Программно-аппаратное формирование видеосигнала

[jdigreze]

Позволю себе, ибо курилка, процитировать своего давнего вашингтонского друга: "Всё, что мы думаем, уже делается, всё, а что мы придумали, уже снято с производства".
С другой сороны, только что отключали лехтронергию, смею заверить, що керосиновая лампа и кирпичная печь - рулят.

[Lavr]

"Всё, что мы думаем, уже делается, всё, а что мы придумали, уже снято с производства".

Мне иногда кажется, что всё придумали древние римляне с греками: всё назвали нужными
словами, на все случаи придумали подходящие цитаты и афоризмы...

Но меня так эмоционально подкинуло другое: я вроде сделал прикидки, посчитал, обсудил
с коллегами, но всё-равно в душЕ некий червь сомнения - а будет ли ОНО работать?

А ОНО - РАБОТАЛО 30 ЛЕТ НАЗАД! --- Вот это - ШОК!



PS. Вот только у меня сомнение, сможет ли 580ВМ80 успевать и регенерацию ДОЗУ выполнять
при таком способе?...
PРS. В общем-то здесь не курилка, а топик Galaksija из раздела Other retrocomputers...

[Lavr]

Учтём параметры полного телевизионного сигнала системы SECAM:

• Номинальная длительность строки Н = 64 мкс;
• Длительность гасящего импульса строк а = 12 мкс;
- (Откуда видимая часть строки = 52 мкс )
...
Рассмотрим всё же как оно по правде будет: 52 мкс / (4 такта * 1/F мкс)
F=2.0МГц 4 такта по 500нс = 2000нс = 2.000мкс - 26 символов в строке Кварц- 8 МГц
F=2.5МГц 4 такта по 400нс = 1600нс = 1.600мкс ~ 32 символа в строке Кварц- 10 МГц
F=2.7МГц 4 такта по 370нс = 1481нс = 1.481мкс ~ 35 символов в строке Кварц- 10.8 МГц
F=3.0МГц 4 такта по 333нс = 1332нс = 1.333мкс ~ 39 символов в строке Кварц- 12 МГц
F=3.5МГц 4 такта по 286нс = 1143нс = 1.143мкс ~ 45 символа в строке Кварц- 14 МГц
F=4.0МГц 4 такта по 250нс = 1000нс = 1.000мкс - 52 символа в строке Кварц- 16 МГц

В общем мысль у меня к Галаксии периодически возвращается, тем более что у нас теперь есть модель z80 aka 580ВМ80 для Протезуса.
А значит, можно уже некоторые прикидки поделать, исходя из того, что в этом топике обсудили...

Мне лично интересны 2 вещи: реализовать идеологию Галаксии (а может быть zx81) на процессоре 580ВМ80 без специфики z80.
И вторая мысль: использовать отдельный 580ВМ80 в качестве счетчиков, если это осуществимо...

Из процитированных выше расчетов оптимальным представляется вариант:
F=2.5МГц 4 такта по 400нс = 1600нс = 1.600мкс ~ 32 символа в строке Кварц- 10 МГц

Это дает нам геометрию 256х256 пикселей, но пиксель будет НЕ КВАДРАТНЫМ!
Я уж было начал делать кое-какие схемные прикидки, но стало мне интересно, а как будет выглядеть при этом экран?

Вариантов поручилось 2: первый - используем способ как в "Специалисте" и получаем 48 символов в строке.
Выглядеть это будет вот так:

SpecDumpEF.gif

А второй вариант - не используем сдвигов и матрица символа - шириной в байт, это быстрее.
Но получаем 32 символов в строке, и выглядит это вот так:

SpecDumpDF.gif

Я, кстати, искал схему Галаксии поразборчивее и увидел, что интерес к ней не пропадает.
Какие-то черти пытаются сделать её на CMOS... https://revspace.nl/Galaksija

Попадаются материалы по Галаксии-плюс, но как я вижу, это - попытка "дотянуть" её до уровня "Специалиста",
причем не совсем удачная, так что мне она не показалась интересной...

