POKEY

POKEY – układ wejścia-wyjścia stworzony w latach 70. przez firmę Atari Inc., stosowany w całej rodzinie 8-bitowych Atari, a także w różnych konsolach oraz automatach do gier. Układ POKEY, oznaczony numerem katalogowym CO12294, posiada 40 pinów w obudowie DIP i pełny szereg funkcji, w tym: generowanie dźwięku, obsługę klawiatury, portu szeregowego i potencjometrów, a także generowanie liczb pseudolosowych. Nazwa pochodzi od słów potentiometer and keyboard chip – potencjometr (Paddle) i klawiatura.

Atari POKEY (C012294) pin-out

Generowanie dźwięku za pomocą POKEY

POKEY dysponuje czterema kanałami audio, z których każdy ma możliwość indywidualnej regulacji częstotliwości, poziomu szumu i natężenia dźwięku.

Każdy kanał ma 8-bitowy dzielnik częstotliwości i 8-bitowy rejestr do wyboru szumu i głośności:
AUDIOF1 do AUDIOF4 – rejestry częstotliwości (ang. audio frequency),
AUDC1 do AUDC4 – rejestry głośności i szumów (ang. audio control),
AUDCTL – wspólny rejestr do sterowania generatorami.

Opis rejestrów AUDIOC1-4

Bit 0-3

Sterowanie natężeniem dźwięku od 0 do F.

Bit 4

Kontrola dzielnika częstotliwości dźwięku: "1" włączony, "0" wyłączony. Kiedy dzielnik częstotliwości jest wyłączony, generowane są stałe dźwięki o natężeniu dźwięku zapisanym w bitach 0-3.

Bit 5-7

Rejestry przesuwające odpowiedzialne za szumy – distortion:

000 = rejestr 5-bitowy i 17-bitowy

001 = rejestr 5-bitowy

010 = rejestr 5-bitowy i 4-bitowy

011 = rejestr 5-bitowy – dubluje się, nie jest używany

100 = rejestr 17-bitowy

101 = bez rejestru przesuwającego – czyste tony

110 = rejestr 4-bitowy

111 = bez rejestru przesuwającego – dubluje się, nie jest używany

Generacja losowych szumów odbywa się poprzez odczyt górnych 8 bitów 17-bitowego rejestru przesuwającego. Rejestry te taktowane są częstotliwością 1,79 MHz w systemie NTSC oraz 1,77 MHz w systemie PAL, jednak ich wyjścia mogą być próbkowane niezależnie przez cztery kanały audio, w tempie dzielnika częstotliwości danego kanału.

Opis rejestru AUDIOCTL

"1" oznacza włączony, chyba że napisane jest inaczej:

Bit 0 (15 KHz)

wybór taktowania dzielników częstotliwości "0" – 64 KHz, "1" – 15 KHz 1,

Bit 1 (FI2+4)

filtr górnoprzepustowy dla kanału 2 taktowany częstotliwością kanału 4,

Bit 2 (FI1+3)

filtr górnoprzepustowy dla kanału 1 taktowany częstotliwością kanału 3,

Bit 3 (CH4+3)

połączenie dzielników 4+3 dla uzyskania dokładności 16-bitowej,

Bit 4 (CH2+1)

połączenie dzielników 2+1 dla uzyskania dokładności 16-bitowej,

Bit 5 (1,79CH3)

taktowanie kanału 3 częstotliwością "0" – 1,77 MHz PAL, "1" – 1,79 MHz NTSC,

Bit 6 (1,79CH1)

taktowanie kanału 1 częstotliwością "0" – 1,77 MHz PAL, "1" – 1,79 MHz NTSC,

Bit 7 (POLY9)

służy do przełączania rejestru przesuwającego "0" – 17-bit, "1" – 9-bit.

Wszystkie cztery dzielniki częstotliwości (AUDIOF) mogą być równocześnie taktowane 64 KHz lub 15 KHz. Dzielniki częstotliwości 1 i 4 mogą być taktowane na przemian zegarem CPU (1,79 MHz jeżeli jest to NTSC, a gdy jest to PAL - 1,77 MHz). Dzielniki częstotliwości 2 i 4 mogą być taktowane na przemian wyjściem dzielników 1 i 3, dzięki temu układ POKEY umożliwia łączenie ze sobą kanałów 8-bitowych, tak by uzyskany dźwięk miał dokładność 16-bitową. Kanały można skonfigurować na poniższe sposoby:

• cztery kanały 8-bitowe
• dwa kanały 8-bitowe i jeden kanał 16-bitowy
• dwa kanały 16-bitowe

Dodatkowe informacje

Każda operacja wejścia-wyjścia powoduje zmianę wartości rejestrów sterujących generatorami, dlatego podczas korzystania z układu POKEY do generowania dźwięku, po każdej takiej operacji powinno się go od nowa inicjować. Należy wprowadzić wartość 3 do rejestru $D20F oraz 0 do rejestru $D208.

