Speccy #07 31 декабря 1996

Концепции     Железо

Идея - Каким быть видеоконтролеру для ZX-SPECTRUM'a.

╒══════════════════════════════╕
│░░░░░░░░░░░  ИДЕЯ  ░░░░░░░░░░░│
╘══════════════════════════════╛

 Очень много публикаций  в  пос-
леднее время посвящено  переходу
на другие типы компьютеров.

 Основная  причина  недовольства
пользователей  ZX-Spectrum - это
его  низкие  графические возмож-
ности.

 Хотя  небольшая память экрана и
имеет  свои  преимущества (можно
делать программы с хорошей дина-
микой  не уступающей по скорости
вывода     самым     современным
компьютерам ), но все-таки хоте-
лось бы видеть и нормальное мно-
гоцветие  экрана, а не надоевшие
всем квадраты.

 Программисты  правда  и  в этом
отношении  делают чудеса. Многие
наверное    уже    смотрели   на
Spectrum'e multicolor,multipixel
и  различные изображения на бор-
дюре  экрна.  Но все эти эффекты
накладывают много ограничений на
программу,  к тому же из-за раз-
личной продолжительности сигнала
INT на различных компьютерах все
это выглядит поразному.

 Представляем   вашему  вниманию
статью  Стрельникова  Андрея  из
города  Миллерово Ростовской об-
ласти,  в которой автор высказы-
вает  очень интересные соображе-
ния  по поводу разработки видео-
контроллера для Spectrum'a.

 Для  воплощения этого проекта в
жизнь  требуются, конечо, усилия
электронщиков и,естественно,про-
граммистов. Хотелось бы услышать
их  мнения и предложения по зат-
ронутой теме.

 Очень хотелось бы услышать мне-
ния читателей о целесообразности
создания данного устройства.

(С) Стрельников А.С.
────────────────────

 В  последнее  время  все больше
говорят   о  необходимости  рас-
ширения  SPECTRUMа. Часто  пред-
лагается    разработать    новую
модель SPECCY, включающую в себя
новые    аппаратные    примочки.
Однако,цена  такой  машины, воз-
можный обьем производства, а так
же  число пользователей, имеющих
желание и возможность купить но-
вый  компьютер не позволят новой
модели получить широкое распрос-
транение.  Более   перспективный
путь - усовершенствование сущес-
твующих моделей SPECTRUM-совмес-
тимых ПК. Создание блоков расши-
рения, которые  подключаются   к
компьютеру  с минимальным вмеша-
тельством в схему.

 Больше   всего   шумихи  вокруг
контроллера   жесткого  диска  и
звуковых  плат.  Но  я  хотел бы
обратить    Ваше   внимание   на
графику. Ведь 90%  информации мы
получаем  через зрение.А графика
нашего  SPECCY  оставляет желать
лучшего.  Многие   из    бытовых
машин,появившихся в нашей стране
в  конце  80-х годов превосходят
SPECTRUM по качеству графики.

 Конечно,  есть  у SPECCY и свои
плюсы, но то,что хорошо для 1982
года,для конца 90-х уже недоста-
точно. SPECTRUMу необходим новый
контроллер экрана.А для того,что
бы он устроил максимальное коли-
чество пользователей, необходимо
обсуждение  проекта на страницах
какого-нибудь  журнала  (а лучше
нескольких).

 Я  выбрал "SPECCY", потому  что
он, на   мой  взгляд, "ближе   к
народу" ,  чем   его   столичные
собратья.

 Попробую  сформулировать, каким
же  должен быть новый видеоконт-
роллер  SPECTRUMа,  на который я
не пожалел бы денег.
 Вопервых совместимость. Он дол-
жен  поддерживать  обычный экран
SPECCY без перетыкания разъемов.

 Несколько  режимов  разрешения,
вплоть  до VGA.И не надо говори-
ть,  что графика с более высокой
разрешающей  способностью  будет
медленной.  От  этого пострадают
лишь  стрелялки и аркадные игры.
А адвентюрные, RPG, стратегичес-
кие,экономические,   логические,
традиционные   только  выиграют,
если  на экране будет помещаться
больше информации. Я уж не гово-
рю   о  сыстемных  и  прикладных
программах,  где быстрая графика
практически не нужна.

 Желательно,чтобы  режимы экрана
могли переключаться программно,в
процессе работы. Тогда программа
может   использовать   несколько
разных  экранов.  Представте:  в
НЛО-2  заставка  -  320х200  256
цветов,  карта  мира - 512х256 8
цветов,бой  с  НЛО-  256х192 256
цветов,  бой  с  инопланетянами-
384х256  16 цветов, энциклопедия
уфолога  текст  640х200, иллюст-
рации  - 320 х 200  256  цветов.
Насколько  можно улучшить оформ-
ление  программ! Графика с высо-
ким  разрешением будет использо-
ваться  для  вывода текста и ил-
люстраций,   а   для  динамичных
эпизодов  можно  включать  более
низкое  разрешение.  Для динами-
ческой  графики можно предусмот-
реть   режим  экрана,  наподобие
используемого в игровых пристав-
ках,   т.е.   чисто   символьный
(спрайтовый).

 Прикинуть   размер  необходимой
экранной памяти поможет таблица.
ы╣
 В  таблице  по вертикали - воз-
можные разрешения, по горизонта-
ли  -  способы кодировки цвета и
количество цветов.

 1-монохромный, 1бит на пиксель,
2 цвета.

