Atari 800. Снаружи и внутри.

Речь пойдёт о первом, в своём роде уникальном для 8-ми битных Atari, компьютере Atari 800, без всяких там приставок XL или XE, это будет позже, а сей час просто 800.

Процессор: 6502C(SALLY – поздние модели), NTSC: 1.7897725 МГц, PAL: 1.773447 МГц

ОЗУ: 8 Кб – 48Кб, расширяется за счёт дополнительных плат, устанавливаемых самим пользователем в соответствующие слоты.

ПЗУ: AtariOS 10 Кб (Бейсик отсутствует).

Видео: ANTIC (“Alpha-Numeric Television Interface Circuit”)/ GTIA (“Graphics Television Interface Adapter”) текстовый режим 40 x 24, графика до 320 x 192 (14 графических режима + различные комбинации графики и текста).

Разъемы: питания 9 Вольт, SIO (универсальный последовательный интерфейс), ВЧ видео, S-Video и НЧ видео (“Monitor”-DIN5 разъём),4 системных слота расширения доступных пользователю и один внутренний, 2 слота для картриджей, 4 порта джойстиков.

Звук: POKEY – четырехканальный, 8-ми битный звуковой синтезатор, встроенный динамик.

Atari 800. Снаружи и внутри.

Внешний блок питания 9В переменного напряжения (трансформатор).
Начало продаж: 1979 год
Atari 800. Снаружи и внутри.

Познакомился я с изделиями Atari в игровых залах, коих в 90-х было превеликое множество. Расположены они были в самых разных местах; в закутках различных магазинов, на вокзалах и просто в отдельных помещения. В качестве игровых там использовались обычные домашние компьютеры Atari, Commodore или ZX Spectrum. Из Atari были распространены более поздние варианты XL и XE, а  описываемую модель впервые увидел уже «путешествуя» по интернету. Дома был самодельный клон Sinclair 48Кб («Зоновский» вариант) и денег на покупку чего-либо фирменного просто не было. Вот регулярно и ходил в игровые залы  заглядывался  там на всякую «фирму», с гораздо более красочной графикой и постоянно грохочущей музыкой, а не «чириканьем» спикера ZX Spectrum`а.     Разбираться с тем, как это работает стал только сейчас,когда обзавёлся данным экземпляром, но на русском технической документации мало (может кто поделится?). Много на английском, даётся с большим трудом и пока толком не осилил. Вероятно, будут неточности, но если кто-то поправит, то буду только благодарен за это.

На волне успеха своей игровой консоли VCS 2600, в Atari решили выйти на рынок персональных (домашних) компьютеров. Нолан Бушнелл, основатель фирмы и создатель Pong, тогда пребывавший в должности председателя совета директоров Atari, принадлежащей Warner Inc, был против подобного решения. Он считал, что надо продолжать развивать идею домашней игровой консоли, а не соваться на рынок компьютеров. В 1978 году его исключили из состава директоров. Первые компьютеры Atari вышли в конце 1979 года.
Atari 800. Снаружи и внутри.В продажу Atari 800 поступил вместе со своим младшим братом  Atari 400. Atari 400 имел дешёвую мембранную клавиатуру, один слот для картриджа и, как предполагалось изначально, 4Кбайта ОЗУ. Отсюда индекс модели 400. Подключение к телевизору только через антенный вход. Позиционировался он как дешёвый домашний компьютер, или, скорее как домашняя игровая приставка с возможностями компьютера. Но к моменту выхода модели в продажу цены на память упали и на заводе сразу стали устанавливать 8Кбайт ОЗУ.

В то время как  Atari 800 причисляли к полноценным компьютерам. Он имел корпус большего размера, чем Atari 400, клавиатуру с механическими клавишами, возможность последующего наращивания памяти от начальных 8Кбайт до  максимальных 48Кбайт.
Описываемые модели были единственными компьютерами Atari, у которых было 4 разъёма для джойстиков, у всех остальных только 2. Atari 800, ко всему прочему, была единственная модель с двумя слотами для картриджей (Left Cartridge, Right Cartridge), у последующих один (Left Cartridge), и единственная с 4-мя системными слотами расширения. Более поздние модели не содержали их вовсе.
Atari 800. Снаружи и внутри.

Для доступа к слотам картриджей, необходимо потянуть на себя клавишу (на фото она видна как прямоугольник над верхним рядом клавиш) фиксирующую крышку этого отсека. При этом происходит отключение питания компьютера. Что бы добраться до слотов расширения придётся открутить два, достаточно длинных, винта (видны сверху в углах металлического кожуха) и, потянув на себя верхнюю крышку, снять её.

