Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

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siggi
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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von siggi » 22.09.2018, 18:12

ZX-Heinz hat geschrieben:
22.09.2018, 17:49
@siggi: Das Problem ist ein anderes: Die Treiberroutinen für die Massenspeicher sind durch die APU-Software überschrieben! Platzmangel im ROM.
Na dann muß halt zur Laufzeit das passende Rom (extern mit neuen Mathe-Routine, intern mit Massenspeicher-Routinen) eingeblendet werden können.
Komfortionös per POKE 8,ebbes, oder in Software, oder mit einem Umschalter in Hardware auf der Erweiterungskarte ....

Sowas hatte ich in meinem ersten Zeddy-Laptop mit einem einfachsten Schiebeschalter auch mal gemacht (Umschaltung Sinclair-Rom mit Tape-Routine bzw. gepatchtes Rom mit MEFISDOS-LOAD/SAVE-Routinen). Der Schalter hat einfach einen Pullup-Widerstand (nach High) auf Null gezogen und damit die Roms umgeschaltet. Entprellt war da nix und die Roms wurden dabei wohl ein paar hundert mal hin und hergeschaltet. Wenn ich das in einem "ruhigen" Moment gemacht habe (z. B. wenn der Zeddy auf Kommandos wartete) hat das problemlos geklappt :mrgreen:
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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von bokje » 22.09.2018, 23:48

ZX-Heinz hat geschrieben:
22.09.2018, 17:51
Eine Pufferung der Versorgungsspannung mit 33µF auf der Karte haben die Probleme behoben.
Wow!!! :D

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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von tokabln » 23.09.2018, 09:55

Hallo Heinz,

redest Du von der +12V Pufferung, was ich annehme.

Ansonsten guter Fortschritt. Ich habe den ersten Speccy wieder einigermaßen am laufen. War doch mehr defekt als gedacht. Beim 2. Speccy sind 4 der Upper RAMs als defekt identifiziert. Jetzt muß ich erstmal sehen wo ich den herbekomme.

PS: hast Du schon mein PCB testen können? Würde mich insofern interessieren als das ich dann ggf. das es bei Dir funktioniert (oder auch nicht).

Nachtrag: übrigens ist das nachfolgende Schematic an einer Stelle falsch oder schlecht gescannt. Ich habe lange gebraucht und einen Fehler gesucht der nicht da war. Signal A15 an der ULA geht nicht an Pin 27 (zumindest lese ich das bei dem nachfolgenden Scan) sondern an Pin 37. Das hat mich echt Zeit gekostet und ich habe die Leiterbahn irgendwann Stück für Stück nachverfolgt.

https://spectrumforeveryone.com/wp-cont ... matics.gif

Noch ein Nachtrag:

Das fehlerhafte Schaltbild findet sich auch auf dem 8-Bit Wiki

http://www.8bit-wiki.de/index.php?id=3& ... 3463600000

Nachtrag zum Nachtrag: hier das korregierte Schaltbild zum ZX Spectrum 48K - Issue 3, welches ich auch an Dieter für das 8bit-wiki gesandt habe:

ZXSpectrumIssue3_ULA_Pin_A15_korregiert.zip
(653.87 KiB) 8-mal heruntergeladen
Zuletzt geändert von tokabln am 23.09.2018, 11:41, insgesamt 2-mal geändert.
Lieben Gruß Torsten
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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von Kai » 23.09.2018, 11:36

Spannende Geschichte!
Muss ich mir selbst ein paar APUs aus China sichern oder hat schon jemand ein paar Stangen auf Vorrat?

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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von ZX-Heinz » 23.09.2018, 14:10

Joachim hat geschrieben:
22.09.2018, 18:03
Hallo Heinz,
bevor ich meine 4MHz-Typen in die Tonne kloppe: Trifft die Temperaturstabilität auch auf diese Typen zu?
@jJoachim: Nein, keineswegs in die Tonne!! Der eigentliche Grund des Ausfalls nach einiger Zeit war wohl die ungenügende Gläätung der Betriebsspannung auf der Platine. Immerhin zieht der AM 200-250mA. Seit ich einen 33µF auf der Platine habe, sind alle Störungen weg.

