Кіріспе
COSMAC Elf – RCA 1802 микропроцессоры негізінде құрылған компьютер. Ол 1976 және 1977 жылдары Popular Electronics журналында жарияланған құрастыру туралы мақалаларда сипатталған. Электрондық журналдардың соңғы беттерінде Netronics және Quest Electronics компаниялары осы дизайнға негізделген, төмен бағалы, жақсартылған жиынтықтарды ұсынды. Бұл жүйе өте ертедегі жеке компьютер болды. Ол кіріктірілген ROM-дарсыз жұмыс істеді, ал бағдарламалар тікелей 8 ауыстырмалы түйреуіш және бір Кіріс батырмасының көмегімен CPU-ға біріктірілген DMA арқылы енгізілді. Ол байттық деректерді шығару үшін екі ондық LED дисплейін және кіріс үшін 8 ауыстырмалы түйреуіш жиынтығын қамтыды. (ондық пернетақта – қосымша мүмкіндік) Базалық конфигурацияда 256 байт RAM болды, бірақ кеңейту жобалары оны екілік қуатқа дейін арттыруға мүмкіндік берді, ең жоғары шегі 64К адрестік кеңістік. Алғашқы Elf дизайны 1802-нің кіріктірілген осциллятор тізбегімен 1 мен 2 МГц аралығындағы жиілікті кристаллды пайдаланды. Жақын схема 1802-нің DMA мүмкіндігін пайдаланды, бұл бағдарламалар мен деректерді ауыстырмалы түйреуіштер арқылы RAM-ға енгізуге мүмкіндік берді. Ауыстырмалы түйреуіштер арқылы байтты енгізу және «кіріс» батырмасын басу байтты RAM-ға енгізіп, оны алтылық LED-те көрсетіп, содан кейін DMA санағышын келесі жаққа жылжытады. «Жадты қорғау» түйреуіші жадты өзгертуге тыйым салу үшін пайдаланылуы мүмкін. Бағдарламаны енгізу кезінде қате жіберілсе, оны жадты қорғауды қосу, жүктеу режимін өшіру (осылайша бағдарлама санағышын нөлге қайтару), жүктеу режимін қосу және «кіріс» батырмасын басып, қате деректің мекенжайына өту арқылы түзетуге болады. Жадты қорғауды өшіргеннен кейін дұрыс мәнді енгізуге болады. Серияның төртінші мақаласында RCA 1861 «Pixie» бейне генераторы IC (CDP1861) пайдалану үшін өзгерістер ұсынылды. Pixie-ге 1,76 МГц сағаты қажет болды, және бұл сирек кездесетін кристалл жиілігі болғандықтан, әдетте, микропроцессор мен Pixie сағаттық кірістерін басқару үшін екіге бөлінетін жеке осциллятор тізбегінде қол жетімді 3,579545 МГц түс жарығы кристаллы пайдаланылды. Нәтижесінде пайда болған 1,7897725 МГц сағаты аппараттық құрылғының жұмыс істеуі үшін жеткілікті болды. Монохромды бейне шығысы (NTSC стандартына жуықтайтын уақытпен) бағдарламалық жасақтамадағы нұсқаулар ретінде мұқият орналастырылған 1802 опкодтарымен араласқан DMA операцияларын пайдалана отырып құруға болады. 1861-нің максималды ажыратымдылығы 64h x 128v тікбұрышты пикселге тең. Видео дисплейін басқару және үзіліс режімдеріндегі нұсқаулардың орналасуын өзгерту арқылы төменгі ажыратымдылықты алу үшін пиксел қатарын қайталауға болады, бұл видео дисплейді 256 байт RAM-мен (64×32 шаршы пиксел) пайдалануға мүмкіндік береді. Микропроцессордың бір биттік шығысы, Q желісі, қосылған динамик арқылы дыбыс шығару, RAM-дегі бағдарламаларды кассетаға сақтау және тізбектік I/O шығысы үшін бағдарламалық қамтамасыз ету арқылы басқарылуы мүмкін. 1802 нұсқаулар жиынтығындағы тармақтау нұсқаулары EF1 күйін EF4 біт-саны кіріс желілері арқылы оқи алады, олар «I» пернетақтасының (кіріс) уақытша батырмасын (әдетте EF4) оқу үшін, кассетадан бағдарламаларды интерфейс схемасы арқылы, тізбектік I/O кірісі және жарық қаламы сияқты сыртқы құрылғылардан кіріс үшін пайдаланылады. Сонымен қатар, кодтау және интерфейсті шешу үшін жеті 8 биттік I/O порты бар.
