Atari ST, architettura e hardware di questo classico PC

L'Atari ST era un computer lanciato da Atari Corporation nel 1985, che era il prodotto dello spin-off del leggendario Atari dopo la vendita da parte della Time Warner della società nel 1984. Che era diviso in due metà. La prima chiamata di Atari Games finì nelle mani della giapponese Namco e conteneva la divisione giochi e software. Mentre la seconda denominata Atari Corporation è stata creata dalla famiglia Tramiel dopo che il patriarca, Jack Tramiel, è stato licenziato dagli azionisti della società da lui fondata: la Commodore.

Il primo progetto per un computer a 16 bit di Atari doveva essere l'Amiga, poiché il team di progettazione per l'Atari a 8 bit era lo stesso che aveva realizzato il Commodore Amiga, ma alla fine l'Atari Corporation dovette creare il tuo proprio disegno. Che è stato influenzato dal maggior successo del Tramiel nella loro precedente compagnia, il Commodore 64.

Nonostante la curiosità di competere con la sua vecchia compagnia, l'Atari ST non è stato progettato per competere con il Commodore Amiga, ma per affrontare il Apple Macintosh e IBM PC AT. Né possiamo dimenticare che l'Atari ST era stato presentato mesi prima della presentazione dell'Amiga. La strategia aziendale era quella di adottare lo stesso approccio aggressivo che avevano con il Commodore 64, ma nel mercato aziendale piuttosto che nel mercato interno.

Il Motorola 68000

L'Atari ST come il suo rivale, il Commodore Amiga, fatto uso di Motorola 68000 , La stessa CPU come suo rivale, il Commodore Amiga. Con la differenza che nell'ST funzionava un po' più velocemente dell'Amiga quando andava a 8 MHz invece dei 7.16 MHz del PC Commodore. Ricorda che il 68000 è una CPU con registri e istruzioni a 32 bit, bus dati a 16 bit e indirizzamento a 24 bit. Quest'ultimo ha limitato la quantità di RAM nei sistemi con una CPU di questo tipo fino a 16 MB al massimo, tuttavia questo era migliore del limite di 1 MB di Intel8086 e 80286 e i loro 20 bit di indirizzamento.

Per quanto riguarda le prestazioni di questa CPU, era migliore dell'8086 e questo ha dato all'Atari ST prestazioni migliori rispetto al PC IBM originale e al PC XT. Sebbene inferiore all'80286, il punto di forza della ST era quello di offrire un computer ad un prezzo competitivo rispetto al PC IBM e al Macintosh. Battaglia che ha perso contro il PC a causa della quota di mercato di questo e dell'enorme quantità di software disponibile per il PC.

L'acronimo ST sta per Sixteen Thirty Two, che tradotto in spagnolo significa sedici trentadue. In riferimento alla dimensione in bit dei registri della CPU Motorola e del bus dati. Ma la CPU non è l'unica cosa che un computer ha al suo interno, quindi faremo una revisione del resto dell'hardware.

Per quanto riguarda la RAM, la prima ST è stata rilasciata in due varianti. Il primo chiamato 520ST con 512 KB di serie e il secondo con 1 MB di serie con il nome 1040ST. Quindi fin dall'inizio aveva molta più RAM del primo Macintosh e del Commodore Amiga. La ST aveva anche 192 KB di memoria ROM, che includeva una serie di routine per accelerare il funzionamento del sistema operativo.

Processori di supporto Atari ST

Un computer non vive solo sulla sua CPU, ma anche su processori o acceleratori di supporto. Che liberano il processore da determinate attività, le eseguono in modo più efficiente o aggiungono funzionalità che prima non avevano. Il quattro chip di supporto erano totalmente personalizzati e creati dalla stessa Atari Corporation. I loro nomi? Non si sono sforzati molto in quanto questi erano: COLLA, MMU, DMA e MAIUSC.

Sebbene non fossero gli unici chip di supporto, poiché in il design hanno aggiunto altri chip già disponibili sul mercato . Così come il driver per unità floppy da 3.5 pollici WD 1772 , l' autista 6850 per le interfacce di I/O. Il Motorola 68901 per la gestione degli interrupt e il YM2149 generatore di suoni basato su tre canali ad onda quadra e un canale di rumore. Rudimentale rispetto al chip Paula dell'Amiga, ma molto meglio dell'altoparlante stridente che si trova nei PC.

Le unità MMU e DMA sono fondamentali in ST

Uno dei limiti che il 68000 aveva rispetto all'80286 di Intel era il mancanza di un'unità MMU , che era fondamentale per poter eseguire un sistema operativo complesso. Per la ST hanno aggiunto un'unità MMU sotto forma di chip separato che è responsabile della generazione degli indirizzi di memoria per il resto dei chip, ma non può accedere direttamente alla RAM, una funzione svolta dall'unità DMA con cui lavora insieme . quindi il resto della logica può accedere non solo alla RAM, ma anche ai dati sul disco.

Come abbiamo detto prima, la MMU è stata la chiave per spostare un sistema operativo complesso , nel caso della ST si trattava del TOS, Tramiel Operating System. Tuttavia, a differenza del sistema operativo Amiga, non era multitasking. Né era un problema, dal momento che non lo erano nemmeno gli equivalenti IBM PC e Macintosh. In realtà TOS aveva un'interfaccia mouse grafica chiamata GEM che veniva abbinata a GEMDOS, un sistema operativo con caratteristiche simili a MS-DOS, il tutto per mostrare un'interfaccia utente molto simile a quella dell'Apple Macintosh.

Questo perché la MMU inclusa nella ST, a differenza delle MMU x86, non supportava l'indirizzamento virtuale per pagine o segmenti. Essendo la coppia della MMU e dell'unità DMA piuttosto un modo per dare l'indirizzamento e l'accesso unificato a tutti i componenti del sistema che avevano bisogno di accedere alla RAM del sistema.

GLUE, il Custom Chip più importante

Tra i quattro chip personalizzati dell'Atari ST, il più importante si chiama GLUE. Che aveva il compito di tenere insieme la CPU e il resto dei chip di supporto, da cui il nome, che in spagnolo si traduce come colla. Qual era il lavoro di GLUE? Generando le diverse frequenze operative del sistema, ad esempio era responsabile della generazione della frequenza di 8 MHz per la CPU, 2 MHz per l'YM2149 o 500 KHz per le interfacce I/O come MIDI e porte della tastiera.

Era anche responsabile della generazione dei segnali video per lo SHIFTER, come i periodi di sincronizzazione orizzontale e verticale (HSYNC e VSYNC) l, nonché i tempi del segnale vuoto (HBLANK e VBLANK) e se lo schermo è attivo o meno. . In generale, tutti i chip di supporto sono progettati per dipendere l'uno dall'altro quando svolgono la loro funzione, il che è stato fatto con l'obiettivo di risparmiare sui costi nella progettazione hardware finale. Pertanto, anche la GLUE faceva parte della circuiteria video del sistema generando i segnali necessari per inviare correttamente le informazioni allo schermo.

Il sistema video Atari ST

La ST non è mai stata pensata come una macchina per videogiochi, a differenza dell'Amiga, che è nato come progetto per una console che è stata ampliata per essere un computer. La ST ha un sistema video molto rudimentale che manca di elementi come il supporto per lo scorrimento o lo scorrimento o persino un generatore di sprite o oggetti in movimento. Questi elementi non sono stati trovati nemmeno sul PC IBM e sull'Apple Macintosh.

A quel tempo, la generazione dello schermo era effettuata dalla CPU e quello che era noto come un sistema grafico, l'unica cosa che faceva era trasferire il buffer di immagine creato dalla CPU in un segnale video. Poiché la RAM all'epoca era a canale singolo, ciò significava che in tutti i sistemi quando l'immagine veniva disegnata sullo schermo, la CPU e altri elementi non potevano accedere alla RAM.

Il buffer di immagine è stato generato dalla CPU, che ha generato 32 KB di dati in una parte specifica della RAM del sistema e ha supportato le seguenti risoluzioni nel suo buffer di immagine:

• 640 x 400 monocromatico, 1 bit a colori.
• 640 x 200 e 4 colori sullo schermo, 2 bit di colore.
• 320 x 200 e 16 colori sullo schermo, 4 bit di colore.

Come l'IBM EGA e il Commodore Denise, era basato su piani di bit, ma poteva visualizzare solo fino a 16 colori sullo schermo come l'EGA, sebbene fosse disponibile una tavolozza di colori più ampia grazie al suo DAC a 9 bit che gli dava accesso fino a 512 colori. Quindi in generale era inferiore all'Amiga nella sezione grafica.

L'Atari STe

Nonostante il tentativo di Atari di competere faccia a faccia con IBM e Apple, il marchio Atari così associato ai videogiochi e la mancanza di software non consentivano loro di avere una quota di mercato significativa. E anche se l'Atari ST ha avuto successo nel mercato interno per i primi anni, la maggior parte degli utenti lo ha utilizzato per i videogiochi. I computer nelle case erano poco più che console per videogiochi glorificate, l'hardware della ST era l'abbreviazione per questo.

La domanda di videogiochi nella ST è stata soddisfatta dall'Atari STE, una versione migliorata dell'hardware di base della ST ha aggiunto una serie di miglioramenti rispetto all'hardware originale:

• Tavolozza dei colori aumentata da 512 colori a 4096 bit aggiungendo un bit per componente RGB.
• Scorrimento dello schermo o scorrimento dell'hardware, liberando il 68K dall'esecuzione di questa attività.
• Aggiunto un nuovo coprocessore chiamato Blitter, che aveva la stessa omonima funzionalità del componente Agnus dell'omonimo Commodore Amiga.
• Un'unità audio DMA che permetteva di riprodurre tracce PCM in stereo con qualità a 8 bit e frequenza di campionamento fino a 50 KHz.
• La possibilità di espandere la RAM di sistema fino a 4 MB utilizzando SIMM standard a 30 pin.

Di tutto l'hardware aggiunto, il più importante era quello del Blitter, poiché permetteva il trasferimento di blocchi di dati da una parte all'altra della memoria con operazioni di trasformazione dei dati al volo. Ciò ha permesso di migliorare la grafica e velocizzare alcune routine nei programmi. Tuttavia, lo STE continuò con la limitazione di 16 colori simultanei sullo schermo e per Atari non fu sufficiente affrontare un Commodore Amiga 500 economico e un PC che alla fine si sarebbe rivelato intrattabile e sarebbe diventato l'unico sopravvissuto a tale battaglia. .