Gigatron TTL (Gigatron TTL)

Gigatron TTL
Gigatron TTL
Тип	computer
Разработчик	Marcel van Kervinck and Walter Belgers
Дата выпуска	March, 2018
Процессор	Микросхемы серии 7400[вд]
Оперативная память	32 KB CMOS SRAM
Устройства хранения данных	Swappable 64 KB EPROM; Non-volatile memory built in the keyboard controller;
Дисплей	160x120 px @ 59.98 Hz VGA with 64 colours

Gigatron TTL — 8-битный компьютер в ретро-стиле, с центральным процессором, реализованым на микросхемах TTL средней степени интеграции. Компьютер имитирует аппаратное обеспечение ранних игровых автоматов. Создан для компьютерных энтузиастов, а также в учебных целях.^[2]

Архитектура

Процессор реализован на базе небольшого набора микросхем серии TTL 7400, работающих на базовой тактовой частоте 6,25 МГц, которые можно разогнать, установив более качественные микросхемы.^[3] Таким же образом можно увеличить и оперативную память.

Реализовано три режима ЦП:^[4]

8-битный собственный ассемблерный код, реализующий гарвардскую архитектуру . Этот режим предлагает 17 наборов команд и поддерживает до 256 команд: 8 операций АЛУ, 8 режимов адресации и 4 режима шины. Прошивка ПЗУ и интерпретатор vCPU написаны в собственном 8-битном ассемблерном коде.
16-битный интерпретатор vCPU, который реализует архитектуру фон Неймана и имеет набор из 34 команд. Загружает и запускает программы из оперативной памяти . Для vCPU написаны интегрированные программы.
Эмулятор MOS 6502 (экспериментальный), способный запускать машинный код MOS 6502.^[5]^[6]

Видео генерируется прошивкой ПЗУ (собственный ассемблерный код) и поддерживает разрешение 160x120 пикселей с 64 цветами, хранящимися в ОЗУ, начиная с адреса 0x0800 и заканчивая 0x7F9F в виде 120 сегментов по 160 байт несмежной ОЗУ. Пиксели хранятся как 1 байт на пиксель в формате XXBBGGRR (верхние 2 бита не используются и доступны программисту для собственных нужд). Видеодисплей содержит настраиваемое количество черных (пустых) строк развертки, чтобы сэкономить время виртуального ЦП для программ; эти пустые/черные строки развертки могут быть настроены пользователем, чтобы получить больше отображаемых растровых строк развертки или больше времени виртуального ЦП для пользовательских программ. Внеэкранная ОЗУ начинается с 0x08A0 и заканчивается 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 адресации видео. Системная оперативная память легко расширяется с 32 КБ по умолчанию до полного 16-битного адресуемого размера 64 КБ.

Звук также генерируется микропрограммой ПЗУ во время периодов горизонтального гашения, предоставляя четыре 6-битных канала (программное микширование и вывод в 4-битном PCM) с 4 выбираемыми и изменяемыми пользователем 64-байтовыми волновыми формами, хранящимися в ОЗУ (повторно генерируемыми) при холодной загрузке и для ROMv4 и выше при всех перезагрузках), а также обеспечивает простую амплитудную и XOR модуляцию для каждого канала.

Программное обеспечение

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

Включены следующие программы:

Snake, простая версия графической игры «Змейка»;
Racer, игра в стиле Pole Position;
Mandelbrot, генератор изображений множества Мандельброта;
Pictures, просмотр предварительно загруженных изображений;
Тетронис, клон тетриса;
Кирпичи, клон Breakout
TicTacToe, крестики-нолики в текстовом режиме, написанные на BASIC.
BASIC, крошечный интерпретатор BASIC
WozMon, исполнение Woz Monitor
Загрузчик, функция для загрузки программ vCPU или BASIC через порт джойстика.
Credits, показывает кредиты в тексте, который меняет цвет

Монтажный комплект

Микрокомпьютер продается в виде сборочного комплекта ^[7], в который входят:

Печатная плата;
Микросхемы ТТЛ серии 7400;
Сменная микросхема EPROM и разъем (для обновления прошивки);
Статическая оперативная память КМОП 32 КБ (с возможностью расширения до 64 КБ);
Игровой контроллер и порты VGA (D-SUB);
USB-порт и кабель питания.
Игровой контроллер, подобный Nintendo;
Контроллер клавиатуры со встроенной энергонезависимой памятью;
Резисторы, конденсаторы и диоды;
Набор из 4 настраиваемых светодиодов;
Брошюра с инструкцией;
Деревянный корпус.

