Интегральный периферийно-мультимедийный модуль Booster-11 для БК001x

[Woland]

Интегральный периферийно-мультимедийный модуль Booster-11.

Начинается разработка нового комплексного устройства для БК0010 / БК0011М, ориентировочные сроки выпуска в продажу - май-июнь 2014.

Функциональные узлы модуля
● SMK-512 без разъема IDE (останется только слот CF) по причине дефицита места; габаритная ПЗУ 27C210 (dip-40) будет заменена на компактную флеш-микросхему
● GPU (от БК12) с DVI выходом и поддержкой расширенных графических режимов
● 32Mb DRAM, включая стандартные 512кб памяти SMK, экранные буферы GPU и электронный диск
● Ядро процессора NIOS со встроенными графическими и аудио (mp3) тестами
● PS/2-контроллер для мыши и клавиатуры с эмуляцией [кнопка PC] = [кнопка БК]
● FPGA-реализация AY-3-8910
● Программно-аппаратный mp3-проигрыватель (fpga+NIOS) с DAC и общим усилителем с FPGA-AY
● Шина специализированного коммерческого стандарта UEXT (разъем idc-10)
● Картоприемник SD-card (драйверная поддержка не предусмотрена)
● (опционально) Быстродействующий fpga- ВМ1/ВМ3 из БК12 (потребует установки EP3C10E144C8N вместо EP3C5E144C8N)
● Флеш-память для хранения ПЗУ SMK512, тестов GPU и ВМ3 и т.п.

Основные используемые компоненты
● EP3C5E144C8N / EP3C10E144C8N - FPGA Cyclone III на 5000/10000 ячеек (10000 потребуется в случае установки ускоренного ВМ1/ВМ3 в fpga)
● MT48LC16M16A2P-75 - sdr sdram, общий объем 32 mb, 16-разрядная (под видеобуферы, электронный диск, и стандартное ДОЗУ 512кб для SMK)
● Chrontel CH7301C - одноканальный DVI-передатчик, поддерживающий вывод аналогового видеосигнала RGB через три 10-битных цифро-аналоговых конвертера
● FT2232h - двухканальный аппаратный USB-мост, UART, асинхронное FIFO, MPSSE и синхронное FIFO (программирование FPGA и флеш через USB-B)
● TDA7050 - двухканальный усилитель мощности НЧ с максимальной мощностью 2*0,15 W в стерео режиме
● CS4344 - аудио ЦАП
● Флешь-память (конкретный чип пока не выбран)

Глазами пользователя и программиста
Подключаемый к МПИ модуль, содержащий в "одном флаконе" практически всё необходимое для БКшника, включая стандартный SMK-512 для работы с дисководом/винчестером, а также новые мультимедиа-возможности. Прошивать FPGA, на которой построен модуль, будет возможно по USB-кабелю за счет входящей в состав модуля микросхемы FT2232h. За счет этого же чипа будет возможен вывод изображения стандартных БКшных видеорежимов через USB-кабель в окно Windows-приложения на PC. Предполагается, что само приложение будет написано силами энтузиастов (есть некоторые договоренности).
Стандартные БКшные видеорежимы, как и расширенные видеорежимы, будут также выводиться через DVI-выход на современный монитор. Предполагается, что максимальный видеорежим будет составлять порядка 800*600 точек при 16-битной цветности.
Процессор NIOS в составе модуля будет использован не столько в качестве привлекательного функционала, сколько в качестве суровой практической необходимости: писать тесты GPU и mp3 на ассемблере БК некому, а для NIOS существует компилятор C, под который есть масса готовых исходников, позволяющих решать указанные задач.
DVI-выход по умолчанию будет выдавать цветное изображение, имея на одной из ног разъема монохромный композитный сигнал. Как и на БК12, будет возможным переключение видеорежимов нажатием кнопки F10 клавиатуры PS/2 (поочередная смена видеорежимов ЦВ / ЧБ / МОНОХРОМ). Без клавиатуры PS/2 такое переключение будет возможно только тактовой кнопкой на верхней плате блока.

