Упрощаем схему Микро-80 и исправляем косяки. И собираем по технологиям 80-х годов.

В этой теме можно общаться на любые темы связанные с Микро-80, даже которые мне будут казаться жутким бредом. Запрещено только лишь обсуждать темы размещенные на других русскоязычных форумах посвященных старым компьютерам.

Я уже несколько раз собирал Микро 80, но ни разу не собирал красиво. И ни разу он красиво не работал. Думаю это исправить.

Микро 80 это компьютер для самостоятельной сборки. Даже нет, это схемы напечатанные в журнале Радио в 1983 году для того, что бы читатели познакомились с микропроцессорной техникой. Как и большинство других схем из этого журнала, эта схема была нарисована обычными людьми для обычных людей. Этот компьютер выполнил свою задачу на 100%, многие люди увидев схемы всё поняли и даже больше, научились изменять компьютер. Потому что для сборки компьютера приходилось использовать детали которые были в наличии и изменять эту схему. Сами авторы использовали во многих случаях не самые подходящие детали, видимо использовалось то, что было в наличии у авторов, что в общем усложняло схему. Компьютер состоял из отдельных модулей: процессор, статическая память, ПЗУ, видео, клавиатура, динамическая память. Это упрощает понимание и ремонт компьютера. Был еще и отладочный модуль содержащий несколько десятков кнопок и светодиодов. И он был больше и сложнее любого модуля компьютера.

Но как же без косяков? Главный из которых - видеоадаптер формирует нестандартный видеосигнал и ни один телевизор не может нормально показать картинку, а так же видеоадаптер излишне усложнен. Всё это я не спеша опишу позже. Многие проблемы решаются очень просто. А некоторые потребуют замены микросхем и изменения связей между ними.

Например, видеоадаптер формирует 320 видимых строк изображения, при норме в 256-288 строк. Кадровый синхроимпульс имеет неправильное положение в сигнале, еще он не выровнен на начало и конец строки, его длительность настраивается RC цепочкой, что так же не очень хорошо. Мой монитор кое как показывает часть изображения, но и то, не без доработок. Но об исправлении этого косяка немного позже.

Вот схема видеоадаптера:



Начну с простого, что бросается в глаза без анализа схемы. С левого края схемы стоят инверторы D1 и D2. Они тут потому что процессорный модуль инвертирует шину адреса и это усложняет работу многих модулей. Замена микросхем инвертирующих буферов К155АП26 на не инвертирующие К155АП16 в модуле процессора позволяет просто выкинуть элементы D1 и D2 из видеоадаптера. А еще часть инверторов D28 в дешифраторе адреса. Экономия более 2-х корпусов.



Рядом мы видим ряд микросхем К155ЛР1. Один корпус содержит пару гибридов 2И-ИЛИ-НЕ. Эта микросхема тут используется как мультиплексор 4 в 2. Я оставлю эти микросхемы без изменений. Можно было бы пару таких микросхем заменить на К155КП11, но по моему таких микросхем не существует. Есть только К555КП11, но я решил использовать только серию К155 в этом компьютере. Во первых, так более аутентично, а во вторых, её некуда девать. Хотя К555 позволяет компьютер уменьшить вдвое.

Еще на этой схеме есть генератор с частотой 8 МГц. Косяков в этой схеме нет, но такой же генератор есть в модуле процессора. Можно просто видеоадаптер подключить в нему. Экономия 1/2 корпуса и 4 аналоговых детали.



Этот тактовый сигнал приходит в схему формирования строчных импульсов и строчных гасящих импульсов. К этой схеме претензий нет, частота синхроимпульсов на выходе 15625 Гц длительность импульса 4 мкс, длительность видимой части строки 48 мкс.



А вот выбор микросхемы D43 К155ЛР1 2И-ИЛИ-НЕ непонятен. У неё запараллелены И-входы, т.е. микросхема выполняет роль обычного элемента ИЛИ-НЕ, т.е. микросхемы К155ЛЕ1. Заменяем К155ЛР1 на К155ЛЕ1. Экономия 1/2 корпуса.

Запоминаем, что у нас в запасе есть 2 элемента ИЛИ-НЕ или просто НЕ, а у меня уже есть на него планы. Так же D46.1 можно будет заменить на обычный инвертор, ведь его ходы запараллелены. Это если понадобится И-НЕ, а в свободным будет только инвертор.

Поскольку К155ИЕ19 не существует, счетчики К155ИЕ5 трогать не будем.

Следующая часть схемы это счетчики адресов строк, формирование кадровых синхроимпульсов, а так же вертикального гашения. Вот тут то собака и зарыта. Счетчик D41 увеличивается на единицу каждую строку и считает он от 0 до 9. Это номер строки внутри символа, высота символа тут 10 пикселей. После перехода этого счетчика с 9 на 0 увеличиваются считчики D37 и D40. Они считают номер текстовой строки на экране от 0 до 31. Вместе три счетчика отсчитывают 310 графических строк. При переходе от 31 на 0 срабатывает одновибратор D42, который блокирует работу счетчика D41 на некоторое время. Это вертикальное гашение. Время блокировки задается переменным резистором R1. В это же время RCR фильтр формирует кадровый синхроимпульс никак не привязанный к строчному синхроимпульсу и вообще не в то время.



По стандарту в кадре должно быть 312.5 строк, причем видимых строк максимум 292. Почему так? Старым телевизорам нужно было время, что бы переместить электронный луч, который и рисует изображение на экране, из нижней части экрана в верхнюю. А по факту видимых строк еще меньше, так как рисование изображения начиналось еще за краем экрана (кинескопа), это что бы зритель не видел кривых краёв изображения. Это сейчас изображение прямоугольное, а раньше оно могло быть любой формы, которая при этом постоянно менялась.

Так как тут кол-во строк изменятся от 310 до 400, то частота кадров так же изменяется от 50 до 40 Гц. Непорядок. Какой нибудь старый примитивный телевизор мог переварить и такой сигнал, если покрутить его ручки, но у меня вот ручек нет. Надо делать видеосигнал по стандарту.

