Скорость        04.12.2023   

История компьютера ZX Spectrum. История ZX Spectrum: Мифы и реальность О программном обеспечении

По просьбе немногочисленных хабралюдей, даю телеграмму по поводу состояния дел zx-specurum-а в наши дни. К сожалению, написать абсолютно про всё у меня не получится, поэтому сделаю краткий обзор современного железа и эмуляторов, на которых это железо можно виртуально пощупать.

Писать буду для обычного хабрачеловека, не спектрумиста:), так что для более детальной информации используйте ссылки в конце статьи.

Что такое для вас spectrum? Наверное, это тёплый ламповый звук загрузки с магнитофона, Manic Miner и Elite. Возможно, это TR-DOS, 128кб памяти и музыкальный чип AY. А может быть это Scorpion-256, ATM Turbo или даже Profi.

В любом случае, всё это безнадёжно устарело, завалено пылью на шкафах, и, наверное, даже не работает, но, тем не менее, пару слов о «классическом ex-USSR спектруме»:

CPU : Z80, 3.5 MHz. Возможна турба до неполных 7 MHz
RAM : от 48Kb до 1Mb
Sound : бипер, AY чип (синтезированный 3х-канальный звук)
Tape : есть
FDD : 720кб дискеты (по умолчанию TR-DOS поддерживает только 640кб)
HDD : возможно подключение, наиболее полная программная поддержка в системе is-dos

Хотя, малый размер видеопамяти позволяет процессору на 3MHz легче справляться с выводом графики, результат часто не оправдывает ожиданий.

Навороты графики

Кроме давно известных режимов "аппаратный multicolor ", 512x256 и Gigascreen , ещё бывают:

384x304 - область экрана расширяется до 384x304 пикселей, остальное остаётся прежним (атрибуты на квадратик 8x8). Из-за сложности реализации на клонах спектрума отличных от Pentagon и ужасной адресации видеопамяти (расширенная область поделена на 9 блоков, раскиданных по памяти), распространения не получил. speccy.info/384x304

16 colors per pixel - как следует из названия, даёт спектрумистам то, о чём раньше они могли только мечтать - каждая точка на экране своим цветом. Однако размер видеопамяти увеличивается в 4 раза, и кроме того, на реальном спектруме притормаживает процессор (поэтому используется обычно только в турбо режиме). Тем не менее, режим многообещающий, есть несколько игр и demo. speccy.info/16col

256 colors per 2 pixels - «апгрейд» режима 16col. Две соседние точки сдваиваются, и получается режим 128x192 при 256 цветах. Поддержка в железе экспериментальная, и без изменяемой палитры малопригоден к использованию.

Flash-Color - за счёт смешивания INK и PAPER, достигается около 46 различных цветов. Однако так как используются всё те же атрибуты (на блок 8x8 пикселей), на деле выглядит не очень. speccy.info/Flash_color


16col+palette+gigascreen

Программируемая палитра - тот самый наворот, который жизненно необходим режимам 16col и 256col . Есть несколько вариантов решений; один из них - realddp.narod.ru/zx/pal444

Навороты звука

Помимо Covox , Sound Drive , DMA Ultrasound и General Sound , выпущенных ещё в каменном веке:), были придуманы такие устройства:

TS (Turbo Sound) - представляет собой ещё один звуковой процессор AY, расширяя количество каналов звука до шести. www.nedopc.com/TURBOSOUND/ts.php

TSFM (Turbo Sound FM) - «апгрейд» режима Turbo Sound. Помимо 6 каналов AY-звука, добавляется 6-канальный звуковой чип (FM синтез, аналогичен чипу, используемому в приставке Sega Mega Drive). www.nedopc.com/TURBOSOUND/ts-fm.php

Neo GS - обновлённый вариант платы General Sound . Как и General Sound , представляет собой, по сути, отдельный компьютер со своим процессором (Z80 на частоте 12MHz для GS , 24MHz для NGS ), памятью (от 128Kb до 2Mb) и звуковым модулем: 4 (8 для NGS ) канала звука, проигрывающих сэмплы из памяти. В Neo GS помимо этого присутствуют SD/MMC ридер, аппаратный декодер mp3 и DMA режим обмена данными с памятью спектрума. Neo GS так же может использоваться как акселератор для вычислений - в память устройства можно загружать произвольный код (в обычный GS тоже, но в отличие от NGS , в обычном GS не было DMA - отсюда очень медленная скорость обмена информацией между спектрумом и GS ). www.nedopc.com/gs/ngs.php

ZX Evolution

ZX Evolution или PentEvo - это самый современный спектрум. В отличие от других (не столь современных) спектрумов, в пентеве на борту есть всё необходимое современному человеку - встроенный контроллер PS/2 клавиатуры и мыши, контроллеры дисковода и винчестера, SD card ридер, RS232 (ака COM порт).

Еще есть очень важная особенность - на борту есть скандаблер, что позволяет подключить пентеву почти к любому VGA монитору (хоть LCD); так что теперь не надо покупать TV-тюнеры, EGA-мониторы и телевизоры.

Нельзя не упомянуть про наличие FPGA на плате; это позволяет менять конфигурацию компьютера без паяльника (не на лету, как можно было в Sprinter, но тоже весьма неплохо).

ZXMC (ZX_Multi_Card) - очень многофункциональное устройство. Позволяет подключить к спектруму обычную PC клавиатуру и мышку. Имеет на борту порт RS232, более известный как COM порт (позволяя подключить, например, модем), и часы реального времени (RTC). zx.pk.ru/showthread.php?t=609

Эмуляторы

Все эмуляторы ниже рассчитаны на эмуляцию современного спектрума, а не старой доброй чёрной коробки с резиновыми клавишами:)

Win32

Unreal Speccy - эмулятор, поддерживающий максимальное количество нового железа (включая Neo GS). zx.pk.ru/showthread.php?t=1512 , dlcorp.ucoz.ru/forum/23

Unreal Speccy PPC - порт для PocketPC (старой версии, новых версий нет). Несмотря на проблемы (иногда «отключается» дисковод), лучшего для PocketPC не существует. В настоящий момент разработка остановлена.

Для многих компьютерных энтузиастов постсоветского пространства ZX Spectrum стал первым домашним компьютером. А для некоторых и вовсе отправной точкой в программировании. В этом материале мы вновь вспоминаем легендарную разработку британской компании Sinclair.

Развитие компьютерного рынка в 70-х годах находилось в начальной стадии. Индустрия была еще далека от того, чтобы сделать этот продукт массовым. Поэтому в своем большинстве компьютеры представляли собой сложные устройства, предназначенные для выполнения каких-либо масштабных задач. Но к концу десятилетия люди задались вопросом: «А почему бы не использовать эти машины в качестве инструмента для развлечений?» Их голоса были услышаны, и некоторые производители занялись выпуском специальных наборов для самостоятельной сборки игровой системы. Однако минусы такого подхода значительно перевешивали его немногочисленные плюсы. Во-первых, такие наборы было очень сложно найти в продаже. Во-вторых, даже если это и удавалось, то их стоимость находилась за гранью разумного. За те деньги, которые просили за набор, вполне реально было приобрести неплохой поддержанный автомобиль. Ну и в-третьих, для таких наборов существовало откровенно мало программного обеспечения. Зачем пользователю тратить несколько тысяч долларов на компьютер, для которого нет ни одного крутого приложения? Словом, для развития идеи создания устройства для отдыха и развлечений нужен был другой подход. Один из них предложила британская компания Sinclair Research, возглавляемая Клайвом Синклейром (Clive Sinclair).

Идея фирмы заключалась в создании максимально простого и доступного компьютера, который бы сочетал в себе легкость освоения и программирования и, конечно же, невысокую цену. Это должно было решить главную проблему вышеупомянутых наборов для создания ПК - отсутствие программной базы. Простота в работе позволила бы пользователям самостоятельно писать многочисленные приложения. Именно таким путем и пошла компания Sinclair Research при разработке своего компьютера ZX Spectrum. Однако, прежде чем приступить к рассказу о легенде, мы уделим немного внимания истории самой Sinclair Research.

История Sinclair Research

Клайв Синклейр создал компанию под названием Sinclair Radionics в 1961 году. Поначалу напарников у него не было - свой бизнес он развивал в одиночку. Клайв занимался тем, что продавал радиодетали по почте (Sinclair Radionics даже выпустила несколько успешных радиоконструкторов). При этом Синклейр пытался запустить несколько инновационных устройств. Например, в 1970 году был представлен проигрыватель виниловых пластинок необычной конструкции. Вместо традиционной круглой опоры для пластинок в нем использовалась треугольная конструкций с установленными на вершинах гирьками. По словам Синклейра, это снижало вибрации, передаваемые от опоры к воспроизводящей головке, а также препятствовало загрязнению самой виниловой пластинки. Тем не менее интерес к разработке почти никто не проявил, а устройство так и не добралось до прилавков магазинов. Точнее, до почтового прилавка самого Синклейра.

