CIA 8520

CIA quer dizer Complex Interface Adapter. O desenho original é o 6526, da MOS Technology, o chip de portas do Commodore 64, que leva dois. Quando a Commodore desenhou o Amiga, em vez de criar um chip de entradas e saídas de raiz, adaptou o que já tinha: o 8520 é um 6526 com uma diferença, o relógio de horas. No 6526 é um relógio a sério, com horas, minutos e segundos em BCD; no 8520 passou a ser um simples contador binário de 24 bits, que conta impulsos. De resto é o mesmo chip.

A especificação interna da Commodore, o desenho 318029, descreve-o como um periférico compatível com o bus dos 65xx, em caixa de 40 pinos, e lista onde foi usado: Amiga e a unidade de disquetes 1581. Dos chips da Commodore no Amiga, é o único que não foi desenhado para ele, e fala a linguagem dos 65xx numa máquina de 68000: o processador tem um relógio próprio para estes periféricos, o relógio E, a um décimo da sua velocidade, e é por ele que o CIA se sincroniza.

Há dois em cada Amiga, do A1000 ao A4000, e o sistema trata-os por CIA-A e CIA-B. A exceção é o CD32: o Akiko absorveu-lhes as funções, e na placa da consola não há nenhum.

Cada CIA tem 16 pinos de entrada e saída, em duas portas de 8 bits, mais um registo de deslocamento série, um pino de impulso e uma entrada que deteta flancos. O Amiga distribui as tarefas entre os dois. O CIA-A, nos endereços ímpares a partir de $BFE001, tem a porta B inteira entregue aos 8 bits de dados da porta paralela, e a porta A cheia de bits soltos: o OVL, que põe a ROM no endereço zero; o LED de alimentação, que acende quando o bit está a zero; quatro sinais de estado da disquete (pronta, pista zero, protegida, disco trocado); e os botões de disparo dos dois comandos. O registo série dele recebe o teclado.

O CIA-B, nos endereços pares a partir de $BFD000, tem a porta B inteira a comandar a unidade de disquetes: motor, seleção de uma de quatro unidades, passo, direção e lado. A porta A junta as linhas de controlo de fluxo da porta série (DTR, RTS, CTS, DSR, deteção de portadora) e as de controlo da porta paralela (BUSY, POUT, SEL). A entrada de flancos dele conta os impulsos de índice da disquete, uma vez por volta. O registo série do CIA-B não é usado para nada.

Cada um fala com o processador por um nível de interrupção próprio: o CIA-A pelo nível 2, o CIA-B pelo nível 6. E os dois partilham uma curiosidade de desenho: o CIA-A está ligado aos 8 bits de baixo do bus de dados e o CIA-B aos 8 bits de cima, por isso os endereços de um são ímpares e os do outro pares, e só se lhes pode aceder byte a byte.

O teclado do Amiga tem um microcontrolador próprio e liga-se à máquina por quatro fios: alimentação, massa, KCLK (o relógio, só do teclado para o computador) e KDAT (os dados, nos dois sentidos). Cada tecla gera um código de 7 bits, e o oitavo bit diz se foi premida (0) ou largada (1). O teclado envia os 8 bits um a um pelo KDAT, com um impulso no KCLK por cada bit, a cerca de 60 microssegundos por bit: uma tecla demora meio milissegundo a chegar.

Do lado do Amiga, quem recebe é o registo de deslocamento série do CIA-A: o KDAT entra pelo pino SP e o KCLK pelo CNT. Ao oitavo impulso, o byte cai no registo de dados e o CIA levanta uma interrupção. O software lê o código e tem de responder: puxa o KDAT a zero durante 85 microssegundos, o aperto de mão que diz ao teclado que pode enviar a tecla seguinte.

Há dois pormenores que mostram o cuidado do desenho. A linha é ativa a zero, por isso os bits chegam invertidos. E o byte vai rodado: envia-se primeiro o bit 6 e por último o bit 7, o de premida ou largada. Se o teclado e o computador perderem o sincronismo, o teclado envia uns até receber o aperto de mão, e um byte de lixo cheio de uns lê-se como uma tecla largada, que não faz mal a ninguém. Depois avisa com um código especial ($F9) e repete a tecla perdida. Experimenta na demonstração mais abaixo.

Cada CIA tem dois temporizadores de 16 bits. Carrega-se um valor, o temporizador conta para trás ao ritmo do relógio E do processador (709 379 vezes por segundo em PAL, 715 909 em NTSC, um décimo do relógio do 68000) e, quando chega a zero, interrompe e recarrega. Podem ligar-se um ao outro para contagens de 32 bits, contar impulsos de fora pelo pino CNT ou pôr a sua saída num pino da porta B. É com eles que o AmigaOS mede o tempo.

O terceiro contador é o TOD, o que no 6526 era o relógio de horas. No Amiga ganhou dois usos engenhosos: o do CIA-A conta os impulsos de 50 ou 60 Hz de cada imagem, e o do CIA-B conta as linhas do ecrã, 15 625 por segundo em PAL. Ambos têm um alarme que interrompe quando o contador chega a um valor escolhido. Como são contadores de 24 bits, o do CIA-B dá a volta de 18 em 18 minutos, e o do CIA-A ao fim de quase quatro dias.

Juntando tudo, cada CIA tem cinco fontes de interrupção: os dois temporizadores, o alarme, o registo série e a entrada de flancos. Um só registo, o ICR, diz qual disparou, e ler esse registo limpa-o, por isso quem o lê tem de tratar de tudo o que lá estava. No AmigaOS, os programas não tocam nos CIAs diretamente: pedem os temporizadores e as interrupções ao cia.resource, que reparte o que há entre o sistema e quem pedir.

Ao ligar, o CIA é dos primeiros chips a contar. Um reset põe todos os pinos como entradas, e como têm resistências de pull-up, lêem-se a um. Isso inclui o OVL, o bit 0 da porta A do CIA-A: a um, a ROM Kickstart aparece no endereço zero, onde o 68000 vai buscar o ponteiro da pilha e o endereço inicial. É a única forma de o processador arrancar, porque no endereço zero está normalmente a Chip RAM. Assim que está a correr, o Kickstart configura os dois bits de saída (OVL e LED) e baixa o OVL: a RAM volta ao endereço zero e a ROM fica só no seu lugar, no topo da memória.

O mesmo bit do LED controla o filtro passa-baixo do som: é por isso que, quando um jogo ou uma demo desliga o filtro, o LED de alimentação perde brilho. Na página da Paula explica-se o filtro; aqui está o interruptor.

A embalagem mudou com os anos. Nos A1000, A500, A2000 e A3000, o 8520 é um DIP de 40 pinos, quase sempre em soquete. Nos A600, A1200 e A4000, é um PLCC de 44 pinos soldado à placa. O CD32 não o tem. Por dentro, foi sempre o mesmo chip de 1985.