Экспериментальный недокомпьютер NedoPC-28

[Shaos]

В связи с разбиением платы на части и иной нумерацией микросхем и разъемов изменилось и описание девайса, который теперь состоит из трёх плат (см. принципиальные схемы тут и тут):

Разъемы платы и количество пинов в скобках:
JP1, JP2, JP3 (24) - подключение платы NedoCPU (NI-3x8);
JP4 ( 8 ) - внешняя шина данных (8 i/o);
JP5 ( 15 ) - шина NI-15 (8 i/o, 5 o);
JP6 ( 8 ) - входной порт (8 i);
JP7 ( 8 ) - входной порт (8 i);
JP8 ( 8 ) - входной порт (8 i);
JP9 ( 8 ) - входной порт (8 i);
JP10 ( 8 ) - входной порт (8 i);
JP11 ( 8 ) - выходной регистр (8 o);
JP12 ( 8 ) - выходной регистр (8 o);
JP13 ( 8 ) - выходной регистр (8 o) выводящий наружу младшие байт внутренней шины адреса;
JP14 ( 8 ) - выходной регистр (8 o) выводящий наружу старший байт внутренней шины адреса.
JP15 ( 8 ) - непосредственные входы-выходы микроконтроллера для внешнего использования (RA0,RA1,RA2,RA3,RTCC,RB5,RB6,RB7), причём 4 из них могут являться источниками прерывания работы микроконтроллера (7 i/o, 1 interrupt);
JP16 (32) - подключение бортовой памяти NedoMem (NI-32).

Итого имеем следующие входы-выходы:
- 1 вход прерываний (RTCC) - не может быть непосредственно использован как вход или выход данных (теоретически может быть использован как вход-выход при подключении другого модуля NedoCPU, построенного к примеру на PIC у которого будет пин A4);
- 23 входов-выходов (3 из которых также могут быть запрограммированы как входы прерваний - а именно RB5,RB6,RB7);
- 40 входов (ввод через буфера);
- 37 выходов (вывод через регистры).
т.е. всего 100 возможных входов/выходов для приёма/передачи данных (отсюда и название материнской платы - NedoMama-100).

Модуль процессора NedoCPU может быть построен на базе другого микроконтроллера ( не SX-28 ) с аналогичным количеством портов, например PIC16F870. В материнскую плату может быть воткнута бортовая память ( например NedoMem-16K ) объемом до 64К, причём адресующие её сигналы могут быть использованы как выходы (JP13 и JP14). На выход NI-15 можно припаять как угловые иголки, для втыкания платы NedoMama-100 вертикально в другую NI-15 материнку либо бредборду (в этом случае преобразователь напряжения 7805 (IC17) можно не припаивать, считая что питание идёт с шины), либо 15 дырчатый разъем-маму для втыкания других NI-15 устройств или простых разветвителей шины NI-15 (типа NedoMama-1) - в таком случае плата располагается горизонтально - разъемами вверх (и в бок), а микросхемами вниз.

Теперь о том как с этим устройством предполагается работать. Микроконтроллер SX-28 ( модуль NedoCPU-28 ) имеет лишь 20 сигналов ввода-вывода и данная плата должна дать возможность использовать большее количество сигналов (а именно 100), но не напрямую. На плате имеется внутренняя шина данных, подключённая к порту C микроконтроллера (RC0...RC7) - разъем JP3. Место куда эту шину подключать, определяется младшими 4 битами порта B (RB0...RB3) - разъем JP2, которые дешифруются с помощью IC1 и IC2 (а само действие запускается временным обнулением бита RB4):
0000 ( S0 ) - чтение из бортовой памяти NedoMem по ранее сохранённому адресу;
0001 ( S1 ) - чтение с внешней шины данных (JP4) через буфер IC3 (есть возможность использовать буфер не только на вход, но и на выход - см.описание регистра управления);
0010 ( S2 ) - чтение с шины NI-15 (JP5) через буфер IC5;
0011 ( S3 ) - чтение буфера IC7 (JP6);
0100 ( S4 ) - чтение буфера IC9 (JP7);
0101 ( S5 ) - чтение буфера IC10 (JP8);
0110 ( S6 ) - чтение буфера IC11 (JP9);
0111 ( S7 ) - чтение буфера IC12 (JP10);
1000 ( S8 ) - запись в бортовую память NedoMem по ранее сохранённому адресу;
1001 ( S9 ) - запись в регистр IC4 (для дальнейшего вывода во внешнюю шину данных JP4);
1010 ( S10 ) - запись в регистр IC6 (для дальнейшего вывода в шину NI-15 через разъём JP5);
1011 ( S11 ) - запись в регистр управления IC8 (о назначении отдельных битов см.ниже);
1100 ( S12 ) - запись в регистр IC13, хранящий младший байт адреса бортовой памяти (байт доступен извне через разъем JP13);
1101 ( S13 ) - запись в регистр IC14, храняший старший байт адреса бортовой памяти (байт доступен извне через разъем JP14);
1110 ( S14 ) - запись в регистр IC15, выход которого доступен через разъем JP11;
1111 ( S15 ) - запись в регистр IC16, выход которого доступен через разъем JP12.

