显卡连接器
19.1 概述
到目前为止，我们已经看到的所有组件使得这块主板堪称一台独立的计算机。输入可以通过 PS/2 接口、UART 和 GPIO 实现，而输出可以通过 UART 配合串行监视器或自定义扩展板来实现。对于生成视频信号的自定义板卡，还有一个除扩展端口之外的其他端口可用。
19.2 硬件实现
为了面向未来并提供更多通用性，主板上提供了一个显卡连接器（或称视频端口）。它标记为 J6，采用 2x20 2.54mm 引脚封装，与市面上几种标准连接器兼容。
该连接器与扩展端口的主要区别在于其位置。它位于主板右侧，设计用于容纳可能与主板位于同一机箱中的扩展板。此外，该板卡将负责视频信号生成，因此应向主板生成 H-Blank 和 V-Blank 信号。
显卡连接器封装的俯视引脚排列如下：
信号说明如下：
- $5V$ 和 $Gnd$：电源输出。视频板消耗的电流不得超过 1A，否则保险丝
F1会熔断。 - $A_0$ 到 $A_{21}$：地址总线，对应于 CPU 在 4MB 物理地址空间内当前正在访问（读取或写入）的字节。$A_0$ 到 $A_{13}$ 线直接来自 Z80 CPU，而 $A_{14}$ 到 $A_{21}$ 线来自 MMU。
- $D_0$ 到 $D_7$：与所有其他元件共享的数据总线。视频板仅在对它发出请求时才应在此线上输出数据，否则视频板必须将这些线保持在高阻抗状态。
- $\overline{HBLANK}$：当屏幕处于 H-Blank 状态时有效的输入信号，应由视频板生成。该信号可连接到 Z80 PIO 并在软件中配置为触发中断。
- $\overline{VBLANK}$：当屏幕处于 V-Blank 状态时有效的输入信号，应由视频板生成。该信号可连接到 Z80 PIO 并在软件中配置为触发中断。
- $\overline{RESET}$：来自复位电路的复位信号，在上电时或手动按下标记为
SW2的复位按钮时有效。 - $\overline{WR}$、$\overline{RD}$、$\overline{IOREQ}$、$\overline{MREQ}$：来自 Z80 CPU 的信号。它们可用于确定当前正在执行的是内存操作还是 I/O 操作。有关它们的详细信息可在 Z80 CPU 章节中找到。
19.3 H-Blank 和 V-Blank 信号
水平消隐（H-blank）和垂直消隐（V-blank）信号应由外部视频板生成。这些信号可以保持与主板其余部分不连接，也可以连接到 Z80 PIO 系统端口。要在这两种功能之间切换，可以独立设置跳线 JP4 和 JP3。
这些状态也标记在主板的底部丝印层上。
当跳线配置为允许 H-blank 和 V-blank 连接到主板时，这些信号将首先通过一个漏极开路缓冲器（74LS07），在 PCB 上标记为 U15。得益于此，两者使用 3.3V 逻辑电平是安全的。
下图总结了信号如何连接到系统。
由于两个信号最终会连接到 Z80 PIO 的两个不同引脚，因此可以独立配置它们并在软件中启用中断。
19.4 视频板内存映射
该连接器不提供任何可直接连接到视频板的片选信号，而是提供所有物理地址线以及来自 CPU 的内存/IO 信号。得益于此，视频板可以映射到 4MB 空间中的任何位置，除了第一个 MB。
实际上，前 512KB 保留给 ROM，接下来的 512KB 保留给 RAM。其余空间是空闲的，可以容纳 VRAM 和/或所有视频寄存器。
类似地，在 I/O 总线上，地址 0x00 到 0x7f（含）保留给用户的扩展板，但地址 0x80 到 0xcf 可由视频板自由使用。
有关更多信息，请参阅内存映射章节。
19.5 DMA 功能
Zeal 8-bit Computer 主板上没有任何元件使用直接内存访问（DMA），但 Z80 CPU 确实支持它。虽然对于常规内存传输来说并非总是关键，但对于视频内存来说可能是必要的。
上面介绍的视频连接器缺少执行 DMA 所需的引脚。为了保持连接器不变，同时仍为外部视频板提供 DMA 的可能性，还有另一个端口可用：DMA 视频连接器。该端口在 PCB 上标记为 J7，由 2 个标准 2.54mm 引脚组成。
目前在任何 Zeal 8-bit Computer 主板上都没有安装此端口。以下是该连接器的俯视图：
$\overline{BUSRQ}$ 和 $\overline{BUSACK}$ 都直接来自 Z80 CPU。第一个信号内部已通过 1kΩ 电阻上拉，因此视频板无需再上拉。
有关这些信号的更多信息，请参阅 Z80 CPU 章节。
如 MMU 章节所述，当 $\overline{BUSACK}$ 变为低电平（表示 CPU 释放所有请求信号以及数据和地址总线）时，$A_{14}$ 到 $A_{21}$ 的地址线也将进入高阻抗状态。主要结果是视频板必须驱动所有信号，包括 22 条物理地址线，因此可将其视为一个 4MB 的连续地址空间。MMU 在 DMA 操作期间无法使用，因此无法管理虚拟页面。