Pentagon-1024/4096 от Northwood

[Northwood]

Добавлена коммутация тактовой частоты Z80 и 3 формирователя сигнала WAIT:
1) WAIT для обращения процессора к ОЗУ только в режиме "Турбо-14 МГц";
2) WAIT для сильно тормозных портов, используется в режимах "Турбо-7 МГц" и "Турбо-14 МГц";
3) WAIT для некоторых легко тормозных музыкальных сопроцессоров, используется только в режиме "Турбо-14 МГц", длительность WAIT-а меньше чем в пункте 2.

Использование WAIT:

1) В режиме "Нормал 3.5 МГц" - WAIT не используется никогда;
2) В режиме "Турбо 7 МГц" - WAIT используется для списка устройств (список ниже), а так же для самых тормозных AY "GI";
3) В режиме "Турбо 14 МГц" - WAIT используется для обращения процессором к памяти, а так же для списка устройств (список ниже) и для не сильно тормозных AY MicroChip или TurboSound-FM.

В схеме появляются 2 джампера, которыми можно выбирать степень WAIT-а при обращении к AY:

1) При установке YM 2149F джамперы можно вообще не устанавливать - они не нуждаются в торможении портов, т.к. отлично тянут Турбо-14 МГц;
2) При установке AY 3-8910/12 фирмы "MicroChip" или TurboSound-FM, нужно установить джампер XJ4 - при обращении к нему WAIT будет только в "Турбо-14 МГц" на меньшее время;
3) При установке AY 3-8910/12 фирмы "GI" следует установить джампер XJ3 - при обращении к нему WAIT будет в обоих турбо режимах - 7 МГц и 14 МГц на большее время.

Список устройств, для которых WAIT используется в обоих турбо-режимах:

1) Джойстик;
2) Клавиатура;
3) PS/2 мышь;
4) CMOS-часы;
5) TR-DOS.



Остаётся ещё схема видеорежимов, подключение CMOS-часов, мультипорт расширенной памяти, остальных портов, управление теневым ОЗУ, управление ПЗУ, порты BIOS, контроллер FDD, шина ZX-Net (4 слота), слот ISA для модема.

Ошибку в схеме формирования WAIT исправил - не хватало одного соединения.

[Northwood]

Готовы все 8 дополнительных видеорежимов:

0) Стандартный;
1) Аппаратный мультиколор;
2) 512х192 монохромный с возможностью выбора цвета текста;
3) 512х192 цветной;
4) 512х192 мультиколорный;
5) 16 Colors;
6) 384x308 полноэкранный;
7) Флешколор;
8) Аппаратный автоматический гигаскрин.

По сравнению с предыдущей схемой, где из дополнительных видеорежимов был реализован только флешколор, в нескольких местах схемы некоторые сигналы были отрезаны и заведены другие сигналы.

Так же готово подключение CMOS-часов и реализация порта #EFF7.
Реализована возможность проецирования 0-й страницы ОЗУ в 0-е адреса #0000-#3FFF через бит D3 порта #EFF7. От такого же проецирования 0-й страницы ОЗУ, но через порт #1FFD, я решил пока отказаться, т.к. никогда не пользуюсь, а там видно будет.
Поддержка D3 #EFF7 требуется, к примеру, в демке "Nedodemo" от Alone Coder-а.

Кстати, минимальные требования 1-й Nedodemo:

1) Видеорежим 16Colors;
2) 1Мб ОЗУ по стандарту "Pentagon", т.е. с использованием бита блокировки D5 #7FFD в качестве расширения ОЗУ;
3) Наличие статической КЕШ-памяти минимум 16Кб, доступной через чтение порта #FB/#7B;
4) Возможность проецирования 0-й страницы ОЗУ в 0-е адреса через бит D3 порта #EFF7;
5) Наличие звуковой карты TurboSound-FM.