Можно переделать видеоадаптер на 25 видимых строк, как в Радио 86РК. 10 строк шрифта на 25 строк текста дают 250 графических строк. Тем более, что ни одна программа, которая запустится на Микро-80, не будет использовать 32 строки. Даже наоборот придется для этих программ на уровне BIOS ограничить высоту экрана 25-ю строками, иначе программы глючат.

Но в описании Микро 80 написано: "Наш дисплейный модуль позволяет вывести 32 строки символов...", поэтому я буду делать так как написано. Пожертвовать пришлось высотой шрифта. Теперь высота шрифта 8 пикселей. При 32-х строках текста у нас 256 графических строк. В плюсы можно еще записать то, что между псевдографическими символами теперь не будет пустого промежутка.

Я заменил один счетчик, заменил одновибратор на цифровую микросхему. Потребовалось немного обвязки, но все новые элементы компенсируются тем, что я сэкономил в других частях схемы. Например, заменив ранее К155ЛР1 на К155ЛЕ1 я выиграл 2 логических элемента и один их них пригодился тут.



Я спаял схему, на осциллографе вроде бы всё выглядит нормально. Но надо пробовать на реальном мониторе. Надо добиться, что бы картинка находилась по центру экрана и вся была видна. А это зависит от смещения (положения, времени) строчных и кадровых синхроимпульсов относительно изображения. Сейчас проверить это затруднительно, так как еще нет схемы формирования самого изображения. Я её буду паять в следующий раз.



Такую кашу из проводов я сделал умышленно. Так я могу вытащить любой провод. Но можно было бы аккуратно уложить все провода в отверстия монтажки. Вот так:



Но при таком монтаже вытащить провод очень сложно. Эта схема, кстати, заменяет собой половину видеоадаптера Микро-80. Но в те времена такие микросхемы достать было невозможно, поэтому так я делать не буду. И это не просто трансформаторный провод. Это специальный провод, он уже луженый под лаком и он паяется/лудится паяльником без зачистки лезвием.

В этом видеоадаптере частота выдачи пикселей на монитор 8 МГц. Частота строк по стандарту должна быть 15625 Гц. Получается, что в строке 8000000 / 15625 = 512 пикселей. Самый первый рассмотренный ряд счетчиков как раз считает пиксели в строке от 0 до 511. Только не все пиксели видны, а лишь 3/4 пикселей из строки, это стандарт. Изображение на монитор выводится в пикселях от 0 до 383, а пиксели от 384 до 511 должны иметь черный цвет. Для этого прошлая схема формировала сигнал сигнал "Гашение cтрок", когда значение счетчика больше 383.

Адрес чтения символа из видеопамяти должен увеличиваться на единцу каждые 6 пикселей, такая у нас ширина символа. Прошлая схема увеличивает адрес каждый пиксель, каждый 2-ой пиксель, каждый 4-ый, каждый 8-ой... Числа 6 в этом ряду нет, поэтому прошлая схема непригодна для вычисления адреса. Нарисовать схему делящую число на 6 крайне сложно, поэтому авторами была добавлена еще эта схема:



Эта схема опять делит тактовый сигнал 8 Мгц. Сигнал "Гашение строк" подключен ко входам "Установка в 0" всех счетчиков на схеме выше. Т.е. счетчики удерживаются в нулевом состоянии, пока изображение на экран выводить не нужно.

Частота пикселей 8 МГц подана на счетчик D33 К155ИЕ4. Этот счетчик считает от 0 до 5, а точнее так: 0, 1, 2, 4, 5, 6, т.е. пропуская число 3. Значение этого счетчика сравнивается микросхемой D36 с числом 0. В результате каждый 6 ой такт вырабатывается импульс, который используется для загрузки следующего символа из видеопамяти в сдвиговый регистр, а так же для увеличения адреса чтения из видеопамяти.

Пока вам не очевидно, но правильнее сравнивать значение счетчика не первым значением с 0, а с последним 6. Это будет понято, когда я нарисую всю схему. Что же заставило авторов выбрать 0? А то, что гашение сигнала они реализовали на самом последнем этапе вывода изображения. Изображение уничтожается уже после сдвигового регистра. Как только сигнал гашения строк пропал, в сдвиговом регистре уже должны находится данные. По факту это не соблюдается и всё изображение на пол пикселя - пиксель сдвинуто вправо и обрезано.

Я исправлю эту ситуацию переделав схему гашения. Я не буду уничтожать готовое изображение на выходе сдвигового регистра, я просто во время гашения не буду формировать импульc загрузки данных в сдвиговый регистр. Изображение просто не будет формироваться, когда это не нужно и все пиксели будут правильной длительности. Устраним избыточность, заменив большую микросхему D36 К155ЛР3 содержащую всего 1 логический элемент на К155ЛА4, которая содержит 3 логических элемента. Один выигранный элемент я уже потратил ранее для сброса счетчиков строк. Элементы D31.4, D45.4 просто не нужны, я их исключу из схемы. Сэкономленный ранее логический элемент D43.4 будет объединять сигналы гашения строк и гашения кадра, ведь изображение не нужно формировать в обоих случаях. Микросхема D44 К155ЛР3 выполняющая функцию гашения больше не нужна.

А теперь подумаем, нужен ли самый первый ряд счетчиков? Сигнал гашения строк присутствует и на этих счетчиках. Причем более правильный. Это когда счетчик колонок перевалит за отметку 63, т.е. это просто 6 ой разряд счетчиков. Схему формирования строчного синхроимпульса можно подключить и к этим счетчикам, используются всё те же детали. Зачем нужен первый ряд счетчиков? Что бы сбросить второй ряд счетчиков в начале строки? Дак можно сделать проще, просто сравнив адреса на выходе этих счетчиков с 2 + 6 * 85 = 512, где 2 это выход счетчика D33, 6 ширина символа, 85 значение счетчиков D34, D35. И даже еще проще 6 * 85 = 510, для такого сравнения нам потребуется всего 1 логический элемент D36.2, который мы выиграли выше. Решено, выбрасываем 3 первых счетчика. Мы сэкономили 3 целых корпуса, не считая половинок! При этом частота строк получится немного отличающейся от стандарта 8000000 / (85 * 6) = 15686 Гц, но такой подход используется во множестве компьютеров и телевизоры без проблем воспринимают такой сигнал.