Неудачную судьбу необычного проигрывателя повторил и Hi-Fi-усилитель Neoteric 60. В то время конкуренция в этом сегменте была чрезвычайно высокой, и Синклейр пытался завоевать рынок с помощью необычных продуктов, коим и являлся Neoteric 60. Однако компании вновь не повезло - Hi-Fi-усилитель продавался из рук вон плохо.

Может сложиться впечатление, что первое десятилетие компании ознаменовалось исключительно провальными проектами. Однако финансовые отчеты говорят об обратном: к 1971 году годовой оборот фирмы составлял 560 тысяч фунтов стерлингов с чистой прибылью 90 тысяч фунтов. При этом штат компании пополнился 50 новыми сотрудниками. Дела шли в гору.

1970-е годы можно смело называть «калькуляторной эпохой» Sinclair. В это время компания выпустила две модели карманных калькуляторов. Одна из них стала первым коммерчески успешным продуктом. Этому даже не смогло помешать большое число недостатков устройства, в том числе и их ненадежность. Вторая модель предназначалась для более серьезного рынка, но так на нем и не закрепилась. Изначально она создавалась просто как устройство с расширенным набором функций, однако Синклейр предпринял попытку превратить гаджет в офисный компьютер, и эта попытка с треском провалилась.

Компьютер ZX80

Во второй половине 70-х годов в Sinclair Research началась разработка недорогого бытового компьютера. За проект отвечал инженер Джим Вествуд (Jim Westwood). В 1980 году процесс создания устройства был окончен. Появился ZX80. Это был первый в мире компьютер, чья стоимость не превышала сотни фунтов стерлингов. Также в продаже можно было найти ZX80 в виде набора для самостоятельной сборки. Эта версия и вовсе стоила 79,95 фунтов.

Столь низкой цены разработчикам удалось достичь за счет упрощения элементной базы и использования достаточно примитивных комплектующих. В роли центрального процессора использовался популярный на тот момент Zilog Z80 с частотой 3,25 МГц. А если быть более точным, то клон этого «камня», произведенный компанией NEC. Плюсов у кристалла было несколько. Он не только обладал низкой стоимостью, но и (благодаря своей внутренней архитектуре) требовал меньшее количество микросхем логики. Объем оперативной памяти составлял всего 1 Кбайт, но этого было достаточно для запуска необходимых пользователю программ. Плюс существовала возможность установить дополнительно до 16 Кбайт оперативки в виде карт расширения. Объем ПЗУ составлял 4 Кбайт, и в него уже был вшит язык программирования Sinclair BASIC. А для хранения написанных программ использовались обычные магнитофон и аудиокассеты.

Интересно, что ZX80 не имел видеоконтроллера. Изображение формировалось с минимальным участием железа - операция выполнялась, прежде всего, за счет программной части. Главным и очень существенным недостатком такого подхода стало то, что ZX80 умел показывать картинку лишь в те моменты, когда не был занят выполнением программы. Прежде чем отобразить новую графику, экран попросту гас. Кстати, спецификации ZX80 не предусматривали использования какого-либо специального монитора, в качестве экрана выступал обыкновенный телевизор, что также было плюсом для простых юзеров.

Что касается «экстерьера» ZX80, то своим внешним видом компьютер скорее напоминал игровую приставку, нежели компьютер. Это была небольшая пластиковая коробочка белого цвета, с расположенной на ней мембранной клавиатурой, на которой не было символов, только команды. Пользователь просто нажимал кнопку регистра и выбирал подходящую бейсик-команду. Это значительно упрощало процесс написания программ.

Несмотря на свои недостатки, ZX80 стал чрезвычайно успешным. Конечно, главную роль в этом сыграла и стоимость гаджета. Уже в первые месяцы после релиза на покупку ZX80 образовалась очередь и наблюдался дефицит устройств, чего в Sinclair Research никак не ожидали.
Компьютер ZX81

В 1981 году было представлено следующее поколение компьютера под названием ZX81. Стоимость была снижена еще больше: теперь набор для самостоятельно сборки можно было приобрести по смехотворной цене в 49,95 фунтов стерлингов. Готовый компьютер был несколько дороже и стоил 69,99 фунтов, что все равно было дешевле аналогичной версии ZX80. Кстати, ZX81 стал первым устройством Sinclair, которое реализовывалось не только по почте, но и через розничные сети. Что касается технических характеристик, то «сердцем» компьютера был все тот же процессор Z80 производства NEC с частотой 3,25 МГц. Объем оперативной памяти остался прежним (1 Кбайт), что вызвало особое недовольство у пользователей. Столь скромное количество «мозгов» сильно ограничивало возможности при создании новых приложений. Решить проблему могли карты расширения, которые увеличивали емкость ОЗУ до 16 Кбайт, однако стоимость некоторых из них была сопоставима с ценой самого ZX81. Объем ПЗУ вырос до 8 Кбайт, а встроенный язык Sinclair BASIC обзавелся поддержкой арифметики с плавающей запятой.

Что интересно, ZX81 вновь не получил видеоконтроллера. Чтобы хоть как-то компенсировать его отсутствие, в Sinclair придумали два режима работы: медленный и быстрый. В быстром режиме ZX81 работал так же, как и его предшественник ZX80. То есть во время выполнения программы изображение пропадало с экрана. В медленном режиме экран не гас, но на обработку программного кода уходило примерно в 4 раза больше времени. Внешне ZX81 несильно отличался от ZX80. Пластиковый корпус компьютера стал черным, а мембранная клавиатура, получившая немного иную конфигурацию клавиш, для удобства осталась белой.

Как вы уже поняли, ZX81 получил лишь небольшие изменения. Но даже этого было достаточно, чтобы компьютер разошелся тиражом, в 8 раз превышающим продажи ZX80.
ZX Spectrum

На 1982 год был запланирован запуск третьего поколения компьютера ZX. К хорошему, как говорится, быстро привыкаешь, поэтому даже несмотря на то, что ZX81 предлагал приличную функциональность при более чем скромной цене, от компьютера с рабочим названием ZX82 пользователи ожидали новых и инновационных «фишек». Основным отличием компьютера следующего поколения должна была стать поддержка цветного изображения, ибо ZX80 и ZX81 работали лишь с монохромной картинкой. На такой шаг во многом повлияло широкое распространение цветных телевизоров. В связи с этим название ZX82 было заменено на говорящее ZX Spectrum.

В аппаратной части ZX Spectrum претерпел несколько ключевых изменений. В роли центрального процессора по-прежнему выступал Zilog Z80A, но его частота была увеличена до 3,5 МГц. Объем ОЗУ и ПЗУ увеличился до 16 Кбайт каждый, причем количество оперативки могло и вовсе равняться 48 Кбайт. «Спектрум» действительно научился работать с цветным изображением благодаря появлению графического контроллера. Видеорежим поддерживал разрешение 256x192 точек и 8 цветов с двумя уровнями яркости. Также был предусмотрен вывод однобитного звука через встроенный динамик. По сути, это была обыкновенная «пищалка», которая ритмично пикала в играх. Внешний вид ZX Spectrum немного отличался от дизайна ZX80 и ZX81. Новый компьютер получил иную клавиатуру: мембрану сменили полноценные резиновые клавиши.

Ввод и загрузка программ осуществлялись с кассетного магнитофона, который подключался к компьютеру. У некоторых кассет даже была своего рода цифровая защита. Например, в комплекте с игрой поставлялся серийный номер, который позволял ее запустить.

«Спектрум» оказался таким же успешным, как и его предшественники. Стартовые цены на компьютеры по-прежнему оставались демократичными: версии с 16 Кбайт и 48 Кбайт ОЗУ оценивались в 125 и 175 фунтов стерлингов соответственно. А чуть позже они были снижены до 99,95 и 129,95 фунтов.

Впоследствии ZX Spectrum получил несколько обновлений. В июне 1984 года в продажу поступил компьютер ZX Spectrum+. От обычной версии он отличался обязательным наличием 48 Кбайт оперативной памяти, а также новой клавиатурой, которая получила дополнительную кнопку сброса. Несмотря на столь несущественные изменения, ZX Spectrum+ продавался лучше оригинальной модели. При этом некоторые продавцы жаловались на ненадежность устройства, утверждая, что процент неисправных компьютеров достигал целых 30%

ZX Spectrum 128, появившийся в 1986 году, разрабатывался совместно с испанской компанией Investronica. Дело в том, что испанское правительство обложило высоким налогом все импортные компьютеры с 64 Кбайт оперативной памяти и ниже, не поддерживающие испанский язык. Для Sinclair был важен весь европейский рынок, поэтому вместе с Investronica компания принялась за адаптацию «Спектрума» для Испании. Компьютер получил поддержку 128 Кбайт «оперативки», 32 Кбайт ПЗУ с улучшенным BASIC-редактором, трехканального звука через стандарт AY-3-8910, RGB-выхода на монитор и совместимости с MIDI.

