Видеоконтроллер 8563: Возможности и особенности в Commodore 128

Введение

Контроллер видеодисплея 8563 (VDC) был интегральной схемой, произведенной компанией MOS Technology. Он использовался в компьютере Commodore 128 (C128) для генерации RGB-видеодисплея с 80 столбцами (640 × 200 пикселей), работая параллельно с VIC II, который обеспечивал поддержку графики, совместимой с Commodore 64. Модели DCR (а также некоторые модели D) C128 использовали более позднюю и технически совершенную версию – контроллер 8568 [D]VDC.

История и характеристики

Первоначально разработанный для планируемого (но не выпущенного) бизнес-компьютера на базе UNIX, использующего Zilog Z8000, Commodore реализовал VDC в нескольких прототипах машин. Из них только Commodore 128 был запущен в производство. В отличие от более ранних видеочипов MOS, таких как популярный VIC II, VDC имел выделенную видеопамять объемом 16 килобайт (16 384 байта; расширяемая до 64 килобайт, 65 536 байт) в оригинальном или "плоском" C128 и 64 килобайта в C128DCR. Эта оперативная память не была напрямую доступна микропроцессору. 8563 было сложнее производить, чем большинство других чипов линейки MOS Technology, и первоначальный выход годных изделий был очень низким. Первые экземпляры также имели серьезные проблемы с надежностью и часто выходили из строя из-за перегрева. Кроме того, существовали проблемы с синхронизацией VDC, которые приводили к сбоям в косвенных операциях загрузки и сохранения в его регистрах. Официально VDC позиционировался как чип только для текста, однако внимательное изучение технической документации MOS Technology, предоставленной ранним разработчикам C128, указывало на возможность режима растровой графики с высоким разрешением – он просто не был описан подробно. BASIC 7.0, встроенный язык программирования C128, поддерживал графику высокого разрешения только в 40-колонном режиме через устаревший чип VIC II. Вскоре после выпуска C128 режим растровой графики VDC был подробно описан в книге Data Becker "Commodore 128 Das große GRAFIK Buch" (опубликованной в конце 1985 года в США издательством Abacus Software), а немецкие авторы Клаус Лёффелманн и Дитер Вюллерс предоставили программу на языке ассемблера, позволяющую устанавливать или очищать любой пиксель или, используя BASIC для выполнения необходимых вычислений, генерировать растровые геометрические фигуры на 80-колонном экране. В феврале 1986 года, менее чем через год после выпуска Commodore 128, журнал RUN опубликовал статью "Ultra Hi Res Graphics", в которой описывался растровый режим VDC и приводилась программа для ввода (написанная на ассемблере 8502), расширяющая возможности BASIC 7.0 для поддержки графики высокого разрешения 640×200 с использованием 8563. Авторы Лу Уоллес и Дэвид Дарус позже развили утилиту Ultra Hi Res в коммерческий продукт BASIC 8. Эта утилита, одна из самых популярных сторонних для C128, предлагала широкому кругу программистов расширенные возможности VDC для работы с графикой высокого разрешения. Commodore наконец предоставил полную официальную документацию по VDC в справочном руководстве программиста Commodore 128. Режимы растровой графики VDC широко использовались в версии C128 операционной системы GEOS. VDC не поддерживал спрайты, что ограничивало его применение в игровых приложениях. Однако он содержал функции для автономного копирования небольших блоков памяти в пределах выделенной видеопамяти. Пока VDC выполняет такое копирование, системный процессор может продолжать выполнять код, при условии, что до завершения копирования не предпринимаются попытки доступа к VDC. Эти функции использовались в экранном редакторе C128 для быстрой прокрутки или очистки разделов экрана.

Originally intended for a planned (but unreleased) UNIX based business computer based around the Zilog Z8000, Commodore designed the VDC into several prototype machines. Of these, only the Commodore 128 ever saw production. Unlike earlier MOS video chips such as the popular VIC II, the VDC had dedicated video memory, 16 kilobytes (16,384 bytes; upgradable to 64 kilobytes, 65,536 bytes) in the original or "flat" C128 and 64 kilobytes in the C128DCR. This RAM was not directly accessible by the microprocessor. The 8563 was more difficult to produce than most of the rest of the MOS Technology line, and initial yields were very low. The early units also had significant reliability problems and tended to self destruct from overheating. Also, there were timing issues with the VDC that would cause indirect load and store operations on its registers to malfunction. Officially, the VDC was a text only chip, although a careful reading of the technical literature by MOS Technology that was given to the early C128 developers did indicate that a high resolution bitmap mode was possible—it simply wasn't described in any detail. BASIC 7.0, the C128's built in programming language, only supported high resolution graphics in 40 column mode via the legacy VIC II chip. Shortly after the release of the C128 the VDC's bitmap mode was described in considerable detail in the Data Becker book "Commodore 128 Das große GRAFIK Buch" (published in late 1985 in the United States by Abacus Software), and an assembly language program was provided by the German authors Klaus Löffelmann and Dieter Vüllers, in which it was possible to set or clear any pixel or, using BASIC to perform the necessary calculations, generate bitmapped geometric shapes on the 80 column screen. In February 1986, less than a year after the Commodore 128's release, RUN magazine published "Ultra Hi Res Graphics", an article describing the VDC's bitmapped mode and including a type in program (written in 8502 assembly language) that extended BASIC 7.0's capabilities to support 640×200 high resolution graphics using the 8563. Authors Lou Wallace and David Darus later developed the Ultra Hi Res utility into a commercial package, BASIC 8. One of the most popular third party utilities for the C128, this offered more advanced VDC high resolution capabilities to a wide audience of programmers. Commodore finally offered complete official documentation on the VDC in the Commodore 128 Programmer's Reference Guide. VDC bitmap modes were used extensively in the C128 version of the GEOS operating system. The VDC lacked sprite capabilities, which limited its use in gaming applications. However, it did contain blitting capabilities to autonomously perform small block memory copies within its dedicated video RAM. While the VDC is performing such a copy, the system CPU can continue running code, provided no other VDC accesses are attempted before the copy is finished. These functions were used by the C128's screen editor ROM to rapidly scroll or clear screen sections.

Технические спецификации

Выход RGBI (RGB плюс яркость) совместим со стандартом видео CGA от IBM. * 16 или 64 килобайта адресного пространства для отображения, формы символов и памяти атрибутов отображения (выделенная, отдельная от системной памяти). Разрешение видео до 720 × 700 пикселей в режиме строчной развертки (максимальное при 64 килобайтах видеопамяти). Другие размеры изображения возможны в зависимости от потребностей программиста, например, 640 × 200 без строчной развертки, 640 × 400 со строчной разверткой и т. д. Разрешение текста 80 × 25 символов (значение по умолчанию для ядра C128); возможны другие размеры, такие как 80 × 50 или 40 × 25. 8 цветов с 2 уровнями яркости.