Ответить на тему  [ Сообщений: 4 ] 
 
Автор Сообщение

Зарегистрирован: 20 май 2013, 11:45
Сообщений: 18
Сообщение Цифровая археология 1801: домашний 037
Микросхема 1801ВП1-037 была разработана как специально для построения на ее основе простого и массового бытового компьютера. Наиболее известными такими компьютерами является серия БК-0010/11/11М. Несмотря на массовость и распространенность данных компьютеров, только относительно недавно появилась более-менее подробная документация, описывающая работу 1801ВП1-037.

Фотографии высокого разрешения кристалла традиционно выполнены BarsMonster, за что ему отдельная огромная благодарность.

Изображение Изображение

Исследуемая микросхема использует 264 ячейки БМК, содержит 406 связей и выполняет набор функций системного контроллера бытового компьютера, в частности:
  • регенерация динамического ОЗУ
  • формирование сигналов управления динамическим ОЗУ типа К565РУ5/РУ6
  • одновременное (с регенерацией) формирование потока данных для вывода графической информации на экран ТВ
  • генерация смеси кадровых и строчных синхросигналов для ТВ
  • формирование сигнала выборки для контроллера клавиатуры, при обращении к адресам
    177660-177663
  • формирование сигнала обращения к ПЗУ на чтение в диапазоне 000000-177577 (формирует высокий уровень на выходе E при обращении процессором на запись по любому адресу, или обращению на чтение в диапазон 177600-177777)

В структуре 1801ВП1-037 можно выделить такие основные блоки:
  • буферный регистр адреса, при переходе сигнала SYNC в низкий уровень этот регистр фиксирует адрес обращения на шине
  • дешифратор адреса - вырабатывает необходимые сигналы для управления выходами E и BS, а также определяет факт обращения к диапазону ОЗУ 000000-077777 (кстати, именно поэтому в схеме БК-0011/11М на nAD15 ВП1-037 постоянно подается высокий уровень) и к внутреннему регистру по адресу 177664
  • регистр смещения начального адреса буфера изображения
  • счетчик адреса в строке
  • счетчик строк
  • схему формирования адреса начального пуска процессора (используется БК-0010 и не используется в БК-0011/11М - в них адрес начального пуска формируется другой микросхемой)
  • мультиплексор адреса динамического ОЗУ, представляет собой 14-разрядный мультиплексор 4-в-1 - переключает как адреса строк и столбцов ОЗУ, так и адреса обращения со стороны процессора и адрес регенерации и формирования изображения
  • схема формирования синхроимпульсов

В-общем, несмотря на большое количество задействованных ячеек БМК и относительно большую и сложную схему, ВП1-037 является достаточно скучной микросхемой - фактически считает два счетчика, частично совмещенные по младшим разрядам (строки считаются отдельно от видеоадреса, так как его старшая часть является переменной и зависит от содержимого регистра смещения) и все сигналы формируются в зависимости от значений данных счетчиков. Любопытно что счетчики большей частью построены по схеме с ускоренным параллельным переносом, за исключением самых старших разрядов.

Из малоизвестных особенностей - вход R (активный уровень высокий) является асинхронным сбросом внутренних счетчиков. Вход С служит для тестирования микросхемы в заводских условиях - при подаче высокого уровня счетчик строк начинает тактироваться от входа CLK.

Достаточно интересным является вопрос момента фактической загрузки содержимого регистра смещения адреса начала видеобуфера в счетчик видеоадреса. Строб записи в старшие разряды счетчика видеоадреса достаточно длинный. То есть процессор может успеть поменять значение регистра несколько раз, но на выводимое изображение многократная замена не повлияет никак, поскольку строб записи формируется в момент кадрового синхроимпульса и изображение бланкировано. Окончательная фиксация значения в счетчике (ниспадающий фронт строба "переписывания") происходит за 40*256*8 (десятичное) тактов CLK до начала вывода изображения. Это объясняет странное значение 330 (восьмеричное) которое надо записать в регистр чтобы начало изображения соответствовало адресу 140000. При записи значения 330 из регистра смещения в счетчик видеоадреса, последний как раз "дотикает" до переполнения и условного нулевого значения к моменту начала вывода видеоизображения.

