Эволюция ZX в XXI веке

[AlexeyAS]

Прошу сильно меня ногами не пинать Хотел бы высказать мысли, навеянные последними событиями в мире ZX. Предвосхищая вопрос скажу что ни по духу, ни по сути не являюсь Спектрумистом, однако с я работал ZX довольно долго. Видимо еще и потому что сам лично я ZX не собирал, а импринтиг вызвал 86РК, канифолью и припоем впитавшись в душу гораздо раньше. К команде Zillog-а и ее первенцу Z80 я испытываю глубочайшее почтение. Мне конечно пришлось пописать под ZX достаточно (особенно динамических заставок на заре кооперативов кабельного ТВ), но это было когда то очень давно и в памяти почти не отложилось. Удивительная штука память я помню на ощупь HEX-коды 8080, первых свои игр написанных в мониторе РК, а вот ZX вспоминаю только в связи с первыми шагами в ANSI Си. PC в день перепадало от силы часа на 2, а на ZX компилятор С (конечно сильно порезанный) был.
Но не в этом дело, это все лирика. Я здесь потому что хотел написать следующее:
Читаю zx.pk.ru уже давно, но зарегистрироваться цели не появлялось. Возникла она случайно и хоть в первый раз регистрацию я провалил, мое сообщение достигло адресата (Константина Свиридова). Видимо я бы не стал регистрироваться повторно но Stanislav радушно пригласил меня поучаствовать. Человеку написавшему такое эссе как «мысли вслух» отказать трудно. Да и сказались обсуждение просмотра Micro Man, сайта zx.pk.ru и особенности современного обезличенного восприятия техно-культуры c моим близким знакомым (в прошлом вожделевшим Спектрум, самостоятельно его собравшим в отличии от меня). За «кухонными» обсуждениями мы сошлись во мнении, что хотя мы не понимаем и не принимаем многого в движении Спектрумистов, несомненно у комьюнити ZX (от части отраженном на zx.pk.ru) есть главное - свое лицо, свое понимание цели. В большей части эти цели исторические, но от этого они еще более значимы для общества, чем цели к примеру корпоративного монстра HP похоронившего в своих недрах всю историю вычислительной техники в лицах и достижениях века двадцатого. То что под напором технологий не пострадали исторические корни и не рассыпалось комьюнити примечательно и удивительно одновременно. В восприятии информатики как дисциплины, IMHO, возможности платформы играют второстепенную роль. Я бы даже сказал что вероятность достижения результата для начинающего тем выше, чем больше трудностей он встретит со стороны платформы. Они заставят задействовать «пытливый» ум и решать задачу алгоритмически, сиречь качественно, а не количественно. Чтение на форуме порой унылых замечаний про то что платформа стагнирует вызывает желание помочь, как то поддержать движение. Но поскольку я не спектрумист я могу много не понимать в вашей "кухне" и именно по этому прошу мои оценки и замечания близко к сердцу не принимать. Не нашел подходящей открытой темы и создал новую. Пойму и приму наказание если модератор сочтет нужным.

Вопрос №1: было бы удобней и полезней увидеть на платформе спектрума - JavaVM? Байт код JAVA абстракция не привязанная к железу и спектрум мог бы получить значительную часть ПО написанную для JVM. Было бы это плохо?

