Павел Дмитриев - Разбег в неизвестность
Управлять экраном с диагональю чуть более 30-ти сантиметров предполагалось всего лишь по трем проводам: кадровой/строчной синхронизации, земли, видео. Я пробовал говорить о цвете, но быстро понял — ждать взаимности от техники в этом вопросе придется минимум несколько лет. Мэнээсы дополнительно настояли на выводе звука, спорить с такой мелочью не стал, хотя и был уверен в будущей бесполезности. С дизайном корпуса тоже сложностей не возникло — по сути, получился металлический куб. Так что наш научный отдел быстро подготовил документацию и сдал ее в МЭП.
Зато дальше Иванам пришлось изрядно поломать голову без моей помощи. Ведь в устройстве телевизоров я разбирался примерно как в балете и фотонных звездолетах. Хотя на уровне схемы все выглядело просто. Всего-то вместо "эфирного" сигнала нужно было подать "компьютерный". Причем аналоговый и непрерывный, никаких пикселей в нем не предусмотрено, а значит, не обойтись без быстродействующего ключа для управления яркостью точки на экране. Если думать о градациях серого, то это выливается в полноценный ЦАП, что, впрочем, тоже не выглядит сверхтехнологией.
Однако дьявол, как обычно, скрывался мелочах. Если прикинуть частоты, то выходит весьма неприятная картина. В телевизоре что-то около пяти сотен строчек*, в каждой нужно "показать" 640 пикселей, а вот достижимые при массовом производстве частоты микросхем логики находятся в районе 10 МГц**. Быстрого прорыва тут нельзя ждать даже с подарками из будущего. Если 10 000 000 разделить на произведение 640*500, учесть всякие мелочи вроде обратного хода луча, то получится 25–30 кадров в секунду. А я-то по наивности надеялся сразу сделать монитор на сотню герц вертикальной развертки…
\*По ГОСТ 17793-77 для телевизоров черно-белого вещания, предназначенных для видеопросмотровых устройств, допустима разрешающая способность не менее 600 линий. В стандарте СЕКАМ используется 625 строк, из которых видимых на экране — 576.\
\**К примеру, RAMDAC (Random Access Memory Digital-to-Analog Converter) для весьма старого стандарта SVGA — около 200 МГц.\
Более того, стандартные системы развертки "заточены" строго на частоту 50 Гц, какой-то балбес посчитал, что делать иначе нельзя из-за наводок от сети электропитания*. Значит вытягивать "interlaced"** 30 или 40 Гц бессмысленно, вариантов всего два — или 25р обычных, progressive, или 50i. Жуткая гадость! Я хорошо помнил, как реагировали мои детские глаза на новый "стогерцовый" монитор после старого, который "тянул" всего лишь 85р. Поэтому резко стало жалко девушек-операторов. Тут на самом деле впору задуматься о использовании только части экрана, не зря этим путем пошли разработчики IBM 2260.
\*Действительно, кадровая частота была выбрана равной 50 Гц и совпадающей с частотой сети электропитания из-за возможности помех. Но позже опасения не подтвердились. По другой версии, 50 Гц приняли чтобы не делать отдельного задающего генератора, и синхронизироваться от сети. Но в результате точности частоты в сети не хватило, и отдельный генератор в телевизоре появился.\
\**Interlaced — буквально режим чересстрочной развертки, обозначается в современном "иностранном стиле" 50i. Progressive — обычная развертка, или 25p.\
Против такого не поможет даже самый "медленный" люминофор. Пришлось устроить импровизированный мозговой штурм "на троих", только вместо положенной по традиции водки и селедки на столе были неизменные пряники и чай. И надо сказать, это средство помогло. Уже где-то через час, я не выдержал и выкрикнул: — "Нити!!!" Вспомнил, что когда-то, еще до жидкокристаллических мониторов, один из производителей телевизоров предложил наносить цветной люминофор не круглыми точками, а полосками-нитями*. Из-за это пикселы получались вытянутыми по вертикали, но изображение в целом выглядело куда лучше, чем при традиционном способе.
\*Эти трубки получили известность под именем Trinitron и впервые были представлены на рынке компанией Sony еще в 1982 году. Нити — апертурная решетка (aperture grill).\
Конечно, в нашем положении не до таких высоких технологий. Но… Я просто взорвался набором фраз: "Кто сказал, что для удвоения штатовских 12-ти строчек текста на экране до советских 24-х нельзя обойтись парой сотен линий развертки? Долой буржуазные предрассудки! Да здравствует рабоче-крестьянская наука СССР! И вообще, сколько можно пить чай, где мой коньяк?!"
