Commodore Amiga Retro PC: Analiza detaliată a hardware-ului său

Commodore Amiga este una dintre cele mai mitice și mai amintite platforme din istoria calculelor și a hardware-ului său. Proiectat de o echipă condusă de Jay Miner, care deja proiectase Atari VCS consolă și computere Atari pe 8 biți, Atari 400 și 800, Commodore Amiga a fost o versiune îmbunătățită pe 16 biți a proiectelor lor anterioare. . A fost un proiect convulsiv în care s-a născut mai întâi ca o consolă de jocuri video pentru ca Atari să evolueze ulterior ca computer pentru rivala sa Commodore și să meargă pe parcurs ca proiect al unei companii independente.

Commodore Amiga a fost lansat în 1985, sub forma Amiga 1000, dar computerul de care mulți dintre noi ne amintim cu siguranță este Commodore Amiga 500, o versiune low-cost a primului model care a apărut în 1987 cu un preț redus și factor de formă redus. Din moment ce avea tot hardware-ul său integrat într-o tastatură ca multe computere similare ale vremii, aspectul său final nu corespundea potențialului enorm pe care îl conținea în interior.

Ca amintire a acestui computer mitic, dar mai ales pentru cei care nu l-au cunoscut, am decis să îi aducem un mic tribut.

Arhitectura Commodore Amiga

Pentru că în HardZone suntem dedicați să vorbim despre hardware, ceea ce vom face atunci când vorbim despre Amiga, deoarece pentru a înțelege ce l-a făcut atât de special trebuie să vorbim despre arhitectura sa. A cui organizație o puteți vedea în diagrama de mai sus, este adevărat că, comparativ cu sistemele care există astăzi, este o arhitectură relativ simplă.

Ce a făcut Amiga special? Puterea enormă pe care a avut-o datorită ceea ce a devenit în cele din urmă numit Original ChipSet sau OCS. O combinație de trei procesoare de suport pentru nume feminine numite: AGNUS, DENISE și PAULA. În ceea ce privește nucleul său Procesor acesta a fost adoptat pe scară largă Motorola 68K. cât despre RAM, Amiga a fost o configurație NUMA și, prin urmare, cu două sonde de memorie RAM diferite, acestea au fost următoarele:

• Chip-ul RAM a fost inclus standard în sistem, accesul său s-a făcut prin coprocesor sau cipul de suport AGNUS. Care a servit drept controler de memorie și permite tuturor componentelor să acceseze acest tip de memorie.
• RAM-ul rapid a fost pentru utilizarea exclusivă a procesorului. Un sistem ar putea funcționa fără RAM rapidă și existau chiar și modele care erau vândute fără acesta, deci a fost posibilă utilizarea Amiga fără acest tip de memorie, dar cu prețul pierderii multor performanțe.

Acum, vom face un rezumat al diferitelor componente ale Commodore Amiga.

CPU-ul Amiga, Motorola 68000

Principalul procesor al Commodore Amiga a fost miticul Motorola 68K, care făcea parte dintr-o familie de procesoare cu propriul set de registre și instrucțiuni care a fost utilizat în multe sisteme. Din mai multe familii de computere pe 16 biți (Amiga, Atari ST, X68000, Apple Macintosh). Într-o multitudine de plăci de agrement de la diferite companii și în console de jocuri video, cum ar fi Sega Mega Drive sau Neo-Geo de la SNK. La nivel comparativ, se poate spune că 68K a fost în anii '80 ce ARM este astăzi, ISA și arhitectura pentru tot ceea ce nu a fost Intel sau, cu alte cuvinte, PC-ul.

Era un procesor de tip CISC precum x86, cu registre pe 32 de biți, o magistrală de date externă pe 16 biți și 24 de pini pentru adresare. Deci, limita RAM acceptată de sisteme a fost de 16 MB. La nivelul brut de putere, acesta era puțin peste 8086 original și sub 80286 al AT PC-ului, deci în generația pe 16 biți PC-ul avea cel mai puternic CPU. Ceea ce a fost agravat de faptul că majoritatea compilatoarelor de 68K au fost rele.

Viteza de ceas a versiunii sale NTSC a fost de 7.16 MHz, ceea ce corespunde dublului valorii salvei de culoare a formatului de televiziune NTSC. Acest lucru se datorează faptului că Amiga a fost proiectat pentru a fi conectat la un televizor standard și toate vitezele de ceas ale sistemului au fost derivate de la 3.58 MHz din acea salva de culoare. Pe de altă parte, versiunea PAL a fost puțin mai lentă când a funcționat la 7.09 MHz, vom comenta această diferență mai târziu.

