РАДИО-86РМ

[Alikberov]

• Был «РАДИО-86РКилобайт»…
• Стал «РАДИО-86РМегабайт»…

Как известно, в схеме РЛК дешифратор ИД7 играет практически основную роль и определяет всё адресное пространтство. В публикациях журнала «РАДИО» предлагались некоторые доработки на эту тему…
Но, в конкретной теме - речь совсем о другом…

Если в оригинальной схеме РЛК заблокировать ИМС ИД7 (не важно как: разрешающих входа у неё три), то процессор окажется «в вакууме». То есть, конкретная архитектура самого РАДИО-86РК отключится. Это понятно любому…

В который раз наткнувшись (ссылка) на заметку о наличии бессмысленных команд («В системе команд несколько раздражает наличие 6 бессмысленных инструкций типа MOV A,A – их могли бы не документировать»), подумал в очередной раз, как бы эти команды можно было бы использовать…

Аппаратно, используя ИМС К155СП1, очень легко в цикле выборке инструкции M1 отловить эти коды и защёлкнуть их в особом регистре, типа К155ИР1.
Оглядываясь на соседние архитектуры, типа К1810ВМ86 с набором префиксов сегментных регистров CS/DS/ES/FS/GS/SS, напрашивается мысль реализовать нечто похожее (аналогично как К1821ВМ85 с его 128 Кб через H1L1).

Получается как бы следующее:

• код 40 (MOV B,B) - префикс #6
• код 49 (MOV C,C) - префикс #7
• код 52 (MOV D,D) - префикс #4
• код 5B (MOV E,E) - префикс #5
• код 64 (MOV H,H) - префикс #2
• код 6D (MOV L,L) - префикс #3
• код 7F (MOV A,A) - префикс #1

(Так как код 76 (HLT) как префикс не используется, он должен означать префикс #0 по умолчанию, потому биты кодов необходимо инвертировать.)

Для доступа к памяти через такие мнимые префиксы получаем набор виртуальных инструкций:

• код «7F 7E» - инструкция «MOV A,M1»
• код «5B 71» - инструкция «MOV M5,C»
• код «64 12» - инструкция «STAX D2»
• код «49 E5» - инструкция «PUSH H7»

(Здесь «M1» просто означает ячейку памяти «M» по «HL», но с префиксом #1; и т.д.)

Таким образом, бесполезные команды MOV аппаратно относительно легко отлавливаются и запоминаются, предоставляя дополнительные 3 бита к адресации, что уже даёт возможность доступа к 512 Кб адресного пространства.

В рамках онлайн-эмулятора https://rk86.ru/ разработал небольшое расширение для браузера Chrome, которое реализует эту идею без написания эмулятора с нуля.
В архиве имеется и RKR-файл с маленькой графической демонстрацией через дополнительный "сегмент" префикса.
(Естественно, это ещё не всё, так как три бита префиксов должны не сами участвовать в непосредственной адресации, а выбирать один из регистров, где будет храниться конкретная страница памяти, что даст до 16 Мб адресации и "защищённый режим"…)

Или просто - можно посмотреть видео:

[Advertiser]

[NEO SPECTRUMAN]

чего только не придумают лишь бы страничную адресацию не делать

вот если бы в каждом из "адрессных прстрансств" было бы по 4 16К окна
это было бы интересно

и это вовсе не бесполезные команды
вы просто не умеете их использовать

бесполезными как раз могут оказатсо длинные префиксные команды
которые дольше выполняютсо


а еще
префиксы могли бы включать/выключать чтение/запись в другие адресные пространства и на совсем
до следующего префикса


а еще б интересней было бы и переключение текущего адреснного пространссва и на исполнение
ибо для кода тоже не хватает памяти
а тут можно было бы джампать прямо в другие 64К

[Alikberov]

чего только не придумают лишь бы страничную адресацию не делать

Именно с этого всё и начиналось.

вот если бы в каждом из "адрессных прстрансств" было бы по 4 16К окна
это было бы интересно

и это вовсе не бесполезные команды
вы просто не умеете их использовать

бесполезными как раз могут оказатсо длинные префиксные команды
которые дольше выполняютсо

Вот это - очень интересный вопрос, так как тот же ВТ57 способен обеспечить за цикл лишь до 16 Кб.

префиксы могли бы включать/выключать чтение/запись в другие адресные пространства и на совсем
до следующего префикса


а еще б интересней было бы и переключение текущего адреснного пространссва и на исполнение
ибо для кода тоже не хватает памяти
а тут можно было бы джампать прямо в другие 64К

Концептуально давно задумывалось примерно следующим образом…

Так как 32-битные системы Windows нагло проецируют себя в адресное пространство любого приложения в верхние 2 Гб адресного пространства, приложению из 4 Гб остаётся лишь 2 Гб (ковыряние реестра может дать до 3 Гб). И мне это всегда не нравилось именно как концепт.

