|
Содержание:
От редакции
Обзор софта
Обзор прессы
С мира по нитке
Demo scene
Мнения
Приложение
|
|
В начало рубрики
BetaDisk от и до (Часть первая):
Предисловие
По просьбам трудящихся, представляю схему контроллера BetaDisk МП "Март" и
пару глав из брошюры "BetaDisk, TR-DOS от и до". Всего в издании содержится
семь разных вариантов схем, их описания даны в первых, представляемых,
главах книги. В данном же выпуске MSWP Вы найдете только первую из них -
полную схему BetaDisk'а, остальные будут наверстаны позднее. Поскольку дело
это не быстрое, пожелания по порядку копирования схем можно оставить на форуме
в топике "BetaDisk", обязательно учту.
Trident.
Z X S P E C T R U M
B E T A D I S K / T R D O S
А П П А Р А Т Н Ы Е С Р Е Д С Т В А
Стандартный интерфейс дисковода
ВСЕ узлы дисковой системы
ОТ схемотехники контроллеров
И сигнальных соединений
ДО источника питания
АВТОРСКОЕ ИЗДАНИЕ
С.-Петербург 1994
Рассмотрены архитектура и схемотехника базового
контроллера, краткое сквозное описание принципиальной схемы,
конструкции серийных контроллеров МП "МАРТ", комплекты и
размещение в м/с ПЗУ ОС TR-DOS, надежность и устойчивость
работы дисковой системы, питание +12В, монтаж и подключение
контроллера к машине, стандартный интерфейс, дисководы,
источники питания, надежность компьютера оснащаемого
дисководом, типичные причины отказов и аварий, элементы
конструкции импульсных блоков питания малой мощности,
мощность блока питания, вторичный источник, резонанс.
Для широкого круга читателей.
Лицензия ЛР N 063229 IS BN 5-7452-0001-4
(C) издательство ТОО "Анатолия"
(С) контроллеры МП "МАРТ",АО "AURA", E-mail: mart@aura.spb.ru
(C) текст и графика НПК "ВАРИАНТ", 1990, 1994 гг.
(С) электронный вариант Trident
АРХИТЕКТУРА И СХЕМОТЕХНИКА БАЗОВОГО КОНТРОЛЛЕРА
Наиболее широко известна конструкция контроллера под
кодовым названием "Московская", впервые в стране, печатные
платы для этой версии контроллера изготавливались большими
тиражами, схемотехнически реализованный как полный аналог
фирменного контроллера "BETA DISK", допускающий различные
варианты оснащения ПЗУ, большой тираж принципиальных и
монтажных схем издаваемых НПВО "Вариант" с 1989 года,
доступность информации, сделали контроллер первичной
конструкцией, на основе которой разрабатывались все
последующие модели. Единственный недостаток этого
контроллера - большой размер печатной платы с очень
свободным расположением микросхем и сверхнадежными, но не
удобными в маленькой машинке, разъёмами типа ГРПМ.
Изменения, поначалу очень скромные, привели к некоторому
уменьшению и переразводке платы под раъёмы СНО, СНП.
Практически в таком виде этот контроллер и сохранился по сей
день, являясь своеобразным эталоном, используемым в работе в
основном профессионалами, и естественно, именно с этой
конструкции необходимо начинать ознакомление с рядом других
конструкций, очень своеобразных. Сравнивая функциональные и
архетектурные возможности различных разработок, Вы очень
точно определите тот единственный вариант контроллера
устраивающий Вас полностью.
В основу контроллера "BETA DISK" положен очень
оригинальный принцип, нигде больше в восьмиразрядных машинах
не применяющийся. Контроллер выполнен в виде внешнего
устройства, которое можно программно и аппаратно включить и
выключить, и оснащен интелектом "TR DOS". Запускаемый через
специальные программные точки входа в систему, контроллер
аппаратно, специальными сигналами /CSROM и /OUTIORQ
выключает ПЗУ машины и её внешние устройства, подключая свои
ресурсы и организуя совершенно новую машину для выполнения
дисковых операций, со своей архитектурой, своим резидентным
программным обеспечением, своим адресным пространством
внешних устройств, общей остаётся только область ОЗУ. Очень
важной особенностью является то, что и машина и
контроллер, вполне законченные устройства, машина может
работать с контроллером и без него.
