OldComp.cz

Komunitní diskuzní fórum pro fanoušky historických počítačů


Právě je 29.03.2024, 00:57

Všechny časy jsou v UTC + 1 hodina [ Letní čas ]




Odeslat nové téma Odpovědět na téma  [ Příspěvků: 81 ]  Přejít na stránku Předchozí  1, 2, 3, 4, 5, 6  Další
Autor Zpráva
PříspěvekNapsal: 04.05.2023, 18:19 
Offline
Radil

Registrován: 24.12.2014, 16:11
Příspěvky: 424
Has thanked: 31 times
Been thanked: 100 times
Není ULA jako ULA. Těch do ZX Spectra existuje několik verzí, které se navzájem liší technologií, časováním (obraz trochu ke straně) i strátovým příkonem, nebo chcete-li topivostí.

Původní byly 5Cxxx, na těch byla nejprve chyba, kvůli které se dával "mrtvej brouk" 74LS00.
Pak opravili časování barevného burst impulsu vůči řádkové synchronizaci, kvůli problémům s dekódováním barev u TV Grundig. Vedlejším účinkem právě bylo, že se obraz malinko posunul.
Kolem roku 1984 přešli na novější technologii Ta se dost dramaticky liší ztrátovým příkonem. Umožnila to změna v periferních buňkách, které konvertují úrovně mezi interní 0.9V logikou a vnějším světem. Při tom se poněkud změnily hodnoty odporů v těch periferních buňkách a tím taky rozhodovací hranice vstupu EAR. To je to, co se v emulátorech většinou přepíná jako Issue 2 keyboard. Ty byly označovány jako 6C001 a za pomlčkou číslo verze.

Tady je kniha o vlastnostech obou verzí a na konci je mikrofoto té poslední verze.
Kód:
https://webshare.cz/#/file/PGel14BL0N


Kolik by asi stála výroba té 6C001? je to 1.6um myslím.


Nahoru
 Profil  
 
PříspěvekNapsal: 09.05.2023, 15:46 
Offline
Prvnička

Registrován: 13.04.2023, 15:02
Příspěvky: 24
Has thanked: 8 times
Been thanked: 53 times
omikron píše:
Není ULA jako ULA. Těch do ZX Spectra existuje několik verzí, které se navzájem liší technologií, časováním (obraz trochu ke straně) i strátovým příkonem, nebo chcete-li topivostí.

Původní byly 5Cxxx, na těch byla nejprve chyba, kvůli které se dával "mrtvej brouk" 74LS00.
Pak opravili časování barevného burst impulsu vůči řádkové synchronizaci, kvůli problémům s dekódováním barev u TV Grundig. Vedlejším účinkem právě bylo, že se obraz malinko posunul.
Kolem roku 1984 přešli na novější technologii Ta se dost dramaticky liší ztrátovým příkonem. Umožnila to změna v periferních buňkách, které konvertují úrovně mezi interní 0.9V logikou a vnějším světem. Při tom se poněkud změnily hodnoty odporů v těch periferních buňkách a tím taky rozhodovací hranice vstupu EAR. To je to, co se v emulátorech většinou přepíná jako Issue 2 keyboard. Ty byly označovány jako 6C001 a za pomlčkou číslo verze.

Kolik by asi stála výroba té 6C001? je to 1.6um myslím.


Při mém měření teploty na povrchu pouzdra jsem srovnával Tesla MH6001 oproti Ferranti 6C001E-7, datum výroby 20. týden 1987 (viz fotky). Dovolím si tvrdit, že to byla poslední z vyráběných verzí ULA pro 48k řadu.

Cenu výroby jsem tu už naznačoval - samotná výroba nebude tak drahá, ale ty přípravné práce předtím stojí balík (hlavně výroba potřebných masek pro fotolitografii). Proces 1.6um už asi nemáme k dispozici, ale to by nemělo vadit. Mělo by se to dát docela snadno překreslit do 0.25um (pokud vím, tak ULA je "jen" digitální obvod, žádný analog). Větší problém vidím v potřebě 40 plošek pro bondovací dráty na lead frame - ty zaberou dohromady více plochy než celá vlastní logika :D :D :D