Тем самым, если поступить подобным образов и по ВМ80, разделив адресное пространство на нижние 32 Кб пользователя и верхние 32 Кб под БСВВ, то пойдём «по граблям» Windows, отжирая у пользователя половину…

Потому я, после исследования многих вариантов, решил попробовать придумать ещё один.

Вариант №65280

В цикле выборки кода команды M1 адресное пространство 0000…FEFF работает обычным способом, тогда как FF00…FFFF служат триггером и всегда выдают код либо FF, либо C9, работая в двух режимах:

• Для приложения вызов CALL FF00…FFFF аналогичен x86-команде SYSCALL и переключает дешифратор адреса в режим БСВВ кодом RST 7
• Для БСВВ переход JMP FF00…FFFF аналогичен x86-команде JMP SEG:ADDR и переключает дешифратор адреса в режим приложения кодом RET

Тем самым, приложение имеет все 64 Кб и БСВВ имеет все 64 Кб, так как оба всегда находятся в параллельных теневых страницах.

То есть, имеется две пары страничных регистров - для БСВВ и приложения.

Каждая из страниц - это 8 регистров ИР23:

• параграф 0000…3FFF - пара (БСВВ/Приложение) регистров ИР23 (младшая тетрада - страница для чтения; старшая тетрада - страница для записи)
• параграф 4000…7FFF - пара (БСВВ/Приложение) регистров ИР23 (младшая тетрада - страница для чтения; старшая тетрада - страница для записи)
• параграф 8000…BFFF - пара (БСВВ/Приложение) регистров ИР23 (младшая тетрада - страница для чтения; старшая тетрада - страница для записи)
• параграф C000…FFFF - пара (БСВВ/Приложение) регистров ИР23 (младшая тетрада - страница для чтения; старшая тетрада - страница для записи)

То есть, два старших бита адреса процессора и бит "чтение/запись" адресуют один из восьми ИР23, что даёт 256 Кб адресации (A0…A13 процессора и A14…A17 от ИР23).

Тем самым, при сбросе все регистры обнуляются и адресуют четыре зеркала по 16 Кб.

Допустим, компилятор с языка Си может протребовать у БСВВ 192 Кб памяти:

• Все 64 Кб под собственный код
• Все 64 Кб под текст листинга (теневая страница #1)
• Все 64 Кб под итоговый объектный код (теневая страница #2)

Если использовать MOV-префиксы, то получается, что читать текст листинга нужно по «MOV A,A; MOV A,M», а записывать сгенерированный код через «MOV H,H; MOV M,A».
Чтение из листинга и запись объектного кода - разовые операции, что не вызовет существенной просадки производительности…
А вот в пределах своих 64 Кб компилятора, параграфы по 16 Кб можно переключать, чтобы иметь оперативный доступ к дополнительным оверлей-библиотекам по мере компиляции. Здесь префиксы не помогают…

[cy6]

Был «РАДИО-86РКилобайт»

Был и есть Радио (журнал) 86 (год) радиолюбительский компьютер.

[Alikberov]

Как выше уже сказано, отключив в РАДИО-86РК дешифратор ИД7 мы отключаем и всю «архитектуру РАДИО-86РК» и можем спокойной использовать процессор по собственному усмотрению, обвешивая разными дополнительными модулями…

Не оглядываясь на обратную совместимость (сейчас любой бинарный код легко подогнать под что угодно и как угодно), но не исключая особенности аналогичных процессоров (i8085 и z80) дизайн обвязки процессора К580ВМ80А должен исполняться в определённом ракурсе:

1. Коды 40/49/52/5B/64/6D/7F просто учитываются и фиксируются в регистрах управления памятью как есть
2. Так как «CALL F830» и «SPHL» нужны именно для предустановки стека, сама инструкция «LXI SP…» выглядит как элемент хака. Аппаратно её можно перехватить и использовать для нужд новодельной архитектуры

Модуль памяти
Чтобы приблизить архитектуру к современному уровню, от принципа «страничной памяти» необходимо отказаться, чтобы виртуализировать всё аппаратное окружение.
В подавляющем большинстве 8-битных архитектур существует абсолютно жёсткая конкретика аппаратного исполнения, где проекция портов УВВ и экранной области не может реконфигурироваться программным образом.