Поскольку в ZX, не предназначенном для работы с дисковым
накопителем, в ОЗУ не выделена специальная системная
область, операционная система TR-DOS размещает всего 112
байт своих переменных в ОЗУ ZX, вплотную к области
переменных Бэйсика.
Номера микросхем всех рассматриваемых здесь контроллеров
"привязаны" к конкретным фунциональным узлам, что
значительно упрощает сравнение схемотехнических решений
различных моделей.
Контроллер состоит из следующих узлов:
- Устройство разрешения-запрета включения системы D1.1,2,3, D3,1
- Дешифратор адресов точек входа в ТR-DOS (включения
системы) D11.4, D2, D1.4, система синхронизации и
состояния адресной зоны процессора машины D4.1,2,3,
D11.5
- Буффер обмена данными D6
- ПЗУ с резидентной программой TR-DOS D7, D8
- Триггер включения-выключения системы D3.2
- Выключатель внешних устройств ZX D12.2
- Устройство включения основного ПЗУ TR-DOS D10.4
- Устройство выключения основного ПЗУ ZX D11.2 и
транзистор
- Выбор микросхем "0" и "1" ПЗУ TR-DOS D11.5, D12.1,3
- Включение буффера обмена данными D12.4
- Регистр установки режимов D15
- Регистр состояния D18.2
- Микроконтроллер дисковой системы D17
- Дешифратор адресов доступа к контроллеру дисковой
системы, регистрам установки режимов, состояния, D16.1,
D9.3
- Формирователь адреса выбора дешифратора адресов D9.1,
D11.1, D10.2
- Дешифратор выбора номера дисковода D16.2
- Буффер формирователь сигналов дисковода D18.1
- Система синхронизации сигнала чтения данных дисковода
D19.1,2, D20, D12.3
- Буффер согласования с кабелем и интерфейсом дисковода
D21, D22
- Кварцевый генератор с делителем частоты D13.1,2,3, D14
- Управление и синхронизация сигнала записи данных
D21.6,1, D23.1,2,3,4, D24
- Схема синхронизации и генерирования сигнала
немаскируемого прерывания процессора D10.4, D11.6, D5
Список конечно ужасающий, но постараемся увязать все эти
сложности воедино и тогда всё окажется просто и доступно.
- Одноразрядный порт адресного пространства внешних
устройств машины с адресом #7FFD и предустановкой сигналом
RESET общего сброса машины, адресованный двумя сигналами
адресной шины А1 и А15, сигналами управления /IORQ (выбор
внешнего устройства) и /WR (запись), запоминает на выходе
триггера D3.1/5 значение записываемого разряда D4 шины
данных, высоким уровнем сигнала на D2/1, разрешая
программный запуск дисковой системы. Порт полностью
идентичен регистру разряда D4 диспетчера переключения
страниц ОЗУ, 128К версии машины. Применяя контроллеры в
которых порт отсутствует, необходимо подключить выход
разряда D4 диспетчера ОЗУ к освобождающемуся входу м/с D2,
дешифратора адресной зоны точек входа в систему.
Порт этот необходим только в контроллерах подключаемых к
внешней системной шине фирменных машин, дело в том, что
диспетчер страниц ОЗУ 128К размещен в составе микросхемы
ULA7 и сигнал состояния адресного пространства недоступен, в
машинах отечественной сборки диспетчер выполнен на отдельном
регистре, и с доступом к сигналу диспетчера "защелка 48К"
проблем нет. Интересно и необычно выполнен этот узел в
"Пентагон 128", на плате машины смонтирован порт состояния
диспетчера и сам диспетчер, два совершенно одинаковых
сигнала состояния адресного пространства, с двух совершенно
одинаковых узлов, приходят на схему разрешения запуска
дисковой системы, для надежности наверно, или для коммерции.
