SBC6502 - 26 - Pretaktovanie SBC6502. Overclocking SBC6502. Clock=4.00MHz ! Part2.

By Administrator at September 29, 2019 20:00
Filed Under: SBC6502

 

WARP SBC6502 - "Laik žasne, odborník je v prdeli."

 

 

Nemôžem si pomôcť ale uvedený citát mi pripadá ako výstížné pomenovanie dosiahnutého pretaktovania môjho 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 porekadlo "s jedlom rastie chuť". A naozaj, mal som to šťastie že mi to jedlo naozaj nič nepokazilo - aj keď skúsenosti pri prvotnej stavbe SBC6502 boli bohužiaľ 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 dosahovať rozdielne rýchlosti. Možno to vyzerá zložito, len si treba uvedomiť ža na činnosť na vyšších hodnotách ako 1.8432MHz potrebujeme reálne 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. (Konečný, myslel som si že zapojením SBC6502 na univerzálke doske z toho viac nedostanem.)


Prešlo len pár dní kedy som zrealizoval overclocking z 1.8432MHz na 2.4576MHz a ...


a vtedy červík pochybností začal vŕtať, 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 ?.) 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 bežať.). Postavil som ďalší oscilátor kde sa dajú meniť x-taly. Ha, doma bol 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, veľmi slušné prekvápko ! Tu som už neváhal, okamžite nasledoval ďalší x-tal v poradí 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 - 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 len o jednu hodnotu s x-talom nižšie a basta) - a  SBC6502 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 v nepretržitej prevádzke. Atari používa označenie warpového pohonu (Happy Warp) pre jednotku Atari 1050 a to je necelý 3násobok pôvodnej rýchlosti. Tu to dosahuje 4-násobok a teda označenie WARP SBC6502 je plne na mieste.

 

Na vlastnom motherboarde SBC6502 som pre dosiahnutie zvýšeného taktu hodín nerobil ani pre jeden 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 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, nakoniec aj jeho 1MHz verzia s označením 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 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 rýchla RAM na motherboarde sú naozaj potrebné, tak isto je teraz založený procesor 65C02P4 teda jeho 4MHz verzia.

Atari procesor 14806 som pri tomto ďalšom a vyššom pretaktovaní radšej z motherboardu vybral a odložil, asi právom predpokladám že toto by asi naozaj už na neho bolo priveľa.

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 nezapojené, pomáha len "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 tým ľahký prístup na toto miesto zablokoval, našťastie to až tak nevadí, zase tie x-taly netreba meniť každý deň.

 

 

X-tal 4.00MHz nemá zatiaľ skrátené vývody, ani v tejto neupravenej verzii to ale nevadí a funguje to na jednotku s hviezdičkou (*). 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). 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 nedala osadiť - niekedy nie všetko vyjde tak ako si predstavujem - ale to sú naozaj drobnosti. Proste nič nesmie "trčať" svojou výškou nad kovové puzdrá x-talových oscilátorov (v tej oblasti je pod nimi čip 68B50 a čiastočne tam zasahuje 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. Pár x-talov som tak už vyskúšal a čo z toho vzišlo je v popise ďalšieho.

 

Zapojenie testovacej dosky kde môžeme voliť 3 možnosti rýchlosti SBC6502.

Jumper v pozícii pre 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 takýto stroj ako ja ...  na zmenu taktovania hodín stačí prehadzovať jumpre, tie sú zo zadnej strany veľmi 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 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 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 - 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 jedno čo si kto o tom myslí,  ale 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 všetky 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 tie 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 desilo, ale nedalo mi to - a o tom bude ďalší článok po jednoduchom dvojitom oscilátore.

__________________________________________________________

Návrat do všetkých pokračovaní o SBC6502:

http://blog.3b2.sk/igi/post/SBC6502-0-UvodIntroduction.aspx

_____________________________________________________

Vaše hodnotenie, rate post:

Comments

9/29/2019 8:06:37 PM #

trackback

Directory SBC6502

Directory SBC6502

Igi blog | Reply

Add comment


(Will show your Gravatar icon)

  Country flag

biuquote
  • Comment
  • Preview
Loading



Info o autorovi

Volám sa Igor Gramblička, bydlisko: Bratislava, Slovakia. Môj nick: Igi. Tento blog slúži na zobrazenie mojich záujmov - je to môj vlastný pohľad na veci, napriek  tomu dúfam že na mojich stránkach nájdete aj to čo hľadáte ...