В том же 1986 году все права на бренд и компьютеры Spectrum перешли к компании Amstrad. Новые модели получили различные суффиксы: +2, +3, +2А, +2В. В плане железа компьютеры Amstrad получали лишь небольшие модификации. Например, ZX Spectrum +2 обладал встроенным кассетным магнитофоном Datacoder. А в ZX Spectrum +3 магнитофон был заменен на флоппи-дисковод. Плюс эта модель стала первым «Спектрумом», который умел запускать операционную систему CP/M без дополнительного оборудования. Она стала, пожалуй, самой неоднозначной во всей линейке. Так, ОЗУ ZX Spectrum +3 отображалась на 64 Кбайт адресного пространства, что привело к несовместимости некоторых игр, написанных для оригинального ZX Spectrum.

Об аксессуарах для ZX Spectrum

Однако не только невысокая стоимость способствовала росту популярности ZX Spectrum. К компьютеру было выпущено огромное количество различных «примочек», которые значительно расширяли функциональность этого компьютера. Одним из таких устройств был ZX Printer, совместимый не только со «Спектрумом», но и с ZX80 и ZX81. Устройство подключалось к компьютеру при помощи системного разъема и использовало искровую технологию печати. В такой печати использовалась специальная черная бумага с алюминиевым напылением. Печатающая головка представляла собой две близко расположенные иглы, которые перемещались по ширине страницы. Для печати символов между иглами создавалось напряжение, и они прожигали бумагу в нужном месте. Всего в строке помещалось 32 символа. Сама идея печати в домашних условиях была по-настоящему революционной, однако реализовать ее в полной мере в ZX Printer не удалось из-за ненадежности устройства. Плюс технология искровой печати также проявила себя не с самой лучшей стороны: качество печати быстро снижалось, а поверхность бумаги была непрочной.

Еще одним интересным аксессуаром был модуль ПЗУ на основе закольцованной магнитной ленты под названием ZX Microdrive. Объем такого устройства составлял 16 Кбайт. Он позволял быстро загружать или сохранять ранее написанную программу. Однако ZX Microdrive так и не получил должного распространения. Пользователи предпочитали использовать проверенные временем, хоть и более медленные аудиокассеты.

Также Sinclair представила карты расширения ZX Interface 1 и ZX Interface 2. Изначально первая разрабатывалась как сетевой интерфейс для организации локальной сети в школах. Однако перед выпуском продукта была добавлена поддержка одновременной работы сразу до 8 устройств ZX Microdrive, и в дальнейшем интерфейс использовался преимущественно для подключения этих модулей ПЗУ. Что касается ZX Interface 2, то эта карта расширения имела разъемы для подключения двух джойстиков (да, Sinclair даже выпускала игровой джойстик для ZX Spectrum), разъем картриджа ПЗУ и интерфейс подключения ZX Printer. Но из-за высокой стоимости устройство продавалось неважно, а уже через год оно исчезло с прилавков магазинов.

Кроме этого, в продаже можно было найти множество аксессуаров от сторонних производителей. Например, специально для «Спектрума» выпускались такие девайсы, как синтезатор речи (Currah Microspeech), игровые джойстики, дополнительные цифровые клавиатуры и даже графический планшет и ударная установка (Cheetah SpecDrum). Впечатляет!
О программном обеспечении

Но, конечно, не за огромное количество различной периферии полюбили ZX Spectrum. На компьютере было относительно легко программировать. В первой половине 80-х это вызвало настоящий бум в индустрии программного обеспечения. Написанием программ занимались как и полноценные компании, так и программисты-одиночки. Развитие западного рынка ПО для ZX Spectrum можно разделить на три этапа.

Во время первого этапа, продолжавшегося с 1982 по 1984 годы, происходит количественный рост рынка. Крупных компаний еще не было, и созданием приложений занимались небольшие конторы или писатели-одиночки. При этом около 80% программного обеспечения составляли игры! Первые видеоразвлечения были достаточно примитивными: «графон» был не очень, да и сюжет тоже. Что интересно, уже в то время начало процветать пиратство.

Попробуем запустить ZX Spectrum в плате Марсоход2...

В начале восьмидесятых годов британская компания Sinclair Research Ltd выпустила домашний компьютер ZX Spectrum 48, главным достоинством которого, как и предыдущих моделей в лице Sinclair ZX80 и Sinclair ZX81 стала невысокая стоимость. Благодаря дешевизне, а также обилию разнообразных систем-клонов, ZX Spectrum обрёл огромную популярность, а на территории бывшего Советского Союза компьютер и вовсе получил культовый статус. Интерес к "Спекки" начал спадать во второй половине девяностых годов, когда пользователи начали массово переходить на более продвинутые персональные компьютеры, однако многие из тех, кто застал период расцвета ZX Spectrum, до сих пор помнят загрузку "полосами" картинки-заставки игр с аудиокассет. Именно игр – хотя ZX Spectrum и не был мощной платформой, а его возможности в плане вывода графики были сильно ограничены, для компьютера было выпущено немало видеоигр, некоторые из которых могли приковать к монитору на долгие часы.

Вот так выглядел оригинальный ZX Spectrum снаружи...

...и внутри

В основе ZX Spectrum лежал процессор Zilog Z80 с частотой 3.5 МГц. Впоследствии появлялись модификации компьютера, оснащённые специальной кнопкой, разгонявшей CPU до 7 и даже до 14 МГц. Также оригинальная версия ZX Spectrum могла иметь 16 или 48 Кбайт оперативной памяти, однако позже была выпущена модель с 128 Кбайт памяти. Интересно, что разрядность адресной шины не позволяла Спекки работать напрямую с таким объёмом ОЗУ, и в архитектуре компьютера появились "костыли" в виде страничной адресации.

Кстати говоря, название "Spectrum" выбрано не случайно – это должно было подчеркнуть возможность вывода цветного изображения. В палитру входило 8 цветов: синий, красный, фиолетовый, зелёный, голубой, жёлтый, белый и чёрный. Каждый цвет мог иметь один из двух уровней яркости (на чёрный это не распространялось), таким образом, всего ZX Spectrum мог воспроизводить до 15 различных цветов и оттенков. В ОЗУ компьютера целых 6912 байт памяти было выделено для видеоданных. Из них 6144 байта предназначались для отрисовки картинки с разрешением 256 х 192 пикселя (плюс "бордюр", который, правда, памяти не занимал), а ещё 768 байт определяли атрибуты "знакоместа" размером 8 на 8 точек – это были цвета "фона" и "рисунка", яркость и мигание. В ПЗУ ZX Spectrum был вшит интерпретатор языка BASIC (точнее говоря, Sinclair BASIC), а также простейшие реализации интерфейсов вывода текста, арифметических вычислений, клавиатуры, магнитофона, принтера и прочей периферии.

Палитра ZX Spectrum насчитывает всего 15 цветов

Во времена расцвета популярности ZX Spectrum существовало несчётное множество его "клонов" – компьютеров, к оригинальному детищу Sinclair Research Ltd отношения не имеющих, но использующих аналогичную по функциональности элементную базу и, соответственно, программное обеспечение. Некоторые из клонов собирались радиолюбителями из доступных деталей, что приводило к разнообразным упрощениям, другие, напротив, подвергались всякого рода модернизациям, позволявшими расширить возможности работы с памятью или графикой.

Кто сказал, что ZX Spectrum не пригоден для развлечений?

В новом тысячелетии "Спектрум" возродился в разнообразных программных эмуляторах, в последние годы добравшихся до планшетов и смартфонов. Но особняком среди эмуляторов остаются реализации ZX Spectrum на ПЛИС , которых, надо заметить, в природе тоже существует немало. Почему бы не создать свою версию знаменитого компьютера и для платы Марсоход2 ?

За основу проекта я решил взять оригинальный обучающий материал за авторством Ewgeny7 , который простым языком объясняет разнообразные аспекты языка VHDL на примере непосредственно создания ZX Spectrum. Данная реализация отличается простотой и опирается на ядро T80 (воплощение Z80 на языке VHDL), но предполагает использование микросхемы SRAM в качестве ОЗУ. На плате Марсоход2 установлена памяти типа SDRAM, что несколько осложняет задачу портирования, и именно решению этих трудностей будет посвящена вторая часть настоящей статьи.

