Atari ST

L'ordinateur Atari ST, dont le nom provient de l'abréviation anglophone Sixteen/Thirty-two, soit 16-32, fut l'ordinateur par excellence pour la musique et les musiciens durant les 1980 et début des 1990. Il était fabriqué par l'entreprise Atari ayant eu du succès dans les consoles de jeux, comme par exemple avec la console de jeux Atari 2600. Il a été concurrent des ordinateurs Amiga de Commodore et du Macintosh d'Apple. Il est basé sur un microprocesseur de la famille des 68000 en 16/32 bits et propose le système d'exploitation TOS (système d'exploitation développé conjointement par Atari et Digital Research), lequel comprenait l'environnement graphique GEM. L'Atari ST proposait 3 modes d'affichages : 320x200 pixels en 16 couleurs, 640x200 pixels en 4 couleurs et 640x400 pixels en monochrome, ainsi ses modes d'affichages le plaçait au même niveau que la carte EGA pour IBM PC, mais il était bien inférieur aux 4096 couleurs proposé par l'Amiga de Commodore.

Les différents modèles

Architecture système

Voici le schéma simplifié de l'architecture système de l'Atari ST :

Les circuits intégrés

Le microprocesseur 68000

Le microprocesseur 68000 est le coeur de tout le système Atari ST. Cette puce de 16 bits est dans une classe à part; les programmeurs et les concepteurs de matériel trouvent la puce très facile à manipuler. De son développement initial par Motorola en 1977 à son apparition sur le marché en 1979, la puce devait concurrencer l'Intel 8086 et l'Intel 8088 (le processeur utilisé dans l'IBM PC et ses nombreux clones). Avant l'arrivée de l'Atari ST sur le marché, il n'existait pas de machines 68000 abordables à la disposition des particuliers. Cependant, avec les ordinateurs 16 bits devenant plus abordables pour l'individu ordinaire, les machines 8 bits on disparu progressivement.

Le 68000 a les fonctionnalités suivantes : 16 bits de données, 24 bits d'adresse (intervalle d'adresses de 16 mégaoctets), tous les signaux directement accessibles sans multiplexeur, fonctionnement sans tracas des anciens périphériques 8 bits, commandes puissantes en langage machine, syntaxe d'assembleur facile à apprendre, 14 types d'adressage différents, 17 registres ayant chacun une largeur de 32 bits. Ces spécifications font du 68000 un microprocesseur incroyablement puissant pour les ordinateurs personnels de l'époque.

Le microprocesseur 68000 contient 17 registres 32 bits intégrés, le compteur de programme et le registre d'état. Les 8 registres de données peuvent entreposer et effectuer des calculs, ainsi que les tâches d'adressage normales. Les systèmes à 8 bits utilisent les accumulateurs pour cela, ce qui limite le programmeur à un total de 8 accumulateurs. Les registres de données 68000 sont assez flexibles; les données peuvent être traitées dans des tailles de 1, 8, 16 et 32 bits. Même des opérations à 4 bits sont possibles (dans les limites du comptage décimal codé binaire). Lorsque vous travaillez avec des données 32 bits, les 32 bits peuvent être traités en une seule opération. Avec des données de 8 et 16 bits, seul le 8^e ou le 16^e bit du registre de données est accessible.

Les puces personnalisées

Le micro-ordinateur Atari ST dispose de 4 circuits intégrés spécialement développés. Ces puces (GLUE, MMU, DMA et SHIFTER) jouent un rôle majeur dans le bas prix du Atari ST, puisque chaque puce remplit plusieurs centaines de fonctions se chevauchant. Le premier prototype du Atari ST mesurait 5 X 50 X 30 cm. en taille, principalement pour gérer tous ces circuits intégrés TTL. Une fois que plusieurs fonctions ont pu être entassées dans 4 circuits intégrés, l'Atari ST est devenue un article vendable. Ces puces ont été spécifiquement conçues par Atari pour l'Atari ST. Un fait intéressant à propos de ces circuits intégrés est qu'ils sont conçus pour fonctionner de concert les uns avec les autres. Par exemple, la puce DMA ne peut pas fonctionner seule. Il n'a pas de compteur d'adresses, et est incapable d'adresser la mémoire par lui-même (fonctions étant prises en charge par la MMU). C'est la même chose avec SHIFTER - il contrôle l'écran vidéo et la couleur, mais il ne peut pas adresser la RAM vidéo. Là encore, MMU gère l'adressage. Le programmeur système peut facilement déterminer quel circuit intégré possède quel registre. Il est seulement essentiel de pouvoir reconnaître l'adresse du registre, et comment le contrôler.