Форм-фактор
Блок будет реализован в формате двухэтажной платы под стандартный заводской корпус увеличенной высоты (такой используется для модуля АЦП/ЦАП). Конкретное расположение выходных разъемов будет установлено в процессе разводки платы, пока предположительно на нижней плате в торце блока будут расположены DVI-выход, два PS/2-разъема (мышь и клавиатура) и разъем idc-10 с реализацией шины UEXT. Разъем CF-50 будет распложен с правой стороны нижней платы, как и сейчас в SMK-512.
Нижняя и верхняя платы будут соединены межплатным соединителем (ориентировочно на 40 соединений), расположенным примерно там, где сейчас в SMK-512 располагается FDD-разъем. Также для скрепления двух плат будут использованы 1-2 стягивающие стойки с диаметром резьбовой части М2. На верхней плате в торце блока будут располагаться разъемы Audio (розетка jack 3.5), FDD-разъем (idc-34), разъем USB-B. В левой части верхней платы будет расположен картоприемник под SD-флэш (т.е. над разъемом CF-50), программная реализация обмена с которым будет отдана на откуп энтузиастам (пример - использование SD в качестве эмулятора дисковода или замены IDE-накопителя).
На верхней плате блока будут располагаться две тактовые кнопки, одна - RESET (Как сейчас в SMK512), вторая - поочередная смена видеорежимов ЦВ / ЧБ / МОНОХРОМ на DVI-выходе (она же - запуск встроенных тестов при зажатии на старте БК).

Программное управление модулем через новый регистр
● искл. из адресного пространства БК регистров всех новых устройств - GPU, электронный диск, PS/2, NIOS (по умолчанию - присутствуют)
● вкл/откл FPGA-AY-3-8910 (по умолчанию - включен, работает параллельно встроенному в оригинальную БК)
● эмуляция подключенной мыши "Марсианка" при наличии PS/2 мыши (по умолчанию - не эмулируется)
● замена клавиатурой PS/2 оригинальной клавиатуры (по умолчанию - не заменяется)

Управляющие перемычки
● искл. из адресного пространства БК регистров всех новых устройств - GPU, электронный диск, PS/2, NIOS (разомкнута - присутствуют, замкнута - отсутствуют)
● эмуляция клавиатуры и мыши "Марсианка" при наличии подключенных PS/2 клавиатуры и мыши (разомкнута - не эмулируется, замкнута - эмулируются)

Открытые вопросы
● распределение регистров новых, нестандартных для БК устройств, в адресном пространстве БК
● концепция сопряжения центрального ВМ1 с ускоренным fpga-вариантом ВМ1/ВМ3
● организация доступа к электронному диску
● способ запуска встроенных тестов GPU и mp3 (предварительно - запуск по зажатой при старте БК кнопке переключения видеорежимов DVI, или ручной старт по нужному адресу)
● другие интересные пожелания и замечания (что-то выкинуть, что-то добавить, изменить расположение разъемов, конкретные архитектурные решения)

Ориентировочная стоимость
● 3500 руб в виде конструктора для самостоятельной сборки
● 4500 руб в виде собранного и протестированного изделия

[Advertiser]

[vlad]

Копания не работает в сотрудничестве с Elite Systems? Похожая деятельность - Вторая жизнь легендарных компьютеров... Возможно у них это в разы лучше и дешевле получиться? После того, как закончат аналогично с PC64. Двух ядерный Atom D525 (1,8 ГГц) + 4 Гб оперативной памяти DDR3 + винчестер от 1 ТБ, куда более лучше справиться со всей задачей в рамках целой системы, чем этот модуль на софт ядре - NIOS и множеством других аналогичных модулей системы.

[vlad]

Тогда уже лучше эмулятор BK на качественном процессоре

Несомненно лучше, если цель - возродить легендарный компьютер на новой базе и сделать его более удобным для современного пользователя, практичным и надежным

[SKcorp.]

После того, как закончат аналогично с PC64. Двух ядерный Atom D525 (1,8 ГГц) + 4 Гб оперативной памяти DDR3 + винчестер от 1 ТБ, куда более лучше справиться со всей задачей в рамках целой системы, чем этот модуль на софт ядре - NIOS и множеством других аналогичных модулей системы.

Засунуть "писюк" в "хлебницу" - большого ума не надо, там нету совместимости на аппаратном уровне с C64.

[bigral]

Может и нагло будет и неуместно, но поймал себя на мысли, что если бы эта тема появильсь лет 5 назад то можно было б поржать отдуши, а сейчас уже даже не смешно...

Какая целевая аудитория этого монстера???

[Woland]

Несомненно лучше, если цель - возродить легендарный компьютер на новой базе и сделать его более удобным для современного пользователя, практичным и надежным

Ну если эмулятор называть возрождением на новой базе, то да)
Но ИМХО - эмулятор только для минутной ностальгии подходит, или для автоматизации и удобства каких-то работ отладочных, а настоящая БК - это настоящая БК и ничто её не заменит.

Копания не работает в сотрудничестве с Elite Systems? Похожая деятельность - Вторая жизнь легендарных компьютеров...

Нет, да и компания - сильно сказано, два человека и несколько энтузиастов, выполняющих некоторые (довольно существенные) части общего фронта работ.

