** Сайт посвящённый ПЭВМ АГАТ **
Тактовые частоты Агата
При разработке эмуляторов (ну и просто так) было интересно выяснить параметры тактовых генераторов Агата.
Для замеров использовался частотометр Ч3-63, предварительно поверенный по официально аттестованному прибору R8000 (анализатор транковой связи) на частоте 10.00000 МГц. Ч3-63 может (в зависимости от режима измерений) обеспечивать точность чуть больше 7 знаков и этого оказалось совершенно достаточно.
Методика измерений
На платы подавалось 5.0 вольт, прогрев в течение 1-2 минут, окружающая температура около 24 градусов. Платы располагались вне корпусов, на столе.
| Сигнал | Архитектура 7 | Архитектура 9 |
|---|---|---|
| 14.3 МГц | D26 вывод 6 | D2 вывод 6 |
| 10.5 МГц | D42 вывод 8 | D78 вывод 8 |
| NMI | D94 вывод 2 | D19 вывод 2 |
| IRQ | D94 вывод 5 | D19 вывод 9* |
* - на одной из девяток было по другому.
| Плата | 14.3 МГц | 10.5 МГц | NMI | IRQ |
|---|---|---|---|---|
| 71 | 14 295 336 Гц | 10 498 130 Гц | 19.97151 мс | - |
| 72 | 14 295 386 Гц | 10 498 578 Гц | 19.97064 мс | - |
| 91 | 14 296 040 Гц | 10 498 118 Гц | 19.97159 мс | - |
| 92 | 14 294 640 Гц | 10 497 900 Гц | 19.97174 мс | 0.512096 мс |
| 94 | 14 298 733 Гц | 10 499 300 Гц | 19.96928 мс | - |
| 95 | 14 298 034 Гц | 10 498 431 Гц | 19.97084 мс | 0.512073 мс |
Платы 7x - семёрки (Фг 3.089.118), 91 - девятка с местом под расширенный сисмон (ЯБ 3.089.026 / ЯБ 7.104.330), 92-95 - девятки без места под расширенный сисмон (РВИЖ 467444.001 / РВИЖ 758727.020).
Анализ
В режиме измерения частот 14.3 МГц и 10.5 МГц частотометр показывает 8 знаков, из которых последние два можно сразу отбросить: они "плывут" по мере прогрева агатовских кварцев. Очевидно, что даже одна и та же плата будет показывать разный результат в зависимости от того, стоит ли она в корпусе, сколько там периферии, насколько активно используется дисковод (который ещё подогревает пространство).
Авторам эмуляторов: вы же понимаете, что то же самое происходит и в PC, которая исполняет ваш эмулятор? :)) Не пытайтесь всё очень супер точно расчитать !
(я тут ещё экспериментировал с часовым кварцем (32768 Гц) - тоже самое - 7-8 знаки плавают от нагрева).
Знаки с 5 по 6й тоже различаются. Это уже разброс экземпляров кварцев и, возможно, паразитных ёмкостей микросхем-усилителей.
Тактовый генератор 14.3 МГц семёрки построен на ла3, в то время как у девятки используется лн1. Видно, что это практически никак не влияет на частоту.
Знаки с 3 по 4й тоже примечательны: видно, что частоты немного ниже ожидаемых. Вероятно, это связано с тем, что усилитель генератора работает в нелинейном режиме.
На плате 92 в генераторе 14.3 МГц вместо 531й серии стоит SN74F04N - возможно, это тоже слегка влияет на частоту...
Замеры сигналов сложной формы
При изучении частоты IRQ показания частотометра были нестабильны, из чего я сделал предположение, что сигнал имеет форму более сложную, чем регулярный прямоугольник. Так и оказалось. Дальнейшие замеры были сделаны осцилографом Velleman PCSU 1000. Его точность не выше трёх знаков, поверка не проводилась.
NMI
Оно действительно 50.1 Гц. Примерно. Но важно то, что если на семёрке импульсы ("1") следуют длительностью 16.4 мс, а паузы ("0") между ними - 3.58 мс, то на девятке всё наоборот.
IRQ, семёрка
Из десяти импульсов девять имеют длительность 1.05 мс, десятый в два раза короче. Паузы одинаковы - 1.05 мс. Таким образом приблизительный период импульсов 2.1 мс, частота - 476 Гц.
IRQ, девятка
Длительность импульса 0.449 мс, паузы - 0.064 мс. Полный период: 0.512 мс, частота: 1.95 КГц.
Интересно 1): у платы 91 этот сигнал был найден перебором на выводе 5 микросхемы D19 (на других вывод 9 - это совпадает с известной схемой).
Интересно 2): форма сигнала нестабильная и нечёткая: ноль нормальный, а единица примерно с середины импульса ступеньками спадает, причем вид ступенек постоянно меняется (в конце импульса уровень падает примерно до 3.8 вольт).
Почему длительность импульса прерываний важна ?
В то время как NMI является "edge-triggered"-прерыванием - то есть срабатывает по изменению уровня сигнала с высокого на низкий, IRQ является "level-triggered"-прерыванием - оно возникает в любое время, когда не запрещено флагами слова состояния процессора и уровень на линии IRQ низкий. Т.е. если уровень сигнала длительное время будет оставаться низким, обработчик прерывания будет вызываться многократно (после выполнения очередного RTI вновь будет выполнятся переход по вектору), до тех пор, пока уровень сигнала не перейдёт в высокое состояние.