Leningrad Computer Club

This is an old revision of the document!

Эмуляторы

Это программа - эмулятор школьного компьютера УКНЦ. Однако старая версия программы также содержала эмулятор графических контроллеров ДВК: КГД и КЦГД (в новой они не поддерживаются). Скачивайте старую версию из данной темы (снизу в первом сообщении).

Переключение видеосистем: F6, F7, F8

Схемы и документация

https://forum.maxiol.com/index.php?showtopic=4921&pid=51881

< TODO: Сделать обзор схемы. >

Программирование

< TODO > ESC, LOAD и прочее

Палитра

В КЦГД выбор цвета, отображаемого на экране, задается путем программирования регистров палитры. Палитра имеет вход 4 бита и в режиме “среднего” разрешения КЦГД может закодировать 16 различных цветов (2^4=16). В документации такой режим именуется именно “режим среднего разрешения” (400 точек по горизонтали), хотя никаких следов режима “низкого разрешения” нету. В режиме “высокого разрешения” (800 точек по горизонтали) палитра принимает только 4 цвета (или три цвета плюс черный).

Выход палитры имеет 6 бит, по 2 бита на каждый цветовой канал RGB, такой формат обозначают как 2:2:2. Это позволяет запрограммировать 64 (2^6=64) различных отображаемых цвета. Такие же параметры “16 из 64” имеет, например, видеокарта EGA, так что логика работы с палитрой у КЦГД и EGA похожи.

Каждый из каналов цвета R, G и B может иметь 4 уровня, но один из них - 00, отутствие сигнала (черный). Таким образом по каждому каналу есть возможность отобразить цвет с интенсивностью 0%, 33%, 66% и 100%.

В документации не определен формат “кодировки” цвета точки про чтении битов из видеопамяти. В режиме “среднего разрешения” 16-битное слово содержит информацию о 4 цветных точках (4*4=16). Это 4-битное значение каждой точки интерпретируется как “индекс” то есть номер регистра палитры. Один из возможных форматов упаковки - это использовать 3 бита для кодирования цвета точки RGB, а 4-й бит использовать как признак “яркости” Y.

Видео

Видеовыход КЦГД имеет свои особенности.

Видео-выход КЦГД - вариант RGB
Выходы цветов - аналоговые с согласованием под кабель 75ом. Это позволяет теоретически подключать их непосредственно ко входам цветов VGA или телевизионного SCART (если решить вопросы согласования уровней и синхронизации)
Синхронизация КЦГД осуществляется по зеленому каналу (схема Sync-on-Green, SoG или RGsB) путем подмешивания кадровой и строчной синхронизации в канал зеленого цвета. Отдельных выходов синхронизации КЦГД штатно не имеет.
Канал зеленого цвета G (с синхроимпульсами SoG) можно использовать как черно-белый композитный сигнал. Это используется для подключения ч/б мониторов Электроника МС 6105. Соответственно, видно только изображение по зеленому каналу и палитра настраивается соответственно.
Синхронизация КЦГД - 60Гц кадровая и ~15.7кГц строчная (примерно соответствует разверткам NTSC).
КЦГД поддержтвает формирование изображения в прогрессивном (progressive) и чересстрочном (interlaced) 60 полей/c, 30 кадров/c режиме.
Штатный цветной монитор для КЦГД - “Электроника МС 6106” на 60Гц (нынче довольно редкий)
Чаще всего поставлялись компьютеры ДВК-3 с ч/б монитором “Электроника МС 6105” на 60Гц.

Уровни сигналов

Обычно сигналы цветов RGB в стандартном SCART или VGA подаются с напряжением 0..0.7 вольт, то есть 0 вольт - это “темнота” (минимальная интенсивность цвета), а 0.7 - максимальная яркость (пик). Если используется композитный сигнал с синхронизацией, то пики импульсов синхронизации должны быть “ниже нуля” то есть -0.3 вольта.

В КЦГД используется крайне простой и грубый резистивный ЦАП. Для уменьшения помех от цифровых компонентов ЦАП запитан от отдельного стабилизированного источника +3В на основе D12 КР142ЕН1Г.