Из предыдущего материала, который повествует об основных особенностях архитектурного устройства памяти SDRAM , мы знаем, что для этого типа ОЗУ характерны разнообразные задержки, а чтение или запись данных обычно представляет собой целую последовательность действий, которую выполняет специальный контроллер. С задержками я решил бороться путём увеличения тактовой частоты, подаваемой на микросхему памяти, относительно частоты самого "Спектрума": если последний довольствуется 14 МГц (и это "пиксельклок", используемый для вывода видеоданных, для самого процессора частота в итоге понижается до 3.5 МГц), то память работает на 70 МГц. Это позволяет надеяться, что за время между моментом, когда процессор запросит данные из ОЗУ, и моментом, когда он попытается считать эти данные со своей входной шины, контроллер успеет произвести все необходимые операции и извлечь нужную порцию информации из микросхемы SDRAM.

После необходимой "подмены", компиляции проекта и прошивки его в плату, Марсоход2 порадовал не серым экраном с лаконичной подписью компании-разработчика ZX Spectrum, а безобразной кашицей из цветов всей небогатой палитры этого компьютера. Анализ проблемы показал, что расчёты, выполненные в предыдущем абзаце, не совсем точны: если процессор действительно не замечает задержек, то видеоданные не успевают считываться из памяти даже на высокой частоте. Это связано с тем, что на чтение видеоданых выделяется крайне небольшое по продолжительности "окно", во время которого процессор бездействует и как бы отключается от общей шины памяти. Таким образом, попытки нарастить частоту памяти нужного эффекта не дали, а значит к решению проблемы нужно подходить с другой стороны.

Для начала отвлечёмся и посмотрим, как устроена память ZX Spectrum. Все данные существуют в едином адресном пространстве. Первую его часть – 16384 байта (0000h-4000h) – занимает ПЗУ, следом располагаются 6912 байт памяти видеоданных (4001h-5B00h), а оставшийся диапазон адресов уже используется непосредственно для ОЗУ.

После инициализации ПЗУ в ПЛИС на плате Марсоход2 остаётся ещё достаточно свободной памяти, которую я решил использовать в для размещения видеоданных. Для этого при помощи MegaWizard Plug-In Manager был создан модуль двухпортового ОЗУ на 8192 байта – этого более чем достаточно для размещения всех видеоданных. Основной модуль проекта пришлось расширить новыми выводами, которые будут интерфейсом взаимодействия между "Спектрумом" и видеопамятью. В целом, верхний модуль проекта выглядит так (кликнуть по изображению, чтобы увеличить):

Для управления новыми выводами потребовалось добавить немного логики. Так, данные на выходе video_wr_data будут браться с выходной шины процессора только тогда, когда процессор запрашивает запись по адресу из диапазона 4001h-5B00h. При этих же условиях будет активироваться сигнал video_wr_en , разрешающий запись данных в память, и, соответственно, video_wr_adr , отвечающий за передачу адреса данных видеопамяти, будет принимать значение младших 13 бит адресной шины процессора, если она обращается всё к тому же диапазону. Когда потребуется вывести видеоданные на экран, будет активирован сигнал video_rd_en , разрешающий чтение из памяти. Разумеется, сами данные будут браться с входа video_rd_data .

Очередная попытка скомпилировать проект и прошить его в плату, и мы можем наблюдать на экране такую картину:

ZX Spectrum в плате Марсоход2 загрузился и ожидает ввода команд!

Исходные данные этого проекта можно загрузить по ссылке:

Кстати говоря, проект обладает потенциалом для дальнейших улучшений: можно попробовать заменить ПЗУ на прошивку от более продвинутой модели "Спектрума" (требуется соответствующий образ с расширением.hex или.mif), что позволит, например, работать с большим объёмом оперативной памяти; добавить вывод звука и возможность загрузки программ с внешних устройств.

На этом статья подходит к концу. Если материал будет интересен, то я постараюсь вернуться к теме в ближайшее время и реализовать какие-нибудь улучшения для "Спектрума". Как всегда, вопросы, отзывы и пожаления можно оставить в комментариях.

  • Tags:

Комментарии

1 #35 aamor 30.06.2019 09:29

Цитата:

Каждый цвет мог иметь один из двух уровней яркости (на чёрный это не распространялось), таким образом, всего ZX Spectrum мог воспроизводить до 15 различных цветов и оттенков.

Распространялось. Но возможно не во всех моделях и эмуляторах (в некоторых эмуляторах нет и яркого синего). В эмуляторах ZXSpin и EmuZWin возможно отрегулировать желательный уровень палитры. В самих же программах яркий чёрный цвет предполагался. Всё таки стоит усовершенствовать эмуляторы, чтобы палитра была из целых 16 цветов.

2 #18 Chaosorg 26.03.2015 13:43

Цитирую gameuser:

Комп отжил свое.


Оппа. Ёоу. Йе...

Спектрум - детство. Детство. Оно бессмертно. Бессмертно. Просто морщится, сохнет, забывается. Но оно нам нравится, хотя... ссыхается...

Зеленые деревья, синее небо, пульс бытия, уф...
Запах канифоли, Светы по подъезду, Лены по курсу первому, Иры по потоку, Юноны (тоже бывает такое)...

Спектрум познаваем. Могу пощупать все с точностью - вплоть до транзистора, резистора, другой реальной фигни аппаратной.

И софт такой же...

Все заметили - экзамен про АПИ фирменные - зачем? - , даешь опенсорс, web, javascript, шейдеры

Все тоскуют по понятному - к тому и движемся...

Развитие компьютерного рынка в 70-х годах находилось в начальной стадии. Индустрия была еще далека от того, чтобы сделать этот продукт массовым. Поэтому в своем большинстве компьютеры представляли собой сложные устройства, предназначенные для выполнения каких-либо масштабных задач. Но к концу десятилетия люди задались вопросом: «А почему бы не использовать эти машины в качестве инструмента для развлечений?» Их голоса были услышаны, и некоторые производители занялись выпуском специальных наборов для самостоятельной сборки игровой системы. Однако минусы такого подхода значительно перевешивали его немногочисленные плюсы. Во-первых, такие наборы было очень сложно найти в продаже. Во-вторых, даже если это и удавалось, то их стоимость находилась за гранью разумного. За те деньги, которые просили за набор, вполне реально было приобрести неплохой поддержанный автомобиль. Ну и в-третьих, для таких наборов существовало откровенно мало программного обеспечения. Зачем пользователю тратить несколько тысяч долларов на компьютер, для которого нет ни одного крутого приложения? Словом, для развития идеи создания устройства для отдыха и развлечений нужен был другой подход. Один из них предложила британская компания Sinclair Research, возглавляемая Клайвом Синклейром (Clive Sinclair).

Клайв Синклейр

Идея фирмы заключалась в создании максимально простого и доступного компьютера, который бы сочетал в себе легкость освоения и программирования и, конечно же, невысокую цену. Это должно было решить главную проблему вышеупомянутых наборов для создания ПК - отсутствие программной базы. Простота в работе позволила бы пользователям самостоятельно писать многочисленные приложения. Именно таким путем и пошла компания Sinclair Research при разработке своего компьютера ZX Spectrum. Однако, прежде чем приступить к рассказу о легенде, мы уделим немного внимания истории самой Sinclair Research.

История Sinclair Research

Клайв Синклейр создал компанию под названием Sinclair Radionics в 1961 году. Поначалу напарников у него не было - свой бизнес он развивал в одиночку. Клайв занимался тем, что продавал радиодетали по почте (Sinclair Radionics даже выпустила несколько успешных радиоконструкторов). При этом Синклейр пытался запустить несколько инновационных устройств. Например, в 1970 году был представлен проигрыватель виниловых пластинок необычной конструкции. Вместо традиционной круглой опоры для пластинок в нем использовалась треугольная конструкций с установленными на вершинах гирьками. По словам Синклейра, это снижало вибрации, передаваемые от опоры к воспроизводящей головке, а также препятствовало загрязнению самой виниловой пластинки. Тем не менее интерес к разработке почти никто не проявил, а устройство так и не добралось до прилавков магазинов. Точнее, до почтового прилавка самого Синклейра.

Неудачную судьбу необычного проигрывателя повторил и Hi-Fi-усилитель Neoteric 60. В то время конкуренция в этом сегменте была чрезвычайно высокой, и Синклейр пытался завоевать рынок с помощью необычных продуктов, коим и являлся Neoteric 60. Однако компании вновь не повезло - Hi-Fi-усилитель продавался из рук вон плохо.

Усилитель Neoteric 60

Может сложиться впечатление, что первое десятилетие компании ознаменовалось исключительно провальными проектами. Однако финансовые отчеты говорят об обратном: к 1971 году годовой оборот фирмы составлял 560 тысяч фунтов стерлингов с чистой прибылью 90 тысяч фунтов. При этом штат компании пополнился 50 новыми сотрудниками. Дела шли в гору.