- Дешифратор адресной зоны #3D00 - #3DFF, область
знакогенератора ПЗУ машины, в которой определены точки
программного входа в TR-DOS с адресами 15616 и 15619. При
обращении к адресу перехода и завершении выполнения
процессором текущей машинной команды, сигнал /M1 с выхода
устройства D1.4/11 переключает включенный по схеме RS
системный триггер D3.2, с незадействованными входами
синхронизации и данных, в положение "0" на D3.2/8, включая
дисковую систему.
- Сигнал высокого уровня с вывода D3.2/9 выключает сигнал
/OUTIORQ, отключая все внешние устройства машины, сигнал
низкого уровня с D3.2/8 включает устройства контроллера. При
А14=А15=0, D4.1 и D3.2/8=0 включены ПЗУ контроллера D10.4=0,
одновременно сигналом с D11.2/4 выключается ПЗУ машины.
Изменением значения разряда А13 D11.5/5 альтернативно,
сигналами c D12.1/3 и D10.3/8 выбираются м/с ПЗУ D7, D8.
Сигнал /IORQ с D10.1/1 и D9.2/6 разрешает сигналом RD
(чтение) D12.4/11 обмен информацией с буффером D6. При
А0=А1=1 сигналом с выхода элемента D10.2/6 включается
дешифратор D16.1, разрешая чтение/запись порта контроллера с
адресом #FF, состоящего из регистра управления режимами
обмена D15 для записи, и буффера состояний контроллера D18.2
для чтения, сигнал младшей части адреса обращения к
регистрам м/с D17 c D9.3/8 и старшей части А5, А6, D17/5,6,
определяют системные адреса восьми регистров отдельно для
записи и чтения #1F, #3F, #5F, #7F.
- Информация записываемая в регистр D15 задает побитно
следующие режимы работы:
- D0,D1 шины данных - высоким уровнем на выходах дешифратора
D16.2 при наличии сигнала HLD/MOTOR c D17/28,32 (обращение к
дисководам/пуск двигателя дисковода) низким уровнем на
выходах буффера согласования D22.2,3,4,5 определяет номер
выбранного системой дисковода DS0-DS3.
- D2 шины данных - сброс и установка в исходное состояние
регистров м/с D17.
- D3 шины данных - готовность системы к дисковым операциям.
- D4 шины данных - выбор стороны диска уровнем с D22.1/2.
- D6 шины данных - команда выбора плотности информации
размещаемой на диске.
Состояние сигнала DRQ D17/38 считываемое с формирователя
D18.2 разрядом D6 шины данных, указывает системе, что D17
готова к обмену информацией по шине данных, сигналом INTRQ
D17/39 разрядом D7 шины данных, что выполнение команды или
операции завершено.
- Генератор D13.1,2,3 и счетчик-делитель D14, 8 МГц сетки
частот, создает тактовые сигналы с частотой 8 МГц D13.3/6 и
4 МГц D14/2 для стробирования сдвигающего регистра D24,
управляемого сигналами SL D17/17 (сдвиг сигнала данных
записи WD D17/31 влево) и SR D17/18 (вправо),
модифицированный сигнал данных записи с D24/11 через D21.1
подается на дисководы. Сигналом 4 МГц с D14/2 в вычитающем
сдвиговом регистре на триггерах D19.1,2 сдвигается сигнал
RD_DATA (данные чтения) с дисковода и подается вход данных
D17/27, счетчиком D20 из сигнала данных выделяется сигнал
синхронизации и с выхода Q3 D20/11 поступает на вход RSTB
(строб) D17/26. Тактовый сигнал 1МГц для работы со 133мм ГМД
поступает на D17/24 c выхода счетчика D14/8.
- При нажатой кнопке MAGIC, А14 или А15 =1 (область
адресов ПЗУ), уровень логического "0" на D10.4/12, сигналом
М1 запускается одновибратор задержки D5.1, по окончании
импульса, запускается одновибратор D5.2, с выхода /Q
которого, на центральный процессор поступает сигнал
немаскируемого прерывания /NMI, передавая управление на по
адресу #0066, на точку перехода к подпрограммам записи
ленточных файлов на диск, одновременно, принудительно, через
резистор R4 сигналом низкого уровня D3.2/13 запускается
дисковая система.
- Сдвоенный системный переключатель с нейтральным средним
положением предназначен для перезапуска дисковой системы без
общего сброса машины, сохраняя таким образом содержимое ОЗУ,
или входа непосредственно в TR-DOS после общего сброса
машины.
Далее следует отметить одну немаловажную особенность
базовой конструкции контроллера, поскольку после включения
системного триггера D3.2 Ваш SINCLAIR превратился в машину
для выполнения дисковых операций, с другими ПЗУ и
исполнительными устройствами, а в предыдущей машине никакого
буффера шины данных нет, то видимо и здесь он не очень
нужен. Вполне естественно, что интелектуалы-самопальщики,
мгновенно это усвоив, лихо впаяли восемь блестящих перемычек
на место установки м/с D6, резко снизив затраты и освободив
два логических элемента D12.4 и D9.2. Опыт был учтен всеми,
и ни в одном контроллере выпускаемом в дальнейшем, буффер
обмена D6 не устанавливался, но порт состояния диспетчера до
сих пор собирают.
КОНСТРУКЦИИ СЕРИЙНЫХ КОНТРОЛЛЕРОВ МП "МАРТ"
Рассмотрим несколько серийно выпускаемых контроллеров BETA
DISK в порядке уменьшения сложности аппаратных средств.
Контроллер, содержащий все узлы базовой версии, выполнен на
несколько уменьшеной печатной плате с разъемами типа СНП для
подключения к системной шине машины, интерфейсу дисководов и
отдельным разъемом питания. Для улучшения пользовательских
качеств, снижения уровня помех и упрощения коммутации родом
работ, вместо переключателя с фиксированным средним
положением, на плате установлены два реле, с двумя
переключающими группами контактов каждое. Управление
перезапуском и сбросом дисковой системы осуществляется
непосредственно с панели компьютера двумя кнопками или
переключателем со средним нейтральным положением, подачей
напряжения +5 В или +12 В на реле, напряжение коммутации
определяется паспортом установленных реле, цепи переключения
состояния системы и сброса разделены диодами.
На плате возможна установка двух м/с ПЗУ с ситемой TR-DOS,
смонтирован и разведен буффер обмена D6, схема управления
сдвигом сигнала /WD не стробируется тактом 8 МГц, но введена
дифференциирующая цепь на входе PE D24/6. Сигнал /OUTIORQ не
выведен на разьем подключения к машине, неиспользуемый
элемент D12.2 включается по схеме базового варианта и выход
элемента подключается к свободному выводу разъема.
Контроллер может успешно использоваться с любой
версиейсинклер-совместимых машин.
Дальнейшее развитие контроллерной идеи представлено
серьёзной разработкой предназначенной специально для
владельцев ZX с обьемом памяти 48К, желающих не только
оснастить свой компьютер дисковой системой, но и расширить
ОЗУ до 128К, установить музыкальный сопроцессор и интерфейс
принтера. Компактная плата с разъемом СНП для подключения к
машине и питающим напряжениям, ламельный разъем совместимый
с разъемом дисководов, наличие места для установки ПЗУ,
смонтированный на плате звуковой процессор AY-8912 и
интерфейс принтера, позволяют с минимальными доработками
48 Kилобайтной машины и использованием этого контроллера,
реализовать 128 Килобайтную версию этой машины в полном
обьеме при минимальных затратах. Значительно изменены
системные решения узлов собственно контроллера, применена
другая элементная база, отсутствует узел программного
запрета включения дисковой системы, соединения входа
устройства адреса точек перехода, с выходом разряда D4 порта
диспетчера ОЗУ, обязательно. Дешифратор устройств выполнен
на м/с 555ИД7, количество разрядов управления системой
сокращено до четырех, неиспользуется разряд D1 и возможен
выбор только двух дисководов значением разряда D0, что
естественно вполне достаточно. Неиспользуется разряд D6 и
сигнал DDEW D17/34 соединен с общей шиной, всегда включена
двойная плотность записи. Вместо системного переключателя
использован переключатель уровня записи в системный триггер
стробируемый сигналом сброса машины, положение переключателя
определяет в какой системе стартует машина после сброса, или
в SINCLAIR, или в TR-DOS. В схеме не используются
одновибраторы 555АГ3, сигнал прерывания /NMI с кнопки MAGIC
формируется триггером D3.1, одновременно через D9.4 вкючая
ПЗУ дисковой системы. Сигналы обращения к устройствам
машины, контроллера и порта принтера распределены
дешифратором D27 и логикой D28, D11.1,2. Сигнал чтения
данных с дисководов /RDDAT, поступает на регистр D19.1,2,
через буффер D18.1. Интерфейс принтера выполнен в стандарте
CENTRONIX на регистре D26, строб выдачи данных на принтер
формируется на D11.6, запрос следующего байта считывается с
принтера разрядом D7 шины данных через D1.4. Выход сигналов
звукового процессора и интерфейса принтера осуществлен на
16-ти выводную панельку для микросхем и соединяется плоским
кабелем с разъемами "Звук" и "Принтер" на корпусе машины. На
системный разьем контроллера выведены оба сигнала с выходов
системного триггера, подразумевается, что как на плате
машины, так и на плате контроллера, возможна установка ПЗУ
любой конфигурации прошивок из 32К системы 128К и 16К
TR-DOS, на место D7 возможна установка 64К ПЗУ типа 27512,
обеспечивающего работу машины и контроллера.
