Электроника МС 0515
|
Этот документ создан для Emuverse и распространяется на условиях лицензии CC-BY-SA-3.0. |
Электроника МС0515 — советский компьютер.
Разработан в Воронеже в 1990 году (в процессе разработки назывался Электроника УПБК-16), выпускался на воронежском заводе «Процессор».
Технические характеристики
- Процессор: КР1807ВМ1 на частоте 7,5 МГц — аналог процессора DEC T11, по системе команд совместим с PDP-11, Электроника-60, ДВК
- Оперативная память: 128 КБ
- ПЗУ: 16 КБ
- Видео
- видеорежим «среднего разрешения» 320×200, 8 цветов; на каждый горизонтальный октет из 8 точек можно используется 2 цвета из палитры 8 цветов, признаки яркости и мерцания; набор цветов повторяет палитру компьютера ZX Spectrum, имеется также «бордюр» (неиспользуемая область экрана), цвет которого выбирается из той же палитры
- видеорежим «высокого разрешения» 640×200, 2 цвета
- Контроллер дисковода: на основе КР1818ВГ93 (аналог WD1793), драйвер
DZ: 80 дорожек по 10 секторов, 512 байт в секторе - Клавиатура: Электроника МС7004 (отдельный блок) либо Электроника МС7007 (встроенная)
- Программируемый таймер на КР580ВИ53 (аналог i8253): каналы 0 и 1 тактируют клавиатуру и порт принтера, канал 2 доступен пользователю
- Параллельный порт
Процессор
КР1807ВМ1
Регистр режима в битах 13-15 имеет 1 1 1, что задаёт адрес старта — 172000 и адрес рестарта 172004.
Прерывания
IRQ CPx Pri Vec Device ───────────────────────────────── 11 LHLL 6 100 timer 9 LHHL 6 110 serial RX 8 LHHH 6 114 serial TX 5 HLHL 5 130 7004 keyboard 3 HHLL 4 060 7007 keyboard 2 HHLH 4 064 vblank
Кроме того, есть ряд зарезервированных векторов прерываний:
Vec Описание ───────────────────────────────── 000 Устройство вызвало прерывание, но не установило адрес вектора 004 Недопустимый режим для команд JMP / JSR 010 Недопустимая/зарезервированная инструкция 014 Инструкция BPT или установлен бит T 020 Инструкция IOT 024 Сбой питания 030 Инструкция EMT 034 Инструкция TRAP
Регистры
177400 Регистр диспетчера памяти
┌──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┐
│15│14 13 12│11 10 9│ 8│ 7 6│ 5 4 3│ 2 1 0│
└──┴──┴─┬┴─┬┴─┬┴─┬┴─┬┴─┬┴─┬┴─┬┴─┬┴─┬┴─┬┴─┬┴─┬┴─┬┘
│ │ │ │ │ │ │ └──┴──┴──┴──┴──┴──┴─ Выбор ОЗУ: 1 - осн., 0 - доп.
