Гигатрон ТТЛ

Гигатрон ТТЛ
Разработчик	Марсель ван Кервинк и Уолтер Бельгерс
Тип	компьютер
Дата выпуска	Март 2018 г.
Процессор	Микросхемы TTL серии 7400
Память	32 КБ КМОП-памяти SRAM
Хранилище	Сменная память EPROM объемом 64 КБ; Энергонезависимая память, встроенная в контроллер клавиатуры;
Отображать	160x120 пикселей @ 59,98 Гц VGA с 64 цветами
Власть	5 В постоянного тока через USB

Gigatron TTL — это 8-битный компьютер в ретро-стиле , где центральный процессор реализован набором микросхем TTL вместо одного микропроцессора , имитируя аппаратное обеспечение, присутствующее в ранних аркадах . Его цель — компьютерные энтузиасты , для обучения или хобби. ^[2]

Архитектура

Процессор реализован на основе небольшого набора микросхем серии TTL 7400 , работающих на базовой тактовой частоте 6,25 МГц , которую можно разогнать , установив более качественные микросхемы. ^[3] Объем оперативной памяти также можно увеличить таким же образом.

Реализованы три режима работы ЦП: ^[4]

8-битный собственный ассемблерный код , реализующий архитектуру Гарварда . Этот режим предлагает 17 инструкций и имеет место для 256 инструкций: 8 операций ALU * 8 режимов адресации * 4 режима шины . Прошивка ROM и интерпретатор vCPU написаны на 8-битном собственном ассемблерном коде.
16-битный интерпретатор vCPU , реализующий архитектуру фон Неймана и имеющий 34 инструкции. Он загружает и запускает программы из ОЗУ . Интегрированные программы написаны для этого vCPU.
Эмулятор MOS 6502 (экспериментальный), способный запускать машинный код MOS 6502.^[5]^[6]

Видеовыход генерируется прошивкой ПЗУ (код на собственном ассемблере) и поддерживает разрешение 160x120 пикселей с 64 цветами, хранящимися в ОЗУ, начиная с адреса 0x 0800 и заканчивая 0x7F9F в виде 120 сегментов по 160 байт несмежной ОЗУ. Пиксели хранятся по 1 байту на пиксель в формате XXBBGGRR (верхние 2 бита не используются и могут использоваться программистом для собственных нужд). Видеодисплей содержит настраиваемое количество черных (пустых) строк развертки для экономии времени vCPU для программ; эти пустые/черные строки развертки могут быть настроены пользователем для получения большего количества отображаемых растровых строк развертки или большего количества времени vCPU для пользовательских программ. Внеэкранная ОЗУ начинается с 0x08A0 и заканчивается в 0x7FFF в виде 120 сегментов по 96 байт несмежной ОЗУ; Эти фрагментированные разделы ОЗУ могут использоваться для хранения данных или кода или для эффектов прокрутки с использованием таблицы косвенности видео. Системная ОЗУ тривиально расширяется от стандартных 32 КБ до полного 16-битного адресуемого размера 64 КБ.

Звук также генерируется прошивкой ПЗУ во время периодов горизонтального гашения , обеспечивая 4 6-битных канала (микшируемых программно и выводимых в формате 4-битной PCM ), с 4 выбираемыми и изменяемыми пользователем 64-байтными сигналами, хранящимися в ОЗУ (генерируемыми повторно при холодной загрузке, а для ROMv4 и выше — при всех перезагрузках), и обеспечивая простую амплитудную и XOR -модуляцию на канал.

Программное обеспечение

Программы включены в микросхему ПЗУ и написаны на языках GCL (Gigatron Control Language), BASIC или vCPU.

Включены следующие программы:

Змейка , простая версия графической игры «Змейка »
Racer , игра в стиле Pole Position
Mandelbrot , генератор изображений множества Мандельброта
Pictures , просмотрщик предварительно загруженных изображений
Tetronis , клон Тетриса
Bricks , клон Breakout
TicTacToe — текстовая игра в крестики-нолики, написанная на BASIC.
BASIC , крошечный интерпретатор BASIC
WozMon , исполнение Woz Monitor
Загрузчик , функция загрузки программ vCPU или BASIC через порт джойстика
Титры , отображает титры в тексте, который меняет цвет

Интерпретатор Tiny BASIC позволяет пользователям создавать программы, изменять параметры системы, а также загружать и сохранять программы в энергонезависимой памяти встроенного контроллера клавиатуры.

