POKEY
From Atariki
| Wersja z dnia 15:19, 21 wrz 2005 KMK (Dyskusja | wkład) ← Previous diff |
Wersja z dnia 09:19, 4 gru 2005 KMK (Dyskusja | wkład) Next diff → |
||
| Linia 2: | Linia 2: | ||
| Służy do generowania dźwięku, kontroli interfejsu szeregowego ([[SIO]]), obsługi manipulatorów analogowych (''wiosełek'' - paddle) i klawiatury. Poza tym Pokey zawiera cztery układy zegarowe oraz generator liczb pseudolosowych i jest głównym - ale nie jedynym - źrodłem przerwań [[IRQ]]. | Służy do generowania dźwięku, kontroli interfejsu szeregowego ([[SIO]]), obsługi manipulatorów analogowych (''wiosełek'' - paddle) i klawiatury. Poza tym Pokey zawiera cztery układy zegarowe oraz generator liczb pseudolosowych i jest głównym - ale nie jedynym - źrodłem przerwań [[IRQ]]. | ||
| + | |||
| + | ==Transmisja szeregowa== | ||
| + | |||
| + | Protokół transmisji urządzeń podłączonych do szyny szeregowej ([[SIO]]) jest zdefiniowany następująco: | ||
| + | |||
| + | * 1 bit startu | ||
| + | * osiem bitów danych | ||
| + | * brak kontroli parzystości | ||
| + | * 1 bit stopu | ||
| + | * 19200 bitów na sekundę | ||
| + | |||
| + | Dane transmitowane są w kolejności od najmłodszego bitu. Szybkość transmisji 19200 bitów na sekundę nie dotyczy magnetofonu kasetowego, gdzie określona jest na 600 bitów na sekundę. | ||
| + | |||
| + | Przebieg komunikacji pomiędzy komputerem i urządzeniem jest następujący: | ||
| + | |||
| + | 1) komputer ustawia linię COMMAND [[gniazdo SIO|portu SIO]]; | ||
| + | |||
| + | 2) komputer formuje czterobajtowy blok komendy, tzw. Command Frame. Command Frame składa się kolejno z (bajt 1) dodanych do siebie wartości DDEVIC i DUNIT, odjąć 1; (bajt 2) wartości DCMND; (bajt 3) wartości DAUX1; (bajt 4) wartości DAUX2; | ||
| + | |||
| + | 3) komenda jest wysyłana do urządzenia razem z dołączoną na końcu sumą kontrolną; czas pomiędzy ustawieniem linii COMMAND a wysłaniem komendy musi być nie mniejszy niż 750 usec i nie większy niż 1600 usec. | ||
| + | |||
| + | 4) komputer kasuje linię COMMAND portu SIO (nie wcześniej niż po 650 usec i nie później niż 950 usec po wysłaniu komendy) i czeka na odpowiedź; | ||
| + | |||
| + | 5) urządzenie przyjmuje komendę; jeśli urządzenie stwierdziło w komendzie błąd sumy kontrolnej, nie reaguje; jeśli komenda jest nierozpoznana, albo nieprawidłowe są jej parametry (np. nie istnieje sektor o podanym numere), odpowiedzią jest $4E ("N", jak Negative Acknowledge) i na tym transmisja się kończy; jeśli komenda jest urządzeniu znana a parametry prawidłowe, odpowiedzią jest $41 ("A", jak Acknowledge). Odpowiedź urządzenia musi nastąpić w czasie od 0 do 16 msec. od skasowania linii COMMAND przez komputer; | ||
| + | |||
| + | 6) jeśli komenda jest wykonalna i jest to odczyt danych, urządzenie podejmuje próbę wykonania operacji; jeśli się to nie uda (np. nie można odczytać sektora z powodu uszkodzenia nośnika), wysyła kod $45 ("E", jak Error) i na tym transmisja się kończy; w przeciwnym wypadku przesyłany jest kod $43 ("C", jak Complete), a następnie blok danych zakończony sumą kontrolną i na tym transmisja się kończy; po przesłaniu potwierdzenia ("C") blok danych po musi nadejść nie wcześniej niż w ciągu 1000 usec. i nie później niż w ciągu 1800 usec.; | ||
| + | |||
| + | 7) jeśli to jest zapis danych, komputer przesyła blok danych plus sumę kontrolną do urządzenia. Po jego przyjęciu i stwierdzeniu poprawności urządzenie odpowiada kodem $41 ("A") i przystępuje do np. zapisania danych na nośnik. Po zapisie urządzenie informuje komputer kodem "C" lub "E" o znaczeniu jak powyżej, i na tym transmisja się kończy. Przesłanie danych po potwierdzeniu ("A") musi nastąpić nie wcześniej niż w ciągu 1000 usec. i nie później niż w ciągu 1800 usec. Przesłanie potwierdzenia końcowego ("C" lub "E") musi nastąpić w czasie od 850 usec. do 16 msec. po przesłaniu bloku danych. | ||
| + | |||
| + | Ogólnie potwierdzenie końcowe ("C" lub "E") musi nadejść z urządzenia nie wcześniej niż po 250 usec. i nie później niż po 255 sekundach - czyli po 4 minutach i 15 sekundach - od nadesłania potwierdzenia komendy ("A"). | ||
| + | |||
| + | Ogólnie schemat wymiany danych przy odczycie jest następujący: | ||
| + | |||
| + | * komputer --> komenda 4 B + CRC --> urządzenie | ||
| + | * komputer <-- potwierdzenie 'A' <-- urządzenie | ||
| + | * wykonanie | ||
| + | * komputer <-- potwierdzenie 'C' <-- urządzenie | ||
| + | * komputer <-- blok danych + CRC <-- urządzenie | ||
| + | * koniec. | ||
| + | |||
| + | Natomiast zapis wygląda tak: | ||
| + | |||
| + | * komputer --> komenda 4 B + CRC --> urządzenie | ||
| + | * komputer <-- potwierdzenie 'A' <-- urządzenie | ||
| + | * komputer --> blok danych + CRC --> urządzenie | ||
| + | * komputer <-- potwierdzenie 'A' <-- urządzenie | ||
| + | * wykonanie | ||
| + | * komputer <-- potwierdzenie 'C' <-- urządzenie | ||
| + | * koniec | ||
| + | |||
| + | W fazie oznaczonej jako ''wykonanie'' urządzenie dokonuje niezbędnych czynności (np. stacja dysków wyszukuje żądany sektor na dyskietce i odczytuje go, albo zapisuje), a komputer czeka. | ||
| + | |||
| + | Potwierdzenia przesyłane są bez sum kontrolnych (CRC). | ||
| + | |||
| + | ===Układ POKEY a transmisja szeregowa=== | ||
| + | |||
| + | Transmisja szeregowa jest wspomagana przez układ [[POKEY]]. Działa on jako UART, przejmując na siebie podział bajtów, wpisanych przez system do [[Rejestry POKEY-a#SEROUT|rejestrze wyjścia szeregowego (SEROUT)]], na pojedyncze bity i wyemitowanie ich na złącze szeregowe z zaprogramowaną częstotliwością, lub scalenie napływających z urządzenia bitów w bajt i przekazanie go w [[Rejestry POKEY-a#SERIN|rejestrze wejścia szeregowego (SERIN)]]. | ||
| + | |||
| + | Szybkość transmisji programowana jest przy użyciu połączonych w parę dzielników 3 i 4 (AUDF3 i AUDF4), do których doprowadza się sygnał o częstotliwości głównego zegara systemu, czyli 1773446,25 Hz w systemie PAL albo 1789772,5 Hz w systemie NTSC. Szybkość tę możemy obliczyć według następującego wzoru: | ||
| + | |||
| + | baud = (F/2)/(R+7) | ||
| + | |||
| + | gdzie F to wspomniana wyżej częstotliwość bazowa, a R - wartość wstawiana do rejestru układu [[POKEY]]. Żądaną wartość licznika dla znanej prędkości możemy obliczyć po przekształceniu tego wzoru: | ||
| + | |||
| + | R = ((F/2)/baud)-7 | ||
| + | |||
| + | Szukana wartość to R po zaokrągleniu do najbliższej całkowitej. | ||
| + | |||
| + | Normalnie ustawianą przez system operacyjny wartością R jest 40. Teoretycznie ma to odpowiadać szybkości 19200 bitów na sekundę, z podanego wzoru wynika jednak, że w rzeczywistości jest to 18866,45 bps w systemie PAL oraz 19040 bps w systemie NTSC. W praktyce szybkość transmisji nieprzyspieszanej może wahać się w zakresie od 17734,46 bps do 20152,8 bps (19200 bps +/- 5%; odpowiada to wartościom dzielnika [[POKEY]]-a z zakresu od 43 do 37, w systemie PAL). | ||
| + | |||
| + | Możliwości układu [[POKEY]] nie kończą się jednak na szybkości 20 kbps. Niektóre możliwe do wygenerowania szybkości transmisji przedstawia poniższa tabela: | ||
| + | |||
| + | <table border=1 cellpadding=5> | ||
| + | <tr><td><b>R</b></td><td><b>bps<br>(PAL / NTSC)</b></td><td><b>Uwagi</b></td></tr> | ||
| + | |||
| + | <tr><td>0</td><td>126674,7 / 127840,9</td><td>Szybkość trudna do praktycznego użycia ze względu na zakłócenia powodowane przez układ [[ANTIC]] przy generowaniu obrazu.</td></tr> | ||
| + | <tr><td>1</td><td>110840,4 / 111860,8</td><td>j/w. Jest to najbliższy (odchyłka <5%) odpowiednik "standardowej" szybkości 115,2 kbps (6x19200).</td></tr> | ||
| + | <tr><td>2</td><td>98524,8 / 99431,8</td><td>Maksymalna praktycznie użyteczna szybkość transmisji szeregowej ze stacją dysków</td></tr> | ||
| + | <tr><td>3</td><td>88672,3 / 89488,6</td><td> </td></tr> | ||
| + | <tr><td>4</td><td>80611,2 / 81353,3</td><td>Szybkość opcjonalna stacji [[XFD-602]]</td></tr> | ||
| + | <tr><td>5</td><td>73893,6 / 74573,8</td><td>Najbliższy (odchyłka <5%) odpowiednik "standardowej" szybkości 76800 bps (4x19200).</td></tr> | ||
| + | <tr><td>6</td><td>68209,5 / 68837,4</td><td>Szybkość stacji [[LDW Super 2000]], [[Top Drive 1050]], [[TOMS Turbo]], [[TOMS Multi]], [[TOMS 710]], [[TOMS 720]], [[XFD-601]]/602 itd., krótko mówiąc, najpopularniejsze "turbo" do szeregowej stacji dysków</td></tr> | ||
| + | <tr><td>7</td><td>63337,3 / 63920,4</td><td> </td></tr> | ||
| + | <tr><td>8</td><td>59114,9 / 59659</td><td>Najbliższy (odchyłka <5%) odpowiednik "standardowej" szybkości 57600 bps (3x19200). </td></tr> | ||
