Простой флэш-диск от 16 мб + быстрый SPI для современной периферии

[RyazanNik]

Запилил простой флэш-диск на 16 мб, всего на двух микросхемах. Схема тут http://zvzd3d.ru/orion128/OrionDiskNiky.html
Подключается к порту F5, имитирует стандартный ROM-диск. Можно иметь ряд ROM-дисков и легко их переключать. Поддерживаются ROM-диски более 64 кб (совместимы с DsDos).
Имеются также специальные высокоскоростные режимы чтения. Также к диску можно подключать современную SPI-переферию (например, SD-карты, Ethernet-контроллер, ЦАП).
С ROM-дисками всё понятно, существующий софт (в том числе DsDos) работать будет.
Но для записи на флэш пока софта под орион нет. Вопрос - стоит ли развивать проект дальше или ну на фиг?

[Advertiser]

[Denn]

Но для записи на флэш пока софта под орион нет.

Интересно. По мере возможности попробую сделать поддержку в DSDOS, но нужна либо живая железка, либо поддержка сабжа в эмуляторе от b2m =)

Вопрос - стоит ли развивать проект дальше или ну на фиг?

Имхо, стоит. Только с прицелом на более высокие тактовые частоты ЦП

[RyazanNik]

Интересно. По мере возможности попробую сделать поддержку в DSDOS, но нужна либо живая железка, либо поддержка сабжа в эмуляторе от b2m =)

Да железка то простая... Вы рассматриваете её только как накопитель или SPI может ещё пригодиться?

Имхо, стоит. Только с прицелом на более высокие тактовые частоты ЦП

Более высокие - это какие? 10 МГц или ещё выше?
Самое сложное - эмуляция ROM с произвольным доступом. Как сейчас сделано - будет работать до 5 МГц Ориона включительно. Выше - крайне затруднительно, тут остаётся только быстрая flash память МК на 64 кб для загрузки Ориона, а далее в коде нужно разносить SHLD F501 и LDA F500.
Что касается быстрых режимов чтения / записи, то это должно спокойно работать на 10 МГц Ориона.
Если надо выше 10 МГц - не знаю, думать и считать надо, тут уже накладные расходы прошивки МК существенны...

[Denn]

Вы рассматриваете её только как накопитель или SPI может ещё пригодиться?

Всегда хотелось решить вопрос с быстрым подключением SDHC. В остальном пока SPI не пригождалось в жизни. Думаю, тут голосовалку можно попробовать устроить, может общественность что-то подскажет.

Более высокие - это какие? 10 МГц или ещё выше?

Если с заделом на будущее (развитие), то 20 МГц. Совсем в идеале - 40. Имхо.

Самое сложное - эмуляция ROM с произвольным доступом. Как сейчас сделано - будет работать до 5 МГц Ориона включительно. Выше - крайне затруднительно...

ROM-диск мне видится средством загрузки, этаким расширенным "монитором". Серьёзно рассматривать его в качестве накопителя в случае развития платформы, думаю смысла нет.

П.С. лучше IDE-винчестера очень сложно что-то придумать, как выясняется. А та же SDHC подключается к IDE через переходник, и никаких расходов кода на Орионе...

[RyazanNik]

Если с заделом на будущее (развитие), то 20 МГц. Совсем в идеале - 40. Имхо.

Ну понятно, что это будет уже не на к580вм80, а на некой хитрой архитектуре, и накопитель / SPI тогда надо предусматривать в рамках этой архитектуры, а не навешивать отдельным МК к порту F5...

лучше IDE-винчестера очень сложно что-то придумать, как выясняется. А та же SDHC подключается к IDE через переходник, и никаких расходов кода на Орионе...

Логично...

Вообщем развивать лишний накопитель смысла не имеет. А для ретро-компа DsDos с ROM-диском на 1 мб - уже отличное решение (спасибо Вам!).
Так что мне остаётся добавить к флэш-диску возможность сохранения/восстановления памяти ориона через мой спец-загрузчик - и достаточно.