1970-е годы можно смело называть «калькуляторной эпохой» Sinclair. В это время компания выпустила две модели карманных калькуляторов. Одна из них стала первым коммерчески успешным продуктом. Этому даже не смогло помешать большое число недостатков устройства, в том числе и их ненадежность. Вторая модель предназначалась для более серьезного рынка, но так на нем и не закрепилась. Изначально она создавалась просто как устройство с расширенным набором функций, однако Синклейр предпринял попытку превратить гаджет в офисный компьютер, и эта попытка с треском провалилась.

Калькулятор Sinclair

Компьютер ZX80

Во второй половине 70-х годов в Sinclair Research началась разработка недорогого бытового компьютера. За проект отвечал инженер Джим Вествуд (Jim Westwood). В 1980 году процесс создания устройства был окончен. Появился ZX80. Это был первый в мире компьютер, чья стоимость не превышала сотни фунтов стерлингов. Также в продаже можно было найти ZX80 в виде набора для самостоятельной сборки. Эта версия и вовсе стоила 79,95 фунтов.

Столь низкой цены разработчикам удалось достичь за счет упрощения элементной базы и использования достаточно примитивных комплектующих. В роли центрального процессора использовался популярный на тот момент Zilog Z80 с частотой 3,25 МГц. А если быть более точным, то клон этого «камня», произведенный компанией NEC. Плюсов у кристалла было несколько. Он не только обладал низкой стоимостью, но и (благодаря своей внутренней архитектуре) требовал меньшее количество микросхем логики. Объем оперативной памяти составлял всего 1 Кбайт, но этого было достаточно для запуска необходимых пользователю программ. Плюс существовала возможность установить дополнительно до 16 Кбайт оперативки в виде карт расширения. Объем ПЗУ составлял 4 Кбайт, и в него уже был вшит язык программирования Sinclair BASIC. А для хранения написанных программ использовались обычные магнитофон и аудиокассеты.

Так выглядел ZX80

Интересно, что ZX80 не имел видеоконтроллера. Изображение формировалось с минимальным участием железа - операция выполнялась, прежде всего, за счет программной части. Главным и очень существенным недостатком такого подхода стало то, что ZX80 умел показывать картинку лишь в те моменты, когда не был занят выполнением программы. Прежде чем отобразить новую графику, экран попросту гас. Кстати, спецификации ZX80 не предусматривали использования какого-либо специального монитора, в качестве экрана выступал обыкновенный телевизор, что также было плюсом для простых юзеров.

Что касается «экстерьера» ZX80, то своим внешним видом компьютер скорее напоминал игровую приставку, нежели компьютер. Это была небольшая пластиковая коробочка белого цвета, с расположенной на ней мембранной клавиатурой, на которой не было символов, только команды. Пользователь просто нажимал кнопку регистра и выбирал подходящую бейсик-команду. Это значительно упрощало процесс написания программ.

Несмотря на свои недостатки, ZX80 стал чрезвычайно успешным. Конечно, главную роль в этом сыграла и стоимость гаджета. Уже в первые месяцы после релиза на покупку ZX80 образовалась очередь и наблюдался дефицит устройств, чего в Sinclair Research никак не ожидали.

Компьютер ZX81

В 1981 году было представлено следующее поколение компьютера под названием ZX81. Стоимость была снижена еще больше: теперь набор для самостоятельно сборки можно было приобрести по смехотворной цене в 49,95 фунтов стерлингов. Готовый компьютер был несколько дороже и стоил 69,99 фунтов, что все равно было дешевле аналогичной версии ZX80. Кстати, ZX81 стал первым устройством Sinclair, которое реализовывалось не только по почте, но и через розничные сети. Что касается технических характеристик, то «сердцем» компьютера был все тот же процессор Z80 производства NEC с частотой 3,25 МГц. Объем оперативной памяти остался прежним (1 Кбайт), что вызвало особое недовольство у пользователей. Столь скромное количество «мозгов» сильно ограничивало возможности при создании новых приложений. Решить проблему могли карты расширения, которые увеличивали емкость ОЗУ до 16 Кбайт, однако стоимость некоторых из них была сопоставима с ценой самого ZX81. Объем ПЗУ вырос до 8 Кбайт, а встроенный язык Sinclair BASIC обзавелся поддержкой арифметики с плавающей запятой.

ZX81 получил корпус черного цвета

Что интересно, ZX81 вновь не получил видеоконтроллера. Чтобы хоть как-то компенсировать его отсутствие, в Sinclair придумали два режима работы: медленный и быстрый. В быстром режиме ZX81 работал так же, как и его предшественник ZX80. То есть во время выполнения программы изображение пропадало с экрана. В медленном режиме экран не гас, но на обработку программного кода уходило примерно в 4 раза больше времени. Внешне ZX81 несильно отличался от ZX80. Пластиковый корпус компьютера стал черным, а мембранная клавиатура, получившая немного иную конфигурацию клавиш, для удобства осталась белой.

Как вы уже поняли, ZX81 получил лишь небольшие изменения. Но даже этого было достаточно, чтобы компьютер разошелся тиражом, в 8 раз превышающим продажи ZX80.

ZX Spectrum

На 1982 год был запланирован запуск третьего поколения компьютера ZX. К хорошему, как говорится, быстро привыкаешь, поэтому даже несмотря на то, что ZX81 предлагал приличную функциональность при более чем скромной цене, от компьютера с рабочим названием ZX82 пользователи ожидали новых и инновационных «фишек». Основным отличием компьютера следующего поколения должна была стать поддержка цветного изображения, ибо ZX80 и ZX81 работали лишь с монохромной картинкой. На такой шаг во многом повлияло широкое распространение цветных телевизоров. В связи с этим название ZX82 было заменено на говорящее ZX Spectrum.

В аппаратной части ZX Spectrum претерпел несколько ключевых изменений. В роли центрального процессора по-прежнему выступал Zilog Z80A, но его частота была увеличена до 3,5 МГц. Объем ОЗУ и ПЗУ увеличился до 16 Кбайт каждый, причем количество оперативки могло и вовсе равняться 48 Кбайт. «Спектрум» действительно научился работать с цветным изображением благодаря появлению графического контроллера. Видеорежим поддерживал разрешение 256x192 точек и 8 цветов с двумя уровнями яркости. Также был предусмотрен вывод однобитного звука через встроенный динамик. По сути, это была обыкновенная «пищалка», которая ритмично пикала в играх. Внешний вид ZX Spectrum немного отличался от дизайна ZX80 и ZX81. Новый компьютер получил иную клавиатуру: мембрану сменили полноценные резиновые клавиши.

Ввод и загрузка программ осуществлялись с кассетного магнитофона, который подключался к компьютеру. У некоторых кассет даже была своего рода цифровая защита. Например, в комплекте с игрой поставлялся серийный номер, который позволял ее запустить.

«Спектрум» оказался таким же успешным, как и его предшественники. Стартовые цены на компьютеры по-прежнему оставались демократичными: версии с 16 Кбайт и 48 Кбайт ОЗУ оценивались в 125 и 175 фунтов стерлингов соответственно. А чуть позже они были снижены до 99,95 и 129,95 фунтов.

Впоследствии ZX Spectrum получил несколько обновлений. В июне 1984 года в продажу поступил компьютер ZX Spectrum+. От обычной версии он отличался обязательным наличием 48 Кбайт оперативной памяти, а также новой клавиатурой, которая получила дополнительную кнопку сброса. Несмотря на столь несущественные изменения, ZX Spectrum+ продавался лучше оригинальной модели. При этом некоторые продавцы жаловались на ненадежность устройства, утверждая, что процент неисправных компьютеров достигал целых 30%.

Компьютер ZX Spectrum+

Компьютер ZX Spectrum+

ZX Spectrum 128, появившийся в 1986 году, разрабатывался совместно с испанской компанией Investronica. Дело в том, что испанское правительство обложило высоким налогом все импортные компьютеры с 64 Кбайт оперативной памяти и ниже, не поддерживающие испанский язык. Для Sinclair был важен весь европейский рынок, поэтому вместе с Investronica компания принялась за адаптацию «Спектрума» для Испании. Компьютер получил поддержку 128 Кбайт «оперативки», 32 Кбайт ПЗУ с улучшенным BASIC-редактором, трехканального звука через стандарт AY-3-8910, RGB-выхода на монитор и совместимости с MIDI.

В том же 1986 году все права на бренд и компьютеры Spectrum перешли к компании Amstrad. Новые модели получили различные суффиксы: +2, +3, +2А, +2В. В плане железа компьютеры Amstrad получали лишь небольшие модификации. Например, ZX Spectrum +2 обладал встроенным кассетным магнитофоном Datacoder. А в ZX Spectrum +3 магнитофон был заменен на флоппи-дисковод. Плюс эта модель стала первым «Спектрумом», который умел запускать операционную систему CP/M без дополнительного оборудования. Она стала, пожалуй, самой неоднозначной во всей линейке. Так, ОЗУ ZX Spectrum +3 отображалась на 64 Кбайт адресного пространства, что привело к несовместимости некоторых игр, написанных для оригинального ZX Spectrum.

