ЮТ-88: Реализация на ПЛИС (DE1)

[Santechnik]

В процессе создания Радио-86РК на ПЛИС я столкнулся с большим количеством вопросов из-за недостатка опыта. Кроме того, с июля по октябрь я не имел возможности этим заниматься из-за отсутствия свободного времени. Так что 3 недели назад, когда у меня наконец появилось свободное время, я решил отложить проект Радио-86РК и потренироваться на чем-то более простом. Отработать там некоторые решения и поэкспериментировать. В качестве кошки был выбран ЮТ-88, который очень хорошо документирован, позволяет собирать его поблочно и таким образом легче решать проблемы и видеть результат. Так как DE1 не имеет клавиатуры и достаточное количество индикаторов, то я быстренько спаял плату расширения и повесил ее на GPIO_1. Т.к. оставались свободные пины на плате расширения для возможного использования и экспериментов также были сделаны магнитофонный вход/выход, видео выход и пищалка. Из всего этого испытан был только магнитофонный выход. Остальное не проверялось и возможно не работает
На данный момент компьютер прекрасно работает в минимальной конфигурации. Туда добавлен ПЗУ с арифметическими функциями. Кроме того, я прилепил еще одно ПЗУ со всеми 3 программами, чтобы не загружать их каждый раз (адреса 1000 - 13FF). Магнитофонный ввод/вывод сделан через аудио-разъемы на DE1 путем выдирания соответствующего блока из Вектора уважаемого svofski. Скорее всего выдрано и что-то лишнее, но работает отлично, поэтому разбираться детальнее буду позже.
Дисплейный модуль работает, но есть шероховатости. Вывод сделан правильным VGA 800x600 60hz путем удвоения точек по вертикали и горизонтали. Из шероховатостей: очень небольшое количество снега из-за распределения приоритетов чтения экранного ОЗУ и неровный край белого у курсора и инвертированных символов. Пока глубоко с этими проблемами не разбирался, т.к. они не мешают.
Клавиатура PS2 работает, но кривовато. Есть глюки, и пока не реализован РУС/ЛАТ, а также УС и СС. Я использовал PS2 core из сети. Возможно оно не очень удачное - попробую прикрутить от Вектора и посмотреть на разницу.
В планах довести до ума клавиатуру (ну и дисплей), добавить индикацию 7-ми сегментных индикаторов с платы расширения в верхней части дисплея (на свободном поле) и использовать цифровую клавиатуру PS2 вместо кейпада на GPIO_1, чтобы желающим попробовать комп не надо было паять плату расширения. Ну и само собой добавить 64К ОЗУ и 256К квазидиск на SRAM.
Пока так. Парочку фоток прилагаю.

UPDATE: Проект полностью закончен. Ознакомиться можно на сайте проекта: http://ut88.hut1.ru.
UPDATE #2: Так как выбранный бесплатный хостер вставляет рекламу так, что многие ссылки перестают работать, то теперь вся информация по этому проекту перемещена в мной созданный блог http://electronicsfun.net.

[Advertiser]

[sergey2b]

выложите пожалуйста проект

[Santechnik]

Сергей, пока еще он слишком сырой для этого: достаточно большое количество лишнего кода, который я использовал для экспериментов, недостаток комментариев, некоторые места написаны "в лоб" и их хотелось бы "причесать" перед публикацией, пока еще плоховато работающая клава, только 5Кб памяти, необходимость пайки платы расширения для запуска. Да и svofski все же надо сначала спросить если он не против использования этих блоков от его Вектора в этом проекте.
Я собираюсь опубликовать проект, но чуть позже. Может быть даже сразу как только до конца разберусь с клавиатурой.
И еще - со мной можно на "ты"

[Ewgeny7]

Santechnik, клёвая платка расширения получилась!

[Santechnik]

Ewgeny7, спасибо Самому понравилась. Минимум усилий и имеем дополнительные 6 индикаторов, 16 кнопок и пищалку (может быть, если она работает ) Вполне пригодится и для других экспериментов

[Santechnik]

Как я могу быть против, если у меня русским по-английскому написано, что использовать можно и нужно везде, где только получится =)

А я пока не разбирался и не читал - просто воткнул и работает Но здорово, что можно использовать, спасибо

Проще всего не "выкладывать проект", а сразу хостить его там, откуда его заинтересованные люди смогут брать текущее состояние. Это на личное усмотрение автора, конечно.

Без проблем. Расскажи как и сделаю. Или ссылку дай где почитать, как делать. Мне все равно как публиковать.

P.S. Santechnik — отличный проект, так держать! =)

Спасибо!

Итак докладываю, что было сделано за неделю:
1) Улучшил вывод на дисплей. Теперь курсор ровный и без мерцания. Так же убрал совсем снег при статической картинке. Мелкая казалось бы проблема, а пришлось переделать весь комп с начала. Все было из-за того, что все синхронизировалось по 16 Мгц, а дисплей по 20 Мгц. Так что перевел все на 20 сейчас. Заодно причесал код и добавил комментов. Зато урок - не мешать клоки Правда теперь почему-то возникла проблема с магнитофонным выходом - пока пришлось отключить, т.к. с ним вообще комп не пашет. Буду разбираться.
2) Добавил вывод индикаторов на дисплей. Можно отключать выключателем на плате (SW[0]).
3) Убрал глюки клавиатуры. Работает нормально. Русская раскладка, правда, сделана по подобию оригинала, т.е. Я=Q, Г=G и т.д. Мне удобно, потому что у меня клава PS/2 без русских букв, так что получается как транслатиница Но вообще в планах сделать второй режим - классический. Сейчас собираюсь сделать режим кейпада и тогда можно будет запускать проект на любой DE1 без пайки платы расширения.

Теперь вопросы знатокам:

1) При записи в ОЗУ дисплея (например при скроллинге) появляется снег. Это из-за того, что приоритет обращения к ОЗУ отдается процессору и дисплейный модуль не может прочитать. Если я правильно разобрался со схемой точно такое же поведение должно быть и у оригинала. Так?

2) Курсор отображается на 1 позицию правее того места, куда ожидается ввод символа. В эмуляторе emu он выводится точно на месте вводимого символа. Как выводит реальный комп?

А пока вот еще одна фотка:

[b2m]

Правда теперь почему-то возникла проблема с магнитофонным выходом - пока пришлось отключить, т.к. с ним вообще комп не пашет.

Проблема, скорее всего, не в магнитофонном выходе. Просто с ним fitter по другому раскладывает LE, и какие-то сигналы при новом раскладе "устаканиваются" не в той последовательности, которая тебя устраивает. При правильном дизайне не должно быть зависимости от времени распространения сигнала от выходов ко входам. Попробуй порисовать тайминги с учётом того, что сигналы могут меняться с разной скоростью в течение такта. И не забывай, что SRAM, например, асинхронный.

1) При записи в ОЗУ дисплея (например при скроллинге) появляется снег. Это из-за того, что приоритет обращения к ОЗУ отдается процессору и дисплейный модуль не может прочитать. Если я правильно разобрался со схемой точно такое же поведение должно быть и у оригинала. Так?

Видимо так. По крайней мере, в схеме нет узла торможения процессора при коллизии с видеовыводом.

2) Курсор отображается на 1 позицию правее того места, куда ожидается ввод символа. В эмуляторе emu он выводится точно на месте вводимого символа. Как выводит реальный комп?

Скорее всего также, как и у меня в эмуляторе. Сигнал инверсии идёт сразу с выхода ОЗУ, а точки шрифта задерживаются на один символ, т.к. нужно время на выборку из ПЗУ знакогенератора.

[Santechnik]

Проблема, скорее всего, не в магнитофонном выходе. Просто с ним fitter по другому раскладывает LE, и какие-то сигналы при новом раскладе "устаканиваются" не в той последовательности, которая тебя устраивает.

Что-то такое я уже начал подозревать, потому что в отключенном блоке всего несколько строк и они абсолютно прозрачны. А как его заставить раскладывать по другому?

[svofski]

Вряд ли можно с уверенностью заставить раскладывать рыхлый проект каким-то определенным образом.

Если есть еще какие-то части дизайна, которые рассчитывают на то, что два сигнала приходят в определенной последовательности, надо от таких мест избавиться и все всегда будет собираться одинаково исправно. Бывает, напишешь чего-нибудь эдакое, оно как будто работает. А потом оказывается, что работало все на гонках и при пересборке все распределилось иначе и не работает уже ничего.

Еще может быть, что не все выходные сигналы в case-ах полностью определены -- это тоже, бывает, приводит к проблемам, которые поначалу хочется списать на судьбу и космические лучи.

[b2m]

Бывает, напишешь чего-нибудь эдакое, оно как будто работает. А потом оказывается, что работало все на гонках и при пересборке все распределилось иначе и не работает уже ничего.

Это точно. Меняешь в одном месте, а не работает в другом.

тоже, бывает, приводит к проблемам, которые поначалу хочется списать на судьбу и космические лучи.

И ведь понимаешь, что сам виноват, но сделать с этим чувством ничего не можешь