Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

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

Beitrag von tokabln » 26.09.2018, 18:50

Hallo Heinz,

keine Angst... bevor der Krempel nicht auch auf meinen Systemen läuft, werde ich da nichts nach aussen zur Fertigung geben.
Hinsichtlich der von Dir angesprochenen Problematik bin ich mehr als Dankbar das es Leute wie Dich gibt, die viel mehr Erfahrung und Tiefe in der Materie haben als ich mit meinen sagen wir mal max 4 - 5 Jahren was die Sinclair Computer angeht.
Lieben Gruß Torsten
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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von siggi » 26.09.2018, 20:21

Hallo Heinz
so ganz verstanden habe ich Deine Transi Lösung nocht nicht. Ist damit gewährleistet (was ich zuvor ja schon geschrieben hatte) daß damit /ROMCS allenfalls nach HIGH gezogen werden kann, aber nie nach LOW?

Andere externe Ram-Karten, die selbst gerne während Refresh die Video-Pixels liefern wollen (HIRES oder UDG-Karten), müssen die Chance haben, das interne ROM während dessen abschalten zu können (über HIGH-Signal an /ROMCS, oft das invertierte /CS des Rams auf der eigenen Karte). Deshalb werden die genannten Entkoppeldioden verwendet, die sicherstellen, daß /ROMCS nie von extern auf LOW gehen kann, aber von vielen externen Karten auf HIGH gedrückt werden kann. Ist das mit dem Transi auch gegeben?

Ansonsten wäre zwar Dein aktuelles Video-Problemchen behoben, aber andere kommen mit weiteren externen Karten hinzu ...
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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von ZX-Heinz » 26.09.2018, 21:41

Hallo Siggi,
ja, die Transistorschaltung hat zwei Zustände: High oder hochohmig. Im Zustand hochohmig ist wegen /RD=High das externe EPROM auch hochohmig. Somit werden andere Anwendungen nicht gestört.
Wie sieht das mit dem Speicherbereich #2000-#3FFF aus? Sollte A13 mit kontrolliert werden, damit das 16k EPROM dort keinen Ärger macht? Ich will die Karte auch am NU laufen lassen.

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

Beitrag von siggi » 27.09.2018, 09:40

Hallo Heinz
der NU hat ja wie die ULA Widerstände in /ROMCS und /RAMCS, sodaß externe Karten das interne ROM und interne RAM ausschalten können. Beim Zeddy/NU müsstest Du halt /RAMCS (genauso wie beim /ROMCS) nach +5V drücken, wenn Du das interne RAM ausblenden und EPROM bei 8-16K einblenden willst. Bzw. umgekehrt das EPROM bei 8-16k (A13=1) nicht aktivieren und /RAMCS nicht anfassen, dann bleibt das interne RAM im NU aktiv.

Du brauchst also einen weiteren Schalter, damit beim NU das EPROM bei 8-16K ausgeschaltet werden und beim Speccy eingeschaltet werden kann.

Ich würde dazu den Multiplexer wie Wilf benutzen (74HC251):
A13/A14/A15 and dessen A/B/C
/MREQ and dessen /G
/RD (über Schalter, Pullup nicht vergessen) an dessen D0: schaltet /CE EPROM auf LOW während /RD bei 0-8K (nicht beim /REFRESH!)
GND (über Schalter, Pullup nicht vergessen) an dessen D1: schaltet /CE EPROM auf LOW bei 8-16K
+5V (optinal Schalter) an dessen D2-D7: schaltet /CE EPROM auf HIGH bei 16-64K
Dessen Ausgang Y (plus Pulliup) dann als /CE ans EPROM
Dessen invertierenden Ausgang W (plus Pullup) über Dioden an /RAMCS und /ROMCS.

Beachtet werden muß dabei nur, daß Ausgänge W und Y Open Collector sind und ausreichend niederohminge (ca. 1-2K) Pullups benötigen (sie müssen die internen Widerstände, die von der ULA auf LOW gezogen werden, übersteuern können).