 2-как в SPECTRUMе, байт атрибу-
тов  на  знакоместо, 16 цветов в
знакоместе.

 3-байт  атрибутов для полоски в
8  пикселей.  Как  в TIMEX или в
ОРИОН-128.

 4-3  бита  на пиксель, 8 цветов
для каждой точки. При разрешении
256х192 размер экрана-18К т.е. в
2.6 раза больше,чем стандартный.
А  при  тактовой частоте 7-10MHz
работа с графикой будет такой же
быстрой,  как у стандартного эк-
рана.

 5-16  цветов для каждой точки,4
бита на пиксель.

 6-256 цветов для каждой точки,1
байт на пиксель.

 7-используя  4  бита на пиксель
(метод 5) для каждого знакоместа
выделяем  1  байт  для  хранения
номера    палитры   и   получаем
16*256=4096 цветов, т.е. в одном
знакоместе  может использоваться
16  цветов,  а  на  всем  экране
могут быть все 4096!

 8-то  же  для  способа  6. Байт
палитры   на   знакоместо   даст
256*256=65536 цветов!

 Как  видно  из  таблицы,  можно
получить  очень неплохие резуль-
таты,  не  выходя за пределы 64К
экранной памати.

 ОЗУ  контроллера  должно  иметь
64К  ОЗУ  (одна линейка РУ5),для
последующего расширения небходи-
мо  предусмотреть место для вто-
рой линейки РУ5 и последующую их
замену на РУ7,хотя можно ограни-
читься  и  одной линейкой РУ5, а
впоследствии заменить их на РУ7.
(кстати,компьютер ENTERPRISE-128
с  процессором  Z80  и  тактовой
частотой 4MHZ имеет 64К экранной
памяти)

 В  качестве  процессора  должен
использоваться  Z80H  с тактовой
частотой 7-10 MHz Для ПЗУ, думаю
хватит 27512 (64К).

 ПЗУ   лучше   использовать  как
ROM-диск, это   позволит   легко
менять размер памяти под экран и
управляющую программу.

 При включении из ROM-диска заг-
ружается BIOS, которая поддержи-
вает стандартный SPECTRUM овский
экран (в этом режиме можно повы-
сить совместимость за счет более
точной эмуляции ULA: 312 строк в
кадре, урoвень черного, формиро-
вание  правильного сигнала INT и
т.д.), а при поступлении команды
на включение одного из новых эк-
ранных  режимов  загружает и за-
пускает    соответствующую   ему
программу.

 Необходимо так же предусмотреть
возможность  загрузки  программы
из  основного  ОЗУ.Это  позволит
программистам   создавать   свои
новые экранные режимы.

 Кроме функций управления, прог-
раммы  должны содержать процеду-
ры,  облегчающие работу с графи-
кой.В  первую очередь это расчет
адресов  в экранной памяти. Ваша
программа  имеет  дело с коорди-
натами  пикселей, а расчет адре-
сов  выполняется  в контроллере.
Не помешают так же процедуры ра-
боты  со  спрайтами,  построение
графических  примитивов  (линии,
прямоугольники, окружности), ра-
бота  с  векторной графикой. Так
как  есть  возможность  загрузки
своих программ, то можно остави-
ть  управляющую часть программы,
а  вспомогательные процедуры на-
писать на свой лад.

 Режимы,   поддержанные  в  ПЗУ,
должны быть доступны из BASICa.

 Какие режимы будут поддержаны в
ПЗУ, необходимо обсуждение, но я
предложу следующие:

 256х192    кодировка   цвета  -
- 2,3,4,5 и 6 (см. таблицу)

320х200 2,4,5 и 6
384х256 2,4 и 5
512х256 2 и 4
512х384 2
640х200 2,4 и 5

 Обычный телевизор хорошо показ-
ывает при разрешении 512х256.При
большем  разрешении границы пик-
селей будут размыты, картинки от
этого  только  выиграют  (не так
будет видна их точечная структу-
ра),  текст  так же будет хорошо
различим,  особенно если матрица
символа будет больше чем 8х8.

 Наиболее удобный способ подклю-
чения - аналогично муз.сопроцес-
сору.

 Плата контроллера вставляется в
панель  процессора,  а процессор
устанавливается  в контроллер.Но
это  может не понравиться владе-
льцам машин с системной шиной,да
и  остальным  нужно думать, куда
воткнуть  муз.процессор.  Лучше,
что  бы  контроллер имел разьем,
аналогичный   SCORPIONу,  а  для
тех,  у  кого системного разьема
нет,  в комплекте с контроллером
должна  идти  плата подключения.
Она  вставляется  в  панель про-
цессора.На  этой плате находится
процессор,муз.сопроцессор,  либо
разьем  для его установки (жела-
тельно   вывести   на  отдельный
разьем порты муз. сопроцессора),
буферные   элементы  и  выходной
разьем.  К этому разьему шлейфом
подключается   контроллер,   или
плата  -  расширитель. Эта плата
содержит   несколько  слотов,  к
одному из которых и подключается
контроллер. Таким образом облег-
чается   дальнейшее   расширение
компьютера.

 P.S.  Когда  я готовил статью к
отправке,  узнал,  что  Баймаков
Ярослав  сделал  видеоконтроллер
на   базе   Z80   с  разрешением
320х200 256 цветов. Это же почти
то,   что  нужно.  Есть  основа,
которую можно усовершенствовать.
Хотя   я   бы  и  от  такого  не
отказался.

 Текст   набран   в   АССЕМБЛЕРЕ
ZX-ASM v3.0

             * * *