Орион-Про/От авторов

Данный материал защищён авторскими правами!

Использование материала заявлено как добросовестное, исключительно для образовательных некоммерческих целей.

Впервые популярный радиолюбительский компьютер «Орион-128» был продемонстрирован на 34-й Всесоюзной радиовыставке ДОСААФ 22 мая 1989 года, где он был удостоен первой премии. Можно смело считать этот день — днем его рождения и точкой отсчета. Стремительно проходят годы. Это были годы расцвета и спадов. В мир «Орион» пришли талантливые программисты и разработчики, но не обошли его стороною дилетанты, пустословы и откровенные базарные рвачи.

Наше детище вырастило целое поколение компьютерщиков. Часть из них осталась верна своему доброму другу «Ориону», а другие перешли на более совершенные машины. И это нормально. Важно, что несложный и недорогой, а главное доступный для самостоятельной сборки компьютер помог всем им открыть для себя новый мир — мир компьютеров.

Вместе с тем, многие, кто первоначально бросил «Орион» и ушел в мир «PC» — затем вернулись к своей первой «любви». Все дело в том, что IBM PC это, прежде всего — «конторская машина», совершенно не учитывающая дух любительства. Там вы — просто пользователь, для которого создано все и на все случаи жизни (вот только, к сожалению, не на русском языке). И только небольшой процент «айбиэмщиков» становится квалифицированными системщиками и программистами (к сожалению, их творчество зачастую сводится к «расковыриванию шедевров из-за бугра», в лучшем случае 2-3 летней давности). Остальные, «наигравшись», возвращаются в родные пенаты.

С течением времени становилось все яснее, что «железо» «Ориона» несколько устарело. «Западные» компьютеры подсказывали новые идеи и возможности, применимые даже для восьмиразрядных компьютеров. Вместе с тем, предугадать это «старение», еще при разработке «Орион-128», было крайне сложно. В 1988 году, а именно, тогда появилась первая версия ПК «Орион-128», процессор Z80 только появился на «горизонте», в еще не ставшим массовым ПК «Spectrum». Использовать процессор Z80 в «Орион-128» было очень заманчиво, но КР580ВМ80А был тогда более массовым и более доступным (для советского радиолюбителя!). И стратегический выбор оказался правильным. Несмотря на наличие уже ставших известными в тот период «Радио86РК», «БК0010», «Корвет» и др. массовых компьютеров «Орион-128» очень быстро завоевал популярность и определил свою «нишу» — радиолюбительскую. Надо прямо сказать, что «разгону» популярности компьютера способствовала марафонная публикация серии статей в почти единственном в то время радиолюбительском журнале «Радио». Поэтому основная масса ПК «Орион-128» изготовлена пользователями самостоятельно в домашних условиях.

Вместе с тем, «Орион-128» производился (информацией, о ситуации в настоящее время, авторы не располагают) серийно на Ливенском заводе средств машинной графики (Орловская обл.), где авторы участвовали в подготовке его к производству. Хочется особенно поблагодарить талантливого конструктора этого завода, энтузиаста «Ориона», Архипова Павла Викторовича.

По оценкам разных экспертов, в пик популярности «популяция» ПК «Орион-128» составляла около 40 тыс. компьютеров.

Вместе с тем, стало очевидным, что в «Орион-128» необходимо вдохнуть новые идеи. При этом авторы оказались перед выбором: произвести модернизацию «Орион-128», или создать новый компьютер, совместимый со старым, но открывающий принципиально новые возможности.

Безусловно, модернизация требует значительно меньших затрат, но не позволяет внести принципиальные новшества. Ряд талантливых радиолюбителей еще раньше разработали структуру модернизации и установили процессор Z80 на «Орион-128», ввели другие мелкие усовершенствования. Это известная «Z80 Card-2» группы радиолюбителей «SPclub» из С.Петербурга, «Z80Card от ОрионСервис» из Москвы. Конечно, модернизация компьютера с помощью указанных плат «Card» открыла дополнительные возможности, позволила облегчить адаптацию игровых программ от ПК «Spectrum», но не внесла стратегически новых решений. Следует подчеркнуть, что авторы изначально создавали «Орион-128» для творческих начал, а не как игровой компьютер. Бессмысленно вести конкуренцию со специализированными для этого ПК «Spectrum» и приставкой «Dendy». У каждого своя ниша.

Кроме того, произвести модернизацию «Ориона128» с целью установки процессора Z80 могут далеко не все пользователи. Такая работа требует достаточной квалификации и очень серьезных изменений в плате «Орион-128», особенно при установке «Z80 Card-2». Поэтому многие пользователи просто не решаются на это, правильно полагая, что покромсав печатную плату хорошо работающего компьютера, неизвестно что получишь — будет ли он работать или и восстановить не удастся!

Анализируя приходящую почту, авторы пришли к выводу, что установку Z80 на ПК «Орион-128» произвели, в основном, только очень квалифицированные пользователи, что составляет небольшой процент от общего количества имеющихся компьютеров «Орион-128». Понятно, что это не делает погоду.

И второй вариант — создание нового компьютера. Авторы предпочли этот вариант. Он не ставит пользователя перед вышеперечисленными проблемами и выбором «ломать — не ломать, а что если не получится». У вас работает «Орион-128»? Прекрасно! На него еще очень долго будут создаваться новые программы. Вместе с тем, в меру своих финансовых возможностей, вы можете собрать новый компьютер, а уже затем решить, что делать с «Ориошей».

Итак, новый компьютер. Мы назвали его «Orion-Pro». Второе название — «Orion-Power» («Орион-Павер» — в переводе — «Мощный Орион». Из двух этих названий вы можете выбрать то, которое вам больше нравится). Он создан практически новым авторским коллективом, и это принесло свежие идеи и решения.

В свое время, при создании «Орион-128», авторы придерживались девиза «максимально просто и доступно для повторения». Это очень важно на начальном этапе освоения компьютерной грамотности. Вместе с тем, по мере накопления опыта, в таком «железе» становится тесно и программисту, и пользователю. Поэтому при создании нового компьютера авторы исходили из другого: «прежде всего максимальные возможности» (для восьмиразрядки), а затем — простота (не в ущерб возможностям) и доступность. В то же время устояли против соблазна использовать ROM-прошивки для сокращения «россыпухи» (не в пример «ATM-turbo» и «Profi»), применили расхожую и современную элементную базу.

В структуре «Orion-Pro» (далее — «Pro») как бы два компьютера — старый «Орион-128» и новая архитектура. Совместить их во всем не удалось, поэтому пришлось ввести два режима, переключаемых программно.

Главное отличие — это процессор Z80H, работающий на тактовой частоте 10 Мгц. Второе — в старом «Орионе» порты были «положены» на адресацию памяти (F400…F7FF), а в «Pro» — обращение к портам только через «IN» и «OUT».

Но самое мощное приобретение в «Pro» — это оконная система памяти. Она позволила иметь огромную (по меркам для восьмиразрядных ПК) память — 4 Мбайта. Управление таким большим массивом памяти производится с помощью диспетчера окон памяти. Это понятие уже знакомо пользователям «Z80 Card-2», правда там это сделано очень упрощенно. «Pro» имеет память 512 Кбайт на основной плате. Она может быть увеличена до 4 Мбайт с помощью внешней интерфейсной платы, которая вставляется в один из системных разъемов.

Окна памяти открываются при выполнении программы в любой странице (банке), так как по управлению имеют более высокий приоритет, чем основная память. Это позволяет за рабочую (в режиме «Pro») выбрать страницу 2. Страницы 0 и 1 полностью отданы под экраны (а их четыре). При этом отпадают проблемы с цветом.

«Pro» не имеет привычное ПЗУ 2 Кбайта в области 0F8000-FFFFH, где находился «Монитор» в «Орион-128» — там теперь память, допускающая, как чтение, так и запись. Вы можете загрузить Монитор собственного производства, если по каким-то причинам вас не устраивает стандартный.

Вместе с тем, на плате установлены две панельки под ПЗУ большого объема. Одна панелька для стартового ПЗУ (8К) — ROM1-BIOS. Во вторую панельку устанавливается ROM2-BIOS (32/64К) — расширение «ROM1». Если необходимо еще расширить BIOS, то это можно сделать через системный разъем с помощью дополнительной интерфейсной платы. ROM-BIOS содержит стартовый блок, все драйверы устройств (клавиатуры, дисплея, принтера, мыши и т. д.), внутренний служебный командный Монитор (типа «М128»). В ПЗУ расширения (ROM2-BIOS) размещается драйвер дисплея, эмулятор «Монитор-2» (который загружается в область 0F8000-FFFFH), ORDOS и графический интерфейс (типа «Нортон»), а также OS-DOS (CP/M-80). Следует отметить, что высокая тактовая частота накладывает ограничения на время выборки применяемых микросхем ПЗУ. Оно должно составлять не более 200—250 нс (можно и больше, однако придется вводить такты ожидания процессора, а значит несколько терять производительность).

Сохранена возможность иметь четыре экрана. Их размер может быть как 12К, так и 16К, то есть 512х256 точек. Область экрана можно разместить в любое из окон, при этом она становится доступной из любой страницы без переключения банков. Тем не менее, внутренний драйвер дисплея может обрабатывать экран в режиме теневого ОЗУ. Это позволяет исключить экранную область из рабочей страницы ОЗУ компьютера при выводе на экран символов и элементов графики.

Как мы отмечали выше, тактовая частота процессора составляет 10 Мгц, и может переключаться программно на 2.5 Мгц. Следует заметить, что без применения специальных скоростных микропроцессоров Z80H работать на высоких тактовых частотах проблематично. Процессор Z80B (6 Мгц) работает на 10 Мгц (не все экземпляры), но перегревается и требует применения радиатора. Z80 и Z80А — вообще не подходят. Для понижения тактовой частоты (до 5 Мгц) на плате установлена специальная перемычка.

Расширен 4-х цветной (двухбитовый) графический режим: в дополнение к нему появились 8-ми и 16-ти цветный (соответственно трех- и четырехбитовый). В «Pro» применяется режим, когда синхронизатор дисплея за один цикл читает два байта из разных областей памяти одной страницы. Так как в «Pro» имеется две физические линейки памяти, то читается одновременно четыре байта, а значит (учитывая структуру построения графического изображения в «Орионе») можно иметь 4 бита на точку. А это 16 цветов — полноценный EGA! Конечно, размер ОЗУ экрана увеличился в два раза, но используется все те же два банка. Принцип программной обработки экрана не изменился.

Какие еще новшества в «Pro»? Введен регистр для создания псевдо-цветного 16-цветного режима. При этом, если используется только один цвет для экрана и один для фона, то нет необходимости занимать в ОЗУ (страница-1) область цвета, как это делает графическая оболочка «NC» или «VC».

Новый ПК имеет восемь аппаратных векторов прерываний, при этом процессор программируется в режим 2. Вектор 0 (самый высокий приоритет) отдан системному таймеру. В качестве генератора таймера используется кадровый синхроимпульс, поэтому прерывания по таймеру происходят каждые 20 мс. Вектор 1 зарезервирован для клавиатуры. Он выведен на универсальный разъем пользователя и на системную шину. Остальные вектора доступны с системной шины и предназначены для интерфейсных плат расширения.

Конструктивно «Pro» создан как многоплатный компьютер, с открытой архитектурой. Состоит из основной («материнской») платы, и плат расширения интерфейса. На основной плате размещается процессор Z80H, ОЗУ 512 Кбайт — 16х565РУ7 (расширение еще на 3.5 Мбайт на дополнительной плате), контроллер дисковода. Контроллер работает только с двойной (в будущем и с четвертной) плотностью и допускает подключение двух дисководов на 80 дорожек, как 5.25", так и 3.5" (есть переключатель полярности сигнала «Готовность»).

Следует подчеркнуть, что все порты и регистры в режиме «Орион-128» доступны через адреса, положенные на память, и параллельно — через IN/OUT (но по другим адресам). В режиме «Pro» доступ к портам — только через IN/OUT.

На основной плате также установлены четыре системных разъема для плат расширения интерфейса. Один из них имеет дополнительные сигналы для расширения ОЗУ и ПЗУ.

Для подключения принтера на плате установлен свой разъем (такой же, как на IBM PC) и весь аппаратный интерфейс для программной эмуляции интерфейса «Centronics». Для подключения цветного и черно-белого дисплеев используется одно семиштырьковое гнездо. Сигналы RGBI выведены и на системную шину, что позволяет «изобретать» различные платы управления цветом и палитрами.

В качестве элементной базы использована серия 1533 (увы, серия 155 не достаточна по ассортименту, да и снята с производства).

Всего на основной плате 121 корпус. Плата имеет размер 220х267 мм и может быть установлена в корпус MINI TOWER IBM PC при незначительных его доработках.