Spectrum приставка. Описание схемы компьютерах.х устройство и работа компьютера. Триумф в ссср
12:18 am - Синклер ZX Spectrum в позднем СССР.
Самым популярным домашним компьютером в позднем СССР был синклер.
Он работал в компьютерных классах, кооперативах, игровых залах. Многие из нынешних программистов
начинали с него.
Разработка
"...Все работы велись в ОКБ Львовского Политехнического института - секретное, режимное предприятие в то время, ныне (1999) называется НИКИ ЭЛВИТ (Научно-Исследовательский Конструкторский Институт Электронно-Вычислительной Измерительной Техники) госуниверситета "Львовская Политехника"
Инициатором перевоплощения фирменного "Спектрума" в отечественный можно считать Эдуарда Андреевича Марченко. Он выступил дизайнером корпуса компьютера и впервые подключил "Спектрум" к телевизору через антенный вход. Тем не менее он не так уж горд своими свершениями.
По словам Марченко, знай он, что со всех предприятий Союза начнут пропадать микросхемы памяти РУ5, растаскиваемые спектрумистами-самоделкиными (причём в таких масштабах, что стало невозможным выполнение некоторых госзаказов), он бы ещё хорошенько подумал, прежде чем способствовать популярности "Спектрума".Первым полностью воспроизвёл "Спектрум" Юрий Дмитриевич Добуш: он изучил и разобрал на доступные в СССР детали фирменную и особо секретную микросхему ULA, в которой фактически и содержался весь компьютер, не считая памяти, процессора и пары мультиплексоров.Также в разработке принимали участие Евгений Евгеньевич Натопта, занимавшийся программной частью компьютера, и Олег Васильевич Старостенко - создатель первой печатной платы "Львова".
"Как возникла идея копировать Спектрум, и почему именно Спектрум? Дело в том, что тогда уже витала в воздухе потребность в компьютере такого класса, особенно, была необходимость в разработке чего-нибудь с графикой. Тогда еще не было такого понятия, как домашний компьютер. Просто компьютер, который бы имел хорошую графику. Это раз. Кстати сказать, я до сегодняшнего дня удивляюсь и восхищаюсь тем, насколько оригинально придуман экран (экранная память /авт./) в Спектруме! Нужно было чтоб это был компьютер с достаточным количеством программных средств, в частности, игр, и чтоб они были доступны. Это два. Что было третьим?
Наверное то, что IBM"кой тогда начали заниматься в Киеве. И она была очень громоздкой и дорогой. Поэтому возник вопрос, как сделать что-то компактное, удобное, дешевое, и одновременно надежное. Тогда дисководов нормальных не было. Единственное, что появилось, - машина СМ 1800 с 8-ми дюймовыми дисководами, ими постоянно нужно было клацать, и это была такая бандура... Использование же в системе магнитофона было достаточно удобным. Спектрум не создавался как бытовой компьютер или как компьютер для игр. Он создавался как система проектирования для разработки и отлаживания программ на 580-м процессоре.
Был такой Женя, где-то он имел контакты. Кто-то из иностранных студентов привез фирменный Спектрум сюда, в ОКБ. Этот Женя контактировал с Натоптой Евгением Евгеньевичем, который, увидев этот компьютер, попросил Женю взять его себе домой поиграться... Мы берем с работы 99-й осциллограф, тащим его туда и буквально проходим по всем ножкам, зарисовываем осциллограммы этой ULA"шки. Кроме того, у нас была информация по структуре программного обеспечения: буквально был исписан один листок. Еще мы считали информацию из ROM компьютера. И начали работать. Евгений Евгеньевич Натопта занимался программным обеспечением, а я, молодой еще тогда специалист, - конкретно железом. Собственно разработкой. По осцилограммам восстанавливал схему.
Это было недолго. Месяц максимум.... Но мы работали! Мы работали так: с утра приходишь в девять, и до одиннадцати, пока не выгонял охранник, и в субботу, и в воскресенье. Вот это была работа! Кстати, интересный у нас тогда был подход к синтезу схемы: мы не рисовали схему - мы ее паяли. И вся схема всегда была в голове. Уже, как она заработала, так ты к ней и не возвращался, главное, чтобы работала. Тяжело было эту рутину сделать - нарисовать схему. Синклер еще интересен тем, что он был очень компактный и достаточно мощный по тем временам.
Смотрели мы его на таком маленьком телевизоре (показывает размер телевизора - чуть больше ладони), который стоял на компьютере, компьютер - это была плата с напаянными проводками.
Это уже потом можно было по разному изощряться, но мы повторяли осциллограмму один в один - боялись, что программа может не заработать. У нас были специфичные врезки в RAS"ы и CAS"ы. Была целая система хитростей, которая позволяла все сделать оптимально. И мы старались максимально вы- держать все так, как оно было в оригинале. Это потом уже люди начали думать: есть схема и пробовали сделать по другому. Кро- ме того, мы использовали ту элементную ба- зу, которая у нас была в наличии. Напри- мер, только через полгода в продаже появи- лись восьмиразрядные регистры ИР22, ИР23. Тогда их еще не было. Поэтому там так мно- го ИР16. И что характерно, я старался сделать компьютер с тем же потреблением, что и у оригинала. И это удалось!
Я помню, там стояла 176 серия, для некотрых фрагментов схемы ставилась задача не только реализовать, но и оптимизировать. Некотрые были с такими закрутами! Помню, делал счетчик на 176ИР2, так там было так закручено, что я иногда удивляюсь, как мне в голову пришло так все сделать. ... Вместе с нами шел только Каунас. Но Каунас опоздал с разработкой, хотя их первый вариант раньше начал работать. Натопта с ними контактировал и кое- какие зарисовки были от них, там тоже были свои наработки. Это была паралельная работа, но у них не получилось синтезировать всю схему. Мы отдали им свою схемотехнику и тогда они смогли закончить работу. У них были проработки, где-то вырвали какие-то кусочки по структуре программ, где какая память размещена. Я помню, карты памяти были привезены из Каунаса. Это дало нам возможность работать быстрее. А потом мы завезли им свою схемотехнику. Затем появились ленинградские, новосибирские...
(Программы)Копировали непосредственно с магнитофона на магнитофон. Потом уже появились программы копирования, через два года уже кто-то начал писать эти программы. Я лично этим уже не занимался. Мы тогда ставили вопрос, как сделать аппарат для копирования. Но там уже стоял вопрос скорости ленты. Первая копия нормально, потом вторая, третья: все хуже и хуже. Мы буквально полгода еще этим побаловались и забыли вообще, как это всегда бывает. Кроме того, были проблемы по работе - нас за это, мягко говоря, не похвалили. Не непосредственно наше начальство, а органы. Нет, вообще нельзя было тогда что-то сделать. Главное, что мы были режимной организацией. Поэтому, возможно, о нас ничего и не слышали.
Очень мало программ было. Я помню, их можно было еще коллекционировать - две, три, четыре... Помню, имел около пятидесяти кассет за два года. Кcтати, так же как и на IBM"ке когда-то коллекционировал все программки, какие только были - все помещалось в одну коробку, пятидюймовки, 360 килобайт. Что интересно, когда они создали этот макет, тут же нашлись энтузиасты, такие как Старостенко Олег Васильевич, который работал в этой же группе. Он и взялся это все воплотить в "металле" - печатные платы и прочее, прочее. Во-первых, его задача была по этим висящим и торчащим из макетницы проводкам воспроизвести принципиальную схему, развести плату и т.д. Он полгода над этим работал.