Вопрос N2: Широко наметившаяся тенденция многих уйти в распараллеливание в противовес наращиванию частотности и архитектурного совершенства, фактически отражает ситуацию ZX - «низы не хотят, верхи не могут». Возможно ли на платформе спектрума создать транспьютерную сеть? В такой сети фактически нет выделенного видеоадаптера или другого специализированного устройства, таким образом нет и ограничений на возможности по разрешением и поддержки различных аппаратных интерфейсов. И принцип исповедуемый многими стандарт + любое расширение осуществим масштабированием сети, за счет параллельной работы транспьютерных ячеек минимальным составом ядро Z80, локальная память и порты ВВ обеспечивающие либо выход во вне на GPIO, либо стыковку с соседней транспьютерной ячейкой. Все специфические особенности ZX обеспечивает ПО самой ячейки. Идея эта очень не нова и в прошлом веке реализована ребятами из НГУ (находившимися под впечатлением от Вирта и его машины Lilith). Получившаяся система известна под именем «Кронос». Говорить при таких принципах функционирования о каких бы то ни было фиксированных значениях видеорежимов бессмыслено, впрочем как и о каких то специальных сопроцессорах и контроллерах устройств. Подобная система как глина ограничивает ее только состав матрицы за счет общей производительности. Может быть применение в такой системе Z80 как вычислительного ядра не экономично, выступать ядром может и микроконтроллер с архитектурой Z80. К сожалению не уверен что Zillog производит полностью совместимые фон неймановские микроконтроллеры (как например поступила TI с архитектурой LSJ-11). В свое время я отказался от Z80 в пользу RISC ядер и сейчас не в теме. Но если даже и нет таких МК то на базе не очень дорогих FPGA или еще лучше CPLD с LUT ячейкой можно было бы спроектировать и большее кол-во ядер на корпус и более частотные варианты ядра Z80.

Вопрос N3: Касаясь применения ПЛИС в конструировании клонов ZX мне все время попадались конструкции содержащие оригинальный CPU. Никто не упрятал все полностью в одну ПЛИС как например по этой ссылке (http://code.google.com/p/vector06cc/ ) поступили с Вектор-06с?

P.S. Я любитель, на Verilog пишу, практические работоспособные реализации на HDL есть, MK, FPGA и CPLD в руках держал и к PCB примерял, ДШ на них видел и изучал, виртуальные машины приходилось писать, т.е. я представляю те вещи про которые пишу. Имеете полное право меня послать , если сказанное кого то случайно задело приношу извинения.

[Advertiser]

[Black_Cat]

Вопрос №1: было бы удобней и полезней увидеть на платформе спектрума - JavaVM?

а насколько это будет тормозить по сравнению с родным бейсиком?

Возможно ли на платформе спектрума создать транспьютерную сеть?

а какие аппаратные требования, и главное - а как с ОС под это дело?

К сожалению не уверен что Zillog производит полностью совместимые фон неймановские микроконтроллеры

есть eZ80-50MHz, у него два режима: стандартная архитектура z80 и второй режим - команда за такт, расширенная снизу-вверх система команд z80, 16Мб непосредственно адресуемого ОЗУ и 64к портов. Правда есть ограничения на диапазон портов #80-#FF (как минимум, а как максимум #00-#FF) - здесь у него собственные порты от которых не избавиться никак.

Никто не упрятал все полностью в одну ПЛИС

в компьютерах Aeon и Pentagon 2.666LE процессор в FPGA

[AlexeyAS]

а насколько это будет тормозить по сравнению с родным бейсиком?

Тот родной Бейсик, который помню с 90-х, как мне кажется шустрым то и не был, в любом случае подробностей реализации BASIC на ZX я не знаю. Затрудняюсь ответить, реализация байт-кода JavaVM (http://java.sun.com/docs/books/jvms/...ecTOC.doc.html) практически постоянный вызов "шитого кода" плюс потеря на арифметическом стеке при обширной арифметике. Рискну предположить потерю 20%-30% по сравнению с машинным кодом Z80.

а какие аппаратные требования, и главное - а как с ОС под это дело?

Сказал бы ОС Excelsior, но думаю что это вряд ли возможно.
исходники проекта в принципе в доступе http://code.google.com/p/kronos/

Но учитывая различия в реализации ячейки, ОС придется проектировать с чистого листа. В КРОНОС применялся, IMHO, байт код для Modula-2, а на ячейках транспьютерной матрицы реализовывалась VM.

Транспьютеры закинули на задворки. Аппаратное требование растет из необходимости "влет" исполнять программы ZX, а значит от ячейки транспьютера требуется полная совместимость с Z80 и возможность исполнять код из ОЗУ.

есть eZ80-50MHz, у него два режима: стандартная архитектура z80 и второй режим - команда за такт, расширенная снизу-вверх система команд z80, 16Мб непосредственно адресуемого ОЗУ и 64к портов. Правда есть ограничения на диапазон портов #80-#FF (как минимум, а как максимум #00-#FF) - здесь у него собственные порты от которых не избавиться никак.

Т.е. для исполнения любой программы с ZX он не подходит в расширенном режиме? Или есть возможность отловить запись в порт?

в компьютерах Aeon и Pentagon 2.666LE процессор в FPGA

Ну и как машинки? Ядра в FPGA с OpenCores?

[Black_Cat]

Т.е. для исполнения любой программы с ZX он не подходит в расширенном режиме? Или есть возможность отловить запись в порт?

Порты существуют в любом режиме, но это не значит что софт вообще не будет работать при подключении проца в лоб. В лоб не будет работать запись на магнитофон, биперный звук и смена бордюра, ну и многие контроллеры тоже не будут работоспособны: BDI, NemoIDE, LPRINT, GS. Но например если в игре музыка идёт через AY и нет бордюрных эффектов - то и без разницы. Хотя отловить обращение к портам возможно, и есть действующие реализации.

Ядра в FPGA с OpenCores?

не совсем , Pentagon 2.666LE например - проект закрытый

[AlexeyAS]

Порты существуют в любом режиме, но это не значит что софт вообще не будет работать при подключении проца в лоб. В лоб не будет работать запись на магнитофон, биперный звук и смена бордюра

Понятно. Но в обычном режиме (не расширенном) совместимость полная.

ну и многие контроллеры тоже не будут работоспособны: BDI, NemoIDE, LPRINT, GS.

Это то как раз не страшно, нагрузить отдельные однородные части системы (трансп.ячейку) задачами специфических контроллеров - это цель. А уж как будут работать ячейки транспьютера над задачей сообща (в случае нехватки производительности отдельнйо ячейки) и параллеля или одна транспьютерная ячейки на один специализированный контроллер это уже частности.

Но например если в игре музыка идёт через AY и нет бордюрных эффектов - то и без разницы. Хотя отловить обращение к портам возможно, и есть действующие реализации.

Есть действующие реализации ZX на eZ80 в расширенном режиме?

---------- Post added at 09:04 ---------- Previous post was at 08:46 ----------

1. на спектруме нужен софт, причем не системный, а тот который нравится фанам - демки и игры, JVM легко перегоняется, но нахрена она сдалась если никто не будет под неё писать на спектруме а работать это будет тормознее некуда (JVM 32х битная платформа)

Это не факт, под JVM пишут не только для серьезных хостов, но и для мобильных устройств в том числе и на 8-битные платформы. JVM может быть оптимизирована под используемую платформу. Для чего именно не будет хватать производительности JVM? Игры и демки, я же говорю что не до конца понимаю ZX-кухню, мне казалось что я встречал на форуме мысли о нехватке софта прикладного характера и о пассивности сообщества для разработки такого. Конечно если основная цель ZX - игры и демки, то наверное да, JVM не нужна.

2. распараллеливание штука хорошая и важная, лучше ZX-Poly на этом поприще никто не придумал еще и не придумает, уверен, так как это единственное что позволяет заюзать старый софт, а писать новый никто не будет, все старые, ленивые и склонны к гедонизму, хотят ходить на пати, пить пиво и смотреть демы

Говоря о транспьютере я имел ввиду не столько увеличение производительности (это важно, но второстепенно), сколько возможность отказаться от специализированных устройств предлагающих всегда фиксированный сервис и заменить жесткую реализацию, на более гибкую с помощью ПО. Хотя конечно распараллеливание в случае транспьютера масштабируется без ограничений, как я понимаю в ZX-poly легко вставить еще один процессор к тем 4 которые уже есть не получится?

3. Z80 - важная культовая часть, делать без него как возводить какойнить православный храм требуя от прихожан утешиться тем шо бог везде, а на иконах можно сэкономить

Не совсем понял сентенцию, то есть если внутри спектрума стоит ПЛИС как например в Ptntagon.L266 то это уже не то?

---------- Post added at 09:58 ---------- Previous post was at 09:04 ----------

Это конечно не "параллелизм" в чистом виде, но система строится из стандартных кубиков и ее функциональные и вычислительные возможности могут наращиваться в достаточно широком диапазоне. Такой подход может быть реализован и для компьютеров ZX-Spectrum. В этом случае остается Jazell- модуль, сделанный на каком-нибудь супер-современном процессоре от TI, например на Sitara AM3517, состыковать аппаратно и программно с привычным ядром на Z80,

Тут вот какое дело: в такой иерархии ЦП и ПП (периферийный процессор) нарушается однородность среды. Каждый модуль, а он заранее не однотипен так как оформляется под специализированную задачу не может выступать в вычислениях равноправно. Что то похожее на транспьютерную архитектуру предлагает Parallax, но... масштабируемость ограничена. В матрице равновесных ЦП нет специализации участков, в какой то момент времени перекинув матрицу зеркально мы не потеряем ничего кроме времени "переброски".

Если же "параллелить" ядро z80, то немедленно возникает необходимость в новых инструментальных средствах и новой операционке времени выполнения...а где все это?!

Согласен, этого нет готовым для ZX. Впрочем к системе описываемой Вами с выделенным ЦП и подключаемыми узкоспециализированными периферийными ядрами, так же не написано системного ПО, т.е. и его тоже нет. А вопрос на форуме об ОС тем ни менее постоянно муссируется. Ведь так?

---------- Post added at 10:07 ---------- Previous post was at 09:58 ----------

хотя конечно по человечески понятно что делать системы и железяки теперь стало интересно и относительно просто (а не как раньше - муторно и тяжко, купил отладочную плату и ваяй процы с платформами дома не отходя от кассы),

Это совершенно не снимает первичности ПО как бы и сколько бы архитектурных новшеств не проектировал автор их нужно органично применить. Как правило минимальный уровень это API к этому железу. Ну а ПО как было муторно писать так и остается, и я бы даже сказал не муторно, а "лениво".

но нет именно проблемного направления, а без него нифига не выйдет, хоть win xp сделай под спек

Пардон, проблемное направление? ПК это ПК, сфера его применения сверху ограничивается только его возможностями, остальное применение ограничивается ПО - системным и прикладным. И что WinXP предел мечтаний? Если уж на то пошло наличие на любой платформе nix более предпочтительно чем Win.

P.S. А вообще, ребят, вам действительно видней что и как и мои вопросы совершенно ни к чему вас не обязывают.

[Raydac]

Это не факт, под JVM пишут не только для серьезных хостов, но и для мобильных устройств в том числе и на 8-битные платформы.

я видел реализацию на 16ти битовом проце и как ни оптимизировали, но все это работало медленно

Хотя конечно распараллеливание в случае транспьютера масштабируется без ограничений, как я понимаю в ZX-poly легко вставить еще один процессор к тем 4 которые уже есть не получится?

потенциально можно сделать доработку и подключить дофига процессоров, но программировать это без писишки тогда будет уже нереально, идея была что бы это не только можно было на советских деталях собрать, но и программер имел возможность это программировать на спектруме

Не совсем понял сентенцию, то есть если внутри спектрума стоит ПЛИС как например в Ptntagon.L266 то это уже не то?

если проц в плисе, то уже не то

[AlexeyAS]

я видел реализацию на 16ти битовом проце и как ни оптимизировали, но все это работало медленно

О каком процессоре идет речь? На самом деле я не понимаю почему медленно, фактически почти все базовые классы с критическим к скорости требованиям это "подпрограммный шитый код" исполняемый как есть процессором. Потерять можно на арифметике, но потеря составит 20%-30% максимум. Вы видели на этом 16 битнике тесты арифметики? Целочисленной?
Кроме того есть координальный способ наращивания производительности на JVM это JIT.