Компьютер ZX Spectrum +2

Об аксессуарах для ZX Spectrum

Однако не только невысокая стоимость способствовала росту популярности ZX Spectrum. К компьютеру было выпущено огромное количество различных «примочек», которые значительно расширяли функциональность этого компьютера. Одним из таких устройств был ZX Printer, совместимый не только со «Спектрумом», но и с ZX80 и ZX81. Устройство подключалось к компьютеру при помощи системного разъема и использовало искровую технологию печати. В такой печати использовалась специальная черная бумага с алюминиевым напылением. Печатающая головка представляла собой две близко расположенные иглы, которые перемещались по ширине страницы. Для печати символов между иглами создавалось напряжение, и они прожигали бумагу в нужном месте. Всего в строке помещалось 32 символа. Сама идея печати в домашних условиях была по-настоящему революционной, однако реализовать ее в полной мере в ZX Printer не удалось из-за ненадежности устройства. Плюс технология искровой печати также проявила себя не с самой лучшей стороны: качество печати быстро снижалось, а поверхность бумаги была непрочной.

Еще одним интересным аксессуаром был модуль ПЗУ на основе закольцованной магнитной ленты под названием ZX Microdrive. Объем такого устройства составлял 16 Кбайт. Он позволял быстро загружать или сохранять ранее написанную программу. Однако ZX Microdrive так и не получил должного распространения. Пользователи предпочитали использовать проверенные временем, хоть и более медленные аудиокассеты.

Модуль ПЗУ ZX Microdrive

Кассета для ZX Spectrum

Также Sinclair представила карты расширения ZX Interface 1 и ZX Interface 2. Изначально первая разрабатывалась как сетевой интерфейс для организации локальной сети в школах. Однако перед выпуском продукта была добавлена поддержка одновременной работы сразу до 8 устройств ZX Microdrive, и в дальнейшем интерфейс использовался преимущественно для подключения этих модулей ПЗУ. Что касается ZX Interface 2, то эта карта расширения имела разъемы для подключения двух джойстиков (да, Sinclair даже выпускала игровой джойстик для ZX Spectrum), разъем картриджа ПЗУ и интерфейс подключения ZX Printer. Но из-за высокой стоимости устройство продавалось неважно, а уже через год оно исчезло с прилавков магазинов.

Так выглядел ZX Interface 1

Кроме этого, в продаже можно было найти множество аксессуаров от сторонних производителей. Например, специально для «Спектрума» выпускались такие девайсы, как синтезатор речи (Currah Microspeech), игровые джойстики, дополнительные цифровые клавиатуры и даже графический планшет и ударная установка (Cheetah SpecDrum). Впечатляет!

О программном обеспечении

Но, конечно, не за огромное количество различной периферии полюбили ZX Spectrum. На компьютере было относительно легко программировать. В первой половине 80-х это вызвало настоящий бум в индустрии программного обеспечения. Написанием программ занимались как и полноценные компании, так и программисты-одиночки. Развитие западного рынка ПО для ZX Spectrum можно разделить на три этапа.

Во время первого этапа, продолжавшегося с 1982 по 1984 годы, происходит количественный рост рынка. Крупных компаний еще не было, и созданием приложений занимались небольшие конторы или писатели-одиночки. При этом около 80% программного обеспечения составляли игры! Первые видеоразвлечения были достаточно примитивными: «графон» был не очень, да и сюжет тоже. Что интересно, уже в то время начало процветать пиратство.

Третий этап захватил 1988-1993 годы. На этот период пришелся закат ZX Spectrum как игровой платформы. Компьютер устаревал, и пользователи переходили на использование других систем. Разработчики также переключились со «Спектрума» на более современные платформы. Тем не менее в эти годы увидело свет множество интересных игр. Например, со временем была реализована демо-версия легендарной Doom. Производительности компьютера немного не хватало для быстрой работы шутера, поэтому «спектровская» вариация использовала чересстрочную развертку, убирающую каждую четную линию пикселов, что повышало скорость отрисовки сцен.

ZX Spectrum в России

Перечисленная выше этапность не относится к постсоветскому пространству, так как многие компьютеры (точнее, их клоны) попали в СССР лишь во второй половине 80-х годов. И в отличие от Западной Европы, где наряду с ZX Spectrum отлично продавались другие компьютеры (те же Atari и Commodore), в стране советов устройство Sinclair было единоличным лидером продаж. Почему? Причина, прежде всего, кроется в низкой стоимости «Спектрума»: компьютер не облагался пошлинами, поэтому был доступен многим советским гражданам. Компьютеры Atari и Commodore проделывали огромный путь, прежде чем попасть на прилавки советских магазинов, а их цена была значительно. Кроме того, выяснилось, что большинство деталей «Спектрума» при необходимости можно заменить отечественными, что делало компьютер ремонтопригодным. По большому счету, единственным незаменимым компонентом системы оставался лишь процессор Z80.

Отечественный клон ZX Spectrum

Отставал в своем развитии от европейского и рынок программного обеспечения. В конце 80-х и начале 90-х годов подавляющее большинство программ ввозилось из-за рубежа, в основном через Польшу. Естественно, ни о каких авторских правах не могло быть и речи - почти всё ПО было пиратским. Процент лицензионной продукции был чрезвычайно мал.

Первое время основным занятием программистов был перенос игр с кассет на диски. Эта операция заключалась во взломе кассетного загрузчика, переноса всех данных с кассеты на диск и написании дискового загрузчика. Но постепенно акцент сместился в сторону написания собственных приложений. Пик развития «спектрумовского» геймдева в России пришелся на 1995 год. В это время создавалось наибольшее число игр, при этом были локализованы и многие иностранные проекты. В последующие годы на отечественном рынке ПО для ZX Spectrum наблюдался спад, и в итоге к 2001-2002 году среди пользователей компьютера остались лишь энтузиасты.

Заключение

ZX Spectrum по праву считается легендарным компьютером, особенно для всего постсоветского пространства. «Спектрум» оставил огромный след в истории IT-индустрии, а в России для многих стал первым домашним компьютером. Можно даже сказать, что эпоха ZX Spectrum воспитала первое поколение отечественных IT-специалистов. К сожалению, в свое время Sinclair решила не выпускать преемника «Спектруму», сосредоточившись на других видах исследовательской деятельности. Тем не менее память о ZX Spectrum жива до сих пор. И по сей день можно встретить энтузиастов, экспериментирующих с этим поистине культовым компьютером.

12:18 am - Синклер ZX Spectrum в позднем СССР.

Самым популярным домашним компьютером в позднем СССР был синклер.
Он работал в компьютерных классах, кооперативах, игровых залах. Многие из нынешних программистов
начинали с него.

Разработка

"...Все работы велись в ОКБ Львовского Политехнического института - секретное, режимное предприятие в то время, ныне (1999) называется НИКИ ЭЛВИТ (Научно-Исследовательский Конструкторский Институт Электронно-Вычислительной Измерительной Техники) госуниверситета "Львовская Политехника"

Инициатором перевоплощения фирменного "Спектрума" в отечественный можно считать Эдуарда Андреевича Марченко. Он выступил дизайнером корпуса компьютера и впервые подключил "Спектрум" к телевизору через антенный вход. Тем не менее он не так уж горд своими свершениями.

По словам Марченко, знай он, что со всех предприятий Союза начнут пропадать микросхемы памяти РУ5, растаскиваемые спектрумистами-самоделкиными (причём в таких масштабах, что стало невозможным выполнение некоторых госзаказов), он бы ещё хорошенько подумал, прежде чем способствовать популярности "Спектрума".Первым полностью воспроизвёл "Спектрум" Юрий Дмитриевич Добуш: он изучил и разобрал на доступные в СССР детали фирменную и особо секретную микросхему ULA, в которой фактически и содержался весь компьютер, не считая памяти, процессора и пары мультиплексоров.Также в разработке принимали участие Евгений Евгеньевич Натопта, занимавшийся программной частью компьютера, и Олег Васильевич Старостенко - создатель первой печатной платы "Львова".

"Как возникла идея копировать Спектрум, и почему именно Спектрум? Дело в том, что тогда уже витала в воздухе потребность в компьютере такого класса, особенно, была необходимость в разработке чего-нибудь с графикой. Тогда еще не было такого понятия, как домашний компьютер. Просто компьютер, который бы имел хорошую графику. Это раз. Кстати сказать, я до сегодняшнего дня удивляюсь и восхищаюсь тем, насколько оригинально придуман экран (экранная память /авт./) в Спектруме! Нужно было чтоб это был компьютер с достаточным количеством программных средств, в частности, игр, и чтоб они были доступны. Это два. Что было третьим?

