6502 NMOS i CMOS - różnica w poborze prądu

Jakiś czas temu z ciekawości kupiłem na Aliexpress kilka sztuk procesorów MOS6502/MOS6502AD. Przesyłka dotarła do mnie po około miesiącu. Zabrałem się za składanie prostego komputera (a właściwie na razie podstawowej płyty procesorowej) w stylu retro. Po włożeniu układu w podstawkę wszystko zaczęło działać.

Kod napisany w asemblerze wykonuje się prawidłowo. Procesor jest taktowany zegarem 1 MHz. Płytka zawiera CPU, 2x RAM 62256, EPROM 27128, trochę logiki (głóœnie układy HCT oraz TTL-LS) a także migającą diodę. Całość pobiera łącznie około 150 mA.

W jakiś czas później na eBay'u natknąłem się na chińską aukcję procesorów R65C02P4. Cena niewielka, więc postanowiłem je zamówić. Do projektu wprowadziłem niewielkie poprawki, zwiększając taktowanie do 4 MHz, dodając watchdog na układzie DS1232 oraz całkowicie rezygnując z układów TTL-LS. Ten układ również zdaje się działać prawidłowo. Kod się wykonuje, zastosowany ten sam wsad, dioda miga odpowiednio szybciej.

Okazuje się jednak, że cała płytka ciągle pobiera około 150 mA.

Odnoszę wrażenie, że sam CPU grzeje się mniej. Również EPROM jest mniej ciepły, niż w przypadku płytki na NMOS-owej wersji, co miałoby sens o tyle, że CMOS-owe wejścia mniej obciążają jego linie danych. "Pomiary" temperatur były jednak wykonane przez dotknięcie palcem, wiec mogą być mocno subiektywne.

Krótko mówiąc - czy to możliwe, żeby układ w wersji CMOS przy czterokrotnie większym zasilaniu ciągle pobierał tyle samo prądu, co klasyczna wersja CMOS? Czy też mam do czynienia z podróbką? Z drugiej strony, gdyby to była wersja NMOS z przerobioną etykietą, to czy z powodu przetaktowania nie powinienem mieć do czynienia z grzaniem się, zwiększonym poborem prądu i niestabilną pracą?

Reply to
Atlantis
Loading thread data ...

Dnia Sun, 19 Aug 2018 11:03:03 +0200, Atlantis napisał(a):

27128 czy 27C128 ? Ale chyba juz ich nie robili w wersji NMOS.

Tak przeciez teoria mowi - przeladowanie pojemnosci powoduje, ze przy duzej czestotliwosci pracy CMOS wcale nie bierze mniej pradu. Za to jak zegar malutki ... to i uA wystarczy.

Przy czym na moj gust to jest jeszcze postep technologiczny - kiedys "duza czestotliwosc" to byly MHz, dzis GHz ... jakby tak dzis zrobili 6502 ... a zrobili, byla przeciez ta konsola na baterie.

Zmniejsz czestotliwosc do 100kHz i zobacz ile wtedy bierze CMOS, a ile NMOS.

Jakis lepszy termometr by sie przydal, zeby zobaczyc co bierze prad. Albo wsadz rezystory pomiarowe w zasilaniu (i kondensatory).

Ten eprom mnie zastanawia ... NMOS nie bierze duzo pradu, eprom nie powinien byc inaczej obciazony. No chyba, ze przy okazji CMOS zmniejszyli pojemnosci.

J.

Reply to
J.F.

Z ciekawości włożyłem te układy do płytki z generatorem 1 MHz, w miejsce klasycznego, NMOS-owego 6502. Pobór prądu przez całą płytkę był mniej-więcej taki sam w obydwu przypadkach, wynosząc około 150 mA. Powiedziałbym nawet, że niektóre R65C02P4 pobierały nieznacznie więcej prądu, gdyż po ich włożeniu pobór wzrastał do około 170 mA.

Musiałbym trochę pokombinować z odpowiednim układem. Przy czym już teraz mi to nie pasuje (patrz wyżej). Datasheet R65C02P4 mówi, że ten układ powinien pobierać 4mA na 1 MHz. To daje 16 mA przy taktowaniu 4 MHz i tylko 4 mA przy teście z 1 MHz. Coś mi się nie widzi, żeby pozostałe elementy mogły pobierać pozostały prąd. Przecież tam jest tylko kilka scalaków HCT (i jakiś pojedynczy TTL-LS), 2x RAM w technologii CMOS, EPROM, generator SG51P oraz migająca dioda.

No i jednak mimo wszystko - jakaś różnica pomiędzy CPU NMOS i CMOS powinna być widoczna. A tymczasem albo jej nie ma, albo jest na drobną niekorzyść rzekomych CMOS-ów.

Można by to na dobrą sprawę jeszcze przetestować software'owo - CMOS-owe wersje 6502 miały zestaw dodatkowych instrukcji i nie obsługiwały nieudokumentowanych rozkazów swojego poprzednika (zamiast nich wykonywały instrukcję NOP).

Jak mówiłem - kwestia temperatury może być mocno subiektywna. Dotknięcie palcem nie jest wiarygodną metodą pomiaru. ;)

Reply to
Atlantis

IMO - powinno byc proste. Tylko jeden zewnetrzny generator.

RAMy po 16 mA, Eprom 16mA i sie troche uzbiera.

Pamietasz jak sie wymuszalo rozkaz opornikami ... wyciagnij RAM, ROM, wymus np INX.

No wlasnie przy 4MHz moze byc juz niewidoczna.

J.

Reply to
J.F.

Wartość i tak się nie zgadza. Załóżmy, że pamięci pobierają razem 50 mA. Zgodnie z datasheetem R65C02P4 powinien pobierać 4mA/MHz. To daje łącznie 66 mA. Pozostaje więc około 100 mA. Drobnica HCT/TTL-LS i migająca dioda przecież tyle nie pobierają...

Hmm... Głupie pytanie... A jak zaobserwuję efekt działania? ;) Na dobrą sprawę mógłbym spróbować przetestować to programowo, tylko w chwili obecnej nie mam nawet konsoli. Skupiam się więc na innych testach.

Na 1 MHz też testowałem. Także nie widać różnicy, a nawet (w przypadku niektórych układów) widać niewielką różnicę na niekorzyść rzekomych CMOS-ów.

Reply to
Atlantis

TTL-LS to juz moze troche brac.

Linie adresowe beda sie zmieniac. Albo wymus STA n, to powinny jeszcze zapisy byc widoczne na magistrali.

Teraz masz za duzo elementow.

J.

Reply to
J.F.

Hardkorowo moze? Wpinac sie miedzy podstawke a pin lub ciac sciezki w kluczowych miejscach i sprawdzac gdzie najwiekszy prad plynie?

Mysle ze w godzine namierzysz ktora pokraka zjada ten prad.

Reply to
sczygiel

Pytanie ile z tego poboru zależy od częstotliwości, a ile to statyczny pobór przez różne obwody.

Reply to
Queequeg

ElectronDepot website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here. All logos and trade names are the property of their respective owners.