ATM-TURBO 8.1a (ревизия
8.1a5) — это полный проект материнской платы ретро-компьютера, развитие известной советской/российской линейки клонов
ZX Spectrum от студии
MicroArt (серия ATM Turbo, преемник ATM Turbo-2+). Судя по маркировке на плате (MicroArt ATM TURBO 8.1a) и авторству схемы (@djking26), это актуальная современная ревизия классического проекта, дополненная USB/PS2-периферией, HDD/FDD-интерфейсами и расширенной звуковой/видео подсистемой.
В архиве —
полный комплект: схема (2 листа), BOM, iBOM, список из 57 инженерных изменений относительно версии 8.1, фото готовой платы и
все необходимые прошивки для программируемых компонентов платы.
1. Процессор и память
- DD1 — Z80 (DIP-40) — основной процессор.
- DD2, DD94 — 27C1000 (128 КБ EPROM) — системный BIOS/ROM (основной + шрифтовой, ПЗУ шрифтов заменено на более ёмкое согласно п.55 списка изменений).
- Джамперы JP3/JP4/JP5 («27020/27040/27080») — выбор типа/объёма EPROM для ROM-сокета (совместимость с разными по объёму микросхемами).
- 155РУ2 (7489) ×7 — статическое ОЗУ малой ёмкости (регистровые файлы), в комплексе с адресной логикой.
- DD137, DD138 — MSM5118160F-JS — динамическая видео-/системная память (SOIC-42).
2. Логика и адресация
- Основной массив логики — серия К1533 (=74ALS): счётчики, регистры, мультиплексоры, дешифраторы (138 микросхем DD суммарно).
- DD12 — 1556ХЛ8 (советский аналог PLD/ПЛМ) — сложная программируемая логика, прошивка cp7i.jed взята из архива оригинальной платы ATM-turbo 7.10 (согласно HL8/readme.txt).
- DD120 — ATF16V8 (GAL/PLD) — адресный дешифратор портов, прошивка ATM711.jed (в заголовке файла — Assembly: ATM TURBO-2+ PCB V7.11, т.е. логика унаследована от платы предыдущего поколения).
- DD101, DD112, DD128, DD139 и др. — добавленные в этой версии элементы для корректной дешифрации портов #xxE7, #xFF7/#x7F7, #7FFD, устранения конфликтов /WAIT, /INT, /DOSENX (пп. 20, 21, 54, 56 списка изменений).
3. Видео
- DA1, DA3 — 572ПА1 (=AD7520) — цифро-аналоговые преобразователи (видео-ЦАП, формирование аналогового RGB).
- DA8 — 1108ПА1 (=HI562) — быстродействующий видео-ЦАП/компаратор.
- Разъём X7 «VIDEO» (DSUB9F) + X22 «VIDEO EXT» (7-контактный, «как в ZX Evolution», согласно п.32 изменений) для внешнего видеомодуля.
4. Звук
- DD132 — YM2149F — звуковой генератор (AY-3-8910-совместимый, штатный чип ZX Spectrum-клонов).
- DA2, DA4, DA7 — NE5532 (сдвоенный малошумящий ОУ) — аудио-тракт/фильтры/усилитель.
- Разъёмы X9 «TAPE», X10 «AUDIO», X24 «PHONES» (выход на наушники).
- Папка прошивок SGEN/SGEN.rom (2 КБ) — образ для встроенной поддержки модуля General Sound (SGEN) — дополнительного звукового сопроцессора, популярного в ZX Spectrum-сообществе.
5. Накопители
- DD89 — 1818ВГ93 (=MB8877A) — контроллер флоппи-дисковода (FDC).
- X1 «FDD» (IDC34M) — разъём флоппи-дисковода; на 2-й контакт разъёма выведен сигнал автоопределения плотности HD/DD (п.45).
- X2 «HDD» (IDC40M) — разъём жёсткого диска (IDE), плюс джамперы JP9 «HDD+5V», JP10 «HDD RES».