Наверное то, что IBM"кой тогда начали заниматься в Киеве. И она была очень громоздкой и дорогой. Поэтому возник вопрос, как сделать что-то компактное, удобное, дешевое, и одновременно надежное. Тогда дисководов нормальных не было. Единственное, что появилось, - машина СМ 1800 с 8-ми дюймовыми дисководами, ими постоянно нужно было клацать, и это была такая бандура... Использование же в системе магнитофона было достаточно удобным. Спектрум не создавался как бытовой компьютер или как компьютер для игр. Он создавался как система проектирования для разработки и отлаживания программ на 580-м процессоре.

Был такой Женя, где-то он имел контакты. Кто-то из иностранных студентов привез фирменный Спектрум сюда, в ОКБ. Этот Женя контактировал с Натоптой Евгением Евгеньевичем, который, увидев этот компьютер, попросил Женю взять его себе домой поиграться... Мы берем с работы 99-й осциллограф, тащим его туда и буквально проходим по всем ножкам, зарисовываем осциллограммы этой ULA"шки. Кроме того, у нас была информация по структуре программного обеспечения: буквально был исписан один листок. Еще мы считали информацию из ROM компьютера. И начали работать. Евгений Евгеньевич Натопта занимался программным обеспечением, а я, молодой еще тогда специалист, - конкретно железом. Собственно разработкой. По осцилограммам восстанавливал схему.

Это было недолго. Месяц максимум.... Но мы работали! Мы работали так: с утра приходишь в девять, и до одиннадцати, пока не выгонял охранник, и в субботу, и в воскресенье. Вот это была работа! Кстати, интересный у нас тогда был подход к синтезу схемы: мы не рисовали схему - мы ее паяли. И вся схема всегда была в голове. Уже, как она заработала, так ты к ней и не возвращался, главное, чтобы работала. Тяжело было эту рутину сделать - нарисовать схему. Синклер еще интересен тем, что он был очень компактный и достаточно мощный по тем временам.

Смотрели мы его на таком маленьком телевизоре (показывает размер телевизора - чуть больше ладони), который стоял на компьютере, компьютер - это была плата с напаянными проводками.

Это уже потом можно было по разному изощряться, но мы повторяли осциллограмму один в один - боялись, что программа может не заработать. У нас были специфичные врезки в RAS"ы и CAS"ы. Была целая система хитростей, которая позволяла все сделать оптимально. И мы старались максимально вы- держать все так, как оно было в оригинале. Это потом уже люди начали думать: есть схема и пробовали сделать по другому. Кро- ме того, мы использовали ту элементную ба- зу, которая у нас была в наличии. Напри- мер, только через полгода в продаже появи- лись восьмиразрядные регистры ИР22, ИР23. Тогда их еще не было. Поэтому там так мно- го ИР16. И что характерно, я старался сделать компьютер с тем же потреблением, что и у оригинала. И это удалось!

Я помню, там стояла 176 серия, для некотрых фрагментов схемы ставилась задача не только реализовать, но и оптимизировать. Некотрые были с такими закрутами! Помню, делал счетчик на 176ИР2, так там было так закручено, что я иногда удивляюсь, как мне в голову пришло так все сделать. ... Вместе с нами шел только Каунас. Но Каунас опоздал с разработкой, хотя их первый вариант раньше начал работать. Натопта с ними контактировал и кое- какие зарисовки были от них, там тоже были свои наработки. Это была паралельная работа, но у них не получилось синтезировать всю схему. Мы отдали им свою схемотехнику и тогда они смогли закончить работу. У них были проработки, где-то вырвали какие-то кусочки по структуре программ, где какая память размещена. Я помню, карты памяти были привезены из Каунаса. Это дало нам возможность работать быстрее. А потом мы завезли им свою схемотехнику. Затем появились ленинградские, новосибирские...

(Программы)Копировали непосредственно с магнитофона на магнитофон. Потом уже появились программы копирования, через два года уже кто-то начал писать эти программы. Я лично этим уже не занимался. Мы тогда ставили вопрос, как сделать аппарат для копирования. Но там уже стоял вопрос скорости ленты. Первая копия нормально, потом вторая, третья: все хуже и хуже. Мы буквально полгода еще этим побаловались и забыли вообще, как это всегда бывает. Кроме того, были проблемы по работе - нас за это, мягко говоря, не похвалили. Не непосредственно наше начальство, а органы. Нет, вообще нельзя было тогда что-то сделать. Главное, что мы были режимной организацией. Поэтому, возможно, о нас ничего и не слышали.

Очень мало программ было. Я помню, их можно было еще коллекционировать - две, три, четыре... Помню, имел около пятидесяти кассет за два года. Кcтати, так же как и на IBM"ке когда-то коллекционировал все программки, какие только были - все помещалось в одну коробку, пятидюймовки, 360 килобайт. Что интересно, когда они создали этот макет, тут же нашлись энтузиасты, такие как Старостенко Олег Васильевич, который работал в этой же группе. Он и взялся это все воплотить в "металле" - печатные платы и прочее, прочее. Во-первых, его задача была по этим висящим и торчащим из макетницы проводкам воспроизвести принципиальную схему, развести плату и т.д. Он полгода над этим работал.

Когда Олег Васильевич уже сделал печатную плату, то с ее появлением появился и первый компьютер. Это был 84-85 год. И первый этот вариант он же и вывез в Москву своим заказчикам. У него были друзья в Москве и Ленинграде, вероятно, что он туда ее и потащил. Важно, что уже был работающий компьютер, и это вселяло уверенность, что все пойдет. А ведь когда ставились первые микросхемы, то они по техническим характеристикам не проходили. Это был тоже своего рода риск.

Говорили, что отечественные РУ5-е вообще не должны были там работать. Так они вообще никогда не работали. Ну РУ6-e потом начали работать, а РУ5-е я не помню, чтобы они работали. Ну, вроде бы работает, но сбоит. Сбоит. По той жа причине СМ1800-е постоянно сбоили, постоянно ломались. На наших микросхемах ничего нормального сделать нельзя было, особенно память. Это была катастрофа. Я еще припоминаю, мы такие толстенные шины питания ставили и конденсаторы сверху навешивали - это ужас. У меня еще где-то такие платы есть. Чем характерна наша "память", что там внутри конденсаторы стоят, и во время регенерации, во время фронтов, за счет их перезарядки она очень сильно потребляла, и там такие "звоны" были... Что мы только ни делали: и многослойные, и развязки как только ни ставили, даже фирмы тогда рекомендовали, как разводить матрицу, как проводники пускать. Самое плохое, что наши конденсаторы имели большую индуктивность выводов и они для фильтрации не годились. С этим мы столкнулись уже на IBM"ке..."

настоящий фирменный Синклер http://demin.ws/blog/russian/2012/09/01/sinclair-zx-spectrum/

Производство:
Источник: как оно было в Ленинграде: http://habrahabr.ru/post/118474/
Впервые стихийный рынок начал формироваться у магазина «Юный техник», что в доме 55 по Краснопутиловской еще в 80-ых годах прошлого века. Причиной было то, что во времена тотального дефицита на весь Питер было всего несколько магазинов продававших радиодетали вообще, да и ассортиментом они не блистали. По этому в выходные дни у входа в магазин собирались люди, и пытались что-то купить или продать. Причем делалось все это из подполы, т.к. деятельность считалась незаконной, и частенько эту «толпу» из 30-40 человек милиция гоняла. По этому кто-то стоял скажем с инструкцией от магнитофона в руках, кто-то держал список имеющихся транзисторов приколотой к подкладке пиджака. В общем все, как в фильме «Иван Васильевич меняет профессию».

В Ташкенте, например, это были радио ряды на Тезиковке (толкучка). На расстеленной газетке выкладывались детали, платы, инструкции по эксплуатации, Цэшки,комплекты деталей итд. Базарком собирал по 50 копеек за место.

Платы были промышленного изготовления, отдельно продавались различные кнопки на клавиатуру и наклейки на них. Для изготовления корпуса использовали кто что мог, например пластмассовые коробки для фотопленки или бижутерии.

Иногда в "Юном технике" покупали набор для сборки усилителя, использовали его корпус и трансформатор. Джойстик делали из тонарма, 5-ти микровыключателей и резиновой ручки для руля мотоцикла.

Синклер подключался через тумблер непосредственно на видеовход кинескопа телевизора.

