Компьютер "Aleste 520EX"

[Sherlock]

Думаю, стоит пояснить, почему моя разработка может быть безусловно полезна для RW9UAO, но не является конкурирующей или эквивалентной. Более того, для многих моя версия может показаться не интересной.

Ниже — краткое описание сути моего проекта, который настолько отличается по своим целям и принципам, что в каком-то смысле является офтопиком для этой ветки. Поэтому предлагаю не обсуждать его детально здесь, а отнестись как к альтернативному взгляду на развитие идей, связанных с Aleste.

Две ипостаси одной идеи: Чистота Наследия и Свобода Творчества

Наша разработка основана на двух четко разделенных, но философски связанных принципах:

1. Amstrad CPC: Платформа-Канон

Цель: Абсолютная, музейная точность. Это эталон, где реализуется максимально возможная аутентичность и 100% функционирование в «легаси»-режиме.

Философия: CPC — это законченное произведение. Наша задача — сохранить его в идеальной чистоте, без компромиссов. Это высшая ценность и наш главный приоритет.

2. Aleste 520 EX: Платформа-Интерпретация

Исходная точка: Мы берем не конкретную реализацию старой «Алесты», а её изначальные идеи — мечты о расширенной памяти, графике и звуке, которые тогда не могли быть реализованы элегантно из-за ограничений компонентной базы.

Философия развития: Мы исправляем «родовые травмы» оригинальной аппаратуры (как странная организация видеопамяти), которые были продиктованы технологической необходимостью, а не здравым смыслом. Мы строим идеализированную, чистую архитектуру, о которой могли бы мечтать создатели «Алесты», имея на руках современные FPGA.

Обратная совместимость: Это не цель, а побочный эффект. Мы реализуем ключевые фичи оригинальной «Алесты» (например, палитру), но интегрируем их в новую, логичную архитектуру. Старое ПО может быть адаптировано патчами, но система не будет скована его ограничениями.

Революционные изменения: Это сознательный уход от наследия ради элегантности и мощи. Линейная видеопамять, слотовая память с защитой, супервизор — это не просто улучшения, это шаг в сторону чистой, современной 8-битной архитектуры, вдохновленной, но не ограниченной прошлым.

Ключевой принцип: CPC — это догма, которую мы блюдём. Aleste — это ересь, которую мы творим. Мы не улучшаем CPC, мы используем его ДНК для создания нового, самостоятельного организма, который должен удивлять, вдохновлять и показывать альтернативный путь, который мог бы быть.

P.S. Проект в разработке и многое может поменяться поэтому некоторые перечисленные черты могут измениться или даже удалиться из конечной версии;

[Advertiser]

[ivagor]

супервизор

Если речь о немаскируемом прерывании при обращении к (настраиваемым) диапазонам портов и памяти то неистово плюсую.

[Sherlock]

Если речь о немаскируемом прерывании при обращении к (настраиваемым) диапазонам портов и памяти то неистово плюсую.

«Да, архитектура с использованием немаскируемых прерываний (NMI) для доступа к портам и памяти действительно рассматривалась на ранних этапах. Более того она тестировалась в 1992 году. Однако после нескольких итераций проектирования мы отказались от этой идеи в пользу механизма маскируемых прерываний через syscall. Основная причина этого решения — строгое разделение типов прерываний: немаскируемые прерывания (NMI) будут жёстко зарезервированы для критических аппаратных исключительных ситуаций (например, сбоев по питанию или ошибок памяти). Использовать такой мощный и приоритетный механизм для рядовых системных вызовов было бы архитектурной ошибкой.

Таким образом, мы пришли к более сбалансированному и целостному решению, выдержанному в ретро-духе.

Ключевой принцип прост: всё, что работает с железом, лучше использовать через syscall, а не прямым доступом. Это не только безопаснее, но и архитектурно чище.

Третий слот адресного пространства жёстко зарезервирован для супервизора. В нём расположено MMIO-пространство, через которое отображены все аппаратные устройства. Прямой доступ к большинству функций возможен только в режиме супервизора.

Попасть в этот слот можно исключительно через вызов syscall. Клиентское ПО загружает данные в регистры и выполняет команду out в порт syscall, что вызывает маскируемое прерывание. Это переключение не оптимизировано и работает как классическое прерывание, что соответствует ретро-стилистике системы. Как только процессор переходит по вектору этого прерывания, происходит аппаратное переключение в режим супервизора с одновременным подключением третьего слота.

Возврат управления осуществляется записью в специальный регистр режима менеджера с установкой бита "отключение супервизора". При этом следующая за этой записью команда выполняется ещё в режиме супервизора, и только последующая — уже в пользовательском режиме, что обеспечивает корректный переход.

Таким образом, вместо прямого управления десятками аппаратных портов существует единственный, хорошо определённый портал — порт syscall. Делая такой вызов, клиентское ПО может запросить супервизор выполнить привилегированную операцию.