| + | <tr><td>9</td><td>55420,2 / 55930,4</td><td>Szybkość transmisji używana w rozszerzeniu [[Speedy 1050]]</td></tr> | ||
| + | <tr><td>10</td><td>52160,2 / 52640,4</td><td>52 kbps, szybkość stacji [[US Doubler]] i [[Happy Warp]]</td></tr> | ||
| + | <tr><td>11</td><td>49262,4 / 49715,9</td><td> </td></tr> | ||
| + | <tr><td>12</td><td>46669,6 / 47099,3</td><td> </td></tr> | ||
| + | <tr><td>13</td><td>44336,1 / 44744,3</td><td> </td></tr> | ||
| + | <tr><td>14</td><td>42224,9 / 42613,6</td><td> </td></tr> | ||
| + | <tr><td>15</td><td>40305,6 / 40676,6</td><td> </td></tr> | ||
| + | <tr><td>16</td><td>38553,2 / 38908</td><td>Maksymalna szybkość nie modyfikowanych stacji [[XF551|XF-551]] oraz [[CA2001|CA-2001]]. Najbliższy (odchyłka <5%) odpowiednik "standardowej" szybkości 38400 bps (2x19200).</td></tr> | ||
| + | </table> | ||
| + | |||
| + | Oczywiście wartość dzielnika częstotliwości może mieć i wyższe wartości, do 65535 włącznie (co daje 13,6 bps). | ||
| + | |||
| + | ===Magnetofon=== | ||
| + | |||
| + | Dla magnetofonu domyślną wartością rejestru jest 1484, co odpowiada szybkości 594,7 bps. Szybkość tę podczas transmisji komputer dostosowuje w pewnym zakresie do bieżących potrzeb wynikłych np. z nierównomiernego przesuwu taśmy bądź jej rozciągnięcia itd. | ||
| + | |||
| + | Do zapisu danych na magnetofon stosowany jest tryb dwutonowy (odczyt przebiega normalnie). | ||
| Patrz [[rejestry POKEY-a]]. | Patrz [[rejestry POKEY-a]]. | ||
| [[Kategoria:Atari 8-bit]] | [[Kategoria:Atari 8-bit]] | ||
Wersja z dnia 09:19, 4 gru 2005
POKEY (Pot-Keyboard Integrated Circuit) - układ LSI o oznaczeniu C012294.
Służy do generowania dźwięku, kontroli interfejsu szeregowego (SIO), obsługi manipulatorów analogowych (wiosełek - paddle) i klawiatury. Poza tym Pokey zawiera cztery układy zegarowe oraz generator liczb pseudolosowych i jest głównym - ale nie jedynym - źrodłem przerwań IRQ.
Transmisja szeregowa
Protokół transmisji urządzeń podłączonych do szyny szeregowej (SIO) jest zdefiniowany następująco:
- 1 bit startu
- osiem bitów danych
- brak kontroli parzystości
- 1 bit stopu
- 19200 bitów na sekundę
Dane transmitowane są w kolejności od najmłodszego bitu. Szybkość transmisji 19200 bitów na sekundę nie dotyczy magnetofonu kasetowego, gdzie określona jest na 600 bitów na sekundę.
Przebieg komunikacji pomiędzy komputerem i urządzeniem jest następujący:
1) komputer ustawia linię COMMAND portu SIO;
2) komputer formuje czterobajtowy blok komendy, tzw. Command Frame. Command Frame składa się kolejno z (bajt 1) dodanych do siebie wartości DDEVIC i DUNIT, odjąć 1; (bajt 2) wartości DCMND; (bajt 3) wartości DAUX1; (bajt 4) wartości DAUX2;
3) komenda jest wysyłana do urządzenia razem z dołączoną na końcu sumą kontrolną; czas pomiędzy ustawieniem linii COMMAND a wysłaniem komendy musi być nie mniejszy niż 750 usec i nie większy niż 1600 usec.