ИРПР-М ─┴──┘ │ │ │ └───── Прерывание от монитора, инициируется программно изменением этого бита
│ │ └──────── Прерывание от таймера
├──┤--------└─ Включение ВОЗУ в основную память: 1 - включено
0 0 - 000000-037777
0 1 - 040000-077777
1 x - 100000-137777
177600 Системный регистр A
┌--┬--┬--┬--┬--┬--┬--┬--┌──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┐
│15 8│ 7 6│ 5 4 3│ 2 1 0│
└--┴--┴--┴--┴--┴--┴--┴--└─┬┴─┬┴─┬┴─┬┴─┬┴─┬┴─┬┴─┬┘
Выбор ПЗУ ──┘ │ │ │ └──│──┴──┴─ Выбор привода НГМД
Запись на НМЛ ──┘ │ │ └─────── Двигатель НГМД вкл/выкл
Светодиоды 2 и 1 ─┴──┘
177602 Системный регистр B
┌--┬--┬--┬--┬--┬--┬--┬--┌──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┐
│15 8│ 7 6│ 5 4 3│ 2 1 0│
└--┴--┴--┴--┴--┴--┴--┴--└─┬┴─┬┴─┬┴─┬┴─┬┴─┬┴─┬┴─┬┘
Чтение НМЛ ──┘ │ │ │ │ │ │ └─ INTR НГМД
ИРПР-М ─┴──┘ │ │ │ └──── DRQ НГМД
├──┤ └─────── Готовность НГМД: 0 - готов
Кадровая частота 0 0 - 50 Гц
0 1 - 72 Гц
1 x - 60 Гц
177604 Системный регистр C
┌--┬--┬--┬--┬--┬--┬--┬--┌──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┐
│15 8│ 7 6│ 5 4 3│ 2 1 0│
└--┴--┴--┴--┴--┴--┴--┴--└─┬┴─┬┴─┬┴─┬┴─┬┴─┬┴─┬┴─┬┘
Таймер звука ──┘ │ │ │ │ └──┴──┴─ Цвет бордюра
Звук вкл/выкл ────┘ │ │ │
Тон звука ───────────┘ │ └─ Разрешение экрана 0 - среднее, 1 - высокое
Светодиод 3 ──┘
Контроллер НГМД
Системные регистры имеют ряд флагов, отвечающих за работу НГМД:
177600 Системный регистр A
┌--┬--┬--┬--┬--┬--┬--┬--┌──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┐
│15 8│ 7 6│ 5 4 3│ 2 1 0│ Номер Название
└--┴--┴--┴--┴--┴--┴--┴--└──┴──┴──┴──┴─┬┴─┬┴─┬┴─┬┘ привода устройства
│ │ └──┴─ физич. логическое
Поверхность НГМД ────┘ │ 0 0 0 DZ0 (низ), DZ2 (верх)
0 - низ 1 - верх │ 0 1 1 DZ1 (низ), DZ3 (верх)
Двигатель НГМД включен ─┘ 1 0 2
0 - вкл. 1 - выкл. 1 1 3
177602 Системный регистр B
┌--┬--┬--┬--┬--┬--┬--┬--┌──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┐
│15 8│ 7 6│ 5 4 3│ 2 1 0│
└--┴--┴--┴--┴--┴--┴--┴--└──┴──┴──┴──┴──┴─┬┴─┬┴─┬┘
│ │ └─ INTR НГМД
│ └──── DRQ НГМД
└─────── Готовность НГМД: 0 - готов
Сам контроллер построен на КР1818ВГ93 (аналог WD1793).
Регистры контроллера НГМД (8-разрядные):
- 177640 (чтение) — регистр состояния
- 177640 (запись) — регистр команд
- 177642 — регистр дорожки
- 177644 — регистр сектора
- 177646 — регистр данных
177640 (чтение) Регистр состояния
┌───────┬───────┬───────┬───────┬───────┬───────┬───────┬───────┐
│ 7 6 │ 5 4 3 │ 2 1 0 │
Команда └───────┴───────┴───────┴───────┴───────┴───────┴───────┴───────┘
Тип I │ Not Write Head Seek CRC Track 0 Index Busy │
│ ready protect loaded error error │
Read Address │ Not 0 0 RNF CRC Lost DRQ Busy │
│ ready error data │
Read Sector │ Not 0 Record RNF CRC Lost DRQ Busy │
│ ready type error data │
Read Track │ Not 0 0 0 0 Lost DRQ Busy │
│ ready data │
Write Sector │ Not Write Write RNF CRC Lost DRQ Busy │
│ ready protect fault error data │
Write Track │ Not Write Write 0 0 Lost DRQ Busy │
│ ready protect fault data │
177640 (запись) Регистр команды
┌--┬--┬--┬--┬--┬--┬--┬--┌──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┐
│15 8│ 7 6│ 5 4 3│ 2 1 0│
└--┴--┴--┴--┴--┴--┴--┴--└─┬┴─┬┴─┬┴─┬┴─┬┴─┬┴─┬┴─┬┘
Тип Команда │ │ │ │ │ │ │ │