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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von ZX-Heinz » 23.09.2018, 14:35

Heute habe ich die Karte von tokabeln aufgebaut (mit ein paar Änderungen, die besser zu meinen Anwendungen passen. Einen chip habe ich dabei noch eingespart, und zwei Gatter des LS32 könnten auch noch beräumt werden und vielleicht für Adressdekodierung oder die Umschaltung des ext. ROMs mit dem internen ROM gem. siggis Vorschlag verwendet werden. Aber Gefallen kann ich an der Umschaltlösung bisher nicht finden.) Hier ist die Karte:
Platine_bestückt.jpg
Platine_bestückt.jpg (89.6 KiB) 515 mal betrachtet
Eine kleine LED (neben der APU) zeigt die Aktivität der APU an. Den Zwischenstecker will ich für die Verwendung am Zeddy benutzen. Ist aber noch nicht ganz fertig verdrahtet.

Nun zu den Ergebnissen beim Anschluss an den ZX Spectrum:
Die Karte läuft, es gibt keine Abstürze. Aber die Ergebnisse der Rechnung stimmen nicht. Bei Ganzzahloperationen schaltet die APU nicht zu, also isr richtig 2+2=4. Aber sowie Dezimalzahlen dazu kommen, werden die Ergebnbisse falsch. Also 2*2.1 geht nicht. Da das alles auf meiner anderen Karte mit internem ROM und gleicher Software läuft, könnte es sein, dass auf tokabelns Karte vielleicht zwei Leitungen vertauscht wurden oder meine APU-Fassung einen Hau hat. Ich werde sie als nächstes nachmessen.

@tokabeln: Nicht die 12V brauchen Siebung (das acht der Regler allein), sondern die 5V Betriebsspannung. Auf Deiner Karte tummelt sich da als C6 ein 100µF.

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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von Joachim » 23.09.2018, 18:28

Hallo Kai!
Ich habe noch 3 x mit 4 Mhz und 3 x mit 3 Mhz habe ich bestellt. Ich kann dir gerne welche davon abgeben.
Viele Grüße!
Joachim


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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von Kai » 23.09.2018, 19:24

Dann behalte ich jetzt erstmal die Ruhe und schau mir das in Mahlerts an.

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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von ZX-Heinz » 24.09.2018, 14:17

:D :D :D :D Tokabelns Karte läuft perfekt am ZX Spectrum. Auch ohne zusätzliche Kühlung und fehlerfrei. Das Problem war eine nicht geeignete Auto-RESET Schaltung, die ich in meiner Modifikation verwendet habe (Eigentor :mrgreen: ). Nun bin ich zur bewährten Kombination 220k/1µF zurück gekehrt.

Als nächstes werde ich den Zwischenstecker herrichten, um die Karte am Zeddyy laufen zu lassen. (Da die RESET-Anschlüsse am Speccy und am Zeddy sich etwas beißen, wollte ich das Auto-RESET haben. Auf tokabelns Karte wird das RESET vom Hauptboard abgeholt.

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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von ZX-Heinz » 24.09.2018, 21:02

Ich brauche Hilfe von ZX81-Kennern!

Ich habe einen Zwischenstecker gebastelt, und tokabelns APU-Karte in modifizierter Form (die am ZX Spectrum läuft) am Zeddy angeschlossen. Natürlich mit einem für den ZX81 passenden EPROM (->bokje)
Problem: Der Bildaufbau stimmt nicht. Das hängt möglicherweise mit der Nutzung der Adressen A14/A15 zusammen, und die ULA liest einfach die unbeschriebenen #FF-Bytes des EPROMs als "Videospeicher" aus (27C128), aber da ich kein Kenner des ZX81 bin, fällt es mir schwer, den richtigen Grund schnell zu finden.
Wenn das ROM auf die Hauptplatine des ZX81 gesteckt wird, funktioniert es zusammen mit meiner vereinfachten Karte ohne externes EPROM. Auf der tokabeln-Platine aber nicht.

Hier einige Einzelheiten:
zzz1.jpg
zzz1.jpg (57.34 KiB) 401 mal betrachtet
Auf dem Bildschirm sieht man unten ein kleines Klötzchen. Nach dem Booten ist es in der linken Ecke. Hier habe ich den Befehl PRINT, aber ohne <CR> eingegeben, dadurch ist das Klötzchen nach rechts gerückt. Nach <CR> geht es wieder in die linke Ecke. Auch nach CLS <CR>.

