Pentagon 1024SL 1.4 - сборка и наладка.

[Northwood]

Итак, я завершил турбирование Пентагона-1024 1.4i, всё получилось. Кроме того, удалось реализовать 2 турбо-режима.

ОЗУ теперь всегда работает на удвоенной частоте 7 МГц.

1-й режим - тактовая частота процессора 7 МГц, без WAIT-а, получаем скорость компьютера ровно 200%.

2-й режим - тактовая частота процессора 14 МГц, используется WAIT, получаем скорость компьютера около 270-295% в зависимости от частоты обращения к ОЗУ.

Погонял на нескольких тестах в режиме турбо-14МГц, один из тестов, а именно Horror обложался, показав скорость компьютера 32% и не корректно показав число тактов за INT. Зато TEST 4.30 показал скорость компьютера 295%.

Завтра начну рисовать схемы в PCAD-е 4.5 и выложу всё это вместе с фотками с экрана монитора здесь.

zebest, проверю уже завтра, а сейчас я уже буду ложиться спать...

[Northwood]

Для тех кто ждёт доработки по подключению прошивки ПЗУ GLUK Service, которая требует от меня самой перепрошивки ПЗУ, рад сообщить, что сегодня я для ПЦ покупаю другую материнскую плату того же класса, что у меня сейчас, но с LPT на борту, так что в ближайшее время я смогу заняться GLUK-ом тоже.

[Astrolux]

Для тех кто ждёт доработки по подключению прошивки ПЗУ GLUK Service

А еще мы ждем сводного файла с доработками Пентагона, где устраняются ошибки топологии.

[Northwood]

А еще мы ждем сводного файла с доработками Пентагона, где устраняются ошибки топологии.

Походу выявилась ещё одна недоработка Пентагона-1024 1.4, которая вылезла боком при турбировании - это отсутствие подачи RESETа на триггер порта TR-DOS на микросхеме DD53 (ТМ9). Выв. 1 этой микросхемы нужно отрезать от +5в и проводком подать туда общий RESET от рядом стоящей микросхемы DD61 (АГ3) с вывода 3.

Отсутствие сброса на порту TR-DOS вылезло боком потому, что при обращении к дисководу необходимо блокировать все турбо-режимы, иначе при работе с дисководами и турбо-7 МГц дисководы глючат, через раз выдавая No Disc, а при турбо 14 МГц дисководы не работают вообще.

Так вот, отсутствие подачи сброса на порт TR-DOS приводит к тому, что при включении питания сброс не проходит и на ВГ93, и та в свою очередь, находясь в подвешенном состоянии, постоянно выдаёт СТАРТ на дисководы, чем постоянно блокирует турбо-режим до тех пор, пока хоть раз не зайдёшь в TR-DOS.

И второе, возвращаясь к теме исправления турбо-ВГ93:

Если помните, то в оригинальной схеме этого компьютера выполнен не правильный вариант турбирования ВГ93, после которого диски умирают при попытке записи на не турбированных контроллерах дисковода.
По примеру из 12 номера Спектрофона я привёл описание исправления турбирования, в котором нужно было припаять дополнительную 555ТМ2, и предложил напаять её сверху DD62 (ЛН2), соединив 3 ногу ТМ2 с 3-й ногой DD62.

Вчера я наткнулся на 14-й номер Спектрофона, в котором опять вернулись к теме турбирования ВГ93, где рассказано, почему описанный ранее вариант доработки турбо-ВГ93 даёт не полный результат.

http://zxpress.ru/article.php?id=4564

Вобщем нужно ввести ещё одну доработку - тактовый вход допаянной сверху ТМ2 (выв.3) нужно отпаять от выв.3 DD62 (ЛН2) и проводом припаять к ВГ93 к выв.38 (сигнал DRQ).

[Northwood]

Наконец готовы обещанные схемы турбирования Пентагона-1024 1.4i:

Данная доработка удваивает тактовую частоту ОЗУ до 7 МГц и позволяет получить 3 режима работы:

1 - Normal - тактовая частота процессора 3.5 МГц,
2 - Turbo-7 - тактовая частота процессора 7 МГц без WAIT-а,
3 - Turbo-14 - тактовая частота процессора 14 МГц с WAIT-ом.

Прежде чем начинать внедрять такое турбирование, замените ряд микросхем на более быстродействующую серию, о чём я подробно рассказывал вот здесь:

http://zx.pk.ru/showpost.php?p=433539&postcount=198

Далее, на первых 3-х схемах чёрным цветом обозначены исходная схема, красным цветом - соединения, которые нужно разорвать, зелёным цветом - новые логические элементы и новые соединения.