Когда Олег Васильевич уже сделал печатную плату, то с ее появлением появился и первый компьютер. Это был 84-85 год. И первый этот вариант он же и вывез в Москву своим заказчикам. У него были друзья в Москве и Ленинграде, вероятно, что он туда ее и потащил. Важно, что уже был работающий компьютер, и это вселяло уверенность, что все пойдет. А ведь когда ставились первые микросхемы, то они по техническим характеристикам не проходили. Это был тоже своего рода риск.
Говорили, что отечественные РУ5-е вообще не должны были там работать. Так они вообще никогда не работали. Ну РУ6-e потом начали работать, а РУ5-е я не помню, чтобы они работали. Ну, вроде бы работает, но сбоит. Сбоит. По той жа причине СМ1800-е постоянно сбоили, постоянно ломались. На наших микросхемах ничего нормального сделать нельзя было, особенно память. Это была катастрофа. Я еще припоминаю, мы такие толстенные шины питания ставили и конденсаторы сверху навешивали - это ужас. У меня еще где-то такие платы есть. Чем характерна наша "память", что там внутри конденсаторы стоят, и во время регенерации, во время фронтов, за счет их перезарядки она очень сильно потребляла, и там такие "звоны" были... Что мы только ни делали: и многослойные, и развязки как только ни ставили, даже фирмы тогда рекомендовали, как разводить матрицу, как проводники пускать. Самое плохое, что наши конденсаторы имели большую индуктивность выводов и они для фильтрации не годились. С этим мы столкнулись уже на IBM"ке..."
настоящий фирменный Синклер http://demin.ws/blog/russian/2012/09/01/sinclair-zx-spectrum/
Производство:
Источник: как оно было в Ленинграде: http://habrahabr.ru/post/118474/
Впервые стихийный рынок начал формироваться у магазина «Юный техник», что в доме 55 по Краснопутиловской еще в 80-ых годах прошлого века. Причиной было то, что во времена тотального дефицита на весь Питер было всего несколько магазинов продававших радиодетали вообще, да и ассортиментом они не блистали. По этому в выходные дни у входа в магазин собирались люди, и пытались что-то купить или продать. Причем делалось все это из подполы, т.к. деятельность считалась незаконной, и частенько эту «толпу» из 30-40 человек милиция гоняла. По этому кто-то стоял скажем с инструкцией от магнитофона в руках, кто-то держал список имеющихся транзисторов приколотой к подкладке пиджака. В общем все, как в фильме «Иван Васильевич меняет профессию».
В Ташкенте, например, это были радио ряды на Тезиковке (толкучка). На расстеленной газетке выкладывались детали, платы, инструкции по эксплуатации, Цэшки,комплекты деталей итд. Базарком собирал по 50 копеек за место.
Платы были промышленного изготовления, отдельно продавались различные кнопки на клавиатуру и наклейки на них. Для изготовления корпуса использовали кто что мог, например пластмассовые коробки для фотопленки или бижутерии.
Иногда в "Юном технике" покупали набор для сборки усилителя, использовали его корпус и трансформатор. Джойстик делали из тонарма, 5-ти микровыключателей и резиновой ручки для руля мотоцикла.
Синклер подключался через тумблер непосредственно на видеовход кинескопа телевизора.
БК - семейство советских 16-разрядных домашних и учебных компьютеров.Производился серийно с января 1985 года. В 1990 году розничная цена на БК 0010-01 в сети фирменных магазинов «Электроника» составляла 650 рублей
Это Цешка - незаменимый измерительный прибор любого радиолюбителя. Штатный провод заменен фторопластовым
Источник: http://abzads.livejournal.com/32469.html
"25 лет назад вид этого устройства вызывал восхищение знатоков:
ZX Spectrum, в просторечии "Синклер". Конкретно этот - "зоновский" вариант, его разработал некий Зонов. Это был самый распространённый вариант в Ленинграде. Кнопка слева - Reset. Разъёмы для подключения к монитору и блоку питания. Данное устройство не продажное, это машина для настройщика. Все микросхемы установлены в разъёмы, в просторечии именуемые "кровати"
Обратите внимание на ряд крупных "кроватей" с золочёными контактами. Такие разъёмы позволяли быстро вставить и вынуть комплект микросхем, в данном случае - ОЗУ. Я зарабатывал ещё и на проверке микросхем, когда стоял на рынке. Это расширенный вариант Синклера, имевший ОЗУ на 128 КБ. Не смешно, даже 48 КБ простого варианта позволяли и поиграть и программировать на Бэйсике. У Синклера была резидентная ОС со встроенным Бэйсиком, причём операторы языка набирали одним нажатием соответствующей кнопки.
Чтобы расширенное устройство работало, надо было к стандартной разводке кое-что добавить и сделать монтаж проводами:
Я гордился этим. Шаг монтажа, расстояние между двумя соседними ножками микросхемы, 2,5 миллиметра. То есть, между проволочками, которые соединяют ножки ОЗУ (в нижней части платы) - 1,25 миллиметра, без учёта толщины проволочек. Провода во фторопластовой изоляции. Чтобы припаять, нужно снять кусочек изоляции не более полмиллиметра длиной. Это делалось на пламени спички или зажигалки, фторопласт не плавился, а испарялся. Припой немного затекал под изоляцию, получалось достаточно крепко, выдерживало эксплуатацию на улице, на рынке "Юнона".На первом снимке слева вверху можно заметить две большие "кровати", одна в другой. Это для проверки работы звукового сопроцессора, их было два варианта. Сей сопроцессор выдавал довольно приличный стереозвук.Чтобы настраивать все эти чудеса, нужны были блок питания, монитор и клавиатура. Я перепробовал разные варианты и в конце концов остановился на этих:
Монитор монохромный, клавиатура герконовая. Я и играл на ней. Всё это я носил в субботу и воскресенье на рынок, чтобы продать сделанное за неделю. Представьте себе, это работало и в мороз.К этому компьютеру можно было подключить дисковод:
Как видите, это мобильное устройство. На коробке лежит плата контроллера. Проверив комплект микросхем на этой плате, я впаивал его в устройство для продажи. Дисковод пятидюймовый. На дискете помещалось с десяток или более(?) игрушек.
Монтаж проводили при помощи жидких кислотных флюсов, после пайки нужно было вымыть плату. Позже начали применять припой с размещённым внутри проволочки флюсом. И чаще всего, после монтажа компьютер не работал. Бывали "залипы" припоя между дорожками. Бывала плохая печать, с теми же залипами или с трещинами в дорожках. Бывали плохо работающие микросхемы. Иногда нужно было сдвинуть импульс. Чтобы увидеть работу устройства, импульсы, нужен осциллограф. Начав с огромного ящика с круглым окошком, в конце концов я выбрал этот:
А следующее устройство работает до сих пор. Иногда в хозяйстве нужно припаять какую-нибудь мелочь:
Проволока на катушке - припой. Внутри проволоки залита канифоль.
Вы не смотрите, что паяльник такой неказистый. Я их перепробовал много. Медное жало довольно быстро растворялось в припое, теряло плоский срез, образовывалось углубление. Насадки покупали пучками. Как видите, никакого регулятора и термостабилизатора. Пайка велась варварским способом, перегретым жалом, чтобы ускорить процесс. На нормально лужёной плате на пайку одного вывода микросхемы уходило полсекунды. Далее перемещался на следующий вывод и т.д. Я ставил на проигрыватель пластинку в стиле диско и под её ритм паял.
