１６カラーを超えたいという野望に

以前、Ｃｈａｎさんの汎用ディスプレーコントローラ
http://elm-chan.org/works/crtc/report_j.html
を見て以来、ずーーーーーとアタマから離れなかった
のが、カラーで１ドット単位で自由自在にビデオ表示
をしたいって言う野望。しかも汎用部品で。

Ｃｈａｎさんのこれは１６色表示。例のＡＶＧＡ
（ｍｅｇａ１６８ワンチップでマリオとかやっちゃう
あれね）も１６色表示。

オイラとしては以前から１ドット３ビット（８色）や
４ビット（１６色）を超える発色を実現したい、
しかもカラーＮＴＳＣ表示で、と思っているんですが、
色々考えてみるとすぐに一つの壁にぶち当たってしまう…

単に表示するだけならともかく、マイコンからの
描画信号を受け取りながらＶＲＡＭとして使用する
外部ＳＲＡＭ（ＦＰＧＡと違ってブロックＲＡＭが
無い）への読み書きタイミングを取りつつ、
かつ１４．３Ｍｈｚの４クロック単位（Ｖ、Ｕ、－Ｖ、－Ｕ）
で１ドット確実に表示するということを同時処理して
いかないといけないわけですが、ＳＲＡＭへの書き込みは
最低でも３クロック（アドレスとデータをセット、
ＷＥ立ち下げ、ＷＥ立ち上げ）は必要だし、ＳＲＡＭの
アクセス速度によってはあと１～２クロックは必要かも。

とすると、書き込みだけ、もしくは読み出すだけで
約４クロック、しかも書き込みだけで読む暇が無い…
（ん？読み出しはもう少し少ないクロックでも
　いけるか？）

うーん、そうか。Ｃｈａｎさんの回路で１６色（４ビット）
しか使っていないのは、１バイト分の読み書きで２ドット
扱える（つまり８クロックに１回書き込めばいい）という
ことも一つの目的になっているわけだな…といまさら
になって気付く。

なるほどね。これならば８－４＝４クロック分はマイコン
から受け取ったデータの書き込み用に充てられるわけだ。
頭いいなぁ。


うーん、じゃぁ１４．３ＭｈｚのＣＰＬＤでは
やはり４ビット以上の表示は不可能なのか？
これより速いクロック源を探さないといけないのか？

というのが、ここ数ヶ月ずーーーーとアタマから
離れなかったことでした。大きな壁。


ところが、今日電車乗ってボーーーーーとしてたら、ふと
思いついた。（といっても、解法ではなくてまだ糸口程度）

１＋１は２だな。考えてみれば当たり前のことだけど…
いままで気付かなかったおいらはやっぱ毛が３本足りない
んだな。

問題は、これをＶＨＤＬに上手い具合に押し込むことが
出来るのか？

かなり面倒なステートマシンを書かないといけないかも
知れない…（規模ではなく処理内容が）

でもこれが出来れば１６色どころではなくなるもんな…
面白いかも！


まぁこの件に限らず、以前作ったスプライト表示器
http://picavr.uunyan.com/avr_m_sprite.html
とかも、頭の中で「おっ？なんかできちゃいそうだな…」
って思いついちゃったら、あとは力技でむりやり
ねじ伏せるまで突っ走ったから、こんかいも馬鹿丸出し
で突っ走ってみるか？？？

そう。馬車は嘶きゃ治らない（(c)ログイン／アスキー）
なのだ。

あ、馬車丸出しか。


とりあえず、目指すは３２０×２００の８ビット表示だ！
（注：８色表示ではない）

でもその前に、ようやく完成したＣＰＵボードを弄り
倒す方が先だな。

このページが当面の目標かな。

ＶＨＤＬの勉強をする以上、やっぱり小さいＣＰＵ
を自分で設計してみなきゃいけません。
世の中そういうことになってます。多分。

というわけで、以前から気になっているこちらの
サイト。

http://laputa.cs.shinshu-u.ac.jp/~yizawa/design_cpu/chap2.htm

オイラはいつになったらこのページの中身が
すらすら読めるようになるのかなぁ…

多分、ＶＨＤＬ云々じゃなくて、組み込むべき
一つ一つの機能に関する理解なんだろうな。
ＡＬＵ、命令デコード、メモリアクセス…。

ＣＰＵをソフトウエア側から利用していると
その存在すら意識しないんだけど、いざ作るって
なるとまだまだ理解しないといけないことはいっぱい
あるな…

それにしても、こんなに短いＶＨＤＬでＣＰＵが
１個出来てしまうとは！すばらしい。
ゴールは遠そうだけど、がんばろう。

Ｐ８用も

この間パピコン用のＣＲＴコントローラーっていうのを
見つけましたが、Ｐ８用もあるようです。
正確には、ＰＣ－８００１ｍｋⅡ用みたいです。

そうそう。Ｐ８シリーズって、８ピンデジタル出力に
１４．３Ｍｈｚの信号が出てるんだよなぁ…。
この信号使ってコンポジット変換でもやってみよう
とか思っていたんだけど、他のＯＬＤ－ＰＣに
互換性があるのかどうか…って考えてやめちゃった…

