From: gerrit@laosinh.stgt.sub.org (Gerrit Heitsch)
Newsgroups: de.comp.sys.amiga.misc
Subject: Re: MERLIN und die E*perten
Date: Sun, 24 Jan 1993 17:39:12 MET
 <1993Jan21.191440.29720@mpifr-bonn.mpg.de>
Distribution: world
Organization: Lao-Sinh project (private UUCP site)

In article <1993Jan21.191440.29720@mpifr-bonn.mpg.de>, Michael van Elst writes:

> In <XZmks*zf2@laosinh.stgt.sub.org> gerrit@laosinh.stgt.sub.org (Gerrit Heitsch) writes:
> >Selbst wenn ich nur mit 50 Hz arbeite (was vielen Leuten merkwuerdigerweise
> >zu wenig ist), muss das RAM pro Sekunde (1280 x 1024 x 3 Bytes x 50 Hz 
> >= 196 MB/sec!) liefern und das geht mit DRAM nicht mehr. 
> 
> Aeh.. Wieso ?
> 
> Ein 1280x1024x50Hz System hat sagen wir mal 66MHz Pixeltakt. Dafuer
Schonmal falsch. Es ist richtig, dass 1280 x 1024 x 50 ca. 66 Mio. ist,
aber du vergisst die Zeiten fuer Strahlruecklauf. Alles zusammen
ergibt einen Overhead von ca. 20 % (Deshalb braucht man fuer 1024 x 768
bei 70 Hz auch einen DAC fuer 66 Mhz und nicht einen fuer 55 MHz).
Dadurch ergibt sich fuer 1280 x 1024 x 50 ein Pixeltakt von ca. 80 MHz.
In den Zeiten das Strahlruecklaufs kann ich nichts machen ausser warten.
Zugriffe aufs RAM gingen nur, wenn der Chip einen ziemlich grossen FIFO
haette (Ein FIFO ist eine nette Designaufgabe, National hat eine Weile
gebraucht, bis der FIFO im 16550 funktionierte und der muss nicht
diese Geschwindigkeit schaffen). Meist werden in dieser Zeit die Zugriffe 
auf den Bildspeicher abgewickelt. Waehrend der Darstellung geht das nicht.

> reichen 12 4Mbit RAMs. Jedes RAM kann in 30ns 4 Bit auslesen, jeweils
Das geht auch nur, wenn du den Pagemode verwendest. Bloss kann man
den leider nicht unbegrenzt aktiv halten. Man muss ab und zu mal
die RAS-Leitung wieder frei geben und eine Prechargetime abwarten.
erst dann kann man einen neuen Zyklus starten. Bei 60 ns DRAM
sind das 120 ns in denen man an die Daten nicht rankommt.
Mit SRAM haette man es einfacher, dem kann man sofort nach Ende
eines Zugrifss eine Adresse anlegen und nach x ns (x = aufgedruckte 
Zugriffszeit) die Daten abholen. Bei DRAM gibts hier und da ein
paar Wartezeiten und Zeitbegrenzungen, die man einhalten _muss_,
sonst riskiert man einen Datenverlust.

Also noch mal kurz nachgerechnet. Wenn ich 1280 x 1024 x 50 Hz in
24 Bit habe, dann brauche ich eine Bandbreite von fast 200 MB/sec.
Kann ich mit 32 Bit am Stueck aufs RAM zugreifen sind das aber
immer noch fast 50 Mio. Zugriffe, die jedes RAM pro Sekunde
mitmachen muss. Das ergibt ca. 20 ns/Zugriff. Und das alles
nur fuer die Darstellung. 

> 6 RAMs ergeben ein 24bit Wort. 12 RAMs sind 2 Speicherbaenke, die
> interleaved mit 15ns Zykluszeit ausgelesen werden.
Interleave ist gut und schoen, ich kenne aber keinen Chip, der
sich den Aufwand macht, zwei Baenke zu verwenden, die meisten haben
nur eine. Auch bedeutet Interleave einen zusaetzlichen Aufwand an
externer Logik oder einiges an zusaetzlichen Pins.

> VRAMs sind nicht schneller als DRAMs. Man kann sie nur gleichzeitig vom
> Prozessor aus beschreiben und Videodaten auslesen. Bei dem obigen System
> bliebe das Zeichnen auf die Austastluecken beschraenkt.
Wenn ich das Prinzip bei VRAMs verstanden habe, wird bei einem Zugriff
der Ausleselogik eine komplette RAM-Zeile (1024 Bit bei Megabitchips)
in ein Schieberegister geladen, welches man dann extern taktet und die
Daten an einem Pin abholt. Das heisst dann, dass ich mit einem Zugriff
von vielleicht 200 ns das erreiche, wofuer ich bei einem DRAM 1024 Zugriffe 
a 30 ns mit Pagemode uns sonstigen Tricks brauche. Dadurch bin ich vom 
gesamten Timing des restlichen RAMs fast komplett abgekoppelt und kann 
ziemlich hohe Taktraten erreichen ohne das sich die CPU oder ein 
Grafikprozessor stark gebremst fuehlt.

> Man kann natuerlich auch doppelt soviel Speicher nehmen und damit einen
> double buffer aufbauen. Die Zeichengeschwindigkeit ist jetzt genauso
> hoch wie bei VRAMs und man zeichnet 'unsichtbar'.
Dann braucht man aber zwei komplette Bussysteme mit einer 
Umschaltelogik. Viel Spass beim Entwerfen.

Was ich mit meinen Ausfuehrungen sagen wollte ist, dass derjenige,
der auf eine billige Grafikkarte mit Echtfarbdarstellung in
1280 x 1024 bei 50 Hz wartet das noch eine Weile tun muss,
geschenkt bekommt man sowas nicht. Das Design einer solchen Karte
ist auch nicht einfach, da auf vielen Leitungen dann echte HF
zu finden ist. Da wird das Thema Terminierung jeder Leitung
auf beiden Seiten interessant. Es geht sicher, aber das Ergebnis
ist dann keine _billige_ Karte mehr, auf die hier alle warten.

Auch ziehen die Preise fuer RAM im Moment wieder an, fuer ein
1 MB x 4 ZIP bezahlt man als Endkunde im Moment 30 DM und fuer
ein normales 4 MB x 9 SIMM 270 DM. Soviel zum Thema "Speicher
kostet nichts mehr, also koennen wir ihn verschwenden"...

Gerrit

-- 
         Gerrit Heitsch  Moenchweg 16  7038 Holzgerlingen  Germany
  Logical adresses: UUCP: gerrit@laosinh.stgt.sub.org FIDO: (2:2407/106.9)
If we will ever be visited by Aliens, it will be very hard to explain, why a
 lifeform, that is intelligent enough to build atomic weapons can be stupid
   enough to do it. (taken from GEO special about space, page 88-91)