АРХИТЕКТУРА И СХЕМОТЕХНИКА БАЗОВОГО КОНТРОЛЛЕРА
Наиболее широко известна конструкция контроллера под кодовым названием "Москов-
ская", впервые в стране, печатные платы для этой версии контроллера изготавливались
большими тиражами, схемотехнически реализованный как полный аналог фирменного
контроллера "BETA DISC", допускающий различные варианты оснащения ПЗУ, большой
тираж принципиальных и монтажных схем издаваемых НПВО "Вариант" с 1989 года,
доступность информации, сделали контроллер первичной конструкцией, на основе которой
разрабатывались все последующие модели. Единственный недостаток этого контроллера
— большой размер печатной платы с очень свободным расположением микросхем, и
сверхнадежными, но не удобными в маленькой машинке, разъемами типа ГРПМ. Измене-
ния, поначалу очень скромные, привели к некоторому уменьшению размеров и переразвод-
ке платы под разъемы СНО, СНП Практически в таком виде этот контроллер сохранился
и по сей день, являясь своеобразным эталоном, используемым в работе в основном профес-
сионалами, и естественно, именно с этой конструкции необходимо начинать ознакомление
с рядом других конструкций, очень своеобразных. Сравнивая функциональные и архите-
ктурные возможности различных разработок, Вы очень точно определите тот единствен-
ный вариант контроллера, устраивающий Вас полностью.
В основу работы контроллера "BETA DISC" положен очень оригинальный принцип
нигде более в восьмиразрядных машинах не применяющийся. Контроллер выполнен в виде
внешнего устройства, которое можно программно и аппаратно включить и выключить, и
оснащен интеллектом "TR DOS". Запускаемый через специальные программные точки
входа в систему, контроллер аппаратно, специальными сигналами /CSROM и /OUTIORQ
выключает ПЗУ машины и ее внешние устройства, подключая свои ресурсы и организуя
совершенно новую машину для выполнения дисковых операций, со своей архитектурой,
своим резидентным программным обеспечением, своим адресным пространством внешних
устройств, общей остается только область ОЗУ. Очень важной особенностью является то,
что и машина, и контроллер, вполне законченные устройства, машина может работать с
контроллером и без него.
Поскольку в "ZX" не предназначенном для работы с дисковым накопителем в ОЗУ не
выделена специальная системная область, операционная система "TR DOS" размещает
всего 112 байт информации о своих переменных в ОЗУ "ZX", вплотную к области перемен-
ных Бейсика, и практически не занимая память, не нарушает работу программ.
Наиболее удобно просмотреть построение узлов контроллера, их назначение и функци-
онирование, пользуясь базовой схемой "(С) графика НПВО "Вариант" Ленинград 1990"
Номера микросхем всех рассматриваемых здесь контроллеров, "привязаны" к конкретным
функциональным узлам, что значительно упрощает сравнение схемотехнических решений
различных моделей.
Контроллер состоит из следующих узлов:
1. Устройство разрешения-запрета включения системы D1.1,2,3, D3.1.
2. Дешифратор адресов точек входа в "TR DOS" (включения системы) D11.4, D2, D1.4,
схема синхронизации и состояния адресной зоны процессора машины D4.1,2,3, D11.5
3. Буфер обмена данными D6
4. ПЗУ с резидентной программой "TR DOS" D7, D8
5. Триггер включения-выключения системы D3.2.
6. Выключатель внешних устройств "ZX" D12.2
7. Устройство включения ПЗУ "TR DOS" D10.4
8. Устройство выключения основного ПЗУ "ZX" D11 2 и транзистор
9. Выбор микросхем "0" и "1" ПЗУ "TR DOS" D11.5, D12.1,3.
10 Включение буфера обмена данными D12.4.
11. Регистр установки режимов D15.
12. Регистр состояния D18.2
13. Микроконтроллер дисковой системы D17.
