Elkezdtem írni, legalábbis a tesztelést, hogy milyen gyors a használt windows-os fejlesztőm, képes a 3 MHz-es CPU-t emulálni? Mert jelenleg 10 ms-onként 30000 Z80 órajelet kellene feldolgoznia. Sajnos csak ms-os timert tud. Most keresek hozzá 1 ns-ost.  Igen, nano és nem mikro. Akkor majd a 48,828Hz-es képfrissítést is létre fogom tudni állítani, most csak az 50Hz-et tudná így. Meg ez a 30000 órajel egyszerre, az kb 3000 utasítás 10 ezredmásodperc alatt, ami sok.

Ezek a "szar" windows-os, meg MAC, Linux.... fejlesztőik csak 10 ms-os időzítést tudnak, még 1 us-ost sem, ami 3 CPU órajel lenne, ami már tök baráti. Mindez azért, mert az oprendszerek időzítése csak ezt tudja a redszer óra miatt.

Mindenhol azt javasolják, hogy az emulátor a képszinkronra 50 Hz-re legyen időzítve, szóval jelen esetben 20ms-onként 60000 órajelet kezeljek le egyszerre. És mindent virtuális időzítőkkel számoljak le.

Nos, ebben a sima desktop alkalmazás fejlesztőben, amiben eddig dolgoztam, nem lehet pontos időzítést csinálni. Nagyon jó mindenféle segédprogram megírására (konverter, rajzprogram...). Mivel az oprendszer futtatja és akkor fut, mikor az időt ad neki, így lehetetlen időzíteni. Nagyon sok számítást el tud végezni egy frame alatt, de a frameek pontos frekvenciáját nem lehet beállítani. Kb 60 FPS, de fügetlen a valódi LCD frekitől. Valószínűleg ezt már csak az óra 50Hz-éből kalkulálja, és így nem pontosan 60.

De, simán számol egy frame alatt 50000 utaítást (egyenlőre), ami 3 MHz.

Végülis ez sem rossz. A lényeg, minden mást a virtuális CPU frekihez kell igazítani, és akkor szinkronban lesz.

A multiplatform egyenlőre kérdéses, mert a hangkeltés nem egyforma. Ha megtalálom a módját, akkor ok. Most ezt keresem.

Nem adtam fel. Ezt sikerült összehozni Object Pascalban, mármint abban amiben eddig is csináltam a programokat. A  Visual Studio-ban egy kacifántos lib-et kellene kezelni. És az sem lenne más, mint megtudtam, a PC maximum 10 millió megszakítást enged másodpercenként az időzítőnek. Ezt 3-al osztva 3,3 MHz jön ki. Némi késleltetéses trükkel az alábbi képen levő eredmény jött ki. 

Ez után, már csak a hangkeltés a kérdés, nem WAV lejátszási alapon. Ha ez is megvan, jöhet az emu írás.

Szóval, az van, hogy elkezdtem írni. Már integrálva a Z80-as CPU és az AY-3 is.

És már a PC (Program Counter) regiszter pörög is. Persze, még nincs ROM/RAM emuláció, még csak egy sima NOP teszt fut, de ez azt jelenti, hogy feléledt az emulátor lelke, működik a proci.

Tud már ablakban és teljes képernyős módban is menni. Az ablak pixel pontos. Lehet, csinálok egy 2 szeres nagyítást is még.

Most jön a ROM/RAM video RAM, bill. mátrix emulálásának a megírása.

Napról napra több és több.

Kész a memória emulációk fő része. A ROM tartalma fut is a CPU-n. Az ominózus VSYNC a kapcsolási rajznak megfelelő, virtuálisan 320 sort "rajzol". A video áramkőr még nincs szimulálva, hanem csak a windowsal kiíratom a video memória tartalmát egy táblázatba. Ezért a karakterkészlet még nem az eredeti, illetve a CPU emulálás is kicsit belassul miatta és emiatt az FPS szám sem 48,828-at mutat.

Teljes mértékben kész:

• • Stabil CPU frekvencia generálás, automatikus korrigálással.

  • Valós video áramkőr szimuláció. A CPU órajellel szinkronizálva generálja a 15.625 kHz-es sorszinkron jelet, ezzel, valósan pixelenként legenerálja a 320 TV sort, amiből keletkezik a 48.828 Hz-es képfrekvencia, amivel valósan frissíti a látható képet, a hardveresen támogatott DiretX ablakban (3D motor 11% 🙂 ), true HD (natív 1280*720 pixel) felbontással. A video áramkőr felkészítve a képzaj (havazás) opcionális szimulálására (ezt még meg kell írni).

  • Teljes 64 kB-os RAM támogatás lapozással. Szín és saját karaktermemóriát is tudja már.

