Почему ZX Evolution такой, какой он есть?

Это первый пост нашего небольшого сайта. Пожалуй, пропущу банальщину о том, как в 1980 году Клайв Синклер бла-бла-бла... Главное, о чём я тут расскажу — как и почему ZX Evolution стал таким и почему он вообще состоялся.

Первый коммерческий процессор Intel 4004.

Первый коммерческий процессор Intel 4004.

Процессоры и микроконтроллеры прошли огромный путь развития за последние 40 лет и в миллионы раз усложнились. У многих в кармане устройство мощнее, чем пятилетняя рабочая станция. Однако, это не мешает любителям электроники по сей день собирать свои клоны Sinclair-совместимых компьютеров. Во времена перестройки доморощенные инженеры довольствовались примитивными отечественными клонами импортных чипов. Каждый электронный завод или небольшой кооператив выпускал свою версию знаменитого Спектрума. В XXI веке стало возможным взять наипоследнейшие микроконтроллеры и собрать на них хоть Pentium за несколько вечеров буквально на коленке (и это не шутка).

Доступность и простота использования микроконтроллеров и матриц AVR, ARM, Altera привели к тому, что в начале 2000-х годов началась новая волна «спектрумостроения». Имея всего лишь один кристалл можно было запрограммировать в прошивке полную аппаратно-программную схему оригинального ZX Spectrum 48/128. Кто-то создал единичный образец для себя, а кто открыл мелкосерийное производство и наладил отправку по почте. Можно даже сказать, что подросло поколение спектрумистов, отцы которых собирали клоны в 90-х годах на мелкой логике.

Типичный клон Спектрума (фото Максима Тимонина).

Типичный клон Спектрума (фото Максима Тимонина).

Один микроконтроллер вместо 50 простых чипов — это всё прекрасно и актуально. Однако, ещё в 90-е годы в России совместными усилиями спектрумистов и тематических издательств (журналов, газет, книг) и фирм были разработаны устройства, драйверы, контроллеры для подключения к ZX Spectrum дисководов, жёстких дисков, клавиатуры, мыши, звуковых устройств, сетевых адаптеров и много чего другого. Занятно, что в Европе производство периферии изначально было поставлено на коммерческие рельсы. При этом устройства расширения были стандартизированными и недорогими. Так вот, присоединять и адаптировать все эти поделки к классическим советским клонам стало проблематично, а поддержка со стороны софта оставляла желать лучшего. Со стандартами было туго. Каждый клепал своё. Единственный канал обмена в регионах — обыкновенная почта. Комплектущие были дорогими. По стране уверенно шагали PC и Windows. Популярность и удешевление платформы PC практически убила спектрумостроение. Жизнь изменилась, многие просто забросили любимое занятие, обзавелись детьми, дачами, тёщами.

Никто не спорит, что реализовать работу ZX Spectrum было относительно несложно на мелкой логике, а уж на современных контроллерах и подавно. Но мелкую логику образца 1970-ых годов сейчас использовать — всё равно что на перфокартах программировать. Микросхем нужно много, тяжёлая и кропотливая пайка, а затем настройка с осциллографом. Надёжность устройства так себе, а апгрейдить такие схемы совсем невыносимо. Как итог — непонятные конструкции из плат и проводов, напоминающие скорее макаронного монстра, чем компьютер. В то же время, микроконтроллеры — это всё-таки не компьютер, а аппаратный эмулятор, хоть и умещается в спичечном коробке.

Одночиповый клон ZX Spectrum на базе AVR (источник)

Одночиповый клон ZX Spectrum на базе AVR (источник)

Прекрасно понимая состояние дел, специалисты группы с говорящим названием «NedoPC» объединили лучшие, вернее будет сказать, устоявшиеся и проверенные временем наработки из Sinclair-клонов, платформы PC, мощный функционал современных микроконтроллеров, создали то, чему посвящён данный сайт — ZX Evolution. Ранее группа производила небезызвестный ATM Turbo 2+ v7.10. Какие-то идеи взяты из него, но в целом между машинами мало общего. Платформа ATM базировалась на мелкой логике и зашла в тупик.

