MDA / Hercules Grafik Kartı: Temel Zamanlama Jeneratörü ve Retro Video Sinyali Üretimi
Platformumuzdaki en çok okunan ve popüler makaleleri görmek için Trendler bölümüne geçebilirsiniz.
Giriş
MDA (Monochrome Display Adapter) ve Hercules grafik kartları, 1980'lerin başında IBM PC'lerde kullanılan eski monokrom video standartlarıdır. Bu kartlar, düşük çözünürlüklü ancak yüksek kaliteli siyah-beyaz görüntü üretimiyle tanınırlar. Günümüzde bu tür kartların donanımını yeniden oluşturmak veya emüle etmek, retro bilgisayar meraklıları ve elektronik hobisiyle uğraşanlar için ilgi çekici bir çalışma alanıdır. Bu yazıda, Reddit'te paylaşılan bir projeden yola çıkarak, temel zamanlama jeneratörü tasarımında kullanılan yöntemler ve bileşenler incelenecektir.
Ayrıca Bakınız
Projenin Temel Bileşenleri ve İşleyişi
Projede, temel olarak 16 MHz'lik bir osilatör kullanılarak video sinyalleri oluşturulmaktadır. Bu osilatör sinyali, PISO (Parallel-In Serial-Out) kaydırma registerına beslenmekte ve böylece video sinyalinin seri olarak çıkışı sağlanmaktadır. Aynı osilatör, yatay piksel sayısını sayan bir ikili sayıcıyı da sürmektedir. Sayıcı, maksimum yatay piksel sayısına ulaştığında NAND kapısı aracılığıyla kendini resetleyen bir darbe üretmektedir.
Yatay ve Dikey Senkronizasyon Sinyalleri
Hsync (Yatay Senkronizasyon): Reset darbesinin uzatılmış versiyonu, 555 zamanlayıcı kullanılarak oluşturulmaktadır. Bu, yatay senkronizasyon sinyalinin doğru sürede ve kararlılıkla üretilmesini sağlar.
Vsync (Dikey Senkronizasyon): Yatay senkronizasyon darbeleri sayılarak, dikey satır sayısına ulaşıldığında dikey senkronizasyon sinyali tetiklenmektedir. Bu sinyal de 555 zamanlayıcı ile uzatılarak monitöre gönderilir.
555 Zamanlayıcıların Kullanımı
Başlangıçta SR-latch ve farklı set-reset darbeleri kullanılmış ancak set sırasında reset sinyalinin tetiklenmesi nedeniyle sorunlar yaşanmıştır. Bu nedenle, 555 zamanlayıcılar tercih edilmiştir. 555'ler, darbe sürelerini uzatmak ve sinyal kararlılığını artırmak için kullanılmıştır. Bu yaklaşım, sinyal üretiminde jitter ve kararsızlık riskini azaltmaktadır.
Tasarımın Donanım ve Yazılım Entegrasyonu
Donanım: Projede kullanılan IC'ler (örneğin 74xx serisi mantık entegreleri), dirençler, kondansatörler ve jumper kablolar bir ekmek tahtası üzerinde düzenlenmiştir. Bu bileşenler, video sinyallerinin oluşturulması için temel dijital ve analog devre elemanlarıdır.
Yazılım: Piksel verileri 16 MHz hızında tek tek çıkarken, bunların 8 bitlik bloklar halinde 2 MHz hızında SIPO registerına yüklenmesi planlanmaktadır. Bu, modern mikrodenetleyicilerin kolaylıkla işleyebileceği bir hızdır.
CRT Monitörlerin Sinyal Toleransı
CRT monitörler, dijital LCD monitörlere kıyasla sinyal zamanlamalarına karşı daha geniş tolerans aralıklarına sahiptir. Bu nedenle, üretilen sinyallerde küçük sapmalar olsa bile görüntü kilitlenmesi ve doğru görüntü alınması mümkün olmaktadır. Projede kullanılan CRT monitör, sinyal dalga formlarının ve senkronizasyon darbelerinin doğruluğunu test etmek için ideal bir ortam sağlamıştır.
Tasarım Zorlukları ve Gelecek Adımlar
Sinyal Kararlılığı: 555 ve LS123 gibi zamanlayıcıların, özellikle 75 ns gibi kısa dot clock döngülerinde jitter yaratmadan çalışması sorgulanmaktadır. Bu, yüksek hassasiyet gerektiren video sinyalleri için kritik bir konudur.
IC Bulunabilirliği: Orijinal MDA ve Hercules kartlarda kullanılan bazı entegrelerin günümüzde bulunması zordur. Bu nedenle, klonlar veya benzer işlevli modern entegreler araştırılmaktadır.
Devre Şeması: Projenin tam devre şeması için bileşenlerin pin bağlantıları, direnç ve kondansatör değerleri gibi detayların paylaşılması gerekmektedir.
Sonuç
MDA ve Hercules grafik kartlarının temel video sinyallerini oluşturmak için yapılan bu çalışma, analog ve dijital devre elemanlarının bir arada kullanıldığı bir zamanlama jeneratörü tasarımını göstermektedir. 16 MHz osilatör, dijital sayıcılar ve 555 zamanlayıcılar yardımıyla yatay ve dikey senkronizasyon sinyalleri üretilmekte, CRT monitörlerde test edilmektedir. Tasarım, modern mikrodenetleyicilerle entegrasyon için uygun hızlarda veri aktarımı planlamaktadır. Bu tür projeler, retro bilgisayar donanımlarının anlaşılması ve yeniden oluşturulması açısından önem taşımaktadır.