Слоты не равнозначны и имеют различное назначение. При этом,  каких либо внешних отличий между ними нет, и что гораздо хуже, нет «ключа», который бы не позволил воткнуть плату наоборот. Вероятно, это решалось тем, что изначально платы были упакованы в пластиковые  корпуса, но из-за перегрева микросхем от них пришлось отказаться. Для исключения соприкосновения бескорпусных плат установлен разделитель, небольшая чёрная пластиковая деталь с горизонтальными прорезями. Ближний к клавиатуре слот предназначен для установки платы ПЗУ с AtariOS, без Basic`а — он появится в поздних моделях. В остальные можно устанавливать карты расширения памяти по 8 или 16 Кбайт.
Atari 800. Снаружи и внутри.

Сторонние фирмы выпускали и другие платы.

Имеется некоторое количество внешних разъёмов.

Четыре штуки для подключения джойстиков
Atari 800. Снаружи и внутри.
Atari 800. Снаружи и внутри.

Остальные разъёмы расположены на этой панели.
Atari 800. Снаружи и внутри.
Atari 800. Снаружи и внутри.

По порядку, слева на право:

  • “MONITOR” – для подключения монитора и вывода звука.

Atari 800. Снаружи и внутри.

Монитор может быть подключен с использованием двух типов видеосигнала:

–  Композитный (COMPOSITE VIDEO – контакт 4)

– S-VIDEO (COMPOSITE LUMINANCE- контакт 1 и COMPOSITE CHROMA – контакт 5)

AUDIO OUTPUT – линейный выход звука.

  • “PERIPHERAL” – 13-ти контактный. Для подключения различной периферии (магнитофон, дисковод и т.п.) по универсальному последовательному интерфейсу SIO.

Atari 800. Снаружи и внутри.

  • 2-CHAN-3 – переключатель телевизионных радиоканалов для внутреннего ВЧ-модулятора. Коаксиальный кабель выводится через отверстие в задней части корпуса. Отсоединить его можно после снятия корпуса. Разъём расположен на плате блока питания, рядом с самим модулятором.
  • POWER ON OFF – клавиша включения/выключения компьютера.
  • POWER IN – разъём для подключения внешнего блока питания, 9В переменного напряжения, 27Вт.

В данном экземпляре есть платы расширения:

  • ПЗУ 10Кб, содержит AtariOS

Atari 800. Снаружи и внутри.
Atari 800. Снаружи и внутри.

Эти платы производства самой Atari.

Кроме них имеется ещё две платы сторонних производителей.

– ОЗУ 32Кб AXLON INC.
Atari 800. Снаружи и внутри.
Atari 800. Снаружи и внутри.
Atari 800. Снаружи и внутри.

Забавно нанесён серийный номер платы; нацарапан от руки прямо поверх лака на дорожке.
Atari 800. Снаружи и внутри.

  • Плата алфавитно-цифрового (текстового)  видео контроллера Full-View 80 фирмы Bit3 Computer Corporation

Atari 800. Снаружи и внутри.

Предназначена плата для вывода текста 80х25. Без неё Atari может отображать текст 40х24. Данную плату поддерживало несколько текстовых редакторов. Выводит Full-View 80 монохромное изображение через свой композитный видеовыход, реализованный в виде плоского 4-х жильного кабеля, как IDE шлейф, с распаянными на конце двумя разъёмами, видны внизу под платой. Один, это RCA (колокольчик)  гнездо. Второй, DIN5 вилка, как в «советских» магнитофонах. Похоже это было нужно для подключения к различным моделям мониторов того времени.

Она же без корпуса.
Atari 800. Снаружи и внутри.
Основная плата, плата блока питания и процессорная плата доступны только при полной разборке аппарата.

Снята нижняя крышка и слева видна плата блока питания и разъёмов, а по центру, частично прикрытая металлической пластиной, основная плата. Справа внизу расположен динамик, который издаёт звуки при нажатии клавиш. В играх, к счастью, он молчит, звук при этом выводится через внешний разъём “Monitor” или через ВЧ-модулятор.
Atari 800. Снаружи и внутри.

Нечто коричневое в правом нижнем углу – это молекулярный клей (так он вроде назывался, в гранулах, разогревается паяльником). Корпус не выдержал переезда через океан и треснул. Пришлось заклеить. Материал верхней части корпуса оказался весьма интересным, он многослойный. За основу взят обычный пластик, как в нижней части. Сверху него располагается слой из синтетических волокон, поверх которого нанесён слой пластика, придающий корпусу шершавую фактуру (“шагрень”).

