Así era el Atari ST de 16 bits, ¿qué hardware tenía este PC clásico?

La era de los ordenadores de 16 bits no solamente fue cosa del PC y el Macintosh, sino que tuvo dos rivales dignos en forma del Commodore Amiga que ya tratamos en su día y el Atari ST, el cual recordaremos en este artículo. Y es que el ordenador de 16 bits de Atari se le recuerda sobre todo por ser el ordenador para los músicos, pero era más que eso y es por ello que se merece un pequeño artículo en forma de homenaje.

El Atari ST fue un ordenador lanzado por Atari Corporation en 1985, la cual fue producto de la escisión de la mítica Atari tras la venta por parte de Time Warner de la empresa en 1984. La cual se dividió en dos mitades. La primera llamada Atari Games terminó en manos de la japonesa Namco y contenía la división de juegos y software. Mientras que la segunda llamada Atari Corporation fue creada por la familia Tramiel después que el patriarca, Jack Tramiel, fuese despedido por los accionistas de la empresa que había fundado: Commodore.

Gaming en el ST

El primer proyecto para un ordenador de 16 bits por parte de Atari tenía que ser el Amiga, ya que el equipo de diseño de los Atari de 8 bits fue el mismo que el que había hecho el Commodore Amiga, pero al final Atari Corporation tuvo que crear su propio diseño. El cual se vio influenciado por el mayor éxito de los Tramiel en su anterior empresa, el Commodore 64.

ST-520

Pese al morbo que suponía competir contra su antigua empresa, el Atari ST no se diseñó para competir contra el Commodore Amiga, sino para hacer frente al Apple Macintosh y el IBM PC AT. Tampoco podemos olvidar que el Atari ST se había presentado meses antes que la presentación del Amiga. La estrategia comercial era llevar el mismo planteamiento agresivo que tuvieron con el Commodore 64, pero en el mercado empresarial en vez del doméstico.

El Motorola 68000

Motorola 68000

El Atari ST al igual que su rival, el Commodore Amiga, hacía uso del Motorola 68000, la misma CPU que su rival, el Commodore Amiga. Con la diferencia de que en el ST funcionaba un poco más rápido que el del Amiga al ir a 8 MHz en vez de los 7.16 MHz del PC de Commodore. Recordemos que el 68000 es una CPU con registros e instrucciones de 32 bits, bus de datos de 16 bits y direccionamiento de 24 bits. Esto último limitó la cantidad de RAM de los sistemas con dicha CPU a 16 MB como mucho, no obstante esto era mejor que el límite de 1 MB del 8086 y el 80286 de Intel y sus 20 bits de direccionamiento.

En cuanto al rendimiento de esta CPU, este era mejor que el del 8086 y esto le daba al Atari ST un rendimiento mejor que el del IBM PC original y el PC XT. Aunque inferior al del 80286, pero la fuerza del ST era ofrecer un ordenador a precio competitivo frente al IBM PC y el Macintosh. Batalla que perdió contra el PC debido a la cuota de mercado de este y la enorme cantidad de software disponible para el PC.

Las siglas ST significan Sixteen Thirty Two, lo cual traducido al español significa dieciséis treinta-y-dos. En referencia al tamaño en bits del bus de datos y de los registros de la CPU de Motorola. Pero, la CPU no es lo único que tiene un ordenador en su interior, por lo que vamos a hacer un repaso al resto del hardware.

En cuanto a la RAM, el primer ST se lanzó en dos variantes. La primera llamada 520ST con 512 KB de serie y la segunda con 1 MB de serie bajo el nombre de 1040ST. Por lo que de entrada tuvo mucha más memoria RAM que los primeros Macintosh y el Commodore Amiga. El ST también disponía de 192 KB de memoria ROM, la cual incluía una serie de rutinas para acelerar el funcionamiento del sistema operativo.

Los procesadores de apoyo del Atari ST

Atari ST entrañas

Un ordenador no solamente vive de su CPU, sino también de los procesadores de apoyo o aceleradores. Los cuales liberan al procesador de ciertas tareas, las realizan de manera más eficiente o le añaden capacidades que antes no tenían. Los cuatro chips de apoyo eran totalmente custom y creados por la propia Atari Corporation. ¿Sus nombres? No se esforzaron mucho, ya que estos eran: GLUE, MMU, DMA y SHIFTER.

Aunque no eran los únicos chips de apoyo, ya que en el diseño añadieron otros chips ya disponibles en el mercado. Como es el controlador para disqueteras de 3.5 pulgadas WD 1772, el controlador 6850 para las interfaces de E/S. El Motorola 68901 para la gestión de interrupciones y el generador de sonido YM2149 que se basaba en tres canales de onda cuadrada y un canal de ruido. Rudimentario en comparación con el chip Paula del Amiga, pero mucho mejor que el chirriante altavoz que había en los PC.

La MMU y la unidad DMA son clave en el ST

Una de las limitaciones que tenía el 68000 frente al 80286 de Intel era la falta de una unidad MMU, lo cual era clave para poder ejecutar un sistema operativo complejo. Para el ST añadieron una unidad MMU en forma de chip aparte que se encarga de generar las direcciones de memoria para el resto de chips, pero no puede acceder a la RAM de manera directa, función que realiza la unidad DMA con la que trabaja en conjunto para que el resto de la lógica pueda acceder no solo a la RAM, sino también a los datos del disco.

