soodan sivut

arkisto

229 kirjotelmaa.

avainsanat

Nyt se on kaikki tehty. Koko alkuperäisen ohjauspurkin voisi periaatteessa heivata pois ja laittaa tilalle jotain modernimpaa. Tietysti tyylikkäintä olisi löytää puskuriylivuoto alkuperäisohjelmasta ja ohjata näyttöä sen kautta, mutta tehokkainta devausnopeuden, näyttönopeuden ja virrankulutuksen kannalta lie työntää joku arduino, raaka avr tms. mikrokontrolleri ohjaamaan graffaa ihan vaan sarjaportin tai usbin yli. Pikseleiden muodot, fontti, väylän bittiformaatti ja kaikki siinä välillä on käytännössä täysin reverse-engineerattu. Tutkittiin ensin softaa ja sitten verifioitiin taas puretun raudan äärellä Helsinki Hacklabilla. Suomeksi: näytön ruuduille saa mielivaltaista omaa grafiikkaa nopeasti.

Fonttikartta löytyi selvästi epromin loppuosasta, jokaisen kasibittisen merkin glyyfille on 24 tavua ja niitä luetaan koodissa 16 bitin sanoina. ASCII on kokonaan esitetty normaalisti alemmissa 7 bitissä, ja ylemmässä puolessa (128..255) on lähinnä ääkköset ja metrovaunujen symbolit, muuten tyhjää. Fonteissa on vähän metadataa glyyfin reunan välin koosta sekä siitä, mitkä glyyfin sarakkeet voi jättää tulostamatta - jokainen on esitetty viisi saraketta leveänä, ja tarpeen vaatiessa niitä voi vähän tiivistää.

Glyyfien bitit ovat siinä järjestyksessä, missä ne menevät emulaattoritutkimisten perusteella väylälle. Kahden ensimmäisen metadatatavun jälkeen tulee ylä- ja alapuoli siten, että sanan 12 ja 11 alinta bittiä ovat ne yhden sarakkeen grafiikkabitit suoraan. Grafikka voidaan siis purkaa ulos ja sen voi näyttää sillä samalla ohjelmalla kuin millä itse väylälle lähtevän datan saa emulaattoribiteistä parsittua kuvaksi. Metadatabittejä täytyy tutkia vielä hetki, että logiikka selviää täysin.

Emulaattorin i/o-tulostetta koodin parissa tarkastellen saatiin hypoteesi sille, mitä varsinaisella lcd-moduuleille menevällä lattakaapeliväylällä oikeastaan tapahtuu. Kyllä se prossu tekee kaiken osoitteistuksenkin databittien vetkutuksen lisäksi. Mitä koodissa tapahtuu missäkin:

sijainti portti data kuvaus
4036 0x43 0x01 Yläpuoliskon kellon nouseva reuna
4040 0x43 0x00 Yläpuoliskon kellon laskeva reuna
4047 0x43 0x02 Alapuoliskon kellon nouseva reuna
4051 0x43 0x00 Alapuoliskon kellon laskeva reuna
405b 0x42 0x00 Nollatäytedataa yläpuoliskolle
4070 0x42 0x00 Nollatäytedataa alapuoliskolle
408a 0x42 0x0[01] Yläpuoliskon ekat 8 databittiä
409b 0x42 0x0[01] Yläpuoliskon seuraavat 4 databittiä
40b4 0x42 0x0[01] Alapuoliskon ekat 8 databittiä
40c5 0x42 0x0[01] Alapuoliskon seuraavat 3 databittiä
40e8 0x43 0x0[04] Puolen valinta
40f6 0x42 0x0[248] Rivin valinta
4102 0x42 0x00 Lopetus