4) komputer kasuje linię COMMAND portu SIO (nie wcześniej niż po 650 usec i nie później niż 950 usec po wysłaniu komendy) i czeka na odpowiedź;
5) urządzenie przyjmuje komendę; jeśli urządzenie stwierdziło w komendzie błąd sumy kontrolnej, nie reaguje; jeśli komenda jest nierozpoznana, albo nieprawidłowe są jej parametry (np. nie istnieje sektor o podanym numere), odpowiedzią jest $4E ("N", jak Negative Acknowledge) i na tym transmisja się kończy; jeśli komenda jest urządzeniu znana a parametry prawidłowe, odpowiedzią jest $41 ("A", jak Acknowledge). Odpowiedź urządzenia musi nastąpić w czasie od 0 do 16 msec. od skasowania linii COMMAND przez komputer;
6) jeśli komenda jest wykonalna i jest to odczyt danych, urządzenie podejmuje próbę wykonania operacji; jeśli się to nie uda (np. nie można odczytać sektora z powodu uszkodzenia nośnika), wysyła kod $45 ("E", jak Error) i na tym transmisja się kończy; w przeciwnym wypadku przesyłany jest kod $43 ("C", jak Complete), a następnie blok danych zakończony sumą kontrolną i na tym transmisja się kończy; po przesłaniu potwierdzenia ("C") blok danych po musi nadejść nie wcześniej niż w ciągu 1000 usec. i nie później niż w ciągu 1800 usec.;
7) jeśli to jest zapis danych, komputer przesyła blok danych plus sumę kontrolną do urządzenia. Po jego przyjęciu i stwierdzeniu poprawności urządzenie odpowiada kodem $41 ("A") i przystępuje do np. zapisania danych na nośnik. Po zapisie urządzenie informuje komputer kodem "C" lub "E" o znaczeniu jak powyżej, i na tym transmisja się kończy. Przesłanie danych po potwierdzeniu ("A") musi nastąpić nie wcześniej niż w ciągu 1000 usec. i nie później niż w ciągu 1800 usec. Przesłanie potwierdzenia końcowego ("C" lub "E") musi nastąpić w czasie od 850 usec. do 16 msec. po przesłaniu bloku danych.
Ogólnie potwierdzenie końcowe ("C" lub "E") musi nadejść z urządzenia nie wcześniej niż po 250 usec. i nie później niż po 255 sekundach - czyli po 4 minutach i 15 sekundach - od nadesłania potwierdzenia komendy ("A").
Ogólnie schemat wymiany danych przy odczycie jest następujący:
- komputer --> komenda 4 B + CRC --> urządzenie
- komputer <-- potwierdzenie 'A' <-- urządzenie
- wykonanie
- komputer <-- potwierdzenie 'C' <-- urządzenie
- komputer <-- blok danych + CRC <-- urządzenie
- koniec.
Natomiast zapis wygląda tak:
- komputer --> komenda 4 B + CRC --> urządzenie
- komputer <-- potwierdzenie 'A' <-- urządzenie
- komputer --> blok danych + CRC --> urządzenie
- komputer <-- potwierdzenie 'A' <-- urządzenie
- wykonanie
- komputer <-- potwierdzenie 'C' <-- urządzenie
- koniec
W fazie oznaczonej jako wykonanie urządzenie dokonuje niezbędnych czynności (np. stacja dysków wyszukuje żądany sektor na dyskietce i odczytuje go, albo zapisuje), a komputer czeka.
Potwierdzenia przesyłane są bez sum kontrolnych (CRC).
Układ POKEY a transmisja szeregowa
Transmisja szeregowa jest wspomagana przez układ POKEY. Działa on jako UART, przejmując na siebie podział bajtów, wpisanych przez system do rejestrze wyjścia szeregowego (SEROUT), na pojedyncze bity i wyemitowanie ich na złącze szeregowe z zaprogramowaną częstotliwością, lub scalenie napływających z urządzenia bitów w bajt i przekazanie go w rejestrze wejścia szeregowego (SERIN).
Szybkość transmisji programowana jest przy użyciu połączonych w parę dzielników 3 i 4 (AUDF3 i AUDF4), do których doprowadza się sygnał o częstotliwości głównego zegara systemu, czyli 1773446,25 Hz w systemie PAL albo 1789772,5 Hz w systemie NTSC. Szybkość tę możemy obliczyć według następującego wzoru:
baud = (F/2)/(R+7)
gdzie F to wspomniana wyżej częstotliwość bazowa, a R - wartość wstawiana do rejestru układu POKEY. Żądaną wartość licznika dla znanej prędkości możemy obliczyć po przekształceniu tego wzoru:
R = ((F/2)/baud)-7
Szukana wartość to R po zaokrągleniu do najbliższej całkowitej.
