OldComp.cz

Po velmi dlouhé době, kdy jsem si myslel, že už nic takového bastlit nebudu a díky výpadku práce kvůli pandemii jsem ubastlil a rozchodil můj dávný sen a to sice jednodeskáč s procesorem standardu MCS-48, konkrétně mě se podařilo sehnat 80C39-11P.

Dokumentace k projektu je zde: http://www.moria.de/~michael/comp/ecb/sbcmcs48/

Je úžasné, co tenhle stařeček mikroprocesor ještě všechno zvládne, zvlášť když si člověk uvědomí, že jeho nativní paměťový rozsah je 2kB ROM a 64/128/256 Bytů RAM (podle typu procesoru).
Na téhle desce obsluhuje 32kB EPROM a 128kB RAM a to díky implementaci jazyka FORTH (který jsem vždycky chtěl aspoň trochu naučit a neměl jsem na čem - teď už se nemůžu vymlouvat).

Veliký dík patří Martinovi Lukáškovi, který vygeneroval Gerber data a objednal desky z Číny + některé další součástky, které se mi v době pandemické nedařilo sehnat.

Pokud by někdo měl zájem o stavbu, mám ještě dvě sady desky plošných spojů+UARTU a dále krystaly 6MHz (já osobně jedu na 11,0592MHz díky rychlému procesoru) a 1x 8039-P6 (6MHz procesor - není CMOS, takže odběr cca 130mA, jinak celá deska bere kolem 30mA s CMOS procesorem). Když, tak napiště SZ!

V podkladech na internetu jsou drobné chyby, které se mi podařilo najít a opravit - časem je tady popíšu a uveřejním opravené testovací rutiny i vlastní FORTH, který bez opravy nelze zavést z EPROM do RAM.

P.S. Ukázalo se, že jsem za ta léta co je projekt vystaven na webu (minimálně 9 let) asi jediný (vůl), který se odhodlal to postavit, protože nikdo jiný autorovi nereportoval chyby (způsobující částečnou nebo úplnou nefunkčnost ).

To je... nadlidské!

Ani ne pokud nemyslíš tu implementaci FORTHu. To se mi zdá nadlidské. Ale nakonec autor Michael Haardt pracuje jako softvérový inženýr, takže kdo umí umí a uměl i dříve (podle životopisu to vyvinul v době, kdy dělal postmastera u freenet.de).
A BTW: na svých stránkách má ke stažení jako svou práci mj. proslulý program BANNER - to byla svého času naprostá bomba. Dalo se s tím tisknut dlouhé textové bannery na traktorový papír (tenkrát na jehličkových tiskárnách s podavačem) úžasnými fonty s různými deformacemi a perspektivami.

Díky tomu, že to nechodilo na pvní dobrou jsem se s tím docela pár dní zabavil a přišel na jiné myšlenky, což se teď hodí.


Jinak desky jsou rozebrané pokud si to někdo nerozmyslí.

FORTH neni az tak slozitej, a dobre se portuje, protoze je skoro cely napsany ve FORTHu

_________________
Nikdy nediskutujte s blbcem. Stáhne vás na svoji úroveň a vyhraje zkušeností.

Jistě, to je pravda, i tady se vyšší a systémové funkce dohrávají nakonec ze zdrojáků napsaných ve FORTHu stejně jako funkce pro obsluhu specifického HW jako I2C, teploměru, LEDky, hodin reálného času a ECB. Ale i tak, ošetřit to stránkování je docela na budku.
Je tam třeba pěkný trik využívající toho, že po 07FFh následuje 0000h.
V ROM je na 07FF nastavení stránky:
0x7ff codesegswitch org $7ff
07ff 39 outl p1,a

a přepnutí stránky se dělá vložením čísla stránky do střadače a skokem ma 07FFh:
00d6 23 06 mov a,#6 ; a16data=0 a17data=0 a17code=1 mux=0
00d8 e4 ff jmp codesegswitch

Poznámky ke stavbě: (nejde mi editovat první příspěvek jako v jiných fórech tak musím psát na pokračování takhle...)

Všechny integráče je potřeba dát do patic, protože jinak pod ně nedostanete blokovací kondenzátory. Ty je potřeba koupit takové, aby rozteč šla upravit na 2,54mm. Já bral tyhle:

https://www.gme.cz/ck-100n-50v-x7r-rm5- ... itano-ammo

Rezistory pro MAX690 jsou tady:
https://www.gme.cz/rm-7m5-0207-0-6w-1
https://www.gme.cz/rm-5m1-0207-0-6w-1