В комплект не входит ни клавиатура, ни энергонезависимая память. Контроллер клавиатуры, подключаемый к порту игрового контроллера, поставляется с небольшой встроенной энергонезависимой памятью для хранения программ BASIC. Для взаимодействия с компьютером и в качестве дополнительного хранилища информации можно запрограммировать плату Arduino.

Доступность

Комплект был доступен по цене 149,50 евро. Обновления предоставляются через сменную микросхему ПЗУ.^[8] Оригинальные комплекты больше не доступны из-за истощения запасов и смерти Марселя ван Кервинка. Однако голландская компания производит комплекты по цене 99,95 евро.

В Интернете также доступен эмулятор, способный загружать предварительно скомпилированные программы vCPU и Tiny BASIC.^[9]

Примечания

↑ Gigatron kits are shipping! | Details | Hackaday.io (англ.). hackaday.io. Дата обращения: 15 апреля 2019. Архивировано 16 апреля 2019 года.
↑ Barela. The Gigatron – a TTL microcomputer without a microprocessor #VintageComputing #8bit (амер. англ.). Adafruit Industries - Makers, hackers, artists, designers and engineers! (5 декабря 2018). Дата обращения: 15 апреля 2019. Архивировано 15 апреля 2019 года.
↑ Data sheets – Gigatron (амер. англ.). Дата обращения: 2 января 2020. Архивировано 24 апреля 2020 года.
↑ FAQ – Gigatron (амер. англ.). Дата обращения: 2 января 2020. Архивировано 24 апреля 2020 года.
↑ Adding 6502 support | Details | Hackaday.io (англ.) (недоступная ссылка — история). hackaday.io. Дата обращения: 3 января 2020.
↑ By. Emulating A 6502 In ROM (амер. англ.). Hackaday (3 июля 2019). Дата обращения: 2 января 2020. Архивировано 2 декабря 2019 года.
↑ Gigatron! The TTL computer as a kit | Details | Hackaday.io (англ.). hackaday.io. Дата обращения: 15 апреля 2019. Архивировано 16 апреля 2019 года.
↑ Gigatron TTL microcomputer (амер. англ.). HomeComputerMuseum. Дата обращения: 2 января 2020. Архивировано 2 января 2020 года.
↑ Gigatron emulator (неопр.). gigatron.io. Дата обращения: 15 апреля 2019. Архивировано 15 апреля 2019 года.

Внешние ссылки

gigatron.io — официальный сайт Gigatron TTL
Source code at GitHub
The 8-Bit Guy - The Gigatron TTL Computer without a Microprocessor на YouTube
The 8-Bit Guy - The Gigatron Computer - New Features Update на YouTube
Dave Jones - EEVblog #1080 на YouTube
Ben Heck - Gigatron Part 1: Assembly на YouTube
Hackaday - How the Gigatron TTL Microcomputer Works
Hackaday - The No-CPU Computer Gets a C Compiler
Hackaday - Emulating a 6502 in ROM

[1] Gigatron kits are shipping! | Details | Hackaday.io (англ.). hackaday.io. Дата обращения: 15 апреля 2019. Архивировано 16 апреля 2019 года.

[2] Barela. The Gigatron – a TTL microcomputer without a microprocessor #VintageComputing #8bit (амер. англ.). Adafruit Industries - Makers, hackers, artists, designers and engineers! (5 декабря 2018). Дата обращения: 15 апреля 2019. Архивировано 15 апреля 2019 года.

[3] Data sheets – Gigatron (амер. англ.). Дата обращения: 2 января 2020. Архивировано 24 апреля 2020 года.

[4] FAQ – Gigatron (амер. англ.). Дата обращения: 2 января 2020. Архивировано 24 апреля 2020 года.

[5] Adding 6502 support | Details | Hackaday.io (англ.) (недоступная ссылка — история). hackaday.io. Дата обращения: 3 января 2020.

[6] By. Emulating A 6502 In ROM (амер. англ.). Hackaday (3 июля 2019). Дата обращения: 2 января 2020. Архивировано 2 декабря 2019 года.

[7] Gigatron! The TTL computer as a kit | Details | Hackaday.io (англ.). hackaday.io. Дата обращения: 15 апреля 2019. Архивировано 16 апреля 2019 года.

[8] Gigatron TTL microcomputer (амер. англ.). HomeComputerMuseum. Дата обращения: 2 января 2020. Архивировано 2 января 2020 года.

[9] Gigatron emulator (неопр.). gigatron.io. Дата обращения: 15 апреля 2019. Архивировано 15 апреля 2019 года.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]