Szeregowy port wejścia wyjścia

Składają się na niego:

• szeregowa linia wejścia
• szeregowa linia wyjścia
• szeregowa linia zegara wyjścia
• dwukierunkowa szeregowa linia danych zegara
• rejestry SKRES, SEROUT, SERIN, SKCTL, SKSTAT

Osiem przerwań IRQ

• BREAK – przerwanie klawisza BREAK
• K – (keyboard) przerwanie klawiatury
• SIR – (if serial input ready) przerwanie odczytu z szyny szeregowej
• ODN – (if output data needed) przerwanie zapisu na szynę szeregową
• XD – (if exmitend Data) przerwanie końca transmisji szeregowej
• T1 – (timer 1) przerwanie licznika nr 1
• T2 – (timer 2) przerwanie licznika nr 2
• T4 – (timer 4) przerwanie licznika nr 4

Przerwania mogą zostać włączone lub wyłączone programowo za pomocą rejestru IRQEN. Rejestr IRQSTAT zawiera status przerwań.

Klawiatura

Sześcioklawiszowy rejestr aktualnie wciśniętych klawiszy (K0 K5) przechowuje wartości od 00 do 3F. Znajdują się tutaj dwie wartości sterujące. Jedna z nich pełni rolę deszyfratora wszystkich 6 wartości. Druga wartość sterująca jest przeznaczona do dekodowania znaków specjalnych CTRL, SHIFT i BREAK.

Potencjometry

Osiem portów do mierzenia czasu narastania wejścia. Każde wejście ma 8-bitowy licznik, odmierzający czas przy wyświetlaniu każdej kolejnej linii telewizyjnej. Każde wejście ma także tranzystor zrzutu, który można włączyć lub wyłączyć programowo.

Inne cechy

POKEY oferuje trzy timery używające kanałów audio (resetujące się po każdym ich użyciu) oraz generator liczb losowych.

Tabela rejestrów POKEY'a

16 rejestrów pokey'a – $D200–$D20F

Rejestr	Zapis		Odczyt
	Nazwa	Opis	Nazwa	Opis
$D200	AUDF1	częstotliwość kanału 1	POT0	potencjometr nr 0
$D201	AUDC1	generator kanału 1	POT1	potencjometr nr 1
$D202	AUDF2	częstotliwość kanału 2	POT2	potencjometr nr 2
$D203	AUDC2	generator kanału 2	POT3	potencjometr nr 3
$D204	AUDF3	częstotliwość kanału 3	POT4	potencjometr nr 4
$D205	AUDC3	generator kanału 3	POT5	potencjometr nr 5
$D206	AUDF4	częstotliwość kanału 4	POT6	potencjometr nr 6
$D207	AUDC4	generator kanału 4	POT7	potencjometr nr 7
$D208	AUDCTL	kontrola nad kanałami audio	POTSTAT	odczyt wszystkich 8 linii portu potencjometrów
$D209	STIMER	uruchomienie timera	KBCODE	kod ostatnio wciśniętego klawisza
$D20A	SKRES	reset statusu portu szeregowego	RANDOM	wartość generatora liczb losowych
$D20B	POTGO	rozpocznij sekwencje skanowania portu
$D20C
$D20D	SEROUT	rejestr wyjściowy portu szeregowego	SERIN	rejestr wejściowy portu szeregowego
$D20E	IRQEN	aktywacja przerwań IRQ	IRQSTAT	status przerwań IRQ
$D20F	SKCTL	kontrola nad portem szeregowym	SKSTAT	status portu szeregowego

Zobacz też

• MOS Technology SID – generator dźwięku w ośmiobitowych komputerach marki Commodore

Linki zewnętrzne

• Specyfikacja techniczna układu POKEY. retromicro.com. [zarchiwizowane z tego adresu (2011-01-05)].
• Archiwum muzyki dla chipu POKEY
• Aktualne repozytorium Atari Sap Music Archive
• Hasło POKEY w Atariki