Hier das (mod.) Schaltbild von tokabelns Platine. Bitte schaut Euch mal die Logik an, da vermute ich die Probleme bei ZX81-Verwendung. Da die APU noch gar nicht aktiv ist, ist Pin17 ({PAUSE) an der APU HIGH. Also wird die /WAIT-line von der Karte nicht beeinflusst.
ZX81APU.jpg
ZX81APU.jpg (109.67 KiB) 401 mal betrachtet

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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von Joachim » 24.09.2018, 22:06

Hallo Heinz!
Der ZX kann nicht auf seinen Zeichensatz im ROM zugreifen. Er findet nur $FF vor. Offensichtlich ein Adressierungsfehler.
Viele Grüße!
Joachim


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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von ZX-Heinz » 24.09.2018, 22:26

Joachim hat geschrieben:
24.09.2018, 22:06
Hallo Heinz!
Der ZX kann nicht auf seinen Zeichensatz im ROM zugreifen. Er findet nur $FF vor. Offensichtlich ein Adressierungsfehler.
Wenn ich das ROM auf die Platine stecke, geht es aber. Warum kann der Zeddy nicht auf den externen ROM zugreifen? Was muss geändert werden? Mit welchen Adressen greift der Zeddy qauf den Zeichensatz zu (ich weiß, dass der kelein 8k ROM viele Spiegeladressen hat). Für welche Adressen muss das externe ROM geöffnet werden?

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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von bokje » 24.09.2018, 22:35

Der Zeichensatz kann eigentlich nur gelesen werden vom internen ROM. Das passiert während /RFSH. Vielleicht kann das benutzt werden.

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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von ZX-Heinz » 24.09.2018, 22:47

Ich denke, Joachim hat das Problem richtig benannt. Ich habe im Schaltbild die Verbinddung /ROMCS zwischen ULA und orig.ROM gesehen, durch tokabelns Karte ist das interne ROM aber dauerhaft kalt gestellt.
bokje hat geschrieben:
24.09.2018, 22:35
Der Zeichensatz kann eigentlich nur gelesen werden vom internen ROM. Das passiert während /RFSH. Vielleicht kann das benutzt werden.
@bokje: Weißt Du, wie das gehen könnte? Einfach während /RFSH die ROMs tauschen?

Gibt es Interfaces für den ZX81, die ein eigenes ROM mitbringen? Solch eine Schaltung würde mir am meisten helfen. 8-Bit-wiki geht gerade nicht.

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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von ZX-Heinz » 25.09.2018, 09:57

Wäre das vielleicht etwas? Würde auch siggis Vorschlag berücksichtigen. Und käme mit den chips, die Tokabeln auf der Platine hat, aus.
RFRS.jpg
RFRS.jpg (26.28 KiB) 355 mal betrachtet

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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von dhucke » 25.09.2018, 10:00

von ZX-Heinz » 24.09.2018, 22:47
8-Bit-wiki geht gerade nicht.
Das ist ein blöder Zeitpunkt :-(
gestern mittag hatte ich noch Sachen für den NEXT hoch geladen, da lief alles. muss Karl ansprechen, er muss evtl den Server neu starten.

Ich schau zuhause mal nach ob ich ein ZX81 Interface mit externem ROM finde und poste es dann hier.

Grüße von Dieter
"Hardware nennt man die Teile eines Computers die man treten kann."
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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von siggi » 25.09.2018, 10:19

Bei Wilf wird man zu diesem Thema schlauer:

http://www.user.dccnet.com/wrigter/inde ... mories.htm

bei /RFSH=LOW und /MREQ muß das externe ROM ausgeschaltet bleiben, damit das interne aktiv sein kann und Zugiff auf den Zeichensatz (während Refresh) ermöglicht.
Zum Dekativieren des internen ROM das /ROMCS über eine Diode (zum Entkoppeln) nach HIGH ziehen (nie nach LOW!). Und wenn das interne ROM wahrend /RFSH aktiv sein soll, darf die externe Logik /CSROM da halt nicht nach HIGH ziehen.

In Wilfs Schaltung wird das externe RAM (hier wäre es halt das ROM) nur bei /RD aktiv. Dadurch bleibt es bei /RFSH inaktiv und damit bleibt das interne Rom aktiviert.

