Контроллер AZ BK: Документирование процесса разработки, на основании этой темы будет сформирована техническое описание Опции

[SuperMax]

Палитры V2
управление палитрами будет через 2 регистра палитры первый - адрес ячейки палитры
второй - значение палитры 15bit

адреса ячеек палитры будут начинаться с большей

Код

нумерация кодов цветов
палитра коды цветов (адреса ячеек палитры)
256     0-255
4х16    256-319
16      320-335
2       336-337

так получается полностью независимые палитры без пересечений
+ явный дубль стандартного функционала палитр, те можно переключать палитры как и ранее, но теперь доступна опция настройки каждой штатной палитры!

и как следствие палитры не надо будет перегружать при переключении видеорежима

для удобства формирования палитр сделал эксельку
 palette_calc23.xlsm ( 91.63 килобайт ) Кол-во скачиваний: 10


основная задача этой эксельки - сформировать файл mif для загрузки дефолтной палитры при старте ПЛИС

также она пригодится разработчикам для пересчета цветов в 15bit

пояснения к блоку 4x16 256-319
это 16 наборов палитры, изначально туда грузятся штатные значения, но их можно менять на любые!
нумерация прямая - те нулевая палитра это 256-257-258-259 ячейки
следующие 4 ячейки это 1ая палитра и так далее

управление палитрами осуществляется через 2 регистра
177234 - адрес ячейки палитры [9бит]
177236 - значение палитры [15бит]

формулу формирования цвета
цвет на выходе = VideoModeOffset + PaletteOffset + ColorIndex ;

VideoModeOffset - смещение видеорежима
cмещение - кол-во цветов
0 - 256
256- 4 х16
320- 16
336- 2

PaletteOffset существует только для штаного видеорежима 4 цвета
во всех остальных случаях =0
номер палитры - смещение
0 - 0
1 - 4
2 - 8
итд

ColorIndex - непосредственно номер цвета в видеорежиме, начиная с 0

[SuperMax]

Для Legacy видеорежимов реализовано циклическое переключение по сочетанию AR2 + KT
В зависимости от запущенной программы, поведение может отличаться от стандартного, но в большинстве перехват данного сочетания работает корректно

Всего 4 видеорежима - точнее интерпретации 16кБ видеопамяти

0 - ч/б режим, по умолчанию палитра с белыми точками и темно-синим фоном
разрешение 512х256

1 - цветной режим, 4 цвета, палитра управляется как и стандартным 177716 как и через 177234/177236
разрешение 256х256

2 - цветной режим, 16 цветов, 4 бита на пиксель, соответственно
разрешение 128х256
палитра управляется только через 177234/177236

3 - цветной режим, 256 цветов, 8 бит на пиксель, соответственно
разрешение 64х256
палитра управляется только через 177234/177236

[SuperMax]

Модель управления памятью в AZ

Концепция:
адресное пространство разбито на 3 сегмента:

0-256кБ это write-only память для организации "теневой" памяти БК11М
первые 128кБ являются полной копией оперативки БК11М
из этой памяти идет отображение legacy видео режимов
а также получается есть техническая возможность отобразить на экран любую страницу памяти БК11М

обращаю внимание на то, что физический адрес - словный

256-512кБ это read-only память, она не доступна на запись со стороны БКшки
эта память для эмуляции различных ПЗУ, содержимое которых может быть загружено только средствами AZ

512-1024кБ для эмуляции SMK-512

Начиная с 1МБ вся оперативная память - полноценная память без ограничений, а именно ее подключение всегда дает RPLY на чтение и на запись если не установлен режим r/o на данной странице в регистре 177342

маппер памяти AZ
технически адрес в системе 24bit-а (адрес слова 16bit)
для маппера памяти используется старшая часть адреса, и получается дискретность привязки памяти к окну - 4кБ

есть 16 регистров (177300-177336) куда пишется 13bit адрес начала (11 бит добавляется от адреса с шины и получается 24bit адрес слова)
старшие 3 бита в резеве и маппер предусматривает расширение до 256МБ.