Турбирование можно разделить на 4 этапа:

1-й этап - удвоение всех частот с обязательной проверкой стабильности работы компьютера в этом режиме, смотрим на схему:



В связи с тем, что кварц на 28 МГц можно и не пытаться искать, делаем удвоение частоты тактового генератора с помощью логических элементов.

Здесь очень важно выполнить одно предварительное условие - нужно отточить импульсы генератора 14 МГц до максимальной амплитуды и как можно больше до прямоугольной формы, от этого сильно зависит стабильность работы ОЗУ.

1. Отрезаем сигнал "FT3" от тактового генератора (смотрим на оригинальную схему), нам не нужно чтобы это соединение вносило искажение в импульсы генератора.

2. Прямо сверху на DD1 (1531ЛН1) допаиваем ещё одну такую же микросхему 1531ЛН1 и пропускаем импульсы генератора через 2 последовательно включенные инверторы.

3. Если Вам очень нужен этот сигнал "FT3", то подключаем его к нашей новой микросхеме 1531ЛН1 между двумя элементами ЛН1 обозначенными на схеме зелёным цветом. Сам же сигнал "FT3" на моей схеме не обозначен. Но сигнал "FT3" идёт через буфер на АП5 только на шину ZX-Bus, и больше никуда.

4. Сверху обоих 1531ЛН1 допаиваем ещё одну микросхему - 1531ЛП5 и соединяем как в первом варианте схемы.

Если вам не удалось найти микросхему 1531ЛП5 или хотя бы 531ЛП5, то забываем про неё и делаем второй вариант схемы, но в нём нужно допаять 2 микросхемы - 1531ЛЛ1 и 1531ЛА3, напаяв всё это сверху обоих 1531ЛН1. Получится вот такой сендвич из 4-х микросхем, но зато это будет работать хорошо.

Принцип работы этой схемы простой: Тактовый импульс приходит на триггер ТМ8 на DD7, первый элемент которого выполняет функцию делителя частоты на 2. Но как только ТМ8 изменяет своё состояние, то тут же импульс генератора инвертируется, поэтому когда он заканчивается, то опять воздействует на ТМ8 снова переключив его.

Таким образом реализуется принцип "DDR", в котором наша ТМ8 срабатывает и по нарастанию импульсов генератора, и по спаду.

Раз первый элемент ТМ8 начал переключаться в 2 раза чаще, то удваиваются и все остальные частоты компьютера, всё начинает работать в 2 раза быстрей. При этом заодно получаем удвоенную тв-развёртку - 31250 Гц строчную и 100 Гц кадровую. На экране тв вы увидите 4 одинаковых маленьких изображения, разделённых широкими вертикальной и горизонтальной полосами по центру экрана.

Может быть и так, что на экране будут просто полосы, это зависит от телека. Я в таком случае, не выключая питания, отпаивал проводок, соединявший выв.3 и 4 DD7 (ТМ8) с нашей новой 1531ЛП5 (или с нашими новыми 1531 ЛЛ1 и 1531ЛА3, если вы сделали 2-й вариант схемы), - все частоты тут же становятся прежними и на экране снова появится привычная картинка, после чего не выключая питания, проводок припаивал назад, в этом случае есть шанс, что вы всё-таки увидите на экране 4 маленьких изображения, хотя что-либо прочитать не получится.

Полазьте по меню-128, загрузите что-то с дискеты, погоняйте компьютер хотя бы 5 минут в таком состоянии, чтобы быть уверенным, что стабильность осталась.

Если вы не проигнорировали требование заменить микросхемы на более быстродействующие серии, то всё будет работать стабильно.

Обратите внимание на сигналы CLK_14 и CLK_7(F), оба они будут задействованы на 4-м этапе турбирования.

CLK_14 - это тактовый сигнал 14 МГц, который будет идти на процессор в режиме Турбо-14.
CLK_7(F) - это тактовый сигнал 7 МГц, который будет идти на процессор в режиме Турбо-7. До начала введения всех этих изменений, этот сигнал был частотой 3.5 МГц и по оригинальной схеме обозначен как "F", он и идёт на тактовый вход Z80, поэтому он в данный момент и подключен к Z80, но только напрямую, пока что...

Сигнал "DD40.9-DD41.9" - это выв.9 микросхем DD40 и DD41 (ИР16), это для 2-го этапа, когда будем делать нормальную картинку.

