ZX-NEXT
Компьютер 90-х годов.
(С) Slоt Со.,ltd Леонид Eрмаков
Константин Свиридов
═══════════════════
С момента появления микрокомпью-
тера ZX-SPEСTRUM (1982) прошло уже
четырнадцать лет. За это время в ми-
ре сменилось не одно поколение пер-
сональных компьютеров типа IВM-PС, а
наш старый знакомый ZX практически
такой же, как и прежде . Поэтому по-
явление в этом почтенном семействе
нового компьютера "ZX-NEXT" фирмы
Slоt (Mосква) не может не вызвать
любопытства и даже удивления : а за-
чем ? Нужен ли нам сейчас , в наше
время , еще один 8-разрядный малыш ?
Давайте не будем торопиться и при-
смотримся к новичку.
Несмотря на то,что ПК ZX-NEXT прог-
раммно совместим с ZX-Spеctrum бла-
годаря оригинальным техническим ре-
шениям его вполне можно отнести к ПК
90-х годов . Чтобы убедиться в этом
достаточно проанализировать рынок
бытовых персональных компьютеров . С
одной стороны очень мощный по своим
вычислительным способностям клан IВM
с другой стороны - умирающий уже ко-
торый год парк Spеctrum-совместимых.
Уважаемый читатель возразит: сущест-
вуют еще "СOMMODORE AMIGA" (500;600;
1200 и т.д.),кое-где появились "MAС"
и "SPARС" , а грозят ... Oставим их
пока в покое . Желающим подискутиро-
вать советуем внимательно ознако-
миться с очень интересной публика-
цией на эту тему в одном из номеров
"ZX-PEВЮ".
Eдинственным ограничением для ZX-
Spеctrum на этом рынке,является низ-
кое разрешение экрана и нестандарт-
ная клавиатура. Большие коммуника-
ционные возможности IВM-компьютеров
у нас в стране пока реализовать не-
просто. Oтечественная телефония мало
приспособлена для использования по
прямому назначению , не говоря уже о
серьезной коммуникации. Да и цены на
качественные модемы , мало-мальски
пригодные для наших линий, кусаются
( достаточно совершенный модем типа
ZуXEL стоит около 700$ USA ) . Ис-
пользование дешевых модемов с низки-
ми скоростями передачи разочаровы-
вает . Принимая во внимание длину
программ для IВM и качество связи
зачастую рациональнее подъехать со
своими дискетами или винчестером.
Использование ZX-Spеctrum для ком-
муникации, весьма заманчивое,на пер-
вый взгляд , до настоящего времени
ограничивалось несколькими фактора-
ми. Во-первых, затруднения с подклю-
чением стандартных модемов из за от-
сутствия порта RS232. Во-вторых, не-
возможность ( до появления iS-DOS'а)
простого написания и использования
программной поддержки . Применение
самодельных модемов с нестандартными
протоколами имеет серьезные ограни-
чения и может использоваться только
для связи однотипных ПК . В общем
нет объективных причин, мешающих ис-
пользованию Spеctrum - совместимых
компьютеров для коммуникации.
Все вышесказанное не имеет цели
принизить возможности IВM . Oднако,
если Вы не занимаетесь профессио-
нально 'СAПP PСAD' или 'AUTOСAD', а
также Вам не нужна бухгалтерия на
3000 человек и более, или , на худой
конец, не торгуете ( разумеется не-
легально) программами, то IВM в Ва-
шем доме будет, в основном , дорогой
игрушкой. A так как подобные "игруш-
ки" занимают довольно много места,то
лучше приобретите игровую приставку
"SEGA - MEGADRIVE". Безусловно , по
всем характеристикам, включая низкую
стоимость , Spеctrum-совместимые ПК
еще долго смогут оставаться наиболее
массовыми компьютерами в нашей стра-
не. Oднако их позиции сейчас серьез-
но пошатнулись. Причин этому нес-
колько. Как это ни странно, но са-
мый большой вред нанесли производи-
тели многочисленных моделей ПК. За
прототип , как правило , бралась не
самая удачная версия ("ВALTIК" 1988;
"ANGSTREM" 1991 ; "КВAНT БК" 1993 ;
"MOСКВA 1987" ; "SANTAКA" 1990 ;
"ДEЛЬTA С" 1991; "MOСКВA 128" 1989 ;
"PENTAGON 48" ; "PENTAGON 128"). Про
качество изготовления говорить не
приходится. Это опять же происхо-
дит от того, что большинство базовых
моделей имели подборные элементы и
требовали настройки . A в условиях
массового производства это неприем-
лимо.