Микросхема счетчик D37, которую мы выбросили, считала не только колонки, но и строки. Микросхемы ИЕ5, ИЕ4 содержат в себе два логических счетчика. Но это не проблема, в схеме полно неиспользуемых половинок. Если их объединить, то на подсчет строк как раз хватит.



Сегодня я добавил много новых функций в схему, но при этом на плате осталось так же 10 корпусов микросхем. Схема спаяна и проверена.



Ну и подведу итоги по переработанной части схемы и расскажу о будущих планах:



В схеме используется 16 микросхем памяти К565РУ2, каждая объемом по 1024 бита, т.е. 128 байт. Авторы использовали то, что было у них под рукой. Если бы мы собирали компьютер в 80-х годах, то так же бы использовали те микросхемы, что смогли достать. Ну а сейчас достать чуть более совершенную микросхему К537РУ10 проще, чем К565РУ2. Ставить 16 штук К565РУ2 это подвиг из разряда: я сделал плату где параллельно соединяется куча микросхем. Получается такая большая и глупая плата, что слово "Микро" звучит как издевательство. А микросхема РУ10 вписывается в схему идеально и лучше показывает суть компьютера. К РУ10 придется добавить два буфера К589АП16, т.е. экономия составит минимум 13 корпусов.

ПЗУ я так же поставлю чуть более новую, вместо К573РФ1 будет К573РФ2. Оригинальная микросхема требует нескольких напряжений питания и для неё сложно найти программатор. К тому же это решит проблему вывода курсора "не там", гашения и сэкономит несколько логических элементов.

В схеме видеоадаптера Микро-80 стоит ПЗУ с шиной данных 8 бит, т.е способная хранить шрифт шириной 8 пикселей, но используется только 6 пикселей. 25% объема ПЗУ заполнено нулями и бездействует. В схеме стоит пара микросхем К155ИР1, которые способны сдвигать 8 бит, но сдвигают только 6. Что бы переделать видеоадаптер под ширину 8 пикселей потребуется всего лишь заменить счетчик с ИЕ4 на ИЕ5, кварцевый резонатор с 8 МГц на 11 Мгц и несколько проводов перекинуть.

Я специально улучшать схему не хочу, но для этого улучшения уже всё детали заложены, просто не используются.

Эту же частоту 11 МГц можно поделив на 4 подать на процессор, получится 2,7 МГц. Это немного больше стандартной частоты 2,5 МГц. Но в заводских изделиях процессор запускали и на больших частотах, в частности в компьютере Вектор 06Ц процессор работает на частоте 3 МГц. Ну а в схеме Микро-80 про частоту процессора вообще сказано - выбирайте сами.

Использование символа шириной в 8 пикселей нам даёт замечательную вещь. Чтение символов из памяти видеоадаптером будет происходить синхронно с обращением процессора к памяти. И "снег" с экрана исчезнет.

Плюсы:
- Максимальная частота процессора и даже чуть больше.
- Более четкий шрифт.
- Отсутствие снега на экране.
- Вернется стандартная частота строк 15625 Гц, которая пострадала из за моей экономии.
- Слева и справа появится бордюр в 8 пикселей. Стандартное изображение Радио 86РК на многих ТВ не влезает в экран.

Минусы:
- Нет будет снега как на Микро-80 или ЮТ-88.
- Нет будет обрезанных символов слева или справа экрана.
- Нет будет теплого лампового шрифта 6x8 пикселей, а будет как в CGA.
- Процессор всё таки разогнан.

Заменил кварцевый резонатор на 11 Мгц, счетчики ИЕ4 на ИЕ5, цепи сброса счетчиков. Выполнена центровка изображения изменением схемы. Для формирования ССИ применен триггер, что бы избежать иголок. Длительность ССИ увеличена с 4 мкс до 5.7 мкс, при стандарте 4-8 мкс. Есть небольшие проблемы, небольшой срыв синхронизации строк в верхней части изображения.



(U33 теперь К155ИЕ5)

Я чудом нашел подходящие макетные платы для сборки Микро-80. Именно на таких печатных платах в 80-х собирали компьютеры. Эта плата предназначена для удобного размещения 45 микросхем в корпусах DIP14/16, либо планарных микросхем с шагом ножек 1,25 мм (серия микросхем К133, например). Очень удобно то, что можно выпаять неисправную микросхему, не задевая пайку соединительных проводов. Сам соединительный провод закреплен на специальных креплениях с верхней стороны платы, а не болтается снизу. Я это так же видел на платах 80-х готов, только там применялся провод МГТФ, а я использую ПЭТВЛ-2. У него изоляция значительно тоньше. Я надеюсь это не вызовет проблем из за увеличившегося взаимного влияния проводов (ёмкости).





На краю платы находятся 62 отверстия с шагом ~3,5 мм. Мне показалось, что туда можно припаять разъем ГРПМШ-61. Он бы отлично смотрелся на этой плате. Но контакты этого разъемы расположены в шахматном порядке, а на плате в нормальном. Я решил, что можно можно и подогнуть и заказал несколько разъемов.

Вот блин...



Я решил установить разъем кверху контактами. Так даже паять удобнее.



Для запуска и отладки видеоадаптера нужна плата процессора. Поэтому я решил собрать плату процессора, пока без изменений относительно журнальной схемы. Подробнее расскажу о плате, когда будут её запускать.

Планки пришлось добавить, так как плата была изогнутая до меня и еще сильнее изогнулась от припоя и нагрева только с одной стороны.