Nahoru
 Profil  
 
PříspěvekNapsal: 09.05.2023, 16:00 
Offline
Óm Nejvyšší
Uživatelský avatar

Registrován: 07.07.2019, 22:14
Příspěvky: 3767
Has thanked: 269 times
Been thanked: 452 times
Možná by to nějaký komerčni potenciál mělo, novovýroba ULA Tesla :-). Myslím že většina lidí by raději DIL pouzdro než viditelně neoriginální smd čip. Já bych si alespoň jednu určitě koupil :-). Jen je otázka zda by se neobjevil pán s kufříkem a žalobou v ruce od Ferranti :twisted:


Nahoru
 Profil  
 
PříspěvekNapsal: 09.05.2023, 16:02 
Offline
Radil

Registrován: 24.12.2014, 16:11
Příspěvky: 424
Has thanked: 31 times
Been thanked: 100 times
Ferranti už není


Nahoru
 Profil  
 
PříspěvekNapsal: 09.05.2023, 16:16 
Offline
Radil

Registrován: 24.12.2014, 16:11
Příspěvky: 424
Has thanked: 31 times
Been thanked: 100 times
Ano, 6C001E-7 je poslední verze pro 48K.

Právě kolem každého bond padu má ULA několik tranzistorů různé síly a menší sbírku odporů různých hodnot. Jsou tím například dělané D/A pro video výstup, nebo komparátor pro vstup z kazety.

Zbytek obvodu je pravoúhlá matice NOR hradel v Current Mode Logic.

Struktura obvodu, i způsob jak se tehdy navrhoval je v knize o dva příspěvky výše.
První verze se dokonce navrhnula na papíře na rýsovacím prkně. Měl tam takovou podložku, kde byly vyznačené obrysy buněk a průchody v SiO2 pod metalizací. A pán s příložníkem spojoval hradla a analogové součástky kolem bond padů. Pak tu plachtu poslal do fabriky, oni jí zdigitalizovali a pozvali si ho na ERC.
Ty poslední už se dělaly na nějakém CADu na počítači velkém jako lednice.
Kouzelné je, že výrobce měl několik univerzálních typů podle počtu hradel a vývodů, a uživatel si jen vymyslel poslední masku s metalizací a měl poměrně složitý a výkonný obvod.


Nahoru
 Profil  
 
PříspěvekNapsal: 09.05.2023, 16:17 
Offline
Radil

Registrován: 24.12.2014, 16:11
Příspěvky: 424
Has thanked: 31 times
Been thanked: 100 times
Je nějaká dokumentace nebo foto čipu té MH6001 ?


Nahoru
 Profil  
 
PříspěvekNapsal: 09.05.2023, 19:08 
Offline
Pan Generální
Uživatelský avatar

Registrován: 23.03.2014, 20:13
Příspěvky: 2773
Has thanked: 224 times
Been thanked: 601 times
omikron píše:
Kouzelné je, že výrobce měl několik univerzálních typů podle počtu hradel a vývodů, a uživatel si jen vymyslel poslední masku s metalizací a měl poměrně složitý a výkonný obvod.

Dneska tam tu poslední masku nahraješ a jmenuje se to FPGA :lol:

_________________
Plesnivý sýr z Tesca, zatuchlé kuřecí řízky z Albertu, oslizlé hovězí a myší trus z Lidlu.
Nákup potravinářské inspekce v ČR, říjen 2023.


Nahoru
 Profil  
 
PříspěvekNapsal: 09.05.2023, 22:19 
Offline
Prvnička

Registrován: 13.04.2023, 15:02
Příspěvky: 24
Has thanked: 8 times
Been thanked: 53 times
omikron píše:
Právě kolem každého bond padu má ULA několik tranzistorů různé síly a menší sbírku odporů různých hodnot. Jsou tím například dělané D/A pro video výstup, nebo komparátor pro vstup z kazety.

To není problém udělat. Jediný čistý analog v té ULA jsou regulátory napětí .. o tom ještě něco napíšu.

omikron píše:
Zbytek obvodu je pravoúhlá matice NOR hradel v Current Mode Logic.
Kouzelné je, že výrobce měl několik univerzálních typů podle počtu hradel a vývodů, a uživatel si jen vymyslel poslední masku s metalizací a měl poměrně složitý a výkonný obvod.