[Denn]

Ну понятно, что это будет уже не на к580вм80, а на некой хитрой архитектуре, и накопитель / SPI тогда надо предусматривать в рамках этой архитектуры, а не навешивать отдельным МК к порту F5...

Идеальнее всего - делать универсальный девайс. Как бы предполагая, что у всех платформы могут быть разные. И при этом чтобы была совместимость, в т.ч. с базовой (ВМ80, F5 и т.п.).

Так что мне остаётся добавить к флэш-диску возможность сохранения/восстановления памяти ориона через мой спец-загрузчик - и достаточно.

Произвольный посекторный (по 512 или 1024 байт) R/W-доступ же возможен?

[Error404]

Да железка то простая... Вы рассматриваете её только как накопитель или SPI может ещё пригодиться?




Более высокие - это какие? 10 МГц или ещё выше?
Самое сложное - эмуляция ROM с произвольным доступом. Как сейчас сделано - будет работать до 5 МГц Ориона включительно. Выше - крайне затруднительно, тут остаётся только быстрая flash память МК на 64 кб для загрузки Ориона, а далее в коде нужно разносить SHLD F501 и LDA F500.
Что касается быстрых режимов чтения / записи, то это должно спокойно работать на 10 МГц Ориона.
Если надо выше 10 МГц - не знаю, думать и считать надо, тут уже накладные расходы прошивки МК существенны...

Абстрагируясь, уже Z80 с типовыми 5Мгц (т.е. каких сейчас примерно половина парка) может в заданные временные рамки не влезть, т.к. благодаря тому, что порты ВВ55 в Орионе адресуются "секторами" по 256 байт, Z80 может читать их командой LDI и цикл чтения в тактах свернется вдвое-втрое.

Проект полезный, но одного ПЗУ мало (оно и так у всех есть, хотя у контроллера тут есть некий профит - например в удаленом доступе к нему с PC - для обновления "ROM-дисков" на лету), смысл имеется когда все контроллеры SPI (а их там море, взять хотя бы Ethernet) можно подключать и полноценно с ними обмениваться. Т.е. либо надо хосту (Ориону) давать RAW доступ к регистру SPI (и дорогущий PIK стоимостью почти в PI Zero тогда превращается в просто регистр сдвига) и ПО надо писать на стороне Ориона, либо контроллеру надо и аппаратно давать больший функционал, и ПО в нем допиливать, и опять же поддерживать на стороне Ориона какой-то протокол (хотя тут уже полегче станет, например стек TCPIP можно унести в контроллер а Ориону выдать уже сокеты, и т.п.).

[RyazanNik]

Идеальнее всего - делать универсальный девайс. Как бы предполагая, что у всех платформы могут быть разные. И при этом чтобы была совместимость, в т.ч. с базовой (ВМ80, F5 и т.п.)

Универсальность просто так не даётся... Если надо 20 и 40 МГц, то устройство становится сложным, среди 8-битных МК в паябельных корпусах вообще нет SPI быстрее 16 Мбод. Надо городить какой-нибудь stm32, может с четырехпроводным QSPI... В принципе, тоже можно уложиться в две микры, но по stm32 я не спец.

Другой подход - предусматривать какую-то синхронизацию / замедление, когда ориону приходится ожидать реакции устройства. Для высоких частот это вполне нормально, ибо у периферии всегда есть свои ограничения. Например, те же stm32 не успевают читать флэш-память программы даже на 80 МГц, поэтому там наворочены всякие кэширования...
Но синхронизация сильно бьёт в плане скорости по низкочастотным орионам... А делать разным код конечно плохо (хотя представляю, что будет с обычным кодом опроса клавы на 20 МГц орионе).

Произвольный посекторный (по 512 или 1024 байт) R/W-доступ же возможен?

Читать W25Q128 можно легко и быстро с произвольного адреса. Но минимальный стираемый блок - 4096 байт (хотя на заранее стёртое место можно писать блоками по 256 байт).
Конечно можно (это же МК!) съэмулировать произвольную запись секторами по 512 байт... Но быстродействие записи снизится, а эти w25q128 вообще не быстрые на запись, даже при последовательной записи мне удавалось лишь 20-30 кб/с.
В этом плане куда лучше SDHC-карты, они быстрые и их можно писать секторами по 512 байт (другое дело, что там физический стираемый блок может быть побольше 32 кб и скорость при произвольной записи может просесть очень сильно).