I Restore 0 0 0 0 h V r1 r0 r1 r0 — Stepping Motor Rate (6/12/20/30 ms)
I Seek 0 0 0 1 h V r1 r0 V — Track Number Verify Flag (0: no verify, 1: verify on dest track)
I Step 0 0 1 T h V r1 r0 h — Head Load Flag (1: load head at beginning, 0: unload head)
I Step-In 0 1 0 T h V r1 r0 T — Track Update Flag (0: no update, 1: update Track Register)
I Step-Out 0 1 1 T h V r1 r0
II Read Sector 1 0 0 m S E C 0 C — Side Compare Flag (0: disable side compare, 1: enable side comp)
II Write Sector 1 0 1 m S E C a0 a0 — Data Address Mark (0: FB, 1: F8 (deleted DAM))
III Read Address 1 1 0 0 0 E 0 0 E — 15 ms delay (0: no 15ms delay, 1: 15 ms delay)
III Read Track 1 1 1 0 0 E 0 0 S — Side Compare Flag (0: compare for side 0, 1: compare for side 1)
III Write Track 1 1 1 1 0 E 0 0 m — Multiple Record Flag (0: single record, 1: multiple records)
IV Force Interrupt 1 1 0 1 i3 i2 i1 i0 i3 i2 i1 i0 — Interrupt Condition Flags
В основном, в работе используются следующие команды:
- C0 — чтение адреса (Read Address) — контроллер находит следующую метку заголовка сектора, читает 6 байт заголовка сектора; важно, что по завершению команды в регистре сектора 177644 находится номер текущей дорожки.
- 1D — поиск (Seek) — в регистре дорожки 177642 находится номер текущей дорожки, в регистре сектора 177644 — номер дорожки на которую нужно перейти; контроллер перемещает головку на нужную дорожку и обновляет регистр дорожки.
- 43 — шаг вперёд (Step In), скорость шага 30 мс.
- 63 — шаг назад (Step Out), скорость шага 30 мс.
- 80 — запись сектора (Write Sector).
- F4 — запись дорожки (Write Track) — используется при форматировании диска.
Формат дискет: 1 сторона (0), 80 цилиндров (0-79), по 10 секторов (1-10) на трек, 512 байт в секторе.
Структура дорожки
Структура дорожки восстановлена по коду FORML.SAV с дискеты 059.dsk.
Отсчёт идёт от индексного отверстия. Количество байт указано десятичное, байты — шестнадцатеричные значения, в скобках указано что реально записывается на диск, в особых случаях.
Кол-во байт Записываемые байты
─────────────────────────────────────────────────
│ 54 4E
│ 12 00
105-┤ 4 F6 (записывается C2)
│ 35 4E
──── Начало сектора 1..10 ────────────────────┐
│ 8 00 │
│ 3 F5 (записывается A1) │
│ 1 FE — маркер заголовка сектора │
│ 1 tt — номер дорожки 0..79 │
│ 1 00 — сторона: 0 - низ │
│ 1 0s — номер сектора 1..10 │
│ 1 02 — 512 байт на сектор │
│ 1(2) F7 (записывается 2 байта CRC) │
│ 22 4E │
│ 12 00 │
│ 3 F5 (записывается A1) │
│ 1 FB — маркер данных │
612-┤ 512 xx — данные сектора │
(614)│ 1(2) F7 (записывается 2 байта CRC) │
│ 44 4E │
──── Конец сектора ───────────────────────────┘
│ 352 4E — до конца дорожки
─────────────────────────────────────────────────
Всего 6575(6577)
Интерлив секторов
http://zx-pk.ru/threads/15146-ms-0515.html?p=431954&viewfull=1#post431954 Alex_K
Собственно таблица интерлива: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ============== 0 5 1 6 2 7 3 8 4 9 4 9 0 5 1 6 2 7 3 8 3 8 4 9 0 5 1 6 2 7 2 7 3 8 4 9 0 5 1 6 1 6 2 7 3 8 4 9 0 5
http://zx-pk.ru/threads/15146-ms-0515.html?p=431962&viewfull=1#post431962 Patron Драйвер DZ переставляет блоки в образе по следующему алгоритму:
int BlockNumber_DZ_Encode( int nBlock )
