte fick problem med överhörningar i bakplanet. Det består av vad som närmast kan beskrivas som spagetti...

NORD-1 Backplane wiring.jpg

Bunten med svart/vit tvinnade kabelpar är bussen ut till minnet. Färgade kablar går till I/O enheter.

Här är en närmare titt på kabeldragningen där man faktiskt kan se kontaktdonets baksida.

NORD-1 Backplane wiring-2.jpg

Som synes så är det varken virat eller lött utan alla kontakter är crimpade. Jag är fortfarande fascinerad över hur dom lyckades bygga dom här maskinerna utan att få in en massa fel.

/Göran

[G_Axelsson]

Detta ska bli kul att läsa om! Denna datorn är ju jämngammal med den PDP-8/L som jag renoverade.

Bland annat det som inspirerade mig att skriva här.

/Göran

[MicaelKarlsson]

Tack för fina bilder!

Detta skall bli riktigt spännande. Så ett stort lycka till från mig.


Läckberg, Ljungstedt, Kallentoft med flera släng er i väggen, detta är spänning på riktigt!!!!

[G_Axelsson]

Så... on with the repair...

Det första som jag såg när jag hämtade maskinen var att några switchar var av samt att det saknades ett par kort inne i racket. Lycka är när man hittar en lista på kortbestyckningen i en plastficka på insidan av dörren.
Jag kunde ganska snabbt konstatera att de flesta av dom saknade korten hade jag antingen flera ex av eller ritning. Det finns fortfarande hopp om liv.
I CPU:n saknas kort 113, Card reader control men eftersom jag inte har en kortläsare än är det ingen fara. Det som är trist är att det saknas ett gäng buffertkort i diskkontrollern och dom har jag varken ritningar eller extra kort utav. Det verkar även vara ett ganska så sällsynt inslag i de här datorerna att ha en diskcontroller, serienumren på korten ligger mellan 4 och 12.

Nu har jag två cartridge diskar i samlingen, 2 st HAWK 5+5 Mbyte som kom mot slutet av NORD-1:s aktiva tid. Ett drömscenario skulle vara att få igång datorn mot en av diskarna. Tyvärr har jag ingen dokumentation över dessa kort i rack F (varken ritningar eller kabeldiagram) så det blir en massiv reverse-engineering för att sätta sig in i den biten.

NORD-1 card 313 Cartridge control.jpg

Ett par dagar efter att jag fått hem maskinen fick jag lite tid över för lek. Det första man ska göra med en gammal dator är att kolla att nätaggen är okej. Om man har otur och bara slår på strömmen så kan man bränna alla kretsar i maskinen. Det optimala är att reformera elektrolytkondingar i nätaggen eller att byta ut dom mot nya. Jag försökte komma på hur man skulle kunna få ut nätaggen på ett lätt sätt men det verkade omöjligt. Det känns som om det var det första som monterades in innan kabelstam och CPU:n sattes på plats.
Till slut gav jag upp, ryckte ut varenda kort och slog på strömmen. Utan last var alla aggregat väl inom specarna för TTL-kretsar. Alla aggregat låg inom 0.1V från märkspänning.
Det är bra design på nätaggen när dom håller spec efter 44 år.

Nätaggregaten är placerade på två hyllplan längst upp i racket. Det här ger tyvärr datorn en ganska hög tyngdpunkt. Det märkte jag när vi lastade den men nu är nästan allt av dom två stora blåmärkena jag fick på låren borta. De två översta nätaggen är ström till kärnminnet, det använder sig av 18V samt 5V för logiken.
De vänstra av dom nedre nätaggen är till CPU:n och det högra matar I/O racken och diskkontrollern.

Nord-1 snr-47_Power_Supplies.jpg

När jag var nöjd med strömförsörjningen började jag plugga in korten igen. Alla korten fick genomgå en snabb optisk kontroll och fotades innan dom sattes in i racket. Halvväg genom CPU:n mätte jag upp resistansen på 5V-bussen, ca 18 ohm och helt normalt. Jag fortsatte med nästa rack och när jag var klar mätte jag bussen igen, 0,1 ohm! Fullständig kortis!
Jag rycke ut ett par kort som jag misstänkte och nu var resistansen 8,6 ohm. Det var den enkla biten. Det var ett 179 Punch Buffer med få komponenter på. Lustigt nog fanns det en märklapp som sa "6/1-78 Ok" så tydligen har det här kortet haft problem tidigare och en IC byttes ut då. (Den i förgrunden på bilden.)
Min första misstanke var elektrolyterna men med ett ben i luften visade dom helt okej värden, kortslutningen var kvar på kortet.
En gång för länge sen såg jag ett testinstrument för att hitta kortslutningar. De la ut en låg spänning med strömbegränsning och sen mätte millivolt i spänningsfall med en tongenerator så man kunde höra när man närmade sig en kortslutning. Någon sådan hade jag inte men jag tog ett nätagg, la ut någr tiotals volt och satte strömbegränsningen så lågt den gick, sen mätte jag mV med multimetern. Ca 5-10 mV per cm kortbana och kunde följa strömmen över kretskortet. Vid några avstörningskondingar bytte spänningen polaritet och då såg jag en skadad konding. Lödde bort den och kortslutningen försvann.

NORD-1 snr-47 shorted C.jpg

Det tog mig mindre än 5 minuter att hitta igen och åtgärda en kortslutning bland ett par tusen komponenter. Och det innan jag slagit på strömmen till och med.

Antiklimax kom när jag insåg att startnyckeln fortfarande var hemma så jag kunde inte slå på strömmen den kvällen. Pinsamt... ännu mera pinsamt blev det när jag kom hem och hittade nyckeln... den låg i laptopväskan som jag hade haft med mig ut till verkstan.

/Göran

[Platis]

Smart sätt att felsöka kortis på!
Hur går det?
"Det optimala är att reformera elektrolytkondingar i nätaggen...", hur brukar man gå tillväga rent praktiskt?

[G_Axelsson]

De här projektet har legat stilla under ett tag nu eftersom jag har fått in ganska mycket jobb på slutet. Men jag hoppas på att få lite tid över under senvintern och våren.

Enligt vad jag har läst så är problemet med åldring av elektrolytkondingar att oxidskiktet på aluminiumfolien bryts ner och risken för kortslutning ökar i och med att spänningståligheten går ner. Enklaste sättet att reformera elektrolyter är att sakta rampa upp spänningen över en längre tid och se till att läckströmmar inte blir för höga. Hur viktigt det är vet jag inte, men de här 45 år gamla nätaggen startade utan problem.

Jag fick en till ND-maskin under hösten, en ND-100 från 1982 och den startade på första försöket. Bara hitta rätt version på testprogramvaran, trycka in 8" floppyn, koppla in en terminal och boota.
http://www.ndwiki.org/wiki/ND-100_CX_Serial_657

ND-100.657 front.jpg

/Göran

[Lennart Aspenryd]

Riktigt bra jobbat! Kul att se fortsättning på detta äventyr! Tur att inte allt här i världen görs för pengar!

[pbgp]

Är kondingen dålig så är det viktigt för då kan det smälla bra.

Är kondingen frisk så spelar det ingen roll, då kan eventuell resterande reformering ske under drift.