Компьютер Микро-80 состоит из нескольких модулей. В процентах я указал примерную площадь, которую занимает модуль на печатной плате:

Процессор — 50%
Статическая память — я собирать не буду
ПЗУ — 10%
Параллельный порт (клавиатура) — 15%
Магнитофон — 5%
Видео — 100%
Динамическая память — 100%
Отладчик — 200%
Программатор — я собирать не буду

Некоторые модули насколько маленькие, что выделять под них отдельные платы не хочется. Это модули клавиатуры, магнитофона и ПЗУ. Я размещу их на одной плате с процессором. И сделаю я это не только для экономии, но и для упрощения отладки. Плата процессора сама по себе становится работоспособной. В ПЗУ можно записать программу, которая сможет взаимодействовать с внешним миром через параллельный порт.

Схема модуля клавиатуры и модуля сопряжения с магнитофоном:



Небольшое отличие от оригинального Микро 80 в том, что адрес порта магнитофона будет отличаться. Я сократил весь модуль сопряжения с магнитофоном до одной микросхемы, которую подключил к параллельному порту. Несовместимости с существующими программами это не вызовет, т.к. напрямую с портом магнитофона ни одна программа не работает.

Схема модуля ПЗУ.

Две ПЗУ К573РФ1 заменены на одну К573РФ2. Потому что К573РФ1 редкие, ненадежные, требуют 3 напряжения питания, а главное соответствующий программатор.

Исправлена одна мелкая ошибка. Триггер начального запуска теперь не сбрасывается из за переходных процессов на шине адреса. Недостаточно сравнивать только адрес, необходимо сравнивать так же сигнал MRD (чтение памяти).

Ну и некоторые микросхемы исключены/соединены по другому, так как не требуется буферизация ПЗУ и изменение адреса ПЗУ.



Изучая схему модуля процессора может сложиться впечатление, что микросхемы буферы К573АП16 используются для соединения каждого модуля компьютера с общей шиной. Но это не так. Эти буферы усиливают центральный процессор. Я такой вывод сделал, потому что в модуле параллельного порта микросхема КР580ВВ55А напрямую подключена к общей шине.

Вот кстати оригинальная схема модуля ПЗУ без микросхем статической памяти.



В этой схеме есть еще небольшой косяк. Схема начального пуска работать не будет. Потому что буферы адреса включаются только если на шине адреса находится число Fxxx. А при запуске на шине адреса будет 0xxx.

В этом году я так и не смог оказаться днем дома, что бы нарезать на фрезерном станке креплений.
Работаю в выходные или какие то семейные события происходят.

В этом году я так и не смог оказаться днем дома, что бы нарезать на фрезерном станке креплений.
Работаю в выходные или какие то семейные события происходят.

Очень понимаю, аналогичная ситуация, работа сжирает все силы и соки. Но... По мере сил и возможностей.


А так вообще:


Весело, весело, мне очень даже весело.
Мне весело, мне весело, но завтра будет месиво.
Огромная красивая, не даст собраться с силами.
Огромная красивая, придёт и изнасилует...

Кросс-плата готова. Разъемы ГРПМШ-61 это то что нужно. Разъемы от ISA шины или IDC разъемы бы испортили весь стиль компьютера.

Попаял немного видеоадаптер

Спойлер:

В Микро-80 я хочу попробовать убрать "снег" с экрана. В этом компьютере на экране появляются помехи, когда программа что либо изменяет на экране. Процессор отключает память от видеоадаптера, подключает её к себе, что бы что то в ней поменять. И в это время видеоадаптер выводит на экран мусор.

Я хочу подключать оперативную память к процессору на половину такта процессора, а вторую половину такта процессора подключать память к видеоадаптеру. Процессор всегда в таком режиме работает с динамической памятью, там сигнал CAS на память подается только во вторую половину такта процессора, поэтому данные в первую половину такта появиться не могут. Логика! А по факту данные появляются только к окончанию второй половины такта процессора.

При частоте процессора в 2,5 МГц, частота работы оперативной памяти будет 5 МГц. Микросхема К573РУ10 может работать на частоте 5 МГц (в документации написано 200 нс), по скорости укладываюсь. Проблема возникает с микросхемой ПЗУ К573РФ2 / РФ5, которая (по паспорту) может работать только на частоте 2.3 МГц.

Можно попробовать запустить её на 5 МГц... Но еще можно разориться на две микросхемы К155ИР1, которые поставить в качестве 8-битной защелки между К573РУ10 и К573РФ2. Т.е. пара К155ИР1 будет хранить прочитанный из памяти байт, частота изменения которого будет не выше частоты вывода символов на экран, т.е. 1.3 МГц.

Делается это просто подключением тактового сигнала процессора на мультиплексоры адреса памяти. Ну и сигнал записи в память надо укоротить, но это уже мелочи.

Вообще странно, что в Микро-80 и ЮТ-88 (что возможно сделан на основе тех же идей, если не схемы) есть "снег" на экране. Я сделал когда-то 4 текстовых монохромных адаптера (взяв за основу схему не Микро-80, а схему из иностранного журнала). Причём во всех них доступ процессора в экранный буфер отменял обращение к нему видеочасти. Это было необходимо из-за использования древних 800 наносекундных 565 РУ2, отчего за период видеосдвига успевает всего одно обращение к ОЗУ (да и то на пределе).

Потому обращение процессора в экр.ОЗУ нарушало вывод отображаемого в данный момент символа и чтобы при этом не возникало помех на экране, видео вывод на этот такт аппаратно гасился до уровня чёрного. А т.к основной цвет монохромного экрана чёрный, то блёсток на экране не возникало. Если обращение CPU приходится на момент вывода символа (а не отображаемого чернотой, пробела), яркость одной или нескольких светящихся точек в одной горизонтальной линии знакоместа на сколько-то падает.

Для интереса насколько? Время интеграции считаем равным периоду частоты 16 Герц (частоты кино до середины 20-тых годов были не выше и никто не жаловался). Ясно, что за это время будет только одно мигание символа (т.к вероятность примерно одна тридцатитысячная, что следующее обращение процессора совпадёт с моментом вывода той же экранной позиции и той же линии в знакоместе). За период 16 Гц, т.е за 62.5 МСЕК при кадровом периоде в 20 МСЕК (частота кадров 50 Гц) будет выведено 3 кадра и, если одна линия в символе в одном из трёх кадров заменяется чернотой, яркость светящихся точек в этой линии знакоместа, вероятно, упадёт на 33%. Но т.к физическая яркость свечения в люменах и воспринимаемая физиологически яркость связаны нелинейно, то глаз реально это мигание яркости нескольких точек в символе не заметит (тем более, если яркость в дисплее выкручена до максимума).

Если на экран делается только вывод текста (белые буквы на чёрном), то блёсток абсолютно не видно. У меня не было игр для моих текстовых адаптеров, т.к они делались лишь для использования с текстом в CP/M. Потому я и не знаю, были бы заметны блёстки в играх или нет.

Зато намного больше обращений к памяти, чем в экранных играх происходит при ролике экрана. А я не помню никаких блёсток, ни колебаний яркости букв при ролике, значит, по крайней мере для текста, такая простейшая идея синхронизации нормально работала. Хотя возможно, что ролик крошечного экрана в 1.3 кб происходил настолько быстро (при Z80 на 8 МГЦ), что это было глазом невозможно заметить.

"Снег" вызывается выводом на экран в моменты обращения процессора не уровня чёрного, а как раз уровня белого. Но как это может произойти, если есть схема снегогашения? Вот на белом экране (если в центре экрана открыть белое окно в инверсии) видны черные блёстки, т.е "чёрный снег". Лишь, если фон знакомест чёрный, то схема снегогашения с гашением до чёрного работает. Более грамотная схема снегогашения должна в момент обращения CPU гасить видео не до уровня чёрного, а в зависимости от бита "инверсия знакоместа".

Интересно, "снег" в играх визуально очень неприятен или не очень? Хотелось бы посмотреть на видео "снега" который возникает в играх на Микро-80.

Было бы спортивно победить "снег" в Микро-80 простейшими средствами, а не полной сменой принципов работы аппарата. Может быть в схеме Микро-80 и не было специальных мер "снегогашения"? И если это сделать проблема решится.

В ОРИОНЕ, если (при обращении CPU к КНГМД) ввести не один, а два такта WAIT, то на экране при работе дисковода возникает густой "снег", но он легко гасится специальной схемой снегогашения. Одна из схем Турбо-200% также даёт "снег" и он тоже гасится специальной схемой снегогашения. Кстати, "снег на экране" даже инженеры IBM, разрабатывая CGA, сочли неважным (или при разработке не заметили, тестируя его только с текстом) и потому со "снегом" в играх для CGA боролись программно (так написано в книгах).

По поводу раздела надвое периода доступа к ОЗУ процессора и видеочасти. В предыдущем посте справедливо отмечено, что необходимая для видео частота доступа к ОЗУ при символах шириной в 8 точек для точного соответствия TV-стандартам д.быть 1.3 МГЦ. Что соответствует 1.3*8=10.4 МГЦ частоте пиксель клока (считая знакоместо шириной в 8 точек). А в текстовом адаптере Микро-80 работает на низкой частоте в 1 МГЦ (т.к ширина знакоместа всего в 6 точек).

Схема подключения видеодаптера, насколько я понял, синхронная и при использовании быстрого ОЗУ ничто не мешает выбрать частоту работоы ОЗУ удвоенной - 2.6 МГЦ и такой же такт процессора. Тогда на период вывода одного экранного байта приходится целых два обращения к ОЗУ и, чтобы не было "снега", достаточно просто блокировать перезапись промежуточного регистра, если происходит обращение процессора. Так сделали в Корвете. Там в текстовом адаптере применили не общедоступные, но тормозные 565 РУ2, а их вдвое более скоростные аналоги 132 РУ4, которые очень дефицитны, но они позволили получить прозрачный по доступу экран без блёсток.

Т.о при быстром ОЗУ разделять период доступа к ОЗУ процессора надвое совершенно не требуется. Это требуется лишь, если на период вывода сдвига в выходном регистре видеобайта делается лишь одно обращение к ОЗУ (что бывает при медленном ОЗУ). Т.е когда частота, с которой в ОЗУ обращается видеочасть, равна всего 1.0 или 1.3 МГЦ. Вот тогда такое ухищрение с переключением шины даже в моменты её занятости процессором позволят прозрачный доступ процессора. Это же поможет, если надо при такте CPU 2.6 МГЦ за тот же период 770 НСЕК читать две плоскости (например, если есть ещё и цвет, а т.к у Вас ОЗУ всего лишь 2 кб, то о цвете речи нет).

Т.о с быстрым ОЗУ прекрасно работает идея синхронизации А.Волкова. Достаточно по Ф2 защёлкивать в триггере сигнал SYNC и этот задержанный на такт сигнал (называемый DSYNC) использовать для коммутации доступа к ОЗУ процессора. Предположительно "снег" в Микро-80 возникает из-за того, что частота работы ОЗУ 1 МГЦ, а схемы снегогашения не предусмотрено.

Насчёт быстродействия РФ2/РФ5. В ОРИОНЕ турбированном на 200% и с кварцем в 11 МГЦ РФ2/РФ5 работали в системе, где процессор на такте 5.5 МГЦ без WAIT. И это не в одном образце, а в десятках. Потому, я утверждаю, что РФ5 в МП-ядре по крайней мере 5 МГЦ тянут без проблем. При 10 МГЦ достаточно было добавить один такт WAIT. А вот некоторые выборочные 27С256 работали у меня и без WAIT на 8...10 МГЦ.

И если делить период маш.такта (когда процессор лезет в ОЗУ) надвое, то процессору надо отдавать вторую половину периода, а не первую. Т.к при чтении защёлкивание данных происходит в конце периода, а не в начале.

- - - Добавлено - - -

Вообще-то конверсия видеоадаптера Микро-80 на статическое ОЗУ 537РУ10 восемь лет назад уже сделана Prusak-ом http://zxbyte.ru/pic/micro80/micro80_04.jpg.

Вот схема такого переделанного видеоадаптера. Она, к сожалению, в составе полного комплекта схем Микро-80 и в формате из которого выдрать кусок схемы и в нормальном граф.формате можно только копированием скриншота с экрана, да и для этого нужен видеорежим с разрешением в 4096 пикселей (иначе приемлемого разрешения картинки не получится).