Самым распространённым вариантом был маленький корпус, в котором плата помещалась под плоской плёночной клавиатурой, с выносным блоком питания. По заказу мы делали компьютеры в больших корпусах с дисководами:
На переднем плане - один из вариантов Синклера. Советский аналог Z80 и одна большая микросхема, обеспечивающая всю работу компьютера.Даже делали компьютеры с двумя дисководами:
Сзади виден блок питания, слева - компьютер с контроллером дисковода.
Некоторые пользователи ухитрялись вести на Спектруме бухгалтерию, редактировать тексты (можно было подключить принтер, который печатал не только текст, но и графику). Но подавляющее большинство покупало его для игрушек.
Воспоминания об этом периоде жизни у меня противоречивые. С одной стороны, всё это довольно искуссное ремесло. С другой стороны - кустарщина, никакого прогресса, регресс организации производства.
Со временем часть изготовителей переключились на торговлю компьютерным барахлом. Очень немногие продолжили изготовление различных устройств. А большинство занялось самыми разнообразными делами, не связанными с компьютерами.
Какое-то время я работал в одиночку. Сам делал, сам продавал. Поначалу прибыль была велика. Но однажды почувствовал, что так дальше нельзя: компьютеры дешевели, а кормиться нужно. Удалось сэкономить, закупил детали, нанял рабочих. Рабочие были те же соседи по общежитию РФФ, знакомые. И стал я буржуем. Поначалу воспринимал это как новую задачу: распределить финансы так, чтобы выпустить максимально большое количество изделий. Со временем счёт пошёл на десятки штук в неделю.
update:
С 1990 по 1994 цены значительно изменились;) Всего и не упомнить.
В 1988-м, когда я вернулся со срочной службы, комплект деталей стоил 600-800 рублей. Точнее запамятовал, помнится цифра 800, но кажется теперь великоватой, потому что средняя зарплата тогда была под 200, хотя перестройка уже давала свои гнилые плоды. Чёрно-белый телевизор был в каждой комнате общежития, где его хотели иметь. Подержаный стоил рублей 50. Аналогично с магнитофоном, поэтому речь о комплекте деталей без монитора и драйвера;) Отец отказался субсидировать такую глупость, поэтому на первый компьютер я насобирал денег через два года мелкой спекуляцией. Тогда многие студенты занимались этим гнилым делом. Вскоре стал зарабатывать исключительно компьютерами и отказался от помощи родителей.
Около 90-го года цена сформировалась, процессор стоил около доллара, рабочий процесс шёл вовсю, и для шустрых кооператоров появилось выгодное дельце: они брали кредит в рублях, конвертировали его в доллары по государственному курсу, покупали процессоры по доллару, продавали их здесь за рубли по курсу чёрного рынка и возвращали рублёвый кредит. За такую прибыль, как известно, капитал не остановится перед любым преступлением, не говоря о банальной спекуляции и взятке нужному человеку.
Комплект из двух ПЗУ по 64Кб стоил тоже около доллара, насколько помнится. Потом появились ПЗУ на 128Кб, такой было достаточно одной. В 1992-м, когда я нанимал рабочих-паяльщиков, работа стоила примерно как процессор.
У рабочего был кошмар - развернуть процессор. Запомнилось, как одна девушка испугалась, что развернула, и с испугу попыталась выпаять его, но только напортила. У меня выпаивание процессора занимало считанные минуты посредством инструмента именуемого "отсос", и потом мало кто мог по едва заметным следам определить, что процессор разворачивали. Вообще, иногда во время настройки приходилось выпаивать микросхемы, в работоспособности которых не был уверен. Однажды рабочий сдвинул всю память, там были отверстия для конденсаторов. И понятно, разворачивали не только процессоры.
Поначалу собирали компьютер на кроватках на такой проверочной плате, и если комплект микросхем работал, впаивали. Позже пошли более работоспособные партии, и проверяли только память и процессор. Ещё через некоторое время процент брака так уменьшился, что проще было сразу всё спаять и уже при настройке заменить неисправные. Хотя однажды я напрочь разругался с одним поставщиком, когда едва ли не половина купленой памяти оказалась дохлой.
В общем, это была весьма насыщенная жизнь.
Насколько помню, за пару лет моя лавчонка выпустила несколько тысяч Синклеров.Я испытал это пьянящее чувство: деньги появляются сами. Но я-то знал, что они не появляются сами. Я чувствовал некоторое неудобство перед своими рабочими и никакого превосходства над ними. Хотя были какие-то позывы к тому, чтобы сказать себе, мол, они могли бы и сами навариться, я не виноват. Однажды был неприятный момент, с удивлением я узнал, что старые знакомые испытывают ко мне неприязнь. Позже я разговаривал с некоторыми буржуями. Похоже это общее: сверху социальное расслоение менее заметно, чем снизу. Буржуй полагает, что нормально общается с нижестоящими, по-человечески, и не подозревает об их ненависти."
ОПИСАНИЕ СХЕМЫ КОМПЬЮТЕРА
Х.Х Устройство и работа компьютера
Принципиальная схема компьютера приведена в ПРИЛОЖЕНИИ 4
(вклейка в конце книги).
♦ ТАКТОВЫЙ ГЕНЕРАТОР.
Собран на элементах D1 и D2. Частота задается кварцевым
резонатором на 14 МГц, а на выходах 5 и 6 счетного триггера
D2.1 вырабатываются две противофазные серии вдвое меньшей
частоты. Если у вас имеется кварц на частоту 7 МГц, то, ус-
тановив перемычки SA1 в соответствующее положение, можно
исключить из схемы счетный триггер на элементе D2.1 и ис-
пользовать противофазные сигналы с выходов 6 и 8 элемента
D1, следующие с частотой кварца.
♦ УЗЕЛ СИНХРОНИЗАЦИИ И ФОРМИРОВАНИЯ ТЕЛЕВИЗИОННОГО КАДРА.
Сигналы синхронизации и формирования телевизионного
кадра, а также управления регенерацией ОЗУ формируются аппа-
ратно из сигналов на выходах счетчиков D3-D6. На выходе
счетчика D3 вырабатываются сигналы НО, HI, Н2 и НЗ. Инверти-
руя сигнал НО, получаем сигнал CAS для тактирования микрос-
хем ОЗУ. Сигнал RAS, переключающий адресные мультиплексоры
D15, D16, получается задержкой сигнала НО на один такт (вы-
ход 9 элемента D2). Инвертированный сигнал RAS служит для
тактирования процессора. Сигнал "SCREEN" - признак экранной
области - служит для загрузки сдвиговых регистров D33, D41.
Сигнал "BORDER" - признак бордера - загружает в регистры
стробируемых мультиплексоров D30, 1)31 атрибуты цвета бор-
дера.
Сигналы на выходах D3-D6 и триггеров микросхемы D8 служат
для определения номеров позиции в строке и номеров строк в
кадре. На выходе 3 элемента D44 вырабатывается строчный
синхроимпульс SS. На выходе 6 элемента D40 вырабатывается
кадровый синхроимпульс KS с частотой 50 Гц. С такой же час-
тотой элемент D1 (выход 10) вырабатывает сигнал прерывания
IHT, по которому во время обратного хода луча телевизора
производится опрос kj> хвиатуры и других устройств ввода.
