Programmation d'un GAL22V10 pour un projet Z80 vintage

Table of Contents

1. Introduction
2. Collecting Vintage Hardware Computers
3. Building a Vintage Computer
4. Programming Logic Functions
5. Using Programmable Devices
6. Introduction to GLUE Logic
7. Programming Hardware for CPLDs
8. Implementing Timing Constraints
9. Real-Time Operating Systems
10. Using DOS for Real-Time Programming
11. Building a Vintage Computer with a 486 CPU

🖥️ Collecting Vintage Hardware Computers

De nos jours, il est commun de se demander pourquoi quelqu'un garderait d'étranges débris de matériel informatique et à quoi pourrait-il bien servir de collectionner ces vieux ordinateurs tels que les 486 tournant sous DOS. Pourtant, en 2019, je me lance dans la construction d'un ordinateur vintage, un autre ordinateur d'une époque révolue utilisant un processeur CPU CID. Vous vous demandez peut-être comment contrôler les puces mémoire pour activer la RAM ou la ROM. Eh bien, pour cela, il est nécessaire d'utiliser de la logique GLUE, des opérations XOR, des appareils TTL et CMOS. Mais il existe une manière plus pratique d'y parvenir : utiliser des dispositifs programmables tels que les GAL (Generic Array Logic) et les CPLD (Complex Programmable Logic Device). Ces dispositifs compatibles avec les signaux TTL et CMOS vous permettent de programmer des fonctions logiques et de simplifier ainsi l'ensemble du processus de construction. Cependant, pour programmer ces dispositifs, vous aurez besoin d'un matériel de programmation spécifique, tel qu'un programmeur JTAG.

🏰 Building a Vintage Computer

La construction d'un ordinateur vintage est une tâche fascinante qui permet de revivre la technologie informatique du passé. L'un des éléments clés de cette construction est le choix du processeur. Dans ce cas, j'ai opté pour un processeur 486, qui était révolutionnaire à l'époque. Bien sûr, trouver un processeur 486 authentique peut être un défi, mais il existe encore des marchés spécialisés où vous pouvez acheter des composants vintage.

Une fois que vous avez réuni tous les composants nécessaires, il est temps de les assembler. Assurez-vous de suivre attentivement les schémas et les instructions de montage pour éviter toute erreur. La construction d'un ordinateur vintage nécessite une maîtrise des principes de base de l'électronique et de la soudure. Si vous n'êtes pas sûr de vous, il est préférable de demander l'Aide d'un expert.

Une fois l'ordinateur assemblé, vous pouvez passer à l'étape de la programmation. C'est ici que la logique GLUE et les dispositifs programmables entrent en jeu. La programmation de fonctions logiques peut sembler complexe, mais avec les bons outils et un peu de pratique, vous pouvez y arriver. Il existe des logiciels spécialisés qui vous permettent de créer et de tester des schémas logiques avant de les programmer dans les dispositifs.

🔌 Programming Logic Functions

Avant de commencer à programmer votre ordinateur vintage, vous devez déterminer les fonctions logiques que vous souhaitez implémenter dans votre conception. Pour cela, vous devrez ouvrir le fichier de fonctions PDS et le modifier selon vos besoins. Assurez-vous de comprendre les spécifications de votre conception et de planifier en conséquence.

Dans le fichier de fonctions PDS, vous pouvez définir les différents états de votre ordinateur, tels que le mode d'amorçage et le mode non-amorçage. Selon l'état, vous pouvez activer ou désactiver les puces ROM et RAM en utilisant la logique GLUE appropriée. Assurez-vous de définir les contraintes de timing pour éviter les conflits lorsque les puces sont activées ou désactivées. Pour cela, on utilise souvent la Notion de signal de rafraîchissement qui indique si un rafraîchissement est en cours ou non.

En utilisant un logiciel de conception logique, vous pouvez visualiser et modifier le schéma de votre ordinateur vintage. Assurez-vous de comprendre les principes de base de la logique combinatoire et séquentielle, ainsi que les différents types de portes logiques et de fonctions logiques.

Une fois que vous êtes satisfait de votre conception, vous pouvez passer à l'étape de la compilation. Cela permet de vérifier les erreurs et de générer un fichier de vérification qui sera utilisé lors de la programmation des dispositifs programmables. Assurez-vous de suivre attentivement les instructions du logiciel de compilation et de résoudre les éventuelles erreurs.

🖨️ Using Programmable Devices

Lors de la construction d'un ordinateur vintage, l'utilisation de dispositifs programmables tels que les GAL et les CPLD présente de nombreux avantages. Ces dispositifs vous permettent de simplifier la conception en combinant plusieurs fonctions logiques en un seul composant programmable. De plus, ils sont compatibles avec les signaux TTL et CMOS, ce qui facilite la connexion à d'autres composants de l'ordinateur vintage.

