Магия 33-х Ом (?)

[Vslav]

Есть неплохая книжка: Джонсон Г., Грэхем М. "Конструирование высокоскоростных цифровых устройств: начальный курс черной магии"

Во-во, тоже очень эту книжку рекомендую. После прочтения и осознания - никакой "магии 33 Ома", все становится понятно и объяснимо.

[OrionExt]

Да книжки, которые пришли позже, это все отлично. Мне бы тогда эту базу в 90г. Грамотных профильных книжек катастрофически не хватало. Так и платки тогда разводились, на интуиции и опыте. А теперь эта тема ушла далеко в перед, а я только пытаюсь понять первоисточник проблемы на основании логики.

[barsik]

В РК86 стоят резисторы 33 Ом. Неужели из-за них не греются микросхемы ОЗУ?

Резисторы на разогрев не влияют. Их необходимо ставить, когда выходы слабые, а ёмкость нагрузки, из-за большого числа в параллель включённых корпусов, большая. Положительные и отрицательные иголки напряжения возникают от того, что слабый выход может перезагрузить (паразитную) емкость нагрузки только за конечное время. Если выходы мощные или серия ИМС скоростная, то 33 Ома не надо. Если входы КМОП (у которых нагрузка меньше) и входов включённых в параллель меньше, то резисторы и не нужны. Оттого их в схемы на статических ОЗУ и не ставят.

ОЗУ в ОРИОНЕ греется больше оттого, что там, во-первых к нему идёт обращение КАЖДЫЙ машинный такт 2.5 МГЦ. Во-вторых из-за того, что там /CAS - меандр (РУ5-тые жрут 150 МА только при CAS=0). В РК86 обращения к ОЗУ идут гораздо реже (даже когда идёт цикл ПДП, обращение к ОЗУ происходит лишь в одном такте из 4-х), а процессор обращается в среднем в одном маш.такте из 4...6. Т.е во столько же раз, даже теоретически, должен быть меньше нагрев. У меня в РК86 при такте 3 МГЦ (кварц 27 МГЦ) ОЗУ не разогревалось (были чуть тёплые).

В ОРИОНЕ легко снизить разогрев, если запретить ненужные обращения видеочасти к ОЗУ (когда идёт бордюр и когда идёт дублирующее чтение от видеочасти). Мне удавалось таким способом иметь при такте РУ7-мых в 5 МГЦ разогрев ОЗУ до температуры не большей, чем у РУ5-тых на такте 2.5 МГЦ. Или для сокращения нагрева можно укоротить /CAS. При запрете ненужных обращений при такте RAS-CAS в 5 МГЦ время активности ОЗУ за период частоты 2.5 МГЦ составляет всего 25%, в то время как в базовой схеме это 50%. Т.е даже чисто теоретически, если запретить ненужные обращения видеочасти, ОЗУ на 5 МГЦ должно греться меньше, чем на 2.5 МГЦ.

Предлагаю желающим попробовать следующую схему укорочения /CAS в базовом ОРИОНЕ?

Задача в том, чтобы разделить время того /CAS, что в базовой схеме надвое и запретить первую половину. Если ОЗУ скоростное, то сигналы на выходе ОЗУ успеют появиться к моменту считывания в CPU и защёлкивания в видеорегистр ИР82 (в момент окончания /CAS). Это можно сделать на одной TTL-микросхеме 555ЛЛ1. На один вход вентиля ЛЛ1 подаётся старый /CAS, а на другой вход тот-же /CAS, но пропущенный через два последовательных вентиля ЛЛ1. Это уже укоротит /CAS на входе ОЗУ на время задержки в двух вентилях, т.е примерно на 40 НСЕК, что составляет 20% от длительности исходного /CAS в 200 НСЕК и на те же 20% сократится нагрев.

Можно добавить ёмкость на землю, что удлинит задержку и укоротит /CAS до 100 НСЕК. Обычные РУ5 работают в схеме ТУРБО-200% именно с /CAS такой длительности. Не вижу причин почему они не смогут работать при /CAS такой же длительности при вдвое более редком к ним обращении.

[OrionExt]

Эх, барсик) не изучали вы тему p-n-p-n (каламбур) переходов.

