La précision, mot à mot
En septembre 2026, Phosphoric a retiré une annonce qu’il ne pouvait pas tenir. Il l’a remplacée par une échelle vérifiable, où chaque mot est adossé à un test qui le ferait tomber.
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Une annonce retirée
Jusqu’à la version 1.120, le projet se présentait comme « exact au cycle ». Un audit du 10 septembre 2026 a montré que ce n’était pas vrai au sens que les émulateurs de référence donnent à ce mot. Le cœur 6502 exécutait une instruction d’un bloc : les accès sortaient dans le bon ordre et le total de cycles était juste, mais les cycles internes étaient rattrapés en fin d’instruction, les accès factices n’existaient pas, et les interruptions étaient prises entre deux instructions. Le VIA recevait des paquets de cycles, l’ULA dessinait une ligne d’un coup, le PSG tournait au rythme de la sortie audio.
C’est un niveau honorable, que le projet a nommé N2. Mais ce n’est pas « exact au cycle ». Le projet a retiré la formulation, écrit une échelle, ajouté un garde-fou automatique, puis fait la version 2.0.
L’échelle
| Niveau | Nom | Définition | Le test qui le prouve |
|---|---|---|---|
| N1 | compté à l’instruction | le total de cycles par opcode est juste ; les périphériques avancent par paquets | comparer les compteurs à la table officielle |
| N2 | ordonné au cycle bus | chaque accès réel tombe au bon cycle ; les cycles internes sont rattrapés ; IRQ aux frontières | observer un registre à effet de bord |
| N3 | pas à pas au cycle | la machine avance d’un cycle : un accès par cycle, accès factices compris ; tout avance en même temps ; IRQ au cycle pénultième | comparer la trace du bus, cycle par cycle, à un oracle externe |
| N4 | sous le cycle | le cycle est découpé en phases φ1 et φ2 ; les courses entre cartes et bus sont modélisées | un prédicat de course et des cas limites reproductibles |
Chaque composant, à son niveau
| Composant | Niveau | Ce qui manque |
|---|---|---|
| 6502 | N3 | rien d’identifié : 100,00 % sur 2 440 000 cas ; seule divergence assumée, les 12 opcodes JAM arrêtent le processeur au lieu de bloquer le bus |
| VIA 6522 | N3 pour les minuteries | le demi-cycle du mode one-shot (N + 1,5) |
| ULA | N3 pour la lecture | la bordure et le blanking ; la phase absolue balayage/processeur ; les modes ULA-NG plein écran, rendus par ligne |
| PSG | cadencé au matériel | la valeur du condensateur de couplage, illisible sur le schéma |
| WD1793 | N1+ | délais forfaitaires, image plate : pas de vraie perte d’octet ni de CRC |
| Cassette | N3 au signal | le défaut reste la ROM corrigée, par choix |
| Bus du LOCI | N4 partiel | les constantes ne sont pas encore calibrées sur du matériel |
Le VIA, mesuré sur un vrai 6522
Depuis la version 2.6.0, le comportement du VIA reprend six corrections mesurées sur un vrai
6522, reprises du projet Neo6502Vic20. Là-bas, elles ont été validées par 61 programmes de test
VIC-20 sur 61, tirés de l’émulateur VICE, dont les résultats de référence viennent du matériel : décompte qui commence
au cycle suivant l’écriture, one-shot rechargé, mode de T2 retardé, T2 sur 8 bits pour le registre à
décalage, PB7 sans DDRB. Ces programmes ne tournent pas encore dans la CI de Phosphoric ; les règles
y sont verrouillées par make test-io.
La version 2.7.0 a ajouté un chemin paresseux exact : un cycle où rien ne peut arriver est
seulement compté, puis appliqué d’un bloc avant le prochain accès. Le comportement reste celui du pas
à pas : make test-via-lazy rejoue 116 lignes de commande contre une construction sans ce chemin, sans
aucun écart. Le gain est de 20 à 30 %.
Les mots permis, les mots refusés
| Formulation | Statut |
|---|---|
| « cœur CPU exact au cycle » | ✅ depuis la 1.124 : 100 % de séquence bus exacte, interruptions au cycle pénultième |
| « machine cadencée au cycle » | ✅ depuis la 2.0.0-alpha.8 : l’horloge maître fait avancer tout, jamais à vide, et une sauvegarde d’état est un point de reprise exact |
| « précis au cycle bus » pour la machine entière | ✅ |
| « compteurs de cycles exacts par opcode (256/256) » | ✅ |
| « exact au cycle » seul, pour la machine entière | ❌ le contrôleur de disquette est N1+, le demi-cycle du VIA et la phase absolue ne sont pas modélisés |
| « WD1793 exact au cycle » | ❌ dire « WD1793 cadencé en cycles, modèle image plate » |
Le garde-fou make test-docs-claims refuse toute formulation non qualifiée dans les documents de
vitrine du dépôt. Ce wiki suit la même règle.
Les accès factices touchent les registres
C’est la conséquence la plus surprenante du niveau N3, et elle est voulue : un cycle factice est un vrai cycle de bus, et une puce ne sait pas qu’il est factice.
Les mêmes précautions valent pour tout registre à lecture destructive : ACIA 6551 et 6850, registres de FIFO. Avant la 2.0, Phosphoric n’émettait pas ces accès : il était plus permissif que le matériel.
Ce qu’on a appris en route
Deux défauts n’auraient pas été vus sans changer de méthode :
- L’enveloppe du PSG, déclarée conforme par un recalcul qui supposait 16 états au lieu de 32. Une hypothèse fausse ne se voit pas à la relecture, seulement en mesurant le signal.
- Le cycle fantôme d’un branchement non pris. L’oracle du processeur était vert à 100 %, mais l’horloge maître était appelée une fois de trop, environ 410 fois par trame. Un oracle qui ne regarde que le processeur ne prouve pas la synchronisation de la machine. C’est un test de déterminisme des sauvegardes d’état qui l’a révélé.
Le coût
Le passage au cycle a coûté, sur la machine de référence à pleine vitesse, de 491 à 611 µs par
trame émulée : 3 % du budget de 20 ms. make test-bench refuse désormais tout dépassement de 5 %
de ce budget.
Les audits de fiches techniques
En plus de l’échelle, le dépôt tient un audit de conformité aux fiches techniques
(docs/HARDWARE_CONFORMANCE.md) : chaque cœur est relu ligne à ligne contre la fiche du
constructeur. Chaque écart est classé corrigé (avec son test) ou déviation assumée (avec sa
raison). Par exemple, pour le WD1793 : Read Address écrivait le mauvais octet dans le registre de
secteur ; les commandes de pas ignoraient le drapeau de mise à jour de piste ; Force Interrupt
levait toujours une interruption, alors que seule la variante D8 le fait. Tous trois sont corrigés.