|
nedoPC.orgElectronics hobbyists community established in 2002 |
|
|
Page 1 of 1
|
[ 13 posts ] |
|
nedoPC-280 (два процессора 8080A-1)
Author |
Message |
Shaos
Admin
Joined: 08 Jan 2003 23:22 Posts: 22587 Location: Silicon Valley
|
По итогам обсуждения Галаксии у меня родился план собственного компьютера на двух 8080, активно участвующих в генерации видеосигнала. Решил начать с NTSC, растактовки которого можно посмотреть тут. Вот тоже самое, но все задержки пересчитаны на 2.5-мегагерцовый пиксельклок:
Прерывания идут с частотой 15.7 кГц (это 2.5МГц / 159) - в обработчике счётчик строк считает в какой мы строке и генерит строчный синхроимпульс длительностью 12 тактов (синхроимпульс инвертирован для строк с номерами 225,226,227) далее после 21 такта начинаем брать байты через MOV A,M; INX H (до 10 раз на каждый процессор - в зависимости от длины выводимой строки), которые некая схема копирует в сдвиговый регистр либо напрямую (для графического режима) либо через ПЗУ знакогенератора (для текстового). Вобщем как-то так...
Last edited by Shaos on 09 Sep 2012 12:30, edited 1 time in total.
|
07 Sep 2012 21:53 |
|
|
Shaos
Admin
Joined: 08 Jan 2003 23:22 Posts: 22587 Location: Silicon Valley
|
вот примерно так в первом приближении может выглядеть обработчик строчного прерывания в случае текстового экрана NTSC (пока ограничимся 16 текстовыми строчками):
| | | | Code: port_pid EQU #FFFF ; port to get processor identifier (0,1) port_video EQU #FFFE ; port to write video out (bit 0 of P1 for sync and bits 0,1,2 of P2 for Y) port_vdata EQU #FFFD ; port to say that we have data out (bit 0) start_addr EQU #C000 ; info about line number 0 end_addr EQU #C106 ; next address after 251st line info end_addr_hi EQU #C1 end_addr_lo EQU #06 video_addr_hi EQU #80
saved_addr DW start_addr
INTERRUPT: ; prepare (127 for processor 0, 133 for processor 1) PUSH PSW ; 11 PUSH H ; 11 LHLD saved_addr ; 16 - saved address of current line info to HL LDA port_pid ; 13 - read processor identifier RRC ; 4 - shift right to get processor identifier in flag C JC INTER_P1 ; 10 - go if processor 1 ; stay if processor 0 (62) MOV A,M ; 7 - read current line info ANI #F0 ; 7 - mask for video mem JZ INTER_FINISH ; 10 - finish if zero (it means no video data in this line) MOV A,L ; 5 - L is coordinate Y or the current line, so A=L STA port_video ; 13 - output character Y (lowest 3 bits of it) MOV A,A ; 5 - pause MOV A,A ; 5 - pause JMP INTER_GO ; 10 - go to videodata if not zero INTER_P1: ; processor 1 will do sync generation (68) MOV A,M ; 7 - read current line info STA port_video ; 13 - output bit 0 of line info as sync RRC ; 4 - shift right to prepare next sync output STA port_video ; 13 - output bit 1 of line info as sync MOV A,M ; 7 - read current line info ANI #F0 ; 7 - mask for video mem JZ INTER_FINISH ; 10 - finish if zero (it means no video data in this line) ADI 8 ; 7 - add 8 to form lower part of the address of videomem for processor 1
INTER_GO: ; videodata output (43+12*W-5+27 = 65+12*W) PUSH H ; 11 - save HL ; form videomem address MOV L,A ; 5 MVI H,vide_addr_hi ; 7 MVI A,1 ; 7 - A=1 STA port_vdata ; 13 - inform hardware that we have videodata to show ; generate video output MOV A,M ; 7 INX H ; 5 .... MOV A,M ; 7 INX H ; 5 MOV A,M ; 7 XRA A ; 4 - clean A STA port_vdata ; 13 - inform hardware that videodata is ended POP H ; 10 - restore HL
INTER_FINISH: ; finishing interrupt handler (73 for lines 0..255, 88 for lines 256..260, 98 for line 261) INX H ; 5 - increment address of line info and compare it to end_addr MOV A,H ; 5 CPI end_addr_hi ; 7 JNZ INTER_END ; 10 MOV A,L ; 5 JNZ INTER_END ; 10 LXI H,start_addr ; 10 - go to the start INTER_END: ; happy ending (46) SHLD saved_addr ; 16 - save line info address for the next step POP H ; 10 POP PSW ; 10 RET ; 10
| | | | |
Как видим уже получилось многовато - начало обработчика прерывания займёт 127/133 тактов в зависимости от процессора (получаем 6-тактовый сдвиг для второго), далее 65+12*W чтобы заслать буквы и от 73 (для первых 256 строк) до 98 тактов, чтобы завершить прерывание. Строчный синхроимпульс будет послан через 85 тактов после начала прерывания и будет иметь длительность 17 тактов. Буквы начнут засылаться через 68 тактов после окончания синхроимпульса (170 тактов после начала прерывания) - т.е. при частоте 2.5 МГц мы уже не влезаем в строку. Предположим что мы ограничимся 16-символьной строкой, тогда W будет равно 8 - в этом случае для вывода букв потребуется 65+12*8=161 такт и общая длительность обработчика прерывания составит в этом случае 133+161+73=367 тактов, что с учётом 11 тактов на RST составит 378 тактов, которые надо утолкать в 64 микросекунды, что возможно только если один такт процессора будет короче 169 нс что ориентировочно составляет 6 МГц...
P.S. Веб-сайт http://www.cpu-zone.com/8080.htm говорит, что существуют следующие разновидности 8080 процессора: 8080A 2.0MHz, 8080A-1 3.125MHz, 8080A-2 2.67MHz, 8080B 4.0MHz. То есть теоретически можно найти 8080B и попытаться разогнать их до 6 МГц либо добавить кое-какую аппаратную подмогу для вычислений, на кототрые в начале обработчика прерывания тратится уйма времени, и уложится в 3-4 МГц...
P.P.S. На ебее есть 8080A-1 3.125 МГц! Купил у 2 разных источников - американского и китайского...
|
09 Sep 2012 11:35 |
|
|
b2m
Devil
Joined: 26 May 2003 06:57 Posts: 863
|
А ты не забыл, что прерывание начинает исполняться не немедленно, а только по завершении команды, которая как мы знаем от 4 до 18 тактов. Т.е. изображение будет дёргаться влево-вправо, в зависимости от того, на какой команде возникло прерывание.
Я вижу только одно решение проблемы: чтение из видеопамяти должно тормозиться сигналом ready до конца строчного СИ. Только в этом случае мы получим ровный левый край.
Кстати, у нас не так много времени на обратный ход по строке, и лучше переждать это время, а не возвращаться к прерванной программе. Таким образом, лучше прерывание сделать по концу кадрового СИ (или уже там, где изображение должно начинаться), и выводить весь экран. Только после этого завершать прерывание.
_________________Страничка эмулятора наших компьютеров
http://bashkiria-2m.narod.ru/
|
09 Sep 2012 13:08 |
|
|
Shaos
Admin
Joined: 08 Jan 2003 23:22 Posts: 22587 Location: Silicon Valley
|
Ещё один вариант кода для вывода символа на разогнанном процессоре без помощи внешнего железа по отлову байтов на шине, как в предыдущем случае:
Тут пользуемся тем, что первый проц выводит чётные байты, а второй - нечётные. Всего 30 тактов, разнесённых по процам на 15 тактов - в каждые 15 тактов будет выводиться одна полоска символа - по 2 такта на точку (7 точек) плюс 1 такт пробел между символами - в таком случае при 5 МГц получим 16 символов в строке... Или вот так (на основе моего первого предложение в оригинальном посте): 12 тактов на символ - 2 такта на пиксел 6-пиксельных символов - 20 символов в строке при 5 МГц (и 16 при 4 МГц) P.S. При разнесённых чётных и нечётных последовательностей тоже можно что-то такое соорудить: Всего 22 такта - по 11 тактов на символ - по 2 такта на точку (5 точек) плюс 1 такт на промежуток - в этом случае при 5 МГц в строку влезет до 22 символов. P.P.S. Ещё один вариант - задавать коды символов прямо в обработчике прерывания, тогда обработчик строкового прерывания не будет отдавать управление пока не нарисует весь видимый кадр: Тут имеем 10 тактов на символ (20 тактов разнесённых по процам на 10 тактов) - 24 символа в строке при 5 МГц (и почти 20 при 4 МГц) P.P.P.S. А вот тоже самое если держать адрес видеопорта в DE: Получается 7 тактов на символ - 34 символов в строке при 5 МГц и почти 28 при 4 МГц ( можно ограничиться скажем 24 x 18 ) Вот ещё проще:
Но цифры не очень удобные - 5 тактов на символ...
Last edited by Shaos on 09 Sep 2012 15:28, edited 8 times in total.
|
09 Sep 2012 13:26 |
|
|
Shaos
Admin
Joined: 08 Jan 2003 23:22 Posts: 22587 Location: Silicon Valley
|
Да - не очень хорошо получается... Можно синхронизировать процы в момент обращения к адресу где будет находится порядковый номер проца - прерывание будет взводить триггер и первый проц, который обратится по этому адресу, встанет по READY, взведя второй триггер - оба триггера будут сбрасываться вторым процом, который обратится по этому же адресу. Кстати номер проца можно не формировать железно - кто обратится к этому адресу раньше, тот и первый
Ну тогда придётся аппаратно генерировать строчные синхроимпульсы, а хотелось всё затолкать в проц...
|
09 Sep 2012 13:40 |
|
|
b2m
Devil
Joined: 26 May 2003 06:57 Posts: 863
|
Строчные СИ нужно генерировать почти постоянно, при таком подходе процессор больше ничего не успеет сделать. Да и для генерации прерывания по кадру или по строке всё равно придётся делать счётчик. Хотя, можно использовать ВИ53
Я вижу это так: при помощи одного канала ВИ53 можно отмерять время по кадру (начало КСИ, конец КСИ, начало изображения), а другие два канала будут генерить строчные СИ (начало и конец СИ). Изображение за одно прерывание генерить не для одной строки, а для всего кадра.