Pour programmer ces dispositifs, vous avez besoin d'un matériel de programmation spécifique, tel qu'un programmeur JTAG. Ce matériel vous permet de transférer le schéma logique que vous avez conçu dans le dispositif programmable. Assurez-vous de suivre les instructions fournies avec le programmeur pour connecter correctement les broches du dispositif et du programmateur.

Une fois que vous avez programmé le dispositif, vous pouvez l'insérer dans votre ordinateur vintage et le tester. Assurez-vous de vérifier les connexions et de vous assurer que le dispositif est correctement alimenté. Utilisez des outils de test tels que des oscilloscopes ou des analyseurs logiques pour vérifier que les signaux se comportent comme prévu.

🕰️ Introduction to GLUE Logic

La logique GLUE (Generalized Logic Unify Entity) est une technique utilisée dans la conception des ordinateurs vintage pour contrôler les puces mémoire et les autres fonctions logiques. Elle permet de définir les conditions d'activation et de désactivation des puces en fonction de l'état de l'ordinateur.

La logique GLUE est généralement mise en œuvre à l'aide de dispositifs programmables tels que les GAL et les CPLD. Ces dispositifs vous permettent de créer des fonctions logiques personnalisées en combinant différentes portes logiques et fonctions logiques. Grâce à la programmabilité de ces dispositifs, vous pouvez créer des schémas logiques complexes sans avoir à utiliser des composants discrets.

L'un des avantages de la logique GLUE est sa flexibilité. Vous pouvez facilement modifier les fonctions logiques en reprogrammant les dispositifs programmables. Cela vous permet d'expérimenter et d'optimiser votre conception sans avoir à changer les composants matériels.

⚙️ Programming Hardware for CPLDs

La programmation des dispositifs CPLD nécessite un ensemble spécifique de matériels et de logiciels. Voici les étapes à suivre pour programmer les dispositifs CPLD :

1. Assurez-vous d'avoir un programmateur CPLD compatible et correctement connecté à votre ordinateur.
2. Téléchargez et installez le logiciel de programmation approprié fourni par le fabricant du CPLD.
3. Connectez le CPLD au programmateur en utilisant les broches appropriées.
4. Ouvrez le logiciel de programmation et sélectionnez le type de CPLD que vous utilisez.
5. Chargez le fichier de schéma logique que vous avez conçu dans le logiciel de programmation.
6. Vérifiez que le schéma logique est correctement chargé et ne contient pas d'erreurs.
7. Programmez le CPLD en suivant les instructions du logiciel.
8. Vérifiez que le CPLD a été correctement programmé en utilisant des outils de test appropriés.
9. Insérez le CPLD dans votre ordinateur vintage et effectuez les tests nécessaires pour en vérifier le bon fonctionnement.

⏱️ Implementing Timing Constraints

Lors de la conception d'un ordinateur vintage, il est important de prendre en compte les contraintes de timing pour éviter tout problème de synchronisation ou de conflit entre les signaux. Les contraintes de timing définissent les délais maximaux et minimaux autorisés pour chaque signal afin d'assurer un fonctionnement harmonieux de l'ensemble du système.

Les dispositifs programmables tels que les GAL et les CPLD offrent généralement des options pour définir ces contraintes de timing. Vous pouvez spécifier des délais de propagation, des délais de montée et de descente, ainsi que des délais d'interconnexion pour chaque signal. Il est important de respecter ces contraintes pour éviter les erreurs de fonctionnement de l'ordinateur.

Pour définir les contraintes de timing, vous devez avoir une bonne connaissance de la fréquence des signaux, des délais de propagation des composants et des conditions d'alimentation. Il est recommandé d'utiliser des outils de simulation et d'analyse pour vérifier la validité de vos contraintes de timing avant de les implanter dans les dispositifs programmables.

🖥️ Real-Time Operating Systems

Les systèmes d'exploitation en temps réel jouent un rôle crucial dans les ordinateurs vintage. Ils permettent de garantir un fonctionnement synchronisé et précis de l'ensemble du système en gérant les priorités des tâches et en offrant des services de synchronisation et de communication.

Dans le contexte des ordinateurs vintage, l'utilisation d'un système d'exploitation en temps réel peut être un défi en raison des contraintes de performance et de compatibilité avec les anciens processeurs. Cependant, il existe des versions modifiées de systèmes d'exploitation tels que DOS qui peuvent être utilisées pour des applications en temps réel sur les ordinateurs vintage.

Les systèmes d'exploitation en temps réel offrent des avantages tels que la gestion des interruptions, la planification des tâches et la synchronisation des processus. Cependant, ils nécessitent une connaissance approfondie du matériel et une programmation spécifique pour fonctionner correctement. Il est important de comprendre les spécifications de votre ordinateur vintage et de choisir un système d'exploitation en temps réel compatible.

💾 Using DOS for Real-Time Programming

DOS (Disk Operating System) est un système d'exploitation largement utilisé dans les ordinateurs vintage. Malgré ses limitations en termes de performance et de compatibilité, il offre des fonctionnalités adaptées à la programmation en temps réel.

L'une des principales caractéristiques de DOS est sa réactivité et sa simplicité d'utilisation. Il fonctionne avec un noyau compact qui permet d'exécuter des applications en temps réel avec une précision suffisante pour de nombreuses tâches. De plus, DOS offre une gestion des ressources efficace, ce qui le rend adapté aux ordinateurs vintage avec des ressources limitées.

Pour programmer en temps réel avec DOS, vous pouvez utiliser des langages de programmation tels que le langage d'assemblage ou le langage C. Ces langages offrent un contrôle précis du matériel et une gestion directe des entrées/sorties, ce qui est essentiel pour la programmation en temps réel.

Il est important de noter que DOS ne prend pas en charge le multitâche réel, c'est-à-dire l'exécution simultanée de plusieurs tâches indépendantes. Cependant, des techniques telles que le mode protégé peuvent être utilisées pour simuler le multitâche sur les processeurs modernes.

🏭 Building a Vintage Computer with a 486 CPU

La construction d'un ordinateur vintage avec un processeur 486 est un projet passionnant qui vous permet de revivre l'ère des premiers ordinateurs personnels. Le processeur 486 était révolutionnaire à l'époque et offre des performances suffisantes pour exécuter des applications anciennes et des jeux rétro.

Pour construire un ordinateur vintage avec un processeur 486, vous aurez besoin des composants suivants :

• Un processeur 486 authentique.
• Une carte mère compatible avec le processeur 486 et dotée des bons connecteurs et des bons emplacements.
• De la mémoire RAM compatible avec le processeur 486 et la carte mère choisie.
• Une carte graphique et une carte son compatibles avec le processeur 486 et la carte mère choisie.
• Un disque dur et/ou un lecteur de disquettes pour le stockage des données.
• Une alimentation électrique adaptée aux besoins du processeur 486 et des autres composants.

Lorsque vous assemblez votre ordinateur vintage, assurez-vous de suivre les instructions fournies avec les composants et de les connecter correctement. Utilisez des outils appropriés tels que des tournevis et des pinces pour éviter d'endommager les composants.

Une fois assemblé, allumez votre ordinateur vintage et installez le système d'exploitation de votre choix. Vous pouvez maintenant profiter de l'expérience rétro et découvrir les jeux et les applications de l'époque.

Highlights:

• La construction d'un ordinateur vintage avec un processeur 486 offre la possibilité de revivre l'ère des premiers ordinateurs personnels.
• Les dispositifs programmables tels que les GAL et les CPLD simplifient la conception et la programmation d'un ordinateur vintage.
• DOS est un système d'exploitation adapté à la programmation en temps réel sur les ordinateurs vintage.
• La logique GLUE permet de contrôler les puces mémoire et les autres fonctions logiques d'un ordinateur vintage.

FAQ:

Q: Qu'est-ce que la logique GLUE dans la conception d'ordinateurs vintage ? A: La logique GLUE est une technique utilisée pour contrôler les puces mémoire et les autres fonctions logiques dans les ordinateurs vintage. Elle permet de définir les conditions d'activation et de désactivation des puces en fonction de l'état de l'ordinateur.

Q: Quels sont les avantages d'utiliser des dispositifs programmables dans la construction d'un ordinateur vintage ? A: Les dispositifs programmables tels que les GAL et les CPLD permettent de simplifier la conception et la programmation d'un ordinateur vintage. Ils offrent la possibilité de combiner plusieurs fonctions logiques en un seul composant programmable, ce qui facilite l'assemblage de l'ordinateur.

Q: Quel est l'avantage d'utiliser DOS pour la programmation en temps réel ? A: DOS est un système d'exploitation réactif et simple à utiliser, ce qui le rend adapté à la programmation en temps réel dans les ordinateurs vintage. Il offre une gestion des ressources efficace et des fonctionnalités adaptées aux ordinateurs avec des ressources limitées.

Q: Quelles sont les étapes pour construire un ordinateur vintage avec un processeur 486 ? A: Pour construire un ordinateur vintage avec un processeur 486, vous aurez besoin des composants suivants : un processeur 486, une carte mère compatible, de la mémoire RAM, une carte graphique et une carte son compatibles, un disque dur et/ou un lecteur de disquettes, et une alimentation électrique adaptée. Une fois que vous avez réuni tous les composants, suivez les instructions de montage et installez le système d'exploitation de votre choix.