Как мы видим, это двухбитный ЦАП, который состоит из резисторов ( примерно 1:2:4) и трех элементов с открытым коллектором, которые коммутируют резисторы на землю. Эта схема должна давать 3 уровня цветового сигнала и “черный”. Однако это не совсем так. По схеме ЦАП видно, что минимальное напряжение на выходе ЦАП (когда все ключи открыты) составит около 1.3 вольта (получается на делителе из параллельно соединенных резисторах 110, 200 и 430 Ом на землю (~61 Ом), и 82 Ома на +3 вольта). Вдобавок, ключ на транзисторе ТТЛШ в открытом состоянии оставляет потенциал ~0.2 вольт. Так что минимальный уровень получается около ~1.4 вольта с учетом транзисторов ОК, а максимум (когда все ключи закрыты) - 3 вольта. Далее стоят эмиттерные повторители, которые выдают на 0.7 вольт (смещение Ube) меньше то есть диапазон выходного сигнала КЦГД составляет 0.7 - 2.3 вольта. Такая схема дает значительную постоянную составляющую вместо “уровня черного” и превышает напряжения, требуемые для VGA.

Для согласования параметров сигнала для монитора Электроника MC-6106 на заводе видоизменяли схему КЦГД, добавляя один резистор 56 Ом навесным монтажом. С учетом резистора 75 Ом внутри монитора такая схема понижает выходное напряжение до приемлемого уровня. Входной конденсатор видеомонитора удаляет постоянную составляющую.

Для формирования сигналов синхронизации SoG в “зеленом” канале используются три инвертора с открытым коллектором, соединенные параллельно, что позволяет получить уровень синхроимпульсов практически от 0 вольт. Такая схема имеется только в “зеленом” (G) канале, каналы R и B остаются “поднятыми” относительно земли на 0.7 вольта.

Синхронизация

Как уже было отмечено, КЦГД использует схему синхронизации Sync-on-Green (SoG) и не имеет отдельных выходов HSYNC/VSYNC.

Для выделения синхросигналов из SoG можно применять “синхросплиттер” на микросхеме LM1881. Это позволяет получить раздельные сигналы HSYNC (берут с вывода CSYNC) и VSYNC уровня TTL и подключать к КЦГД мониторы, которые допускают синхронизацию VSYNC/HSYNC 60Гц и 15.7кГц и аналоговые цвета 0..0.7V, например LCD мониторы Benq 702 или Benq 912 (и некоторые другие). Для подключения по SCART с синхросплиттера LM1881 берут композитную синхронизацию CSYNC, но понижают ее уровень до 0.7 вольт.

Как отмечалось ранее, из за особенностей схемотехники реализации SoG уровень черного на “зеленом” канале G “поднят”, что дает на некоторых мониторах бледно-зеленую паразитную засветку (например Samsung SyncMaster 720N или 920N, которые принимают такую синхронизацию, но “зеленят”). Монитор или схема согласования должны содержать схему “привязки черного” по каналу G, например по схеме dynamic clamping (продолжаются исследования). Мониторы Benq успешно делают “привязку черного” сами.

Можно также использовать телевизоры со SCART-разъемом, если принудительно переключить телевизор на вход RGB пультом или подачей сигналов управления со SCART (выводы 16 и 8). Параметры синхронизации почти соответствуют NTSC (RS-170) и любой телевизор синхронизируется хорошо. Как правило, телевизоры содержат схему привязки черного. К сожалению, у них есть другая проблема: overscan. Из за особенностей телевещания, края изображения, которые не содержат полезной информации, отрезаются. Из за этого на телевизоре не видны левый и правый край изображения КЦГД. Особенно страдают этим маленькие CRT телевизоры 14-15 дюймов у которых схема регулировки по горизонтали вообще отсутствует (нет регулировки east-west, просто не запаяны детали) хотя в инженерном меню могут сохраниться такие пункты. У более крупных телевизоров обычно есть регулировка изображения по горизонтали H-SIZE или H-WIDTH из инженерного меню, но добиться видимости краев удается не всегда. Иногда (редко) у телевизоров есть режим GAME для подключения приставок и края изображения становятся видимыми. Также существуют способы доработать строчную развертку маленьких телевизоров, но здесь они не рассматриваются.