Цифровой записывающий пробник и индикацией на VGA

Для ремонта старого Спектрума или наладки нового иногда нужно увидеть временные диаграммы сигналов в нескольких точках и сравнить их с теми, которые должны быть. Поэтому предлагается сделать для этого простой прибор, который записывает состояние нескольких сигналов и позволяет затем вывести их диаграммы на монитор.

Как известно, видеоконвертер VGA&PAL имеет быструю память размером 512 килобайтов и может записывать целый кадр со Спектрума, а потом выводить на VGA. Поэтому, очевидно, его можно использовать для записи одновременно до четырех цифровых сигналов с частотой до 7 МГц.

Сигналы:
Для записываемых сигналов использовать входы RGBI.
Тактовая частота для работы платы VGA&PAL будет браться со Спектрума.
Еще нужна будет кнопка для запуска процесса записи. Для этого можно подключить кнопку к гребенкам для джамперов.

Cпособ индикации.
Предлагается каждый канал отображать разными цветами: красный (вход R), зеленый (вход G), голубой (вход B) и желтый (вход I) на черном фоне. Логический ноль отображать точкой, логическую единицу - вертикальной линией. Такой способ отображения легко реализовать на ПЛИС.

На экран монитора можно выводить достаточно большой отрезок времени и, так как высота четырех графиков получится достаточно маленькой, на экране их можно повторить раза четыре. Конечно каждый фрагмент будет соответствовать разному времени в записи.

Вот такое краткое описание проекта.

Триггеры для запуска записи надо по любому.... (ну или отсчета начальной точки показа)
1. для проверки на иголки
2. для редких сигналов

Цитата:

---

Сообщение от ZEK

Триггеры для запуска записи надо по любому.... (ну или отсчета начальной точки показа)
1. для проверки на иголки
2. для редких сигналов

---

Для начала предполагается режим просто записи с тактированием сигналов с частотой 14 МГц. Это уже позволит, например, посмотреть период и длительность строчного синхроимпульса. Для этого нужно записывать сразу несколько сигналов. Один из которых будет контрольным с известными параметрами.

Запуск записи можно начинать после нажатия кнопки, и если установлен один из джамперов, то после фронта одного из сигналов, которые подавать на входы KSI и SSI.

Для начала надо научиться отображать содержимое ОЗУ платы VGA&PAL на экран монитора в нужном виде. За основу можно взять одну из версий существующих прошивок. Или, кому проще, на основе своих наработок.

Доработка железа пока не нужна, только замена прошивки.

Для дальнейшего анализа плохих сигналов можно осуществлять запись с измерением длительности 0 и длительности 1. Выводить результат измерения в двоичном виде - на большее ПЛИС не потянет. Но это уже потом.

Идея действительно классная, прям курсач свой вспомнил на 4 курсе. Вопрос только один Z-состояние никак отслеживать не думаете?

Это не крусач, это демомейкинг
вроде как всунутся в 3128 не просто

Я для отладки пользуюсь практически тем же методом. Цепляю массу и синхронизацию от телевизора к компьютеру, а RGB входами тыкаю в плату. Соответственно, на экране наблюдается некий рисунок, например полосы или шахматка, который можно интерпретировать. Если на данный участок схемы не приходят сигналы с процессора, то картинка будет статичной, иначе - движется по экрану в зависимости от выполняемого кода.

Цитата:

---

Сообщение от Syntal

Идея действительно классная, прям курсач свой вспомнил на 4 курсе. Вопрос только один Z-состояние никак отслеживать не думаете?

---

На плате VGA&PAL входы RGBI подтянуты резисторами 10к к земле.

Пока программа минимум - увидеть на экране монитора форму (длительность нуля и единицы) четырех сигналов со счетчиков Ленинграда или другого компа на мелкой логике.

78% заняло 3128 без привязки пинов
осталось сделать скролинг маштаб и тригеры
скролинг и триггеры просто, код с расчетом на них

Код:

---

module LA(
        input        wire                CLK14,
       
        // Video in
        input        wire                IR,
        input        wire                IG,
        input        wire                IB,
        input        wire                II,
        input        wire                ISSI,
        input        wire                IKSI,
       
        input        wire[3:0]        SW,
       
        //Video out
        output        reg                        QR,
        output        reg                        QB,
        output        reg                        QG,
        output        reg                        QI,
        output        reg                        KSI,
        output        reg                        SSI,
       
        // RAM
        output        reg [17:0]        RAM_AQ,
        inout        wire[15:0]        RAM_DB,
        output        wire                RAM_WE,
        output        reg                        RAM_OE,
        output        wire                RAM_UE,
        output        wire                RAM_LE
        );
       

parameter        H_SYNC_CYC        =        40;
parameter        H_SYNC_BACK        =        20;
parameter        H_SYNC_ACT        =        384;
parameter        H_SYNC_FRONT=        4;
parameter        H_SYNC_TOTAL=        447;

parameter        V_SYNC_CYC        =        2;
parameter        V_SYNC_BACK        =        46;
parameter        V_SYNC_ACT        =        576;
parameter        V_SYNC_FRONT=        15;
parameter        V_SYNC_TOTAL=        640;
       
reg                HBLANK, VBLANK;
reg [9:0]        VCNT, HCNT;
       
reg [17:0]        RAMCNT;
reg        [7:0]        RAM_DQ;
reg [7:0]        SHIFT;

reg                        WR;
assign                RAM_WE = WR | CLK14;
assign                RAM_UE = 1'b0;
assign                RAM_LE = 1'b0;

assign                RAM_DB[7:0] = (!RAM_WE) ? RAM_DQ : 8'hZZ;

reg [3:0]        RDMUX;
reg [1:0]        KEY, VAL_R, VAL_G, VAL_B, VAL_I, SHIFT_L, SHIFT_R;
       
always@(posedge CLK14)
begin
        RDMUX = (HCNT[0]) ? RAM_DB[7:4] : RAM_DB[3:0];
       
