Безвейтовый контроллер PS/2 клавиатуры на AVR без CPLD для ZX Spectrum и клонов

[Helbr]

oistalker, классная идея!

Я вот подумал, если есть зашифрованный адрес, то можно использовать SRAM типа 74hc670 с возможностью одновременной записи и чтения, только большего размера. Конечно, 595 самые дешёвые и распространенные, но может быть есть что-то подходящее.
Можно и обычную маленькую SRAM взять, только нужно как-то урегулировать запись и чтение чтобы не было слишком короткого строба записи. Можно писать в память сразу после строба чтения.

[oistalker]

oistalker, классная идея!

Я вот подумал, если есть зашифрованный адрес, то можно использовать SRAM типа 74hc670 с возможностью одновременной записи и чтения, только большего размера. Конечно, 595 самые дешёвые и распространенные, но может быть есть что-то подходящее.
Можно и обычную маленькую SRAM взять, только нужно как-то урегулировать запись и чтение чтобы не было слишком короткого строба записи. Можно писать в память сразу после строба чтения.

Тут основная идея в том, что SPI в микроконтроллере аппаратный и работает на достаточно большой частоте, так что можно обеспечить минимальный инпут лаг. Если же взять что-нибудь типа IDT7130, учитывая количество свободных пинов на контролере, нужно будет использовать защёлки для фиксации адресов и параллельных данных и отдельно формировать импульсы записи. Тогда уж проще сразу CPLD использовать, но HC595 проще купить и нет проблемы с залоченными пинами jtag, как у MAX7000 из Китая

[Helbr]

Думаю такая схема должна работать.
1. После сброса МК заполняет 256 байт памяти единицами.
2. Шины адреса и данных МК переводятся в режим входа с резисторами подтяжки. Внешние резисторы подтяжки могут не понадобиться.
3. Когда МК получает данные с клавиатуры сразу же пишет измененный байт в память. Обновляются только 8 байт по адресам сканирования: 0b1111_1110, 0b1111_1101, 0b1111_1011 и т.д. Возможно что даже не будет никаких проблем с мусором на шине данных так как алгоритм опроса клавиатуры спека подавит данный "дребезг контактов". Но более вероятно что придется запрещать запись в память во время чтения клавиатуры. Для этого МК должен проверить наличие строба чтения клавиатуры перед записью в память. Цикл чтения порта z80 при частоте 3,5 МГц составляет 700 нс. Этого достаточно для того чтобы завершить предыдущий цикл записи, (при условии что память достаточно быстродействующая, скажем 100 нс) и считать данные. Конечно, критически важный код записи в память нужно максимально оптимизировать.
4. Ещё остаётся вариант: отслеживать строб чтения и писать в память сразу после него. Времени для записи остаётся более чем достаточно, даже если z80 подряд выполняет операции IN будет примерно 10 тактов z80 между стробами чтения.

[Trol73]

Отличный проект, спасибо!
Единственный быстрый контроллер, построенный на выпускаемой сегодня элементной базе.
Захотелось в качестве микроконтроллера использовать atmega8, переписал прошивку над неё на на ассемблере (точнее, на своём недо-языке the Rat), что позволило ощутимо сократить размер кода (и, теоретически, уменьшить инпут лаг).
Исходники и прошивка тут: https://github.com/trol73/avr-zx-spectrum-keyboard-595

Reset, NMI и сложные клавиатурные макросы пока не добавлял (мне они сейчас не к чему), работу с геймпадом тоже (пока не на чем отлаживать).
В будущем есть желание переделать схему на работу с геймпадами Sega / NES с автоопределением. Свободные пины у атмеги остались, можно будет второй разъём геймпада добавить.