GLUE

Le circuit intégré le plus important du quatuor est le GLUE. Son titre parle de la fonction - une colle ou une pâte. Ce circuit intégré, avec ses 68 broches, maintient littéralement l'ensemble du système ensemble, y compris le décodage de la plage d'adresses et le fonctionnement des circuits intégrés périphériques. En outre, les signaux d'établissement de liaison DMA BR, BG et BGACK sont produits et émis par GLUE. Le moment de la demande DMA est dicté par GLUE par le signal du contrôleur DMA. Le GLUE dispose également d'une entrée BG (Bus Grant), ainsi que d'un BGO (Bus Grant Out). Le signal d'interruption est produit par GLUE; dans l'Atari ST, seuls les IPL1 et IPL2 sont utilisés pour cela. Sans autre matériel, vous ne pouvez pas utiliser le NMI (niveau d'interruption 7). Les broches MFPINT et IACK sont utilisées pour le contrôle des interruptions. Le GLUE génère une fréquence de synchronisation de 8 MHz. Des fréquences comprises entre 2 MHz (fréquence de fonctionnement de la puce sonore) et 500 kHz (synchronisation pour le clavier et l'interface MIDI) peuvent être produites. Le HSYNC, VSYNC, BLANK et DE (Display Enable) sont générés par GLUE pour le fonctionnement du moniteur. La synchronisation synchrone peut être activée et désactivée, et des signaux de synchronisation externes envoyés au moniteur. Cette caractéristiques vous permettra de synchroniser l'écran du Atari ST avec une caméra vidéo.

MMU

La MMU a également un total de 68 broches. Ce circuit intégré effectue trois tâches vitales. La tâche la plus importante est de coupler le bus d'adresse multiplexé de la RAM dynamique avec le bus du processeur (géré par les lignes d'adresse A1 à A21). Ceci permet une intervalle d'adresses totalisant 4 mégaoctets. La RAM dynamique est contrôlée par RAS0, RAS1, CAS0L, CAS0H, CAS1L et CAS1H, ainsi que par le bus d'adresse multiplexé sur la MMU. Les DTACK, R/W, AS, LDS et UDS sont également contrôlés par le MMU. Une autre fonction importante du MMU: elle fonctionne avec le SHIFTER pour produire le signal vidéo (les informations à l'écran sont adressées en RAM, et SHIFTER transmet les informations). Des compteurs sont intégrés dans le MMU pour cela; une valeur de départ est chargée, et dans les 500 nanosecondes, un mot est adressé en mémoire et les informations sont envoyées via DCYC. La valeur de départ du compteur vidéo (et la position de la mémoire de l'écran) peut être décalée par incrémentation de 256 octets. Un autre compteur intégré dans MMU, comme mentionné précédemment, est destiné à l'adressage de la mémoire à l'aide du DMA. Ce compteur commence à chaque accès DMA (disque ou disque dur), chargeant l'adresse des données en cours de transfert. Chaque transfert incrémente automatiquement le compteur.

SHIFTER

Le SHIFTER convertit les informations de la RAM vidéo en impulsions lisibles sur un moniteur. Que l'Atari ST soit en résolution 640 X 200 ou 320 X 200, le SHIFTER est impliqué. Les informations de la RAM sont transférées vers SHIFTER sur le signal LOAD. Une résolution de 640 X 400 points envoie le signal vidéo via le connecteur MONO. La couleur étant impossible dans ce mode, la connexion RVB (Rouge-Vert-Bleu) est rendue inactive. Les deux autres résolutions définissent la sortie MONO sur inactive, puisque toutes les informations d'écran sont envoyées par la connexion RVB dans ces cas. La troisième connexion couleur fonctionne avec un équipement externe en tant que convertisseur numérique / analogique. Les couleurs individuelles sont envoyées sur différentes broches, pour nous donner de la couleur sur notre moniteur. Les broches R1 à R5 sur le bus d'adresse constituent les registres de palette. Ces registres contiennent les valeurs de couleur, étant placées dans des modèles de bits individuels. Les 16 registres de palette contiennent un total de 16 couleurs pour le mode 320 X 200. Notez cependant que, comme celles-ci sont basées sur les couleurs primaires rouge, vert et bleu, ces couleurs peuvent être ajustées en 8 étapes de luminosité, ce qui porte le total des couleurs à 512.