Wenn dann beide Schalter geschlossen sind (Speccy), wird EPROM während READ im Bereich 0-8K und immer bei 8-16 aktiv (und internes ROM und RAM ausgeblendet).
Ist nur der Schalter an D0 geschlossen, wird nur beim READ in 0-8K das interne ROM ausgeblendet. Bei Zugriff auf 8-16K (D1 = HIGH über Pullup) bleibt auch /CE am Eprom auf HIGH und das interne RAM im NU is zugänglich.
Wenn auch dieser Schalter offen ist (D0 =HIGH über Pullup) bleibt das interne ROM aktiv und der Cassettenrecorder aus :mrgreen:

Wenn man dann noch die Eingänge D2-D7 bei Bedarf auf 0 (statt +5V) setzt, kann man das EPROM auch in anderen Speicherbereichen (beim Zeddy z. B. 32-48K) einblenden (und ggf. umprogrammieren, wenn es ein EEPROM ist).

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

Beitrag von ZX-Heinz » 27.09.2018, 09:54

Hallo Siggi,
Danke für die Antwort. Dann sollte man in der ZX81- Version den Bereich #2000-#3FFF für die APU-Karte grundsätzlich sperren. Ich will dafür 1/4 LS32 nehmen und ähnlich wie für A14/15 auch A13 einspeisen.Da komme ich mit den vorhandenen Chips auf der Karte (LS138, LS32, APU und 27256/27138 und zwei Transis) aus.

Eine Kombikarte ZX81/ZX Spectrum erscheint mir nicht mehr sinnvoll.

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

Beitrag von tokabln » 27.09.2018, 10:28

Hallo siggi, Heinz,

könntet Ihr mal Bitte einen Link auf die von Dir siggi angesprochene Schaltung posten, ich würde gerne versuchen nachzuvollziehen /zu verstehen was Ihr Beide da gerade besprecht...

Dankeschön
Lieben Gruß Torsten
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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von siggi » 27.09.2018, 11:24

Geht es um das Veständnis der Adressdecodierung mit dem 251? Dann hilft vielleicht wieder ein Schaltplan von Wilf.
http://www.user.dccnet.com/wrigter/inde ... XRAMIO.htm

Bild

Da wird (im oberen Teil des Bildes) ein 32KB-RAM (statt bei uns 8 bzw. 16 KB EPROM) in verschiedenen Speicherbereichen (auch bei 0-8K) je nach Bedarf (und Schalterstellung) eingeblendet und der interne Speicher ausgeblendet.

Hoffe das hilft erst mal. Ansonsten kann ich noch eine Skizze zeichnen, aber das dauert noch etwas.
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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von tokabln » 27.09.2018, 11:59

Hallo siggi,

ja es geht mir um das Verständnis und natürlich darum wie es am besten umgesetzt werden kann. Wenn ich mir die Schaltung ansehe, dann reicht doch der HC Baustein aus, um das EPROM sauber in den richtigen Bereich einzublenden. Der Rest der Schaltung um die APU ist davon nicht betroffen. Hier mal eine rasche Skizze... ist das so weitgehend richtig ? Ich habe im ersten Schritt den Teil von Wilf 1:1 übernommen. Da fehlt noch die /ROMCS Diode und ein Widerstand nach +5V am Ausgang Z des Multiplexers.
APU ROM Address Decoder.PNG
APU ROM Address Decoder.PNG (23.8 KiB) 997 mal betrachtet
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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von ZX-Heinz » 27.09.2018, 12:14

. Erledigt.
Zuletzt geändert von ZX-Heinz am 08.10.2018, 11:59, insgesamt 1-mal geändert.

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

Beitrag von siggi » 27.09.2018, 15:23

tokabln hat geschrieben:
27.09.2018, 11:59
Hier mal eine rasche Skizze... ist das so weitgehend richtig ? Ich habe im ersten Schritt den Teil von Wilf 1:1 übernommen. Da fehlt noch die /ROMCS Diode und ein Widerstand nach +5V am Ausgang Z des Multiplexers.
Weitgehend OK: 1 Winderstand (Z) + Diode fehlen. Und /M1 braucht man hier nicht (ist beim Ram für Spiegelung D-File notendig), Eingänge für 16-32 und 40-64K müssen auf 5V gelegt werden. Wenn Schalter so bleibt, kann EPROM (erste 8K) auch im Bereich 32-40K gelesen werden. Wenn das so sein soll, dann müßte man /Z auch über Diode an /RAMCS führen.
GGf. müsste man Bereich für 8-16K (I1 Pin 3) umschaltbar machen, damit man beim NU Ram bei 8-16K noch weiter nutzen kann.