Я ещё подумал, что может быть вместо двух процессоров проще сделать два банка памяти и два сдвиговых регистра, объединённых в один 16-битный сдвиговый?
_________________Страничка эмулятора наших компьютеров
http://bashkiria-2m.narod.ru/
|
09 Sep 2012 22:59 |
|
|
Shaos
Admin
Joined: 08 Jan 2003 23:22 Posts: 22587 Location: Silicon Valley
|
Задача сделать компьютер с видеовыходом и минимальной внешней обвязкой
Понятно что строчные надо генерить постоянно, но для тех строк где нету данных обработчик очень не надолго брал бы управление - только чтобы синхроимпульс организовать, но если оно гулять будет 4-18 тактов, то наверное строки придётся считать аппаратно...
|
10 Sep 2012 05:41 |
|
|
Lavr
Supreme God
Joined: 21 Oct 2009 08:08 Posts: 7777 Location: Россия
|
Ну не побрезгуйте схемотехникой Галактики. Там механизм, похожий на описанный b2m,
довольно несложно реализован...
_________________ iLavr
|
10 Sep 2012 05:51 |
|
|
Shaos
Admin
Joined: 08 Jan 2003 23:22 Posts: 22587 Location: Silicon Valley
|
А вот ещё мыслей (почти что через 4 года): т.е. 17 тактов на символ от одного проца - совсем криво выходит А что если код символа не посылать в порт, а сам адрес порта будет являться кодом символа? По идее можно и IN т.к. посылаемый-принимаемый байт значения не имеет (но можно сделать чтобы имел) А в чём фишка по сравнению с притянутыми нопами? А в том, что процессор сам решает что и в каком порядке выплёвывать на экран
|
11 Jun 2016 13:14 |
|
|
Lavr
Supreme God
Joined: 21 Oct 2009 08:08 Posts: 7777 Location: Россия
|
Ну, во-первых, что и в каком порядке "выплёвывать" на экран решает всё же стандарт развертки... А фишка по сравнению с нопами в том, что IN и OUT - двухбайтные команды, а число тактов - 10 супротив 4-х у NOP, значит и вынос в регистр сдвига будет медленнее, а значит и число точек - меньше... То ли Shaos торопился куда-то, то ли мудрости не приобрел за "почти что через 4 года"...
_________________ iLavr
|
11 Jun 2016 13:29 |
|
|
Shaos
Admin
Joined: 08 Jan 2003 23:22 Posts: 22587 Location: Silicon Valley
|
Стандарт развёртки требует лишь поставить синхроимпульсы по нужным отступам - и всё... Короче размышляем дальше - если решаем идти по пути VGA (см. http://martin.hinner.info/vga/timing.html), то строки должны идти с частотой 31778 Гц, с которой будут дёргаться прерывания - чтобы строчки не разъезжались (на отмеченные выше 4...18 тактов), надо процы и синхроимпулс синхронизировать - потом подумаю как. А сейчас считаем - 3.125 МГц это 312500 выплюнутых байтов с каждого проца в секунду или 9.8 байта в строку или 8 видимых - совсем не густо, но если вспомнить, что у нас проца 2, то получается уже 16 символов в строке, что по идее уже терпимо, но неинтересно... P.S. А не поставить ли 10 процов, разнесённых на 1 такт? Тогда будет 80 символов в строке...
|
11 Jun 2016 13:37 |
|
|
Lavr
Supreme God
Joined: 21 Oct 2009 08:08 Posts: 7777 Location: Россия
|
Не... что-то ты плохо 4 года размышлял... Еще стандарт любит, чтобы длительности синхроимпульсов не слишком отличались от стандартных... А люди вон еще про "привязку уровня черного" откопали траблу, что даже для меня ново! Хотя я и смотрел довольно давно, к чему приводит отсутствие этой привязки...
_________________ iLavr
|
11 Jun 2016 13:51 |
|
|
Shaos
Admin
Joined: 08 Jan 2003 23:22 Posts: 22587 Location: Silicon Valley
|
Угу - и это тоже (отступы я имел ввиду и по фронтам, и по спадам)
|
11 Jun 2016 14:08 |
|
|
|
Page 1 of 1
|
[ 13 posts ] |
|
Who is online |
Users browsing this forum: No registered users and 93 guests |
|
You cannot post new topics in this forum You cannot reply to topics in this forum You cannot edit your posts in this forum You cannot delete your posts in this forum You cannot post attachments in this forum
|
|