Оригинальный вариант упрощенного, малогабаритного, без
места для установоки ПЗУ, с разъемами типа ГРПМ,
контроллера, предназначенного для оснащения любой версии
машины. Упрощенно выполнен узел немаскируемого прерывания
/NMI, предусмотрена работа только с одним дисководом. Сигнал
/OUTIORQ получен на D30.3 из состояний дешифратора устройств
контроллера и сигнала включения ПЗУ дисковой системы /CSROM.
Для использования различных интерфейсов и управления
внешними системами, например программатором, смонтирован и
адресован паралельный порт 580ВВ55 с дешифратором адреса
D27, D30.1.
Следующий контроллер малогабаритный, с местом для
установки одного корпуса м/с ПЗУ и самостоятельной схемой
выбора на D4.3. Системный разъем типа СНП, соеденитель с
дисковым интерфейсом, выполнен в виде ламелей на краю платы
и полностью совпадает с разводкой ламельных разьемов на
стандартных дисководах, управление для двух дисководов одним
разрядом D0. Усложненная и достаточно высококачественная
схема делителя частоты кварцевого генератора, выполненная по
схеме многофазного генератора на триггерах D14 и м/с ПЗУ D20
с программой распределения стробирующих импульсов для узла
чтения и синхронизации данных, и регистра управления сдвигом
данных записи. Принцип содран вчистую с узла синхронизации
контроллера "Поиск" и при соответствующей доводке работает
безукоризненно.
Простые контроллеры с разъемом СНП и стандартной разводки
ламельным, для двух дисководов, без м/с ПЗУ, упрощенный
делитель частоты генератора и отсутствует схема сдвига
данных записи, управление плотностью записи есть. Отличие
только в формирователе сигнала прерывания /NMI.
Контроллер с разъемом ГРПМ и стандартным ламельным, для
двух дисков, без управления плотностью записи, сдвиг данных,
записи есть, ПЗУ многофазного генератора D20 прошито так,
чтобы разрядами А5-А7 можно было выбрать любой из восьми
рабочих блоков прошивки, подобрав наименее деффективный.
Выбирая конкретный контроллер для оснащения свой машины
дисковой системой, следует сравнить его совместимость с
базовой версией контроллера, определить преимущества и
недостатки пользователького качества, соответствие Вашим,
конкретно определенным задачам, простоте, стоимости,
универсальности, совместимости по разъемам, возможности
монтажа в имеющемся конструктиве. Програмный продукт TR-DOS
написан и отлажен в применении к полномасштабной версии
контроллера дисковой системы, поэтому следует внимательно
отнестись к выбору аппаратных возможностей контроллера.
Несмотря на значительные упрощения все представленные здесь
версии вполне работоспособны, но возможны ситуации когда
система определяя номер диска или плотность записи не сможет
использовать необходимые аппаратные ресурсы.
Полная схема контроллера BetaDisk МП "МАРТ" и статья в файле .txt в приложении.
(С) Trident
trident@front.ru
|