WARP SBC6502 - "Laik žasne, odborník je v prdeli."
Nemôžem si pomôcť ale uvedený citát mi pripadá ako výstižné pomenovanie dosiahnutého pretaktovania SBC6502 na hodnotu = 4MHz. Beží to - a beží to stabilne - teraz už tretí deň bez prestávky. Celkom "neočakávane" po tom predchádzajúcom pretaktovaní u mňa začalo platiť celkom známe a používané porekadlo "s jedlom rastie chuť". A naozaj, mal som to šťastie že mi to jedlo naozaj nič nepokazilo - aj keď prvotné skúsenosti pri stavbe SBC6502 boli práve opačné - o to viac si to teraz cením a viem vychutnať.
Na doske pomocnej doštičke oscilátorov pribudol čip 74LS04, ktorý robí oscilátor kde
je možné založiť vlastné x-taly na potrebnú zmenu rýchlosti hodín celého SBC6502.
Kurňa, asi som SBC6502 na tej univerzálke postavil naozaj hóoodne slušne ! Teraz na oscilátorovej doske pribudol ďalší (tretí) oscilátor na ktorom je možné meniť x-taly a teda používať rozdielne rýchlosti clocku pre procesor. Možno to vyzerá zložito, len si treba uvedomiť že na činnosť na vyšších hodnotách ako 1.8432MHz potrebujeme reálne už iba druhý oscilátor. Proste na testovacej doštičke som chcel vyskúšať všetko čo mám k dispozícii a čo sa dá použiť ako oscilátor (preto je to v tomto okamžiku svojím spôsobom už zbytočne zložité, ale zase viem do procesoru posielať 3 rozličné nastavenia taktu hodín). V kútiku duše som tajne dúfal ešte pred pár dňami že mi to podarí rozbehať na hodnotu hodín =2.4576MHz a keď to fungovalo bol som s tým v deň testovania naozaj veľmi spokojný, považoval som to za úspech. (A hlavne som túto hodnotu považoval za konečnú, myslel som si že zo zapojením SBC6502 na univerzálke doske z toho viac nedostanem, ale ako sa ukázalo, mýlil som sa, ide to vyššie.)
Prešlo len pár dní kedy som zrealizoval overclocking z 1.8432MHz na 2.4576MHz a ...
a vtedy mi už červík pochybností začal vŕtať v hlave, vyspal som sa a po prebudení na druhý deň som si povedal - a čo keď SBC6502 dokáže bežať ešte o niečo rýchlejšie ? (Veď to mám postavené na univerzálke, pôjde to pretaktovať ešte vyššie ? ...) Začal som premýšľať ako na to aby som vyšróboval výkon ešte o niečo nahor (moja predstava bola že budem vysmiaty ako lečo ak to dotiahnem ešte na nejakú drobnú hodnotu smerom nahor, nasledovná méta bola =3.00MHz, tu som už váhal či to bude nakoniec bežať) a preto som postavil ďalší oscilátor kde sa dajú meniť x-taly. Ha, doma bol k dispozícii ďalší v poradí x-tal =3.072MHz - a fičalo to !, po predýchaní (cca 5 minút) som namlsaný skúsil nasadiť x-tal = 3.2768MHz, ten mi tak isto bežal okamžite a to už bolo naozaj hodne ďaleko za mojou predpokladanou métou, naozaj veľmi príjemné a slušné prekvápko ! Tu som už neváhal, okamžite nasledoval ďalší x-tal v poradí ktorá mám a to =3.6864MHz, na moje prekvapenie SBC6502 tak isto okamžite naskočil a to bez najmenších problémov ! - to som fakt už poklesol v kolenách. Pustil som testy na pár hodín - no problem. Medzitým som doma hľadal a našiel (vedel som že ho mám) x-tal =4.00 MHz - jednoducho mi to už nedalo, skúsil som ho s vedomím že ak to nepôjde tak sa nič nestane (pôjdem potom len o jednu hodnotu nadol s použitým x-talom nižšie a basta) - a SBC6502 takisto okamžite naskočil a fičal bez najmenších problémov ! Tak toto ma naozaj dostalo. A má to teraz za sebou test v kuse už asi 72 hodín a je to naprosto v pohodičke aj po tejto dobe a to v nepretržitej prevádzke. Atari používa označenie warpového pohonu (Happy Warp) pre jednotku Atari 1050 a to je necelý 3-násobok pôvodnej rýchlosti. Tu to dosahuje už 4-násobok a teda označenie WARP SBC6502 je tu plne na mieste.
Na vlastnom motherboarde SBC6502 som pre dosiahnutie zvýšeného taktu hodín nerobil ani pre jeden tu popísaný overclocking žiadne úpravy - tie sú prevádzané vždy výhradne iba na doske oscilátorov.