Edit: HC251 hat Tristate-Ausgänge (keine Open Collector): Widerstand an Z wird nur gebraucht, daß Eprom still ist, während HC251 tristate ist (außerhalb /MREQ). Am /Z-Ausgang braucht man deshalb auch keinen R, nur die Dioden.
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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von Joachim » 27.09.2018, 23:44

Hallo Torsten,
/BUSCS nicht vergessen.
Viele Grüße!
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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von ZX-Heinz » 06.10.2018, 20:14

Ich habe die Karte von tokabeln noch ein wenig verändert, damit ich für Experimentierzwecke die Karte am ZX81 und am ZX Spectrum ausprobieren kann. Der Unterschied besteht nun nur noch in einer Lötverbindung (ich habe keinen Jumper gesetzt), den unterschiedlichen ROMs und dem notwendigen Busadapter. Die Herstellung zweier Kartentypen ZX81/ZX Spectrum ist aber vorzuziehen.
Mit diesen Änderungen/Ergänzungen wäre die Karte aus meiner Sicht nun auch für den ZX81/NU serienreif.
Aktualisiert: 19.10.2018
scheme_tokabeln_junek6_klein.jpg
scheme_tokabeln_junek6_klein.jpg (149.89 KiB) 467 mal betrachtet
scheme_tokabeln_junek6.pdf
(238.71 KiB) 14-mal heruntergeladen
Hier sind die ROMs:
ROMs.zip
(18.88 KiB) 11-mal heruntergeladen

Für den ZX81 und den ZX81NU ergeben sich folgende Features:

0. Verwendet wird jetzt das 8k-ZX81x2APU.ROM von bokje aus viewtopic.php?f=2&t=2838&p=37355#p37447, das bei einem 27256 ab Adresse 16384 geschrieben wird. Das ROM ist für die IO-Adressen #7F/#3F vorbereitet.

1. Wird der Schiebeschalter auf MAIN ROM gesetzt, so ist das ROM auf dem main board des ZX81 aktiv. Insbesondere können die SAVE/LOAD-Funktionen dieses ROMs (z.B. Vdrive,...) verwendet werden. Wird der Schalter auf APU gesetzt (auch im angeschalteten Zustand), so wird das APU-ROM aktiv. Zur schnellen Unterscheidung, welches ROM gerade läuft, hat das APU-ROM ein "A" als Kursor.

2. Das geht ebenso am NU: Den NU in der Option ZX81 starten, dann umjumpern.

3. Wird statt des APU-ROMs ein anderes ROM gesteckt, z.B. das ZX81x2.ROM, so kann man dieses ROM am ZX81 (oder NU) fahren, ohne dass das interne ROM auf dem main board gewechelt werden muss. Die APU muss nicht gesteckt sein, sie stört aber auch nicht.
Insofern ist dieses board auch für solche Anwender interessant, die kein APU brauchen, sondern vor allem externe ROMs stecken wollen, z.B. das sagenhafte ZX81x2.ROM.

4. Der Speicherbereich 8192...16383 (falls dort RAM vorhanden ist), wird geschützt.

5. Zusätzlich ist ein RESET-Knopf für die APU eingefügt worden.
Zuletzt geändert von ZX-Heinz am 04.11.2018, 14:40, insgesamt 10-mal geändert.

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

Beitrag von bokje » 06.10.2018, 21:53

Wäre zx81x2 + apu auch interessant? :)
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zx81x2apu.zip
(6.78 KiB) 18-mal heruntergeladen

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

Beitrag von tokabln » 06.10.2018, 22:18

ZX-Heinz, Bokje,

was ist der Unterschied zwischen der bisherigen ZX81APU.ROM Version zu der von Heinz hochgeladenen ZX81APU-A.ROM Version?

