Бытовой ретро-компьютер своими руками - Просмотр темы - Цифровая археология 1801: домашний 037

Сообщения без ответов | Активные темы Текущее время: 19 апр 2024, 23:17

Цифровая археология 1801: домашний 037

Модератор: Vslav

Страница 1 из 1

[ Сообщений: 4 ]

Для печати

Предыдущая тема | Следующая тема

Автор

Сообщение

Vslav

Зарегистрирован: 20 май 2013, 11:45
Сообщений: 18

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.

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.


	037.pdf [371.5 KiB] Скачиваний: 1654


	037-rc0.rar [10.89 KiB] Скачиваний: 1415

26 дек 2013, 17:44

bk-m

Зарегистрирован: 11 май 2013, 22:52
Сообщений: 4
Откуда: Минск

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

Vslav

Зарегистрирован: 20 май 2013, 11:45
Сообщений: 18

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

bk-m

Зарегистрирован: 11 май 2013, 22:52
Сообщений: 4
Откуда: Минск

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

Страница 1 из 1

[ 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

Перейти: