Fast PC-Loader

[zx-kit]

Fast PC-Loader

Предлагаю вместе разработать устройство для БЫСТРОЙ загрузки данных с PC. Ожидаемое время загрузки 48К порядка нескольких секунд. Время зависит от скорости чтения данных из порта FE. Принцип я придумал. Теперь надо его реализовать. Времени и знаний на все у меня не хватит. Поэтому, кто знает/может вносите свой вклад в общую разработку.

Назначение

Для быстрой загрузки данных с PC во время отладки программ. Например, пишу я программу для новой видеокарты "Meteor Graphics". Эмулятора на PC для нее нет. Я могу через "Fast PC-Loader" загрузить очередную версию программы и посмотреть, как она работает на компьютере с видеокартой. Также можно отлаживать и программы для других устройств.

Принцип работы
После нажатия кнопки на устройстве "Fast PC-Loader" микроконтроллер передает сигнал, аналогичный файлу загрузки с магнитофона на стандартной скорости. Формат передачи сигналов по определенным временным интервалам для бита 0 и 1.
При этом в Спектрум по команде LOAD "" ENTER загружается программа на BASIC-е с блоком данных.
После этого микроконтроллер переходит к другому, более быстрому режиму работы. По сигналу чтения из порта FE микроконтроллер передает очередной бит данных на цифровой вход TAPE-IN порта FE. То есть Z80 начинает принимать данные на максимальной скорости с аппаратной синхронизацией битов. Принял один бит данных - микроконтроллер тут же подготовил следующий.
Микроконтроллер AVR принимает данные с PC через UART. При необходимости приостанавливает прием, а потом продолжает.
Z80 может при загрузке делать паузы, в это время микроконтроллер ждет. Ограничение - во время загрузки не надо читать из порта FE.

HardWare
Плата KEYB&SINC с микроконтроллером ATMEGA48.
Плата USB-UART с микросxемой FT232 (для соединения PC и микроконтроллера через UART).

Подключение к Спектруму
В схему Спектрума добавляется тумблер на вход порта FE для выбора источника сигнала: с аналогового формирователя TAPE-IN или с устройства «FAST PC-Loader».
На стенку корпуса Спектрума устанавливается разъем типа DB-9F, на который заводятся проводами сигналы: сигнал чтения из порта FE, сигнал данных с Loader-a на тумблер, +5V, GND.

Что нужно найти/придумать/сделать
+ Выбрать железо для прототипа
+ Принцип работы устройства
+ Вычислить максимальную скорость загрузки данных из микроконтроллера в Z80 (4.26 секунды на 48 килобайт данных)
+ Выбрать скорость передачи данных через UART (115200)
Написать текст программы загрузчика на BASICe
+ Написать подпрограмму загрузки 256 байтов (нужно замедлить раза в 4)
Преобразовать программу на BASIC-е в текстовой файл с байтами для помещения в микроконтроллер
Найти описание формата файла ZX Spectrum и временные диаграмы для передачи загрузчика из МК
Найти формат файлов .SNA
Программу на ассемблере Z80 для загрузки .SNA
Программу на PC для отправки файла .SNA через последовательный порт
Алгоритм работы программы для микроконтроллера
Кодирование программы для микроконтроллера
Пайка прототипа и тестирование
+Разработка плат для конструктора
+Приобретение деталей для конструкторов
Распространение конструкторов

Ссылки по теме:
Определение скорости загрузки: 1 и 2
Пример кода для загрузки данных по 4 бита
Определение UART Baud Rate

[Advertiser]

[zx-kit]

Так уже работает эмулятор дисковода на STM32F103

Я имею ввиду БЫСТРУЮ загрузку программы после компиляции с PC для запуска на Спектруме. Например, получил после компиляции образ .SNA, в этом же BAT-файле, который управляет компиляцией добавил запуск программы для передачи через USB-UART. Подключение в цифровом виде к любому Спектруму через магнитофонный вход. Ожидаемое время загрузки 48К порядка нескольких секунд.

[Titus]

Я имею ввиду БЫСТРУЮ загрузку программы после компиляции с PC для запуска на Спектруме. Например, получил после компиляции образ .SNA, в этом же BAT-файле, который управляет компиляцией добавил запуск программы для передачи через USB-UART.

Мало смысла в том, чтобы вести разработку именно на железном спеке. В основном все делается в эмулях, а уже финальный релиз проверяется на железе, если надо.

[zx-kit]

Представляю сколько каждый раз после изменений кода ждать нужно будет...

Низкая скорость работы через магнитофон - это преувеличение. В играх с турбо загрузкой скорость порядка 30 секунд. И это я еще попросил сделать самую медленную скорость, на которую способна программа. Для надежности считывания с MP3-плееров через аналоговую схему. При этом данные читаются через определенные промежутки времени и аналоговый интерфейс.

Я предлагаю убрать при загрузке фактор времени. Теперь данные не надо определять по длительности сигнала. И передавться в Спектрум они будут в цифровом виде, минуя аналоговые схемы. Как только очередной бит считан - тут же можно читать следующий. Теперь посчитайте скорость.

---------- Post added at 11:38 ---------- Previous post was at 11:36 ----------

Мало смысла в том, чтобы вести разработку именно на железном спеке. В основном все делается в эмулях, а уже финальный релиз проверяется на железе, если надо.

Это понятно, но если появилась видеокарта или любое другое устройство, которое пока нельзя проверить в эмуляторе ? Как для этого загружать очередную версию игры ? Через эмулятор дисковода - переставлять SD-карты ? Это достаточно утомительно. Лучше соединить два компьютера кабелем и после компиляции на PC автоматически отправлять новую версию на реал.

[char]

может Kempston использовать?
4 бита за раз, щелкая оставшийся 1 бит как признак нового полубайта...

[zx-kit]

может Kempston использовать?
4 бита за раз, щелкая оставшийся 1 бит как признак нового полубайта...

Можно, но дальнейшая оптимизация по скорости не особо нужна, если требует усложнений. Ведь Кempston нужен для игры. Хотя для отладки можно и отключить.

Но, на мой взгляд ускорение до 5 секунд - это уже хорошо.

[char]

так пусть кемпстон висит как был, - передача с pc - просто типа "параллельные" основным кнопки джойстика нажимаются... )))

[zx-kit]

Можно вывести 8 бит с порта клавиатуры или кемпстона через диоды. Тогда загружать можно будет байтами. Но для этого нужно хорошо знать схему компьютера и дружить с паяльником.

[char]

ну, одно дело - внешний "разветвитель" джойстика воткнуть, а другое - внутрь компа лезть

[zx-kit]

ну, одно дело - внешний "разветвитель" джойстика воткнуть, а другое - внутрь компа лезть

Можно вход TAPE IN оставить без изменений аналоговый, а вывести наружу через диоды 4 бита данных с кемпстона и 1 сигнал чтения из порта кемпстона. Так даже лучше - опрос клавиатуры не будет мешать загрузке. Можно будет использовать Press Any Key для продолжения. И скорость загрузки увеличится в 4 раза.

Можно разъем для подключения кемпстона DB-9M установить на корпусе устройства "Fast PC-Loader". А к Спектруму подключать через разъем, на котором будут все нужные сигналы.

Может кто-нибудь вычислить скорость загрузки по 4 бита за раз ?