Tiedetään, että I/O-avaruus menee seuraavasti:

muistiosoite piiri portti kuvaus
0x10 uart1 data modeemiuartin dataportti
0x11 uart1 ctrl modeemiuartin konffausportti (7-E-1, baudrate 600bps)
0x20 uart2 data liittimestä ulos lähtevän rs232:n uartin dataportti (kuulutuskoneoptio?)
0x21 uart2 ctrl liittimestä ulos lähtevän rs232:n uartin konffausportti (8-N-1, baudrate 9600bps)
0x30 8255 PA 8255 eli µPD8255 eli GPIO-expanderi, portti A, nastat 4-1, 40-37
0x31 8255 PB 8255:n portti B, nastat 18-25
0x32 8255 PC 8255:n portti C, nastat 14-17, 13-10
0x33 8255 mode PA out, PB out, PC in
0x40 8155 mode 8155 eli µPD8155 eli 256B RAM + GPIO + ajastimia, PA in, PB out, PC out
0x41 8155 PA 8155:n portti A, nastat 21-28
0x42 8155 PB 8155:n portti B, nastat 29-26
0x43 8155 PC 8155:n portti C, nastat 37-39, 1-2, 5
0x44 8155 timerhi ajastimen ylätavu
0x45 8155 timerlo ajastimen alatavu

Kaiken LCD:n liikenteen hoitaa 8155. Sitten vielä laitteet ja kytkentäkaaviot syliin ja pöydälle ja nähdään selvästi, että pinout menee näin (bitit lasketaan nollasta lähtien, pinnit ykkösestä):

muisti bitti portti 8155-pin lcd-pin kuvaus
0x42 0 PB0 29 2 data
0x42 1 PB1 30 11 rivi 1
0x42 2 PB2 31 12 rivi 2
0x42 3 PB3 32 13 rivi 3
0x43 0 PC0 37 9 yläpuolen kello
0x43 1 PC1 38 10 alapuolen kello
0x43 2 PC2 39 19 puolen valinta

Superselvyydeksi vielä ohjainlaatikosta lähtevän näyttöväylän nastat kuten skemakuvassa: (nämä ovat vielä bufferipiirin 74HC245 takana; gpio-piiri ei aja näitä suoraan, ja lisäksi etu- ja takapuolen kaapelit ovat 1:1 rinnakkain)

pin kuvaus
1 maa
2 data
3 +5 V
4 +5 V
5 +7 V
6 maa
7 reset
8 5 V 75 hertsin virkistyskello
9 yläpuolen datan kello
10 alapuolen datan kello
11 rivin 1 valinta (yläriviltä neljä ruutua)
12 rivin 2 valinta (alariviltä neljä ruutua)
13 rivin 3 valinta (reunimmaiset kaksi päällekkäistä ruutua)
14 ei käytössä
15 ei käytössä
16 ei käytössä
17 ei käytössä
18 ei käytössä
19 puolen valinta
20 maa

Raaka LCD-väylä lähtee yhdeltä jakajapiiriltä per rivi, ja ketjuttuu eri moduulien läpi. Sen pinout on seuraavanlainen yläpuolille ("oben"), alapuolten ("unten") nastat käänteisessä järjestyksessä. Lisäksi skemakuvassa lienee bugi datanastan suhteen, mutta oletettavasti homma menee näin:

pin kuvaus
1 +5 V
2 data
3 maa
4 +7 V
5 5 V 75 Hz
6 reset
7 datakello
8 latch
9 maa
10 +5 V

Seitsemän volttia lienee jokin itse lcd:n tarvitsema höpöjännite, ehkä kontrasti tms. kun sitä ei suoraan tule itse virtalähteeltä; ehkä se generoidaan vain jollain vastusjakajalla (eikä siihen siis menisi juuri mitään virtaa). Viittä volttia käyttävät myös haaroitinlevyjen logiikat (bufferipiiri ja nand, nämä skemakuvassa). Tuo 75 hertsiä (kanttiaaltoa viidellä voltilla, 4020-laskuripiiriltä) on ilmeisesti jokin lcd-tekniikan vaatima ajojännitteen modulointi, ne kun ilmeisesti kärsivät jos samaa polariteettia antaa jatkuvasti (wikipediasta: "Both the liquid crystal material and the alignment layer material contain ionic compounds. If an electric field of one particular polarity is applied for a long period of time, this ionic material is attracted to the surfaces and degrades the device performance. This is avoided either by applying an alternating current or by reversing the polarity of the electric field as the device is addressed (the response of the liquid crystal layer is identical, regardless of the polarity of the applied field).")

