131028-131028
[<] [>] УНИВЕРСАЛЬНЫЙ МОДУЛЬНЫЙ КОМПЬЮТЕР ZXКit1

Как показывает время, клонов ZX SPECTRUM-а с каждым годом становится все больше и больше. И конца этому не видно! Только в этом месяце (октябрь 2013 года) наметилось 3 новых клона на FPGA (НОВЫЙ AEON, ZXM-ZEPHIR и SPECCY2014). Каждый клон немного отличается от других или от своей предыдущей версии. Даже я сделал в том году свой клон LENINGRAD-2012. Он хоть и обладает рядом достоинств - маленький, совместимый по времянкам с оригиналом, сделан на микросхемах в DIP-корпусах, на печатной плате размещены стандартные разъемы SCART, DRB-9M, тюльпаны, слот расширения ZX-BUS и т.д. - но у него, как и у других клонов, есть один недостаток - жестко заданная схема. Чем это грозит? Посмотрим на примере хорошего клона SPECCY2010. Он мне очень нравится, но в последнее время стали исчезать из продажи отдельные комплектующие для него - сначала кончились родные разъемы для SD карты, потом микросхемы ЦАП, затем микроконтроллер ARM. Cпаять его со временем становится все труднее. Какой обычно предлагают выход из этой ситуации - выпустить новую версию клона с другими микросхемами. Но те микросхемы тоже могут исчезнуть из продажи.

А нужно сделать так, чтобы менять нужно было не всю плату, а только один модуль. В конце концов любой клон используется, чтобы запустить RENEGADE, ELITE или другую любимую игру. А для этого достаточно простого компьютера. И лучше, чтобы его можно было спаять из подручных микросхем, которые есть у многих радиолюбителей. Я неоднократно возвращался к идее универсального модульного компьютера ZXKit1. Концепция постепенно видоизменялась, оптимизировалась, а иногда заходила в тупик. Например, в последний раз я предполагал разместить на материнской плате Z80, FLASH, SRAM 1М и ПЛИС. Вроде хорошо получается - меньше модулей, основные элементы на материнской плате. Но тут имеется недостаток - теряется универсальность.

Лучше сделать так. Все модули и материнская плата должны быть как можно проще. В идеале - их должно быть легко спаять на макетке МГТФ-ом. Модули удобно паять на базе печатных плат ZX-BUS EDGE.

0. Материнская или кросс-плата. За основу, в качестве базы универсального модульного компьютера, надо взять кросс-плату на 7 слотов. Кроме слотов на ней нужно разместить разъем для блока питания +5В и схему управления шиной ZX-BUS.

1. Плата процессора. В первом слоте должна располагаться плата процессора. На ней разместить микропроцессор Z80 в корпусе DIP-40, резисторы подтяжки шины ZX-BUS, разъем для кнопки RESET, генератор 14 МГц и формирователь тактового сигнала Z80_CLK. Его следует подать через перемычку для возможности формирования в другом модуле. Почему такой маленький модуль ? А для того, чтобы была возможность заменить микропроцессор, при желании, на аналогичный, но в корпусе TQFP-44.

2. Плата постоянной памяти. Эту плату тоже можно легко спаять из имеющихся у многих микросхем. Для меня удобнее применить FLASH в корпусе DIP-32 и панель с нулевым усилием установки ZIF-32. Это позволит легко снимать FLASH для перепрошивки. Но кто-то может захотеть установить другую микросхему FLASH в панельку PLCC-32. А кому-то больше нравится ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием в корпусе DIP-28. Как видете, имеется большая свобода выбора. А в будущем может появиться плата постоянной памяти, которая загружает образ ПЗУ с внешнего носителя в статическую ОЗУ. Каждый может сделать как ему больше нравится.

3. Плата оперативной памяти. Для начала лучше сделать простую плату с минимальным объемом 48 Кбайт из двух микросхем статической памяти по 32 Кбайта и одной микросхемы K555ЛЛ1. Такие микросхемы есть у многих. А памяти 48 Кбайт хватает для запуска большого количества игрушек. Если же кто-то пожелает больше памяти, 128 Кбайт или 1 МБайт, это тоже можно сделать, только схемы будут уже посложнее и паять МГТФ-ом труднее.

4. Плата основных портов. Тут разместить буферы адреса и данных для подключения механической клавиатуры, порт KEMPSTON-джойстика, формирователи сигналов TAPE IN, TAPE OUT, и основной звуковой сигнал BEEPER. Все эти узлы тоже можно спаять МГТФ-ом. На корпус установить соотвествующие разъемы для подключения внешних устройств.

5. Видеоплата. Вот с этой платой посложнее. Как вы знаете, половину схемы Ленинграда или другого клона составляет схема видеовывода на телевизор. Тут много счетчиков, регистров, мультиплексоров и микросхем простой логики. Такую сложную схему паять МГТФ-ом нецелесообразно. Поэтому я предлагаю спаять МГТФ-ом плату MuxVideo на 6 микросхемах: К555ТМ2, К555ЛЛ1, К555ЛЕ1 и трех буферах К555АП6. И через два разъема IDC-14 и HU-09 подключить к этой плате видеоконвертер VGA&PAL с новой прошивкой. При этом получим возможность выводить сигнал на VGA монитор. В дальнейшем, при желании, можно будет заменить эту простейшую видеокарту на быструю видеокарту METEOR-2013.

6. Звуковая плата. В большинстве случаев без нее можно и обойтись, но если очень захочется - можно спаять на макетке  простую схему со звуковым сопроцессором YAMAHA. А можно купить один из вариантов готовой звуковой карты для шины ZX-BUS.

7. Свободный слот. В него можно установить готовый контроллер дисковода, жесткого диска и т.п.

Как видите, чтобы самому спаять базовую версию универсального модульного компьютера ZXKit1, достаточно кросс-платы, нескольких плат ZX-BUS EDGE и видеоконвертер VGA&PAL. При этом спаявший получит огромное удовольствие от того, что он сделал это сам. Конечно, некоторые платы можно будет приобрести и в виде конструкторов, что избавиться от поиска микросхем и пайки МГТФ-ом. Самое то главное, что любитель Спектрума почувствует, что он  может сам спаять свою плату.  А кто-то сможет даже немного улучшить схемы модулей или придумать новый. Такого ощущения не даст никакой одноплатный клон на FPGA.