Назначение битов регистра управления IC8 (запись по адресу 1011):
бит 0 - сигнал _CS шины NI-15 (JP5) - может использоваться как обычный выход;
бит 1 - сигнал ALE шины NI-15 (JP5) - может использоваться как обычный выход;
бит 2 - сигнал M_IO шины NI-15 (JP5) - может использоваться как обычный выход;
бит 3 - сигнал _RD шины NI-15 (JP5) - может использоваться как обычный выход;
бит 4 - сигнал _WR шины NI-15 (JP5) - может использоваться как обычный выход;
бит 5 - разрешение вывода данных из регистра IC6 (записанного по адресу 1010) в шину NI-15 (JP5);
бит 6 - разрешение вывода данных из регистра IC4 (записанного по адресу 1001) во внешнюю шину данных (JP4);
бит 7 - управление направлением буфера IC3 (обычно "0", но может быть установлено в "1" для вывода во внешнюю шину данных без защёлкивания через адрес 0001 - при этом бит 6 должен быть установлен в "1", чтобы выход регистра IC4 не шёл в эту шину).

[Shaos]

Сборка NedoCPU-28:





Собранный вариант с радиатором воткнут в бредборду:



Прошивка через SX-Blitz и работа со встроенным генератором на 4 МГц:



Затем перепрошил на использование HS3 и перебробовал все внешние осцилляторы - вот этот самый быстрый что у меня был - на 66.666 MHz:



Тестовая программа инкрементировала 16-битное число с задержкой и выводила младшее слово в порт B, а старшее в порты A и C:

Code: Select all

#ifndef DEVICE
#define DEVICE pins28+pages1banks1+oschs3+turbo
#endif

	processor sx28

	include "sxdefs.inc"

device	equ	DEVICE

	include "shaosx.inc"

trisb	equ	0x00
initb	equ	0x00

pattern equ	0x08
bigpat	equ	0x09
count1	equ	0x0A
count2	equ	0x0B

	org	0x10

reset:	mode 	0x0f
	option

	movlw	initb
	movwf	portc
	movwf	portb
	movwf	porta
	movlw	trisb
	tris 	portc
	tris	portb
	tris	porta
	movlw	0x00
	movwf	pattern
	movlw	0xFF
	movwf	bigpat
	movwf	porta
	movwf	portc
loop:
	movrw	pattern
	movwf	portb
	delay2	0x00,count1,count2
	decfsz	pattern,f
	goto	loop
	decf	bigpat,f
	movrw	bigpat
	movwf	porta
	movwf	portc
	goto	loop

	END

К портам подключены светодиоды по которым я мог анализировать скорость счёта. Турбо получается в среднем в 3 раза быстрее обычного режима. Турбо 66.666 МГц быстрее чем турбо 4 МГц в ожидаемые 16 раз.

Теперь бы оценить степень помех, которые генерирует сей девайс на таких частотах - у меня при его работе с генераторами выше 50 МГц создалось ощущение, что волосы на голове зашевелились, постепенно становясь дыбом

[Shaos]

Третью плату обозвал NedoMama-100 (по количеству гнёзд ввода-вывода)

В результате имеем NedoPC-28 = NedoMama-100 + NedoCPU-28 + NedoMem-16K

А вот и NedoMama развелась (4 проводка придется напаять - не воткнулись):



Вот большие картинки - схема и плата

Архив с исходниками для Eagle увеличился в размерах включив файлы недомамы:

http://nedopc.org/nedopc/28/NedoPC-28-v1_1-eagle.zip (178K)

Вот и подошли недомамы - $115 за 4 штуки с бесплатной доставкой:

[Shaos]

Новая плата - NedoCPU-28+ (v2.0) и NedoMem-512K на одной плате (распиливается вручную):



Вот картинки схемы и платы, а также архив с игловыми исходниками и герберами:

http://nedopc.org/nedopc/28/NedoPC-28-v2_0-eagle.zip (65K)

NedoCPU-28+ это основа микроконтроллерного девайса NedoText, а модуль памяти NedoMem-512K просто чтобы был. При подготовке платы в игле использовал свою либу shaos_lbr.zip (3.8K), где добавился компонент SX28 в DIP корпусе.

