Всех приветствую!
Давно, ещё в 90-ых у меня была попытка установить на Орион процессор Z80. Хоть и сделано всё было чётко по инструкции, компьютер работал со страшными сбоями. Запускался, работал буквально несколько минут и зависал. Уже и не помню, по какой схеме устанавливал Z80. И вот не так давно я попытался снова установить Z80 на Орион по схеме Владимира Чистякова Z80 CARD II. И опять неуспех. Компьютер запускается и зависает. И никакие наладки&настройки не помогают. Не понимаю, как эта схема у других сборщиков работает, ведь есть же собранные экземпляры 🤔 Но сейчас не об этом.
Есть ещё одна схема замены процессора КР580ВМ80А на Z80. Это схема от фирмы Орион-Сервис. Она полностью эмулирует работу процессора КР580ВМ80А. Как пишут разработчики, прирост скорости составляет до 15% при использовании нетурбированного режима (2,5Мгц) и увеличение скорости в 1,4 раза при турбированном (5МГц). Схема работает в так называемом "вэйтовом" режиме.
Плюсом является однополярное питание для Z80, чего не скажешь про КР580ВМ80А. Хотя сейчас получить +12в и -5в от +5в не составляет труда, всё таки использование однополярного питания привлекает больше.
Вооружившись документацией №659 от Орион-Сервиса я решил повторить их вариант установки процессора Z80. Всю документацию я прикреплю в конце статьи. А сейчас опишу процесс своей сборки и чего я в итоге добился установкой процессора Z80. Наперёд забегая скажу, что у меня в наличии два процессора, рассчитанных на работу на частоте 20МГц, что позволит мне провести эксперимент по работе с частотой 10МГц.
В этот раз я решил чётко следовать инструкциям из документации и выполнять все требования и рекомендации по сборке.
Собирать плату Z80 я буду на макетной плате размерами 8х12см навесным монтажом. Расположение деталей будет таким,
а лишний остаток я после сборки обрежу до нужной ширины.
Внимательно прочитав инструкцию, решил собирать сразу турбированный вариант на 5МГц, потому как работа на 2,5МГц никакого профита не даст. Плата Z80 будет иметь съёмный вариант. Её можно будет снимать и вновь ставить микропроцессор КР580ВМ80А. Собственно, мне такой вариант нравится, наверное, больше, чем вариант В.Чистякова (который вгрызается в плату компьютера множеством порезов). Есть, правда, небольшие доработки основной платы компьютера, но они незначительны и с ними компьютер одинаково хорошо работает как до доработки, так и после.
Саму схему я показывать не буду, т.к. она будет в прилагаемой документации, опишу лишь то, что я в итоге получил.
Собранная и установленная плата Z80 выглядит так:
После сборки и подключения плата не заработала. Совсем. На экране растр с мусором и всё. Начал разбираться. Сперва сделал это:
Затем по рекомендациям
запустил "Тест ОЗУ 128". Тест работает, но показывает совершенно не то, что нужно. Читаю документацию:
Но у меня не то что некоторые биты, вообще все микросхемы "неисправные"! Что делать?
Решил начать с микросхем. Сделал это:
и, чтоб два раза не паять😉 , сразу это
И, о чудо! Тест ОЗУ заработал как надо! В результате в конце теста красивый цветной ковёр.
Гоняю некоторое время тест-128, ничего не сбоит, всё в норме.
Запускаю МОНИТОРы. МОНИТОР-1 запускается. МОНИТОР-2 тоже запускается. Подключаю ром-диск и операционная система прекрасно грузится! Запускаю игры, всё работает, всё хорошо управляется, в играх заметна динамика. С текстом тоже хорошо работать, клавиатура откликается, ложных срабатываний нет. И это на 5 МГц.
Раз уж так всё хорошо, попробовал переключиться на клок 2,5МГц. Компьютер не работает. Получается, что доработка
работает только в одну сторону. Собственно, я её сразу собирал и не знал, что 2,5 МГц подать уже не выйдет. А в документации об этом не сказано.
Часа примерно полтора я поигрался с компьютером, никаких сбоев не наблюдается, и решил поэкспериментировать и запустить плату на частоте 10МГц. Для этого выполнил ещё одну доработку:
После доработки компьютер отказывается грузиться с ром-диска. У микросхемы КР580ВВ55А не хватает быстродействия, чтобы успевать за командами процессора. Меняю нашу отечественную на зарубежный аналог фирмы NEC и компьютер прекрасно загружается.
Если нет быстрой ВВ55, то можно воспользоваться вот таким "лайфхаком"
Что же, пришло время запустить тест SMIT2$ и оценить увеличение производительности 💪!
В качестве отправной точки авторами берётся время выполнения теста микропроцессором КР580ВМ80А на частоте 2,5МГц.
В документации прилагается два варианта теста: на Бейсике и в машинных кодах. Сомневаюсь, что кто-то будет набивать исходник на Бейсике (хотя, может и найдутся смельчаки 🙂)
Итак, вот мои результаты:
время теста КР580ВМ80А@2,5: 15,15
время теста Z80@5: 12,24
время теста Z80@10: 8,34
Как видим, время сходится только у КР580ВМ80А и у Z80@10. На частоте 5МГц наблюдается расхождение. Время выполнения теста несколько больше, чем заявлено в таблице. Тест в режиме 5МГц я провёл два раза (мало ли, вдруг время неправильно записал) и оба раза показания получились одинаковы.
Итак, компьютер работает с процессором Z80 на частоте 10МГц.
Теперь о работе с клавиатурой и периферией. Т.к. тайминги опроса матрицы клавиатуры рассчитаны на работу 2.5МГц, то работать на частоте 5МГц всё ещё комфортно, но на частоте 10МГц нужно быть чуть-чуть посноровистее! Что касается игр, то да, динамика игрового сюжета весьма и весьма впечатляет 😮 Но управлять персонажами в некоторых играх трудновато. За то программы компилировать одно удовольствие! 😀 Странно, что у меня экземпляр КР580ВВ55А, установленный для клавиатуры, работает с частотой процессора 10МГц🤔 . Видимо, какая-то уже "современная" версия чипа. Я посмотрел. На одной дата выпуска 1988 года, на второй 1993.
На порт пользователя я поставил не запустившуюся на ром-диске КР580ВВ55А и решил провести эксперимент. Что удивительно, на ней прекрасно отработало устройство на MAX7219 с матричным дисплеем. Про него можно почитать здесь:
Но оказалось, что не всё так радужно! Есть одна ложка дёгтя в этой бочке мёда.
Звук у меня не заработал. Думал, что неисправны микросхемы К555ЛА4 и К155ТМ2, но нет, после замены ничего не изменилось. Проверил монтаж - ошибок нет. Мне звук особо и не нужен, в игры я играю редко. Если кто собирал такое подключение Z80 к Ориону и проблем нет, напишите в комментариях, пожалуйста, в чём может быть косяк. Или этот узел может можно как-то по-другому сделать?
На видео показана работа Ориона с КР580ВМ80А на частоте 2.5МГц и платы Z80 на частотах 5 и 10МГц:
Буду ли я использовать эту плату в работе? Конечно, да. Результаты мне очень понравились. Правда, в некоторых случаях, возможно, придётся переключаться между частотами 5МГц и 10МГц, но это несложно.
Документацию по установке процессора Z80 от фирмы Орион-Сервис можно скачать по ссылке https://disk.yandex.ru/d/PbM0oM8mA6mbzw
Архив содержит фирменную документацию по установке, программу-тест SMIT2$ в формате .BRU и .ORI., а также текстовый файл с опечатками в схеме.
До новых встреч!