Итак — ZX Evolution. Форм-фактор и способы подключения внешних устройств — как у PC. Карты расширения шины ZX Bus — продолжают идеи плат расширения из 90-ых. Контроллеры периферии и ПЗУ — современные микроконтроллеры Atmega и Altera. Сердце системы — оригинальный процессор Zilog Z80. Звуковой контроллер — классический AY (в этом компьютере Yamaha). Контроллер флоппи-дисковода — даже древний отечественный К1818ВГ93 тут пригодился! Такие решения — принципиальный ход разработчиков. Отказ от эмуляторов в пользу «живых» микросхем позволил точнейшим образом воспроизвести все нюансы звуковой и видеоподсистемы ZX Spectrum, сохранив при этом дух классического Sinclair.

Плата ZX Evolution (Rev. C)

Плата ZX Evolution (Rev. C)

Для меня, как для аудиоманьяка, особенно важно, что звук здесь хардверный, а не эмулируется программно. Ума не приложу, как можно точно эмулировать звучание старого доброго кремния из 1970-ых.

Кто-то может сказать, мол, жёсткие диски и карты памяти — это от лукавого, только плёнка, только хардкор. Но давайте вспомним, сколько всяких диковинных штук, вроде микродрайва, было сделано на Западе в восьмидесятые. Поверьте, не важен тип накопителя, если он позволяет положить блок кода в память наиболее удобно, быстро и без танцев с бубном. Если и это скептиков не устроит, то вот вам — в ZX Evolution есть вход для магнитофона! Я вообще загружаю программы через аудиокабель с iPhone 4S, пристрелите меня. Не удивлюсь, если в следующей версии Evolution появится поддержка USB.

ZX Evolution выпускается командой «NedoPC» мелкими партиями по заказу. Это законченное решение — материнскую плату Спектрум-совместимого компьютера со всем необходимым на борту. Вы просто берёте плату, ставите её в корпус, подключаете диски, клавиатуру и мышь. В качестве монитора можно почти без переделок подключить обычный VGA-монитор за 500 р/шт (на барахолках) или тёплый ламповый монитор Электроника 32ВТЦ 202. Лично я пробовал оба варианта. Сборка компьютера ZX Evolution мало чем отличается от сборки PC. Достаточно будет одной крестовой отвёртки и двух прямых рук. Можно даже подключить тёплый ламповый матричный принтер по интерфейсу Centronics — эта возможность была и в примитивных ранних клонах.

Такое, казалось бы, простое и очевидное решение родилось именно в наши дни. Стало возможным профессионально проектировать многослойные печатные платы, производить их на заводе автоматизированным способом, разрабатывать, а затем прошивать прошивки для контроллеров. По иронии судьбы всё это делается парнями из «NedoPC» дома, в свободное время на PC под Windows (иногда Linux).

Именно компьютер как законченное решение, не требующее пайки и наладки, и было целью создания ZX Evolution. Многие спектрумисты давно избавились от своих старых машин и бросили любимое занятие. Теперь вы можете не доставать с антресолей старый пыльный Пентагон или Скорпион, чтобы понастальгировать. Не нужно нюхать канифоль или менять ПЗУ с прошивками, чтобы опробовать ту или иную возможность железа или софта. Все возможности модификации и апгрейда вашего ZX будут доступны программно, без разборки системного блока. А старое барахло в виде магнитофона «Весна» и телевизора «Рекорд» вам вообще не понадобится.

Вариант компоновки ZX Evolution в корпусе mini-ITX.

Вариант компоновки ZX Evolution в корпусе mini-ITX.

Пожалуй, я не сказал о главном. Главное — это то, что ZX Evolution по-прежнему совместим со старым добрым ZX Spectrum 48/128. На нём идут все когда либо созданные для этой платформы игры, системные программы и демки. Смысл в том, что современный ZX стал не менее удобным для рядового пользователя, чем PC. Знакомая клавиатура, мышь, монитор, жёсткие диски — всё это работает и здесь. Запустить Exolon с жёсткого диска, а не с магнитофона — что может быть круче. Вся идеология и функционал ZX Evolution строится на этой базе — возможность запускать старый код и создавать при этом новый.

Написал foxweb