В компьютере не обязательно применять кварц с частотой 14
(или 7) МГц. Схема синхронизации допускает настройку на час-
тоту генератора довольно в широких пределах. Для этой цели
предназначены перемычки SA2, которыми можно изменять коэффи-
циент пересчета счетчика D4. Включение входов предустановки
счетчика D4 в зависимости от частоты кварца показано в таб-
лице на схеме компьютера (см. ПРИЛОЖЕНИЕ 4 (вклейка)). При
частоте генератора, кратной 500 кГц, возможно получение
стандартной частоты кадровых синхроимпульсов (50 Гц). Если
частота Вашего кварца не кратна 500 кГц, то нужно установить
перемычки в положение, соответствующее ближайшей указанной в
таблице частоте. Устойчивость синхронизации телевизора не
пострадает. Естественно, что при изменении частоты генера-
тора изменится быстродействие компьютера, но это не страшно,
так как при вводе с магнитной ленты компьютер настраивается
на частоту следования сигналов с магнитофона.
♦ ЦЕНТРАЛЬНЫЙ процессор.
Основой компьютера является процессор Z80A - один из са-
мых мощных восьмиразрядных процессоров, очень популярный за
рубежом. Массовый выпуск его отечественного аналога
1810ВМ80 - к сожалению, еще не налажен.
Регистры D46, D47 выполняют роль адресных шинных формиро-
вателей, а микросхемы D51, D52 образуют двунаправленную шину
данных.
Функции системного контроллера выполняют элементы D14 (на
выходах 3 и 11 вырабатываются сигналы обращения к внешним
устройствам IORD - ввод, IOWR - вывод), D10 (выходы 10 и
13), D12 (на выходах 3 и 6 сигналы RDROM - чтение ПЗУ и
CSRAM - обращение к ОЗУ).
♦ ПОСТОЯННОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО.
Состоит из двух микросхем типа К573РФ4 и имеет объем 16К
байт. В нем записаны монитор, интерпретатор Бейсика и знако-
генератор. Кроме этого, имеется микросхема К573РФ2, содержа-
щая тест-программу проверки компьютера. Коды прошивки ТЕСТ-
ПЗУ приведены в ПРИЛОЖЕНИИ 1.
♦ ОПЕРАТИВНОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО.
Узел динамического ОЗУ объемом 48К байт включает в себя
собственно микросхемы памяти D21-D28 типа 565РУ5, мультип-
лексоры D15-D19 типа 555КП11 и буферный регистр 555ИР22
(D32). Здесь емкость микросхем 565РУ5 используются не пол-
ностью, так как старшие 16К байт адресного пространства про-
цессора отведены постоянному запоминающему устройству. Муль-
типлексоры D15, D16 формируют адреса при обращении процес-
сора к ОЗУ, a D17-D19 - адреса регенерации и обращения к еи-
деообласти ОЗУ.
♦ УЗЕЛ ФОРМИРОВАНИЯ ВИДЕОСИГНАЛА.
Узел формирования видеосигнала собран на сдвиговых ре-
гистрах D33, D41 и D35, стробируемых мультиплексорах D30,
D31, мультиплексоре D36, элементах D11 (выходы 3, 6, 11),
D13 (выход 11), D43 (выход 12) и транзисторах VT4-VT10.
В сдвиговый регистр D33 в конце цикла обращения к данным
изображения по сигналу SCR заносятся эти данные в параллель-
ном коде, а затем выдаются в последовательном коде с часто-
той ТИ. В конце цикла обращения к данным атрибутов по зад-
нему фронту сигнала Н2 во внутренние регистры мультиплексо-
ров D30, D31 заносятся атрибуты. Сдвиговый регистр D35 за-
держивает сигнал данных изображения на время между загрузкой
сдвигового регистра D33 и загрузкой внутренних регистров
мультиплексоров D30, D31. При нахождении луча вне границ ви-
деополя регистры мультиплексоров D30, D31 загружаются со
вторых входов данными, поступающими с регистра бордера
(D39). Переключением входов мультиплексоров D30, D31 управ-
ляет сигнал "BORDER"
Окончательную обработку последовательного кода данных ви-
деоизображения производит элемент D11 (выход 3). При наличии
высокого уровня на выходе 12 мультиплексора D31 на вход 1
элемента D11 проходят импульсы "моргания" "FLASH" с выхода
11 счетчика D7. На вход 2 элемента D11 поступают последова-
тельные данные изображения "VBYTE" с выхода сдвигающего ре-
гистра D35. С выхода 3 элемента D11 данные изображения с
атрибутом "моргания" поступают на вход 1 микросхемы D36, уп-
равляя выборкой цвета точки или цвета поля. На вход 15 этой
же микросхемы поступает смесь строчных и кадровых синхроим-
пульсов с элемента D11-11 (если используется телевизор типа
УПИМЦТ) или с элемента D43-12 (для телевизора типа ЗУСЦТ).
На выходах 4, 7 и 9 мультиплексора D36 вырабатываются сиг-
налы цветов. На выходе 12 этой микросхемы вырабатывается
сигнал, предназначенный для увеличения яркости цветовых сиг-
налов, который складывается с каждым цветовым сигналом на
резисторно-диодной матрице (диоды VD5-VD7 и резисторы R29-
R38). Затем видеосигналы цветности через эмиттерные повтори-
тели на транзисторах VT4-VT6 поступают на разъем "TV". Эти
же сигналы суммируются на резисторной матрице (R42-R44), к
ним прибавляется сигнал "SYHC" (смесь кадровых и строчных
синхроимпульсов) через резисторы R32, R41, и эта смесь пос-
тупает на эмиттерный повторитель VT7, образуя сигнал "VIDEO"
для чернобелого телевизора. Причем каждый из сигналов цвет-
ности поступает на суммирование через резисторы разного но-
минала, чтобы превратить цветное изображение в чернобелое
полутоновое.
Транзисторы VT8-VT10 формируют инвертированные сигналы
R,G,B. В зависимости, от используемого телевизора выбор пря-
мых или инверсных сигналов R,G,B осуществляется перемычками
♦ ПОРТ ВЫВОДА.
Выполнен на микросхеме D39 (555ТМ9). Его разряды Q2-Q4
определяют цвет бордера, разряд Q1 с подключенным к нему
RC-фильтром (R24, R26, С12, С13) формирует сигнал вывода на
магнитофон, разряд Q0 - звуковой сигнал. Данные в регистр
записываются процессором, то есть сигналы цвета бордера, вы-
вода на магнитофон и звуковой сигнал вырабатываются прог-
раммно.
♦ ПОРТ ВВОДА.
Собран на мультиплексорах D37, D38 типа 555КП11 и рабо-
тает следующим образом. Сигналы опроса КА8-КА15 с адресных
шин процессора через развязывающие диоды VD11-VD18 и разъем
■"KEYBOARD" поступают в клавиатуру и через замкнутый контакт
нажатой клавиши проходит на один из входов микросхем D37 или
D38 (в виде сигналов KL0-KL4), откуда при наличии сигнала
IORD и низкого уровня на шине адреса АО попадает на шину
данных. Если же разряд АО шины адреса имеет высокий уровень,
то считываются сигналы с джойстика (DV0-DV4) и магнитофона
(сигнал TIN).
♦ УЗЕЛ ВВОДА С МАГНИТОФОНА.
Узел ввода состоит из операционного усилителя А1
(К140УД1208), выполняющего роль усилителя-ограничителя, и
компаратора А2 (554САЗ), формирующего стандартные ТТЛ-уровни
из входного сигнала.
X.2 Замена элементов
♦ ПРОЦЕССОР.