        KEY = {SW[0], KEY[1]};
        VAL_R = { RDMUX[3], VAL_R[1] };
        VAL_G = { RDMUX[2], VAL_G[1] };
        VAL_B = { RDMUX[1], VAL_B[1] };
        VAL_I = { RDMUX[0], VAL_I[1] };
       
        SHIFT = {SHIFT[3:0], IR,IG,IB,II};
       
        if (KEY[0] != KEY[1])
        begin
                RAMCNT = 0;
                WR = 1'b1;
               
                if (!KEY[1])
                        RAM_OE = 1'b1; // write
                else
                        RAM_OE = 1'b0; // read
        end
       
        // mem unit
        if (RAM_OE)
        begin
                if (!HCNT[0])
                begin
                        RAM_AQ = RAMCNT;
                        RAM_DQ = SHIFT;
                end
                else
                        RAMCNT = !RAMCNT[17] ? RAMCNT + 1 : RAMCNT;
               
                WR = HCNT[0];
        end
        else
        begin
               
        end
       

        HBLANK <= (HCNT <= H_SYNC_CYC+ H_SYNC_BACK || HCNT >= H_SYNC_TOTAL - H_SYNC_FRONT);

        //        H_Sync Counter
        if( HCNT < H_SYNC_TOTAL )
                HCNT        <=        HCNT+1;
        else
                HCNT        <=        0;
                //        H_Sync Generator
        if( HCNT < H_SYNC_CYC )
                SSI        <=        0;
        else
        begin
                SSI        <=        1;
                if (!RAM_OE)
                        RAM_AQ[17:0] = {RAMCNT[10:0], HCNT[8:1]};
        end
               
        if (BLANK)
                {QR, QG, QB, QI} = 4'h0;
        else
        begin
                QR = PEN_R | PEN_I;
                QG = PEN_G | PEN_I;
                QB = PEN_B | PEN_I;
                QI = (RAY_R | RAY_G | RAY_B | RAY_I) & HCNT[2:0] == 0 & VCNT[3:0] == 0;
        end
       
end

wire        LH = VCNT[5:2] == 4'h0;
wire        LL = VCNT[5:2] == 4'hF;

wire        RAY_R = VCNT[9:6] == 4'h1;
wire        RAY_G = VCNT[9:6] == 4'h3;
wire        RAY_B = VCNT[9:6] == 4'h5;
wire        RAY_I = VCNT[9:6] == 4'h7;

wire        PEN_R = RAY_R & (VAL_R[0]==VAL_R[1] ? (VAL_R[1] ? LH : LL) : 1'b1);
wire        PEN_G = RAY_G & (VAL_G[0]==VAL_G[1] ? (VAL_G[1] ? LH : LL) : 1'b1);
wire        PEN_B = RAY_B & (VAL_B[0]==VAL_B[1] ? (VAL_B[1] ? LH : LL) : 1'b1);
wire        PEN_I = RAY_I & (VAL_I[0]==VAL_I[1] ? (VAL_I[1] ? LH : LL) : 1'b1);


always@(posedge CLK14)
begin
        if(HCNT==0)
        begin
                //        V_Sync Counter
                if( VCNT < V_SYNC_TOTAL )
                        VCNT <=        VCNT+1;
                else
                        VCNT        <=        0;
                        //        V_Sync Generator
                if(        VCNT < V_SYNC_CYC )
                begin
                        KSI        <=        0;
                        SHIFT_L = {SW[3], SHIFT_L[1]};
                        SHIFT_R = {SW[2], SHIFT_R[1]};
                end
                else
                        KSI        <=        1;
        end
       
        VBLANK <= (VCNT < V_SYNC_BACK || VCNT >= V_SYNC_BACK + V_SYNC_ACT);
end


assign BLANK = VBLANK | HBLANK;

endmodule

---

Тайминги надо наверное потестить, там и 40гц кадровой могло получится, у меня тестовый монитор такой плохой что хавает все что не подаш :)

Сейчас пишет 128кил данных, в одном байте 2выборки на 14МГц.

Цитата:

---

Сообщение от ZEK

Тайминги надо наверное потестить, там и 40гц кадровой могло получится, у меня тестовый монитор такой плохой что хавает все что не подаш :)

Сейчас пишет 128кил данных, в одном байте 2выборки на 14МГц.

---

Это пока только имитация записи?
По горизонтали на мониторе сколько выборок влезает?
Частоту лучше 60 Гц делать, чтобы на любом мониторе показывало.

Круто получилось, как на настоящем осциллографе. Не думал, что на ПЛИС незаполненные осциллограммы получатся.
То есть я думал, что возможно единицу только столбиком отобразить.

Цитата:

---

Сообщение от zst

Это пока только имитация записи?

---

Это в DE1 к модулю LA подключено все внешнее (память видео кнопочки)
просто на входы IR,IG,IB,II подается частота 0.2 0.4 0.8 1.6 МГц от тестового генератора внутри DE1
есть кнопка которая отключает эти сигналы и картинка строится из памяти

Цитата:

---

Сообщение от ZEK

Это в DE1 к модулю LA подключено все внешнее (память видео кнопочки)
просто на входы IR,IG,IB,II подается частота 0.2 0.4 0.8 1.6 МГц от тестового генератора внутри DE1
есть кнопка которая отключает эти сигналы и картинка строится из памяти

---

А как будет выглядеть частота 7 МГц?

Сейчас сплошной полосой, но в принципе можно поправить, если будет влезать маштабирование