Меня удивила
цитата о проблемах с которыми столкнулись инженеры кишинёвского завода при выпуске Векторов с КР580 на такте 3 МГЦ. У меня сложилось мнение, что основные проблемы мешающие оверклокингу КР580, это не его неспособность прогонять программу на высоком клоке, а нелучшая буферизация шин и применение в качестве дешифраторов для чип-селектов медленных серий (или слишком длинная цепь прохождения сигналов формирующих чип-селекты узлов).
Медленные дешифраторы (или длинные суммарные цепи прохождения сигналов дешифрации от адресов до чип-селектов) приводят к тому, что сигналы чтения/записи на ОЗУ/ПЗУ укорачиваются сокращая время доступа. А перегрузка шин приводит к тому, что за укороченное время доступа слабая БИС не успевает перезарядить все паразитные ёмкости шин и вытянуть сигналы выше/ниже порога TTL-входов.
В начале 90-тых я имел для экспериментов кучу плат Специалиста Экспресс и была задача увеличить экран в Специалисте. Для этого было необходимо поднять клок до 3 МГЦ. Я знал, что КР580 тянет 3 МГЦ, т.к задолго до статьи в ж.Радио 01.1991 о турбировании РК86, ещё в 1987 году один мой знакомый по ВУЗ-у, чтобы ускорить работу программы "Шахматы", увеличил клок РК86 до 3 МГЦ,.
В ходе несложных экспериментов я расширил экрал Специалиста до 512*256. Для этого одновременно с изменением в формировании сигнала горизонтальный BORDER и коэф-та счётчиков я заменил кварц на 11 МГЦ (клок 2.75 МГЦ). Это позволило привести ТВ-сигналы к стандарту и картинка более-менее влезала в экран монитора. Но, чтобы картинка влезала в экран советского цветного телевизора нужен был кварц 12 МГЦ. Чтобы этого добиться пришлось заменить TTL-микросхемы на 1533 серию.
На другой плате я попытался получить видеорежим 640*256 (схема сохранилась), чтобы при одной банке ОЗУ поиметь 4 цвета в экране 320*256. Для этого потребовалось поднять пиксель клок до 13.5 МГЦ. Достичь этого, кроме замены микросхем на 1533 серию, удалось лишь добавив 580 ВК28. С ним пара Специалистов работала с кварцем 14 МГЦ, что соответствует клоку КР580 в 3.5 МГЦ. Сбоев не было, хотя на КР580 стоял медный радиатор. Чтобы оценить повторяемость я специально испытал имеющиеся 3 или 4 процессора КР580 и проблем не заметил.
Но на клоке 4 МГЦ устойчивой работы КР580 даже с ВК28 добиться не удалось. И даже, чтобы он запустился пришлось принять ряд мер. В итоге по сбросу при холодном КР580 я успевал ввести команду выдачи дампа и начинался ролик дампа, но через несколько секунд происходил завис, вероятно от местного перегрева кристалла. Большой радиатор не помогал. Но нет сомнения, что с водяным охлаждением КР580 точно сможет работать на 4 МГЦ.
Любопытно, что ЛП10 применённые в плате ЭКСПРЕСС для буферизации части адресов только вредят турбированию (т.е без ЛП10 Специалист работает с более высокочастотным кварцем). Это можно попробовать объяснить тем, что сигналы на дешифраторы берутся после ЛП10, потому задержки в ЛП10 укорачивают чип-селекты.
Скорее всего в заводском Векторе-06Ц были менее удачные времянки, чем в плате Специалист Экспресс. И возможно шины, несмотря на наличие ВК28, были перегружены из-за применения менее экономичных TTL-серий. Или КР580 был не того завода.
--- Добавлено ---
Что касается
турбирования ОРИОНА на КР580, то это практически невозможно (точнее очень сложно реализуется, а выигрыш даст незначительный). Потому что это уже готовое изделие с процессором синхронным с видео частью. Не проблема тупо увеличить клок КР580 до 2.75 МГЦ (я так делал, достаточно заменить кварц на 11 МГЦ и перекинуть проводок в группе счётчиков), но это окончательно уплющивает экран, а экран в ОРИОНЕ и без того уже сдуру уплющенный. Для ОРИОНА более актуальна задача понижения клока до 2.25 МГЦ (чтобы исправить извращение и хоть частично отплющить экран).
В готовом компьютере с синхронным видео относительно просто турбировать можно только кратно, т.е вдвое или вчетверо повышая клок. В данном случае 2.5 МГЦ умножить на 2 - это 5 МГЦ, что никакой КР580 (даже в фарфоровом корпусе с военной приёмкой и водяным охлаждением) - никогда не потянет. К тому же даже при Z80, чтобы заставить тормозное ОЗУ 565 РУ5 работать без сбоев при RAS-CAS 5 МГЦ требуется очень точно подгонять фронты и использовать вентилятор.
В реализации несложна идея тактировать КР580 асинхронно с видео (я так делал подключая к скоростному МП-ядру текстов адаптер со своим кварцем). Т.е можно подавать на КР580 клок 3.25 МГЦ, при неизменной частоте RAS-CAS в те же 2.5 МГЦ. Но потери на синхронизацию (за счёт тактов WAIT) сожрёт при этом намного больше скорости, чем выигрыш достигаемый увеличением клока КР580. Асинхронное тактирование CPU даёт выигрыш ( и то небольшой) лишь, если клок CPU поднять до 10 МГЦ (при RAS-CAS ОЗУ 2.5 МГЦ).
Теоретически есть непроверенная идея позволяющая незначительное ускорение при КР580. Суть идеи в динамическом переключении клока КР580. Например при обращении к ПЗУ и В/У, (т.е в адреса выше $F400), обращения куда могут быть несинхронными (с счётчиками ИЕ5), теоретически можно временно переключать клок КР580 на повышенный. Хотя толку это даст немного, потому что для чтения следующей команды клок КР580 должен переключаться на стандартный.
Если поставить в окне 0...3FFF банки 0 статику 62256/w24257, которая установлена без связи с буферами DRAM и потому не обязана работать синхронно, то при обращении к этому ОЗУ можно переключить клок КР580 на 3.5 МГЦ и держать его таким до первого обращения к DRAM.
Проблема в несинхронности клоков 3.25 МГЦ и 2.5 МГЦ, из-за чего переключения клока должно стробироваться. В общем-то эта задача решаемая, хотя очевидно, что выигрыш будет только для программы работающей с тактом 3.25 МГЦ из несинхронного статического ОЗУ (когда и стек стоит в нём). Т.к, если клок переключается лишь на одну единственную команду, то весь выигрыш "съест" синхронизация при переключениях клоков. И это - не ускорение для уже имеющихся программ.
Есть ещё одна идея, но она для ОРИОНА не годится, лишь для Специалиста. Специалист/Орион делают два обращения к ОЗУ за время сдвига видеобайта на экран. Если изменить схему так, чтобы за время вывода видеобайта было 3 обращения, то в Специалисте клок процессора будет 3 МГЦ. Но в ОРИОНЕ эта идея точно не взлетит, т.к из-за неудачности его базовых частот 3.75 МГЦ КР580 не потянет.
С учётом отсутствия проработанных схем выше упомянутых вариантов турбирования КР580 (и их предполагаемой сложности или неэффективности ) остаётся только или шваркнуть ОРИОН об стенку или принять разумное решение и поставить в него Z80 по схеме "голый Z80" (т.е просто Z80 без дополнения архитектуры).
PS. А вот то, что обычный n-MOP 6502 нормально разгоняеся вдвое это для любителей хорошая новость. У меня есть кучка таких 6502 (разных фирм), но на клоке 1 МГЦ они мне неинтересны, а вот на клоке в 2 МГЦ совсем другое дело. Т.к якобы (по утверждениям фанатов 6502), по эффективности это будет эквивалентно процессору Z80 на такте более, чем в 4 МГЦ. Даже если это не совсем так, всё-равно ИРИША, Специалист или даже РК86 с таким быстродействие уже сможет порадовать глаз плавностью движений спрайтов в "Принце Персии". Т.к в ИРИШЕ и РК86 процессор несинхронный с видео, а Специалисту - 4 МГЦ кратны его пиксельклоку. А вот для ОРИОНА в силу неудачности его базовых частот, 6502 на клоке 2 МГЦ не подойдёт.