БК - семейство советских 16-разрядных домашних и учебных компьютеров.Производился серийно с января 1985 года. В 1990 году розничная цена на БК 0010-01 в сети фирменных магазинов «Электроника» составляла 650 рублей

Это Цешка - незаменимый измерительный прибор любого радиолюбителя. Штатный провод заменен фторопластовым

Источник: http://abzads.livejournal.com/32469.html
"25 лет назад вид этого устройства вызывал восхищение знатоков:


ZX Spectrum, в просторечии "Синклер". Конкретно этот - "зоновский" вариант, его разработал некий Зонов. Это был самый распространённый вариант в Ленинграде. Кнопка слева - Reset. Разъёмы для подключения к монитору и блоку питания. Данное устройство не продажное, это машина для настройщика. Все микросхемы установлены в разъёмы, в просторечии именуемые "кровати"

Обратите внимание на ряд крупных "кроватей" с золочёными контактами. Такие разъёмы позволяли быстро вставить и вынуть комплект микросхем, в данном случае - ОЗУ. Я зарабатывал ещё и на проверке микросхем, когда стоял на рынке. Это расширенный вариант Синклера, имевший ОЗУ на 128 КБ. Не смешно, даже 48 КБ простого варианта позволяли и поиграть и программировать на Бэйсике. У Синклера была резидентная ОС со встроенным Бэйсиком, причём операторы языка набирали одним нажатием соответствующей кнопки.
Чтобы расширенное устройство работало, надо было к стандартной разводке кое-что добавить и сделать монтаж проводами:


Я гордился этим. Шаг монтажа, расстояние между двумя соседними ножками микросхемы, 2,5 миллиметра. То есть, между проволочками, которые соединяют ножки ОЗУ (в нижней части платы) - 1,25 миллиметра, без учёта толщины проволочек. Провода во фторопластовой изоляции. Чтобы припаять, нужно снять кусочек изоляции не более полмиллиметра длиной. Это делалось на пламени спички или зажигалки, фторопласт не плавился, а испарялся. Припой немного затекал под изоляцию, получалось достаточно крепко, выдерживало эксплуатацию на улице, на рынке "Юнона".На первом снимке слева вверху можно заметить две большие "кровати", одна в другой. Это для проверки работы звукового сопроцессора, их было два варианта. Сей сопроцессор выдавал довольно приличный стереозвук.Чтобы настраивать все эти чудеса, нужны были блок питания, монитор и клавиатура. Я перепробовал разные варианты и в конце концов остановился на этих:


Монитор монохромный, клавиатура герконовая. Я и играл на ней. Всё это я носил в субботу и воскресенье на рынок, чтобы продать сделанное за неделю. Представьте себе, это работало и в мороз.К этому компьютеру можно было подключить дисковод:


Как видите, это мобильное устройство. На коробке лежит плата контроллера. Проверив комплект микросхем на этой плате, я впаивал его в устройство для продажи. Дисковод пятидюймовый. На дискете помещалось с десяток или более(?) игрушек.
Монтаж проводили при помощи жидких кислотных флюсов, после пайки нужно было вымыть плату. Позже начали применять припой с размещённым внутри проволочки флюсом. И чаще всего, после монтажа компьютер не работал. Бывали "залипы" припоя между дорожками. Бывала плохая печать, с теми же залипами или с трещинами в дорожках. Бывали плохо работающие микросхемы. Иногда нужно было сдвинуть импульс. Чтобы увидеть работу устройства, импульсы, нужен осциллограф. Начав с огромного ящика с круглым окошком, в конце концов я выбрал этот:


А следующее устройство работает до сих пор. Иногда в хозяйстве нужно припаять какую-нибудь мелочь:


Проволока на катушке - припой. Внутри проволоки залита канифоль.
Вы не смотрите, что паяльник такой неказистый. Я их перепробовал много. Медное жало довольно быстро растворялось в припое, теряло плоский срез, образовывалось углубление. Насадки покупали пучками. Как видите, никакого регулятора и термостабилизатора. Пайка велась варварским способом, перегретым жалом, чтобы ускорить процесс. На нормально лужёной плате на пайку одного вывода микросхемы уходило полсекунды. Далее перемещался на следующий вывод и т.д. Я ставил на проигрыватель пластинку в стиле диско и под её ритм паял.
Самым распространённым вариантом был маленький корпус, в котором плата помещалась под плоской плёночной клавиатурой, с выносным блоком питания. По заказу мы делали компьютеры в больших корпусах с дисководами:


На переднем плане - один из вариантов Синклера. Советский аналог Z80 и одна большая микросхема, обеспечивающая всю работу компьютера.Даже делали компьютеры с двумя дисководами:


Сзади виден блок питания, слева - компьютер с контроллером дисковода.
Некоторые пользователи ухитрялись вести на Спектруме бухгалтерию, редактировать тексты (можно было подключить принтер, который печатал не только текст, но и графику). Но подавляющее большинство покупало его для игрушек.
Воспоминания об этом периоде жизни у меня противоречивые. С одной стороны, всё это довольно искуссное ремесло. С другой стороны - кустарщина, никакого прогресса, регресс организации производства.

Со временем часть изготовителей переключились на торговлю компьютерным барахлом. Очень немногие продолжили изготовление различных устройств. А большинство занялось самыми разнообразными делами, не связанными с компьютерами.

Какое-то время я работал в одиночку. Сам делал, сам продавал. Поначалу прибыль была велика. Но однажды почувствовал, что так дальше нельзя: компьютеры дешевели, а кормиться нужно. Удалось сэкономить, закупил детали, нанял рабочих. Рабочие были те же соседи по общежитию РФФ, знакомые. И стал я буржуем. Поначалу воспринимал это как новую задачу: распределить финансы так, чтобы выпустить максимально большое количество изделий. Со временем счёт пошёл на десятки штук в неделю.
update:
С 1990 по 1994 цены значительно изменились;) Всего и не упомнить.
В 1988-м, когда я вернулся со срочной службы, комплект деталей стоил 600-800 рублей. Точнее запамятовал, помнится цифра 800, но кажется теперь великоватой, потому что средняя зарплата тогда была под 200, хотя перестройка уже давала свои гнилые плоды. Чёрно-белый телевизор был в каждой комнате общежития, где его хотели иметь. Подержаный стоил рублей 50. Аналогично с магнитофоном, поэтому речь о комплекте деталей без монитора и драйвера;) Отец отказался субсидировать такую глупость, поэтому на первый компьютер я насобирал денег через два года мелкой спекуляцией. Тогда многие студенты занимались этим гнилым делом. Вскоре стал зарабатывать исключительно компьютерами и отказался от помощи родителей.

Около 90-го года цена сформировалась, процессор стоил около доллара, рабочий процесс шёл вовсю, и для шустрых кооператоров появилось выгодное дельце: они брали кредит в рублях, конвертировали его в доллары по государственному курсу, покупали процессоры по доллару, продавали их здесь за рубли по курсу чёрного рынка и возвращали рублёвый кредит. За такую прибыль, как известно, капитал не остановится перед любым преступлением, не говоря о банальной спекуляции и взятке нужному человеку.

Комплект из двух ПЗУ по 64Кб стоил тоже около доллара, насколько помнится. Потом появились ПЗУ на 128Кб, такой было достаточно одной. В 1992-м, когда я нанимал рабочих-паяльщиков, работа стоила примерно как процессор.

У рабочего был кошмар - развернуть процессор. Запомнилось, как одна девушка испугалась, что развернула, и с испугу попыталась выпаять его, но только напортила. У меня выпаивание процессора занимало считанные минуты посредством инструмента именуемого "отсос", и потом мало кто мог по едва заметным следам определить, что процессор разворачивали. Вообще, иногда во время настройки приходилось выпаивать микросхемы, в работоспособности которых не был уверен. Однажды рабочий сдвинул всю память, там были отверстия для конденсаторов. И понятно, разворачивали не только процессоры.

Поначалу собирали компьютер на кроватках на такой проверочной плате, и если комплект микросхем работал, впаивали. Позже пошли более работоспособные партии, и проверяли только память и процессор. Ещё через некоторое время процент брака так уменьшился, что проще было сразу всё спаять и уже при настройке заменить неисправные. Хотя однажды я напрочь разругался с одним поставщиком, когда едва ли не половина купленой памяти оказалась дохлой.

В общем, это была весьма насыщенная жизнь.

Насколько помню, за пару лет моя лавчонка выпустила несколько тысяч Синклеров.Я испытал это пьянящее чувство: деньги появляются сами. Но я-то знал, что они не появляются сами. Я чувствовал некоторое неудобство перед своими рабочими и никакого превосходства над ними. Хотя были какие-то позывы к тому, чтобы сказать себе, мол, они могли бы и сами навариться, я не виноват. Однажды был неприятный момент, с удивлением я узнал, что старые знакомые испытывают ко мне неприязнь. Позже я разговаривал с некоторыми буржуями. Похоже это общее: сверху социальное расслоение менее заметно, чем снизу. Буржуй полагает, что нормально общается с нижестоящими, по-человечески, и не подозревает об их ненависти."