Оглядываясь на 16-битные или 32-битные архитектуры, как MS-DOS или Windows, можно заметить так называемые «дескрипторы»:

• Дексрипторы файлов
• Дескрипторы терминалов вывода
• Дескрипторы терминалов ввода
• Дескриптор графических устройств
• Дескрипторы сетевых ресурсов
• и т.п.

Тем самым, в случае с префиксами «40/49/52/5B/64/6D/7F» адресация памяти должна быть не на уровне каких-то конкретных страниц памяти, а на уровне дескрипторов.
То есть, приложению за один момент всегда может быть доступно только до семи активных дескрипторов каких-либо ресурсов.
Допустим, если у РЛК «Специалист» область графики расположена по 8000…BFFF, а у РЛК «Орион» - по C000…EFFF, то в случае с так называемыми «дескрипторами 40/49/52/5B/64/6D/7F» не может быть конкретного способа доступа к ячейкам графики.
Например, если Приложение запросит у БСВВ настроить параграф 4000…6FFF «Префикса #3» (код 6D) настроить на графику в режиме «записи», то код будет иметь возможность строить графику только посредством префикса «MOV L,L» в конкретном параграфе - 4000…7FFF.

То есть, строго говоря, получаем модель памяти на уровень выше, чем, скажем, в том же PC-XT, где графика жёстко закреплена за сегментом A0000…AFFFF.
Практически, у БСВВ можно запросить закрепить все 64 Кб за графику CGA/EGA посредством одного из семи префиксов…

Обращение к БСВВ
В системах Windows существуют динамически подключаемые библиотеки DLL. В случае с обсуждаемой здесь архитектурой, аппаратно это можно реализовать.
Как уже сказано, инструкция «LXI SP…» в нормальных условиях (если не прокручивать экран и т.д.) используется крайне редко. В сочетании с префиксами код 31 можно подставлять процессору другим кодом (например, FF) и другой страницей памяти (страница «диспетчера памяти»).

Так, например код «6D 31 24 05» как инструкции «MOV L,L» и «LXI SP,0524H» могут представлять виртуальную инструкцию «LXI SP3,0524H» (где «SP3» - «SetPage#3»), когда по адресу 0x0524 размещается строка "/dev/cga/"…
Аппаратным образом процессор прерывается и управление получает код менеджера памяти, который обнаруживает сочетание кодов «6D 31» и указатель на строку "/dev/cga/", что и означает запрос от Приложения на переключение дескриптора #3 на память графики CGA…

Здесь, думаю, уже довольно хорошо становится ясным, что такая модель Микро-ЭВМ более гибче, чем любая традиционная со страничной памятью.

[cy6]

Как выше уже сказано, отключив в РАДИО-86РК дешифратор ИД7 мы отключаем и всю «архитектуру РАДИО-86РК» и можем спокойной использовать процессор по собственному усмотрению, обвешивая разными дополнительными модулями…

Отключив дешифратор, который формирует чип-селект для устройств в/в и ПЗУ, мы получаем мертвый компьютер, который навеки выполняет RST 7.

Все дело в чип-селектах, Карл! ) На адресацию, ИД7 вообще никак не влияет. На схемах с РУ5, озу вообще к дешифратору не подключена.

А также, размер ОЗУ больше 256кб для 8-битки, это бессмысленно и беспощадно.

- - - Добавлено - - -

Когда говорят о расширении памяти, говорят о дополнительных линиях адреса.
В нашем случае, достаточно две новые линии адреса. 00b, 01b, 10b, 11b. Что полностью соответствует номерам страниц.

Вопрос только как выглядит код, который к таким страницам обращается.
Можно вывести что то в порт регистра управления страницами, а можно написать MOV A, A.
Ну и какая разница? В обоих случая используются две разные команды. но второй путь более мудреный и нечитаемый.

[Vital72]

... а если ещё кто-то использует MOV A, A и т.д. для циклов задержки... ммм... красота

[Alikberov]

... а если ещё кто-то использует MOV A, A и т.д. для циклов задержки... ммм... красота

Этот вопрос уже обсуждали.
В основном, подобные MOV'ы для задержки нужны в каких-нибудь самодельных контроллерах НГМД и т.д.
Даже подпрограммы магнитофонного ввода/вывода не используют их для задержки.

Так или иначе, таких программ ничтожно мало.

И потом, не нужно забывать: Что перехват таких префиксов с помощью К155СП1 легко заблокировать, форсируя сброс префиксного регистра и К155ТМ2.

Следует учесть и то, что поддержать функционирование "новой архитектуры" на порядок сложнее, чем вернуть всё в исходное состояние, заземлив вывод Сброса триггера ТМ2.

Отключив дешифратор, который формирует чип-селект для устройств в/в и ПЗУ, мы получаем мертвый компьютер, который навеки выполняет RST 7.