Снята верхняя часть корпуса.
Atari 800. Снаружи и внутри.
Atari 800. Снаружи и внутри.
Atari 800. Снаружи и внутри.

Как не трудно заметить, примерно четверть (слева) корпуса совершенно пустая. Видимо пошли на такие затрата в угоду дизайну. Да и потом, мощный, современный и не дешёвый компьютер  просто не может быть маленьким и лёгким! 🙂

Клавиатура производства “Mitsumi”. Для возврата клавиши используется пружина.
Atari 800. Снаружи и внутри.

В центре каждой клавиши имеется, судя по всему силиконовый, эластичный элемент с выступом посередине. Именно он осуществляет нажатие на соответствующее место на плёночной части клавиатуры.
Atari 800. Снаружи и внутри.

Плёночная, контактная, часть клавиатуры.  Плёнка используется только одна. На неё нанесены дорожки и контактные площадки чем-то чёрным матовым, токопроводящим. Изолирование от нижнего слоя, гетинаксовая печатная плата, выполнено нанесением белого, резиноподобного покрытия на всё ту же плёнку. Контактные площадки для клавиш оставлены открытыми.
Atari 800. Снаружи и внутри.

Снята основная плата. Большое серое, зияющее дырами – это экранирующий кожух, весит 1кг. Он был необходим для выполнения требований FCC (Federal Communications Commission —американское Федеральное агентство по связи) по уровню радиопомех
Atari 800. Снаружи и внутри.

Плата внутреннего блока питания.
Atari 800. Снаружи и внутри.

На ней расположены:

  • Внутренние преобразователи напряжения, выполненные на линейных стабилизаторах 7805 (+5В),78М12 (+12В). Простейший параметрический стабилизатор, на стабилитроне, выдаёт   напряжение -12В, необходимое для работы микросхем динамического ОЗУ. Поскольку с внешнего трансформатора поступает переменное напряжение только 9В, то для обеспечения работы стабилизаторов на +12В и -12В, применяется ёмкостной удвоитель напряжения.
  • Высокочастотный ТВ модулятор. Прямоугольная коробка с белым кружком, примерно посередине платы. Позволяет подключить компьютер к телевизору через антенное гнездо. Видики тогда только-только начинают появляться и у телевизоров нет других входов, кроме антенного.
  • Четыре системные клавиши, в левой части платы; “START”, “ SELECT”, “OPTION” и “SYSTEM RESET”, по порядку слева на право.
  • Выключатель питания, срабатывающий при открывании крышки отсека картриджей. Расположен чуть выше модулятора.
  • Внешние разъёмы и выключатели, в самом низу по краю платы,  описанные ранее.

Основная плата с установленной в неё процессорной платой (закрывается силуминовым кожухом)
Atari 800. Снаружи и внутри.
Разъём висящий на проводах предназначен для подключения к основной плате 4-х системных клавиш.

Сама основная плата.
Atari 800. Снаружи и внутри.
Как видно, все четыре слота расширения совершенно одинаковые внешне. Пятый, самый верхний, заметно больше, но он не доступен без полной разборки компьютера. В него устанавливается только процессорная плата.

На плате имеются две большие микросхемы. Та, что расположена выше – POKEY:CO12294, ниже – PIA 6520:CO14795.

– процессорная плата
Atari 800. Снаружи и внутри.
Чипы, присутствующие на плате, слева на право: GTIA,NTSC:CO14805; ANTIC 400/800,NTSC:CO12296; SALLY:CO14806. SN74LS244NDS – буферный элемент-защёлка с 3-мя состояниями на выходе. Является стандартным компонентом, в отличие от предыдущих, заказных.

Зелёное и круглое, это переменный резистор. Он установлен в RC-цепи GTIA для временной коррекции сигнала цветности относительно синхронизации.
Atari 800. Снаружи и внутри.
Три чёрных резиновых кружка не дают плате соприкасаться с металлическим корпусом кожуха, внутри которого она расположена.

При проектировании новой модели в Atari справедливо рассудили, что для повышения производительности, необходимо разгрузить основной процессор и поручить часть работы дополнительному специализированному процессору. Кое что уже было реализовано ранее в Atari 2600 с её TIA. В результате появился на свет набор LSI-чипов(large-scale integration – высокой степени интеграции): ANTIC, CTIA/GTIA, POKEY . SALLY появился чуть позже, специально доработанный для Atari процессор 6502C.Один стандартный большой чип – PIA 6520.