Микрокомпьютерлер
Бастапқы Elf компьютерлері негізінен RCA Microkit, Microtutor I және Microtutor II үйде жасалған нұсқалары болды, олар RCA-ның CDP1801 2 чипті алдыңғы және CDP1802 бір чипті микропроцессорларының демонстрациялық тақталары еді. Netronics Elf II және Quest Super Elf сияқты жетілдірілген жиынтықтар деректерді енгізу үшін пернетақталар, тізбекті I/O, кассеталық интерфейс және CDP1861 "Pixie" бейне чипі сияқты қосымша мүмкіндіктерді ұсынды. Кейін RCA өздерінің COSMAC VIP сияқты ұқсас кеңейтілген нұсқасын ұсынды. 2006 жылдың тамызында Nuts and Volts журналы, Spare Time Gizmos компаниясымен бірлесіп, түпнұсқа Elf негізінде, бірақ жаңа және табу оңайрақ компоненттермен, сондай-ақ кеңейтілген мүмкіндіктермен, модульдермен және функционалдықпен жабдықталған "Cosmac Elf 2000" құрастыру жобасын жариялады. Бұл жаңа жобада қазір сирек кездесетін RCA CDP1861 интегралдық схемасына функционалдық жағынан тең STG1861 Pixie Graphics Replacement тақтасы да болды. Мүшелік картасы – ретрокомпьютерлік хоббистерге арналған, Altoids қорабына сыйып кететін, қазіргі заманғы, қарапайым COSMAC Elf сияқты қайта жасалған нұсқа. Интернетте FPGA және заманауи микробасқарушыларды пайдаланатын аппараттық эмуляторларды қоса алғанда, түрлі басқа хобби жүйелерін табуға болады.
Бағдарламалық жасақтама
Netronics және Quest ұсынған жаңалықтар мен шағын кітапшалар сериясында 1802 машина тіліндегі және CHIP 8 бағдарламалары, сондай-ақ Elf құрылғысын кеңейту және жарық қалам сияқты перифериялық құрылғыларды қосу схемалары келтірілген. Осыған ұқсас ақпараттар мен хобби бағдарламалық жасақтамаларын Интернеттен табуға болады. 1802 микропроцессоры туралы жарық көрген жалғыз кітап – Том Сванның 1981 жылғы «Programmer’s Guide to the 1802» кітабы. Бұл кітап көп жылдар бойы баспадан шыққаннан кейін PDF форматында қолжетімді болды. Том Питтман ұсынған Tiny BASIC BASIC-тің нұсқасы, Pixie төмен ажыратымды монохромды графикалық дисплейі немесе TV Typewriter аппараттық құрылғысы арқылы көрсетілетін шағын BASIC бағдарламаларын жазу үшін пайдаланылуы мүмкін. Питтман сонымен қатар «Программалау бойынша қысқаша курс» атты 1802 микропроцессорына арналған кішкентай кітапша жазды, оны жариялауға және тегін онлайн режимінде қолжетімді етуге рұқсат берді. Майк Райли редактор, ассемблер, BASIC және FORTH интерпретаторларын, BIOS және кеңейтілген Elf жүйелерінде, соның ішінде COSMAC Elf 2000 жүйесінде жұмыс істейтін Elf/OS дискілік операциялық жүйесін жасады. RCA 1802 туралы Wikipedia мақаласында басқа қолжетімді тілдер, соның ішінде интерпретаторлар, компиляторлар және ассемблерлер туралы ақпарат бар. RCA Studio II ойын картридждері Chip 8 ойындарын қамтиды, оларды басқа 1802 жүйелерінде де ойнатуға болады. Осы ойындардың файлдық түрлерін Интернеттен табуға болады.