В приложениях традиционно восстановленная схема, автоматически сгенерированный HDL-код и тестовый проект для Altera Quartus для моделирования.


Вложения:
037-rc0.rar [10.89 KiB]
Скачиваний: 330
037.pdf [371.5 KiB]
Скачиваний: 459
26 дек 2013, 17:44
Профиль

Зарегистрирован: 11 май 2013, 22:52
Сообщений: 5
Откуда: Минск
Сообщение Re: Цифровая археология 1801: домашний 037
А можно-ли от этой восстановленной схемы перейти к реальной схемотехнике на микросхемах средней степени интеграции (к примеру счётчики ИЕ7, 4х-коммутаторы КП.., 8х-регистры ИР..) + обычные микросхемы логики?


01 фев 2015, 14:08
Профиль

Зарегистрирован: 20 май 2013, 11:45
Сообщений: 18
Сообщение Re: Цифровая археология 1801: домашний 037
При большом желании - можно, но микросхем будет много, целая плата понадобится чтобы заменить, например, -037.


11 фев 2015, 00:02
Профиль

Зарегистрирован: 11 май 2013, 22:52
Сообщений: 5
Откуда: Минск
Сообщение Re: Цифровая археология 1801: домашний 037
Да, это понятно - но интересна схема видеоконтроллера не в "ячейках" ВП-037 а в реальных микросхемах: счётчики, коммутаторы, логика. Потом можно будет перейти к более простой схеме для статического ОЗУ (уберётся регенерация, упростятся коммутаторы типа КП), вспомогательные части типа начального пуска и дешифрации BS, E будут отдельно видны. Важна именно "центральная" часть схемы по взаимодействию процессора с ОЗУ и выводом на экран ...


12 фев 2015, 16:51
Профиль
Показать сообщения за:  Сортировать по:  
Ответить на тему   [ Сообщений: 4 ] 

Кто сейчас на форуме

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  
cron
Powered by phpBB © 2000 - 2011 phpBB Group.
Design creat de Florea Cosmin Ionut | Translation by WebSok.Ru

закрыть

Советскому бытовому " БК-0011М" посвящается...


Вопреки всем скептикам и недоброжелателям, дело БК живет и развивается. Не за горами день, когда будет выпущен в свет "БК-0012 Pulsar" - расширенный FPGA-клон БК-0011М. Пока же на данном форуме Вы можете ознакомиться с репликами БК-0011М(-01), приставкой Booster-11, репликой контроллера SMK64 (а также его FPGA-клоном - SMK512), аппаратным эмулятором ПЗУ КР1801РЕ2Б, блоками расширения с процессорами ВМ2/ВМ3, и другими интересными материалами и работами.
Ведутся работы по отрисовке в 3D корпусов БК, МСТД, оригинальных клавиатуры, джойстика и мыши, но пока не удается найти их производство по приемлемой цене при малом тираже. Выполнено производство новодельных пленок для клавиатур БК-0011М.
Важным для возрождения БК и его сообщества является новый софт (игры и демо в особености), и они периодически появляются!
Удалось решить многие hard-задачи, но нет системных программистов, востребованных в проекте БК-0012, как минимум для тестирования. Требуется разработка полноценного Win32-компилятора Си в bin-файлы БК.
Релизован полноценный каталогизатор всего софта БК, с удобным интерфейсом. Осталось выполнить собственно большую задачу каталогизации.

Ждем ваших откликов, идей. Сообщайте о данном ресурсе всем, кто увлекался в прошлом БКшкой, присылайте их и свои e-mail для рассылки новостей из мира БК.

nimamov@mail.ru