Переходим ко 2-му этапу - получение правильной картинки, уже с работающей на удвоенной частоте ОЗУ, смотрим на следующую схему:




1. Отрезаем тактовый вход счётчика DD3 (ИЕ10, выв.2).
2. Отрезаем выв.1 DD12.1 (ЛИ3) от всего остального.
3. В удобном для вас месте сверху допаиваем ещё одну микросхему - 1531ТМ2 и подключаем её как на схеме.
4. (смотрим на 1-ю схему) Отрезаем выв.9 микросхем DD40 и DD41 (ИР16) от выв.2 DD7 (ТМ8) и соединяем их на выв.10 DD7.

После этого у вас снова вернётся на свои места правильная тв-развёртка и появится почти нормальная картинка. Почти, потому что в последнем столбце экрана будут мерцать пиксели и атрибуты, дублируя часть изображения из 7-го столбца экрана.

Чтобы это исправить, опять смотрим на эту же схему, и по ней разрываем ещё одно соединение - отрезаем выв.8 DD9.3 (ЛИ1) от DD27.3 выв.9 и DD27.1 выв.1, допаиваем ещё одну новую микросхему - 1531ЛИ1, а элемент 1531ЛН1 можно использовать от той микросхемы, что мы допаяли сверху DD1, в данном случае длина проводков 10 см не сыграет роли.

После этого вы получите на экране уже полностью правильную картинку.

Обратите внимание на сигнал "CLK_3" - это тактовый сигнал для процессора частотой 3.5 МГц, теперь именно он будет использоваться в режиме Нормал.

Можете уже пробовать что-то загружать с дискет и смотреть, как работает компьютер. Однако все тесты будут ругаться на очень длинный INT (N=2), из-за чего будут неадекватно показывать количество тактов за INT. И ведь так оно и есть - длительность сигнала INT подбирали конденсатором C2, а теперь у нас процессор работает на частоте 7 МГц, и теперь подбор C2 оказался в одном месте. А если процессор будет работать на частоте 14 МГц, то вообще длительность INT-а окажется уже 4-кратной длины.

Поэтому переходим к 3-му этапу - нужно реализовать логическую защёлку, которая будет завершать сигнал INT сразу же, как только Z80 скажет, что среагировал на него, смотрим в следующую схему:




Данная схема работает просто: Как только на DD12.2 (ЛИ3) на выв.6 появляется сигнал, он переключает триггер ТМ2 в "1" - сигнал INT начался. Как только процессор Z80 отреагировал на INT и запустилось маскированное прерывание, Z80 сигнализирует об этом на выходах IORQ и M1, это моментально сбрасывает триггер ТМ2 в исходное состояние - сигнал INT закончился. В случае, если маскированные прерывания запрещены, сигнал INT будет прекращён как только закончится сигнал на выв.6 DD12.2 (ЛИ3), таким образом ситуация вечного INT-а исключена.

1. Выпайте с платы кондерстор C2, резисторы R8, R9 и диод VD1, они больше не понадобятся.

2. Если вы ранее делали доработку с положением сигнала INT под Пентагон-128, то у вас сейчас выв.6 DD12.2 проводом МГТФ припаян к одному из инверторов на одной из микросхем. Теперь можете освободить этот инвертор, для INT-а он больше не нужен, после сборки данной схемы, INT уже будет на своём пентагоновском месте.

Обратите внимание на сигнал "IORQ" - его можно взять исключительно с Z80 с выв.20. Никакие там "IORQG" здесь использовать нельзя.

И наконец, завершающий 4-й этап - коммутация тактовых сигналов и реализация турбо-14 МГц, смотрим на схему:




В данной схеме я уже не стал выделять цветом логические элементы микросхем, т.к. здесь всё нужно собрать новое.

Предварительно отрежьте выв.6 Z80 (тактовый вход) и выв.24 Z80 (вход WAIT).

Обратите внимание на номера ножек 1531КП12, на выв. 7 и 9. На оригинальной схеме Пентагона-1024 1.4i ошибка - на всех 1531 КП12, которые коммутируют адресную шину ОЗУ, перепутаны местами номера ножек 7 и 9. Но если при коммутации адресной шины ОЗУ эта ошибка не сыграла никакой роли (абсолютно по барабану, на какой бит шины адреса какую из этих ножек подключать), то в нашем случае турбирования повторение этой же ошибки приведёт к тому, что компьютер вообще не заработает никак, т.к. входы Z80 "CLK" и "WAIT" имеют совершенно разное назначение.

Сигнал "DD12.3.8" нужно подать с микросхемы DD12.3 (ЛИ3) с выв.8.