Там схемы узлов Микро-80 намного приятнее и понятнее начерчены, чем бестолковые журнальные (вообще идиотизм использовать шины и цифровые бессмысленные названия цепей). По этой схеме хоть можно понять как устроен и работает узел динамических ОЗУ на 4-х банках 565 РУ3. Эту схему с минимальными изменениями можно переделать в схему платы доп.ОЗУ для ИРИШИ на 4-х банках 565 РУ5.

Хотя, кажется, при изготовлении своей реплики Микро-80 (и в частности дисплейного модуля) Prusak поступил наоборот. Он не менял принципов работы схемы, а лишь заменил элементную базу на более удобную, позволяющую сократить объём ручного монтажа (например, вместо пяти 155 ЛР1 применены три 555 КП11, вместо 8-ми 565 РУ2 одна 537РУ10). Но всё-равно на "снег" на экране Prusak, кажется, не жаловался. Кстати, Prusak также сделал и компьютер ЮТ-88.

.

barsik пишет:Интересно, "снег" в играх визуально очень неприятен или не очень?

Снег на ЮТ-88 очень сильно виден. Настолько, что кто то даже написал демо программу, где снег использовался для отображения настоящего снега.

barsik пишет:Было бы спортивно победить "снег" в Микро-80 простейшими средствами, а не полной сменой принципов работы аппарата.

Ну да, его можно сделать черным.

Но можно его и совсем убрать. Это делается просто:
1) Добавлением защелки (плюс 3 корпуса К155ИР1)
2) Использованием общего кварцевого резонатора и счетчиков с модулем процессора (минус 3 корпуса).
Необходимые выводы счетчиков из процессорного модуля уже сделаны для подключения динамической памяти.

Это немного нарушает заложенную в Микро-80 идею модульности. До этой доработки достаточно было подать на видеоадаптер питание, что бы увидеть изображение со случайными символами. После доработки потребудется подать еще тактовый сигнал.

barsik пишет:Тогда на период вывода одного экранного байта приходится целых два обращения к ОЗУ и, чтобы не было "снега", достаточно
просто блокировать перезапись промежуточного регистра, если происходит обращение процессора. Так сделали в Корвете.

Да, во многих компьютерах применено это решение. Надо будет выделить сигнал SYNC процессора и заново сформировать сигналы RD, WR. Это очень значимое изменение, которое из компьютера Микро 80 сделает частично компьютер Специалист, Орион 128, Пентагон...

Я даже в Векторе 06Ц сделал бы такую же модификацию. Ох, скорости будет.

Гораздо проще поделить такт процессора на двое. Просто подать тактовый сигнал процессора на мультиплексоры. И не нужно выделать SYNC.

barsik пишет:Насчёт быстродействия РФ2/РФ5. В ОРИОНЕ турбированном на 200% и с кварцем в 11 МГЦ РФ2/РФ5 работали в системе, где
процессор на такте 5.5 МГЦ без WAIT. И это не в одном образце, а в десятках. Потому, я утверждаю, что РФ5 в МП-ядре
по крайней мере 5 МГЦ тянут без проблем.

Без использования защелки в 5 МГц должна уложиться пара микросхем РУ10 и РФ5. Сигнал должен успеть пробежать через обе за такт. Грубо говоря скорость каждой из микросхем должна быть уже 10 МГц.

barsik пишет:Вообще-то конверсия видеоадаптера Микро-80 на статическое ОЗУ 537РУ10 восемь лет назад уже сделана Prusak-ом

Переделка Микро-80 на К537РУ10 или любую современную статическую память не является проблемой вообще, тут даже думать не нужно.

barsik пишет:Он не менял принципов работы схемы, а лишь заменил элементную базу на более удобную, позволяющую сократить объём ручного монтажа (например, вместо пяти 155 ЛР1 применены три 555 КП11...

Ну а у меня другой подход. Я хочу сохранить дух Микро-80. Перед началом сборки компьютера я определил для себя несколько правил, некоторые их них:

- Печатные платы должны быть производства СССР. Шаг 2.5 мм. Никакого ЛУТ и заказных плат. Я не должен делать того, что не смог бы сделать человек из 1980-х.
- Должна быть модульная конструкция. Разъемы только СССР. Шаг должен быть не 2.54 обязательно.
- Нельзя использовать логику новее К155, т.е. К555, К533, К1533, К1531... Микросхемы К155КП11 не существует, поэтому использую ЛР1.
- Нельзя использовать микросхемы, которые не использовались в схеме компьютера... Т.е. К155КП2 использовать можно, она была в схеме отладки.
- Можно использовать микросхемы К573РФ2, К537РУ10, К565РУ6. Это единственная послабление.
- Можно исправить косяки в схеме, если это не приведет к потере совместимости и значительному усложнению компьютера. Например, снег, некорректная частота кадров и центровка изображения.
- Можно развить до максимума задел оставленный авторами, если это не приведет к потере совместимости и значительному усложнению компьютера. Например:
-- Cделать знакогенератор на 256 символов, это только лишь установка РФ2. Более того, РФ1 у меня нет и мне не чем их программировать.
-- Сделать ширину символа в 8 пикселей. Ничего заменять не нужно, ПЗУ и так 8 битная. Установленная пара К155ИР1 так же способна сдвинать 8 бит.
-- Сделать цвет в области памяти E800-EFFF. При замене 565РУ2 на 527РУ10 это автоматически получается.

Еще пол дня пайки. Теперь видеоадаптер формирует адрес чтения из памяти, кадровые, строчные синхроимпульсы и гашение. На осциллографе желтым выведено гашение. По нему видно начало и конец каждой строки выводимой на монитор.

На осциллографе можно увидеть, что частота строк получилась чуть больше нормы. Я для отладки использовал кварцевый резонатор на 11.3 МГц вместо 11.0 МГц, вот и получилось чуть больше.