Отличие NedoCPU-28+ от NedoCPU-28 состоит в том, что на плате имеется счётчик, который запитан от осциллятора и он может делить тактовую частоту на 3, 6 или 10 (а также на обычные 2, 4, 8, 16 - настраивается двумя перемычками JP8 и JP9) и эта поделённая частота идёт на ногу A5 вместо "1" как у NedoCPU-28 (причём перемычкой JP7 можно сделать совместимый вариант, когда там будет "1"). Более подробную доку по плате напишу позже.

Ждём изготовленных плат

[Shaos]

Ждём изготовленных плат

Готовая плата:



Собранная плата:

[Shaos]

Только на производство экспериментальных плат по проекту NedoPC-28 (включая NedoText) уже истрачено $420 - пора плодить приложения

[cr0acker]

Можно все микрухи кроме ОЗУ и дешифраторов заменить на 74*652 и получить двунаправленную шины везде с меньшим количеством элементов?

[Shaos]

Можно все микрухи кроме ОЗУ и дешифраторов заменить на 74*652 и получить двунаправленную шины везде с меньшим количеством элементов?

74HCT652 $1.5

[cr0acker]

Можно все микрухи кроме ОЗУ и дешифраторов заменить на 74*652 и получить двунаправленную шины везде с меньшим количеством элементов?

74HCT652 $1.5

Зато лишний дм печатный платы, это литр нефти, а литр нефти это три срубленных дерева, а три срубленных дерева это сотни бездомных белочек:) А мы ведь белочек любюим?

[Shaos]

Можно все микрухи кроме ОЗУ и дешифраторов заменить на 74*652 и получить двунаправленную шины везде с меньшим количеством элементов?

74HCT652 $1.5

Зато лишний дм печатный платы, это литр нефти, а литр нефти это три срубленных дерева, а три срубленных дерева это сотни бездомных белочек:) А мы ведь белочек любюим?

Не думаю что корпусов будет меньше, т.к. щас и так по корпусу на 8-битный канал (регистры односторонние, буфера в обе стороны)

[Shaos]

Отличие NedoCPU-28+ от NedoCPU-28 состоит в том, что на плате имеется счётчик, который запитан от осциллятора и он может делить тактовую частоту на 3, 6 или 10 (а также на обычные 2, 4, 8, 16 - настраивается двумя перемычками JP8 и JP9) и эта поделённая частота идёт на ногу A5 вместо "1" как у NedoCPU-28 (причём перемычкой JP7 можно сделать совместимый вариант, когда там будет "1"). Более подробную доку по плате напишу позже.

Очень странно, что NedoText вообще заработал - я НЕПРАВИЛЬНО использовал там 74F163 - я тогда не обратил внимания, что у этого счётчика синхронный сброс и что он будет считать не N шагов, а N+1, т.е. то что я думал есть счёт до 6, на самом деле является счётом до 7. Выходит счётчик может делить тактовую частоту не на 2,3,4,6,8,10,16, а на единицу больше - 3,4,5,7,9,11,17 и чтобы поддержать 6, схему придётся переделать

P.S. Ну или заменить на 74F161...

[Lavr]

на производство экспериментальных плат по проекту NedoPC-28 (включая NedoText)
уже истрачено $420 - пора плодить приложения

Ну и как, приложения наплодились?

А то при поиске на "SX-28 Parallax" Гугл упрямо подсовывает эту страницу...

[Shaos]

А то при поиске на "SX-28 Parallax" Гугл упрямо подсовывает эту страницу...

видимо уже не подсовывает...

[Shaos]

NI-32 - используется для связи модулей NedoMem (до 512К адресуемого пространства) с материнской платой и состоит из 32 контактов, расположенных в два ряда:

Code: Select all

 D0 | A0
 D1 | A1
 D2 | A2
 D3 | A3
 D4 | A4
 D5 | A5
 D6 | A6
 D7 | A7
_RD | A8
_WR | A9
_CS | A10
A18 | A11
A17 | A12
A16 | A13
+5V | A14
GND | A15

В случае платы NedoMem-16K адресные входы A14-A18 не используются

Начал таки сборку недомамы через более чем 12 лет, начав с платок памяти nedoMem