DMA

Le contrôleur DMA est comme SHIFTER, uniquement dans un boîtier à 40 broches; il est utilisé pour superviser le contrôleur de disquette, le disque dur et tout autre périphérique susceptible d'apparaître. La vitesse de transfert des données à l'aide de l'unité de disquette n'offre aucun problème au processeur. C'est différent avec les disques durs; les données se déplacent à une vitesse si élevée que le 68000 doit envoyer une pause sur la fréquence de 8 MHz. Cette puce est rendue possible par le DMA. Le DMA est joint au bus de données du processeur pour faciliter le transfert des données. Deux registres dans la machine agissent comme un tampon bidirectionnel pour les données via le port DMA. Un point intéressant: le bus de données de 16 bits du processeur est réduit à 8 bits pour le travail sur la disquette et le disque dur. Le transfert de données transfère automatiquement deux octets par mot. Les signaux CA1, CA2, CR/W, FDCS et FDRQ gèrent le contrôleur de disquette. Les CA1 et CA2 sont des signaux que le contrôleur de disquette (FDC) utilise pour sélectionner les registres. Le CR/W détermine la direction du transfert de données depuis/vers le FDC et les autres périphériques connectés au port DMA. Le signal RDY a communiqué avec GLUE (demande DMA) et MMU (compteur d'adresses). Ce signal indique au DMA de transférer un mot.

Contrôleur de disquette WD 1772

Bien que le WD 1772 de Western Digital n'ait que 28 broches, cette puce contient un contrôleur de disquette complet (FDC) avec des capacités correspondant aux contrôleurs 40 broches. Ce circuit intégré est compatible avec les logiciels de la série 1790 et 2790. Voici quelques-unes des caractéristiques du WD 1772 : courant simple de 5 volts, séparateur de données intégré, logique de compensation de copie intégrée, simple et double densité, commandes de moteur intégrées. Bien que l'utilisateur ait le choix du format de disque, par exemple la longueur de secteur, le nombre de secteurs par piste et le nombre de pistes par disquette, le format normal est le format optimal pour le transfert de données. Ainsi, des unités de disquettes Apple ou Commodore ne peuvent pas être utilisées.

Système d'exploitation

Le système d'exploitation de l'Atari ST est TOS, signifiant «The Operating System». Il combine l'interface graphique GEM et le GEMDOS sous-jacent, un système d'exploitation de type DOS, tous deux développés par Digital Research. Le TOS est entreposé dans des puces ROM intégrées, bien que les premières versions de l'Atari ST soient livrées avec le TOS sur des disquettes. Parce qu'il est entreposé dans la ROM, il démarre instantanément. Il est parfois appelé en plaisantant «Système d'exploitation Tramiel» en raison du fait que Jack Tramiel était alors le président d'Atari. Le TOS est composé des parties suivantes :

Bureau

Le bureau GEM est familier car il utilise des icônes pour représenter les périphériques et les fichiers, et comporte des fenêtres et des boîtes de dialogue. Le bureau standard a une corbeille et deux icônes de disquette, même s'il n'y a qu'un seul unité de disquette connecté. En haut de l'écran se trouve un panneau contextuel changeant son contenu en fonction de l'application (un peu comme sur Macintosh), bien que les applications ne soient pas obligées d'utiliser le panneau.

Le TOS peut exécuter une variété de types de fichiers différents. Ils peuvent être identifiés par leurs extensions :

Il est possible de démarrer automatiquement les programmes TOS (mais pas les programmes GEM) au démarrage en plaçant le programme dans un dossier nommé "AUTO" sur une disquette. Si la disquette est insérée dans l'unité de disque lorsque l'ordinateur démarre, il contournera le bureau GEM et démarrera le programme TOS à la place. Ceci est utilisé par la plupart des démos et des jeux.

Similitude avec l'interface utilisateur Macintosh

L'apparence de GEM pour Atari ST ressemble beaucoup à celle du Macintosh d'origine ; Apple a poursuivi Digital Research à ce sujet et Digital Research a dû repenser son gestionnaire de fenêtres GEM pour d'autres architectures. Comme c'est principalement Atari ayant développé la version Motorola 68000 de GEM, ils ont reçu les droits de développer davantage le port 68K de GEM sans le consentement de Digital Research. Pour cette raison, Atari n'a pas été affecté par le procès Apple-Digital Research.

Logiciel

Voici quelqu'un logiciels populaires proposés pour le Atari ST :

Programmation

Remarque

• Il existe des émulateurs permettant de faire fonctionner TOS et ses logiciels d'Atari ST sous Windows, comme par exemple Steem SSE et Hatari.

Voir également

Langage de programmation - C pour GEMDOS - Accueil
Langage de programmation - Assembleur 68000 - Accueil