Еще нарисовал и частично спаял схему формирующую сигналы управления мультиплексорами и регистрами-защелками. Схема ниже. И теперь из памяти читаются данные (а точнее мусор, что был после включения питания). Эти данные на осциллографе выведены голубым.

Можно было бы уже подключить монитор, но... мой китайский 7" монитор с Алиэкспресса за 999 рублей сегодня перестал включаться. Чинить не буду, он развертку 576i все равно не понимал. Я через преобразователь (TV -> VGA) подключал к нему старые компьютеры. Лучше найду старенький 15" VGA, будет дешевле и удобнее. Я через преобразователь и им смогу пользоваться.

Все микросхемы, кроме ПЗУ, впаяны. Остались только аналоговые детали.

Чтобы плата выглядела красиво не хватает зелёных или оранжевых блокировочных конденсаторов.

Из приведённых выше схем непонятно какая частота у CLC, CLC2 и CLC4. А работа счётчиков видеогенератора в таком нормальном начертании схемы проста и понятна. Счетчик по горизонтали (веса по горизонтали обычно называют Hn, а по вертикали - Vn) делит на 64+16+8= 88, что даёт строчный период в 64 МКСЕК при кварце точно 11 МГЦ. Счётчик по вертикали делит на 32+1+2+4=39, что при 8-ми линиях на знакоместо даёт в кадре точно 39*8=312 линий развёртки.

Тут посетую о том, что высота знакоместа всего в 8 линий это недостаток. Строки почти слипаются. Тем более, когда по ширине символы в 8 точек (фонт 8*8 ). При 256-ти линиях растра занимаемых экраном, это выглядит также паршиво как в ИРИШЕ с её 200-ми линиями растра (но там хотя бы ручками регулировки можно картинку растянуть по вертикали, а если необходимо, то включить режим с высотой в 10 точек, что тоже паршиво, т.к тогда строк становится всего 20).

Разумнее было бы сделать высоту знакоместа в 9 линий растра (это даже лучше, чем 10 линий, я когда-то даже специально написал ROM-BIOS для Специалиста с 28-ю строками и шрифтом высотой в 9 линий). Если дисплей LCD или TFT, то на нём будут видны 31 текстовая строка, т.е 31*9=279 линий растра. Даже если 31 строка не влезет, то 30 строк не намного хуже, а уж 29 строк (т.е 29*9=261 линия растра) точно уместятся даже на кинескопном дисплее.

Т.к игр специально сделанных для Микро-80 практически нет, то без разницы какой формат экрана. А если адрес начала экранного буфера оставить там же (и строчный шаг естественно тоже), то возможно даже останется совместимость с оригиналом. Возможно, потому что не знаю как адресуется экран в Микро-80 (встречал, что в некоторых дурных текстовых адаптерах начало экранного буфера это не верхний левый угол, а правый нижний). Почти все РК-игры с использованием РК-псевдографики используют 30 видимых строк (иногда 31) при полных 39 строках в кадре. Так что даже проблем из-за формата экрана при адаптации таких РК-игр не возникнет.

Но вот насчёт делить маш.такт процессора надвое - ничего не ясно. Это прояснили бы временнЫе диаграммы. Ранее, потому-что так обычно и делают, считал, что в Микро-80 текстов адаптер синхронный, как и его же плата DRAM-памяти, но тут недавно глянул на схемы и с удивлением увидел, что и в плате процессора и в плате текстового адаптера стоят свои кварцы. Как же тогда эти платы синхронизируются ?

Что в Микро-80 текстов адаптер работает несинхронно с процессором? А у Вас он будет работать синхронно?

barsik пишет:Чтобы плата выглядела красиво не хватает зелёных или оранжевых блокировочных конденсаторов.

Будут китайские бежевые, к сожалению КМ-ок у меня ограниченное кол-во, а покупать их ну очень дорого.

barsik пишет:Что в Микро-80 текстов адаптер работает несинхронно с процессором?

Да.

barsik пишет:А у Вас он будет работать синхронно?

Да

barsik пишет:Из приведённых выше схем непонятно какая частота у CLC, CLC2 и CLC4

CLC = 11 МГц
CLC2 = 11 / 2 МГц
CLC4 = 11 / 4 МГц

barsik пишет:Тут посетую о том, что высота знакоместа всего в 8 линий это недостаток. Строки почти слипаются. Тем более, когда по ширине символы в 8 точек (фонт 8*8 ).

Я согласен, что работать с текстами без отступа не так удобно.
Но на IBM PC c CGA именно так и работали. Более того, я работал в музыкальном редакторе в текcтовом режиме 80x50 с размером шрифта 8x8 и тогда у меня даже мысли не было, что это не удобно.



Я долго думал и решил придерживаться журнального стандарта 80x32.
Плюсы при этом подходе тоже есть, псевдографика в играх не будет распадаться на строки.
Более того, есть игры для Радио 86РК написанные для разрешения 80x32, я хочу их запустить на Микро 80.

Завершил паять цифровую часть схемы. Впаял ПЗУ, добавил еще пол сотни соединений и включил. Дыма нет. Ток 0.9А. Есть цветная картинка.

Пока по схеме незаметно никакого укороченного вдвое цикла обращения процессора. За период частоты 1 МГЦ (условно 1 МГЦ, в данной схеме это 1.25 МГЦ) делается два обращения - первое с защёлкой по LD0 к одной РУ10 за графикой, второе с защёлкой по LD1 к другой РУ10 за цветом. Таким образом 537РУ10 работают на такте 2 МГЦ, получая от видео части всего одно обращение за два периода (т.е занята только половина циклов).

Раз ОЗУ тянут 2 МГЦ и ОЗУ цвета и графики не одна ИМС, а две, то можно иметь прозрачное ОЗУ экрана без торможений и без деления маш.такта процессора надвое. Кстати, когда экранное ОЗУ отдельное от основного, то торможение несущественно, т.к большую часть времени процессор обращается в память программы, а не в экранный буфер. Т.е, если прозрачный доступ сильно усложняет схему и требует деталей из более поздней эпохи, то ради ускорения на 5% нет смысла это делать.

