Проект «Сфера-82»: Цвет и слой - Станислав Миков
— Бумажный этап мы прошли, — Олег открыл плоскую пластмассовую кассетницу и выложил на миллиметровку несколько черных корпусов микросхем. — Теперь эту математику нужно заставить работать в текстолите. Будем перекладывать логику в физику.
Он взял остро отточенный твердый карандаш и уверенно провел первую жирную линию на бледно-оранжевой сетке чертежа.
— Начинаем отсюда. Забираем шину адреса напрямую от центрального процессора. Сразу пускаем ее через входной дешифратор, чтобы отсечь чужие обращения и не мусорить в канале. Дальше ставим регистр атрибутов — он будет аппаратно защелкивать данные о цвете для каждого конкретного знакоместа. Следом промежуточные буферные элементы и выходной каскад на цветное ВКУ.
Олег начал расставлять черные прямоугольники микросхем прямо на нарисованной линии, выстраивая наглядную физическую цепочку прохождения сигнала. Схема формировалась на глазах.
— Основную обвязку собираем на обычной сто пятьдесят пятой серии, она дубовая, проверенная временем и прощает мелкие огрехи макетирования, — продолжал он, постукивая тупым концом карандаша по одному из корпусов. — А вот счетчики и скоростные регистры возьмем из пятьсот пятьдесят пятой. Во-первых, прилично сэкономим по току потребления, во-вторых, она ощутимо меньше греется при той же тактовой частоте. Нам лишняя печка в закрытом блоке совершенно ни к чему.
Саша Птицын навис над столом с противоположной стороны. Он то и дело переводил сосредоточенный взгляд со своей таблицы на растущую цепочку деталей, пытаясь сопоставить абстрактные программные адреса со схемой.
— Олег, Евгений Николаевич мне уже дал общую схему проверки, — сказал он, машинально почесывая переносицу. — Бегущая единица, бегущий ноль, коды ошибок. Но я пока не понимаю, какие места в вашем железе этим ловить. Просто гонять маску по портам — мало.
— Вот это уже правильный вопрос, — Олег провел еще одну линию, соединяя воображаемые выходы регистра с буфером. — Тебе нужно привязать громовскую проверку к нашим физическим узлам. Записал маску в порт — дальше проверяешь цепочку: дешифратор сработал, регистр цвета защелкнулся, буфер выдал уровень, контрольный вывод показал тот же разряд.
Птицын задумчиво кивнул, мысленно перебирая ассемблерные команды и сдвиги в регистрах аккумулятора.
— То есть, в распечатке у меня должны быть номер порта, маска и ожидаемый разряд на контрольной точке?
— Именно. Если при тестировании цвет фона аппаратно пробьет на цвет символа или красный канал сольется с синим, я должен по твоей распечатке или по реакции светодиодов на триггерах точно понять, у какой именно микросхемы залипла ножка. Или где две соседние медные дорожки слиплись крошечной каплей припоя. Пусть программа помогает локализовать неисправность до конкретного вывода, вместо общей жалобы на цветовую кашу.
Наташа Рогова, до этого молча наблюдавшая за процессом от стеллажа с приборами, решительно шагнула к столу. Она перехватила у Олега карандаш, склонилась над миллиметровкой и уверенно перечеркнула длинную линию, уходящую от выходного каскада к правому краю листа. Взамен она нарисовала короткий отрезок и поставила жирный, размашистый крестик.
— Залипшие выводы и сопли припоя мы с помощью Саши найдем, это грубые ошибки монтажа, — голос Наташи звучал сухо и предельно по-деловому. Она быстро добавила еще несколько крестиков вокруг дешифраторов и скоростных регистров. — Меня сейчас гораздо больше волнуют задержки распространения сигнала.
Она выпрямилась и посмотрела на Олега, ожидая возражений, но тот лишь внимательно изучал ее пометки на эскизе.
— Как только мы повесим на шину дополнительные буферы, поплывут фронты импульсов, — продолжила Наташа, указывая острием карандаша на свои отметки. — Сигнал перестанет быть идеальным прямоугольником и превратится в пологую трапецию. Чем длиннее печатная дорожка, тем больше ее паразитная емкость. Вот здесь, на входе строчных синхроимпульсов, здесь, на выходе регистра цвета, и обязательно перед выходным видеоусилителем — выводим на плате измерительные контрольные точки. Нормальные, физические металлические выводы. Чтобы зажим осциллографа цеплялся намертво и не соскальзывал при случайном касании.
Она обвела нарисованные штырьки плотными кружочками, жестко фиксируя требование в схеме.
— В программе цвет выглядит как бит в регистре, Саша. В аналоговом тракте это конкретное напряжение и точное время его подачи на пушку кинескопа. Чуть завалим фронт — получим мыло вместо четкой границы буквы. Чуть промахнемся с задержкой — цветная подложка съедет относительно светящегося контура символа на пару миллиметров вправо. Поэтому все уровни и временные сдвиги будем жестко контролировать и заносить в журнал измерений на каждом этапе сборки макета.
Люба Ветрова задумчиво потерла подбородок. Она смотрела на исчерканный бумажный эскиз взглядом конструктора. Для нее эти абстрактные символы, прямоугольники и пересекающиеся линии уже превращались в плоскость стеклотекстолита, густо прошитую медными капиллярами дорожек и блестящими точками переходных отверстий.
— Знаете, что я вам скажу, товарищи разработчики, — Люба скрестила руки на груди. — Вы сейчас на макетной плате накидаете перемычек из тонкого монтажного провода, оно у вас, конечно, заведется. Вы обрадуетесь. А мне потом эту объемную паутину нужно будет уложить в плоскую двухстороннюю печатную плату без перекрестных паразитных связей.
Она вытащила из кармана рабочего халата красный фломастер, сняла колпачок и широким жестом очертила контур вокруг набросанного Олегом и Наташей видеоузла.
— Давайте сразу закладывать нормальную топологию. Куда у нас пойдет высокочастотный аналоговый сигнал с выходного каскада? На заднюю панель базового шасси?
Олег утвердительно кивнул.
— Да, через жгут на разъемы к внешнему цветному монитору.
— Отлично, — Люба нарисовала несколько плотных заштрихованных прямоугольников на самом краю контура. — Значит, сразу закладываем механические аппаратные ключи на разъемах и четкую маркировку краской на плате. Разные типы разъемов под разные группы сигналов. Чтобы слесарь или настройщик при замене блока в тесной стойке физически не смог воткнуть кабель синхронизации в контакт красного цвета. Если направляющий ключ слабый, его обязательно попробуют продавить силой.
Она провела жирную красную линию по периметру воображаемой платы и между основными логическими блоками.
— Дальше. Узел обязан быть технологичным и ремонтопригодным изначально. Если к контрольным выводам Наташи нельзя будет подобраться щупом без снятия соседней интерфейсной платы, нормоконтроль и заводские технологи завернут нам паспорт изделия еще на этапе проверки эскизного проекта. Свободное пространство