для управления маппером предусмотрен регистр маски окон - 177340
младший бит соответствует младшему окну (те с 0 до 7777) но тк первые 32кБ в БК приколочены жестко то пока это задел на вырост и младший байт использовать нельзя (он работает но очевидно будет конфликт на шине при его активации)

пример: для подключения оперативки в окно 160000-167777 надо сделать следующее:
177334 <- 400 (это указатель на первый мегабайт)
177340 <- 40000 (это разрешение этого окна)

для управления r/o на выбранном окне предусмотрен регистр-маска 177342
соответственно для установки режима только чтения надо установить соответствующий бит на окне
к примеру
177334 <- 400 (это указатель на первый мегабайт)
177340 <- 40000 (это разрешение этого окна)
177342 <- 40000 это запрет записи в это (160000-167777) окно

также есть регистр с битовой маской запрета подключения окон 177344
(=1 аппаратный запрет на подключение окна)
в нем при старте системы сохраняется конфигурация машины исходя из которой можно понять, какие возможности доступны на данной машине

к примеру на БК11М с отключением монитора или на БК-0010 с отключением монитора в регистре будет 377 ибо отвечает только оперативка ДО адреса 100'000
на обычной БК11М будет 30377 - те к ОЗУ добавилась ПЗУ

разбивка на окна соответствует размеру в SMK - те 4кБ начиная со 100000(8)
обращаю внимание на адресацию, те свойства r/o w/o привязаны к 24bit адресу слова (!)
также есть регистр управления который осуществляет включение/выключение окон по маске (177342) + для общего управления и совместимостью с SMK

При этом любая память, может быть использована для отображения изображения на экране
Расширенный режим видеоконтроллера представляет набор строк от 0 до 767
и привязанный к ним
- адрес 24bit начала строки, длина строки от 32 до 256 слов (16bit), важно, это адрес слова 16bit а не байта как это будет на МПИ
- видеорежим строки: те количество цветов 2bit (2/4/16/256), масштабирование 2bita (1/2/4/8)
те растягивание данных на заданное число пикселей



технически 768 строк, которые мы можем дублировать как нам удобно просто указывая одинаковый адрес начала строки


Соответственно технически получается можно создавать любые видеорежимы в пределах 1024х768
комбинируя допустимые варианты

[SuperMax]

Генератор псевдослучайных чисел

технически это LFSR длиной 128bit, младшие 16bit доступны по адресу 177550
данный регистр отвечает и на чтение и на запись. запись игнорируется.

питается генератор частой 130MHz и как следствие каждое обращение с МПИ даст совершенно новое слово

[SuperMax]

Консоль контроллера
основное назначение - отладка + информационные сообщения для расширенной диагностики

Настройка консоли
baud rate: 115200
data:8 bit
parity: none
stop: 1bit


К примеру в случае отсутствия карточки в консоли будет:

Код

AZBK build May  5 2021 23:12:19
Start lan init
ERROR: Card NOT installed
Lan init ok
IO11 init begin
ERROR open AZ.INI  errorcode=12
IO11 Error: 4
System Halted

Нормальный старт выводит в консоль следующий лог

Код

AZBK build May 17 2021 22:27:48
Start lan init
Card installed OK
Card mounted OK
Lan init ok
IO11 init begin
LOAD 0 ROM: file 0:/ROM/AZBOOT.ROM at 400000 (100)
LOAD 8 ROM: file 0:/ROM/BZ326.ROM at 440000 (110)
LOAD 11 ROM: file 0:/ROM/HDD326.ROM at 454000 (113)
LOAD 16 ROM: file 0:/ROM/11M_324.ROM at 500000 (120)
LOAD 18 ROM: file 0:/ROM/11M_325.ROM at 510000 (122)
LOAD 20 ROM: file 0:/ROM/11M_327.ROM at 520000 (124)
LOAD 22 ROM: file 0:/ROM/11M_328.ROM at 530000 (126)
LOAD 24 ROM: file 0:/ROM/11M_329.ROM at 540000 (130)
MOUNT image 0:/DISKS/AG.IMG
MOUNT image 0:/DISKS/ANSYS.IMG
MOUNT image 0:/DISKS/CSI_321B.IMG
MOUNT image 0:/DISKS/CSI_321R.IMG
MOUNT image 0:/DISKS/FORTRA.DSK
MOUNT image 0:/DISKS/51SYS_DS.DSK
MOUNT image 0:/DISKS/51DS_BK.DSK
MOUNT image 0:/DISKS/BK326.IPL
Card installed OK
Card mounted OK