Одна из таких операций — включение "доверенного режима". По сути, это запуск кода в режиме супервизора без ограничений: можно исполнять код из любого слота (0, 1 или 2), а после возврата в пользовательский режим — сохранять полный доступ к третьему слоту и его аппаратным регистрам. Это мощный, но опасный инструмент, который предоставляется на страх и риск пользователя.»

[ivagor]

Спасибо за информацию, такой вариант меня не интересует, но желаю удачи в реализации проекта.

[RW9UAO]

оверкилл какой-то.
окай. железная алеста не была 100% совместима с амстрадом. это стоит поправить. в проекте ФПГА амстрада есть контроллер прерываний, но в оригинальной машине его тоже не было.

[Sherlock]

Спасибо за информацию, такой вариант меня не интересует, но желаю удачи в реализации проекта.

Разумеется, вы правы в том, что наш механизм syscall — это не совсем то, что вы ищете.

Он изначально не предназначен для низкоуровневой эмуляции аппаратных устройств через NMI. Его основная задача иная — это организация надежного и эффективного обмена данными между пользовательской программой, ядром и драйверами.

Главная ценность такого подхода в работе с драйверами устройств, которые требуют неопределённого времени на выполнение операции. Вместо того, чтобы висеть в циклах ожидания, пока устройство выставит некий "бит готовности", ПО может просто запросить выполнение операции через syscall и немедленно продолжить работу (асинхронный режим) или быть заблокированным до её завершения (синхронный режим). Это позволяет централизованно обслуживать все устройства в обработчиках прерываний (ISR), полностью избегая активного ожидания.

Таким образом, наш syscall решает задачи более высокого уровня — не имитация "железа", а создание отказоустойчивой и эффективной системы управления всеми устройствами в целом. Это иная, но не менее мощная архитектурная концепция.

- - - Добавлено - - -

оверкилл какой-то.
окай. железная алеста не была 100% совместима с амстрадом. это стоит поправить.

Вы абсолютно правы, и это следствие работы без полной документации в свое время. В итоге получились следующие расхождения с оригинальной платформой:

• Система прерываний: Не была реализована поддержка Interrupt generation control.

• Расширение памяти: Его пришлось проектировать практически с нуля. По счастливой случайности результат оказался схож с расширением от Dk'tronics, которое, если быть точным, и само не является на 100% каноническим. Насколько я помню, в одной из версий РЕ³ даже была выпущена корректировка на этот счёт.

• Цвет: Компоненты цвета у CPC имеют яркость 0, 50 и 100% (но не у Алесты). Впрочем, ретро-компьютеры вообще не проектировались с оглядкой на точную цветопередачу (color rendition).

• Порты: Принтерный порт был реализован иным способом.

• Клавиатура: Перекодировка клавиатуры действительно теряет смысл, когда в распоряжении есть качественные механические кнопки, позволяющие реализовать более простую и эффективную схему.

• Периферия: Такие вещи, как часы (ВИ53, ВВ51), HIGHZ, FUTURE — да, их тоже лучше не реализовывать или переосмыслить.

И, как вы верно заметили, все эти моменты действительно стоит исправить для достижения большей аутентичности. Я это только приветствую.

[RW9UAO]

ладно ВИ53 и УАРТ, но в часах вы храните настройки. БИОС алесты при этом будет дурковать. проверено.

[Sherlock]

ладно ВИ53 и УАРТ, но в часах вы храните настройки. БИОС алесты при этом будет дурковать. проверено.

Вы правы, это действительно так. Однако загрузчик, который единственный использует часы, — невероятно простой, и его легко пропатчить.

Это открывает два пути:

• Установка часов: Можно использовать компактный чип на I2C, если возникнет необходимость в реальных часах.
• Полный отказ от часов: Вместо этого в FPGA можно будет просто загружать крошечный файл с готовыми настройками, которые нужны загрузчику.
• Полный отказ от часов и настроек: Вместо этого всегда использовать константные параметры которые нужны загрузчику.

Все варианты решают проблему без необходимости сохранять сложную и избыточную для вашей задачи систему оригинальных часов.

[ivagor]

следующие расхождения с оригинальной платформой:

Еще неполное совпадение скорости процессора (предположительно торможение не на 100% совпадает), какой-то амстрадовский тест и демки на реале запускал Дмитрий2012.

[Sherlock]

Еще неполное совпадение скорости процессора (предположительно торможение не на 100% совпадает), какой-то амстрадовский тест и демки на реале запускал Дмитрий2012.

Я помню провал этого теста. С большой долей вероятности, корень проблемы лежит не в несоответствии тактовой частоты, а в тонкостях работы системы прерываний.

На оригинальном железе демки и тесты часто полагаются на прерывания для точного замера времени и синхронизации процессов (например, отрисовки кадров или работы со звуком). Если временны́е характеристики прерываний в эмуляции/реализации хотя бы немного отличаются от оригинальных — это мгновенно приводит к рассинхронизации и сбоям. Таким образом, ключ к решению, вероятно, лежит в тонкой настройке механизма прерываний. Не смотря на то, что Interrupt generation control не поддержан, вряд ли его отсутствие приводит к провалу теста -- но не исключено.