6. Клавиатура и мышь
- DD99 — AT89C51 (заменён с более старой микросхемы, п.48) — контроллер клавиатуры, прошивка KEYB/AT32m07n.HEX.
- DD125 — ATTINY2313 — контроллер PS/2-мыши, прошивка Mouse/zxkm4_0.hex (версия 4.0, автор Kamil Karimov, 2010–2011). Функционал по zxkm_v40.txt: полная поддержка PS/2-мыши, эмуляция Kempston-мыши, автоопределение 3D-мыши (с осью Z), режим без WAIT-тактов на внешнем кварце 20 МГц. Порты: #FADF, #FBDF, #FEDF, #FFDF.
- X8 «KEYB/MOUSE» — сдвоенный PS/2-разъём.
- DD124 — PCF8583P (часы реального времени, RTC) + часовой кварц Q4 (32768 Гц), перемещённый ближе к RTC (п.29).
- DD134 — PIC12F683 — вспомогательный микроконтроллер (вероятно, супервизор питания/RTC-обвязка/логика кнопок POWER), прошивка PIC12F683/default2.hex.
7. Интерфейсы и порты
- X3 «EXT. CENTRONICS», X6 «RS232» (с GD75232 — драйвер RS-232), X5 «ADC» (с джампером JP2 «ADC SPEED 24/96»), X13 «KEMPSTON» (джойстик), JP15–JP18 — добавленные джамперы для подключения джойстиков ATARI и 8-битных геймпадов (пп.19, 57).
- X11, X12 — «ZX-SLOT1/2» (KLS1-603C-62-R) — два слота расширения (шина ZX Spectrum/ATM), с независимыми джамперами +12В на каждый слот (п.41).
- X14 «ATX POWER» (Molex) — питание от стандартного компьютерного БП ATX.
8. Питание и индикация
- DA9 — 78M05 (заменён на эту модель, п.14), DA10 — AMS1117-ADJ, DA11 — КР1171СП47 (=PST529) — супервизор питания/сброса.
- GB1 — CR2032 — батарейка резервного питания часов (посадочное отверстие минусового контакта увеличено, п.30).
- SB1 «RESET», SB2 «NMI», SB3 «POWER» — тактовые кнопки, добавлены как дублирующие соответствующие разъёмы (пп.43–44), плюс светодиод POWER для отладки.
- VD16, VD18 — BAT54C/BAT43W (сдвоенные диоды Шоттки заменили дискретные пары, п.42); VD18 отдельно добавлен на выход /NMI (п.11).
9. Тактовые генераторы
- Q1 — 14 МГц, Q2 — 16 МГц, Q3 — 11.059 МГц (номинал изменён этой ревизией, п.23), Q5 — 20 МГц (для PS/2-контроллера мыши), Q4 — 32768 Гц (часовой).
10. Плата (PCB)
- Фото платы подтверждают маркировку «MicroArt ATM TURBO 8.1a».
- Крупная многослойная плата с двумя разъёмами шины расширения (нижняя кромка), полным набором внешних разъёмов по периметру (видео, звук, клавиатура/мышь, FDD/HDD, Centronics, RS232, ADC, питание ATX).
- По списку изменений — доработана эргономика: часовой кварц перемещён к RTC, разъёмы X4/X6/X7/X9/X10/X13/GB1 придвинуты к краю платы, добавлены обозначения полярности на светодиодных разъёмах, переработана трассировка переходных отверстий под BGA/SOIC-компонентами, все пассивные SMD-компоненты (кроме преобразователей питания) перенесены на обратную сторону платы (п.53).