[b2m]

А ты уже придумал, как ты без регистра регенерации памяти будешь видео выводить в варианте Галаксии на 580ВМ80?
Я уже не помню где (может даже на этом форуме), но была вроде идея на время формирования строки видео
запускать процессор по видеопамяти, но он при этом должен получать NOPы, а считанные из ОЗУ байты должны записываться
в сдвиговый регистр. Только вот непонятно, как этот процесс заканчивать в конце строки. Видимо, тут надо как-то усложнять
дешифрацию адреса, чтобы для процессора видеопамять была "дырявая", с NOPами в видимой части строки.

[Lavr]

А ты уже придумал, как ты без регистра регенерации памяти будешь видео выводить в варианте Галаксии на 580ВМ80?
Я уже не помню где (может даже на этом форуме), но была вроде идея на время формирования строки видео
запускать процессор по видеопамяти, но он при этом должен получать NOPы, а считанные из ОЗУ байты должны записываться
в сдвиговый регистр.

Именно это я и придумал, а потом ещё и увидел, что так же сделано в zx80, обсуждали мы это прямо в этой ветке несколько страниц назад.

И это можно уже начать проверять на имеющейся у нас модели 580ВМ80 aka урезанный z80, и потихоньку я уже начал это делать...

Но всё же интересно выяснить в чем была программно-аппаратная хитрость Галаксии. Если всё связано с регистром регенерации памяти, то для него мне известно следующее:

R: Регистр регенерации памяти, 8 бит. Увеличивается на 1 после каждой выборки команды, но инкремент затрагивает только младшие 7 бит, старший бит не меняется и может быть использован в программах.
- При выборке команды с префиксом, R увеличивается еще на 1. В блочных командах R увеличивается на 2 в каждой итерации.
- Для правильной работы LD A, R и LD R, A увеличение R должно происходить до выполнения команды.
- Прием прерывания увеличивает R на единицу.

Что из этого, или из того, чего здесь нет, может помешать сделать "Галаксию" на современном z80?

По схеме оригинальной "Галаксии", которую я на днях, надеюсь, что дорисую, я вижу, что обращением к УВВ они тормозят z80 по WAIT с учетом М1, а строчный импульс из ожидания z80 отпускает на формирование строки.
Я прочитал где-то, что вроде как у некоторых клонов z80 есть отличия именно где-то в процессе обращения к УВВ.
Возможно, это еще может иметь значение?

[Lavr]

Я вот думаю, а не поставить ли таймер типа 8253 на формирование строчных и кадровых импульсов?

С одной стороны - он уберет 3...4 корпуса ИС... но с другой стороны, таймер - это как-то
не "по-нищебродски"...

Но программируемый таймер с прерыванием по нему - очень удобная вещь и даже несколько универсальная...

[Shaos]

Я вот думаю, а не поставить ли таймер типа 8253 на формирование строчных и кадровых импульсов?

http://zxpress.ru/book_articles.php?id=2054

[Lavr]

Ну два таймера 8253, как мне кажется, это уже будет перебор...

[fifan]

Мне кажется здесь разговор пошёл не о Галаксии, а о ZX80. Может всё это в другую тему?

[Lavr]

Мне кажется здесь разговор пошёл не о Галаксии, а о ZX80. Может всё это в другую тему?

Да нет... разговор здесь о том, как генерировать видео-сигнал программно-аппаратным способом,
и Галаксия - просто хороший тому пример.

А ZX80 использует трюк с аппаратной подстановкой процессору кода NOP, хотя и не так, как я планировал.
Но разобрать его схемотехнику мне показалось полезным.
И нет нужды новые темы плодить, я считаю... пусть вся нужная информация лежит в одном месте.


По поводу программно-аппаратной генерации видео-сигнала на К580ВМ80:
что-то у меня структура видео-памяти неприятная сейчас вырисовывается - начала строк не выраниваются
на удобные числа.

Я планировал поместить видео-ОЗУ на адреса 0C000…DFFFH, 0E000 - начало служебного ОЗУ.
И строки должны были располагаться так:

Code: Select all

0C000…0C01F - 1100000000011111
0C020…0C03F - 1100000000111111
0C040…0C05F - 1100000001011111
0C060…0C07F и т.д.

Но времЯнка видеосигнала пока мне не дает так сделать.