Como hemos dicho antes la MMU era clave para mover un sistema operativo complejo, en el caso del ST se trataba del TOS, Tramiel Operating System. No obstante, al contrario que el sistema operativo del Amiga, este no era multitarea. Tampoco era un problema desde el momento que los equivalentes para IBM PC y Macintosh tampoco lo eran. En realidad el TOS disponía de una interfaz gráfica de ratón llamada GEM que se combinaba con GEMDOS, un sistema operativo de características similares al MS-DOS, todo ello para mostrar una interfaz de usuario muy parecida al del Apple Macintosh.

Esto era debido a que la MMU incluida en el ST, al contrario que las MMU de los x86 no soportaba direccionamiento virtual por páginas o segmentos. Siendo la dupla de la MMU y la unidad DMA más bien una forma de dar direccionamiento y acceso unificado a todos los componentes del sistema que necesitaban acceder a la RAM del sistema.

GLUE, el Custom Chip más importante

GLUE

Dentro de los cuatro chips custom del Atari ST, el más importante es el llamado GLUE. El cual se encargaba de mantener cohesionados la CPU y el resto de chips de apoyo, de ahí su nombre que en español se traduce como pegamento. ¿Cuál era el trabajo del GLUE? Generar las diferentes frecuencias de funcionamiento del sistema, por ejemplo se encargaba de generar la frecuencia de 8 MHz para la CPU, 2 MHz para el YM2149 o de 500 KHz para las interfaces de E/S como los puertos MIDI y del teclado.

También se encargaba de generar las señales de vídeo para el SHIFTER, como son los periodos de sincronización horizontal y vertical (HSYNC y VSYNC)l, así como los tiempos de señal en blanco (HBLANK y VBLANK) y si la pantalla esté o no activa. En general todos los chips de apoyo están pensados para que dependan unos de otros a la hora de realizar su función, lo cual se hizo con el objetivo de ahorrar costes en el diseño final del hardware. Por lo que el GLUE también formaba parte de la circuitería de video del sistema al generar las señales necesarias para enviar de manera correcta la información a pantalla.

El sistema de vídeo del Atari ST

SHIFTER

El ST no se pensó nunca como una máquina para videojuegos, al contrario que el Amiga que nació como un diseño pensado para una consola que fue ampliado a ser un ordenador. El ST tiene un sistema de vídeo muy rudimentario que carece de elementos como es el soporte de desplazamiento de pantalla o scroll o incluso un generador de sprites o de objetos móviles. Estos elementos tampoco se encontraban en el IBM PC y el Apple Macintosh.

Por aquellos tiempos la generación de pantalla era realizada por la CPU y lo que se conocía como sistema gráfico lo único que hacía era trasladar el búfer de imagen creado por la CPU en una señal de vídeo. Debido a que la RAM de la época era monocanal, esto significaba que en todos los sistemas cuando se estaba dibujando la imagen en pantalla, la CPU y el resto de elementos no podían acceder a la RAM.

Modos de video de Atari ST

El búfer de imagen era generado por la CPU, que generaba 32 KB de datos en una parte concreta de la RAM del sistema y soportaba las siguientes resoluciones en su búfer de imagen:

  • 640 x 400 en monocromo, 1 bit de color.
  • 640 x 200 y 4 colores en pantalla, 2 bits de color.
  • 320 x 200 y 16 colores en pantalla, 4 bits de color.

Al igual que el IBM EGA y el Commodore Denise, se basaba en planos de bits, pero solo podía mostrar hasta 16 colores en pantalla como el EGA, aunque tenía disponible una mayor paleta de colores gracias a su DAC de 9 bits que le daban acceso hasta a 512 colores. Por lo que en general era inferior al Amiga en el apartado gráfico.

El Atari STe

Atari STE

Pese al intento de Atari de competir de tú a tú frente a IBM y Apple, la marca Atari tan asociada a los videojuegos y la falta de software no les dejó tener una importante cuota de mercado. Y pese a que el Atari ST acabó teniendo éxito en el mercado doméstico durante los primeros años, la mayoría de los usuarios lo utilizaron para videojuegos. Los ordenadores en los hogares eran poco más que consolas de videojuegos glorificadas, el hardware del ST se veía corto para ello.

La demanda por los videojuegos en el ST tuvo como respuesta el Atari STE, una versión mejorada del hardware base del ST añadía una serie de mejoras sobre el hardware original:

  • Aumento de la paleta de colores de los 512 colores a los 4096 bits al añadir un bit por componente RGB.
  • Desplazamiento de pantalla o scroll por hardware, liberando al 68K de realizar dicha tarea.
  • Añadido de un nuevo coprocesador llamado Blitter, el cual tenía la misma funcionalidad homónima que el componente Agnus del Commodore Amiga con el mismo nombre.
  • Una unidad DMA de audio que permitía reproducir pistas PCM en estéreo con calidad de 8 bits y hasta 50 KHz de frecuencia de muestreo.
  • La capacidad de ampliar la RAM del sistema hasta 4 MB utilizando módulos SIMM estándar de 30 contactos.

De todo el hardware añadido el más importante fue el del Blitter, ya que permitía el traslado de bloques de datos de una parte a otra de la memoria con operaciones de transformación de datos al vuelo. Esto permitió mejorar los gráficos y acelerar ciertas rutinas en los programas. No obstante, el STE continuó con la limitación de 16 colores en pantalla simultáneos y para Atari no fue suficiente para hacer frente a un abaratado Commodore Amiga 500 y un PC que con el tiempo se demostraría intratable y se convertiría en el único superviviente de dicha batalla.

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