Можно применить любой процессор Z80 или совместимый с
ним, например U880 производства ГДР. Нужно только учесть,
что процессоры, не имеющие буквенного индекса в обозначении
(Z80) рассчитаны на тактовую частоту до 2,5 МГц, поэтому не
все их экземпляры будут работать на частоте генератора 14
МГц, хотя большинство все же заработает. В этом случае жела-
тельно установить частоту генератора близкой к минимальной.
Процессоры Z80A, Z80B можно ставить без ограничений.
♦ МИКРОСХЕМЫ ПЗУ.
Вместо микросхем К573РФ4 можно применить К573РФ6 или их
зарубежный аналог - ПЗУ типа 2764. При этом схема включения
не изменится. В крайнем случае, вместо двух К573РФ4 можно
использовать восемь микросхем типа К573РФ2 или К573РФ5 (за-
рубежный аналог - 2716), включив их по схеме, показанной на
рис. 1.1. Здесь дешифратор 555ИД7 осуществляет выбор нужной
микросхемы ПЗУ. Конечно, их придется смонтировать на отдель-
ной плате, расположив ее рядом с основной. При этом наг-
рузка на адресные шины возрастет и желательно, чтобы шины
адреса были буферированы. Возрастет и потребляемый ток.
Есть еще один способ уменьшить количество дефицитных мик-
росхем ПЗУ. Для втого запишите в микросхему К573РФ2 или
К573РФ5 коды из таблицы ПРИЛОЖЕНИЯ 3, и установите ату мик-
росхему на место ROMO, отогнув предварительно у нее вывод
21. Соедините вывод 21 с контактом панели 28. Произведите на
плате изменения, показанные на рис. 1.2. Жирными линиями вы-
делены вновь введенные элементы и связи, а перечеркнутые
связи нужно разорвать.
В ПЗУ будет записана резидентная програима-загрузчик.
После включения она производит проверку ОЗУ в адресах О -
16384, куда потом будет загружена операционная система.
После завершения теста на экран выводится:
Введите с магнитофона программу "МОНИТОР-16К" (совпадает
с содержимым ROMO-ROM1, время ввода около 1,5 минут), кото-
рая загрузится в адреса 0-16384 ОЗУ и будет залрпцена от дос-
тупа. Дальнейшая работа не отличается от работы со стандарт-
ной версией ПЗУ. Можно работать со всеми програкмами и возв-
ращаться в ОС кнопкой "RESET". После выключения питания при-
дется снова загрузить "МОНИТОР-16К".
После таких изменений можно использовать и другие версии
ОС, например, с русским шрифтом и т. д.
♦ МИКРОСХЕМА ОЗУ.
Можно смело использовать микросхемы 565РУ5 с индексами Б,
В, Г. С микросхемами 565РУ5Д могут возникнуть сложности
из-за их низкого быстродействия. Но можно попробовать до-
биться надежной работы микросхем 565РУ5Д, снижая частоту
тактового генератора. Без изменения схемы можно ставить
565РУ7, соединив их выводы 1 с общим проводом, но их емкость
будет использована лишь на четверть. В принципе, возможно
применение микросхем 565РУ6, но их потребуется 32 штуки плюс
дополнительные схемы дешифрации подобно тому, как это было
сделано при замене 573РФ4 на 573РФ2. Конструкция получается
громоздкой и сложной, поэтому схема такой доработки не при-
водится.
♦ МИКРОСХЕМ* СЕРИИ 555 И ОСТАЛЬНЫМ ЭЛЕМЕНТЫ.
Все микросхемы серии 555 можно без ограничений менять на
аналогичные микросхемы серии 1533. Некоторые могут быть
также заменены на микросхемы серий 155 или 531. Возможности
замены регистров, мультиплексоров, счетчиков и других мик-
росхем в схеме Зонова на микросхемы серий 155 и 531 ограни-
чены, в основном, тем, что их входы подключены к выходам
микросхем памяти или процессора, которые имеют невысокую
нагрузочную способность. Можно заменить на серии 531 и 155
мультиплексоры D17-D19 и D36, а также счетчики D3-D6 и неко-
торые логические микросхемы, не нагружающие шины процессора
и ОЗУ.
Что касается микросхем D30-D33 (по схеме Зонова), то их,
в принципе, можно заменить на микросхемы серии 531, но с ус-
ловием, чтобы выходы микросхем ОЗУ были нагружены не более,
чем на один-два входа микросхемы серии 531, а остальные
подключенные к ним микросхемы были из серии 555 или 1533. То
же самое можно сказать про микросхемы, нагружающие шины про-
цессора.
Регистр D32 можно заменить на 555ИР23, проинвертировав
сигнал WRBUF на входе 11, как это предусмотрено на предлага-
емой схеме (перемычка SA6). По функциональному назначению
регистру 555ИР22 полностью аналогичен регистр 580ИР82, но у
него, к сожалению, отличается разводка выводов и больше
энергопотребление. Регистр 555ИР9 в схеме Зонова можно заме-
нить на два регистра 555ИР16, включив его как в нашей схеме
(D33, D41). В обеих схемах регистры 555ИР16 можно заменить
на 555ИР1. Схему включения менять не надо.
В нашей схеме в качестве формирователей шин адреса можно
применить любые предназначенные для этого микросхемы
(580ИР82, 555АП4 и др.) в соответствующем включении, а в ка-
честве двунаправленного буфера шины данных идеально подходят
микросхемы 555АП6, 580ВА86. Счетчик 561ИЕ10 можно заменить
на 555ИЕ19 (отличается цоколевка!). Компаратор 554С.АЗ заме-
ним на 521САЗ, отличающийся типом корпуса и нумерацией выво-
дов. Операционный усилитель 140УД1208 можно заменить на
140УД12 без изменения схемы, или на 140УД6 (140УД608), иск-
лючив резистор, подключенный к выводу 8. Транзисторы можно
ставить любые из серий КТ315, 312, 342, 3102.
Вспоминаем, благодаря чему творение Клайва Синклера стало одной из ведущих игровых платформ 80-х.
В закладки
Аудио
Вместо клавиатуры - старый советский калькулятор. Вместо монитора - чёрно-белый телевизор. В роли дисковода - былинный советский магнитофон. А в качестве дисков - простые аудиокассеты, на футлярах которых карандашом написано «Elite», «Dizzy Adventure» и «Laser Squad».
Laser Squad - пошаговая стратегия на ZX Spectrum, в которую можно было играть вдвоём
В эпоху, когда «Денди» была ещё дорогой диковинкой, свои свободные от школы вечера дети советской и постсоветской эпохи проводили за компьютерами ZX Spectrum (пусть и назывались они у нас иначе). Те, кто порукастей, покупали наборы «сделай сам» и собирали игровой ПК, как конструктор. Остальные же приобретали уже готовый к работе компьютер.
Exolon
ZX Spectrum появился благодаря британскому изобретателю-самоучке Клайву Синклеру. После школы он не стал получать высшее образование, а вместо этого организовал собственную компанию Sinclair Radionics, деньги на которую собрал гонорарами, полученными за публикации в журнал для радиотехников-любителей Practical Wireless.
Первое время Синклер занимался тем, что продавал по почте наборы для радиолюбителей, а затем его компания, штат которой стал расти, принялась разрабатывать и продавать уже свою технику.
Первый карманный телевизор twitter.com/RetroNewsNow
Любимым приёмом изобретателя было взять что-нибудь большое и сделать маленьким. Так, в 1965 году Синклер выпустил Micro-FM, первый карманный радиоприёмник, который не очень хорошо продавался, но породил массу нелегальных клонов.
А в 1972 году его компания выпустила первый в мире тонкий карманный калькулятор Executive (просто карманных калькуляторов в ту пору хватало, а вот именно тонких не было). Эта новинка, напротив, пользовалась большой популярностью на рынке. Также на счету компании первый в мире карманный портативный телевизор Microvision.
Клайв Синклер не был единоличным создателем всего, что выпускала его компания. Он скорее играл роль идейного вдохновителя. Разработкой же занимались совсем другие люди. Одним из них был инженер Джим Вествуд, через руки которого прошли все ключевые разработки Sinclair Research. Он же в числе прочих занимался разработкой первого полноценного домашнего компьютера компании ZX-80, предшественника ZX Spectrum.
Из всех продуктов, к созданию которых я имел отношение, думаю, ZX-80 мой самый любимый. Это был настоящий прорыв по части использования дешёвых компонентов.
Джим Вествуд
Один из создателей ZX80
ZX80 oldcomputers.net
Справедливости ради ZX80 не был первым компьютером компании. Исторически первым считается микрокомпьютер 1977 года MK14, который поставлялся как набор «сделай сам» и походил больше на продвинутый калькулятор. Он особо ничем не запомнился, кроме того, что определил один из основных принципов создания компьютеров компанией Клайва Синклера - с помощью экономии на компонентах сделать устройство достаточно дешёвым, чтобы его могли позволить себе не только предприятия, но и простые радиолюбители.
На MK14 уже были игры. В одной из них, Moon Landing, игрокам предлагалось плавно посадить аппарат на лунную поверхность, оперируя одними лишь цифрами. Графики там не было.
Вот так выглядела игра Moon Landing на MK14. Цифры обозначают высоту, скорость падения и количество топлива в баке
ZX80, выпущенный тремя годами позже, должен был превзойти MK14 во всём. На его разработку у Джима Вествуда ушло всего девять месяцев. Буква «Z» в названии означала, что новый компьютер основан на микропроцессоре Zilog Z80, цифра «80» - это год релиза. Буква же «X» намекала на то, что в компьютере есть некий секретный компонент, делающий его лучше остальных.
Все товары, выпущенные компанией Клайва Синклера, продавались в двух вариантах - собранном и «сделай сам». Второй стоил дешевле. В случае с ZX 80 набор «сделай сам» стоил 79 фунтов. А собранная версия - уже 99. Все остальные компьютеры в ту пору были минимум в два раза дороже. Когда компьютер добрался до США, его даже позиционировали , как «первый персональный компьютер дешевле 200 долларов»
Низкая цена ZX80 была обусловлена всё теми же дешёвыми компонентами. Например, клавиатура этого компьютера была плёночной. Никаких выпуклых клавиш. Нажимать приходилось на нарисованные квадратики, под которыми находились два контакта: надавил - они соединились, посылая сигнал. Кроме того, за каждой клавишей было закреплено по несколько команд, оперировать которыми можно было, зажимая «шифты». Для слепой печати метод не самый удобный .
Вам не надо было печатать буквами команды «int», или «print», или «load», так как на клавиатуре были клавиши, при нажатии на которые это команды печатались автоматически. А ещё у этого компьютера теплоотвод нагревался так сильно, что вы на нём яйца могли жарить.
Рут Брэмлей
Технический консультант Sinclair Research с 1981 по 1984 годы
Elite
Забегая вперёд, отметим, что у ZX Spectrum клавиши были уже выпуклые, но первоначально их сделали из резины, а не из пластмассы, на что тоже поступало немало жалоб. Это было сделано ради низкой цены компьютеров. Компания Синклера старалась экономить буквально на всём.
В обычной клавиатуре было несколько сотен деталей. Мы же сократили это количество до четырёх, а может и пяти подвижных частей, используя новую технологию. Низкая цена всегда была главной для всех продуктов Синклера, независимо от того, чего нам это стоило.
Мы зажимали каждый пенни, если это было возможно. Поэтому мы редко покупали готовую технологию или пытались подражать ей. Гораздо чаще мы просто искали другой, дешёвый путь, как сделать то же самое за меньшие деньги.
Рик Дикинсон
Клайв Синклер и ZX81 ft.com
Спустя год компания Синклера выпустила компьютер ZX81, который был улучшенной версией ZX80. Правда, изображение по-прежнему выводилось чёрно-белое. На эту систему вышло немало хороших игр. Например, именно на ZX81 люди играли в один из первых хорроров с видом от первого лица - 3D Monster Maze.
3D Monster Maze
А ещё спустя год вышел ZX Spectrum, который уже выдавал цветное изображение. Собственно, слово «Spectrum» в названии появилось как раз потому, что Клайв Синклер хотел как-то обратить внимание покупателей на то, что отныне изображение не будет чёрно-белым (если только не подключать компьютер к чёрно-белому телевизору, конечно).
Чтобы подчеркнуть наличие цветного изображения, на компьютер даже нанесли радугу shardcore.org
И ZX80, и ZX81, и ZX Spectrum позиционировались как образовательные компьютеры. Когда Синклер узнал, что «Би-би-си» решила выпустить серию телевизионных программ, популяризирующих компьютеры, он даже попытался сделать так, чтобы ведущие в студии работали именно на его машинах (но удалось это другому производителю компьютеров).
Как инженеры мы надеялись, что люди включат компьютер и, написав простенькую программу за несколько минут, поймут, что и они могут стать программистами. Но, честно, массы интересовались нашим компьютером только как игровой платформой.
Ричард Альтваззер
Один из инженеров ZX Spectrum
Злую шутку с ZX Spectrum сыграл рынок компьютерных развлечений, который вдруг обнаружил отличный канал для распространения игр - из-за низкой цены люди охотно покупали компьютеры ZX Spectrum.
В первое время было какое-то недопонимание. Мы всё-таки выпускали компьютеры, а не игровые машины. Но, думаю, игровой рынок в итоге просто превратил нашу машину в чисто игровой продукт. И когда компания приняла этот факт, Клайв Синклер вдруг понял, что на нём можно неплохо зарабатывать. Было много компаний, которые писали игры для Spectrum, да и мы также привлекали программистов специально, чтобы они делали для нас игры.
Рик Дикинсон
Дизайнер компьютеров Синклера
Игры на ZX Spectrum загружались с аудиокассет. Процесс загрузки занимал по несколько минут и сопровождался скрипящим звуком, который, по факту, и был игровой программой, переведённой в аудиосигнал.
Вот так выглядел процесс загрузки. Ждать приходилось минут по пять
Во время загрузки в центре экрана в прямоугольнике медленно «рисовалась» картинка с названием игры, по которой можно было примерно понять, сколько ещё она будет загружаться. А на фоне мелькали красно-синие или сине-жёлтые полоски, которые показывали, всё ли в порядке. Если сигнал от магнитофона был хорошим, то толщина всех полосок была одинаковой.
Само игровое поле по размерам равнялось тому самому прямоугольнику с картинкой, на который игроки смотрели при загрузке. Сделано это было для того, чтобы выпуклые кинескопы не «съедали» картинку по краям.
Из-за экономии у ZX Spectrum (да и у некоторых других компьютеров) была одна интересная особенность по части графики. Когда персонаж, допустим, синего цвета проходил мимо жёлтой стены, то он внезапно и сам становился жёлтым, пока не выходил за границу этой стены.
Примерно так это выглядело. Проходя мимо красного шкафа, белый персонаж и сам становился временно красным
Дело было в том, что память самой простой модели компьютера равнялась всего 16 килобайтам, и чтобы она вся не ушла на обработку одной лишь картинки, разработчики решили не задавать каждому спрайту свой персональный цвет, а поделить каждый экран на блоки размером в 64 пикселя и ограничить каждый такой блок всего двумя цветами – один для переднего плана, а другой для фона.
Поэтому персонаж, нарисованный чёрным и синим цветом (черный для фона), попав в область блока, где уже использовались чёрный и жёлтый цвета, сам становился чёрно-жёлтым. Чтобы избежать этого, разработчикам приходилось отказываться от декораций на фоне - персонажи часто ходили по локациям чёрного цвета. Кроме того, они редко пересекались с другими объектами. А некоторые игры просто были монохромными.
Чёрно-синий Бэтмен ходит по чёрно-синим уровням. Другие цвета встречаются только в статичных элементах интерфейса
Как и предшественники, ZX Spectrum продавался очень хорошо. Однако в середине 80-х люди вдруг перестали покупать компьютеры Синклера. Машины стали копиться на складах магазинов.
У этого явления было много причин. Но свою роль сыграло то, что конкурентов стало слишком много, а качество самих ZX Spectrum сильно хромало из-за дешёвых компонентов. Да и деньги, которые были, Клайв Синклер расходовал не на развитие компьютера, а на сторонние, не самые удачные проекты. Один из них - миниатюрный одноместный электромобиль Sinclair C5.
У ZX Spectrum было множество клонов, как официальных, так и не очень. Распространялись они по всему миру - в том числе и в нашей стране. Причём количество наименований этих клонов у нас перевалило за восемь десятков - бесконечные «Кворум», «Восток», «Спектр», «Гамма», «Квант», «Магистр». Правда, это уже скорее история из 90-х.
Помимо использования ZX-Spectrum в роли компьютера, существовали модели в виде игровых приставок. С одной стороны выгода очевидна - не требуется клавиатура, не надо загружать программы с глючного магнитофона, приставка сразу готова к работе после включения питания, от пользователя не требуется знания компьютера. Однако все достоинства перекрываются недостатками:
- ограниченный набор игр (каждую игру приходится адаптировать, т.е. в изначальном виде, как она существует на кассетах, игра не годится для картриджа приставки);
- цена на картридж превышает цену кассеты с играми для обычного ZX-Spectrum (здесь речь не идёт о лицензионных играх);
- ограниченная функциональность приставки: играть быстро надоедает, а ZX-Spectrum, в отличие от приставки, даёт возможность изучать программирование.
Вполне возможно, что по вышеприведенным причинам приставки на основе ZX-Spectrum не получили широкого распространения. Но отдельные модели приставок были разработаны и производились. Одна из таких приставок - "Эльф".
Производитель приставки "Эльф" - завод "Цветотрон ", г.Брест. Объём производства неизвестен. Имеющиеся экземпляры джойстиков и картридж имеют двух, трёх и четырёхзначные заводские номера. Т.е. приблизительно можно говорить о производстве партии в несколько тысяч штук.
В некоторых играх приставки "Эльф" стоит дата адаптации - 1990 и 1991 г. Печатные платы картриджа "Эльф-1" и "Эльф-3" произведены в 1993 году. Исходя из этого можно предположить, что время производства приставки - примерно первая половина 90-х годов.
Внешний вид, комплектация
Приставка выполнена по классической схеме - сама приставка, картриджи, джойстики, источник питания.
Источник питания - внешний, вырабатывает нестабилизированное постоянное напряжение порядка 14В. Нужные для питания приставки напряжения 5В и 12В получаются путём использования стабилизаторов внутри самой приставки.
Джойстик внешне похож на своего собрата от "Денди" - та же крестовина и две кнопки:
Джойстики также можно было купить отдельно от приставки.
Само собой разумеется, с приставкой продавался картридж (или картриджи) с играми:
Картриджи были нескольких разновидностей, отличающихся набором игр.
В ПЗУ самой приставки тоже могли быть игры. Это зависит от варианта исполнения приставки (объёма микросхемы ПЗУ).
Игры
Посколько заставки игр игр занимают много места, чтобы не загромождать статью, описания игр приставки "Эльф" вынесены на отдельную страницу .
Технические особенности приставки "Эльф"
Малый размер приставки скорее всего означает, что она построена на БМК. Открываем крышку приставки. Так оно и есть:
Приставка содержим минимум микросхем - БМК Т34ВГ1 , процессор, ПЗУ, ОЗУ, кодер SECAM, ВЧ-модулятор.
Плата двухсторонняя, с зёленой маской. На имеющемся у меня экземпляре приставки маска положена некачественно и отслаивается при любом механическом контакте с платой. "Обвязка" у Т34ВГ1 стандартная для всех компьютеров с такой микросхемой БМК. Заслуживает внимания ОЗУ - оно выполнено на двух микросхемах КР565РУ11. Это полные аналоги микросхем 4464 (64КБит х 4 разряда). Итого имеем 64КБ памяти на двух микросхемах. Компактно.
Приставка имеет выдеовыход для подключения к телевизору по RGB. Сигналы, в отличие от видеовыхода компьютера "Байт", выполнены сразу с градациями яркости, что позволяет подключать приставку к телевизорам со SCART без переделки (при наличии соответствующего кабеля). Также в приставке есть кодер SECAM с ВЧ-модулятором для подключения к телевизору через антенный вход. В отличие от ВЧ-модулятора компьютера "Байт" модулятор приставки выполнен на микросхеме К174ПС1:
Не обошлось без ложки дёгтя и в видеовыходе приставки: при подключении через RGB отчётливо заметен сигнал яркости на чёрном фоне. Например, в игре "Спасатель":
Картридж "Эльф-2"
Этот картридж рассчитан на использование ПЗУ общим объёмом 128К либо 256К. Т.е. может стоять одно ПЗУ 27C020 либо одно 27C010 либо два 27C010. В картридже "Эльф-2" стоит одно ПЗУ на 128К. На плате также расположен регистр банков ПЗУ.
С составом игр на картридже можно ознакомиться .
Картридж "Эльф-3"
Аппаратная часть картриджа используется такая же, как на картридже "Эльф-1". Но вместо двух ПЗУ по 128К установлена одна микросхема ПЗУ объёмом 256КБ. Так как плата картриджа не рассчитана на установку микросхем памяти такого объёма, недостающие соединения сделаны с обратной стороны платы проводами.
Данный картридж содержит 2 микросхемы ПЗУ общим объёмом 256К и имеет 16 банков памяти. С составом игр на картридже можно ознакомиться .
Теперь посмотрим "изнутри" как работает приставка:
Карта портов приставки "Эльф" и распределение памяти
Внутри "Эльф" представляет собой самый обыкновенный ZX-Spectrum с объёмом памяти 48К. Карта распределения памяти точно такая же, как в Спектруме:
#0000-#3FFF - область ПЗУ
#4000-#FFFF - область ОЗУ
А различие состоит в том, что всё ПЗУ "Эльфа" разбито на "банки" размером 16КБ, и они могут подставляться в окно #0000-#3FFF. Управлением банками памяти занимается отдельный порт с номером #5F(95dec).
Карта портов приставки "Эльф":
| Биты | Адрес | Режим | Описание | |||||||
| 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | |||
| 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | #5F (95dec) | Write | Порт управления банками ПЗУ |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | #1F (31dec) | Read | Порт "Джойстик 1" |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | #FE (254dec) | Read | Порт "Джойстик 2" |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | #FE (254dec) | Write | Порт бордюра/звука |
Серым цветом выделены биты, по которым производится дешифрация адреса порта.
Порт выбирается при активном сигнале БМК /SSWR и A1=1. Внутри БМК сигнал /SSWR вырабатывается при записи в любой порт, в котором биты A7=0, A0=1. Поэтому приставка может откликаться как на порт #5F, так, к примеру, и на #1F и на #7F. В дальнейшем будет фигурировать адрес порта #5F, потому что именно по этому адресу выбираются банки в прошивке ПЗУ приставки.
Расладка битов порта такова:
- Биты 0-6 выбирают номер банка ПЗУ. Теоретически доступно 128 банков, во внутреннем ПЗУ приставки может быть от 2 до 8 банков (для ПЗУ размером от 32КБ до 128КБ). Объём ПЗУ картриджа реально обычно не превышает 16 банков (256К). В прошивке ПЗУ приставки сделан перебор только 64-х банков ПЗУ. Итого реально приставка может работать с картриджем объёмом максимум 64 банки памяти по 16К, т.е. 1МБ
.
- Бит 7 выбирает ПЗУ приставки или ПЗУ картриджа. При D7=0 выбирается ПЗУ приставки, при D7=1 выбирается ПЗУ картриджа.
По сигналу сброса все биты порта #5F сбрасываются в 0. Таким образом включается 0-й банк встроенного в приставку ПЗУ, где располагается стартовое меню.
Для чтения данных с двух джойстиков используются порты #FE(254dec) и #1F(31dec). Раскладка по битам их такова:
"x" - значение бита неопределено (может быть как 0, так и 1).
Для джойстика-1 в нейтральном положении (когда ни одна кнопка не нажата) из порта #1F будет читаться значение %10100000 (160dec). Для джойстика-2 при ненажатых клавишах из порта #FE будет читаться %00011111 (31dec).
Адреса портов джойстиков выбрана исключительно потому, что БМК Т34ВГ1 имеет внутреннюю дешифрацию портов #FE(254dec) и встроенного системного порта, адрес которого немного совпадает с #1F(3dec). БМК имеет соответствующие выходы (/SSRD) для выбора этих портов. Порт #FE вообще полностью выполнен внутри БМК. Посему, чтобы не ставить дополнительные микросхемы для дешифрации портов было решено воспользоваться имеющимися портами.
Порт #FE(254dec) используется несколько нестандартно. В Спектруме это порт клавиатуры. В приставке он используется как порт второго джойстика. Соответственно все игры для приставки адаптированы, чтобы исключить использование клавиатуры в них.
Порт #FE(254dec) используется на запись стандартно как в ZX-Spectrum за исключением того, что сигнал с бита, отвечающего за вывод на ленту, никуда не подключен.
Порт дешифрируется только биту A0=0. Поэтому запись в любые чётные порты вызовет срабатывание порта #FE.
Обратите внимание! Из неиспользуемых (несуществующих) портов будет читаться не #FFКак это сделано в большинстве клонов ZX-Spectrum , а совершенно "левые" значения. В основном чередуются #00 и #FF. Что-то похожее можно наблюдать на тех клонах, в которых реализован так называемый порт #FF , когда из любого несуществующего порта читаются атрибуты отображаемого в данный момент знакоместа. Однако в случае с "Эльфом" возвращаемые значения не очень похожи на значения атрибутов. По крайней мере тесты не находят в "Эльфе" порт #FF.
ПЗУ
ПЗУ приставки может иметь минимальный объём 32К. В одном банке должен находиться BASIC-48 (многие игры без него просто не будут работать), а второй банк содержит стартовое меню. Плата приставки сделана таким образом, чтобы без доработок устанавливать любое ПЗУ - 27C256, 27C512 или 27C010.
В ПЗУ приставки 0-й банк всегда содержит стартовое меню, а в банке #01 расположен бейсик-48.
Банки встроенного ПЗУ будут повторяться при выборе номера банка, большего чем имеется в ПЗУ. Т.е. для ПЗУ приставки объёмом 8 банков (27C010) содержимое ПЗУ будет повторяться каждые 8 банков: #00-#07, #08-#0F и так далее до банка #3F включительно.
Для картриджей с ПЗУ дело обстоит несколько иначе. Пока что для примера приведу как будет в картридже "Эльф-2". В нём дешифрация банков сделана с расчётом на 8 микросхем ПЗУ по 8 банков, хотя реально используется только 8 банков. Таким образом в банках #80-#87 будет ПЗУ картриджа, в остальных банках #88-#BF будет содержаться #FF.
Для картриджей "Эльф-1" и "Эльф-2" в банках #80-#8F будет содержаться ПЗУ картриджа, в остальных банках #90-#BF будет содержаться значение #FF.
Эмуляция приставки "Эльф"
На основе данных раздела "" было написано дополнение к эмулятору Emu (автор Целиков Дмитрий). Теперь всем можно поиграть в игры для приставки, даже не имея её у себя на столе:
Схемы и прочие вкусности
| Документация: | ||
| Схема приставки "Эльф" (редакция от 9.11.2015)Внимание! Схему составлял я сам, схема неполная - есть только цифровая часть схемы без SECAM-кодера и ВЧ-модулятора. Этого вполне достаточно для понимания принципов работы приставки. Оставшуюся часть схемы я составлять не намерен из-за сложности прозвонки соединений | ||
| Монтажный чертёж платы приставки "Эльф" (редакция от 10.11.2015)Чертёж неполный - есть только цифровая часть схемы без SECAM-кодера и ВЧ-модулятора. | ||
Знаете ли вы, каким был первый массовый персональный компьютер? С чего началась эра персональных компьютеров? Некоторые могут даже помнить свой самый первый компьютер, которым являлся ZX Spectrum. Именно он является прародителем всех современыых компьютеров. ZX Spectrum продержался на рынке более 10 лет. Мы расскажем вам об истории Спектрума, насыщенной, с множеством интересных фактов, мифов и заблуждений.
Для начала, расскажем о человеке, который считается создателем ZX Spectrum. Это Клайв Синклер
(Clive Marles Sinclair)
Клайв Марльз Синклер родился в городе Суррей (Surrey), под Ричмондом, 30 июля 1940 года. Его отец и дед были инженерами. Сам Клайв последовал по тем же стопам. Уже в 1962 году Синклер создаёт Sinclair Radionics, производит комплекты деталей для сборки радиоприёмников и усилителей звука. У компании стремительно растет репутация пионера в бытовой электронике. С 1972 года компания производит электронные часы, портативные телевизоры и инструменты. В июле 1979 года Клайв Синклер уходит в отставку из Sinclair Radionics и учереждает новую компанию Sinclair Research Ltd. Отсюда и начинается история нашего ZX Spectrum. Первый продукт Sinclair ZX80
произведен в феврале 1980 года, это был первый компьютер в мире стоимостью ниже 100 фунтов стерлингов. Его размеры были 218 X 170 X 50mm и весил он 340 грамм. ZX 80 нельзя было назвать очень удачным, тем не менее он начал довольно хорошо продаватся.
В 1981 последовал логичный выпуск новой версии – Sinclair ZX81
. Он был гораздо дешевле предшественника и стоил 69 фунтов. За два года было произведено более миллиона ZX81 и Синклер заработал более 400 миллионов фунтов стерлингов. После продажи 10 % акции компании и раздачи 5 % акций своим служащим, он сохранил 85 % акций, что давало ему возможность принимать амбициозные и непрофессиональные решения.