Можно попросту вытянуть пятно от пушки ЭЛТ по вертикали, и большая часть проблем решается сама собой! Дополнительно мы урезали осетра маски символа с 8х16 пикселов до 7х11*, и получили 264 строчки. Что очень даже красиво уложилось в минимально-разумные 50 Гц кадровой частоты.
\*Выпущенный IBM в 1981 году стандарт CGA имел (в одном из режимов) эффективное разрешение экрана 640х200 пикселов, т. е. пропорции составляли 1:2,4.\
Осталось только понять, какое устройство будет формировать "картинку". Понятно, что ставить видеокарту в ЭВМ — подход явно не для 60-х. Поэтому в ход опять пошел хорошо освоенный УИ-8. Сначала я хотел запихинуть всю электронику непосредственно под "телевизор", но потом пришлось отказаться от этой идеи — с памятью на ферритовых кольцах ящик оказался слишком большим.
Причем НИИ "Точной механики", к которому попала на изучение микросхема RS-232 из будущего, так и не смог освоить производство чего-то похожего на статическую память, примеров которой было более чем достаточно в буферах чипа. Мало им, видете ли, кристаллов для изучения, слишком передовой техпроцесс использован, не могут инженерА пересчитать размеры транзисторов из 1 мкм образца в свои 10 мкм. Зато небось в отпуск ходят строго по расписанию! Надежда остается только на волшебный пинок от Шелепина, которому я не преминул пожаловаться на важность вопроса.
Впрочем, без полупроводниковой памяти работа и не думала останавливаться. Если не вдаваться в детали, получалось следующее: Есть два восьмиразрядных регистра под пикселы, из которых быстродействующий ключ берет биты для вывода на экран. Пока из первого регистра биты выводятся — во второй загружаются семь точек следующего символа из ПЗУ знакогенератора (именно там "живет" таблица "ГОСТовского кода) и бит межбуквенного разделителя. Во всем этом процессе учитывается положение курсора, и прочие атрибуты типа мигания, подчеркивания, инверсии, жирного шрифта. Соответственно, после вывода восьми пикселов регистры меняются "ролями".
По идее, данные для ПЗУ можно брать напрямую из памяти "видеокарты". Вот только ферритовые кольца — совсем не полупроводниковый SRAM*, и время выборки в 20 микросекунд (или 50 кГц) в несколько раз больше нужного. Поэтому пришлось поставить еще один огромный 160-ти байтный буфер на две строки. Пока из одной в 11 проходов (по одному на каждую строчку матрицы) "вытаскивались" данные для знакогенератора, вторая спокойно и неторопясь заполнялась "с феррита".
\*Статическая оперативная память с произвольным доступом (SRAM, static random access memory).\
Финальной операцией стало обновление видеопамяти видеокарты с ЭВМ. Происходило это постоянно, на каждой строке текста, в оставшееся от работы с буфером время. По расчетам специалистов, производительности УИ-8 в пакетном режиме, то есть без обработки прерываний по каждому "чиху", с запасом хватало для передачи не только "изменений", но и полной восьмидесятибайтовой строки букв и цифр, что обещало плавный и красивый скроллинг. Однако меня все равно терзали серьезные сомнения в способности ЭВМ типа БЭСМ-4 обрабатывать данные с требуемой скоростью. Но на этот вопрос мог дать ответ только эксперимент.
В деталях все выглядело куда сложнее. Одно только ПЗУ выходило "за гранью добра и зла", из 40-ка микросхем. Оперативная память на два с половиной килобайта (атрибуты символа, увы, тоже надо где-то хранить) по размерам соответствовала паре кирпичей, хотя по весу их превосходила. Медленно, но уверенно начинала складываться страшная картина опытного образца. Устройство получалось настолько огромным, что даже мне казалось невероятным представить на его месте несколько микросхем.* Только не забывший будущее разум говорил, что это обязательно случится, и очень скоро. Но когда я пытался доказать возможность подобной миниатюризации своим, многое уже слышавшим мэнээсам — то видел лишь скепсис и недоверие. Заикаться о подобном за стенами НИИ "Интел" вообще не имело пока смысла.
\*Intel 8275 — микросхема видеоконтроллера, появилась в середине 70-х, и входила в состав комплекта процессора 8080. Отечественный аналог, КР580ВГ75 пошел в серию на десять лет позже.\
Впрочем, как часто говорят в Америке, "это их проблемы". За полгода дрессуры Иваны превратились во вполне годных специалистов, которых можно загружать самостоятельной работой. И эта победа едва ли не более важна, чем очередной технологический шажок на пути к Интернет. А микросхемы… Они их придумают сами, без подсказок. Нужно только немного подождать.