[Denn]

Если надо 20 и 40 МГц, то устройство становится сложным, среди 8-битных МК в паябельных корпусах вообще нет SPI быстрее 16 Мбод. Надо городить какой-нибудь stm32, может с четырехпроводным QSPI...

Сложно тоже смысла нет - в народ не пойдёт.

Другой подход - предусматривать какую-то синхронизацию / замедление, когда ориону приходится ожидать реакции устройства.

Тут какое дело. Если накопитель достаточно объёмный и платформа у нас достаточно быстрая, то автоматом встают требования к быстродействию связки, т.к. собственно весь смысл такого развития только в этом.

Если говорить о практичности, то (имхо) вырисовываются два лидера: HDD и SDHC. Первый для т.н. "десктопов", второй для более "мобильных" конструкций. Кстати, по эффективному подключению обоих вопросы не закрыты до сих пор, как ни странно.

Но минимальный стираемый блок - 4096 байт

Это просто прекрасно! По моим расчётам, для эффективного использования 16 Мб диска как раз сектор получается 4 Кб, для HDD именно так у меня и организовано в DSDOS.

[RyazanNik]

Абстрагируясь, уже Z80 с типовыми 5Мгц (т.е. каких сейчас примерно половина парка) может в заданные временные рамки не влезть, т.к. благодаря тому, что порты ВВ55 в Орионе адресуются "секторами" по 256 байт, Z80 может читать их командой LDI и цикл чтения в тактах свернется вдвое-втрое.

Конечно, при желании легко придумать код, чтобы эмулируемый ROM-диск дал ошибку. Но какое это имеет значение? Главное, чтобы нормально работал уже существующий реальный код - фактически, Мониторы, OrDosы и DsDos.

Т.е. либо надо хосту (Ориону) давать RAW доступ к регистру SPI (и дорогущий PIK стоимостью почти в PI Zero тогда превращается в просто регистр сдвига) и ПО надо писать на стороне Ориона.

Ну почему дорогущий, 330р в чип-дип в корпусе dip40 (я правда брал куда дешевле, но чип-дип ещё тот магазин), а PI Zero это пара тыщь... Хотя пожалуй да, регистр сдвига.

либо контроллеру надо и аппаратно давать больший функционал, и ПО в нем допиливать, и опять же поддерживать на стороне Ориона какой-то протокол (хотя тут уже полегче станет, например стек TCPIP можно унести в контроллер а Ориону выдать уже сокеты, и т.п.).

По мне лучше работать с Ориона с SPI напрямую. Ибо куда перспективнее изучить реальную переферию, а на какую-то там прослойку на МК. Современная переферия простая - дальше некуда. Вот хоть Ethernet-контроллер W5500, там уже сокеты есть, только клади данные в буфер / читай принятые.

- - - Добавлено - - -

Тут какое дело. Если накопитель достаточно объёмный и платформа у нас достаточно быстрая, то автоматом встают требования к быстродействию связки, т.к. собственно весь смысл такого развития только в этом.

Ну не знаю, допустим, сейчас для "флэш-диска" предельная скорость чтения SPI 1.6 мб/с (если Орион достаточно быстр, ну, допустим). По сравнению с теми 44кб/с, которые сейчас достигаются для ROM-диска, очень не плохо!
По современным меркам, конечно, очень мало, но что с этим потоком Орион будет делать, даже на 40 МГц? Хороший звук, например, всего 200 кб/с. Если тупо прочитанное в видеопамять класть, можно получить 66 кадров в сек. Опять же - код программ можно в память подгружать кусками и иметь дико сложные программы.
Писать на SD-карту тоже можно 1.6 мб/с, если не злоупотреблять произвольным доступом.
Есть ли смысл ещё увеличивать скорость накопителя для Ориона?

Меня лично больше напрягает отсутствие многозадачности, т.е. например, что игра звука параллельно с другой работой не возможна, но эту проблему просто не решить...