Увеличиваем быстродействие Специалиста

В Специалисте при строчном периоде 64 МКСЕК на вывод растра отведено 48 МКСЕК. Хотя это соответствует стандарту телевидения, но на реальных советских телевизорах крайние колонки уходили в невидимую часть экрана. Потому обычно в бытовых компьютерах на вывод растра отводят меньший процент строчного периода. Для сравнения в ИРИШЕ на растр отведено 40 МКСЕК, В ОРИОНЕ 38 МКСЕК, в ZX-Spectrum 36 МКСЕК, отчего их картинки полностью умещаются в экран телевизора.

Эта проблема в Специалисте легко решается. Достаточно на 10% повысить пиксель клок путём замены кварца, пропорционально увеличив время гашения экрана при выводе строки (удлинив строчный бордюр). Одновременно с уплющиванием экрана это немного повысит быстродействие.

Повышать частоту кварца и быстродействие надо и по другой причине. Скорости базового Специалиста на КР580 не хватает, чтобы успевать считывать поток данных с дисковода. Точнее скорости хватает только на формат одинарной плотности (плотность называется Single Density SD, а низкоуровый формат FM), такой формат на PC даёт 320 или 360 кб на диск. Любители придумали разные химические методы, чтобы обойти эту проблему, переложив программный опрос готовности на железо. Так Л.Афанасьев в своём КНГМД для варианта MX использовал триггер который заводил CPU в режим HOLD, а сигнал с ВГ93 (вывод готовности) сбрасывал триггер, как только байт с дискеты был готов для считывания и процессору оставалось только забрать его.

Если в КНГМД от Корвета добавить ЛП11 через которую читать аппаратный бит готовности из ВГ93 по биту D7, то в цикле готовности выпадает маскирование. Е.Седов догадался опрашивать бит D7 командой INC (HL), получая готовность в флаге S (Signum). Это 11 маш.тактов. А М.Короткин догадался делать это командой XOR (HL), что на 4 такта короче, всего 7 маш.тактов. Идея М.Короткина позволяет без ухищрений работать с КНГМД при такте КР580 всего в 2.25 МГЦ.

Чтобы не применять хитроумных трюков в КНГМД на базе ВГ93 можно повысить быстродействие СПЕЦИАЛИСТА до 2.5 МГЦ. При этом и другие программы работают пошустрее, а экран сплющивается по горизонтали. Что хорошо для советского телевизора, но неприятно для видео монитора (экранчик плющенный как в ОРИОНЕ). При Z80 есть другой вариант турбирования, без уплющивания экрана - это схемы Турбо (с ускорением в 2 раза или более простая в отладке схема с WAIT с ускорением в 1.42 раза).

Эта схема с заменой кварца была отмакетирована мной в 1988 году, т.к в экран телевизора не умещался весь растр целиком, что неприятно. Впоследствии оказалось, что такая доработка необходима и для подключения дисковода. Кроме того небольшим изменением схемы получается экран 512*256, что позволяет иметь 64 символа шрифта 8*10 в строке или 80 символов 6*10. Но это уже другая тема, т.к тогда получается почти другой компьютер.

Если тупо использовать инструкцию типа "здесь разрезать здесь соединить", то это затруднит поиск ошибок, если ошибиться в проводах. Да и всегда лучше понимать суть схемы. Т.к нумерация выводов вентилей в схеме МК 02.1987 и в схеме ЭКСПРЕСС не совпадает, то в скобках, когда названия вентилей отличаются, приводится нумерация ЭКСПРЕСС. Не совпадают выводы DD1.4, DD11.1, а вентили DD9.1 и DD9.2 в базовой схеме в схеме ЭКСПРЕСС это D6.2 и D1.5.

Для начала следует понимать, как устроен видеогенератор СПЕЦИАЛИСТА. Цепи с выходов счётчиков с номерами 1,2,3,4,5,6 следовало правильно назвать H1, H2, H4, H8, H16, H32 (т.к соответствует сдвигу позиций экр.байтов по горизонтали), а на мультиплексоре эти веса соответствуют адресам A8...A13.

