Интегрированная система улучшения видеовыхода VIC для Commodore 64

Биткойн Виртуальная реальность

Commodore 64 занимает особое место в истории домашних компьютеров, благодаря своей популярности в 1980-х годах и огромной библиотеке программного обеспечения. Несмотря на свою возраст, этот компьютер продолжает привлекать внимание ретро-энтузиастов и разработчиков новых решений для его модернизации. Одной из наиболее актуальных проблем является улучшение вывода видеосигнала, который на оригинальном оборудовании ограничен аналоговыми стандартами и устаревшими телевизорами. Именно в этом контексте появляется проект ISEVIC — интегрированная система для улучшения видеовыхода VIC, разработанная с использованием современных FPGA-технологий и предназначенная для преобразования сигналов Commodore 64 в цифровой формат HDMI с высоким разрешением и стабильной частотой обновления. ISEVIC представляет собой FPGA-ядро, которое подключается к шине картридерного порта Commodore 64 и отслеживает сигналы, поступающие от процессора и видеочипа VIC.

Благодаря этому система не просто транслирует исходный видеосигнал, а интерпретирует данные, преобразуя их в современный цифровой формат, который легко воспроизводится на современных OLED-мониторах и телевизорах с поддержкой HDMI. Это позволяет избежать типичных проблем с несовместимостью и артефактами, характерных при использовании аналоговых выходов старого оборудования. Одним из ключевых элементов проекта является аппаратная база. Проект ISEVIC рассчитан на работу с популярной платой Tang Nano 20K, оснащённой FPGA-чипом с возможностью программирования. Кроме самой платы также необходим специальный переходной модуль (карьер), который вставляется в слот картридера Commodore 64.

Для корректной работы требуется дополнительное подключение трёх проводников к определённым ножкам процессора для передачи сигналов управления памятью. Эти подключения обеспечивают точное соответствие памяти и предотвращают ошибки в изображении при изменении состояния системы. Особенность решения — универсальность и масштабируемость. Ядро ISEVIC поддерживает различные модификации PAL и NTSC версии «new» VIC-чипа, автоматически определяя формат телевизионного сигнала, что расширяет совместимость с разными моделями Commodore 64. Однако, стоит отметить, что поддержка «старых» NTSC и машин Drean пока отсутствует, что связано с различиями в аппаратной архитектуре этих моделей.

Для конечного пользователя важным аспектом является качество изображения. ISEVIC способен выводить изображение с разрешением 1280 на 720 пикселей, что значительно выше оригинальных возможностей компьютера. Пользователь получает чистую картинку без типичных для TFT-панелей артефактов газа, а особенно удачно проявляет себя на IPS матрицах и современных OLED-экранов. Разработчик особо отмечает совместимость с 32-дюймовым монитором LG 32GS95UE, который обеспечивает оптимальный баланс между размером и качеством изображения. Кроме визуального улучшения, проект экспериментирует с интеграцией звукового эмулятора SID, что расширяет функциональность и приближает опыт пользователя к оригинальному звуковому восприятию без необходимости внешних приборов.

Хотя звуковой модуль пока находится в экспериментальной стадии, этот аспект подчёркивает важность всестороннего подхода к ретроаппаратуре. Важным элементом для владельцев картриджей является функция passthrough, позволяющая использовать большинство популярных картриджей без нарушения сигнала. Среди протестированных устройств отмечены 1541 Ultimate-II, Backbit, CMD Super CPU Rev 1A и Epyx Fast Load. Однако некоторые современные картриджи, такие как EasyFlash 3, проявляют чувствительность к дополнительной длине пути и разделению сигналов, что приводит к неполадкам с загрузкой определённых игр. Разработчик планирует продолжить работу по улучшению совместимости с этим оборудованием.

Процесс обновления FPGA-битстрима ISEVIC достаточно прост и подробно документирован. Пользователи на Mac и Linux могут воспользоваться утилитой OpenFPGALoader, которая позволяет быстро прошить плату через USB-C порт. Для Windows предусмотрена поддержка через Gowin Education Edition IDE, которая обеспечивает удобный графический интерфейс для обновления программного обеспечения. Важно соблюдать инструкции, чтобы избежать неправильного подключения питания и повредить как сам FPGA, так и старинный компьютер. Калибровка частоты тактового сигнала — ещё один важный этап настройки системы.

Для плавного скроллинга и отсутствия мерцания ISEVIC синхронизирует свой пиксельный такт с тактовой частотой процессора Commodore 64. Для этого на FPGA выводится специальный экран с параметрами текущей синхронизации, и пользователю предлагается отрегулировать переменный конденсатор рядом с VIC-чипом так, чтобы уменьшить периодические сбои синхронизации. Точная настройка требует крайне аккуратного подхода с использованием антистатического инструмента. Функциональность и стабильность решения подтверждены тестами на разнообразном программном обеспечении и демо-эффектах для классического Commodore 64. Автор проекта отмечает, что полный охват программного обеспечения затруднён из-за огромного количества существующего ПО, но приглашает сообщество к участию и уведомлению о любых возникающих ошибках через открытый репозиторий проекта на GitHub.

ISEVIC имеет открытый исходный код, написанный на языке Verilog, и планируется к выпуску в будущем с расширением функционала и улучшением производительности. Это открывает возможности для любителей и профессионалов в области FPGA-разработки вносить свой вклад в проект и адаптировать систему под собственные нужды. Среди известных особенностей и ограничений проекта стоит упомянуть отображение полосы загрузки в некоторых играх, где появляется некорректное ведение индикатора. Также проблемы с совместимостью с некоторыми картриджами остаются темами для будущих обновлений. Несмотря на это, ISEVIC является одним из самых продвинутых решений в области модернизации видеовыхода на платформе Commodore 64.

Подводя итог, проект ISEVIC играет важную роль в сохранении и развитии классической платформы Commodore 64, предоставляя современное качественное цифровое видеовыводное решение, которое не только облегчает использование ретро-компьютера с современными дисплеями, но и расширяет возможности аппаратной экспертизы данной техники. Для всех поклонников ретро и FPGA технологий ISEVIC открывает новые горизонты и вдохновляет на дальнейшие свершения в области аппаратной эмуляции и улучшения классических платформ.