@Bokje: Klasse das Du das X2 ROM für die APU angepasst hast.
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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von ZX-Heinz » 06.10.2018, 22:41

bokje hat geschrieben:
06.10.2018, 21:53
Wäre zx81x2 + apu auch interessant? :)
Danke, bokje!!! :D
Dieses ROM schafft den Benchmark-Test Nr. 1 in 17 sec. :D :D :D Der ZX Spectrum mit APU-ROM hatte das wohl in 22sec geschafft! Das Sinclair-ZX81ROM braucht 660sec. :mrgreen: Das ZX81x2-ROM braucht 165sec.

Benchmark-Test Nr. 1:

10 FOR I=1 TO 500
20 LET A=SQR 2 * SQR 3 * SQR 4
30 NEXT I
Zuletzt geändert von ZX-Heinz am 07.10.2018, 09:38, insgesamt 4-mal geändert.

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

Beitrag von ZX-Heinz » 06.10.2018, 22:45

tokabln hat geschrieben:
06.10.2018, 22:18
ZX-Heinz, Bokje,

was ist der Unterschied zwischen der bisherigen ZX81APU.ROM Version zu der von Heinz hochgeladenen ZX81APU-A.ROM Version?

@Bokje: Klasse das Du das X2 ROM für die APU angepasst hast.
Es gibt insgesamt vier ZX81APU-ROM Versionen:
1. vom 1. September mit den IO-Adr. #5F/#1F
2. vom 20. September mit den IO-Adr. #7F/#3F
3. 2. vom 23. September mit den IO-Adr. #7F/#3F und dem Kursor "A". Diesen habe ich ZX81APU-A.ROM genannt.
4. Das neue ZX81x2APU.ROM von heute, also 6. Oktober. Dieses hat auch das Kursor "A" und ist für #7F/#3F.

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

Beitrag von ZX-Heinz » 07.10.2018, 09:42

bokje hat geschrieben:
06.10.2018, 21:53
Wäre zx81x2 + apu auch interessant? :)
Hallo bokje,
hast Du für den ZX81x2APU.ROM dieselben Patches verwendet, wie beim ZX81APU.ROM?
Gilt der Quelltext zx81apu.lst vom 19.9.2018 noch?
Heinz

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

Beitrag von ZX-Heinz » 07.10.2018, 11:39

Mit Bokjes ZX81x2APU.ROM macht es wirkllich Spaß zu spielen. Das Programm MANDEL.P aus viewtopic.php?f=6&t=2831#p37059 braucht mit N1=12 in Zeile 150 nur 82 sec. Das entspricht 2h 20 min für die volle Auflösung des Bildes. Ich weiß nicht, wielange der orig. ZX81 dafür gerechnet hatte. Vielleicht erinnert sich Joachim noch?

Ergänzung vom 8.10.: Mit N1=50 braucht es 23 min, also 2h 40min für volle Auflösung. Das entspricht obigem Wert.
Die saubere Funktionsweise der Karte über 23 min war aber nur möglich mit einem Kühlbeutel aus dem Tiefkühlfach. Es gibt also weiterhin thermische Probleme. Demnächst will ich noch einmal die Stromaufnahme der AM9511 messen und schauen, ob es Exemplarstreuungen gibt.
Zuletzt geändert von ZX-Heinz am 08.10.2018, 11:58, insgesamt 1-mal geändert.

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

Beitrag von bokje » 07.10.2018, 11:54

Hallo Heinz,

Ich habe es hier noch ein Bisschen geändert, mit Abrundung und eine Exponent Test... Es gibt hier noch keinen APU, also mit Emu:

Code: Alles auswählen

PRINT SQR 0.1		;  jetzt genauer
PRINT SQR 1E30		;  overflow statt 5.42E-5
PRINT SQR 1E-30		;  kann nicht mehr
PRINT EXP 100		;  kann?
PRINT PEEK 1		;  ok?
Edit: Aktualisiert und hoffentlich verbessert? :)
Dateianhänge
zx81x2apu.zip
(11.69 KiB) 14-mal heruntergeladen
Zuletzt geändert von bokje am 07.10.2018, 14:30, insgesamt 2-mal geändert.

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

Beitrag von ZX-Heinz » 07.10.2018, 12:35

Sehr schön. Die Rechenfehler hatte ich noch gar nicht bemerkt. Danke.