Требуется уточнение схемы подключения микросхемы CMOS-часов HM6818A. По инету их летает куча. Я в своё время экспериментировал с этой микросхемой, но нормальных результатов не добился - микросхема жрала ток 1мА, даже при НЕактивном сигнале выбора микросхемы ~CS, и постоянно изменялась скорость хода часов (на встроенном генераторе), они могли ускориться в 1.5 раза, в 2 раза и даже больше.

Проблема с чрезвычаной прожорливостью микросхемы заставила меня отказаться от неё в пользу микросхемы Dallas DS12887, которая показала превосходные результаты - часы идут с достаточной точностью, потребляет единицы мкА, и при этом ещё содержит в 2 раза больший объём ОЗУ - 128 байт, из которых для произвольного использования доступно 114 байт.

Тем не менее, хочу сделать нормальную поддержку обоих видов микросхем CMOS-часов, поэтому нужна ваша помощь.

Приведённую здесь схему включения HM6818A, а именно вариант подключения 20 и 22й ножек я ещё на практике не пробовал. Тактировать однозначно буду только от внешнего генератора на экономичной микросхеме MC14069, которую нельзя менять ни на какую другую.
Ещё возникает вопрос, какой именно тип батарейки будет всем удобней использовать. Для Dallas DS12887, после выковыривания встроенной батарейки, с головой хватает 3в, но для HM6818A, учитывая падение напряжения на диоде шоттки, лучше поставить 3.6в.

Входной сигнал "RTCWR_ON" позволяет запретить запись во встроенную память микросхемы CMOS. Если сигнал = 0, микросхема доступна и на чтение, и на запись. Если сигнал = 1, содержимое памяти CMOS можно только прочитать (в саму микросхему запись при этом возможна только через порт выбора регистра, а сами регистры при этом Read Only).

Надеюсь, что ничего в схеме не забыл.



P.s. Из схемы аппаратного гигаскрина можно смело удалить один из триггеров DD80.1 ТМ2, а вместо его выхода подать сигнал с выхода Q0 счётчика DD51.1 К561ИЕ10, освободившийся элемент ТМ2 можно будет использовать в другом узле. Сделаю это изменение в следующей схеме.

[Northwood]

Добавил опрос в теме:

"Нужно ли чтение портов расширения памяти ? И каких ?"

Заканчиваю схему мультипортов расширения памяти, напомню, что поддерживаются порты #7FFD, #DFFD и #1FFD и их комбинации, а так же поддерживается режим "Spectrum 3+". Раньше я её приводил отдельно, теперь с незначительной оптимизацией она почти готова в полной версии схемы. Но вопрос о необходимости чтения из этих портов продолжает меня беспокоить.

[Northwood]

В схему добавлен менеджер портов расширения памяти до 4Мб, а так же коммутатор страниц ПЗУ ёмкостью 128 Кбайт.

Реализованы стандартный режим и "Spectrum 3+".

В стандартном режиме реализованы порты расширения ОЗУ - #7FFD, #DFFD и #1FFD, можно выбирать любые комбинации из этих 3-х портов или полностью их отключить. Получаемый доступный объём ОЗУ, в зависимости от выбранной через порт BIOS конфигурации, от 128 Кб до 4 Мб. Бит блокировки верхней памяти #7FFD-D5 по-умолчанию выполняет функции расширения памяти по стандарту "Пентагон-1024", но при активации из BIOS входного сигнала "7FD5_BLK" данный бит выполняет функции блокировки памяти с переводом Спектрума в режим "48 Кбайт".

В данном режиме доступны нижние 4 страницы ПЗУ со стандартным их расположением:

0 - Gluk Reset Service;
1 - TR-DOS;
2 - Menu-128;
3 - Basic-48.

0-я страница ПЗУ доступна двумя способами:

а) Пентагоновским способом - после сброса активируется 0-я страница ПЗУ, и если в коде был переход выполнения программы в область ОЗУ, то 0-я страница ПЗУ отключается и становятся доступны остальные 3 страницы.

Единственным отличием от стандарта является возможность в любой момент снова достучаться к 0-й страницы ПЗУ путём сброса в 0 бита D1 порта BIOS #FF37. Однако, чтобы после этого вернуть доступ к остальным страницам ПЗУ, простой установки в 1 #FF37-D1 не достаточно - нужно ещё выполнить переход на выполнение кода в область ПЗУ, после чего вернуться обратно в ОЗУ. Сделал эту заморочку для того, чтобы из BIOS-а можно было бы стартовать в Gluk Reset Service через резидента в ОЗУ.

б) Через бит D3 порта #1FFD - при установке его в 1 становится доступна 0-я страница ПЗУ, после сброса D3 в 0 становятся доступны остальные 3 страницы.

В режиме "Spectrum 3+" реализован специальный порт #1FFD 3+, поддерживаются оба режима "3+" - "стандартный 3+" и "специальный 3+", доступно 128 Кб ОЗУ, хотя в реальности верхнюю память я не блокировал и её так же можно конфигурировать через порт BIOS. В данном режиме доступны верхние 4 страницы ПЗУ со стандартным их расположением для данного режима:

4 - Редактор Basic-128;
5 - Обработчик ошибок Basic-128;
6 - Basic-48;
7 - +3DOS.


Коммутатор страниц ПЗУ поддерживает режим программирования основного ПЗУ 128 кБайт. Для этого входной сигнал "RFLASHING" должен стать = 1. Управление страницами ПЗУ в режиме программирования упрощается:

На А14 ПЗУ подаётся сигнал с порта #7FFD-D4 напрямую, минуя коммутатор TR-DOS;
На А15 ПЗУ подаётся сигнал с порта #1FFD-D3 тоже напрямую, минуя коммутатор TR-DOS;
На А16 ПЗУ во всех режимах сигнал соответствует выбранному стандарту - в "стандартном" = 0, в "Spectrum 3+" = 1, и выбирается через порт BIOS. Таким образом, в режиме программирования свободно доступны все 8 страниц ПЗУ.

Коммутация сигнала ~WE ПЗУ экспериментальная. Я никогда не делал программаторы ПЗУ на Спектруме, здесь знаний у меня нет, поэтому я пока сделал просто - при чтении байта из ПЗУ активируется сигнал ~OE, при этом сигнал ~WE блокируется, при записи байта в ПЗУ активируется сигнал ~WE, при этом сигнал ~OE блокируется. Если надо, переделаю.

Коммутация сигналов ~CS основного ПЗУ и ПЗУ BIOS будет в схеме портов BIOS, управления теневым ОЗУ и переключения микросхем ПЗУ.

Ну и нарисовал в схеме музыкальный сопроцессор AY-3-8910 с резисторным микшером выходов A,B и C. Позже подсмотрю схему в TurboSound-FM чтобы сделать что-то аналогичное.



P.s. Т.к. пока что никто не отозвался и не проголосовал по поводу нужности чтения из портов расширения памяти, данная возможность пока что не вошла в данную схему.

P.p.s. Данная схема содержит проверенную годами схему автоматической блокировки верхней памяти при выполнении команд короткой адресации к портам OUT (xx), A, IN A, (xx). Напомню, что как только в коде встречается код одной из этих двух команд, вся верхняя память отключается, остаются только 128 Кб, а порт #7FFD при этом переводится на мягкую дешифрацию, при которой работают все программы, в которой используются данные команды. Как только в коде встречается код любой другой команды, вся верхняя память разблокируется, и порт #7FFD снова переводится на жёсткую дешифрацию.

P.p.p.s. команды OUT (5x),A не поддерживаются, т.е. если вы захотите щёлкнуть 6-й бит порта #7FFD через OUT (5x),A, то переключение не произойдёт, т.к. отзовутся только 128 Кб ОЗУ.

[SoftFelix]

Требуется уточнение схемы подключения микросхемы CMOS-часов HM6818A.

Я наигрался с этой микросхемой в SMUC'е. Нормальной работы так и не добился. Гадит на шину. Была идея поставить транзистор в цепь 13-ой ноги, но тут пришла DS12887 от CHRV, которая сразу и без проблем заработала, а HM6818 выкинута в долгий ящик. DALLAS'ов на Али полнО по вполне вменяемым ценам...

[Northwood]

Нормальной работы так и не добился. Гадит на шину. Была идея поставить транзистор в цепь 13-ой ноги,

Со стабильностью шины данных при подключении HM6818A у меня проблем как раз не возникло, но я сразу подключил к её 13-й ноге транзисторный ключ как на схеме, чтобы управлять доступом микросхемы через порт #EFF7-D7. А ещё про сигнал M1 при обращении к портам забывать не надо, особенно если идёт речь о CMOS и AY.

но тут пришла DS12887 от CHRV, которая сразу и без проблем заработала, а HM6818 выкинута в долгий ящик.

А сколько у тебя потребляла HM6818 от батарейки, ты не измерял случайно ?

[SoftFelix]

А сколько у тебя потребляла HM6818 от батарейки, ты не измерял случайно ?

Сейчас замерил на этом же макете. RM102 показал 10...20 мкА. Т.е. это 1 или 2 в самом младшем разряде на пределе мА. Ещё измерил на DT832 на пределе 2000 мкА. Показал, в среднем, 20...30 мкА. Щупы в разрыв плюсового вывода батарейки (+3.1В).

[Northwood]

Сейчас замерил на этом же макете. RM102 показал 10...20 мкА. Т.е. это 1 или 2 в самом младшем разряде на пределе мА. Ещё измерил на DT832 на пределе 2000 мкА. Показал, в среднем, 20...30 мкА. Щупы в разрыв плюсового вывода батарейки (+3.1В).

Может у меня попалась неисправная HM6818A ? Надо будет другую купить.

[Northwood]

Двигаемся дальше:

1) Добавлено чтение из трёх портов расширения памяти -#7FFD (все 8 бит), #DFFD (D0, D1, D2) и #1FFD (D3, D4, D7). Неиспользуемые в данной схеме биты портов будут читаться как 0.

2) Оптимизировал узел, формирующий сигналы ~MWE и ~MOE, отвечающие за запись в ОЗУ и чтение из буфера ОЗУ, с целью уменьшения количества каскадов логики и, соответственно, уменьшения задержки сигналов.

3) Сделал 4 порта BIOS:
#FC37 - конфигурация расширения памяти, выбор режима "обычный" и "Spectrum 3+";
#FD37 - управление теневым ОЗУ - включение эмуляции 4-х страниц ПЗУ, выбор, в каком режиме эмулировать ПЗУ - в "обычном" или в "Spectrum 3+", включение режима загрузки данных в теневое ОЗУ через адреса #C000-#FFFF;
#FE37 - управление расширенной графикой (цвет текста для монохромного режима 512х192, вкл цвета в 512х192, флешколор, гигаскрин, а так же выбор положения сигнала INT - "Пентагон" или "Фирменный";
#FF37 - переключение ПЗУ - "BIOS/Spectrum", выбор страницы ПЗУ BIOS, сброс триггера 0-й страницы ПЗУ "Gluk Reset Service", блокировка записи в регистры CMOS, блокировка портов BIOS.

4) Сделал порт кеш-памяти #FB/#7B и всю необходимую коммутацию теневого ОЗУ и всего что с ним связано. Включение кеш-памяти по кнопке "Magic" сделаю после того как сделаю формирователь сигнала прерывания NMI.