Включенное программное обеспечение лицензировано в соответствии с лицензией BSD из 2 пунктов . ^[7]

Комплект для сборки

Микрокомпьютер продается в виде набора для сборки [8], в ^{который} входят:

Печатная плата .
Микросхемы ТТЛ серии 7400 .
Сменный чип EPROM и разъем (для обновления прошивки).
CMOS SRAM объемом 32 КБ (с возможностью модернизации до чипа объемом 64 КБ)
Игровой контроллер и порты VGA ( D-SUB ).
USB- порт и кабель для питания.
Игровой контроллер, похожий на NES .
Контроллер клавиатуры со встроенной энергонезависимой памятью .
Резисторы, конденсаторы и диоды .
Набор из 4 настраиваемых светодиодов .
Инструкция по применению.
Деревянная коробка для презентации и сборки.

В комплект не входит клавиатура и энергонезависимая память . Контроллер клавиатуры, подключаемый к порту игрового контроллера, поставляется с небольшой встроенной энергонезависимой памятью для хранения программ BASIC . Плата Arduino может быть запрограммирована для взаимодействия между компьютером и микрокомпьютером, как для программирования, так и для дополнительного хранения.

Доступность

Комплект можно было приобрести за €149.50. Обновления предоставлялись посредством нового чипа ROM, поставляемого как обновление, которое должно было быть изменено вручную. ^[9] Оригинальные комплекты больше не доступны из-за истощения запасов и смерти Марселя ван Кервинка. Однако голландская компания выпускает комплекты по цене €99.95.

Также в сети доступен эмулятор , способный загружать предварительно скомпилированные программы vCPU и Tiny BASIC. ^[10]

Ссылки

^ "Комплекты Gigatron отправляются! | Подробности | Hackaday.io". hackaday.io . Получено 15.04.2019 .
^ Барела, Энн (2018-12-05). "Гигатрон – микрокомпьютер TTL без микропроцессора #VintageComputing #8bit". Adafruit Industries - Создатели, хакеры, художники, дизайнеры и инженеры! . Получено 2019-04-15 .
^ "Data sheet – Gigatron" . Получено 2020-01-02 .
^ "FAQ – Gigatron" . Получено 2020-01-02 .
^ "Добавление поддержки 6502 | Подробности | Hackaday.io". hackaday.io . Получено 2020-01-03 .^{[ постоянная мертвая ссылка ‍ ]}
^ Автор (2019-07-03). "Эмуляция 6502 в ПЗУ". Hackaday . Получено 2020-01-02 .
^ Кервинк, Марсель ван (2019-04-14), GitHub - kervinck/gigatron-rom: Система, встроенные приложения и инструменты для Gigatron. , получено 2019-04-15
^ "Gigatron! TTL-компьютер как комплект | Подробности | Hackaday.io". hackaday.io . Получено 15.04.2019 .
^ "Gigatron TTL microcomputer". HomeComputerMuseum . Архивировано из оригинала 2020-01-02 . Получено 2020-01-02 .
^ "Эмулятор Gigatron". gigatron.io . Получено 2019-04-15 .

Внешние ссылки

Официальный сайт
Исходный код на GitHub
8-битный парень - Гигатронный TTL-компьютер без микропроцессора на YouTube
8-битный парень - компьютер Gigatron - обновление новых функций на YouTube
Дэйв Джонс - EEVblog #1080 на YouTube
Бен Хек - Гигатрон Часть 1: Сборка на YouTube
Hackaday - Как работает микрокомпьютер Gigatron TTL
Hackaday - Компьютер без процессора получает компилятор C
Hackaday - Эмуляция 6502 в ПЗУ

[1] "Комплекты Gigatron отправляются! | Подробности | Hackaday.io". hackaday.io . Получено 15.04.2019 .

[2] Барела, Энн (2018-12-05). "Гигатрон – микрокомпьютер TTL без микропроцессора #VintageComputing #8bit". Adafruit Industries - Создатели, хакеры, художники, дизайнеры и инженеры! . Получено 2019-04-15 .

[3] "Data sheet – Gigatron" . Получено 2020-01-02 .

[4] "FAQ – Gigatron" . Получено 2020-01-02 .

[5] "Добавление поддержки 6502 | Подробности | Hackaday.io". hackaday.io . Получено 2020-01-03 .^{[ постоянная мертвая ссылка ‍ ]}

[6] Автор (2019-07-03). "Эмуляция 6502 в ПЗУ". Hackaday . Получено 2020-01-02 .

[7] Кервинк, Марсель ван (2019-04-14), GitHub - kervinck/gigatron-rom: Система, встроенные приложения и инструменты для Gigatron. , получено 2019-04-15

[8] "Gigatron! TTL-компьютер как комплект | Подробности | Hackaday.io". hackaday.io . Получено 15.04.2019 .

[9] "Gigatron TTL microcomputer". HomeComputerMuseum . Архивировано из оригинала 2020-01-02 . Получено 2020-01-02 .

[10] "Эмулятор Gigatron". gigatron.io . Получено 2019-04-15 .