Палитры V2 (будет V3)
управление палитрами будет через 2 регистра палитры первый - адрес ячейки палитры
второй - значение палитры 15bit

адреса ячеек палитры будут начинаться с большей


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
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

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

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

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
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
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
Нажмите для просмотра прикрепленного файла


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

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

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:




Нормальный старт выводит в консоль следующий лог

Загрузка ПЗУ

Пример az.ini


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:


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


тут очевидно путь к файлу

Распределение адресного пространства ПЗУ
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
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

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

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.

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:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

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

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 - реализован
177160 - регистр управления
регистр скорости чтения , режима интерпретации данных (8/16 моно стерео), повтора

//reg_dma_ctrl
00 - старт =1 старт
01 - =1 однократный запуск =0 циклический , при этом надо записать =0 в 3й бит
при циклическом запуске, запись 1цы даст останов после завершения цикла, с установкой в =1 бита3
02 - =1 принудительная остановка до завершения цикла
03 - на чтение =1 однократный запуск завершился, в начале сбрасывается на ноль, запись =1 не влияет на процесс
04 - =1 потоковое воспроизведение с подкачкой данных, актуально для IMA_ADPCM в этом режиме на стадии начала цикла не происходит сброса начальных кодов декодирования ADPCM

// 06-07-08 - скорость выдачи наружу
поддерживаемые скорости
0 - 44100

// 09-10-11 - режим интерпретации
// 09 - =0 моно =1 стерео
// 11 - =0 PCM =1 IMA_ADPCM
поддерживаемые режимы:
000-0 PCM 16 mono
100-4 IMA ADPCM DECODER mono
101-5 IMA ADPCM DECODER stereo


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 пойдут напрямую на микшер отдельным каналом

3. AY эмуляция
штатный перехват 177714 - реализован


4. AYх2 эмуляция (турбосаунд )
Прямая доступность регистров на шине








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

По заявкам телезрителей родилась еще более новая версия расширенных видеорежимов
первая версия со строчным управлением мне кажется слишком сложной и не дающей никаких преимуществ

итак проект такой

177230 - регистр управления
177232 - регистр номера страницы начала отображения

177230, далее пойдут биты с описанием
1;0 - режим цветовой интерпретации
4;3 - длина строки в словах
7;6 - растяжение по горизонтали - те количество повторов у точки
10;9 - количество повторов строк
15;12 - длина рулона в словах

теперь подробно
режим цветовой интерпретации, значение от 0 до 3
0 - 1 бит на цвет - 2 цвета
1 - 2 бита на цвет - 4 цвета
2 - 4 бита на цвет - 16 цветов
3 - 8 бит на цвет - 256 цветов

длина строки в словах
0 - 32 слова
1 - 64
2 - 128
3 - 256
это значение должно соответствовать вашему режиму - иначе будут повторы или пропуски данных
расчет прост - к примеру мы выбрали 512х384х16 цветов
считаем 512точек х 4 бита = 2048бит /16 = 128 слов

растяжение по горизонтали - те количество повторов у точки
0 - х1 - те 1024 точки в строке
1 - х2 - 512
2 - х3 - 256
3 - х4 - 128

количество повторов строк
0 - х1 - 768 строк
1 - х2 - 384
2 - х3 - 256
3 - х4 - 192

длина рулона в словах
0 6144
1 8192
2 12288
3 16384
4 24576
5 32768
6 49152
7 65536
8 98304
9 131072
10 196608
11 262144
длина дает информацию контроллеру для корректной работы вертикального скролинга
и важный момент - длина рулона может быть БОЛЬШЕ чем экран
иначе говоря можно объявить экран в 32кБ (к примеру 256х256х16цветов )
а рулон выбрать в 64кБ, что позволит осуществлять формирование того что выйдет на экран ЗА его пределами ДО его вывода рулоном


типовые видеорежимы (значение восьмеричные)
012201 - 256х256х4цвета (экран 16кБ)
012100 - 512х256х2цвета (экран 16кБ)
032212 - 256х256х16цветов (экран 32кБ)

регистр 177232 - адрес страницы начала отображения
те можно начинать отображение с любой страницы в памяти

общее количество возможных сочетаний видеорежимов получается 60шт

UART (RS-232 EIA-232 COM ком-порт)

адреса стандартные
177560 - регистр статуса приемника
177562 - регистр управления + регистр принятых данных
177564 - регистр статуса передатчика
177566 - регистр данных на передачу

177560 - регистр статуса приемника
бит 7 - флаг наличия данных: единица означает наличие принятых данных в регистре 177562
после чтения 177562 - флаг будет сброшен
регистр доступен на чтение
запись игнорируется, ошибки не взывает

177562
- по чтению - младший байт содержит принятые данные
- по записи - слово определяющее скорость, подробности ниже
дефолтное значение 32346(8) что соответствует стандартной скорости в 9600бод

177564 - регистр статуса передачика
бит 7 - флаг успешной передачи данных: единица означает что байт из регистра 177566 успешно передан в линию
после записи в 177566 - флаг будет сброшен тк начнется передача
регистр доступен на чтение
запись игнорируется, ошибки не взывает

177566 - регистр данных на передачу, используется младший байт, доступен на чтение и запись
после записи начинается передача в линию

Слово определяющее скорость - доступно только по записи
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
те для переключения UART-a на скорость 2400бод мы записываем 151627(8) в регистр 177562

технически эти константы вычисляются так:
константа скорости = (130000000)/(бодовая скорость)
те в принципе можно сделать любую доступную скорость в пределах 16ти битного делителя.

дефолтное значение 32346(8) что соответствует стандартной скорости в 9600бод.

Техническая реализация на плате
порт реализован в двух режимах напряжений
TTL - 3.3V
EIA-232 (+-12V)
переключение режимов осуществляется перемычками JP2 и JP3
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
положения перемычек подписаны - TTL и EIA232

соответственно для включения TTL надо JP2 и JP3 установить в положение 2-3
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

для переключения в режим EIA232 надо JP2 и JP3 установить в положение 1-2
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

также есть перемычка JP1 установка которой позволяет вывести +5В с БК на 9й пин порта
это может потребоваться для изготовления своих устройств питающихся от AZ