И раз в схеме две микросхемы ОЗУ (для графики и цвета), а не одна, то какой смысл разделять обращения к ним видеочасти во времени. Что даёт только общую шину данных для обоих РУ10 и экономию в один буфер (т.е две штуки 589АП16). Такая концепция необходима лишь, если ОЗУ 6264, общее для буфера графики и цвета. Раз это две микросхемы, то проще было для каждой РУ10 иметь свою внутреннюю шину данных соответственно с двумя буферами для связи с шиной процессора и для нужд видеоадаптера читать их одновременно. А в освободившуюся вторую половину периода частоты 1 МГЦ может обращаться процессор.

Я так и делал для простоты, - один полупериод частоты 1 МГЦ отдаётся процессору, второй видеочасти. Это не прозрачность, но схемотехнически проще и годится для любых процессоров, а торможение небольшое и не волнует, т.к экр.буфер это отдельное ОЗУ в 2 кб и не тормозит прогон программ (торможение возникает только при записи в экран). Синхронизация очень простая, - сразу в начале обращения процессора взводится триггер вызывающий WAIT (для КР580 обнуляется READY), а сбрасывается он по началу цикла выделенного процессору.

И ещё вопрос о совместимости. Совместимость исчезнет в части вывода курсора.

barsik пишет:Т.е, если прозрачный доступ сильно усложняет схему и требует деталей из более поздней эпохи, то ради ускорения на 5% нет смысла это делать.

Прозрачный доступ получается очень просто. На микросхему D48 заведен сигнал CLC4, который идентичен тактовой частоте процессора. Он и делит такт пополам.

barsik пишет:И раз в схеме две микросхемы ОЗУ (для графики и цвета), а не одна, то какой смысл разделять обращения к ним видеочасти во времени. Что даёт только общую шину данных для обоих РУ10 и экономию в один буфер (т.е две штуки 589АП16).

Вот как раз это сделано для экономии двух штук 589АП16.

barsik пишет:А в освободившуюся вторую половину периода частоты 1 МГЦ может обращаться процессор.

Придется тогда выделять сигнал SYNC и им укорачивать сигналы RD, WR. У процессора сигналы RD, WR выставляются на 2 такта, причем WR по фазе сдвинут на 50% относительно RD. Что бы поделить такт надвое требуется меньше деталей.

barsik пишет:И ещё вопрос о совместимости. Совместимость исчезнет в части вывода курсора.

Если я добавлю инверсию на старшие 4 бита цветной видеопамяти, то курсор будет выводится синим фоном. В норме программы должны записывать в цвеную видеопамять 00h или 80h.

Впаял аналоговую часть видеоадаптера: резисторы и транзисторы. Теперь на экране 16 цветов. Качество картинки ужасное, но это наверное из за плохих соединительных проводов.

И соединил платы процессора и видеоадаптера. Теперь видеоадаптер работает от тактового генератора процессора.

Пока запускался без процессора. Потребление 1.4 Ампера. Сейчас буду писать тестовую программу на ассемблере, компилировать и прошивать её в ПЗУ. Тестовая программа должна работать без ОЗУ, так как модуля ОЗУ еще нет. Программа должна медленно выводить на экран определенные символы, так, что бы мне было осциллографом видно все косяки в схеме.

(Если кликнуть, то увеличится)

alemorf пишет:Сейчас буду писать тестовую программу на ассемблере, компилировать и прошивать её в ПЗУ. Тестовая программа должна работать без ОЗУ, так как модуля ОЗУ еще нет. Программа должна медленно выводить на экран определенные символы

Я в курсе, что топик стартер опытный программист абсолютно не нуждающийся в советах по программированию.

Но некоторые любители ретро компов читают подобные форумы не из праздного любопытства, а чтобы находить в них не только моральную поддержку (типа, "раз кто-то это смог, чем я глупее"), но и идеи. Потому решил упомянуть здесь об одной идее позволяющей упростить написание тестов для систем без ОЗУ. Когда я из любопытства дизассемблировал несколько чужих тестов ОЗУ, то не обнаружил в них использования этой довольно очевидной идеи.

Спойлер:

alemorf пишет:Я чудом нашел подходящие макетные платы для сборки Микро-80. Именно на таких печатных платах в 80-х собирали компьютеры. Эта плата предназначена для удобного размещения 45 микросхем в корпусах DIP14/16, либо планарных микросхем с шагом ножек 1,25 мм (серия микросхем К133, например). Очень удобно то, что можно выпаять неисправную микросхему, не задевая пайку соединительных проводов. Сам соединительный провод закреплен на специальных креплениях с верхней стороны платы, а не болтается снизу. Я это так же видел на платах 80-х готов, только там применялся провод МГТФ, а я использую ПЭТВЛ-2. У него изоляция значительно тоньше. Я надеюсь это не вызовет проблем из за увеличившегося взаимного влияния проводов (ёмкости).

интересный способ монтажа. В первый раз такой вижу. Очень аккуратно, из далека похож на промышленный. А что за "заборчики" вокруг каждого корпуса? Видно что они текстолита. Чем вырезали и как крепили?
Все хочу освоить монтаж проводом ПЭВТЛК, т.к. даже самым тонким МГТФ получается слишком "жирно" и тесно. Купил недавно в ЧИПИДИПе ПЭВТЛК 0.3 но он абсолютно не очищается нагревом. Припаять его одно мучение. Похоже это обычный ПЭЛ. Не подскажите где можно приобрести "тот самый"?

Microsha пишет: Чем вырезали и как крепили?

На фрезерном станке с ЧПУ.

Microsha пишет:Купил недавно в ЧИПИДИПе ПЭВТЛК 0.3 но он абсолютно не очищается нагревом. Припаять его одно мучение. Похоже это обычный ПЭЛ. Не подскажите где можно приобрести "тот самый"?

Надо брать ПЭВТЛ-2, примерно 0.3 мм

Бука Л в конце обозначает "Луженый" или "Лудящийся".

В итоге, компьютер запустили? Зацепили своим проектом- тоже захотелось повторить