  • Portok támogatása.

  • Eredeti karakterkészlet beimportálva, a saját szekeszthetőre átkapcsolást még meg kell írrni.

  • Billentyűzet emuláció főbb része kész.

Az emulátor 22-24%-ot eszik a PC CPU-jából, a többit a windows.

Ami következik:

• Hang generálás (beeper+PSG)

• Billentyűzet emuláció befejezése

• Szín memória használatának megírása

• Grafikus üzemmód megírása

• Gyors HTP LOAD megírása

• WAV LOAD megírása (magnó emulálás)

• DEBUG mód megírása

• Saját DOS, MiCOS megírása, aminek majd valódi SD/FLASH memóriakezelést tud

• ... S.T.B. ... ami majd az eszembe jut.

Jól haladok az emulátorral.

Már tökéletesen kezeli a WAV-os program file-okat, az utántöltés, turbo load és a zene streamerelés is jól megy a "magnóról".

Már kezeli a színes karaktereket. A reset bug, pont az új szín memóriába dobta bele azt a szemetet. 🙂

Holnap megírom a nagy felbontású grafika, és a saját karakterkészlet lekezelését.

Kész a HiRes 512X256-os grafikai mód. Ezen a képen egységes háttér és pont szín van, de tudja már a color atribútumost is.

Kész a multicolor 256X128-as, pixelenként 16 színű mód. Persze, BASIC-ből állítható minden szín, írható, olvasható a videomemória.

Kész az átdefiniálható karakterkészlet, szintén BASIC-ből is mehet.

Természetesen, a módok kombinálhatóak is.

Holnap jön a hardveres raszter támogatás, azaz BASIC-ből is vezérelhető majd, nem kell gépi kódú rutin hozzá. Kettő soronként: raszter color, videomód keverés, és hardveres pixeles scroll. Na ezt még a C64-sem tudja hardverből, szóval még BASIC-ben is látványos játék és Demo írható.

És ami egyértelmű, ezekhez nincs a ROM módosítva.

Akár úgy is megírható a program, hogy ha csak alap karakteres mód van használva, akkor szín nélkül a sima gépen is mehet (pl. a Chernobil, Submarine Hunter ilyenre lesz átírva). De ez nem cél, csak ezt is lehet.

A napokban a mintaprogramok írása volt. Egy egyszerűt meg is írtam, majd szépen előhozott bugokat a videokép renderelésben. Szóval, csótányírtás is volt. 🙂

Ma pedig inkább a HTP file betöltést raktam rendbe (hogy gyorsan tudjak majd tesztelni), részben vissza fejtve a LOAD ROM rutint, hogy precíz legyen a file kezelés, és egyben az SD kezeléses DOS-t is előkészítettem. Az emulátorhoz fogom először megírni az SD kártya szimulációt, aztán ez alapján kell a fizikai kártyába átírni (Pascal-ról C-re) a programot.

Ez is úgy fog működni, hogy nem kell semmilyen CALL utasítás, hanem (pl):

ELOAD"$" - directory

ELOAD"filename"

Szépen alakul az emulátor billentyűzet-kezelés megírása.

Nem az eredeti memóriamátrixos áramkör leszimulálása volt a nehézség, hanem a PC - HL mátrix átkonvertálása, a megfelelő logikai sorrend megalkotása. Mindez csupán a SHIFT gomb miatt van. Nem lehet egy az egyben átvinni. Mondjuk még az Alt/AltGr is macerás kicsit.

Pl a ?-jel a PC-n SHIFT-es, a HL-en nem, de ugyan ott van a ;-is AltGr-rel.

Így van ez az = jellel is, ami SHIFT + 7 a PC-n, de HL-en SHIFT nélküli külön gomb, s ha nyomva lenne a SHIFT akkor - jel íródna helyette.

Összesen, 21 ilyen "problémás" gomb van. A többinél viszont mehet egy az egyben.

Kész a teljes billentyűzet emuláció. Olyan 99%-osan emulálja. Az ALT gombot nem emulálja, mert arra a windows menü jönne be, de amúgysem használjuk az ALT gombot. A másik érzékeny pont a SHIFT de szerintem az jól sikerült. Gépeléskor és játékokban jól mennek a gombok.

Majd még a joystick emulációt kell megírni. Legalább egy fizikai windowsost biztos betudok integrálni, és ez esetben a WASDQ maradhat a 2-es joy emulálására. 

Azért már, az is egy élmény lesz, hogy XBOX kontrollerrel (vezeték nélkül), lehet majd irányítani a helikoptert, hajót... főleg a DOOM-ot. 🙂

Átnéztem a menüt/funkciókat... Már csak a HTTP/WAV mentés kell, azaz, ha valaki itt ír BASIC programot, akkor hibátlanul fog tudni menteni és betölteni.

A LOAD része teljesen kész.

A SAVE részt kell megírni. Ez kicsit nagyobb meló, ezt holnapra hagyom, ma a debug résznek kezdek bele, akár az teljesen kész is lehet még ma. Nem nagy meló, csak a CPU és a PSG regisztereit (kb 25 szám) kell kiírni a képre. A videokártya 15 "regisztert" használ, de ebből 7 darab egyenként 160 bájtos raszter táblázat. Meg az egyik még szintén egy táblázat lesz, talán 256 értékkel. Ezeket nem fogom kiíratni.

Kész az alap szintű debug. A feliratot OSD technikával rakom ki a képre Full realtime. Lehet pause-zni a CPU-t és utasításonként lépkedni.

Egyiken a PSG aktivitás látható, a másikon a VIC (Video Interface Circuit) látható. Mind a 15 regiszterét kitettem, ebből 2 még nem üzemel.

(UPDATE: a debug azóta megváltozott)

Mára (tegnapra 🙂) még annyit beletettem, hogy lehet állítani az ablakos mód méretét. Elég nagy volt a HD-s, kétszeres méret, ezért betettem az egyszeres SD méretet is. Fejlesztésnél jobb, ha van bőven hely körülötte. Meg majd a további debugnak és egyebeknek is kell a hely.

Eddigi VIC tudás:

• • 640X360 pixeles (16:9) VGA képkimenet, ebben az 512X256-os HL kép, a többi keret

  • 16 színű paletta, színenként 24 bit RGB. (Terv, hogy 4 darab szín paletta legyen)

  • Általános ink/papper/border szín. (Választható lesz a szín paletta)

  • Eredeti és egyéni karakterkészletes mód

  • Nagyfelbontású grafika 512X256 pixel, 16 szín / 8X8-as atributum (Pl. Spectrum) (Alapból az általános szín paletta van)

  • Nagyfelbontású grafika 256X128 pixel, pixelenként 16 szín (Alapból az általános szín paletta van)

  • Hardveres, pixeles X/Y scroll

  • Hardveres raszter-technológia, ami 2 képsoronként lehetővé teszi a fentiek keverését/módosítását egy képen.

További tervek:

• Hardveres egérkurzor (egérhez, de a játékban a joy/bil is irányíthatja akár)

• Spriteok, bár a korrekt sprite ütközés figyelés elég macerás, ezen még rágódok.

Tudhatná még a TVC formátumait is (4 színű módot és a 128X256-os 16 színűt), de akár a C64 multicolort is, akkor 256X256-os (160X200 helyett) színes kép is lehetne, de nem akarok ennyire copyzni, másrészt sokaknak nehéz azokat lekezelni. Az én rendszeremet nagyon könnyű programozni, lineáris a memória, nincsenek keverve a bitek.

Az elmúlt hosszú időben nagyon sok fejlődés tötrtént.

A videoszemetelés "havazás" szimulációját finomítottam. Írtam, hogy elég élethű, de nem pontos. Bekapcsoltam a vasat is, és írtam egy olyan egy utasításos gépikódú programot ami a 10 GOTO 10-nek fele meg, és a video memóriában fut, ezzel állandó zavart okozva.

A programot pár soros BASIC programmal töltöttem be és indítottam el. A vason kapott eredmény alapján tudtam befinomítani a emulátorban. Az eredmény szinte bájtra egyezik. Az eltérés az elektronikai alkatrészek pontatlanságából, "szórásából" adódik, de ez az eredmény teszteléshez kiválló.

A másik haladás az optikai tuning befejezése. Nem csak a CRT színvilágát és a csíkosságát (scanline) szimulálja, hanem választható az összeköttetés, a VGA, a kompozit, illetve az RF (antenna) bemenet közül.

A VGA a legjobb minőség, a kompozítnál kicsit elmosott, az éleknél van egy kis "túllövés" miatti hiszterézis effekt, illetve utánhúzás.

Az RF pedig magáért beszél. 🙂

Harmadikként bekerültek az oscilloscope ábrák a hangcsatornák vizualizálására.

Most már elmondható, hogy ez az emulátor olyan, amilyen a vas. Főleg az időzítések, a hang, a kép... meg minden extra.

Mondhatni már csak napok kérdése, hogy publikáljam az emulátort.

Lassan, de biztosan, az elmúlt 4 hónapban (más projekt megvalósítása mellett) nemcsak tesztelés és finomítások mentek, hanem már demo és módosított játék is született, készül hozzá, az új módokat kihasználva.