Tohle by právě dneska už nemělo smysl dělat. Na to jsou PGA / FPGA a podobné programovatelné hradlové obvody. ULA od Ferranti byla univerzální hradlové pole, které bylo "metal mask / user defined". Dneska už by mělo smysl to udělat jako jednoúčelový IC, tedy mít tam jen tolik hradel, kolik je zapotřebí.

Hlavním problémem originální ULA je kupodivu to, že logické jádro jede na 0.84V až 0.95V (viz odkaz výše na knihu o ZX ULA). Napájení pro tohle jádro je tvořeno interním lineárním regulátorem, který má na vstupu ZBYTEČNĚ vysoké napětí 5V. To byl ovšem tehdy standard, vše tenkrát jelo na 5V logice, o nějakých 3.3V (nebo dokonce 1.8V) se tehdy nikomu ani nezdálo. Takže z toho plyne účinnost regulátoru 20% .. zbytek jde na teplo.

Pokud se ale dívám dobře na zapojení vývodů ULA, tak kluci od Ferranti na tohle mysleli a ULA má 2 napájecí piny - pin 13 pro logic a pin 14 pro I/O. Běžně se tehdy tyto dva piny spojovaly na 5V. Pokud by se ale pin 13 zapojil na nižší napětí třeba 1.8V nebo 3.3V, tak by ztrátový výkon vnitřního regulátoru (= teplo) kleslo na polovinu až třetinu (podle napětí na vstupu). Tím by se dala teplota ULA snížit odhadem klidně o 20°C bez změny a vlivu na funkci ULA.

Experimentálně to jde ověřit například tak, že by se piny 13 a 14 od sebe fyzicky rozpojily. Pin 14 by zůstal na 5V a pin 13 by se napájel přes dvě (nebo tři) obyčejné křemíkové diody, např. klasiku 1N4001. Napětí na pinu 13 by pak kleslo na 5V - (2x 0.7V) = 3.6V nebo 5V - (3x 0.7V) = 2.9V - a to už by mělo být poznat na teplotě .. a hlavně životnosti ULA :D


Nahoru
 Profil  
 
PříspěvekNapsal: 09.05.2023, 22:34 
Offline
Prvnička

Registrován: 13.04.2023, 15:02
Příspěvky: 24
Has thanked: 8 times
Been thanked: 53 times
Když se dívám do schématu, tak R34 je přesně to, co by se dalo využít. Zítra zkusím změřit úbytek napětí na něm a případně jej nahradit 2x 1N4001. Pak porovnám teploty a uvidíme praktický dopad :-)


Nahoru
 Profil  
 
PříspěvekNapsal: 09.05.2023, 22:43 
Offline
Radil

Registrován: 24.12.2014, 16:11
Příspěvky: 424
Has thanked: 31 times
Been thanked: 100 times
Ano, je tam velký odpor 15R, tuším na 1W.
ULA 5C vyrobená tou starší technologií topí ještě víc.


Nahoru
 Profil  
 
PříspěvekNapsal: 10.05.2023, 15:38 
Offline
Prvnička

Registrován: 13.04.2023, 15:02
Příspěvky: 24
Has thanked: 8 times
Been thanked: 53 times
Dneska jsem vzal desku Issue 3 s ULA 6C001E-6, date code 8401 (leden 1984) a změřil jsem napětí na pinech 14 a 13. Pin 14 je nápájen přímo z 7805, takže je na něm 5V (4.991V přesně :D ).
Pin 13 je nápájen přes 15R resistor R34 a střední hodnota napětí na něm byla 3.63V. Z toho vychází proudový odběr jádra ULA na nějakých 92mA a příkon jádra kolem 340mW - 350mW.
Podle teploty na povrchu IC odhaduji, že přibližně stejný příkon má i I/O část, což dělá nějakých 700mW celkem (tohle číslo je docela v souladu s tím, co je uvedeno v ZX ULA knize).

Jen pro info - počítám s teplotním odporem kolem Rthj-a kolem 60K/W až 70K/W a tím pádem teplotě na čipu cca 75°C až 80°C při teplotě okolního vzduchu 22°C. To by sedělo na dané pouzdro, patici pod IC a okolnímu vzduchu bez nuceného proudění.

Snížením napětí na pinu 13 ULA na hodnotu někde k 2V by došlo k úspoře cca 160mW příkonu a snížení teploty čipu o zhruba 10°C.

Na obrázku níže je průběh napětí na pinu 13 - je vidět, že odběr proudu je poměrně dynamický. Na odporu 15R to je rozkmit cca 30mA kolem střední hodnoty.


Přílohy:
ULA_6C001E-6_pin13.png
ULA_6C001E-6_pin13.png [ 131.19 KiB | Zobrazeno 1197 krát ]
Nahoru
 Profil  
 
PříspěvekNapsal: 10.05.2023, 15:53 
Offline
Prvnička

Registrován: 13.04.2023, 15:02
Příspěvky: 24
Has thanked: 8 times
Been thanked: 53 times
omikron píše:
Je nějaká dokumentace nebo foto čipu té MH6001 ?


Původní dokumentace už asi nebude. Zatím mám jen jeden kus, ten nijak "znásilňovat" nebudu ;) Pokud se mi jich podaří získat více (stále je tu taková možnost), pak jeden můžu nechat rozpouzdřit a nafotit.


Nahoru
 Profil  
 
PříspěvekNapsal: 10.05.2023, 16:13 
Offline
Radil

Registrován: 24.12.2014, 16:11
Příspěvky: 424
Has thanked: 31 times
Been thanked: 100 times
Někde jsem měl dva vadné 6C001E-7, které jsem chtěl poslat tomu Rusovi, co dělá fotky. Ale nevím, jestli bych je našel.


Nahoru
 Profil  
 
PříspěvekNapsal: 10.05.2023, 16:32 
Offline
Prvnička

Registrován: 13.04.2023, 15:02
Příspěvky: 24
Has thanked: 8 times
Been thanked: 53 times
omikron píše:
Někde jsem měl dva vadné 6C001E-7, které jsem chtěl poslat tomu Rusovi, co dělá fotky. Ale nevím, jestli bych je našel.

U nás v Rožnově děláme fotky asi v tomto duchu:
https://zeptobars.com/en/read/74HC595-onsemi
https://zeptobars.com/en/read/MC33152-O ... fet-driver
Případně je možno udělat detaily zajímavých oblastí. Do různých kolmých řezů a výbrusů bych se asi nepouštěl, tyhle věci něco řeknou fakt jen poměrně malé skupině lidí ..


Nahoru
 Profil  
 
PříspěvekNapsal: 10.05.2023, 19:50 
Offline
Pan Štábní

Registrován: 11.11.2013, 10:29
Příspěvky: 1198
Has thanked: 360 times
Been thanked: 304 times
Déja vu: https://oldcomp.cz/viewtopic.php?f=133&t=6911&hilit=gdg
Zacina mi to tady byt nejak povedome. Tehdy to taky zacalo tak docela nenapadne, ze jako jedno GDG by se dalo odpouzdrit a pak se to rozjelo na velkou akci. Jen tak pro navnadeni nakonec docela uspesne ;-)

_________________
Sharp MZ-800++, MZ-1500++, MZ-2500++, SM-B-80T, MK-14_replica, HP-85, ZX-80+replica, ZX81, ZX-Spectrum+replica++, PMI-80+replica, SAM coupe++, PMD-85-2A+3, Didaktik-M, SORD-M5, TI-57, TI-59+PC-100, TI99/4A, ZetaV2+ppp, ZX-uno, Petr


Nahoru
 Profil  
 
Zobrazit příspěvky za předchozí:  Seřadit podle  
Odeslat nové téma Odpovědět na téma  [ Příspěvků: 81 ]  Přejít na stránku Předchozí  1, 2, 3, 4, 5, 6  Další

Všechny časy jsou v UTC + 1 hodina [ Letní čas ]


Kdo je online

Uživatelé procházející toto fórum: Žádní registrovaní uživatelé a 7 návštevníků


Nemůžete zakládat nová témata v tomto fóru
Nemůžete odpovídat v tomto fóru
Nemůžete upravovat své příspěvky v tomto fóru
Nemůžete mazat své příspěvky v tomto fóru
Nemůžete přikládat soubory v tomto fóru

Hledat:
Přejít na:  
Založeno na phpBB® Forum Software © phpBB Group
Český překlad – phpBB.cz