Копия по мотивам "музыкальной ячейки Агат" для IBM PC

[Tronix]

Вообщем, давно зрела мысль перенести музыкальную ячейку Агат на шину ISA8 для PC, так как звук этого девайса очень нравится.

UPD: Первая версия собрана, протестирована, и работает:



Страница проекта: https://github.com/Tronix286/MuzCell




Первоначальное сообщение:
Вот тут демо:



Единственное, что все время останавливало, так это полное отсутствие софта на PC для этой звуковой карты. Но немного погуглив, прикинув что к чему, в принципе появилась небольшая уверенность, что я смогу для этой муз карты сделать поддержку в плеере DOSMID, в драйверах AIL2 (как это уже было сделано для Creative Music System), так же можно попробовать перенести один из плееров AY-музыки с вектора или Агат, что бы играть тюны AY, так же можно поиграться с ШИМ, что бы просто воспроизводить WAVE файлы.

Начал рисовать схему, и решил, что будут следующие отличия от оригинальной муз ячейки:
- не буду делать внешний 8-битный порт. Один фиг к нему никто на ПЦ ничего цеплять не будет;
- не будет IRQ от таймера одной из ВИ53 и управления IRQ. На ПЦ и так таймер есть, даже не один - если нужны прецизионные задержки никто не мешает повесить свой обработчик прерывания прямо на таймер в DOS;
- за счет этого высвобождается один канал ВИ53, который заюзаю как еще один тональный канал. У оригинала было 5 тональных каналов, здесь будет 6 тональных канала;
- будет возможность чтения регистров обоих ВИ53. В оригинале такой возможности не было. Нафига - пока не понятно, но оно не сложно, возможно для авто-детекта карты.

В связи с этим немного меняется расположение портов, хотя и остается близкое к оригиналу - за счет появления шестого тонального канала сдвинулись порты управления ударными каналами. Перемычка выбора портов на адреса 300,310,320,330,380,390,3A0,3B0, чтоб никому не помешать если что. Распределение портов такое:
3n0..3n3 - регистры первой ви53 (тональные каналы 1-3).
3n4..3n7 - регистры второй ви53 (тональные каналы 4-6).
Порты 3n0-3n7 доступны как на запись, так и на чтение;
3n8..3nD - управление блоками коммутации тональных каналов.
3nE..3nF - управление ударными каналами.
Порты 3n8-3nF доступны только на запись.

[Advertiser]

[Tronix]

Нарисовал декодер адресов, немного потупил над системой клоков: плате нужно две основные частоты - 1МГц на счетчики ВИ53 и 64КГц на генератор шума. В оригинале у Агата есть 2МГц на системном разъеме, поэтому они берут две штуки ИЕ5 и на них все делают как надо. В ПЦ 2МГц нету, зато есть 14МГц, которые хорошо бы сразу поколоть на 14, что бы получить 1 МГц, но я не придумал как изящно это сделать не нагородив кучу счетчиков и AND'ов вместе с XOR'ами. Поэтому не долго думая поставил 555ИЕ2 с одним лог элементом И, которая 14МГц делит на 7, давая 2МГц точно такой же скважности как и в Агате. В Агате, кстати, они 2МГц на системном разъеме получают из тех же 14,3МГц с помощью 155ИР3 и NOT, но такую лютую дичь я не решился повторять. В общем, наверное не оптимально, но работать должно я думаю:



Так же небольшая затупка случилась в подключении GATE0,1,2 у обоих ВИ53. Где-то я краем уха слышал, что после подачи питания ВИ53 начинает считать и из-за этого динамики в каких-то компах пищат после включения. В оригинальной плате GATE'ы управлялись через тригер на порту nF, у меня же в связи с появлением шестого дополнительного канала этот порт занят, и вообще все порты от 0 до F заняты. С другой стороны, если начальное состояние триггеров 555ТМ7 будет 0, то аналоговые коммутаторы должны быть выключены, и звук не должен идти на выход. Поэтому даже не знаю, просто GATE тупо что-ли на +5В повесить и не городить огород?

[Tronix]

Значит решил все-таки GATE'ы у ВИ53 завести через триггер, линия сброса которого связана с сигналом RESET, примерно так же как и в оригинале, что должно нам дать после включения запрет счета, и соответственно, тишину на выходах OUT обоих ВИ53:



Единственное, так все порты уже заняты, пришлось разрешающий бит управления GATE'ами впихнуть в порт управление ударным каналом 8.
Генератор ударных, канал 8:

• D0 - частота 1.
• D1 - частота 2.
• D3 - длительность.
• D4 - пуск.
• D7 - = 1 - запрет работы всех таймеров/счётчиков.