Возможно у них это в разы лучше и дешевле получиться? После того, как закончат аналогично с PC64. Двух ядерный Atom D525 (1,8 ГГц) + 4 Гб оперативной памяти DDR3 + винчестер от 1 ТБ, куда более лучше справиться со всей задачей в рамках целой системы, чем этот модуль на софт ядре - NIOS и множеством других аналогичных модулей системы.

Дешево может получиться только за счет тиражей в тысячи штук, т.к. даже если пихать туда стандартную Intel-начинку с эмулятором БК, то изготовить аутентичную клавиатуру и корпус по приемлемой цене - невозможно при тиражах менее нескольких сотен штук. Но среди БКшников нет такой аудитории, за 2 года набралось пока порядка 50-60 покупателей. Разве что рекламу по Первому если покрутить))

Atom D525 (1,8 ГГц) + 4 Гб оперативной памяти DDR3 + винчестер от 1 ТБ - это явно не мой путь, от БК там будет только корпус, ради чего будет замут - непонятно.

Какая целевая аудитория этого монстера???

Думаю та же, что приобрела уже в общей сложности 75 конструкторов и собранных изделий (СМК64, СМК512, БК11М, БК11М-01).
Один из участников сообщества сейчас пытается написать компилитор Си под винду, выдающий исполняемый код под БК и стандартизированную отладочную информацию, что позволит моему разработчику интегрировать компилятор со стандартными средами отладки и разработки, т.е. в итоге дать общественности удобную виндовую систему программирования на БК001х, которая станет основным средством разработки и возможно, породит желающих чего-то новое написать под БК.

[bigral]

Думаю та же, что приобрела уже ... породит желающих чего-то новое написать под БК.

Более чем сомнительное предположение. Нет никаких оснований утверждать, что этот booster-11 входит в категорию ретро-железа (простой критерий: общая интеграция менее 10000 логических вентелей типа 2И-НЕ). Кроме того перечисленный софт так же не имеет никакого к нему отношения.

Выглядит как неоднократные и крайне неудачные попытки продать x86 под брендом Amiga.

[Woland]

Более чем сомнительное предположение.

На днях в блоге у уважаемого vinxru прочел, цитата:

всё что я делал по ретро компьютерам никому не нужно. Лишь некоторые работы нужны максимум одному человеку.

Этого человека уж точно никто не упрекнет в отсутствии ретроидеологии. Но тем не менее, это тоже никому не надо (по его словам), а следовательно возня с ретро в любом её виде - более чем сомнительное предположение востребованности результата.

Нет никаких оснований утверждать, что этот booster-11 входит в категорию ретро-железа (простой критерий: общая интеграция менее 10000 логических вентелей типа 2И-НЕ).

Похоже критерий в 10 тыс вентилей взят не иначе как с потолка: в оригинальной процессоре ВМ1 больше 50000 транзисторов, то есть 12500 простых вентилей. Про ВМ3 я молчу. Реализация ВМ1 на ПЛИС сейчас занимает порядка 3000 макроячеек, если померять в вентилях 2И-НЕ, будет намного больше. Так что критерий надо другой подыскать.

Кроме того перечисленный софт так же не имеет никакого к нему отношения.

Имеется ввиду Ядро процессора NIOS со встроенными графическими и аудио (mp3) тестами ? Для ярых идеологов расово чистого ретро, можно исключить эту составляющую из ПЛИС, и все, нет проблемы.

Выглядит как неоднократные и крайне неудачные попытки продать x86 под брендом Amiga.

Не вижу связи. x86 - конкретный железный проц с гигагерцами частоты, а сюда ставится только FPGA 5000-10000 ячеек, в котором при большом желании можно оставить только аппаратный GPU, а остальное выпилить и управлять этим GPU исключительно ассемблеными вызовами оригинального ВМ1.
STA015 тоже не представляет проблемы для ретро, никто же не возмущается, что подобные чипы ставят в Спектрум.

[perestoronin]

Процессор NIOS

Более чем сомнительное предположение.

Никто не мешает, как TS-Lab на ZX-Evo поставить на приглянувшуюся чужую железку своё ядрышко, даже наоборот приветствуется.

[vlad]

Засунуть "писюк" в "хлебницу" - большого ума не надо, там нету совместимости на аппаратном уровне с C64.

Вот к примеру не "писюк":

ODROID-U3

• The Powerful Linux Computer
• 1.7GHz Quad-Core processor and 2GByte RAM
• 10/100Mbps Ethernet with RJ-45 LAN Jack
• 3 x High speed USB2.0 Host ports
• Audio codec with headphone jack on board
• XUbuntu 13.10 or Android 4.x Operating System
• Size : 83 x 48 mm, Weight : 48g including heat sink
• Package includes the main board and the heat sink

Схема