Tak sa na to pozrime, pribudol ešte jeden obvod 74LS04 kde jeho 1/2 (teda 3 hradlá) slúži ako oscilátor kde sa dajú vymieňať x-taly, ostatné veci zostali, teda teraz sú k dispozícii stále kmitočty 1.8432MHz - ten ide trvale do čipu 68B50 (tiež sa dá bežať na týchto hodinách aj na procesore) potom máme k dispozícii 2.4576MHz a napokon 4.00MHz.
Je zaujímavé skonštatovanie že obvod 68B50 s taktom 4.00MHz na zbernici nemá najmenší problém, pritom oficiálne je tento čip určený do zariadení s max. taktom = 2MHz. Pokiaľ viem v pohode beží v počítačoch kde je na adresnej a datovej zbernici takt viac ako 7.3MHz (Atari ST), nakoniec aj jeho 1MHz verzia s označením čipu 6850 v pohode frčí na 2MHz - to mám overené na SBC6502 osobne.
Pretože doska je taká aká je (teda myslím tým tú na ktorej sú oscilátory) tak rozmiestnenie súčiastok na nej nie je celkom ideálne (napokon je to testovacia doska, nie definitívum), tak sú tam niektoré spoje zbytočne dlhé. No, zjavne to nevadí, pretože to beží stabilne - čo ma samozrejme potešilo. Len tak medzi rečou, jeden takt hodín teraz trvá iba 250ns a teda rýchla EPROM a tiež RAM na motherboarde sú naozaj potrebné, tak isto je teraz založený procesor 65C02P4, čo je 4MHz verzia procesoru 6502.
Atari procesor 14806 som pri tomto ďalšom (ak je xtal>2.4576MHz) a vyššom pretaktovaní radšej z motherboardu vybral a odložil, asi právom predpokladám že toto by asi naozaj už na neho bolo priveľa - a ja by som nerád tento procesor prehrial a pritom ho mám odložený ako náhradný do Atari.
Procesor 65C02P4 sa pri takte =4.00MHz vôbec nezohrieva - ani nie je vlažný.
Toto je teraz procesor ktorý "tepe" v SBC6502 - R65C02P4.
Pretože doska oscilátorov začala byť po plnom osadení všetkými súčiastkami na jednej strane celkom dosť "ťažká", tak ju po včerajšom večernom rozhodnutí už aj realizovane "podopiera" pomocný konektor, jeho vývody sú zaletované, ale nie sú nezapojené, pomáha tu len čiste "mechanicky" s udržaním správnej výšky dosky oscilátorov nad vlastným motherboardom - miesto na základnej doske na osadenie konektoru našťastie bolo, naozaj to pomohlo. Akurát na tomto mieste zboku mal byť zospodu umiestnený výmenný x-tal, teraz som ľahký prístup na toto miesto zablokoval, našťastie to až tak nevadí, zase tie x-taly netreba meniť každý deň.
Testovacia doštička kde sa nachádzajú 3x oscilátory.
X-tal 4.00MHz nemá zatiaľ skrátené vývody, v tejto neupravenej verzii to nevadí a funguje to na jednotku s hviezdičkou (1*
). Celkom vľavo hore je pomocný (iba mechanicky, nie elektricky) konektor pre udržanie správnej výšky dosky nad motherboardom. Konektor pre x-tal je skrátený konektor (na 3 piny na dĺžku a 2 piny na výšku, používajú sa tie piny ktoré sú ďalej od doštičky) pre HDD (bezvadne v ňom totiž držia x-talové vývody, otestované). Konektor je na dosku prilepený gelovým sekundovým lepidlom. Prečo takto ? Pretože práve na tomto mieste na základnej doske je voľné miesto a nič sa s ničím "netlčie" a nezavadzia. Napríklad tantalový kondenzátor a modrá keramika vedľa neho už musia byť mierne ohnuté, zavadzali by, inak by sa doska oscilátorov nedala osadiť - niekedy nie všetko vyjde tak ako si predstavujem - ale toto sú naozaj drobnosti. Proste nič nesmie "trčať" svojou výškou nad vlastné kovové puzdrá x-talových oscilátorov (v tej oblasti je pod nimi čip 68B50 a čiastočne tam zasahuje už aj procesor) - potom je všetko O.K. Prepojenie jumperov 4-5 avizuje výstup nastavený na =4.00MHz. Prístup k výmene x-talu nie je ideálny, doštičku treba najprv vybrať a až potom v nej vymeniť x-tal, vzhľadom k testovaciemu účelu to ale až tak nevadí /veľmi pomáha použiť pinzetu, potom to ide aj bez rozoberania/. Pár x-talov som takto už vyskúšal a čo z toho vzišlo je v ďalšom popise.
Zapojenie testovacej dosky kde môžeme voliť 3 možnosti rýchlosti SBC6502.
Jumper je v pozícii pre aktívny výstup =2.4576MHz
Pohľad zo zadnej strany - vidieť prepojenie jumperu 4-5 pre voľbu na 4.00MHz, naľavo od jumperov vidieť na spodnej strane do dosky založený x-tal. Znova pripomínam, že na činnosť stačia iba 2 oscilátory, síce potom nemáme možnosť voľby rýchlosti hodín, ale ak nám to stabilne beží na jednej hodnote tak to asi bude stačiť a nemusíte si vyrábať takúto "strojovňu" ako ja. Na zmenu taktovania hodín stačí prehadzovať jumpre, tie sú zo zadnej strany dobre prístupné. Priamo v schéme je popísané ako sa dajú meniť nastavenia jumprov. To že sú piny 4-5 posunuté o jednu voľnú pozíciu napravo je môj zámer, aby stačilo vždy prehodiť len jeden jumper (vždy je teda zapojený iba jeden jediný jumper !)
Dnes to ani nejdem skúšať či to dokáže bežať ešte rýchlejšie, toto mi teraz stačí, po tých peripetiách pri vlastnej stavbe SBC6502 ma to napriek všetkému neprestáva prekvapovať. Síce som si s tým pretaktovaním dal naozaj načas, ale lepšie neskôr ako nikdy. Zjavne tu platí - pomaly ďalej zájdeš.
Rozhodne teraz najprv do už uverejnených benchmarkov v sekcii SBC6502 dopíšem výsledné hodnoty testov na takte =4.00MHz - natrhne to "prdélku" celkom slušnému počtu počítačov z obdobia 1977 - 1983. SBC6502 v 4.00MHz verzii - je "trhač asfaltu" - beží to na warpový pohon. Najprv doplním nové údaje do článkov o bechmarkoch a až potom uverejním tento článok (i keď vďaka tomu bude uverejnený o niečo neskôr) ale aj tak som vysmiaty ako lečo ... a teraz už dvojnásobne !
A poďme na záver trošku počítať - overclocking som dotiahol na hodnotu hodín =4.00MHz, teda oproti originálu s hodnotou hodín = 0.9246MHZ mi to beží 4.32x rýchlejšie a - to stabilne ! (To je 4.32x viac oproti pôvodnej hodnote.) Ak budem počítať s hodnotou =1MHz tak stále som spokojný pretože po tomto pretaktovaní bežím na 4-násobku výkonu pôvodnej mašiny. Je mi teraz skutočne jedno čo si kto o tom myslí, dnes mám naozaj malý sviatok, neskutočne sa niektoré veci zrýchlili.
No, mojich 15 minút slávy prešlo a idem zase pevne nohami na zem. Počítače v tej dobe sa vyrábali tak aby boli lacné. Preto sú aj plné všelijakých kompromisov a riešení ktoré by sme dnes asi ťažko akceptovali. A kompromisy vždy mali za následok výsledné spomalenie ...
Poznámka:
Táto doska oscilátorov je momentálne zbytočne zložitá a teda aj komplikovaná (nechcem tým nikoho vydesiť, ponúknem aj omnoho jednoduchšie zapojenie) v ďalšom pokračovaní uverejním zapojenie 2 oscilátorov, ktoré je podstatne jednoduchšie ako tu dnes uverejnená schéma. Nezabúdajte že toto je vývojová doska a teda je tam teraz toho "o niečo viacej ako treba", ale pri testovaní sa mi to ohromne hodilo - a táto koncepcia vývoja sa mi potvrdila a to mierou vrchovatou.
Len pripomeniem že doska síce bola od začiatku pripravená na zabudovanie ďalšieho oscilátoru - priznám sa, že som si myslel že clock=2.4576MHz je maximálna možná hranica na ktorej mi to ešte bude fungovať. A teda potom stačia 2 TTL oscilátory a bolo by hotovo. (A dosku by som už len zmenšil.) Ako sa ukázalo - našťastie som sa mýlil.
Teraz už viem že by som "vyhodil" deličku 74LS90 a TTL oscilátor 2.4576MHz, čiže by tých súčiastok bolo na doske menej. A dá sa to ešte zjednodušiť - a o tom bude nasledujúci článok.
P.S.:
Dnes som ešte vyskúšal niečo čo ma síce trochu už dopredu mierne desilo (x-tal =5.00MHz), ale nedalo mi to - a o tom bude ďalší článok - ale bude to až po jednoduchom dvojitom oscilátore.
____________________________________________________
Nakoniec som hodne dlho používal clock =4.00MHz a to pri použití 2kusov TTL oscilátorov (4.00MHz a 1.8432MHz):
SBC6502 s x-talom 4.00MHz pre clock procesoru. Zapojenie týchto TTL oscilátorov bolo v prevádzke naprosto bezproblémové.
__________________________________________________________
Návrat do všetkých pokračovaní o SBC6502:
http://blog.3b2.sk/igi/post/SBC6502-0-UvodIntroduction.aspx
_____________________________________________________
Vaše hodnotenie, rate post: