Из газеты Move #04, Минск, 18.04.1997
ЖЕЛЕЗО
------------------------------------------
(c) Ars MDM 249-97-53
Довольно часто пользователи Speccy спо-
рят о том, чей компьютер является "более
фирменным", что такое "двухполевая машина"
и т.п. Если Вас интересуют эта тема, то
советую ознакомиться с информацией "Инфор-
кома" по данным вопросам.
Ars.
Микропроцессор Z80 может обслуживать
адресное пространство в 64K. В стандартном
компьютере оно распределено следующим об-
разом:
#FFFF +---------+
····· | ОЗУ |
#8000 | 32K |
#7FFF +---------+
····· | ОЗУ |
#4000 | 16K |
#3FFF +---------+
····· | ПЗУ |
#0000 | 16K |
+---------+
В низших адресах от #0000 до #3FFF распо-
лагается ПЗУ 16K, содержащее операционную
систему Спектрума. Память в адресах с
#4000 до #7FFF выполнена на 8 микросхемах
динамической памяти DRAM типа 4116 с орга-
низацией 16Kx1. Отечественным аналогом яв-
ляется микросхема 565PY3 или 565PY6 (то же
но с одним источником питания). Дополни-
тельная память 32K в адресах с #8000 по
#FFFF представлена 8 микросхемами DRAM
64Kx1, у которых (у всех одинаково) отбра-
кована одна из половин - левая, правая,
верхняя или нижняя. Нашим аналогом являют-
ся "половинки" микросхем 565PY5 с марки-
ровкой 565PY5Д1 или 565PY5Д2.
В фирменном Спектруме, как известно,
контроллер дисплея выполнен на одной БИС -
программируемой логической матрице ULA или
Uncomitted Logic Array. Хитрость микросхем
типа ULA состояла в том, что фирма-изгото-
витель выпускала их в незавершенном виде,
т.е. как полуфабрикат, а затем в некотором
"секретном" цехе она немного дорабатыва-
лась ("зашивалась") под требования заказ-
чика - Sinclair Research Ltd. Сэр Клайв
Синклер был вынужден прибегнуть к такому
методу защиты своего компьютера наученный
горьким опытом со своей предыдущей машиной
ZX-81, которая была мгновенно пиратски
растиражирована по всей Европе. Надо ска-
зать, что эта защита свою роль выполнила
блестяще. Прошел не один год, пока научи-
лись эмулировать эту микросхему с помощью
"мелкой логики". В самодельных компьютерах
функции ULA выполняет "рассыпуха" из 20-40
микросхем, причем многие варианты Спектру-
ма различаются именно построением контрол-
лера дисплея и количеством микросхем, зат-
раченным на него.
Оперативная память дисплея Спектрума
расположена в адресах: #4000-#57FF - па-
мять точек экрана, #5800-#5AFF - память
атрибутов. Через каждые 20 ms контроллер
дисплея аппаратным образом считывает ин-
формацию из этой области для регенерации
изображения на экране дисплея, причем для
каждой строки обращение к этой области
происходит 64 раза: 32 раза считываются по
8 точек строки (состоящей из 256 точек),
чередуясь с 32-кратным считыванием атрибу-
тов знакомест, в состав которых входит
данная строка. Понятно, что во время этих
считываний микропроцессор не может обра-
щаться к микросхемам памяти, в которых на-
ходится память дисплея. В фирменной машине
этот конфликт решен так: если в момент ап-
паратной регенерации изображения на экране
дисплея процессор, выполняя программу, об-
ратится к этим микросхемам, то на него ап-
паратно перестают подаваться тактовые им-
пульсы. Это, конечно, замедляет выполнение
прграммы, но не очень сильно, т.к. во-пер-
вых, не замедляется работа с "верхними"
32K памяти, которые физически выполнены на
других микросхемах, во-вторых, процессор
"свободно" работает с "нижними" 16K, обра-
щаясь к ПЗУ Спектрума и, в-третьих, он
имеет возможность работать с экранной об-
ластью памяти, т.к. регенерация изображе-
ния происходит неравномерно, что показано
на диаграмме:
Обратный Border 1 2
ход по | c ++ ++ ++ ++
------------------~------++-++---++-++ ···
кадрам | a b a b
Border Обратный
c ++ ++ | ход по
···---++-++--------~----------------------
a b | строкам
Работа процессора приостанавливается толь-
ко при одновременном обращении в моменты
a) и b), когда a) - происходит считывание
в буфер байта точек экрана, b) - считыва-
ется байт атрибутов знакомест. Все осталь-
ное время - во время обратного хода по
кадрам, по строкам, во время вывода бордю-
ра в верхней, левой, нижей и правой частях
экрана, а также внутри основной рамки
изображения, в моменты времени c) процес-
сор работает без ограничений.
Из самодельных Спектрумов наиболее пол-
но копируют идеологию фирменного компьюте-
ра те, что используют раздельную память. В
вариантах с общим полем памяти используют-
ся микросхемы 64Kx1, нижние 16K которых
как бы "затеняются" ПЗУ. Использование об-
щего поля памяти сокращает общее количест-
во микросхем на 12-15 корпусов, уменьшает
потребление компьютера, его размеры, т.е.
обладает несомненными достоинствами. Слож-
ность же здесь состоит в том, что для сох-
ранения прежней скорости работы программ
приходится повышать частоту обращения к
памяти, что повышает требования к быстро-
действию микросхем памяти, их согласованию
с другими микросхемами и т.п. Процессор в
таких вариантах приостанавливается или ос-
тановкой тактов или с помощью сигнала WA-
IT.
Следует также отметить, что фирменный
'Sinclair 128+' тоже выполнен по схеме вы-
полнен по схеме с общим полем памяти, и в
первые годы после его появления на рынке
пользователи часто отмечали некоторую не-
совместимость программ, написанных ранее
для 'Spectrum 16K' и 'Spectrum 48K', но в
программах, написанных позже, программисты
видимо учли архитектуру 128-го, и поэтому
с несовместимостью программ практически
сталкиваться не приходится.
[свернуть]
Ответить с цитированием