-----------------------------
Network setting:
DHCPNAME=AZNET-BK.home.maxiol.com
MAC=00.0e.35.22.0b.01
DHCP=ON
IP=0.0.0.0
MASK=0.0.0.0
GW=0.0.0.0
NTP=0.0.0.0
DNS1=0.0.0.0
DNS2=0.0.0.0
NTP_BROADCAST=OFF
SNMP_COMMUNITY=maxiol
SNMP_TRAP=0.0.0.0
SNMP_TRAP_CHECK_PERIOD=0
SNMP_OK1=0.0.0.0
SNMP_OK2=0.0.0.0
SNMP_OK3=0.0.0.0
SNMP_OK4=0.0.0.0
SNMP_OK5=0.0.0.0
TIMEZONE=0
IO11 init ok
Begin main work

[SuperMax]

Загрузка ПЗУ

Пример az.ini

Код

[ROM]
R00=0:/rom/AZBOOT.ROM
R08=0:/rom/bz326.rom
R11=0:/rom/HDD326.ROM
R16=0:/rom/11m_324.rom
R18=0:/rom/11m_325.rom
R20=0:/rom/11m_327.rom
R22=0:/rom/11m_328.rom
R24=0:/rom/11m_329.rom
[disks]
D0=0:/disks/AG.IMG
D1=0:/disks/ANSYS.IMG
D2=0:/disks/CSI_321B.IMG
D3=0:/disks/CSI_321R.IMG
D4=0:/disks/fortra.dsk
D5=0:/disks/51SYS_DS.DSK
D6=0:/disks/51DS_BK.DSK
D7=0:/disks/BK326.IPL
[boot]
D7

Секция ROM обязательна и всегда должна быть первой
привязка основных ROMов будет статична тк является ключевой для эмуляции стандартного набора ПЗУ разных БК

разберем строчку:

Код

R00=0:/rom/AZBOOT.ROM

R00 - номер слота куда будет загружено ПЗУ
нумерация от R00 до R63
(весь сегмент ПЗУ - 256кБ - соответственно всего 64слота)
соответственно если ПЗУ 8кБ то она займет 2 слота

Код

0:/rom/AZBOOT.ROM

тут очевидно путь к файлу

Распределение адресного пространства ПЗУ

обращаю внимание на то, что физический адрес - словный

столбец окно маппера как раз показывает номер для мапирования
те для подключения ПЗУ AZ326.ROM которое загружено с адреса 440'000(8)
мы должны занести в регистр слота - в нашем случае 177334 (тк мы подключаем в окно 160'000(8)), значение 110(8)

Если мы хотим подключить длинное ПЗУ которое занимает два слота маппера то надо указать оба

Код

            mov        #120,@#177330         ; окно 140000-147777
            mov        #121,@#177332         ; окно 150000-157777
            bis        #30000,@#177340       ; включаем страницы

[SuperMax]

Стартовая последовательность

1. После нажатия RESET на БК (или включения) питания процессор в БК остановлен
2. Запускается STM32, удерживает RESET в низком состоянии и начинает загрузку конфига AZ.INI и его исполнение
3. Загружаются образа ПЗУ в оперативку для эмуляции ПЗУ
4. После завершения инициализации инфраструктры, STM32 отпускает RESET и БК может стартовать
5. Инициализирует сетевой стек до старта БК (подъема RESET через штатную цепь заряда конденсатора)
6. Старт БКшки с AZ осуществляется с адреса 177000 по которому отвечает стартовое однорегистровое ПЗУ.
7. Программа в нем подключает ПЗУ AZBOOT c адрес 170000 и передает управление ему.