Сигнал "RDY_VG93" берётся с 1818ВГ93 выв.32, это сигнал "Старт" для дисководов, и в нашем случае нужен для блокировки турбо-режимов во время работы с дисководами.

Сигнал "CLK_Z80" - вот его и нужно подать на тактовый вход Z80 (выв.6).

Отдельно нужно сказать про сигнал "WAIT_Z80":

Если вы планируете подключать COM-овскую мышку по оригинальной схеме с PIC16C620, которая тоже формирует WAIT для Z80, то после 1531КП12 добавьте ещё один логический элемент 1531ЛИ1 - на один вход которого подайте сигнал "WAIT_Z80" с выв.9 1531КП12, на второй вход подайте сигнал WAIT, который формирует контроллер мышки (с DD67.1 выв.3), и выход ЛИ1 подключите ко входу WAIT процессора (выв.24).

Если мышку по оригинальной схеме на данный компьютер, вы подключать не собираетесь, то ЛИ1 можно и не допаивать, а подключить сигнал "WAIT_Z80" с выв.9 КП12 прямо на ножку WAIT процессора.

[Northwood]

Т.к. переключение тактовых частот синхронизировано по сигналу M1, то дребезг контактов абсолютно не страшен.

После всех этих доработок мне пришлось допаять ещё несколько блокировочных конденсаторов по 0.1 мкф прямо сверху тех микросхем, на которых по питанию были помехи.

В режиме "Турбо-14 МГц" у меня сильно глючил Бейсик-128. Оказалось, что проблема была в сильных помехах по питанию самой ПЗУ. Пришлось и под ПЗУ припаять ещё один блокировочный конденсатор на 0.1 мкф. И хотя помехи сильно ослабли, но не ушли полностью, глюки в Бейсике-128 прекратились.

[Protom]

Northwood, А фото можно пентагона?

[Northwood]

Блин, забыл про ещё одно изменение в схеме:

На 2-м этапе - нужно отрезать тактовые входы регистров сдвига, рисующих пиксели - выв. 9 DD40 и DD41 (ИР16) от выв.2 DD7 (ТМ8) и перекинуть их на выв.10 этой же DD7, чтобы по прежнему их тактировать частотой 7 МГц.

Внёс соответствующее дополнение в схему и описание турбирования.

[Northwood]

Northwood, А фото можно пентагона?

Фотосессия компьютера:

Внешний вид платы теперь:



Демка RAGE в режимах Нормал, Турбо-7МГц и Турбо-14 МГц:



Тест Horror в режимах Нормал, Турбо-7 МГц и Турбо-14 МГц:
В режиме Турбо-14 МГц он показал всего 32% скорости компьютера, видимо потому что на это число автор программы выделил всего 1 байт. 32 в десятичном = #20 в 16-ричном. Добавим 1 недостающий разряд - #120 и переведём снова в десятичный = 288%. Число - количество тактов за INT в старшем разряде содержит накладку двух цифр.
В режиме Нормал этот тест определяет данный компьютер как Pentagon-1024, а при включенном турбо - как KAY-1024.



TEST 4.30 в режимал Нормал, Турбо-7 МГц и Турбо-14 МГц:
Пожалуй, это единственный из трёх тестов, который полностью корректно определил скорость компьютера и количество тактов за INT.



Тест RamDoctor в режимах Нормал, Турбо-7 МГц и Турбо-14 МГц:
Меньше всего тактов за INT в режиме Турбо-14 МГц показал именно этот тест. Кроме того, этот тест не смог определить наличие торможения в Турбо-14 МГц.



Вообще-то после разгона ОЗУ до 7 МГц, даже после всех этих доработок, у ОЗУ остался не использованный потенциал - циклы доступа, которые не используются даже в режимах Турбо. Поэтому возникает вопрос, как с пользой использовать свободные циклы доступа к ОЗУ ? Есть 2 варианта - повесить какую-нибудь железяку, которая будет иметь прямой доступ к ОЗУ, например DMA-Sound с упрощённой версией контроля доступа к ОЗУ, при этом DMA-Sound сможет обращаться к ОЗУ не тормозя процессор и не дёргая его линию BUSRQ. Или второй вариант - можно попытаться задействовать не используемые циклы доступа к ОЗУ в режиме Турбо-14 МГц, что ещё больше ускорит производительность компьютера в этом режиме.

[Astrolux]

Для нормальной работы компьютера без разгона, достаточно сделать доработку-исправление турбирования контроллера дисковода ВГ93?