14. Дешифратор адресов доступа к контроллеру дисковой системы, регистрам установки
режимов, состояния, D16.1, D9.3.
15. Формирователь адреса выбора дешифратора адресов D9.1, Dll.l, D10.2.
16. Дешифратор выбора номера дисковода D16.2.
17. Буфер формирователь сигналов дисковода D18.1.
18. Схема синхронизации сигнала чтения данных дисковода D19.1,2, D20, D12.3.
19. Буфер согласования с кабелем и интерфейсом дисковода D21, D22.
20. Кварцевый генератор с делителем частоты D13.1,2,3, D14
21. Управление и синхронизация сигнала записи данных D21.6,l, D23.1,2,3,4, D24.
22. Схема синхронизации и генерирования сигнала немаскируемого прерывания про-
цессора D10.4, D11.6, D5.
Список конечно ужасающий, но постараемся увязать все эти сложности воедино и тогда
все окажется просто и доступно.
1. Одноразрядный порт адресного пространства внешних устройств машины с адресом
7FFDH и предустановкой сигналом REZET общего сброса машины, адресованный двумя
сигналами адресной шины А1 и А15, и сигналами управления /IORQ (выбор внешнего
устройства) и /WR (запись), запоминает на выходе триггера D3.1/5 значение записываемо-
го разряда D4 шины данных, высоким уровнем сигнала на D2/1, разразрешая программ-
ный запуск дисковой системы. Порт полностью идентичен регистру разряда D4 диспетчера
переключения страниц ОЗУ, 128 Кбайт версии машины. Применяя контроллеры в которых
порт отсутствует, необходимо подключить выход разряда D4 диспетчера ОЗУ к освобожда-
ющемуся входу м/с D2, дешифратора адресной зоны точек входа в систему.
Порт этот необходим только в контроллерах подключаемых к внешней системной шине
фирменных машин, дело в том, что диспетчер страниц памяти ОЗУ 128 Кбайт версии
машины размещен в составе микросхемы ULA7 и сигнал состояния адресного пространства
недоступен, в машинах отечественной сборки диспетчер выполнен на отдельном регистре,
и с доступом к сигналу диспетчера "архитектура 48 Кбайт" проблем нет. Интересно и
необычно выполнен этот узел в "Пентагон 128", на плате машины смонтирован порт
состояния диспетчера и сам диспетчер, два совершенно одинаковых сигнала состояния
адресного пространства, с двух совершенно одинаковых узлов, приходят на схему разреше-
ния запуска дисковой системы, для надежности наверно, или для коммерции.
2. Дешифратор адресной зоны 3D00H — 3DFFH, область знакогенератора ПЗУ маши-
ны, в которой определены точки программного входа в "TR DOS" с адресами 15616 и 15619.
При обращении к адресу перехода и завершении выполнения процессором текущей
машинной команды, сигнал/М1 с выхода устройства D1.4/11 переключает включенный по
схеме RS системный триггер D3.2, с незадействованными входами синхронизации и
данных, в положение "0" на D3.2/8, включая дисковую систему.
3. Сигнал высокого уровня с вывода D3.2/9 выключает сигнал/OUTIORQ, отключая все
внешние устройства машины, сигнал низкого уровня с D3.2/8 включает устройства конт-
роллера. При А14=А15=0 D4.1 и D3.2/8=0 включены ПЗУ контроллера D10.4=0, одновре-
менно сигналом с D 11.2/4 выключается ПЗУ машины. Изменением значения разряда А13
D11.5/5 альтернативно, сигналами с D12.1/3 и D10.3/8 выбираются м/с ПЗУ D7, D8. Сигнал
/IORQ с D10.1/1 и D9.2/6 разрешает сигналом RD (чтение) D12.4/11 обмен информацией с
буфером D6. При А0=А1=1 сигналом с выхода элемента D10.2/6 включается дешифратор
D16.1, разрешая чтение/запись порта контроллера с адресом FFH, состоящего из регистра
управления режимами обмена D15 для записи, и буфера состояний контроллера D18.2 для
чтения, сигнал младшей части адреса обращения к регистрам м/с D17 с D9.3/8 и старшей
части А5, А6, D 17/5,6, определяют системные адреса восьми регистров отдельно для записи
и для чтения IF, 3F, 5F, 7F.