Эта группа счётчиков в базовой схеме считает до 63, а при поступлении 64-го импульса от ЗГ сбрасывается в 0. Вентиль D6.1 формирует гашение по строкам при весах счётчиков от 0 до 15, что приводит к видимости 48-ми экранных байтов при весах счётчиков от 16 до 63 и экрану с адреса 9000.

Задача, заменить кварц 8 МГЦ на 10 МГЦ. Чтобы частота строк не изменилась коэффициент деления счётчика строк надо изменить с 64 до 80. Для этого надо ввести еще один каскад деления на ТМ2. Этот триггер взводится по заднему фронту цепи H32 (это цепь 6, D3/12), формируя вес H64.

Перенос в счётчик линий растра, т.е на вход D3/1, который раньше делался по ССИ (при весе 52), теперь удобно делать по взводу доп.триггера, т.е при весе 64. Когда конкретно делается перенос в счётчики по вертикали - не важно, лишь бы он был до начала следующей строки.

При этом в каждой строке старые счётчики по достижении веса 64 обнуляются и начинают снова считать пока не достигнут веса 16. По достижении веса 16 (при взведённом триггере, т.е при весе H64=1) схемой совпадения на вес 64 и 16 вся цепочка счётчиков сбрасывается, обеспечивая коэфф-т деления 80. Схему совпадений можно сделать на логике (даже на 2-х диодах), но удобнее и чтобы избежать "опасных гонок" это делается на второй половинке триггера.

В базовой схеме ССИ формируется комбинаторной схемой, которая формирует 1 при весах от 4 до 9. Это элементы DD6.1, DD1.4, DD6.3, DD11.1. В схеме ЭКСПРЕСС нумерация вентилей та же, но сами вентили иные, т.е не совпадают надписи на входах и выходах вентилей. Т.к при повышении коэфф-та деления до 80-ти, веса от 0 до 15 пробегают дважды, то теперь и веса от 4 до 9 также пробегают дважды. Это значит, что формируется два ССИ.

Если доп.логикой просто запретить второй ССИ, что формируется при весах выше 64, то всё будет работать, но т.к ССИ будет уже не по центру сигнала гашения по строками, растр съедет влево. Легко отцентровать растр задержав ССИ на RC-цепочке (именно так и делалось в первом варианте схемы), но грамотнее просто применить иную схему совпадений для формирования ССИ при весах от 72 до 79, что простейшим образом и делает вентиль D11.1.

RC цепочка служит для удлинения сигнала сброса триггеров и счётчиков и вообще-то работает и без неё, но грамотно удлинить сигнал сброса, т.к могут попасться счётчики работающие медленнее, чем триггер. Элемент D6.3 после переделки освобождается. Понятно, что при применении ТМ2 не из 155-той серии, оставлять висящие входы не стоит. После доработки, если загрузчик зверковский, то МГ-константы 28 и 3С надо заменить на 3C и 4C. Если же Ваш загрузчик сам настраивается на скорость записи, то менять константы не обязательно.

1. Заменить кварц 8 МГЦ на кварц 10 МГЦ.
2. D3.14 отрезать от D2/7 и проводом соединить с D2/12
3. Освободить D1.4, т.е отрезать DD1/11,DD1/10 (D6/4, D6/5)
4. Установить доп.триггер (на ЭКСПРЕССЕ напаивается на 155ЛА2 D10) и смонтировать по схеме
5. Подключить D1.4/11 к D3/12 (цепь 6), а D1.4/10 к 3-й ноге доп.триггера
6. DD11.1/9 (D11.1/12) отрезать от D2/2 и подключить к D2/6
7. DD11.1/10 (D11.1/13) отрезать от D6.3/10 и подключить к TM2/5

Таким образом с помощью одного триггера повышается такт СПЕЦИАЛИСТА до 2.5 МГЦ. Но если подключать КНГМД с ВГ93 не требуется и используется не телевизор, а монитор, то чтобы экран не особо плющился, а в то же время эффективный такт CPU увеличился до 2.25 МГЦ, лучше применить кварц 9 МГЦ, изменив коэффициент пересчёта на 72. Чуть позже нарисую и схему для кварца 9 МГЦ.