Nastat 11-18 menevät riviohjainmoduulien piikkirimaan (merkitty "Zeile"), josta valitaan jumpperilla rivinumero. Kun rivejä on vain kolme, niin 14-18 ovat turhia. Nasta 19 menee jumpperille (merkitty "Seite"), joka valitsee puolen ("etu" tai "taka", riippuu kummalta puolelta katsoo...) - tämä nasta on siis aina ylhäällä tai alhaalla, ja jompikumpi puoli reagoi aina. Rivinumerovalinta on samalla latch-bitti; ruudut tuplapuskuroivat luetun datan, ja näyttävät kaiken kerralla sitten, kun rivibittiin tulee pulssi.

Väylän bittiformaatti tarkasti selviää edelleen emulaattorin tulosteita ja koodia tutkimalla. Pienimmät mahdolliset viiveet nastavetkutuksien välillä selviävät kokeellisesti; tuo ohjelma ei välttämättä aja ruutua ihan täysillä. Ja näyttöhän oli jaettu kahtia ylä- ja alapuoliskoon; yläosassa 12 monikulmiota ja alaosassa 11. Datanastan konffaamisen jälkeen kellonastaan tökätään pulssi.

Yläpuoliskon tulostus: Seuraava toistettuna 16 kertaa: (16 * 6 = 96 = 4 * 24, neljä paneelia ja 24 saraketta kussakin)

  1. 4 x 1 bit padding (nollaa)
  2. 6 x 12 bit sarakkeen yläpuoliskoa
  3. 4 x 1 bit padding (nollaa jälleen)

Alapuoliskon tulostus: Seuraava toistettuna neljästi (4 * 24 = 96)

  1. 36 x 1 bit padding
  2. 4 x 11 bit sarakkeen alapuoliskoa
  3. 5 x 1 bit padding
  4. 10 x 11 bit sarakkeen alapuoliskoa
  5. 10 x 1 bit padding
  6. 10 x 11 bit sarakkeen alapuoliskoa
  7. 5 x 1 bit padding

Lopuksi latchataan data näkyville valitsemalla puoli ja rivi seite- ja zeile-biteillä, pitämällä zeileä päällä hetken verran. Reunasarakkeelle homma menee vastaavasti, mutta piirtelylooppia toistetaan puolet määrästä (eli kahdeksan kertaa yläpuoliskolle ja kaksi alapuoliskolle). Ja yläpuoliskon bitithän syötetään "väärinpäin" eli lopusta alkuun.

Nyt kun kaikki on selvää, niin eiköhän omaa ohjaussoftaa ja fonttiparseri sekä parempi tekstipiirturiemulaattori.

Tästä jatketaan sitten puuhaamalla esim. teensylle usbiin menevä proxyttäjä väylälle ja kirjoittamalla pc-puolelle graffasoftaa mappaamaan kuvatiedostot pikseleiksi höpösti supersamplaamalla. Ja tietysti pitäisi alkaa pohtimaan, millä ihmeen ilveellä tuollaisen 80 kg monoliitin kiinnittää yhtään mihinkään muualle kuin keskelle lattiaa. Ai niin, omissa näytöissä lukee vain AEG mutta hacklabin näytön nurkassa on teksti Adtranz eli joku vanha saksalainen junalaitevalmistaja, sieltä ovat ilmeisesti peräisin.

Laitoin softat kerrankin ihan githubiin nyt kun on projekti jota varmaan tulevat tunkkaamaan muutkin kuin minä itse.

0 kommenttia

Oma kommenttisi

Mielipide tämän sivun asiasta? Kirjoita toki. Älä raapusta kuitenkaan ihan asiattomia juttuja.

Jos on yksityisempää asiaa, tarkkaa kysyttävää tai aihetta pidemmälle keskustelulle, käytä yhteydenottolomaketta kommentoinnin sijaan.

Hölmöt kommentit saatetaan moderoida pois jälkikäteen.

Nimimerkki:

Spammibottiesto: Mikä on neljän ja yhden summa? (vastaus numeroina)