In der Schaltplanskizze von Heinz kann also /RFSH entfallen. Und eine Entkoppeldiode Richtung /ROMCS fehlt.

Gruß
Siggi
Zuletzt geändert von siggi am 25.09.2018, 11:09, insgesamt 2-mal geändert.
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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von siggi » 25.09.2018, 10:51

Noch was:
Wilf benutzt ja einen HC251 "Multiplexer" zum Decodieren des 8K-Blocks, in dem Ram aktiviert werden soll (und internes ROM ausgeblendet sein muß).
Der Chip hat auch einen invertierenden Ausgang, der also HIGH wird, wenn Ram (/CS) aktiviert wird (bei uns dann externes ROM), den mal gleich (über Entkoppeldiode) zum Hochdrücken von /ROMCS benutzen kann. Der könnte damit alle Gatter in der Skizze von Heinz ersetzen.

Und wenn man mehrere der Mux-Eingänge (bei Bedarf) auf LOW legt (z. B. durch /RD oder Schalter), dann kann das ROM auch unter anderen Adressen auftauchen (z. B. bei 8K-16K beim Zeddy). Wenn man dann "zufällig" einen EEPROM-Baustein als "ROM" verwendet, kann das EEPROM dann unter dieser Adresse onboard neu programmiert werden, während das interne BASIC-Rom aktiv sein kann und das BASIC-Programm zum Programmieren des EEPROMs ausführt.

Genauso habe ich es bei meinem Laptop gemacht:

viewtopic.php?f=7&t=305&hilit=zx81+lapt ... t=25#p1718

Mit dem Schalter links im Bild schalte ich das /RD-Signal auf D0 beim Multiplexer. Damit wird immer nur beim /RD das externe EEPROM aktiv (im Bereich 0-8K) und das interne ROM ausgeblendet, nicht aber beim /RFSH.

Zudem schalte ich bei Bedaf (über ein Latch per OUT) den Mux-Eingang D1 auf LOW. Damit wird das EEPROM auch im Bereich 8-16K aktiviert.
Wenn ich dann den /RD-Schalter ausschalte, ist bei 0-8K das interne BASIC-ROM wieder aktiv und ich kann das bei 8-16K adressierbare EEPROM umprogrammieren.
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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von ZX-Heinz » 25.09.2018, 17:52

Siggis Hinweis, dass /RFSH=LOW immer mit /RD=HIGH verbunden ist (s.a. Datenblatt Z80), ermöglicht eine sehr einfache Lösung des Videoproblems, nämlich diese:
RFSH1.jpg
RFSH1.jpg (7.12 KiB) 307 mal betrachtet
Voila, da ist das Ergebnis:
RFSH2.jpg
RFSH2.jpg (81.87 KiB) 312 mal betrachtet
Die APU rechnet, und der Zeddy zeigt die Ergebnisse. Das Kursor-"A" hatte ich mir von bokje gewünscht, damit man sieht, welcher ROM akiv ist.
Dank an Joachim, bokje und siggi

Nachtrag: Der BENCHMARK-Test aus viewtopic.php?f=2&t=2838#p37240 braucht 20 sec

2. Nachtrag: Die so modifizierte Karte läuft auch am ZX Spectrum (mit zum Spectrum passendem ROM)
Zuletzt geändert von ZX-Heinz am 25.09.2018, 21:28, insgesamt 1-mal geändert.

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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von tokabln » 25.09.2018, 18:18

Hallo Heinz,

Klasse Lösung... ich denke die reicht völlig aus und müsste auf meiner ZX81 Prototyp Platine noch eingefügt werden. Welchen Transi hast Du da eingesetzt? Ich denke Wald und Wiese BC108!
Lieben Gruß Torsten
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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von ZX-Heinz » 25.09.2018, 21:25

tokabln hat geschrieben:
25.09.2018, 18:18
Hallo Heinz,

Klasse Lösung... ich denke die reicht völlig aus und müsste auf meiner ZX81 Prototyp Platine noch eingefügt werden. Welchen Transi hast Du da eingesetzt? Ich denke Wald und Wiese BC108!
tokabln hat geschrieben:
25.09.2018, 18:18
Hallo Heinz,