Блокировка портов BIOS, это будет опция в BIOS-Setup, при включении которой при старте компьютера будут блокироваться порты #FC37, #FD37 и #FF37. Порт расширенной графики #FE37 блокироваться не будет, чтобы можно было в любой программе включить нужный видеорежим, отличающийся от выставленного в BIOS-Setup. Т.е. управлять видеорежимами можно двумя портами - #EFF7 и #FE37.

Загрузка прошивок в теневое ОЗУ:
Включаем бит D4 порта #FD37 (активируем сигнал HLD), при этом теневое ОЗУ появится в адресном пространстве #C000-#FFFF с доступом на чтение и запись. Выбор страницы теневого ОЗУ в этом режиме осуществляется через порт #7FFD, страницы с 0 по 3. Если включить страницы 4 по 7, то в #C000-#FFFF будет обычное ОЗУ. Это даёт возможность загрузки данных прямо из STS-монитора, выключаем D4 порта #FD37.

При желании можно вручную включить эмуляцию нужных страниц ПЗУ, включив соответствующие биты D0...D3 порта #FD37, если эмуляция должна быть для режима "Specrtum 3+", тогда ещё бит D7 #FD37. после чего эмуляция будет работать до следующего сброса. Если нужна постоянная эмуляция, то заходим в BIOS-Setup и включаем её там.

Осталось только сделать:

Контроллер дисковода - схема на 90% будет скопирована из схемы Пентагона-1024 1.4, но с исправлением турбирования ВГ93 в соответствии со статьями в журнале "Спектрофон" № 10, 12 и 14, а так же без досадных ошибок, допущенных в Пентагоне-1024 1.4 в виде отсутствия сброса триггера TR-DOS, отсутствия сброса порта TR-DOS.

Порты клавиатуры, кемпстон джойстика, PS/2 мыши (вариант с буфером шины данных), принтера, бордюра, магнитофона.

Формирователи сигналов ~Reset и "~NMI".

Шина ZX-BUS (4 слота).

Шина ISA для модема по схеме Михаила Кондратьева с использованием прерывания NMI.

Ну и в конце будет большая оптимизация, после которой количество корпусов микросхем станет меньше.



P.s. Раньше я зарезервировал один бит порта расширенных видеорежимов #FE37 для включения режима "Brifht+Flash", который я не реализовывал в схеме, и не знал, куда приткнуть переключение положения INT "Пентагон/Фирменный". Ещё раз почитал про "Bright+Flash", и понял, что ничего особенного в нём нет, чтобы его делать - просто разделение яркости для INK и PAPER и всё. Поэтому я решил вместо него повесить на этот бит порта #FE37 переключение положения INT.

И попутно у меня вопрос ко всем:

Есть порт #FB/#7B на чтение для включения / выключения кеш-памяти, и есть режим "Spectrum 3+". Сейчас, в данной версии схемы, я заблокировал этот порт при включении режима "Spectrum 3+". Вопрос: так и оставить или сделать этот порт доступным из режима "Spectrum 3+" ? Разумеется, речь идёт о "Стандартном Spectrum 3+" режиме. Для режима "Специальный Spectrum 3+", когда основное ОЗУ доступно из 0-х адресов, порт включения кеш-памяти в любом случае оставлю заблокированным.

[Djoni]

Двигаемся дальше:



И попутно у меня вопрос ко всем:

Есть порт #FB/#7B на чтение для включения / выключения кеш-памяти, и есть режим "Spectrum 3+". Сейчас, в данной версии схемы, я заблокировал этот порт при включении режима "Spectrum 3+". Вопрос: так и оставить или сделать этот порт доступным из режима "Spectrum 3+" ? Разумеется, речь идёт о "Стандартном Spectrum 3+" режиме. Для режима "Специальный Spectrum 3+", когда основное ОЗУ доступно из 0-х адресов, порт включения кеш-памяти в любом случае оставлю заблокированным.

Я думаю лучше сделать доступным из режима "Spectrum 3+,возможно пригодится в системе +3DOS для освобождения 7-й страницы.