Возрождение БК0010/0011М в новом проекте "БК+"

[Woland]

Функциональное описание проекта

1. Первый этап
Выполнить перепроектирование печатной платы БК0011М с проведением полного реинжениринга, включающего:
• замену ОЗУ одним 16-ти разрядным SDR SDRAM-корпусом MT48LC16M16A2P-75 (32Мб) - в который войдет 4Мб ОЗУ, адресуемого по стандарту PDP-11/70, а также память под видеобуферы;
• замену всех ПЗУ на ФЛЕШ-память;
• реализацию логики процессора 1801ВМ1, видеоконтроллера 1801ВП1-037, контроллера клавиатуры 1801ВП1-014 и остальных узлов оригинальной схемы - на базе современной ПЛИС (EP3C16Q240), обеспечивающей максимальное быстродействие при стоимости, не превышающей $30; в реализацию процессора добавляются возможности процессора 1836ВМ3, расширяемые до стандарта PDP-11/70; при этом для обеспечения обратной совместимости с ВМ1 вводится возможность переключения ПЛИС-процессора в специальный режим.
• обеспечение работы нового процессора в двух режимах: режим полного быстродействия и режим эмуляции быстродействия оригинальной БК0011М. По умолчанию работает последний, переключение между режимами осуществляется как программно, так и аппаратно - замыканием контактов.
• интеграцию в ПЛИС логики контроллера SMK64-512 с разводкой 34-pin под дисковод, разъема под CompactFlash, параллельно c разъемом IDE-40 pin); все режимы работы контроллера должны быть реализованы в полной мере;
• интеграцию на основную плату музыкального сопроцессора AY8930 (согласно оригинальной схемы подключения AY-3-8910); в случае физического отсутствия микросхемы, её функции должны эмулироваться внутри ПЛИС;
• установку таймера реального времени и разъема батареи питания для него;
• реализацию видеовыхода не только в виде RGB, но и в виде DVI + цветной композит (тюльпан);

Для новой платформы требуется обязательное сохранение полной обратной совместимости, как программной, так и аппаратной - по всем разъемам и выводам с оригинальной БК0011М. В том числе сохранение возможности загрузки с магнитофона.

Разводка платы выполняется под два формата:
- первый полностью идентичен оригинальный БК0011М по размерам и геометрическому расположению разъемов (также на плате сохраняются оригинальный бипер, разъемы под "мягкую" клавиатуру + под "жесткую");
- второй разводится в формате Mini-IXT. Для формата Mini-IXT разъемы МПИ и УП заменяются на 4 штуки EC-64 (по 2 слота на каждый), разъем под "мягкую" клавиатуру упраздняется, под "жесткую" выводится на двухрядный штыревой разъем Pin Header (например 2,0*2,0мм h=4,3мм); пятиштырьковый разъем питания упраздняется, контакты разъемов ТВ, ЦТВ, МГ сводятся во второй двухрядный штыревой Pin Header, куда также заводятся контакты для бипера. Сам оригинальный бипер на плате формата Mini-IXT не устанавливается, но под него резервируются контакты для подключения.

2. Второй этап
Выполнить расширение архитектуры новыми возможностями:
• интеграция портов USB, Ethernet 10 Мбит (на базе микропроцессора PIC32MX675F512L-80I/PT), LPT, com (совместимого со стандартной реализацией на 1801ВП1-065, корректно определяемый в ОС БК);
• интеграция современного звукового ЦАП с аппаратной поддержкой mp3. Выход звука AY и нового звукового чипа желательно свести в один;
• расширение графические режимы 512*256, 640*480, 800*600 с опциональной цветностью 8/16/24 бит; расширенные графические возможности следует стандартизовать под графический API Amiga;
• подключение клавиатуры PS/2, состояние которой следует отображать в новый регистр и дублировать в старый согласно заданного соответствия клавиш. Соответствие клавиш за основу можно взять отсюда: http://www.asvcorp.ru/darch/tools/em...010/index.html
• подключение мыши PS/2 с дублированием её состояния на порт УП аналогично подключенной к БК мыши "Марсианка", а также в новый регистр.
На плате БК старого формата новые разъемы располагаются следующим образом: LPT, com, Ethernet располагаются над разъемом УП; DVI, композит (тюльпан), PS/2 (2 шт), сдвоенный USB - над разъемом МПИ.

3. Третий этап
Увеличение эффективности построенной архитектуры:
• оптимизация FPGA-эмуляции процессора 1801ВМ1 с целью минимизации числа тактов, затрачиваемых на одну инструкцию;
• интеграция контроллера прерываний для реализации аппаратной поддержки многозадачности;
• интеграция видеоконтроллера, ускоряющего работу с видеопамятью, снимающего нагрузку с ЦП.

Требования к проекту
• выбор по возможности микросхем в планарных корпусах для поверхностного монтажа (BGA использовать не желательно);
• максимально возможная элегантность и простота нового схемотехнического решения, доступность элементной базы;
• ценовая доступность компонентов нового БК по цене. Предполагается упор на продажу в виде недорогих комплектов для самостоятельной сборки (конструкторов);
• подробная техническая документация;
• полная открытость проекта.

Допускаются отклонения от ТЗ на усмотрение исполнителя в сторону более оптимальных решений, без ущерба концепции и требованиям.
Первичный выбор элементной базы - на усмотрение исполнителя.


Цели проекта
• Удовлетворение интересов коллекционеров и фанатов БК.
• Поддержка популярности системы команд PDP, в более современном формате.
• Реализация современного нативного бытового компьютера в виде конструктора, что позволит привлекать к нему интерес начинающих схемотехников, стимулировать интерес начинающих программистов к реальному "железу", не скрытому высокоуровневыми абстракциями.

НОВОСТИ ПО ПРОЕКТУ:
28.03.2012
Итак, уже готова базовая начинка ПЛИС (ВМ1 + 037 + 014), настолько, что в отладочной плате удалось запустить сапера, недавно написанного для БК пользователем vinxru:


07.04.2012
Вынесенный в составе проекта в отдельный модуль контроллер SMK512 (ПЛИС-реализация) уже в стадии разводки, в течение 1-2 недель будет отдан в производство печатной платы.

[Advertiser]