Normalnie ustawianą przez system operacyjny wartością R jest 40. Teoretycznie ma to odpowiadać szybkości 19200 bitów na sekundę, z podanego wzoru wynika jednak, że w rzeczywistości jest to 18866,45 bps w systemie PAL oraz 19040 bps w systemie NTSC. W praktyce szybkość transmisji nieprzyspieszanej może wahać się w zakresie od 17734,46 bps do 20152,8 bps (19200 bps +/- 5%; odpowiada to wartościom dzielnika POKEY-a z zakresu od 43 do 37, w systemie PAL).
Możliwości układu POKEY nie kończą się jednak na szybkości 20 kbps. Niektóre możliwe do wygenerowania szybkości transmisji przedstawia poniższa tabela:
| R | bps (PAL / NTSC) | Uwagi |
| 0 | 126674,7 / 127840,9 | Szybkość trudna do praktycznego użycia ze względu na zakłócenia powodowane przez układ ANTIC przy generowaniu obrazu. |
| 1 | 110840,4 / 111860,8 | j/w. Jest to najbliższy (odchyłka <5%) odpowiednik "standardowej" szybkości 115,2 kbps (6x19200). |
| 2 | 98524,8 / 99431,8 | Maksymalna praktycznie użyteczna szybkość transmisji szeregowej ze stacją dysków |
| 3 | 88672,3 / 89488,6 | |
| 4 | 80611,2 / 81353,3 | Szybkość opcjonalna stacji XFD-602 |
| 5 | 73893,6 / 74573,8 | Najbliższy (odchyłka <5%) odpowiednik "standardowej" szybkości 76800 bps (4x19200). |
| 6 | 68209,5 / 68837,4 | Szybkość stacji LDW Super 2000, Top Drive 1050, TOMS Turbo, TOMS Multi, TOMS 710, TOMS 720, XFD-601/602 itd., krótko mówiąc, najpopularniejsze "turbo" do szeregowej stacji dysków |
| 7 | 63337,3 / 63920,4 | |
| 8 | 59114,9 / 59659 | Najbliższy (odchyłka <5%) odpowiednik "standardowej" szybkości 57600 bps (3x19200). |
| 9 | 55420,2 / 55930,4 | Szybkość transmisji używana w rozszerzeniu Speedy 1050 |
| 10 | 52160,2 / 52640,4 | 52 kbps, szybkość stacji US Doubler i Happy Warp |
| 11 | 49262,4 / 49715,9 | |
| 12 | 46669,6 / 47099,3 | |
| 13 | 44336,1 / 44744,3 | |
| 14 | 42224,9 / 42613,6 | |
| 15 | 40305,6 / 40676,6 | |
| 16 | 38553,2 / 38908 | Maksymalna szybkość nie modyfikowanych stacji XF-551 oraz CA-2001. Najbliższy (odchyłka <5%) odpowiednik "standardowej" szybkości 38400 bps (2x19200). |
Oczywiście wartość dzielnika częstotliwości może mieć i wyższe wartości, do 65535 włącznie (co daje 13,6 bps).
Magnetofon
Dla magnetofonu domyślną wartością rejestru jest 1484, co odpowiada szybkości 594,7 bps. Szybkość tę podczas transmisji komputer dostosowuje w pewnym zakresie do bieżących potrzeb wynikłych np. z nierównomiernego przesuwu taśmy bądź jej rozciągnięcia itd.
Do zapisu danych na magnetofon stosowany jest tryb dwutonowy (odczyt przebiega normalnie).
Patrz rejestry POKEY-a.
