Эмулятор дисковода на Atmega с возможностью записи

[rs_alexey]

Долго изучал готовые решения в просторах интернета, но ничего подходящего для себя не нашёл. Разработанный мной ZX Spectrum включает в себя контроллер Nemo Ide и BDI, а поскольку у меня всё равно нет дискет для ZX, а основной источник контента - это образы, записанные на HDD, то эмулятор дисковода на картах SD не представляет для меня особого интереса. Ключевым фактором для выбора эмулятора для меня является возможность записи. В итоге пришлось обложиться документацией, измерительными приборами и делать всё самому.

Безусловно львиная доля информации, а также ряд технических решений были получены из ветки https://zx-pk.ru/threads/26328-plani...a-atmega8.html (огромнейший респект EvgenRU).
На данный момент моё решение уже готово и я хотел бы поделиться некоторыми результатами, а также узнать у общественности о востребованности такого решения.

Описывать проект достаточно долго, поэтому буду публиковать информацию постепенно блоками, параллельно планирую участвовать в обсуждении.

Общая концепция:
В качестве платформы для конечного продукта был выбран чип Atmega88 в корпусе DIP-28, при этом сама разработка велась на Arduino Nano.
Хранителем информации выбран чип памяти SRAM SPI. Это чипы на 64MB (8 мегабайт) в корпусах SOP-8 с доступом в режиме SPI.
Это микросхемы LY68L6400SLIT, ESP-PSRAM64H и т.д. Для удобства использования приобрелись переходники SOP-8 - DIP-8.
Выбор SRAM против Flash обусловлен возможностью обращения к любому адресу памяти и запись без задержек.
Из недостатков можно ответить необходимость применения внешнего источника питания для сохранения информации (батарейка, АКБ и т.д.) и питание 3.3v, что требует согласования уровней.

Работающая модель на Arduino Nano выглядит следующим образом:

[Advertiser]

[Rio444]

rs_alexey, интересно.
А как образы записываются?
На сколько времени хватает батарейки?
Почему карты SD не представляют интереса? Интерфейс тоже достаточно простой, последовательный. Зато для сохранения данных не нужна батарейка.

[rs_alexey]

rs_alexey, интересно.
А как образы записываются?
На сколько времени хватает батарейки?
Почему карты SD не представляют интереса? Интерфейс тоже достаточно простой, последовательный. Зато для сохранения данных не нужна батарейка.

На микросхему памяти вмещается 8 дискет. Переключение происходит по кнопке.
Для отображения текущего образа контроллер Atmega периодически передает номер выбранного образа и номер текущего трека по протоколу SPI.
Эти данные считывает другой контроллер (Attiny2313) и выводит эти данные на семисегментный индикатор.
Работаем как с обычными неформатированными дискетами. Т.е. форматируем их, а потом записываем на них что-либо. Я это делаю путём распаковки образа с HDD на FDD через WildCopier.

Батарейка используется CR2032. Собрал я это дело около месяца назад. Пока ни разу не подвела.
По даташиту ток потребления у памяти 200 микроампер. Этого должно хватить на года.

При работе к SD запись и чтение необходимо производить блоками по 4 килобайта (и больше), а размер сектора на дискете 256 байт.
Также при записи на SD контроллеру необходимо выделять время на завершение записи. Учитывая маленькое количество памяти в контроллере Atmega, то буферизацию сделать тоже не получается.
Таким образом мы упираемся в проблему синхронизации между поступающими данными и данными для записи. При записи контроллер Atmega работает на полную катушку, простоя практически нет.
Вся внутренняя программа написана на асемблере с жёсткой оптимизацией. В дебагере высчитывался каждый процессорный цикл.

[Serg6845]

Батарейка используется CR2032. Собрал я это дело около месяца назад. Пока ни разу не подвела.
По даташиту ток потребления у памяти 200 микроампер. Этого должно хватить на года.

а посчитать?
гуглим по CR2032 capacity - говорят 210мАч. делим на 200мкА и на 24ч - получаем чуть меньше 44 суток...

[Rio444]

При работе к SD запись и чтение необходимо производить блоками по 4 килобайта (и больше), а размер сектора на дискете 256 байт.

Везде пишут, что можно писать на SD по 512 байт.

Учитывая маленькое количество памяти в контроллере Atmega, то буферизацию сделать тоже не получается.

Если ограничиваться только атмегой, то да, будут сложности.

- - - Добавлено - - -

гуглим по CR2032 capacity - говорят 210мАч. делим на 200мкА и на 24ч - получаем чуть меньше 44 суток...

У меня тоже что-то близкое вышло.
Но можно например 2 батарейки АА.
У алкалиновых ёмкость раз в 5-10 больше.

[Serg6845]

У меня тоже что-то близкое вышло.
Но можно например 2 батарейки АА.
У алкалиновых ёмкость раз в 5-10 больше.

а можно рядом поставить ту же SD карту с тем же SPI интерфейсом и в свободное время переписывать новые данные из SRAM на нее. аппаратно - одна нога атмеги. софт да, придется перепахивать.

[HardWareMan]

Serg6845, write trough/write back кеш?

[ALS]

Батарейка используется CR2032

Я бы поставил литиевый аккумулятор со схемой зарядки.

[rs_alexey]

Я бы поставил литиевый аккумулятор со схемой зарядки.

Я следующим этапом и планировал так сделать. Что-то типа такого: https://www.chipdip.ru/product/tp405...ith-protection
У меня на плате уже была батарейка для подпитки памяти, чтобы сохранять содержимое рамдиска. Грех было к ней не подпаяться. Ну через месяцок я скажу что с зарядом батарейки.

[Serg6845]

Serg6845, write trough/write back кеш?

типа того...

- - - Добавлено - - -

Я бы поставил литиевый аккумулятор со схемой зарядки.

не нравится мне сама идея с ОЗУ с батарейкой. получается дисковод с неизвлекаемой дискетой (даже если их там 8). перенести что-то на другой комп - только дисковод в сборе перетыкать...