CLAUDIA Lite

primitivní 4-bitový procesor/počítač sestavený z obvodů TTL 74xx




Operátorský panel

Každý univerzální počítač potřebuje nějak komunikovat s obsluhou a tedy k tomu potřebuje nějaké prostředky. U dospělých počítačů to bývá hlavně klávesnice a displej. U primitivních počítačů z počátku jejich rozvoje to často byly jen spínače, přepínače a kontrolky. A přesně tak komunikujeme i s Claudií Lite. Popis ovládacích a indikačních prvků byl vždy uveden u daného funkčního bloku, který tyto ovládací či indikační prvky používá. Nyní nám zbývá je nějak smysluplně rozvrhnout na tzv. Operátorský panel, což je kombinace "klávesnice a displeje" na jednom panelu. Navrhuji toto uspořádání:

Operátorský panel Claudia Lite
Operátorský panel Claudia Lite (návrh)

Zeleně jsou označeny kontrolní LED, červeně spínače a tlačítka. Na desce procesoru pak budou ještě LED signálů /LIR a RESET a tlačítka STEP a RESET (paralelně k RESET na panelu).

Nakonec ale nedošlo na předpokládanou stavbu prototypu na dvou univerzálních DPS a rovnou se stavělo na speciálně navržené desce, která nese také ovládací a indikační prvky. Finální Claudia Lite je tedy jednodesková a zvláštní ovládací panel nepotřebuje.


Diskuse k použitým součástkám

Zbývá ještě prodiskutovat typy integrovaných obvodů, které je možné na stavbu Claudie Lite použít. Pochopitelně nejideálnější variantou jsou obvody typu TTL 74LS (Low power Schottky), případně jejich vylepšené verze 74ALS (Advanced Low power Schottky). Jsou poměrně energeticky nenáročné, jsou to stále TTL obvody a jsou prostě nejlepší. Je to klasika, proti které ani nostalgik nemůže nic namítat. A některé se ani v jiném TTL provedení, než LS nedělaly.

Minimálně je vhodné LS/ALS použít na obvody, jejichž vstupy jsou na sběrnici BUS. Ostatní obvody by klidně mohly být čistokrevné TTL 74 nebo i energeticky poněkud náročnější (žravé) 74S. Bez problémů by zapojení mělo chodit i s CMOS variantou 74HCT, ale to už není TTL, že... Pozor na obvody HC. Jejich logické úrovně nejsou plně kompatibilní s TTL. Sice se dají použít, ale buď jen na vybraných pozicích a nebo by se musely použít všude. V případě HCT bych asi "připopozvedl" úroveň BUSu pullupy cca 33k (22k-47k). Ono se to hodí i u TTL obvodů a tak finální deska je na to připravena.

Samozřejmostí jsou kvalitní rozvody napájecího napětí a samotný napájecí zdroj. Musí být pochopitelně stabilizovaný s napětím +5V a měl by (dle použitých obvodů) být schopen dodat proud cca 1-2A. U každého integráče je třeba blokovat napájení keramickým kondem cca 22-100nF, podle vnitřní složitosti obvodu. Čím složitější, tím větší kond.

V úvahu je potřeba také vzít zatižitelnost (tzv. logický zisk) výstupů těch obvodů, které mají na svých výstupech vícero vstupů dalších obvodů. Zde se jedná hlavně o sběrnici BUS, na kterou jsou připojeny vstupy většiny registrů IR*, A, B, PCR, OUT, tedy celkem 5 a dále vstupy paměti RAM a hradel OR generujících příznak Z. Každý bit sběrnice BUS je tedy zatížen 7 vstupy jiných obvodů. To už by mohl být problém pro klasické TTL LS výstupy, ale jelikož jsou data na sběrnici vysílána výhradně tzv. budiči, tedy obvody jejichž výstupy jsou typu driver (budič) s větším logickým ziskem, není to žádný problém. Dle katalogu mohou jednotlivé výstupy obvodů 74LS240/244/373/573 budit až 15 klasických TTL vstupů. Ale pozor! Typy s předčíslím 54 pouze polovinu! (tedy prý pokud to budete provozovat na Sibiři či Sahaře:-)) I tak by to ale stačilo.

Počty hradel v zapojení:

4x AND2 = 1x7408
2x AND4 = 1x7421, nebo 2x NAND4 = 1x7420 (viz. logika skoků)
8x NAND2 = 2x7400
12x OR2 = 3x7432
12x NOT = 1x7404 + 1x7414
4x XOR = 1x7486

Úplný seznam integrovaných obvodů Claudia Lite:

1x 7408
1x 7421 nebo 7420 (viz. logika skoků)
2x 7400
3x 7432
1x 7404
1x 7414
1x 7486
1x 7489
1x 74193
1x 74163 nebo 74161
1x 74188
2x 7474
2x 74138 nebo MH3205
1x 74240
1x 74244
1x 7483
2x 74373(573)
5x 74175
---------
= 28 IO

Jak již bylo popsáno u logiky skoku, je možné zde použít obvod 7420 namísto 7421. Vyžádá si to drobnou změnu zapojení. Ve finální verzi bude použita varianta s 7420, která je v tuzemsku běžnější. V tuzemsku jsou také z dob Tesly hojně rozšířené obvody MH3205, které plně odpovídají obvodům 74138 a klidně je můžete použít bez jakýchkoliv změn. Také je možné použít v sequenceru čítač 74161. Od původně doporučovaného 74163 se liší jen tím, že má asynchronní reset, ale to nám zde vůbec nevadí. Potřebné to je u velké Claudie-1, ale u Lite verze není synchronní reset nutný a postačuje jen synchronní předvolba, kterou typ 74161 má.

Tím máme popsaný kompletní hardware Claudie Lite. Jdeme na software, neboli ukázkové programy.


ManProg

Programy


RET



Odladěno na MS IE 8.0 a Firefoxu při rozlišení min. 1024 x 768 pixelů
www.NOSTALCOMP.cz    2010  -  2019