Вектор-06Ц/Техническое описание. Версия 1
|
Данный материал защищён авторскими правами!
Использование материала заявлено как добросовестное, исключительно для образовательных некоммерческих целей. Источник: Комплект файлов эмулятора с сайта http://tmksoft.chat.ru |
-----------------------------------------------------------------
Настоящее техническое описание подготовлено на основе материа-
лов Информационных выпусков Кишиневского центра "Компьютер".
PS. К сожалению не известно кто именно подготовил это техническое
описание, мною лишь была внесена пара поправок.
SwordMaker
-----------------------------------------------------------------
ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ БПЭВМ "ВЕКТОР 06Ц".
1.Устройство и работа.
В БПЭВМ "Вектор 06Ц" используется общая оперативная память для
микропроцессора (МП) и контроллера графического дисплея объемом
64 Кбайта. Объем экранного ОЗУ, при числе адресуемых точек изоб-
ражения 256*256 и 16 цветах, равен 32 Кбайт. Согласно принятой в
данной БПЭВМ архитектуре и принципу функционирования экранного
ОЗУ (байтовая организация и одновременное считывание 4х байтов),
МП и контроллер дисплея обращаются к ОЗУ по принципу "режима раз-
деления времени" и высший приоритет у контроллера дисплея.
Блок системный конструктивно состоит из двух частей:
1) модуль электронный (МЭ) системный;
2) модуль клавиатуры.
Модуль электронный системный состоит из следующих узлов:
1) узел синхронизации;
2) дисплейный узел;
3) центральный процессор;
4) узел управления;
5) узел начальной загрузки и запуска;
6) параллельный программируемый интерфейс и таймер;
7) ОЗУ
8) узел сопряжения с магнитофоном.
1.1. Узел синхронизации служит для формирования ряда синхрони-
зирующих сигналов и состоит из следующих устройств:
1) задающий генератор опорной частоты. Собран на кварцевом
резонаторе Z1, D31.1, D31.2. Формирует импульсы с частотой 12 Мгц;
2) делитель опорной частоты D35 - двоичный счетчик. Через
каждые 83.3 нс на его выходе меняется кодовая комбинация сигна-
лов С1,С2,С3,С4, последовательно принимая 16 значений от 0000 до
1111;
3) формирователь синхроимпульсов F1, F2, тактирующих процес-
сор КР580ВМ80А - D33.1, D33.4, D81.1, D81.2, D81.6, R9,R10.
Сигналы С1...С4 поступают в узел управления - на формирова-
тель временных диаграмм МЭ (D36): С1 тактирует сдвиговые регис-
тры дисплейного узла; С3 тактирует таймер; С4 поступает на счет-
чики позиций экрана.
1.2. Узел дисплея обеспечивает считывание информации из ОЗУ в
сдвиговые регистры D45...D48, скроллинг экрана, переключение ре-
жима дисплея, сопряжение БПЭВМ с цветным или ч/б телевизором.
Узел дисплея состоит из следующих устройств:
1) счетчик горизонтальных позиций экрана (СГП) - D23.4, D5.2,
D4;
2) счетчик вертикальных позиций экрана (СВП) - D5.1, D6, D7,
D15.4, D22.4;
3) формирователь сигналов строчной, кадровой и вспомога-
тельных частот - D31.3, D3.1, D3.2, D16.2, D21.1, D22.3;
4) счетчик адреса текущей строки изображения - D24, D25;
5) таблица цветов и ЦАПы - D32, D39, D38.9, D81, R15 - R37;
6) сдвиговые регистры;
7) переключатель режима D40.
СГП с коэффициентом пересчета 48 формирует длительность строки
растра и коды пяти младших разрядов адресных входов ОЗУ при обра-
щении к нему контроллера дисплея. При этом каждая телевизионная
строка длительностью 48*1.33 мкс = 64 мкс делится на следующие
интервалы:
- разрешение отображения информационной части строки растра -
32*1.33мкс = 43мкс;
- запрет отображения в начале и в конце строки растра (бор-
дюр) - по 4*1.33мкс = 5.2мкс;
- строчный синхроимпульс - 8*1.33мкс = 10.4мкс.
СВП экрана производит счет в три этапа:
1) от 0 до 279. При высоком уровне сигнала на 3,4,8 разрядах
СВП, D6 устанавливается в исходное (нулевое) состояние;
2) от 288 до 311. При тех же условиях D6 устанавливается в
нулевое состояние;
3) от 320 до 327. При коде 328 (высокий уровень сигнала на
3,6,8) СВП устанавливается в нулевое состояние.
Суммарный коэффициент пересчета СВП составляет 312. При этом
длительность кадра составляет 312*64мкс = 19.928мс. Из них:
256*64=16.4мс - отображение инфомционных строк растра; по
16*64мкс = 1,02мс - верхний и нижний бордюры; 24*64мкс = 1.5мс -
кадровый синхроимпульс.
Счетчик адреса текущей строки отображения формирует байт адре-
са ячеек ОЗУ, хранящих информацию о текущей строке растра. Соот-
ветствие между 8 разрядами адреса байтов из "плоскостей" экранно-
го ОЗУ и номером строки приведено в таблице:
------------------------------------------------------------
! Байт адреса ! Номер строки растра !
!---------------------------!------------------------------!
! FF ! 0 !
! FE ! 1 !
! FD ! 2 !
! . ! . !
! . ! . !
! 01 ! 254 !
! 00 ! 255 !
------------------------------------------------------------
Запись в счетчик адреса экранного ОЗУ осуществляется по сигна-
лу "WVA", а содержимое декрементируется сигналом "S32" через каж-
дые 64 мкс и через мультиплексор адреса поступает (в момент обра-
щения контроллера дисплея) на адресные входы ОЗУ.
Таким образом, обеспечение обращения к ячейкам экранного ОЗУ,
осуществляется путем записи байта адреса в счетчик D24, D25 че-
рез порт - 03 в момент начала вывода на экран нового кадра и
дальнейшего уменьшения его содержимого на единицу с частотой
строчного синхроимпульса.
Это позволяет в значительной степени ускорить скроллинг экра-
на, используя возможность программного обращения к счетчику адре-
са регенерации.
Сдвигающие регистры обеспечивают прием четырех параллельных
кодов из экранного ОЗУ и преобразование их в последовательные и
прием информации через последовательные входы в режиме сдвига
вправо, при отображении бордюра или во время обратного хода кад-
ровой развертки. Через сдвигающие регистры осуществляется подклю-
чение "плоскостей" экрана к таблице цветов.
АДРЕСНОЕ ПРОСТРАНСТВО "ПЛОСКОСТЕЙ" ЭКРАННОГО ОЗУ:
ХОД ЛУЧА НА ЭКРАНЕ
----------------------------------------->
! ---------------------------------
! ! Е0FF ! ! FFFF !
! !------! !------!
! --------------------------------- !
! ! C0FF ! ! DFFF ! !
! !------! !------! !
! --------------------------------- ! FF00 !
! ! A0FF ! ! BFFF ! !---------
! !------! !------! !
! --------------------------------- ! !
! ! 80FF ... 90FF ... 9FFF ! ! DF00 !
! ! ! !---------
! ! ! !
! ! ! BF00 !
V ! !---------
! !
! 8000 ... 9000 ... 9F00 !
---------------------------------
ТАБЛИЦА ПЛОСКОСТЕЙ ЭКРАННОГО ОЗУ
!----------------------------------------------------------!
! Адресное пространство ! Номер ! Сдвигающий !
! плоскости ! плоскости ! регистр !
!---------------------------!-------------!----------------!
! E000...FFFF ! 0 ! D48 !
! C000...DFFF ! 1 ! D47 !
! A000...BFFF ! 2 ! D46 !
! 8000...9FFF ! 3 ! D45 !
!----------------------------------------------------------!
Запись в сдвигающие регистры разрешается сигналом "WVR", так-
тирование - сигналом "CVR".
Информация об одной точке на экране в режиме "256 * 256" хра-
нится в одноименных битах плоскостей экранного ОЗУ. Так, напри-
мер, информация о первых восьми точках в байтах - 80FF, A0FF,
C0FF, E0FF, а о последних восьми точках - в байтах 9F00, BF00,
DF00, FF00.
В режиме "512 * 256" информация о четной точке хранится в
плоскостях три и два, а о нечетной - в плоскостях нуль и один.
Значение весовых коэффициентов в математическом цвете (коде,
поступающим на адресные входы таблицы цветов) у битов из плоскос-
тей экрана следующее:
- в режиме "256 * 256" (16 цветов) у плоскостей 0, 1, 2 и 3
соответственно 1, 2, 4, 8;
- в режиме "512 * 256" (4 цвета) у плоскостей 0, 1, 2 и 3
соответственно 1, 2, 1, 2.
Переключатель режима обеспечивает работу контроллера в режи-
мах "256 * 256" или "512 * 256". В режиме "256 * 256" через порт
02 РВ-4 выдается сигнал низкого уровня на входы D33.2 и D33.4,
т.е. одновременное прохождение всех четырех битов, описывающих
одну точку растра, через D40. В режиме "512 * 256" высокий уро-
вень сигнала с РВ-4 на входы D33.2, D33.4 обеспечивает поочеред-
ное прохождение двух пар битов (пара соседних точек растра) че-
рез D40.1, D40.4 и D40.3, D40.2 в интервал времени, за который
отображается одна точка в режиме "256 * 256".
Управление режимами дисплея и управление заданием цвета фона
рабочей и нерабочей области экрана осуществляется через порт
02-РВ (0...3) и переключатель режимов, что позволяет:
- перевести дисплей из режима "256 * 256" в режим "512 * 256"
путем разделения плоскостей экрана на две пары;
- установить объем памяти дисплея (объем экранного ОЗУ) рав-
ным 8, 16, 24 и 32 Кбайт, изменяя содержимое таблицы цветов, т.е.
отобразить информацию соответственно из одной, двух, трех или че-
тырех плоскостей экранного ОЗУ.
Таблица цветов преобразовывает математический цвет (информа-
ция, хранимая в экранном ОЗУ) в физический цвет (сигнал, посту-
пающий с выходов таблицы цветов на цифро-аналоговые преобразова-
тели - ЦАП). Обеспечивает задание количества цветов до 16 из 256
возможных. Изменение содержимого таблицы производится программно.
Запись таблицы цветов осуществляется во время обратного хода кад-
ровой развертки. При этом в порт 02-РВ (0...3) записывается код
математического цвета, который через сдвиговые регистры посту-
пает на адресные входы D32, D39. На вход данных этих микросхем
подается код физического цвета, запись которого осуществляется по
низкому уровню сигнала "CLR". Сигнал "CLR" становится активным
при обращении к портам ввода-вывода с адресами 0C...0F при низ-
ком уровне сигнала "ЗПВВ" (сигнал записи в порт).
ЦАП обеспечивает формирование аналоговых сигналов трех основ-
ных цветов - R, G, B по коду физического цвета, выбираемому из
таблицы цветности, и формирует сигнал синхронизации "Видео-1" в
соответствии с соотношением:
Евидео=0.3*ER+0.6*EG+0.1*EB
Резистивная матрица на основе кода физического цвета формирует
по восемь уровней сигналов "R", "G" и четыре уровня сигнала "B".
Потенциометром R35 осуществляют регулировку уровня черного и
размах видеосигнала.
1.3. Центральный процессор выполнен на базе микропроцессора
(МП) КР580ВМ80А и предназначен для выполнения следующих функций:
1) вычисление адресов операндов и команд;
2) содержательной обработки операндов;
3) обмена информацией с другими устройствами (узлами);
4) реакции на воздействие с клавиатуры и устройств пользова-
теля,подсоединенных к параллельному программируемому интерфейсу.
Двунаправленные шинные формирователи D1, D19 обеспечивают буфери-
зацию шины данных и старшего байта адреса.
1.4. Узел управления обеспечивает формирование временной
диаграммы работы системного модуля, обращение к устройствам вво-
давывода, ОЗУ, формирование всех внутренних и внешних управляю-
щих сигналов.
Состоит из следующих устройств:
1) формирователь временной диаграммы системного блока D36,
D23.2, D23.3;
2) регистр состояния - D22.1, D20, D26.1, D15.2, D15.3,
D16.1, D22.2, D23.1, D21.2, D15.1, D16.3;
3) дешифратор адресов устройств ввода-вывода - D10.1, D2.
Формирователь временой диаграммы (ФВД) выполнен на ПЗУ.
Регистр состояния обеспечивает прием и хранение байта состоя-
ния микропроцессора и вырабатывает сигналы, управляющие работой
программируемых интерфейсов ввода-вывода ("ЗПВВ"), записью в ОЗУ
("ЗПЗУ"), чтением из ОЗУ ("ЧТЗУ"), направлением передачи данных
через шинные формирователи - "DM".
Триггер прерывания D26.2 обеспечивает прерывания по коду RST7
во время обратных ходов кадровой развертки.
Обращение к внутренним регистрам БИС таймера, внутренним ре-
гистрам параллельных программируемых интерфейсов ввода-вывода,
таблице цветности (при записи в нее данных), осуществляется как к
портам ввода-вывода. Для дешифрации адресов портов используется
восемь старших разрядов адреса (А8...А15), которые при обращении
к портам, равнозначны восьми младшим.
Распределение адресов портов приведено в таблице, где знаком Х
обозначено безразличное состояние (т.е. разряд не используется
при дешифрации адреса данного порта).
АДРЕСА ПОРТОВ ВВОДА-ВЫВОДА
----------------------------------------------------------!
! Код ! Значение разряда адреса ! Порт ввода-вывода !
! адр. !---------------------------! !
! порта ! 15 14 13 12 11 10 9 8 ! !
!-------!---------------------------!---------------------!
! 00-03 ! 0 0 0 0 0 0 А1 А0 ! Область адресов D30 !
! 04-07 ! 0 0 0 0 0 1 А1 А1 ! Область адресов D27 !
! 08-0B ! 0 0 0 0 1 0 А1 А0 ! Область адресов D29 !
! 0C-0F ! 0 0 0 0 1 1 Х Х ! Таблица цветности !
! ! ! Сигнал на вход WR !
-----------------------------------------------------------
По состоянию адресных линий А10...А11 и сигнала ЗПВВ активизи-
руется один из сигналов выбора перефирийных БИС или сигнал запи-
си в таблицу цветности, а выбор адресата внутри БИС обеспечивает-
ся линиями младших разрядов адреса А8, А9.
1.5. Узел начальной загрузки и запуска используется для
инициализации работы БПЭВМ путем выполнения программы
"Загрузчик", записанной в ПЗУ D9. Нажатие клавиши ВВОД формирует
низкий уровень сигналов "Ввод" и "Сброс".
Сигнал "Ввод" записывается в триггер D17.1, который тактирует-
ся с частотой кадрового синхроимпульса, и стробирует запись сиг-
нала "Ввод" в триггер D17.2.
КР580ВМ80А при этом устанавливается в исходное состояние (ка-
нал адреса переходит в нулевое состояние).
Для работы ПЗУ D9 микросхемами D10.1, D10.2, D16.4 резерви-
руется адресное пространство от 0000 - 0FFF, т.е. при начальной
загрузке младшие 4 Кбайта ОЗУ недоступны микропроцессору для чте-
ния.
1.6. Трехканальный порт D27 предназначен для осуществления
программного доступа к переферийным устройствам (печать, ло-
кальная сеть, внешнее ПЗУ и др.)
Необходимый режим работы D27 задается посредством записи в
порт с адресом 04 кода управляющего слова.
Адресация каналов этой микросхемы следующая:
1) PA - порт с адресом 07
2) PB - порт с адресом 06
3) PC - порт с адресом 05
Все разряды каналов PA, PB, PC подключены к разъему XS5.
Таймер представляет собой три программируемых шестнадцатирич-
ных счетчика 0, 1, 2, которые вырабатывают на своих выходах им-
пульсные сигналы. Таймер реализован на микросхеме КР580ВИ53. Все
три счетчика таймера модифицируются с частотой синхросерии С3 =
1.5 Мгц. Для программирования таймера используются команды обра-
щения к портам ввода-вывода из области адресов таймера:
1) порт с адресом 0B - счетчик 0
2) порт с адресом 0A - счетчик 1
3) порт с адресом 09 - счетчик 2
4) порт с адресом 08 - запись кода режима.
Каждый счетчик имеет управляющий вход, разрешающий или запре-
щающий счет. Все эти управляющие входы подключены к линии сигна-
ла "Сброс", это обеспечивает разрешение работы всех трех счетчи-
ков при отсутствии нажатия клавиши Сброс или Ввод. Выходы всех
счетчиков через резисторы R55, R56 и транзистор VT1 подключены к
динамической головке H1.
Трехканальный порт D30 предназначен для осуществления програм-
много доступа к узлу сопряжения с магнитофоном, к клавиатуре, к
сдвигающим регистрам, счетчику адреса текущей строки отображения,
к динамической головке H1.
Необходимый режим работ D30 задается посредством записи в порт
с адресом 00 кода управляющего слова.
Назначение разрядов трехканального порта показано в таблице:
НАЗНАЧЕНИЕ РАЗРЯДОВ ТРЕХКАНАЛЬНОГО ПОРТА D30
-------------------------------------------------------------------!
! Адрес ! ! Назначение разрядов канала !
! ! ! ------------------------------------------------!
! порта ! Разряд ! При обратном ходе кадровой ! При отображении !
! ! ! развертки ! информации !
!-------!--------!------------------------------!------------------!
! ! PA ! Код сканирования ! Младший ! Младший !
! ! 0 ! клавиатуры ! байт ! байт адреса !
! ! 1 ! ! адреса ! регенерации !
! ! 2 ! ! регене- ! экрана !
! 03 ! 3 ! ! рации ! !
! ! 4 ! ! экрана ! !
! ! 5 ! ! ! !
! ! 6 ! ! ! !
! ! 7 ! ! ! !
!-------!--------!------------------!-----------!------------------!
! ! PB ! Адрес (математи- ! Считывание! Математический !
! ! 0 ! ческий цет), по- ! кода ! цвет бордюра !
! ! 1 ! ступающий на ! сканиро- ! - на последо- !
! ! 2 ! таблицу цветности! вания ! вательные входы !
! 02 ! 3 ! при ее записи ! клавиатуры! сдвиг.регистров !
! ! 4 ! ! ! !
! ! 5 ! ! ! Сигнал режима !
! ! 6 ! ! ! "256 * 256" или !
! ! 7 ! ! ! "512 * 256" !
!-------!--------!-------------------------------------------------!
! ! PC ! !
! ! 0 ! Выходной сигнал на магнитофон !
! ! 1 ! Управление реле !
! ! 2 ! "CO" клавиатуры !
! 01 ! 3 ! Управление светодиодом "РУС" !
! ! 4 ! Входной сигнал с магнитофоном !
! ! 5 ! Клавиша СС !
! ! 6 ! Клавиша УС !
! ! 7 ! Клавиша РУС/ЛАТ !
--------------------------------------------------------------------
1.7. Узел сопряжения с магнитофоном обеспечивает сопряже-
ние бытового кассетного магнитофона с БПЭВМ. Связь осуществляет-
ся через порт 01 - PC0 (Выход на магнитофон) и PC4 (Вход с магни-
тофона). При записи на магнитную ленту, очередной бит данных хра-
нится на PC0 до записи следующего бита в этот порт. С выхода PC0
закодированный бит данных через фильтр нижних и верхних частот
R57, R76, R37, C58 поступает на вход магнитофона, а также через
транзистор VT1, на динамическую головку H1.
При воспроизведении сигнал с линейного выхода магнитофона че-
рез фильтр нижних частот R38, R39, R47, C47,,,C57 поступает на
вход компаратора D82, на выходе которого формируется прямоу-
гольный импульс с амплитудой около 5В. VD1 ограничивает отрица-
тельную составляющую сигнала. Далее считанный и сформированный
сигнал поступает на PC4, работающий в режиме приема информации.
Реле К1 обеспечивает программное управление двигателем магни-
тофона, включение-выключение которого задается через порт 01-PC1.
1.8. Оперативное запоминающие устройство предназначено для
приема, хранения и передачи данных по запросу процессора или кон-
троллера дисплея. ОЗУ реализовано на микросхемах К565РУ6 емкос-
тью 16К*1разряд и микросхемах К155РЕ3 и К155КП2. В состав ОЗУ
входят следующие устройства:
1) Формирователь сигнала выборок линеек ОЗУ - D37;
2) Мультиплексор адреса - D11 - D14;
3) Мультиплексор данных - D41 - D44;
5) Блок памяти - D49 - D80.
Формирователь выборок линеек обеспечивает обращение к одной из
четырех линеек ОЗУ (одна линейка - 16К*8 разрядов) и формирова-
ние сигнала "CAS" для внешнего запоминающего устроойства, подклю-
ченного к системной шине через разъем XS1.
При наличии низкого уровня сигнала "БЛК", поступающего из
внешнего устройства, блокируется обращение к внутреннему ОЗУ,
разрешается выдача сигнала "CAS" для внешнего ОЗУ.
Выборка ПЗУ D37 осуществляется по сигналу "CAS0". На адресные
входы D37 подаются разряды А13, А14 от ЦП, сигнал "БЛК" от внеш-
него устройства и сигнал "MX2".
В адресном пространстве ОЗУ для хранения информации, выводи-
мой на экран, отведена зона с адресами 8000 - FFFF. При обраще-
нии контроллера дисплея к ОЗУ считывается информация из старших
32 Кбайт. Это реализовано подачей постоянного высокого уровня
сигнала на вход 05 мультиплексора адреса.
Мультиплексор адреса D11...D14 управляется сигналами "MX1",
"MX2". При обращении контроллера дисплея к ОЗУ на входы D0,D1,
D4, D5 мультиплексора подаются сигналы со счетчика адреса теку-
щей строки отображения. При обращении ЦП к ОЗУ на входы D2, D3,
D6, D7 подаются адресные разряды А0 - А12, А15 шины адреса. Раз-
ряды А13, А14 поступают на формирователь выбора линеек ОЗУ.
Кроме подаваемых на ОЗУ четырнадцати адресов, мультиплексиро-
ванных по времени, мультиплексор адреса обрабатывает дополни-
тельный восьмой разряд адреса, который выбирается из А13, А14,
выдаваемых ЦП, и третьего разряда адреса, выдаваемого счетчиком
адреса текущей строки отображения. Восемь разрядов мультиплекси-
рованного адреса, поступающего на разъем XS1, предназначены для
подключения внешнего динамического ОЗУ с организацией 64К*1.
Мультиплексор данных обеспечивает передачу данных из банка ОЗУ
на шинный формирователь D28. Мультиплексирование данных управ-
ляется сигналами, поступающими с адресных входов ЦП А13, А14. В
случае обращения к ОЗУ контроллера дисплея информация не пере-
дается на шину данных, а поступает на сдвигающие регистры. Реге-
нерация динамического ОЗУ выполняется во время обращения к памя-
ти контроллера дисплея. Период полной регенерации внутреннего ОЗУ
составляет 256 мкс, а внешнего - 512 мкс.
1.9. Все основные узлы БПЭВМ связаны с ЦП через системную
магистраль, содержащую 35 линий. Возможность наращивания аппарат-
ных средств обеспечивается магистральной структурой БПЭВМ, нали-
чием параллельного программируемого интерфейса и выводом систем-
ной магистрали на отдельный разъем XS1.
СИГНАЛЫ СИСТЕМНОЙ МАГИСТРАЛИ:
----------------------------------------------------------------------------
! Обозн.линии ! Назначение линий ! Напр.передачи !
!--------------------------------------------------------------------------!
! ШАВВ ! Адресная шина для устройств ввода-вывода ! выход !
! ШАП ! Мультиплексированная адресная шина ! !
! ! для обращения к внешнему ОЗУ ! выход !
! RAS ! Сигнал выбора строки ! выход !
! CAS ! Сигнал выбора столбца ! выход !
! ШД ! Шина данных ! вход/выход !
! ЗПЗУ ! Сигнал записи в ОЗУ ! выход !
! ЧТЗУ ! Сигнал чтения ОЗУ ! выход !
! ЧТВВ ! Сигнал чтения из устройства ввода-вывода ! выход !
! ЗПВВ ! Сигнал записи в устройство ввода-вывода ! выход !
! БЛК ! Блокировка от внешнего устройства ! вход !
! СТЕК ! Сигнал обращения к стеку ! выход !
! Строб ! Сигнал, стробирующий запись байта ! !
! сост. ! состояния процессора ! выход !
! +5В ! Электрическое питание модулей ! !
! 0В ! расширения ! выход !
----------------------------------------------------------------------------