Bist Du an einer Hardwarevariante interessiert? Oder bleibst Du beim Emu? Am ZXmore sollte die Karte doch auch laufen, oder?

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

Beitrag von bokje » 07.10.2018, 13:28

Ja am ZXmore sollte das auch laufen, und ich bin sicher an einer Hardwarevariante interessiert :)

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

Beitrag von Joachim » 07.10.2018, 17:19

Hallo Erik, hallo Heinz!
Vielen Dank für die ZX81x2 + APU-Variante. Ich hatte insgeheim gehofft, dass Erik dieses ROM auch noch anpaßt. Ich denke, wir haben damit den schnellsten ZX81 aller Zeiten :) Umso mehr freue ich mich jetzt auf Torstens Platine.
Das Mandel-Programm ist immer über Nacht gelaufen, weil es wirklich zulange gebraucht hätte. Ich weiß daher nicht, wie lange es tatsächlich lief. Definitiv aber länger als 2 Stunden.
Viele Grüße!
Joachim


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APU-ROM Umschaltung für NU und Zeddy

Beitrag von ZX-Heinz » 11.10.2018, 14:27

Ich habe noch etwas mit der ROM-Umschaltung in der Zeddy-Variante experimentiert. Ich habe ja einen Jumper installiert. Die Umschaltung klappt aber nur zu ca. 75%. Die Kondensatorlösung scheidet hier aus, da am Schalter diesmal notwendigerweise das RFSH-Signal anliegt. Siggi schrieb früher einmal, dass er die Umschaltung mit einem Schalter vornimmt. Daher habe ich das jetzt auch probiert:
sch.jpg
sch.jpg (15.76 KiB) 680 mal betrachtet
Am besten schneidet noch der Schalter #3 (von links) ab. Aber auch der Schiebeschalter ist nicht schlecht, der Umschalterfolg liegt aber immer noch <90%.
Roko hatte mir vorgeschlagen, die Umschaltung am Speccy während eines BEEP 100,100 Befehls zu machen. Für den Zeddy habe ich nun PAUSE 200 ausprobiert. Und tatsächlich, der Umschalterfolg ließ sich deutlich verbessern (Versuche am NU). Wechsel zum APU-ROM klappt 100%, Wechsel zurück zum NU-ROM zu 80%.

Vielleicht kommt man doch nicht um eine Softwarelösung mit IN/OUT (und einem LS74) herum.

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Re: APU-ROM Umschaltung für NU und Zeddy

Beitrag von siggi » 11.10.2018, 15:02

ZX-Heinz hat geschrieben:
11.10.2018, 14:27
Vielleicht kommt man doch nicht um eine Softwarelösung mit IN/OUT (und einem LS74) herum.
IN/OUT auf BASIC-Ebene gibt's nicht beim Zeddy, nur beim Speccy.
Statt in/out-Umschaltung ginge auch ein durch ein Flipflop entprellter mechanischer Schalter.

https://www.elektronik-kompendium.de/si ... 210223.htm

Gruß
Siggi

Nachtrag: Flipflop geht auch einfach mit Transis:
http://www.gsc-elektronic.net/elektronik/flipflop.html
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Re: APU-ROM Umschaltung für NU und Zeddy

Beitrag von ZX-Heinz » 11.10.2018, 15:49

Ich dachte dabei an die folgende Erweiterung der Platine:
74.jpg
74.jpg (27.72 KiB) 645 mal betrachtet
siggi hat geschrieben:
11.10.2018, 15:02
IN/OUT auf BASIC-Ebene gibt's nicht beim Zeddy, nur beim Speccy.
[/quote]
Das Code-Pgm in der REM-Zeile, die ja vom Vdrive geladen wird, hat nur 3 bytes: IN A,(#5F), RET.
siggi hat geschrieben:
11.10.2018, 15:02
Statt in/out-Umschaltung ginge auch ein durch ein Flipflop entprellter mechanischer Schalter.
https://www.elektronik-kompendium.de/si ... 210223.htm
Das werde ich zuerst probieren, denn obige Lösung braucht zwei weitere IO-Adressen.
Zuletzt geändert von ZX-Heinz am 11.10.2018, 21:32, insgesamt 2-mal geändert.

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