Цветовая индикация,стадии
1-2 - фиолетовый
3 - синий
4-5-6-7 - зеленый

[SuperMax]

Индикация режимов работы

AZБК снабжен RGB сетодиодом в целях экономии места и увеличения функционала

Индикация ошибок - подробно расписано тут

1. При старте если все OK - горит зеленый

2. Сеть в номинальном режиме работы: раз в секунду гасит зеленый и зажигает синий потом обратно - те синий-зеленый раз в секунду

3. Процесс неполучения адреса по DHCP [или отсутствия сетевой карты]
раз в секунду зеленый гаснет но синий не загорается, загорается красный

4. Сетевая активность - только при отправке пакетов ибо мусор из сети валится постоянно
зеленый не горит, синий моргает часто

5. Активность контроллера - малиновый [синий +красный], при совмещении с сетью получаются сочетания до белого.

[SuperMax]

Кнопка перезапуска на AZ
изначально, подразумевалось что перезапуск будет идти с платы БКшки, и на самом AZ не предусматривалась установка кнопки перезапуска, однако это можно легко сделать

необходимо подключить кнопку между контактами NRST и GND

к примеру можно так:


Данная кнопка перезапустит STM32, а он в свою очередь осуществит полный перезапуск и БКшки и ПЛИС

[SuperMax]

Проект звуковой части

1. COVOX - уже реализован
набор регистров доступных и по чтению и по записи
177200 - 16bit левый канал
177202 - 16bit правый канал
177204 - 16bit моно, иначе говоря запись в этот регистр приводит к фактической одновременной записи в регистры 177200 и 177202
177206 - 8bit стерео/mono, иначе говоря запись в этот регистр приводит к фактической одновременной записи в
регистры 177200 и 177202 - в старший байт
режимы stereo/momo определяются по байтовой записи
те если писать слово в 177206 то это будет стерео
а если писать младший байт в 177206 то данные будут трактоваться как моно

запись в 177714 мультирежимная
ибо у нас есть 2 варианта ковокса
1. моно 8bit - запись в младший байт
2. стерео 8bit - МЛБ - левый СТБ-правый
переключать режимы видимо придется через регистр тк байтовую запись в младший байт завернули на AY

соответственно запись туда
тоже приводит к фактической одновременной записи в 177200 и 177202
обеспечивая полную совместимость со старым софтом

Регистр управления звуком - 177212
биты:
00 - легаси перехват ковокса в 177714: 0=моно 1=стерео
01 - =0 разрешен легаси перехват 177714 =1 запрещен
02 - =0 разрешен перехват 177716 =1 запрещен
перехват сделан 3х битный


2. DMA контроллер звука
177160 - регистр управления
регистр скорости чтения , режима интерпретации данных (8/16 моно стерео), повтора

// 00 - старт =1 старт
// 01 - =1 однократный запуск =0 циклический
// 02 - =1 принудительная остановка до завершения цикла
// 03-04-05 - скорость выдачи наружу
11025
22050
44100
// 06-07-08 - режим интерпретации
PCM 16 mono
PCM 8 mono
PCM 16 stereo
PCM 8 stereo
ADPCM 16mono
ADPCM 8stereo
AY??
OPL2?

177162 - регистр адреса страницы с которой будем читать с дискретностью 10000 (4кБ)
177164 - старшая часть длины - 8бит
177166 - младшая часть длины - 16бит
177170 - номер текущей страницы воспроизведения

данные с DMA ковокса пойдут напрямую на микшер отдельным каналом

3. AY эмуляция




X. Микшер
пока рождается концепция
- несколько каналов звука
- регулировка громкости сдвигом на/до 16 бит