ANTIC “Alpha-Numeric Television Interface Circuit” (Алфавитно-цифровая телевизионная интерфейсная схема) – это полноценный специализированный видео процессор со своим набором инструкций по формированию изображения на экране. Набор инструкций необходимый для описания всего экрана называется Display Llist (DL,список отображения или дисплейная программа) и выполняется в ходе каждого цикла обновления экрана. Одна инструкция описывает состояние целой строки на экране. Там указывается, откуда получать информацию для отображения, в каком режиме должна отображаться строка – в графическом или текстовом и в каком месте экрана она будет отображаться, есть ли скроллинг (scrolling – прокрутка) изображения и будут ли прерывания. ANTIC обрабатывает немаскируемые прерывания (NMI), которые происходят при нажатии клавиши “SYSTEM RESET”, VBI – обратный ход луча, генерируется по окончании отображения ТВ кадра и DLI – прерывание по дисплейной программе, когда прекращается выполнение основной программы и выполняется пользовательский набор инструкций. Происходит в момент отображения строки на экране. Горизонтальная и вертикальная прокрутка, выполняются без применения копирования прокручиваемых данных. Раздельное программирование каждой строки позволяет получать различные комбинации графических и текстовых режимов, добиваясь достаточно сложных визуальных эффектов. Инструкции и данные для своей работы ANTIC получает из памяти, предварительно помещённые туда центральным процессором, самостоятельно через DMA (Direct Memory Access – прямой или непосредственный доступ к памяти). Именно для этого понадобилось дорабатывать процессор 6502, вводить сигнал HALT (приостановка). До этой модификации того же результата добивались использованием 4-х микросхем. Меньше деталей – дешевле аппарат.
Приостановка процессора требуется для предотвращения конфликта на шинах при одновременном доступе к памяти CPU и ANTIC. В каждый момент времени только кто-то один должен обращаться к ОЗУ. Можно программно выключить ANTIC. При этом экран погаснет, но возрастёт, примерно на треть, быстродействие CPU, поскольку не приходиться простаивать в ожидании, когда ANTIC позволит ему обратиться к памяти.

GTIA(/CTIA) quot;Graphics Television Interface Adapter” (/”Color Television Interface Adapter”) чип телевизионного интерфейса. ANTIC и GTIA, по сути, представляют собой единый видеопроцессор, состоящий из двух чипов. ANTIC выполняет высокоуровневые инструкции и в реальном времени передаёт уже обработанные, более простые, инструкции на исполнение GTIA. Большинство функций GTIA непосредственно управляется ANTIC`ом. Но в некоторых случаях, в его работу может вмешиваться CPU и управлять некоторыми функциями. GTIA преобразует команды ANTIC (или 6502) в телевизионные сигналы (цветность, синхронизация). Также GTIA управляет спрайтом игрока, или «ракеты», в терминологии Atari (player-missile graphics), производит обнаружение коллизий (столкновений) «ракеты» с другими объектами и приоритет (кто будет на переднем плане, а кто на заднем) с которым будет взаимодействовать с другими изображениями на экране, определяет цвет объектов. Особенность работы GTIA (по сравнению с CTIA), кроме трёх дополнительных видеорежимов, ещё и в том, что изображение сдвигается на половину точки экрана. Поэтому для одной и той же программы, между GTIA и CTIA может возникнуть расхождение в цвете, за то данный сдвиг позволяет перекрываться «игрокам» и «полям».
Было выпущено две модификации Atari 800 (и 400). Первая, с конца 1979 по начало 1981, с чипом CTIA и процессором 6502B(более скоростная версия 6502A). И вторая, выпускавшаяся до снятия модели с производства в 1983 году. Там уже были установлены GTIA и 6502C(SALLY). Впоследствии только ANTIC подвергся некоторой модификации в XL-XE, а остальные чипы устанавливались во все модели 8-ми битных Atari, вплоть до 1992 года, когда был прекращён их выпуск.
После выхода моделей с GTIA чипами, Atari предложила своим покупателям, у кого ещё осталась гарантия на компьютер, произвести бесплатную замену старых плат с CTIA на новые, содержащие GTIA. Есть, по меньшей мере, два варианта, почему первый выпуск Atari 800 произошёл с не самым совершенным чипом.
Первый – GTIA чип ещё не был готов к моменту выхода на рынок компьютеров в 1979 году, но прототипы компьютера разрабатывались сразу с использованием этого чипа. Всё было готово только к 1981 году.
Второй – чип GTIA таки был готов к 1979 году, но руководство компании, видимо опасаясь не успеть в срок, заранее разместило заказ на производство 100 000 штук разработанных ранее CTIA. Не имея желания закатывать в асфальт (а такое уже было с картриджами для приставки 2600, в которых содержалась игра с множеством ошибок) выпущенные и уже оплаченные чипы, было принято решение запустить их в производство.

POKEY – сокращение от POtentiometer (потенциометр – переменный резистор) и KEYboard – клавиатура. Производит опрос клавиатуры. Позволяет использовать для управления переменный резистор (разрешение оцифровки 8 бит), размещённый в аналоговом игровом манипуляторе (paddle). Подключается к 5 и 9 контактам разъёмов джойстиков. Осуществляет обмен данными с внешними устройствами по последовательному каналу, используется в SIO. В нём же расположен четырехканальный, 8-ми битный звуковой синтезатор. Каналы можно объединят в пары, образуя два 16-ти битных, или два 8-ми битных и один 16-ти битный. Имеется возможность изменять громкость, частоту и степень искажения сигнала. Есть режим фильтрации, полиномиальные счётчики 4, 5 и 17-разрядные. Для генератора псевдослучайных чисел используется 17-разрядный полиномиальный счётчик. Его можно использовать для генерации шума в звуковых эффектах. Имеются таймеры. Так же осуществляется управление маскируемыми прерываниями (IRQ) по запросам, приходящим от периферийных устройств, таймеров и клавиатуры.

PIA – Peripheral Interface Adapter (адаптер сопряжения с периферийными устройствами) – Предоставляет 20 параллельных линий ввода-вывода. Выполнены в виде 2-х 8-разрядных двунаправленных портов (обозначаемых PA и PB), с возможностью объединения в один 16-ти разрядный порт. Направления передачи данных для всех линий (PA0-7, PB0-7) могут быть запрограммированы независимо. Четыре управляющих лини могут быть запрограммированы, чтобы генерировать прерывания, автоматически генерировать сигналы квитирования при обмене данными для устройств на портах I/O или просто передавать состояние своих линий (1 или 0, высокий или низкий уровень сигнала).
В компьютерах Atari 800/400 к линиям портов (PA0-7, PB0-7) подключены 4 джойстика, а во всех последующих моделях PortB (адрес порта 0xD301) используется для переключения банков памяти. Четыре управляющие линии используются для реализации общения по последовательному протоколу SIO, в частности одна из линий управляет включением-выключением мотора магнитофона. Две лини используются для генерации прерывания от внешних устройств, подключенных к разъёму SIO (“PERIPHERAL”).

Если включить Atari 800(400) без картриджей и без других накопителей, то на экране появиться светло-голубая надпись на синем фоне: “ATARI COMPUTER – MEMO PAD”.
Atari 800. Снаружи и внутри.
Можно набирать текст с использованием псевдографики, инверсии и вообще всего, что доступно с клавиатуры. Но вот для чего эта «ЗАПИСНАЯ КНИЖКА»?

Не имея Basic`а или DOS невозможно что-либо сохранить. Или предлагается использовать вместо бумажек на холодильнике, оставляя различные ЦУ (ценные указания) для домашних? Не понятно.

Если в течение минут 10 не нажимать клавиш, то экран перейдёт в режим пониженной яркости с периодической сменой цветов. Это screensaver, для предотвращения выгорания люминофора на кинескопе, если ушёл и забыл выключить компьютер. Забавненько так.
Компьютер подключил к ЖК телевизору по S-Video через разъём“Monitor”. Это оказалось очень удобно, поскольку так же подключается и 65XE, и после незначительной переделки в Commodore C16 (установки одной перемычки и удаления одного предохранителя), его то же можно подключать этим же кабелем. Как выяснилось, при таком способе подключения, у данного экземпляра Atari есть проблемка. Изображение «дрожит» – строки хаотично смещаются по горизонтали на один пиксель. Что несколько раздражает. Похоже, проблема связана с плохим согласованием уровней видеосигнала. Однажды заполнив экран инверсными пробелами, почти весь экран стал светлым, обнаружил, что дрожание пропало.

Ну и напоследок, небольшое сравнение габаритов первого и последнего (65XE) поколений 8-битных Atari.
Atari 800. Снаружи и внутри.
Atari 800. Снаружи и внутри.