Условия закрытия p-n перехода?)

- - - Добавлено - - -

Еще базу дорисуем, как воздействие. А дальше даже не знаю. Можно рассмотреть другие варианты=)

- - - Добавлено - - -

Другой взгляд на тему отчего микрухи греются. Не обижайтесь , барсик

[barsik]

Не понял смысла последнего коммента.

Я изучал всё, что было положено по ВУЗ-овской специальности 0701 "Радиотехника", специализация "Цифровые системы передачи информации", в том числе и устройство P-N переходов. Но лучше всего о работе "дырок и электронов" написано во французской книге 60-тых годов: Aisberg E. Le transistor?.. Mais c’est tres simple!, 1962 (Е.Айсберг "Транзистор, это очень просто". Перевод с французского Ю.Л.Смирнова. М.: Энергия, 1972).

И я не понимаю как P-N переход связан с вопросом топик стартера.

Не обижайтесь, barsik

Не на что. Я не обижен, а озадачен, т.к не понял в чём был неправ.

[aviator]

barsik, укорачивать /CAS равно делать что-то другое в базовом "Орионе" сейчас бессмысленно. Есть смысл переделывать под новую память и исправлять врождённые недостатки схемы. С другой стороны, это будет не "Орион" уже...

[Advertiser]

[OrionExt]

Не понял смысла последнего коммента.

Вот первый раз отвечу вам. Читай мануал как построить транзистор. Я бы еще HardWareMan вспомнил, да ну ладно.

[barsik]

Есть смысл переделывать ОРИОН под новую память...

Да, такой смысл есть. Но не ради экономии электроэнергии, а потому что статика облегчает турбирование.

При замене динамических ОЗУ на статику (например w24512) придётся изменять узел мультиплексора, т.к мультиплексор тогда должен переключать адреса только по сигналу "computer-video" (это стробированый RAS-ом сигнал SYNC). Для себя я без проблем выкусил бы 555 КП12 и заменил бы их на 1533 КП11. Но мало кто захочет так делать, т.к как показывает опыт, уже в живых осталось мало людей, кто достаточно мАстерски владеет паяльником и кусачками, а иными словами нынешние пользователи ОРИОНА не любят переделки на основной плате.

Поэтому можно придумать платку, устанавливаемую по типу расширителя ОЗУ до 256К, что продавали начиная с 1992 года различные КООП и МП, торгующие для ОРИОНА. Тогда можно даже не выкусывая КП12 и буфера ОЗУ подключить эту платку, предварительно подав на /OE буферов ОЗУ единицу. На платке - свои два буфера 1533 АП6, как минимум, две банки ОЗУ и четыре 1533 КП11. После того как это будет отлажено, с целью экономии электроэнергии можно будет выкусить КП12 и буфера. В принципе, буфера можно использовать и имеющиеся на плате (тогда платка подпаивается немного иначе).

Есть ещё один вариант платки для статических ОЗУ. Тогда мультиплексоры КП12 на основной плате оставляем, а на доп.платке ставим регистр защёлку ИР23/ИР27. В нём сигналом RAS защелкиваются адреса стробируемые по /RAS. Такой вариант лучше по числу деталей и менее травмирует основную плату.

Установив статическое ОЗУ, можно получить из базового ОРИОНА полные 5 МГЦ такта без WAIT. Или даже полные 10 МГЦ такта без WAIT, отчего получится самый быстрый бытовой компьютер в стране. Но по трудоёмкости всё-же выгоднее получить 200% ТУРБО традиционным путём. И только, если надо делать 400% ТУРБО, то без замены на статику не обойтись.

Ранее схему ТУРБО-200% было трудно и хлопотно использовать, т.к из-за перегрева ОЗУ возникали проблемы, - схема требовала очень точной юстировки и даже периодической подстройки при смене окружающей температуры (подгонка фронтов емкостями). Но когда я в 1997 догадался как сократить нагрев, то проблема была решена. При Z80H у меня ОЗУ работало на 5 МГЦ, а такт Z80H был 10...12 МГЦ (что давало реальное быстродействие 7.5...8 МГЦ и надёжную работу без сбоев).