4. Информация записываемая в регистр D15 задает побитно следующие режимы работы:
DO, D1 шины данных,— высоким уровнем на выходах дешифратора D16.2 при наличии
сигнала HLD/MOTOR с D17/28, 32 (обращение к дисководам / пуск двигателя дисковода)
низким уровнем на выходах буфера согласования D22.2,3,4,5 определяет номер выбранно-
го системой дисковода DS0 — DS3.
D2 шины данных — сброс и установка в исходное состояние регистров м/с D17.
D3 шины данных — готовность системы к дисковым операциям.
D4 шины данных — выбор стороны диска уровнем с D22.1/2.
D6 шины данных — команда выбора плотности информации размещаемой на диске.
Состояние сигнала DRQ D17/38 считываемое с формирователя D 18.2 разрядом D6 шины
данных, указывает системе, что D17 готова к обмену информацией по шине данных,
сигнала JNTRQ D17/39 разрядом D7 шины данных, что выполнение команды или операции
завершено.
5. Генератор D13.1,2,3 и счетчик делитель D14, 8 МГц сетки частот, создает тактовые
сигналы с частотой 8 МГц D 13.3/6 и 4 МГц D14/2 для стробирования сдвигающего регистра
D24, управляемого сигналами SL D17/17 (сдвиг сигнала данных записи WD D17/31 влево)
и SR D17/18 (вправо), модифицированный сигнал данных записи с D24/11 через D21.1
подается на дисководы. Сигналом 4 МГц с D14/2 в вычитающем сдвиговом регистре на
триггерах D19.1,2 сдвигается сигнал RD DATA (данные чтения) с дисковода и^юдается на
вход данных D17/2 7, счетчиком D20 из сигнала данных выделяется сигнал синхронизации
и с выхода Q3 D20/11 поступает на вход RSTB (строб) D17/26. Тактовый сигнал 1 МГц для
работы со 133 мм ГМД поступает на D17/24 с выхода счетчика D14/8.
6. При нажатой кнопке MAGIC, А14 или А15 = 1 (область адресов ОЗУ), уровень
логического 0 на D10.4/12, сигналом Ml запускается одновибратор задержки D5.1, по
окончании импульса, запускается одновибратор D5.2, с выхода /Q которого, на централь-
ный процессор поступает сигнал немаскируемого прерывания /NMI, передавая управле-
ние по адресу 66Н, на точку перехода к подпрограммам записи ленточных файлов на диск,
одновременно, принудительно, через резистор R4 сигналом низкого уровня D3.2/13 запу-
скается дисковая система.
7. Сдвоенный системный переключатель с нейтральным средним положением предна-
значен для перезапуска дисковой системы без общего сброса машины, сохраняя таким
образом содержимое ОЗУ, или входа непосредственно в TR DOS после общего сброса
машины.
Далее следует отметить одну немаловажную особенность базовой конструкции контрол-
лера, поскольку после включения системного триггера D3.2 Ваш SINCLAIR превратился
в машину для выполнения дисковых операций, с другими ПЗУ и исполнительными
устройствами, а*в предыдущей машине никакого буфера шины данных нет, то видимо и
здесь он не очень нужен. Вполне естественно, что интеллектуалы самопальщики мгновенно
это усвоив, лихо впаяли восемь блестящих перемычек на место установки м/с D6, резко
снизив затраты и освободив два логических элемента D12.4 и D9.2: Опыт был учтен всеми,
и, ни в одном контроллере выпускаемом в дальнейшем, буфер обмена D6 не устанавливал-
ся, но порт состояния диспетчера до сих пор собирают.