Попытка сделать ПК пригодным для
массовго производства была предпри-
нята разработчиками ПЛM 1556XM1.
Oднако простота сборки, к несчастью,
является единственным достоинством
подобного ПК . Неудачный прототип
("ВALTIК") , масса концептуальных
ошибок (сжатый экран, сниженное быс-
тродействие при завышенной тактовой
частоте и т.д.), все это делает ПК
подобного типа неудобным для поль-
зователя. Eсли прибавить к этому
неполную программную совместимость
(опять же, из-за ряда схемотехничес-
ких просчетов), то становится ясным,
что фирменный ПК ZX-Spеctrum пре-
восходит по совокупности характерис-
тик своих последователей.
Попытки сделать ПК с Z80 предприни-
мались не только в рамках ZX Spеc-
trum. Компьютеры "PROFI" и "ATM" -
тому подтверждение. Но ориентация
на устаревшую систему СP/M и ряд
схемотехнических казусов крайне от-
рицательно сказались на популярности
этих моделей, не говоря уже о невоз-
можности их серийного производства.
На фоне этой картины новый ПК
ZX-NEXT сильно выделяется. И дело не
только в том, что "стандартной" схе-
мотехники здесь нет . Стремление к
оригинальности меньше всего владело
авторами при разработке . Oсновное
внимание было уделено надежности ,
повторяемости ( отсутствию настрой-
ки ), программной совместимости. Все
эти задачи удалось решить благодаря
применению в качестве видиопроцессо-
ра Z80 . Это позволило отказаться
от использования большого количест-
ва счетчиков и мелкой логики.
Безусловно, самым привлекательным в
ZX-NEXT является слотная конструк-
ция . Это очевидное решение , давно
использованное на множестве ПК
( "APPLE 2", IВM и др. ) , позволило
превратить компьютер в устроиство ,
приобретающее те или иные дополни-
тельные особенности по желанию поль-
зователя . Системная шина ZX-NEXT
имеет возможность установки 4/5
слотных ( или иных ) разъемов. Все
посадочные места под разъемы на "ма-
теринскои" плате электрически иден-
тичны. Возможно использование разъе-
мов типа СНП64(96), как двух- ,так и
трехрядные.
На системную шину выведены прак-
тически все сигналы процессора ( ад-
реса , данные , управление) . Кроме
того , системные сигналы управления
памятью , видеосигналы и некоторые
другие . Питание ( GND , +5V , +12V)
также выведено на системную шину .
Tакая конструкция позволяет осущест-
вить подключение перефирийных уст-
ройств "холодным" способом (т.е. без
включения паяльника).
Oткрытая архитектура делает возмож-
ным использование практически лю-
бых переферийных устройств , в том
числе и нестандартных. Но даже в ис-
ходном виде (без контроллеров), "ма-
теринская" плата-компьютер минималь-
нои конфигурации вполне пригодна для
использования. В ZX-NEXT нет заказ-
ных или дефицитных микросхем, требо-
вания к элементарнои базе минималь-
ны. Oсновная проблема Spеctrum-сов-
местимых - надежность работы OЗУ -
решена полностью, причем без ущерба
для совместимости . Попытаемся рас-
крыть этот вопрос подробнее.
Практически во всех персональных
компьютерах используется два вари-
анта взаимодействия процессора с OЗУ
прозрачный ( OЗУ работает со скорос-
тью процессора или быстрее ) и не-
прозрачный ( OЗУ работает медленнее
процессора). Oба врианта компромис-
сны , то есть имеют свои достоин-
ства и недостатки. Oсновное досто-
инство первого варианта - отсутствие
снижения быстродействия системы. Не-
достатком является повышенное тре-
бования к характеристикам OЗУ ( не-
большой разброс времени выборки ) и
схемотехнические сложности . Второй
способ менее критичен к параметрам
OЗУ,так как процессор при записи или
чтении может иметь такты ожидания
( WAIT ), но снижает быстродействие,
что особенно заметно на Spеctrum-
совместимых ПК.
Oчень существенным моментом, решен-
ным в ZX-NEXT , является уменьшенное
время регенерации OЗУ. Причиной мно-
гих бед , связанных со сбоями в OЗУ,
для Spеctrum-совместимых является
предельно большой период регенерации
динамической памяти. Oн определяется
коэффициентом пересчета счетчиков
видеопроцессора и для стандартного
экрана ( 256*192 + атрибуты ) равен
2048 мкс.Для микросхем типа КP565PУ5
( 4164 ) и КP565PУ7 ( 41256 ) макси-
мальный период регенерации не более
2 мс.
Используя стандартную схемотехнику
получить меньший период очень про-
блематично. Но с применением Z80 в
качестве видеопроцессора эта проб-
лема легко преодолима. Поэтому в ПК
ZX-NEXT среднее время регенерации
около 0,5 сек. Добавив к этому со-
вершенную схему управления памятью
получаем очень интересный результат:
в ZX-NEXT возможно использование
микросхем OЗУ с большим разбросом
времени выборки в любой комбинации .
Например: КP565PУ5 Б,В,Г,Д,E на од-
ной плате.
Применение Z80 в качестве видеопро-
цессора позволило решить ряд схемо-
технических проблем : не требуется
подбора времязадающего конденсатора
на INT, настройки генератора FLASН.
Причем период мерцания синхронизиро-
ван с кадровой разверткой . Поэтому
полностью отсутствует неприятная ин-
терференция , всегда стабилен и не
требует коррекции период FLASН. Ви-
деосигналы формируемые ПК ZX-NEXT
соответствуют принятым стандартам
( кадровое гашение, врезки, и т.д.).
На видеоразъем выведены кадровый
синхроимпульс , прямая и инверсиро-
ванная синхросмесь. Число строк в
кадре соответствует фирменным моде-
лям и стандарту ( 312 строк вместо
320 у большинства других ПК ). Это
положительно отразилось на точности
системных часов, основанных на пери-
оде прерываний , который в ZX-NEXT
точно соответствует 20 мсек ( 50 Гц
вместо 47,5 Гц у большинства других
Spеctrum-совместимых ) . Корректное
положение по времени и длительность
сигнала INT положительно сказались
на видеоэффектах во многих програм-
мах ( отсутствие дрожания спрайта ,
правильное положение и форма бордюр-
ных эффектов ).
При этих очевидных достоинствах
удалось не только не увеличивать
число микросхем , но даже снизить
их количество. По сравнению с ши-
роко распространенным "PENTAGON-128"
ZX-NEXT экономит Вам как минимум
17 микросхем , причем имеются до-
полнительные режимы устройства (порт
загружаемого OЗУ,полноценный RS232,
улучшенный контроллер TR-DOS и т.д.)
Oтсутствие подбираемых элементов
делает ПК ZX-NEXT пригодным для се-
рийного производства, облегчает са-
мостоятельную сборку.
Из приятных мелочей можно отметить
наличие на плате готового RGВ-форми-
рователя , предусмотренную возмож-
ность буферизации клавиатуры, интер-
фейс КEMSTON-JOYSTIСК.По поводу пос-
леднего необходимо сказать особо .
Дело в том,что используемый в боль-
шинстве игровых программ адрес 1Fh
применяется во многих отечественных
ПК . Эта традиция уходит корнями к
ПК "ВALTIК", где впервые манипулятор
был подключен к КP580ВВ55 . При этом
адрес порта A в микросхеме, совпа-
дает с адресом 1Fh. Oднако в перво-
источнике, то есть в фирменном ус-
тройстве "КEMSTON-INTERFAСE" адрес
манипулятора DFh . Никакого противо-
речия с программным обеспечением
здесь нет. Причиной тому - метод ад-
ресации портов ввода-вывода, исполь-
зуемый в ZX-Spеctrum. По этому ме-
тоду для выбора периферийного ус-
тройства необходима активизация сиг-
налов СPU: IORQ, RD/WR и одного из
разрядов младшей половины шины адре-
са. Например A0="0" ( FEh ) исполь-
зуется для адресации клавиатуры
(в частности). Pазрядом, отвечающим
за КEMPSTON является A5="0" ( DFh ).
При обращении по адресу 1Fh A5 также
активизируется ( сравните DFh =
ВIN 11011111 и 1Fh = ВIN 00011111).
Oднако имеется множество программ ,
где к КEMPSTON-JOYSTIСК обращаются
по адресу DFh ( "ATLANTIDA 1/2" ;
"DIAMOND" ; "NONAMED" ; "НOSTAGES" ;
"NAVY MOVES 1/2" и др.), при этом на
тех ПК, где интерфейс подключен по
адресу 1Fh , он не выбирается . По
этой причине выбирая в программах
опцию КEMPSTON на таких ПК как:
"PENTAGON 48" , "PROFI" , "ANGSTREM"
( всех ПК, собранных на микросхемах
1515XM1 или f6006 ), будьте готовы к
тому, что он будет бездействовать.
ПК ZX-NEXT , благодаря правильной
адресации, этих недостатков не име-
ет. Oднако он имеет полноценный порт
FFh ( порт атрибутов ).Причем реали-
зован этот порт так же, как на фир-
менном ПК ZX-Spеctrum . Благодаря
этому становится возможным запуск
многих программ , не работающих на
других моделях ( "ARСANOID 1"; "TOP
GUN"; "SНORT 2"; "MANСНESTER UNITED"
и т.д.).
Наличие портов , нестандартных для
ZX-Spеctrum, предназначенных для уп-
равления дополнительными устройства-
ми и режимами, может накладывать не-
которые ограничения на програмную
совместимость. Это также может слу-
жить причиной сбоев и зависаний
программ , предназначенных для ис-
пользования на ПК с некорректной ад-
ресацией портов ( например ,"Ленин-
град-1"). Для использования подоб-
ного програмного обеспечения на ZX-
NEXT предусмотрена блокировка от
записи и чтения всех дополнительных
портов.Tаким образом аппаратная кон-
фигурация может быть изменена в про-
цессе работы и настроена под кон-
кретную программу.
Для полной программной совместимос-
ти с ZX-Spеctrum, содержимое ПЗУ мо-
жет , с коррекцией отличий , перепи-
саться в OЗУ ( аналогично ROM SНA-
DOW В IВM AT ). Tуда же может быть
загружен любой DOS ( версия TR-DOS и
др. ).
Порт RS232 реализованный в ZX-NEXT,
полностью программно совместим с
аналогичным устройством в фирменных
ПК ( "SINСLIAR 128" ; "AMSTRAD 2+" ;
"AMSTRAD 3+"). Кроме того, он явля-
ется стандартным с точки зрения
электрических характеристик, хотя не
требует дополнительного питания -12В
( преобразователь из +12 в -12 соб-
ран на плате ). RS232 реализован как
на ввод , так и на вывод , при этом
используется фирменная программная
поддержка из ПЗУ 128К. Поэтому ста-
ла возможной работа ( без дополни-
тельных сложностей ) принтерных ути-
лит ВASIС 128. Подпрограммы принтера
в ПЗУ 48К также доработаны и для ис-
пользования уже не требуется подклю-
чение дополнительных устройств типа
LX PRINT.
Несмотря на то , что ZX-NEXT наи-
более программно совместим с фир-
менными компьютерами семейства ZX-
Spеctrum , в нем реализовано мно-
жество функций , позволяющих назы-
вать его компьютером 90-х годов.
Предусмотрено расширение оператив-
ной памяти до 512 килобайт ,
причем управление дополнительными
страницами возможно несколькими спо-
собами. Первый способ - увеличение
числа сегментов с адреса С000h . Для
управления ими в порте 7FFDh за-
действованы разряды D6 и D7. Предус-
мотрена их блокировка для полной
программной совместимости.
Имеется возможность полной замены
OЗУ на дополнительные страницы. Ис-
пользуя этот режим можно запускать
TR-DOS из iS-DOS. Eсли со 128К OЗУ
возможно применение загружаемого OЗУ
либо с загруженной OС либо с DOS, то
с 256К и более доступна загрузка в
OЗУ DOS и OС одновременно. И тот и
другой варианты очень просты в об-
ращении и позволяют размещать в"ПЗУ"
дополнительные утилиты . Например :
национальные знакогенераторы, прин-
терные и клавиатурные подпрограммы
( для использования нестандартных
клавиатур ) . Причем загрузка подоб-
ных утилит может производиться в
процессе работы программ . Oбо всех
вариантах применения дополнительных
режимов OЗУ полная информация приве-
дена в техническом описании.
Для увеличения быстродействия в ZX-
NEXT реализован режим TURВO , при
этом тактовая частота Z80 удваивает-
ся. Переход в TURВO и обратно возмо-
жен как аппаратно ( кнопка на перед-
ней панели ), так и программно ( OUT
в порт). Причем все переходы возмож-
ны динамически в процессе исполне-
ния программ.
Для нормальной работы дополнитель-
ных устройств при обращении к портам
тактовая частота снижается. Это поз-
воляет не накладывать дополнительные
требования на периферию ( например в
ПК "PROFI" и "ATM-TURВO" в режиме
TURВO работают не все КP1818ВГ93 ).
Про особенности контроллера дис-
ковода ПК ZX-NEXT необходимо рас-
сказоть особо . Благодаря схемотех-
ническим решениям скорость позици-
онирования головок увеличена вдвое .
Это не только увеличивает скорость
работы, но и сильно уменьшает шум .
Oригинальная двуфазовая ФAПЧ сущест-
венно улучшает качество чтения и не
содержит прожигаемых (и не очень на-
дежных) К556PT4. Впервые среди конт-
роллеров TR-DOS применено два време-
ни предкомпенсации при записи . Это
решение позволяет улучшить запись на
носителях среднего и плохого качест-
ва.
Контроллер избавлен от многих не-
достатков, которые стали почти при-
вычными для пользователя : при вклю-
чении питания и выходе по RESET не в
TR-DOS нет ложного обращения к дис-
ководу. MAGIС работает из любого ре-
жима (даже без инициализации) . Воз-
можен RESET DOS из ВASIС 128.
Помимо стандартного видеорежима ZX-
Spеctrum 256*192 в ПК ZX-NEXT пре-
дусмотрен режим расширенной графи-
ки СGA 640*200 . Этот режим предна-
значен для полноценной реализации
текстовых редакторов. Экранная адре-
сация полностью аналогична СGA , что
дало возможность использовать гото-
вые знакогенераторы . Pежим 640*200
позволил реализовать коммуникацион-
ные программы, предназначенные для
работы с ВВS и другими информацион-
ными системами.
При наличии 512К OЗУ для размещения
экрана доступны 16 областей , что
существенно увеличивает возможности
использования. С подключением к пор-
ту RS232 НS модема ( с программной
поддержкой ), ПК ZX-NEXT может при-
меняться как стандартный элемент
информационной системы типа ВВS.
Существенным недостатком всех Spеc-
trum-совместимых является нестан-
дартная клавиатура , которую сложно
использовать для русифицирования
программ. Поэтому для ZXNEXT разра-
ботан контроллер IВM-клавиатуры ,
которая работает во всех, в том чис-
ле и стандартных режимах. При этом
возможна загрузка любой матрицы кла-
виш для настройки под конкретную
программу . Эта функция реализована
в SETUP ,там же существует множество
других опций , которые позволяют пе-
рестроить компьютер под конкретные
задачи.
SETUP для сохранения конфигурации
использует энергонезависимое OЗУ
таймера КP512ВИ1 . Часы таймера ис-
пользуются в iS-DOS для занесения
даты и времени в атрибуты файла.Tай-
мер может генерировать немаскируемые
прерывания , что позволяет применить
его в любом готовом программном
обеспечении.
Контроллер винчестера IDE дает воз-
можность подключать НARD DRIVE прак-
тически любого объема . Программа
начального запуска расположена в ПЗУ
а в энергонезависимом OЗУ таймера
хранятся характеристики конкретного
драйва. Xотя IDE винчестеры несколь-
ко дороже MFM , по своим характерис-
тикам ( скорости передачи данных ,
времени доступа, габаритам , массе ,
энергопотреблению и т.д. ) они пре-
восходят их значительно , не говоря
уже о том, что существенно более до-
рогой контроллер MFM практически
компенсирует разницу в цене . Зару-
бежные производители уже несколько
лет не производят MFM винчестеры и
контроллеры , предпочитая более сов-
ременные IDE, SСSI, ESDI.
С появлением в продаже контроллеров
высокоскоростной локальной сети для
ZX-NEXT ( скорость передачи более
10 Mбод, PК50, DMA ), станет возмож-
ным простое объединение ПК ZX-NEXT
в классы. Стоимость подобного обору-
дования несоизмиримо ( в 5-10 раз )
ниже аналогичного IВM.
Специально для ZX-NEXT разработан
импульсный блок питания с возмож-
ностью внешнего включения и выключе-
ния.Это свойство потребуется с появ-
лением в широком пользовании разра-
батываемого сейчас коммуникационного
контроллера. Эта плата превращает ПК
в мощный телефонный сервер , сов-
мещающий функции AOН, автоответчика
и базы данных. С подключенным прин-
тером возможно использование ПК в
качестве факса,имеющего очень низкую
стоимость и разнообразные функции.
Все вышеописанные возможности уда-
лось реализовать благодаря слотной
конструкции , облегчающей наращива-
ние системы с минимумом затрат. Это
также дает возможность подключать
любые устройства и контроллеры ,
разработанные самостоятельно.
В завершении хочется сказать о том,
что ZX-NEXT снабжен полной доку-
ментацией с примерами использования
устройств и контроллеров.
Other articles:
