SAM Coupé je 8bitovýdomácí počítač uvedený na trh v roce1989 firmouMiles Gordon Technology plc. (MGT). Jedná se o značně vylepšený klon počítačeZX Spectrum 48K firmySinclair Research.

Počítač je osazenprocesoremZ80B taktovaným na 6MHz spolu s obvodemASIC (tzv. SuperULA), obsahujícím část napodobujíci čipULA v ZX Spectru. První modely byly vybaveny 256KBRAM, vnitřně je SAM jednoduše rozšiřitelný na 512 KB. Do slotů pod klávesnicí počítače lze zabudovat jednu či dvě 3,5"disketové mechaniky, které pracují s kdysi standardními DDdisketami. Formát disket (vč. kapacity 780 KB) byl odvozen odDisciple a+D, populárních disketovýchřadičů pro ZX Spectrum, které firma MGT před SAMem vyráběla. Díky obvodu ASIC je na desce plošného spoje pouze sedm dalších integrovaných obvodů.^[1] Klávesnice počítače je tvořena 72 klávesami, 10 z nich jsou tzv. funkční klávesy, jejichž funkce je programovatelná uživatelem.^[2]

Počítač disponuje čtyřmi grafickými módy.První mód je kompatibilní se ZX Spectrem a umožňuje 2 barvy (pozadí a popředí) z palety 16 s atributy jasu a blikání v poli 8x8pixelů při rozlišení 256x192. Druhý mód ("Timex mód") umožňuje to samé v poli 8x1 pixelů (tento mód měl jeden z prvních klonů ZX Spectra, počítačTimex Sinclair 2068, na ZX Spectru jej lze dnes vytvořit s pomocí obvoduDMA interfaceMB-02+). Další módy zobrazují samostatnou barvu pro každý pixel. Mód 3 poskytuje paletu čtyř barev při rozlišení 512x192, barevně plnohodnotný "Atari ST" mód 4 barev šestnáct při rozlišení 256x192. Paletu barev lze vybrat z celkového počtu 128 a na libovolné řádce měnit, stejně jako přepínat mezi grafickými módy. Paměť obrazu může být uložena v libovolné stránce základních 512 KB a ASIC při zobrazování z paměti různou měrou zpomaluje procesor, resp. programy běžící v této části paměti (v ROM i v ext. paměti je bez ohledu na grafický mód vždy plná rychlost 6 MHz). SAMův ASIC neobsahujeblitter, ani nepodporujesprajty.

Zvukový čipPhilips SAA 1099 umožňuje šestikanálový výstup, jeho schopnosti mírně přesahují dva sdružené zvukové čipyAY-3-8910 (8912), známé ze starších počítačůZX Spectrum 128K,MSX čiAmstrad/ Schneider CPC. SAA 1099 nepodporuje přímo přehrávání digitálních zvuků (samplů). Za velkou přednost SAMa byla vydávána podporaMIDI, neboť SAM byl v době svého vzniku často porovnáván, co do zvukových a grafických možností, s 16bitovým "hudebním" počítačemAtari ST. MIDI současně slouží k propojení více SAMů do sítě (předchůdci tohoto komunikačního systému byla rozhraní pro ZX Spectrum –ZX Interface 1 aDisciple).

Počítač je vybaven pamětíROM velkou 32KiB s uloženýmBASICem, vytvořený dr.Andy Wrightem na základu jeho dřívějšího produktu, prosluléhoBeta BASICu pro ZX Spectrum. V ROM je mj. obsluha všech grafických módů,palety barev,sítě,myši,tiskárny amagnetofonu (s volitelnou rychlostí nahrávání a dat. kompatibilitou s nahrávkami ze ZX Spectra).SAM Basic využívá celých 512 KB paměti, jak pro text programu, proměnné, procedury, funkce a datová pole, tak pro správu virtuálních obrazovek (screenů). K jeho nastavení slouží přes 600 systémových proměnných. Basicové programy mohou být dlouhé přes 500 KB, systém dovoluje např. 65279 programových řádek, každá řádka může obsahovat až 127 příkazů^[2] a velikost řetězců či části (dimenze) polí může být až 64 KB. Přitom systém může zajistit správu paměti tak, aby různými programy navzájem nedocházelo k přepisu basicu, dat, programů ve strojovém kódu, systémových ovladačů a grafiky. Další rozšíření nabízíMasterBasic, např. zrychlení grafických funkcí, pohodlnější editaci programů,trasování jejich běhu,spooling pro tisk, podporaRS-232, třídění řetězců.

Diskový operační systémSAMDOS se vždy při startu počítače zavádí z diskety na konec paměťového prostoru (bootuje) a zabírá jednu 16 KB stránku paměti (s rozšířením Basicu i 32 KB a více). SAMDOS umožňuje číst diskety ze ZX Spectra ve formátuDisciple aPlusD, samostatné programy existují pro čtení a zápis na diskety naformátované na počítači ZX Spectrum řadičemOpus Discovery a dále na počítačích (IBM) PC,Atari ST,Sinclair QL aAcorn Archimedes. VerzeMasterDOS podporuje podadresáře, až 7 ramdisků v základní i v rozšířené 4 MB paměti a až 778 souborů na disketě. Alternativním systémem jeCP/M, nazvaný u SAMaProDOS, datově kompatibilní s formátem 3,5" řadičů připojovaných externě k počítačůmAmstrad CPC. Novější systémBDOS, obsluhující jako úložná médiapaměťové karty, umí původní dosové příkazy používané v SAM BASICu, pro programování ve strojovém kódu zachovává služby SAMDOSu (tzv.hook-kódy zavedené poprvé pro ZX Spectrum vZX Interface 1). BDOS je tak plně kompatibilní s ostatními DOSy pro SAMa a je pro něj upraven i systém ProDOS. V BDOSu naformátovaná média jsou rozdělena na tzv. records o kapacitě diskety, jsou v nich uloženy obrazy disket a přepíná se mezi nimi podobně jako mezi adresáři. Příkazy pro ukládání a načítání dat lze mezi kazetou, disketou a sítí jednoduše přesměrovat příkazem DEVICE.

SAMovy grafické a zvukové možnosti ukazují ve výborné kvalitě převedené klasické hry jakoManic Miner,Lemmings,Prince of Persia,Street Fighter a Rick Dangerous. Zdařilá je série her vytvořených firmou Enigma Variations: Sphera,Defenders of the Earth,Escape from the Planet of the Robot Monsters,Pipe Mania,Klax, The Famous Five a Futureball. Mnohdy z licenčních (finančních) důvodů nemohly být provedeny oficiální konverze her a proto vedle stařičkých klasik s vylepšenou grafikou jako např.Splat!, Astroball čiBooty vznikaly spíše hry více či méně inspirované, s odlišnými názvy: Exodus (podobnýSmash TV), T’n’T (Bomb Jack), Wop Gamma (Boulder Dash), Legend of Eshan (The Lords of Midnight) a Batz 'n Balls (Arkanoid). Možnosti vektorové grafiky SAMa ukazují hratelné demo nedokončené hryF-16 Combat Pilot a hra Stratosphere. Pro SAMa také existuje legendární hraElite, nevyužívá však plné kapacity SAMa a je totožná s verzí pro ZX Spectrum.

Nástup SAMa podporovali autoři známí ze ZX Spectra. Prvním z nich je v manuálu k SAM BASICu uvedeno poděkování, patří mezi něSimon Goodwin, David Whittaker, Simon White aBo Jangeborg (autor hryFairlight a programuArtist pro ZX Spectrum a prvního samovského grafického editoruFlash!). Na vývoji her Manic Miner a Prince of Persia se podílelFrantišek Fuka, dále naprogramoval první hudební editor SAMadeus a hru Shanghai.Patrik Rak na SAMa převedl hru Hexagonia. Samovskou scénu výrazně ovlivnila polská demoskupinaESI, která na zvukovou a grafickou úroveň SAMa převedla téměř všechny své hudební výtvory a vybraná dema (demo Lyra III napsala už přímo pro SAMa) a k tomu napsala několik, většinou volně dostupných, her s vynikající hratelností, zejména: Pac Man (později přejmenovaný na Bulgulators), Ice Chicken, Craft a Snakemania.

Na SAMovi lze bez úprav spouštět programy pro ZX Spectrum 48K. Pro dosažení funkčnosti klasického ZX Spectra je nutno pouze od počátku paměťového prostoru uložit obsah 16 KB pamětiROM ZX Spectra. K pohodlnějšíemulaci se podobně jako na moderních počítačích používá program-emulátor, který přesměruje ukládání dat na disk a u her upraví ("patchuje") uživatelské ovládání. Řada aplikací a zejména hry ve verzích 128K jsou upraveny pro systém SAMa a provozovány jako samostatné programy.

SAM byl často porovnáván se šestnáctibitovými počítači, jako vylepšený osmibit působil exoticky v době rozvoje systémůAtari ST,Acorn Archimedes aAmiga, jimž však neměl a nemohl konkurovat. Lze jen spekulovat, zda se vůbec mohl prosadit nějaký modernizovaný osmibitový systém, např. nástupce legendárníhoC64, nejlepší osmibit všech dob -Commodore 65 (C64DX). Jiné, starší osmibity, jako např.Sharp MZ800,Commodore 128,Amstrad/Schneider CPC6128 čiVtech Laser 700 požadavky doby doháněly především rozšířeními paměti, ve srovnání s flexibilním systémem SAMa však neměly modernizovanýoperační systém, nové možnosti nevyužívaly jinak než proramdisk (C128 měl paměť rozdělenou po 64K, pro basicový program a pro proměnné) a ani nenabízely širší paletu barev. Po SAMovi vznikly podstatně vylepšené osmibity už jen u firmyAmstrad: v roce 1990 kancelářskýPcW16 a herní464 Plus a6128 Plus.

K nejběžnějším rozšířením SAMa dnes patří 512 KB základní paměti, 1 MB rozšířené paměti,hodiny reálného času (RTC), rozbočovač ext. sběrnice, myš a rozhraníIDE, díky němuž lze připojit harddisk a DVD mechaniku, k tomu obsahově mírně změněná ROM, umožňující navíc bootovat také z IDE zařízení. Diskety jako záznamová zařízení mnozí uživatelé nahradili paměťovými kartamiCompactFlash (CF),MultiMediaCard (MMC) aSecure Digital (SD). Do jednoho i obou slotů pro disketové jednotky lze zapojit 8bitová rozhraníATOM Lite+ s až čtyřmi IDE-CF adaptéry. Firma Quazar, výrobce řady doplňků, např. 16bitovézvukové karty Quazar Surround, rozhraní pro připojení PC klávesnice a interface se zvukovým čipemSID, vyvinula v roce 2007 interface Trinity se slotem pro SD/MMC karty (podporovaným BDOSem) a sethernetovým rozhraním, díky němuž SAM komunikuje na Internetu. Existuje prototyp rozšíření, které by SAMa urychlilo (náhrada procesoru rychlejším ekvivalentem o taktu 20 až 24 MHz).

Hardware SAMa byl převeden do moderní náhrady starých čipů,programovatelných obvodů, v deskáchZX-UNO aMIST. Na moderních domácích PC je dále SAM se svými doplňky věrně emulován několika programy. Nejrozšířenějším emulátorem je SimCoupe na plaformáchWindows 95/98/Me/NT/2000/XP/2003,Mac OS X 10.3 a novější,GNU/Linux,Pocket PC (ARM/MIPS/SH3),BeOS R5 / Zeta,QNX 6.3.x,OS/2 Warp,DOS a kompatibilní,Sun Solaris,Amiga OS 4,PlayStation Portable aGP2X.^[3] Simcoupe je dostupné i proRaspberry PI aRasbian.

• procesor:Z80B, taktovací frekvence 6MHz
• paměťRAM: 256 nebo 512KiB, externí RAM 1, 2, 3 nebo 4MiB
• paměťROM: 32KiB,
• hudební čip:Philips SAA 1099,
• joysticky: připojené paralelně ke klávesám 1 - 5 (první joystick) a 6 - 0 (druhý joystick)^[4]
• myš: připojená paralelně ke směrovým šipkám a klávese CNTRL^[4]

SAM Coupé využívá i bity portu 254, které u ZX Spectra nejsou použity. Význam jednotlivých bitů hodnoty odeslané na port 254 a čtené z tohoto portu je následující:

Protože procesor Z80 umožňuje adresovat pouze 64KiB paměti, je celá paměť o velikosti 288KiB nebo 544 KiB rozdělena na stránky o velikosti 16KiB, které se připínají do adresového prostoru procesoru. Kteroukoli z patnácti nebo 32 stránek RAM lze přistránkovat do jakékoliv paměťového bloku. Od adresy 0 do 16383 je možné připojit stránku ROM 0, od adresy 49152 do adresy 65535 je možné připojit stránku ROM 1. Stejně tak je na stránky rozdělena externí RAM, její stránky lze ale připojovat pouze od adresy 32765 do 49151 a od 49152 do 65535. Videoram může být umístěna do kterékoliv stránky paměti RAM.^[7]

Ke stránkování paměti jsou použity porty 250 a 251. Port 250 je použit pro stránkování v části paměti od 0 do 32767, význam jednotlivých bitů hodnoty odeslané na tento port je následující:

Port 251 je použit pro stránkování v části paměti od 32768 do 65535, význam jednotlivých bitů hodnoty odeslané na tento port je následující:

Port 252 je použit pro umístění videoram a nastavení grafického režimu, význam jednotlivých bitů hodnoty odeslané na tento port je následující:

Pro stránkování externí RAM jsou používány porty 128 a 129. Port 128 je použit pro nastavení stránky v adresovém prostoru od 32768 do 49151, port 129 je použit pro nastavení stránky v adresovém prostoru od 49152 do 65535.^[8] Hodnota odeslaná na tyto porty určuje číslo připojené stránky.^{[p 1]}

Způsob čtení stavu klávesnice je stejný jako u počítačů ZX Spectrum. Klávesy, které odpovídají klávesnici ZX Spectra jsou čteny na portu 254 (bity 0 - 4), přidané klávesy jsou čteny na portu 239 (bity 5 - 7). Stav kterých kláves je čten, je určeno nejvyššími 8 bity adresy portu.^[9] Adresa konkrétní pětice (resp. trojice) kláves, jejichž stav má být čten, je určena jakovyšší část adresy*256+254 (resp. jakovyšší část adresy*256+239).

Klávesy odpovídající klávesám ZX Spectra jsou vyznačeny tučně.^{[p 2]}

K počítači SAM Coupé je možné připojit dva joysticky. První joystick je připojen paralelně ke klávesám 1 - 5, druhý joystick je připojen ke klávesám 6 - 0.^[4] Joysticky jsou kompatibilní s joysticky Sinclair left (Sinclair joystick 1) a Sinclair right (Sinclair joystick 2)ZX Interface 2 a ZX Specter+2,+2A a+3.

Podobným způsobem je připojena myš paralelně ke klávese CNTRL a kurzorovým šipkám.^[4]

Počítač SAM Coupé prošel různými stádii, ve kterých se jeho hardware podstatně lišilo od hardware obsaženého ve finální variantě počítače. Jedna z vývojových verzí je popsána v časopiseCrash č. 50. Popsaná vývojová verze obsahuje 256 KiB paměti RAM stránkované na portu 229 a způsob stránkování je odlišný od stránkování ve finální variantě počítače.^[10]

Paměť této vývojové verze je možné rozšířit pomocí 512 KiB externí RAM. Místo obvoduPhilips SAA 1099 používá popisovaná vývojová verze obvodAY-3-8912, ale připojený na jiných portech než uZX Spectra 128K, nicméně o změně zvukového generátoru se už v té době uvažovalo.^[10]

Mezi nejzajímavější nápady pro organizaci paměti patřil nerealizovaný návrh na připojení videopaměti (pro zápis do ní) do oblasti ROM (která naopak slouží jen pro čtení instrukcí), což mělo ulehčit přesunům dat při přepínání velkých bloků paměti.

• Holer, V. SAM Coupé a MIDI.ZX Magazín. 1994, čís. 1/94, s. 13.ISSN1210-4833. 

• Prokeš, J. Sam Coupé.ZX Magazín. 1995, čís. 2/95, s. 14–16.Dostupné online.ISSN1210-4833. 

• COOKE, Simon.The Unofficial SAM Coupe Technical Manual v1.0. [s.l.]: Entropy, 1994.Dostupné online. 

• Sam Coupé.Crash. March 1990, čís. 74.Dostupné online. 

• Obrázky, zvuky či videa k tématuSAM Coupé na Wikimedia Commons
• sam.speccy.cz – popis SAMa coby Spectrum Advanced Machine, software pro Atom Lite(+) a mnoho odkazů (česky i anglicky)
• worldofsam.org – přehled HW a SW vybavení
• oldcomp.cz – české diskusní fórum s rubrikou pro SAMa
• simonowen.com/blog/- emulace SAMa na Raspberry PI

• Domácí počítače
• Sinclair ZX Spectrum