На обратный ход по строке у меня остаются 24 такта - это 6 NOP-ов или что-то другое...
Варианты: либо потерять на каждой строке лишних ячеек памяти - пропустить их, либо логическая
организация видео-ОЗУ будет весьма неудобной...

[Shaos]

а если сразу VGA сделать? там времянки другие - может удобнее будет?

[Lavr]

а если сразу VGA сделать? там времянки другие - может удобнее будет?

Не получится. Я рассчитываю для К580ВМ80А на тактовой частоте 2.5 МГц при частоте выдачи
пикселей 5 МГц.
И то всего получается выдать 256 точек в видимой части строки - это всего 32 байта.

А в VGA и этого не получится, т.к. К580ВМ80А для этих целей слабоват...

Давайте уж о реальном, а не об сюрреальном...

[Shaos]

а ты много точек хочешь? ну тогда да
а то можно было бы при 31778 Гц строчной частоты и 5 МГц пиксельклока утолкать 157 точек в строку
это вместе со всеми синхро и гасящими импульсами - а реально там (исходя из 640+16+96+48 или 80%+2%+12%+6%) будет 125 строк (источник по таймингам: http://martin.hinner.info/vga/timing.html)
P.S. если частота будет чуть больше - скажем 5.084 МГц, то в строку влезет 160 точек, из которых видимый растр будет 128, front porch - примерно 3 пиксела, sync pulse - примерно 19 пикселов, back porch - примерно 10 пикселов
P.P.S. на самом деле можно процессор прерывать с частотой 31778 Гц, чтобы он выплёвывал видеостроку побайтно, а в конце видимого растра выдавал бы короткий импульс (и отпускал прерывание) и по этому импульсу простая схемка их резисторов и кондёра делала бы строчный синхроимпульс с нужными задержками

[Lavr]

а ты много точек хочешь? ну тогда да
а то можно было бы при 31778 Гц строчной частоты и 5 МГц пиксельклока утолкать 157 точек в строку

Я бы и все 384 точки хотел бы... но проц не потянет... так что только 256.

можно процессор прерывать с частотой 31778 Гц, чтобы он выплёвывал видеостроку побайтно, а в конце видимого растра выдавал бы короткий импульс (и отпускал прерывание) и по этому импульсу простая схемка их резисторов и кондёра делала бы строчный синхроимпульс с нужными задержками

Глядя на свои расчеты и на план видео-ОЗУ, я пока сомневаюсь в подобной резвости К580ВМ80А на выбранной частоте.
Поэтому за INT будет дергать кадровая частота, поскольку если прерывать с частотой 31778 Гц,
проц замучается обрабатывать прерывания.

[Lavr]

В общем, на данный момент получается вот такой примерно расклад:
на тактовой частоте 2.5 МГц процессор К580ВМ80А выполняет операцию NOP за 4 такта по 400нс = 1600нс = 1.6 мкс
То есть каждые 1.6 мкс процессор способен менять адрес ячейки видео-ОЗУ и выдавать байт
в регистр сдвига.
Последний при этом выдвигает точки по строке с частотой 5 МГц.

На видимую часть строки приходится 32 операции NOP или 32 байта (32 х 8 = 256 точек).
Это составляет 51200 нс или 51.2 мкс.

На строчный гасящий остается 12800 нс или 12.8 мкс (32 такта по 400 нс) или 8 байт.
Таким образом, полная длина строки = 40 байт, то есть, через 1 строку начало строки будет не выровнено на параграф.
Я всё же хочу для удобства рассчетов координат точек на экране выровнять на параграф, но тогда
в каждой строке остается 8 неиспользуемых в отображении байт, а начала строк будут расположены
вот так:
Весь экран: 0C000…0EFFFH, 0F000… - служебная область.

Code: Select all

0C000…0C02F - 1100000000101111 - 0-я строка
0C030…0C05F - 1100000001011111 - 1-я строка
0C060…0C08F - 1100000010001111 - 2-я строка
0C090…0C0BF - 1100000010111111 - 3-я строка
и т.д.

Область 0C000…0EFFFH выбрана как верхняя четверть пространства в 64К.
Её удобно отслеживать селекторами по шине адреса, если будет необходимость.
(11000000.00000000 - 0C000 начало видео-ОЗУ, 11110000.00000000 - 0F000 конец видео-ОЗУ)