11. Сводка по BOM (550 позиций)
| Категория | Кол-во | Примеры |
|---|
| Конденсаторы (C) | 187 | 0.1мкФ×146 (блокировочные на каждую ИС), 10мкФ×15, 47мкФ×5 и др. |
| Микросхемы (DD) | 138 | логика 1533-й серии, Z80, ROM, FDC, YM2149F, контроллеры |
| Микросхемы (DA) | 11 | ЦАПы, ОУ, стабилизаторы, супервизор |
| Резисторы (R) | 133 | номиналы 1Ω…1МΩ |
| Разъёмы (X) | 29 | FDD/HDD/видео/аудио/клавиатура/слоты расширения и др. |
| Джамперы (JP) | 17 | выбор ROM, инверсия синхросигналов, режимы джойстиков |
| Диоды (VD) | 16 | 1N4148, сборки Шоттки BAT54C/BAT43W |
| Резисторные сборки (RS) | 6 | 8×10к, 8×1к |
| Кварцы (Q) | 5 | 14/16/20/11.059 МГц + часовой 32768 Гц |
| Кнопки (SB) | 3 | RESET, NMI, POWER |
| Дроссели (L) | 2 | 100мкГн, 27мкГн |
| Транзисторы (VT) | 2 | BC847 |
| Батарея (GB) | 1 | CR2032 |
12. Комплект прошивок (папка «Прошивки»)
| Файл | Назначение |
|---|
GAL16V8/ATM711.jed | Прошивка ПЛД DD120 (ATF16V8) — адресная логика, унаследована от ATM Turbo-2+ PCB V7.11 |
HL8/cp7i.jed, CP7I.IMG | Прошивка ПЛМ DD12 (1556ХЛ8), взята из архива платы ATM-turbo 7.10 |
KEYB/AT32m07n.HEX | Прошивка контроллера клавиатуры DD99 (AT89C51) |
Mouse/zxkm4_0.hex (+ readme, схема-картинка) | Прошивка PS/2-мыши DD125 (ATTiny2313), v4.0, с поддержкой 3D-мыши и Kempston-эмуляции |
PIC12F683/default2.hex | Прошивка вспомогательного контроллера DD134 (PIC12F683) |
ROM/ATM3TEST_XBIOS137XT.020 | Тестовый/диагностический BIOS-образ (256 КБ) — «Test v1.4 for ATM-Turbo 3.0 by MSD888», содержит аппаратные тесты (память, видео, звук) |
SGEN/SGEN.rom | Образ для встроенной поддержки звукового сопроцессора General Sound (SGEN) |
13. Ключевые инженерные изменения в 8.1a (относительно 8.1)
Список из 57 пунктов включает: исправление ошибок сигналов дешифрации портов, замену ряда элементов на более современные корпуса/аналоги (78M05, AT89C51 вместо старой микросхемы, BAT54 вместо дискретных диодов), добавление джамперов для джойстиков ATARI и геймпадов, доработку эргономики разъёмов, замену шрифтового ПЗУ на более ёмкое, добавление логики для устранения конфликтов на шине расширения при подключении внешних устройств, и общее улучшение технологичности платы (единый тип резисторных сборок, перенос SMD-компонентов на обратную сторону).
14. Резюме
ATM-TURBO 8.1a — это полнофункциональная материнская плата ретро-компьютера на базе
Z80, совместимого с ZX Spectrum, разработки студии
MicroArt. Плата включает встроенные контроллеры FDD (1818ВГ93) и клавиатуры/мыши (AT89C51 + ATtiny2313), звуковой чип YM2149F с опциональной поддержкой General Sound, видеотракт на дискретных ЦАП, часы реального времени, два слота расширения шины и обширный набор внешних интерфейсов (RS232, Centronics, ADC, джойстики). Проект полностью укомплектован для сборки: схема, BOM, чертежи платы и все прошивки программируемой логики и вспомогательных контроллеров. Ревизия 8.1a — это инкрементальное, тщательно документированное улучшение (57 пунктов правок) относительно версии 8.1, устраняющее ошибки дешифрации и расширяющее совместимость с периферией (ATARI-джойстики, 8-битные геймпады, ZX Evolution-совместимый видеовыход).
Файлы для загрузки
Полезные ссылки проекта:
- Обсуждение проекта — ZX-PK.ru
- Оригинальный проект MicroArt ATM Turbo — информация доступна в сообществе ZX Spectrum
- Автор схемы: @djking26