потенциально можно сделать доработку и подключить дофига процессоров, но программировать это без писишки тогда будет уже нереально, идея была что бы это не только можно было на советских деталях собрать, но и программер имел возможность это программировать на спектруме

Вот именно что "потенциально". Скажите архитектура подключения в ZX-poly подразумевает совместный доступ всех ядер в одну общую память? Или каждый процессор имеет локальную? Если так то каким образом выполняются межкоммуникации? Лучшего и при этом простого исполнения межкоммуникаций чем в транспьюетре я не видел. Там свои минусы и лежат они как раз в области ПО, а не в области аппаратуры.

если проц в плисе, то уже не то

Это Ваше мнение? Или мнение сообщества спектрумистов? Почему тогда существуют клоны с реализацией ЦПУ в ПЛИС?

[Raydac]

Вы видели на этом 16 битнике тесты арифметики? Целочисленной?

этот процессор стоял с сименских мобилах и я под него игры на java писал, jvm внутри имеет стек и стек этот 32х разрядный и всё идет через него и обойти его не удастся или это уже не jvm

Вот именно что "потенциально" да, скажите архитектура подключения в ZX-poly подразумевает совместный доступ всех ядер в одну общую память? Или каждый процессор имеет локальную? Если так то каким образом выполняются межкоммуникации?

все или отдельные процессора можно замаппировать на один сегмент памяти.. что понимается под словом межкоммуникации?

Это Ваше мнение? Или мнение сообщества спектрумистов? Почему тогда существуют клоны с реализацией ЦПУ в ПЛИС?

это мое imho.. реалиации такие есть думаю, но они не могут выйти на широкий охват аудитории

[Raydac]

1. на спектруме нужен софт, причем не системный, а тот который нравится фанам - демки и игры, JVM легко перегоняется, но нахрена она сдалась если никто не будет под неё писать на спектруме а работать это будет тормознее некуда (JVM 32х битная платформа)
2. распараллеливание штука хорошая и важная, лучше ZX-Poly на этом поприще никто не придумал еще и не придумает, уверен, так как это единственное что позволяет заюзать старый софт, а писать новый никто не будет, все старые, ленивые и склонны к гедонизму, хотят ходить на пати, пить пиво и смотреть демы
3. Z80 - важная культовая часть, делать без него как возводить какойнить православный храм требуя от прихожан утешиться тем шо бог везде, а на иконах можно сэкономить

[andrews]

Распараллеливание функциональное вещь хорошая, была практически использована Иваном Маком в его компьютере "Спринтер" и концептуально обсуждалась мною и Игорем для применения в неувидевшем свет компьютере "Феникс-999". Игорь даже занимался по моей просьбе реализацией сопроцессора-вычислителя "Торнадо" на базе Atmel AT90s2312, впрочем, может быть и на другом раннем Atmel-е в 1998 году. А родоначальники подобных архитектур ( со слабым ЦП) и довольно мощными периферийными процессорами на модулях расширения как раз Wang/Hewlett Packard. Мне эта архитектура запала в голову еще в 1983-м году, когда я познакомился с архитектурой "Искра-226". ЦП общался в ней с периферийными модулями по единому стандартному протоколу, поэтому ПМ можно было включать на любое место, а в Бейсике "Искра-226" был реализованы соответствующие средства поддержки этих модулей, в том числе еще не существующих. Это конечно не "параллелизм" в чистом виде, но система строится из стандартных кубиков и ее функциональные и вычислительные возможности могут наращиваться в достаточно широком диапазоне. Такой подход может быть реализован и для компьютеров ZX-Spectrum. В этом случае остается Jazell- модуль, сделанный на каком-нибудь супер-современном процессоре от TI, например на Sitara AM3517, состыковать аппаратно и программно с привычным ядром на Z80, лучше конечно реализованном на FPGA с изменяемой программно производительностью от стандартной, до максимально возможной. Я считаю будущее именно за этим подходом, потому что сохраняя традиционный софт полностью работоспособным, мы раздвигаем горизонты и продолжаем существование платформы в отдаленное будущее. Демки от этого ничего не потеряют, а только приобретут.
Под каждый такой модуль можно использовать его "родной софт", не затрагивая привычных инструментальных средств и систем z80. Если же "параллелить" ядро z80, то немедленно возникает необходимость в новых инструментальных средствах и новой операционке времени выполнения...а где все это?!