{
int track = nBlock / 10;
int sector = nBlock % 10;
int sector_00 = ( track*2 )% 10;
sector = ( sector_00 + sector*2 )% 10;
if( nBlock % 10 >= 5 ) sector++;
track++;
if( track > 79 ) track=0;
return track*10 + sector;
}
Таймер
Таймер на КР580ВИ53 — трёхканальный. Все регистры — 8-разрядные:
| Канал | Регистр чтения | Регистр записи | Использование |
|---|---|---|---|
| канал 0 | 177500 | 177520 | Тактирует клавиатуру |
| канал 1 | 177502 | 177522 | Порт принтера |
| канал 2 | 177504 | 177524 | Звук и отсчёт интервалов |
| упр. слово | 177506 | 177526 |
В процессе загрузки после начальных тестов выдаются звуки (здесь в начале значение задержки таймера, затем вычисленные частоты):
1798 = 6040. = 331.126 Гц ~= 329,63 Гц E 1 октавы 12b9 = 4793. = 417.275 Гц ~= 415,30 Гц G♯ 1 октавы 0fbf = 4031. = 496.155 Гц ~= 493,88 Гц B 1 октавы 0bcc = 3020. = 662.252 Гц ~= 659,26 Гц E 2 октавы 1798 = 6040. = 331.126 Гц ~= 329,63 Гц E 1 октавы
Подпрограмма генерации звука, R3 задаёт задержку для таймера:
174550: BIC #000340, @#177604 ; таймер звука выкл, звук выкл, тон звука выкл 174556: MOVB #000266, @#177526 ; канал 2: будет загрузка младшего и старшего байта, режим 3 (генератор меандра) 174564: MOV #000140, R4 ; значение счётчика = 96. 174570: MOVB R3, @#177524 ; передаём младший байт 174574: SWAB R3 ; 174576: MOVB R3, @#177524 ; передаём старший байт 174602: BIS #000300, @#177604 ; таймер звука вкл, звук вкл 174610: MOV 174652, R0 ; значение малого счётчика = 005777 174614: SOB R0, 174614 ; ожидаем 174616: SOB R4, 174610 ; ожидаем 174620: BIC #000340, @#157706 ; таймер звука выкл, звук выкл, тон звука выкл 174626: MOV @#157706, @#177604 174634: MOV #000002, R4 ; счётчик = 2 174640: MOV 174654, R0 ; значение малого счётчика = 017777 174644: SOB R0, 174644 ; ожидаем 174646: SOB R4, 174640 ; ожидаем 174650: RETURN 174652: .WORD 005777 174654: .WORD 017777
Клавиатура
Порты 177542/177544 должны возвращать 177777 -- наличие ноля в одном из битов показывает что клавиша нажата.
ПЗУ
ПЗУ размером 16 Кбайт.
Известны две версии ПЗУ:
| Усл.название | MD5 checksum | Примечания |
|---|---|---|
| ROM A | b92cda2d83117ebbba2340acfadbf130 | вначале много 00; есть команда L в пульте; ошибка в подсчёте контрольной суммы ПЗУ |
| ROM B | 3d60d719ca650b3fab27a0daf0a4d317 | вначале много FF; нет команды L в пульте |
Процесс загрузки
- Тесты памяти
- Вывод заставки; тест процессора
- Тест клавиатуры
- Тест НГМД:
- команда C0, команда 1D (переход на track 1)
- 5 команд 43 (переход на track 6), команда C0, проверка того что в регистре сектора появился номер дорожки 6
- 5 команд 63 (возврат на track 1), команда C0
- Если НГМД не готов то выход в пульт
- Чтение НГМД track 1 sector 1: команда C0, команда 80 — читаются 512 байт начиная с адреса 000000
- Запуск с адреса 000000
Эмуляция
Существует несколько эмуляторов этого компьютера:
- Мультисистемный эмулятор MESS содержит драйвер
ms0515[1] - Эмулятор МС-0515 EmuStudio
- MS0515BTL
Ссылки
- Электроника МС 0515 в Википедии
- Тема «МС-0515» на zx-pk.ru
- [2] — описание процессора T11, оригинала КР1807ВМ1
- WD1793 на MSX Info Pages
- Электроника МС0585, МС0515 — Документация