К сожалению, сейчас Z80H уже не выпускаются, поэтому ориентироваться надо на Z80B. Тогда имеем ОЗУ на такте 5 МГЦ, а Z80B на такте 7.5 МГЦ. Единственная сложность в получении тактов. Надо иметь 10 МГЦ - пиксель такт и 7.5 МГЦ такт CPU. Для чего необходимо использовать высокочастотный кварц 30 МГЦ и делить эту частоту на 3 и на 4.

Есть смысл... исправлять врождённые недостатки схемы

А о каких "врождённых недостатках схемы" речь?

Не знаю о недостатках схемы. Возможно Вы имеете ввиду недостатки конструкции. Например, использование печко-образных микросхем. К недостаткам я отношу также наличие излишнего ППА и отсутствие аппаратной гуделки (ВИ53 или AY-8912). Ясно, что при выпуске римейков (любых старых компьютеров), всегда полезно поставить как минимум два слота для плат расширений.

Читай мануал как построить транзистор

Это вообще не ответ на вопрос.

Зачем строить транзистор? Я спросил о смысле Вашего комментария. А Вы мне советуете изучать как построить транзистор. И уж, если так необходимо что-то читать, чтобы понять, что я по-вашему в чём-то неправ в посте #47, то дайте, пожалуйста, ссылку на данную книгу и укажите точное место в ней, из которого станет ясно, что я не прав.

Пока, ваш ответ равнозначен утверждению "Вы неправы и всё тут", не объясняя в чём и почему. Не могли бы Вы своими словами изложить в чём конкретно заключается ошибка, а затем дать ссылку в которой это подтверждается.

[aviator]

При замене динамических ОЗУ на статику (например w24512)

Да сейчас и скоростной динамики - просто заешься. И дешево, "по цене спичек". И даже со встроенной регенерацией есть.

как показывает опыт, уже в живых осталось мало людей, кто достаточно мАстерски владеет паяльником и кусачками

Я то владею. Другое дело, что для таких экспериментов набор макеток и плоских шлейфов намного удобнее.

А о каких "врождённых недостатках схемы" речь?

А вы о них не раз говорили - необходимость подгонять времянки. И чем выше тактовая частота, тем более чувствительна будет оригинальная схема. И это именно следствие дизайна. Я понимаю, что ИЕ5, например, в то время были более доступные и дешевые, чем ИЕ7, ИЕ11. Но строить синхронную схему на асинхронных элементах, равно как наоборот, - это добровольно рыть себе яму с времянками. Следующие недостатки - отсутствие прерываний, неполная дешифрация, отображение портов на память. Всё это, опять же, делалось для максимального удешевления. И я в это упёрся. Когда понадобилось работать с внешними устройствами, то пришлось прикручивать ВН59. Опять же, отсутствие последовательных портов - прикручивал какую-то ISA8 noname-плату с COM-портами, найденную на свалке. Про диспетчер памяти ничего плохого не могу сказать. Это было удобнее спектрумов того времени, материалы по которым у меня были. Но сейчас, естественно, можно и его улучшить.

К сожалению, сейчас Z80H уже не выпускаются, поэтому ориентироваться надо на Z80B.

Сейчас есть FPGA. Поэтому можно сделать такой Z80, как нам нужен. Даже придумать какие-нибудь особые расширенные инструкции.

- - - Добавлено - - -

Что интересное... По своему опыту работы могу сказать, что желание сэкономить пару-тройку корпусов было просто неискоренимо у "старших товарищей". Даже когда делался макет и это фактически не было нужно, а было нужно иметь некоторый избыточный функционал.

[TomaTLAB]

По своему опыту работы могу сказать, что желание сэкономить пару-тройку корпусов было просто неискоренимо у "старших товарищей".

Ага, причем независимо от уже имеющегося опыта "впихнуть невпихуемое", навешанных вторым-третьим этажом корпусов и километров намотанного туда-суда по всей макетке МГТФа
Сейчас, впрочем, та-же ситуация с МК и ПЛИС у любителей, да и не только. Делается, в принципе, "опытная разработка", где должно быть начхать на лишние 2...3 бакса, да хоть 10. Так нет, надо взять чип "помельче" и см. про невпихуемое.