Ну, не совсем «RST 7» с кодом FF, так как на шине данных РК в режиме чтения наблюдается либо код 82, либо 83…

Все дело в чип-селектах, Карл! ) На адресацию, ИД7 вообще никак не влияет. На схемах с РУ5, озу вообще к дешифратору не подключена.

Принципиально рассматриваю только оригинальную схему, так как варианты с РУ5 - это уже «доработка доработанного клона».

А также, размер ОЗУ больше 256кб для 8-битки, это бессмысленно и беспощадно.

Просто за всю историю восьмибиток таких экспериментов проделывалось крайне мало, а тем более, никто у себя дома не пытался развернуть подобие 8-битного мэйнфрейма и столкнуться с резкой нехваткой памяти.

Когда говорят о расширении памяти, говорят о дополнительных линиях адреса.
В нашем случае, достаточно две новые линии адреса. 00b, 01b, 10b, 11b. Что полностью соответствует номерам страниц.

Через порт страницы и параграфы можно переключать на долговременной основе.

Как уже разъяснялось выше, в конкретном случае префиксы играют роль не «переключалок страниц», а служат «дескрипторами ресурсов»…

Вопрос только как выглядит код, который к таким страницам обращается.
Можно вывести что то в порт регистра управления страницами, а можно написать MOV A, A.
Ну и какая разница? В обоих случая используются две разные команды. но второй путь более мудреный и нечитаемый.

Примерно, вот так:

    MOV  C,C     ; Префикс для "CGA-графики"
    LXI  SP,CGA1 ; Ссылка на строку с указанием ресурса
                 ; Теперь этим префиксом доступна графика
    LXI  H,8000H ; Иницируем указатель
LOOP:
    MOV  C,C     ; Префикс "дескриптора CGA-графики"
    MOV  M,L     ; Заполняем графический буфер паттерном
    INX  H
    MOV  A,H
    ANA  A
    JP   LOOP    ; Заполняем все 32 Кб счёта
    HLT
CGA1: DB '/DEV/CGA/',0

Или с «адаптированной мнемоникой»:

    LXI  SP7,CGA1; Ссылка на строку с указанием ресурса
                 ; Теперь этим префиксом доступна графика
    LXI  H,8000H ; Иницируем указатель
LOOP:
    MOV  M7,L    ; Заполняем графический буфер паттерном
    INX  H
    MOV  A,H
    ANA  A
    JP   LOOP    ; Заполняем все 32 Кб счёта
    HLT
CGA1: DB '/DEV/CGA/',0

Гораздо интереснее поглядеть на код, который всеми страницами управляет…

[cy6]

Ну, не совсем «RST 7» с кодом FF, так как на шине данных РК в режиме чтения наблюдается либо код 82, либо 83…

Откуда же они наблюдаются, где источник этих данных?
Может Вы со словом состояния процессора перепутали?

- - - Добавлено - - -

Через порт страницы и параграфы можно переключать на долговременной основе.

Как уже разъяснялось выше, в конкретном случае префиксы играют роль не «переключалок страниц», а служат «дескрипторами ресурсов»…

Никто же не мешает сделать схему, чтобы переключатель страниц "отщелкивался" после обращение к нужной странице. Но смысл то какой.

[Alikberov]

Откуда же они наблюдаются, где источник этих данных?
Может Вы со словом состояния процессора перепутали?

В моём «КР-03» с 16 Кб ОЗУ директивой «D4000,7FFF» всегда выдавался дамп с кодом 82…
Как недавно пояснили, это - емкостной паразитный эффект с возвратом слова состояния процессора, так как никаких резисторов, подтягивающих ШД к коду FF, схема не имеет.

Никто же не мешает сделать схему, чтобы переключатель страниц "отщелкивался" после обращение к нужной странице. Но смысл то какой.

В принципе, в моём случае получается как и с «КР-04», где графика просто на 4 цвета, а с модулем цветности - 4 цвета из 64.
Тут тоже получается: С префиксами - до 512 Кб памяти, а если добавить «регистры-дескрипторы» - то до 512 Кб из 16 Мб.

; Копирование блока памяти
; INPUT:
;       HL - Источник
;       DE - Приёмник
;       BC - Размер блока
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
COPY:   MOV  A,A         ; (5) Префикс страницы источника
        MOV  A,M         ; (7) Читаем байт
        MOV  B,B         ; (5) Префикс страницы приёмника
        STAX D           ; (7) Записываем байт
        INX  H           ; (5)
        INX  D           ; (5)
        DCX  B           ; (5)
        MOV  A,C         ; (5)
        ORA  B           ; (4)
        JNZ  COPY        ; (10) - 58 тактов