Думаю не особо помешает, просто при инициализации нужно будет дернуть бит D7 у ударного канала 8, что бы включить GATE. Дальше можно будет работать по классической схеме Агат'овской ячейки. Ну и раз поставили сюда триггер 555ТМ2, то и клоки немного переделались - убралась одна ИЕ5, вместо нее поставилась вторая половинка триггера ТМ2:



В принципе, с цифровой частью схемы вроде по большому счету всё, теперь просто нудное перерисовывание аналоговой части.

[Tronix]

Вроде бы закончил расстановку компонентов.. Наверное приблизительный вид такой и кардинально меняться уже не будет:



Доска получается, конечно, солидная по размеру - 118x275,25 . Но ужимал как мог, и так монтаж очень плотный, компоненты будут впритык друг к другу стоять.

[Tronix]

После недели мучений, верчения компонентов, кое-как, но ячейка вроде развелась наконец. Аналог - ручками, а вот цифру руками не осилил, хотя честно пробовал неоднократно. Уже все шло к тому, что бы делать 4 слоя, но все-таки вывел на двух полу-руками, полу-автороутером. В любом случае, версия первая, пробная, и скорее всего найдутся косяки в схеме, поэтому хотя бы так для начала:



Теперь не могу загрузить герберы на jlcpcb - у них бага какая-то на сайте - загрузка файла происходит, индикатор загрузки бежит, а потом - всё, файл не появляется в проектах. Может новый год, может быть завтра аклемаются и починят. Ради интереса грузанул в резонит - 1 штука примерно пять с копейками тысяч.

[AlexBel]

Я только что на jlcpcb загрузил и оформил заказ - всё прошло нормально. Видимо, починили. Кстати, у меня при работе с jlcpcb нередко бывают сильные тормоза, скорее всего, из-за провайдера. Включаю работу через прокси - всё начинает работать нормально.

[Tronix]

Видимо, починили.

Да, сегодня удалось заказать 5 штук. Видимо глюк какой-то был...

[Tronix]

Пока платы едут из китая, написал тест на турбопаскакале для данной железки:



Интерфейс в наглую срисовал с оригинального Агатовского теста авторства "Ravodin" aka "tmptmp15" aka "Voldemar0", прямо с видео из ютуба. Потому что очень лаконично, простенько и со вкусом, мне нравится. Саму прогу накидал на Turbo Pascal. Так что теперь будет удобно "потыкать в нее палочкой" после сборки ))

[Tronix]

Переместил проект сюда: https://github.com/Tronix286/MuzCell

Доехали наконец платы. Доска получилась конечно внушительных размеров:


Начал потихоньку собирать:


Собрал основную цифровую часть, проверил схему генераторов частот на 555ИЕ2, 555ИЕ5 и 555ТМ2 - всё отлично работает, выдает необходимые 1,021 МГц на тактирование ВИ53 с шириной импульсов близкой к 50%, и 63.8 КГц для генератора шума. А самое главное, работает управление обоими ВИ53, значит я даже не накосячил в схеме декодера адреса.



Регистры ВИ53 доступны как на запись, так и на чтение. Выходы ВИ53 управляются из тестовой утилиты, частота полностью соответствует расчетной из программы управления. Что же, далее буду собирать один тональный канал с его микшером и делать выходную часть.

[Tronix]

Фух, допаял ячейку. Выводных деталей здесь конечно различных номиналов, я вам доложу.... Я столько не помню когда последний раз паял. Но что поделаешь, аналог-с... Вот, с пылу с жару, не отмывал еще:







Я переживал, что монтаж будет очень плотным, но опасения не оправдались - все компоненты очень хорошо разнесены друг от друга, ничто не жмется впритык к соседке. Для всех микросхем тоже можно установить панельки, и они не будут ничему мешать (но я не стал ввиду отсутствия панелек).





Сегодня протестировал генератор шума, ударные каналы - работают. То есть фактически, получается что все работает. Удивительно, но плата без косяков развелась, и схема тоже.

Небольшая errata (список замеченных ошибок) по итогам сборки платы v1_0_0:
- На схеме, и как следствие, шелке не правильно обозначена полярность C43, C47, C58;
- На схеме неверная маркировка U12 - U19. Указано 74LS373, должно быть - 74LS374;
- На схеме неверная маркировка U22. Указано 176ИЕ10, должно быть - 176ИР10.

Ну теперь самое трудное - софт....