AGNUS

Primul procesor proiectat de Jay Miner și echipa sa pentru Commodore Amiga este AGNUS, care conține două componente diferite în interior. Primul este controlerul DMA care integrează o funcție numită Blitter sau Block Transfer și cealaltă se numește COPPER, care este combinată cu DENISE pentru a genera grafica sistemului.

AGNUS nu era altceva decât un controler DMA, un tip de dispozitiv prezent în hardware și care este responsabil pentru comunicarea a două tipuri de memorie între ele și pentru a face copii ale datelor fără ca CPU să participe. Ele servesc, de asemenea, pentru a comunica date, dar cea mai mare funcție a sa a fost nu numai capacitatea de a copia volume mari de memorie cu funcția sa de transfer de blocuri, ci și capacitatea de a face acest lucru prin manipularea datelor, deși într-un mod foarte simplu în comparație cu astăzi, bazându-se pe la instrucțiuni. booleeni simpli. Până în prezent, Blitter este încă folosit în GPU-uri, acestea sunt ROPS-urile plăcilor grafice care sunt responsabile pentru desenarea bufferului de imagine odată ce GPU a procesat culoarea fiecărui pixel de pe ecran.

Ultima componentă care a făcut parte din AGNUS a fost numită COPPER, o scurtare a termenului de coprocesor. Poate fi comparat cu procesoarele de comandă GPU actuale. Care era însărcinat cu generarea imaginii printr-o listă de ecran și controlul pentru această funcție a Blitter situat în același AGNUS și DENISE, adevăratul cip grafic al sistemului. Cât de curios a fost COPPER o versiune avansată a ANTIC, unul dintre cipurile dedicate pentru seria de computere Atari pe 8 biți. Considerat de arhitectură și împărtășind aceiași designeri ca adevăratul predecesor al Amiga.

DENISE

DENISE este cipul grafic al Commodore Amiga, acesta este responsabil pentru generarea graficelor de pe ecran și este al treilea design pentru grafica realizat de echipa lui Jay Miner cu această funcție. Așadar, originea sa poate fi urmărită până la cipul TIA al Atari VCS, dar contrar acestui fapt nu a fost responsabil pentru generarea audio a jocurilor.

Sub denumirea de DENISE se află procesorul însărcinat cu citirea bufferului de imagine și trimiterea datelor la televizor. Acest lucru a fost realizat prin ieșirea video compozit și, din moment ce existau două formate de televiziune în acel moment, existau și două versiuni pentru DENISE. Unul pentru fiecare dintre cele mai utilizate standarde de televiziune.

În mod intern, DENISE sunt două hardware diferite, pe de o parte este un procesor cu capacitatea de a genera bufferul de imagine. Ceea ce a făcut în timpul perioadei de desen VBlank, în care nimic nu a fost afișat pe ecran. În acea perioadă, o bună parte din timp CPU-urile erau ocupate să nu facă nimic, așteptând ca sistemul grafic să deseneze imaginea pe ecran. Întrucât memoria RAM utilizată era un singur canal. Utilizarea RAM-ului rapid a atenuat acest lucru din perspectiva procesorului, dar când DENISE desenează imaginea de pe ecran, nu au putut accesa RAM alte componente ale sistemului, cu excepția perioadelor HBlank și VBlank, în care COPPER și CPU prin Blitter s-ar putea schimba

DENISE și planurile bit

Graficele de pe Commodore Amiga, ca și alte sisteme grafice ale vremii, cum ar fi EGA pe PC, sunt create folosind planuri de biți. Acestea se bazează pe buffere de imagine pe un singur bit care au fost combinate între ele. Care diferă de sistemul de pixeli actual, în care toate informațiile de culoare ale unui pixel se reunesc. În total, a reprezentat imaginea folosind un total de 6 planuri de biți, dar 1 a fost folosit pentru a alege un nivel de luminozitate din paletă sau altul și ceilalți 5 biți pentru a defini una dintre cele 32 de culori care ar putea fi afișate pe ecran.

Deoarece RAMDAC-ul Amiga avea 12-bit, 4-bit pe componentă RGB, oferindu-i o paletă de 4096 culori. Unde a fost posibil să se schimbe valoarea registrelor care au stocat cele 32 de culori în fiecare linie de scanare. Ceea ce a permis plasarea celor 4096 de culori în același timp, dar pentru că viteza de transfer nu a fost suficient de rapidă acest lucru s-a putut face doar în imagini statice sau cu rate de reîmprospătare reduse, care a fost botezat ca mod HAM.

Deoarece Amiga provine dintr-o consolă de jocuri video, modurile sale de rezoluție sunt concepute pentru a putea fi redate la rezoluții posibile pe un televizor. În ceea ce privește rezoluția orizontală, acesta avea un buffer de imagine de 320 sau 64o „pixeli” pe linie de scanare și 200 sau 400 de linii, în funcție de ieșirea întrețesută sau progresivă. În primul caz, rata de reîmprospătare a fost de 25 Hz în PAL și 30 Hz în NTSC, pentru a se dubla în modul întrețesut.

Generație Sprite pe Commodore Amiga

DENISE, ca și alte cipuri grafice ale vremii, avea un generator de sprite, care sunt modele sau hărți de biți care schimbă poziția în fiecare cadru, astfel încât caracteristicile lor au fost definite într-o serie de registre în memorie indicate de obicei de următorii parametri:

• Poziția bitmap-ului pe ecran al sprite-ului, atât pe orizontală, cât și pe verticală.
• Orientarea, adică de unde a fost desenată harta de biți și în ce direcție.
• Paleta de culori folosită.
• Preferința față de fundal și alte sprite.

Aceste informații, atât registrele unde este marcată poziția spritelor, cât și bitmap-urile care le compun și paletele lor de culori se aflau în RAM Chip. Amiga ar putea stoca informații de până la 8 sprite. Dar datorită vitezei de a schimba registrele prin duo-ul Blitter-COPPER, numărul spritelor afișate este mult mai mare. În ceea ce privește dimensiunea lor, acestea ar putea avea dimensiuni de 1, 2, 4, 8 sau 16 pixeli atât pe orizontală, cât și pe verticală.

Trinitatea COPPER-Blitter-DENISE

Puterea grafică a Amiga s-a datorat utilizării acestor trei procesoare de suport, care în combinație cu cele 68K erau responsabile de generarea graficelor pe ecran. Deși pentru a înțelege potențialul enorm al Amiga trebuie să ținem cont de capacitatea de a muta grafica, trebuie să înțelegem modul în care computerele au generat grafică în acel moment.

În prezent, amintirile VRAM folosite sunt cel puțin duale sau suficient de rapide, astfel încât să nu existe nicio dispută în accesul la memorie la redare. În acel moment, când sistemul grafic citea memoria video, acesta nu permitea accesul altor unități de procesare. Prin urmare, perioadele moarte în care fasciculul de electroni al ecranului CRT este repoziționat trebuiau utilizate pentru a varia valorile din memorie care au fost folosite pentru a desena scena.

COPPER, pe de altă parte, fiind procesorul de comandă, a fost cel care a dat instrucțiuni DENISE. De exemplu, puteți schimba informațiile video în mijlocul cadrului, puteți comanda Blitter pentru a schimba adresele de memorie corespunzătoare valorilor grafice. Ceea ce a permis afișarea mai multor elemente pe ecran decât în ​​teorie permise de înregistrări. Mai mult, când COPPERul a încetat să gestioneze DENISE și Blitter pentru desenarea scenei imediat ce a ajuns la perioada Overscan + VBlank a returnat controlul chip-ului RAM CPU-ului fără a fi nevoie să existe nicio rutină software.

PAULA, audio și periferice de pe Commodore Amiga

Al treilea cip care însoțește 68K se numește PAULA, care are două funcții. Prima dintre acestea este generația de sunet pentru aplicații, unde se remarcă asupra contemporanilor săi, inclusiv Commodore 64, care la acea vreme avea cel mai avansat cip de sunet al vremii. Să nu uităm că majoritatea sistemelor aveau un cip capabil să genereze sunet prin 3 canale fixe de undă pătrată și un canal de zgomot. Primele plăci de sunet pentru computer care puteau reda audio cu modulație FM nu apăruseră încă pe piață.

Dar ce a făcut-o pe PAULA atât de specială? Faptul că a fost primul sistem audio capabil să reproducă audio în format PCM și, prin urmare, mostre. Cu aceasta, CPU nu a trebuit să piardă timpul controlând ieșirea audio. Trebuia să marcheze doar în memorie locul în care mostrele se aflau în memoria RAM, suportând până la 4 canale simultane, astfel încât să poată fi convertite în 2 canale stereo, câte unul pentru fiecare parte.

Cealaltă funcție a PAULA este ceea ce ne-a mai rămas pentru a defini un computer complet, și anume că a fost însărcinat cu gestionarea perifericelor care erau conectate la Commodore Amiga, în afară de a acționa ca un controler pentru unitatea floppy 3.5 care a fost integrată în Comodorul. Prieten.