アナログ１５ピン端子にも似た様な名前のがある
んだけど、これってなんだろう？１３番ピンのＡＶＣ
信号って。

それにしてもＷＩＤＴＨ８０がこんなに綺麗に表示
されるってなると、便利かもね。古いＣＲＴなんて
手に入り難いし、手に入ったとしても置き場所に
困るのがオチだし。

いや、どっちかというと、ＦＡＮＦＵＮの画面が
涙出ちゃうな。懐かしすぎ。

ＣＲＴエミュレータ

http://tulip-house.ddo.jp/digital/USBCRT/index.html

こんな面白いもの発見！

いにしえの８ビットパソコン、ＰＣ－６００１ｍｋⅡ／
６６０１用のＣＲＴが出回っていないことを考慮し、
ＲＧＢ信号をＣＰＬＤで受け取って、ＵＳＢでｗｉｎｄｏｗｓ
にビデオ信号を取り込み、ＷＩＮＤＯＷＳ画面に表示
してしまおうという大胆な作戦…
（ヤフオクで入手できるそうです）

ＸＣ９５７２ＸＬにＳＲＡＭを繋いでフレームバッファ
にし、そいつをFT245RでＵＳＢ転送する感じみたいですね。

なるほどね。それにしてもＸＣ９６７２ＸＬ１個で
ＲＧＢ取り込みしたりＳＲＡＭアクセスをバリバリ
やったりと、かなり興味をひくスペックを押し込んで
あります。面白いなぁ。

あと、このページの内容的には「ちゃっくんぽっぷ」の
キャプチャー画面になみだちょちょぎれだな。
タイニーゼビウスやドアドアも久しぶりにやってみたく
なった。
もうひとつのシューティングはなんだろう？
アルフォスじゃないよね…

そうそう。６００１シリーズといえば、おいらはやっぱり
キャラメルキーボードの初代パピコンに一番慣れ親しんで
いるんだけど、あれは対象外なのかな？

でもまぁ、オペアンプ使えばＲＧＢをコンポーネント
ビデオ信号（Ｄ端子用）に変換するのは簡単だろうから、
ｗｉｎｄｏｗｓに取り込むっていうメリットはなんだろう？
キャプチャー画面が簡単に取り込めるってことか？

それにしても、昔大好きだったものが現代によみがえる
みたいな感じがして、こういうもの見ると嬉しくなるな。

max2ボードでもＮＴＳＣカラーコンポジット

オプティマイズのＭＡＸ２ＣＰＬＤボードの実験に、
この間作ったＮＴＳＣコンポジットカラービデオの
表示をやってみました。

こんなかんじ。
例によって、オシレータは１４．３Ｍｈｚ５Ｖを
無理矢理３．３Ｖで動かしてます…。危険だから
良い子のみんなは真似しちゃダメだよ！


この間作ったＶＨＤＬ…つまりＲＧＢ信号をカラー
コンポジットに変換するだけのやつをほぼ修正無しで
使いまわします。
ただ、ＭＡＸ２はＸＣ９５ｘｘＸＬシリーズと
ちがって５Ｖトレラントはないので、ＲＧＢ信号を
生成するマイコンも３．３Ｖで動かす必要あり。

というわけで、今回もＴＩＮＹ２３１３でＲＧＢ信号を
生成させようって腹なんですが、今工具箱に入っている
のは確か２０Ｍｈｚ５Ｖ用のプログラムを書き込んだ
ままになっているはず。

こいつはそのまま残しておいて、別のＴＩＮＹ２３１３
を出してきて使うことにしたんですが、ここで私の
学習能力が効果を発揮！

新しいＡＶＲを使うときといえば、８Ｍｈｚ内蔵ＲＣ
かつ１／８倍のディバイダが設定されているわけですが、
またすっかり忘れてた…

今回はpicoscopeがあるので、出力波形を眺めてみたら
水平同期期間が異常に長い…
うーん、どうしてかなぁと考えて思いついたのが
１／８倍のディバイダ。これをオフって再度挑戦
したところ、水平同期期間が約８０ｕｓ。

あれぇ？微妙な長さ。
１０Ｍｈｚで約６４ｕｓになるはずだから、計算上
８Ｍｈｚ程度で発振してるみたい。８Ｍｈｚ？
内蔵ＲＣがＯＮのままだ！

アホだなぁ。こんな失敗ばかり二桁の回数やってる
はずだな。
多分、同じ間違えを繰り返すように学習しちゃって
るんだな。（ＴへＴ）


気を取り直して動かしてみると、

でた。イイカンジ。なんとなくＸＣ９５ｘｘＸＬよりも
ちゃんと出てる。

例によって黄色と緑の間が黄緑っぽく見えるのは
キャプチャーボードのせいで、テレビ画面では
ちゃんと水色で表示されてます。念のため。


今回は、picoscopeを最大限利用して、波形も撮って
みました。

まずは水平同期とバースト信号付近のアップ。

若干ノイズはあるものの、まぁこんな感じでしょう。

そして、水平同期１本分の波形

うーん、なんだか１Ｖより上が切れてるな。
これはpicoscopeの操作方法が良く解ってない
からだな。

うん。でもまぁ、それなりにちゃんと出てます。

こんな風に設計どおりに動いてくれていると気持ちいいな。
ちなみに、リソース消費は９％程度みたい。やっぱり
ＸＣ９５ｘｘＸＬと比べると大容量ですなぁ…。

この続きとしては、ＲＧＢ信号自体もＶＨＤＬで書く
って話が１点。１ライン正確に９１０クロックにする
って話。

もう一つは、ＣＰＬＤを使わずマイコン（と少ない
外付け部品）だけでＲＧＢを自由自在に表示するって
話。

後者は部品を買い込んであるので、あとはブレッドボード
で組み上げるだけなんだけどな。ちょっとずつ進めて
いきましょうかね。