Klasse Lösung... ich denke die reicht völlig aus und müsste auf meiner ZX81 Prototyp Platine noch eingefügt werden. Welchen Transi hast Du da eingesetzt? Ich denke Wald und Wiese BC108!
Ja, irgendeinen NPN. Der BC108 hat aber ein Metallgehäuse, den würde ich nicht nehmen. Da ich U2 eingespart habe, sind genügend Lötpunkte da, kleine Extraschaltungen unterzubringen. Z.B. RESET oder die /RFSH-Schaltung. Ggf. kann das später zu einer Umschaltung der ROMs mit Jumper erweitert werden. Eine Schaltung hatte ich schon eingestellt. Das 1/6 LS04 Gatter kann durch einen Transistor ersetzt werden, und LS32 sind schon an Bord.
Ich drücke Dir den Daumen, dass Du Deine Rechner zum Laufen bringst.
Gruß, Heinz

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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von bokje » 25.09.2018, 21:44

Super Heinz!! :D

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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von tokabln » 25.09.2018, 22:28

Hallo Heinz, den BC108 gibt es auch im TO-92 Plastikgehäuse... mal schauen was meine Bastelkiste hergibt.
Lieben Gruß Torsten
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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von tokabln » 26.09.2018, 00:44

Anbei ein Entwurf wie die ZX81 APU Karte (mit EPROM) aussehen könnte. Diese wird in das Backplane Projekt zum ZX81 integriert und trägt dann die Typen Bezeichnung BP006 - ZX Backplane - APU Card

Grundsätzlich gleicher Aufbau wie die Spectrum Karte, allerdings mit folgenden Änderungen.
  • Die von Heinz vorgeschlagene Lösung von /ROMCS über einen Transitor gesteuert über /RFSH
  • Die von Heinz vorgeschlagene Lösung mit einer Schottky Diode (BAT41) um die Spikes auf der /WAIT Leitung (verursacht durch die ZX81 ULA) zu unterdrücken
Da der ZX81 keine +12V liefern kann, diese aber von der APU benötigt werden, gibt es per Jumper selektierbar, 2 Möglichkeiten:
  • die +12V werden aus dem Backplane Projekt von dem Bus Driver geliefert (sofern diese Karte mit dem Pololu +12V StepUp Wandler bestückt wurde)
  • oder die +12V werden durch einen eigenen Pololu StepUp Wandler auf der APU Karte generiert und zur Verfügung gestellt.
Der 74LS04 Baustein wird aller Voraussicht nach komplett entfallen und ggf. das /CLK Signal durch eine Transistorlösung der APU zur Verfügung gestellt.
Durch das unterschiedliche RESET Verhalten, kann das bei der Speccy Karte genutzte Gatter des 74LS04 hier entfallen.

Hier nun die voraussichtliche Karte (noch mit 74LS04)

ZX81 - APU Card V1.1 - Top View.png
ZX81 - APU Card V1.1 - Top View.png (156.09 KiB) 263 mal betrachtet

Da ich schon eine wenn auch etwas anders aufgebaute Prototypen Karte habe, werde ich aller Voraussicht nach morgen die geplanten Änderungen freifliegend auf diesem Vorprototyp installieren und dann am ZX81 als auch über den Bus Driver testen. An Heinz geht morgen eine erste Vorprototypen Karte um das auch aus seiner Sicht zu testen.

Have fun... und gute Nacht.
Lieben Gruß Torsten
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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von ZX-Heinz » 26.09.2018, 18:09

Hallo Torsten,
bitte warte noch etwas mit der Überarbeitung der Platinen, denn es sind u.U. weitere Änderungen vorzunehmen. Das betrifft vor allem die von Siggi vorgeschlagene Variante der ROM- Umschaltung. Dazu braucht man einen weiteten Transistor. Ausserdem haben einige Freunde den Speicherbereich #2000-#3FFF durch einen RAM erweitert. Der beisst sich im Moment aber mit dem EPROM. Ich habe dazu schon Vorstellungen, möchte das aber auf Deiner ZX81-Platine erst ausprobieren.
Den Negator (1/6 LS04) in der CLK-Leitung habe ich noch nie eingebaut, und das clock Signal sieht ohnehin gut aus. Dort brauchst Du wahrscheinlich keinen zusätzlichen Transistor.
Gruß Heinz

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