RAM
https://www.gme.cz/628128-70-dip32-alliance-memory

Sběrnicový konektror:
https://www.gme.cz/konektor-din-41612-sl64p

74HCT03 a 74HCT32 jsem našel u Bučka ale prý můžou být jeté (vypájené nebo co, tak nakonec to jistil MOUSER). Ostatní HCT opět v GME.
Na místě 7HCT03 jsem měl chvíli SMD verzi 74HC03 s redukcí a fungovalo to taky ale z krásného obdélníkového signálu hodin to bůhví proč udělalo regulérní pilu.
Na pozici 74HCT32 jsem měl během oživování 74ALS32 a naprosto bez problémů. Dokonce ani odběr se nijak zásadně nelišil od HCT. Pravděpodobně by LS nebo ALS šly použít všude.
Kondenzátory ke krystalu jsem použil 18pF, protože jich mám zkrátka HaFo a šlapaly spolehlivě jak s 6MHz tak s 11,0592 MHz krystalem. Krásná sinusovka na vývodech 2 a 3 procesoru.
LEDku to chce nějakou s hodně malým odběrem, je v sérii s 1k rezistorem a jak píše autor, proč má ledka zdvojnásobit odběr zařízení...
Oddělovače/budiče ECB sběrnice by teoreticky nebylo potřeba osazovat ale pozor, přes U7 se svítí ledkou (hodí se na prvotní testy i později na hraní s FORTHem). Časem by bylo možno uvažovat o výrobě ECB sběrnice třeba jen 3-4 pozice - přemýšlím o využití pro řízení klima a zalévání v zimní zahradě, takže by se nějaký modul vstupů a výstupů hodil ale to by šlo elegantně vyřešit i přes I2C. Jinak podklady pro výrobu ECB jsou např tady:
https://www.retrobrewcomputers.org/doku ... ne-4:start
https://www.retrobrewcomputers.org/doku ... ne-3:start
Kdyby někdo objednával desky, tak se hlásím o 1 ks nejlépe 4 pozicové...

Pozor - ve schématu i na desce je chyba a to sice přehozené signály P1.6 a P1.7 na vstupech multiplexeru. Kdo nebude využívat rozsah eprom nad 4kB, nemusí tomu věnovat pozornost. Jinak je ale prostor nad 4kb bez opravy na přeskáčku. Já jsem to chtěl mít v cajku, takže jsem udělal dva přeškraby a natáhnul dvě propojky (viz foto) - navíc než jsem se zorientoval jak to celé funguje, měl jsem podezření, že mi to nefunguje kvůli tomu.

Tabulka ze které je patrná chyba před opravou:
................. A17....A16....A15....A14....A13....A12
/PSEN=0.......P1.1....0......P1.6....P1.7...P1.5...P1.4.............multiplexer code segment
/PSEN=1.......P1.2...P1.3...P2.7....P2.6...P2.5...P2.4.............multiplexer data segment

dále P1.0 enabluje multiplexer (využívá se vlastnosti, že je po resetu v log.1 a tudíž multiplexer disableovaný aby procesor najel spolehlivě z ROM)


a příště už něco o oživování a testovacím SW...

Ja bych tu zbernici asi objednal, ale preferuji tu 3-pozicovou. Myslim, ze vetsi stejne nikdo nevyuzije. Prida se jste nekdo?

Oprava: tak podklady jsou stejne jen na tu 4-pozicovou, tak tim se to resi
No, jeste jsou na 8-pozicovou, ale tu uz urcite ne.

_________________
Sharp MZ-800++, MZ-1500++, MZ-2500++, SM-B-80T, MK-14_replica, HP-85, ZX-80+replica, ZX81, ZX-Spectrum+replica++, PMI-80+replica, SAM coupe++, PMD-85-2A+3, Didaktik-M, SORD-M5, TI-57, TI-59+PC-100, TI99/4A, ZetaV2+ppp, ZX-uno, Petr

Čtyřpozicové jsem objednal 5 kusů. Tři jsou zatím volné...
Je to udělané aby to bylo do 10x10, takže menší snad ani není potřeba.

_________________
ZX80, ZX81, ZX Spectrum, ZX Spectrum +2, Didaktik M, PMD 85-1,2A,3, Olivetti Prodest PC 128, Acorn BBC Micro, PC-XT, Amiga 500

Konektory DIN 41612 jsou u mě k dispozici po 20Kč, kdyby měl někdo zájem.
Na desku i na sběrnici, dvou řadé i třířadé.

_________________
Diagnóza: Touretteův syndrom, Koprolálie, Dyslexie, Obsedantně kompulzivní porucha.
Kalkulačky: Privileg PR56, TI51-III, TI57, TI58, TI59, TI83, TI-83 Premium CE, TI89
Počítadla: BOBO64, ZX48 plus, DG-88, Didaktik-M, C16, C64C, Amiga 500+, MZ800, MUPID C2A2

Tak dneska něco málo k oživování:

předpokládám, že si každý dokáže zkontrolovat desku na zkraty napájení (žádný problém s deskou jsem nezaznamenal) ale pro každý případ bych si nastavil proudové omezení na zdroji při použití CMOS procesoru a nízkopříkonové diody na cca 40mA a s obyčejným procesorem cca 150mA. Víc by to žrát nemělo.
Samozřejmě lze hned vypálit f.hex do flashrom/eprom, nasázet všechny integráče, připojit k sériovému portu a zkusit jestli nabootuje.
Pokud ne, doporučuji vypálit program blinkp13.asm (neosazovat RAM ani UART ani budiče sběrnice ECB) a zkusit jestli se cca ve veřinových intervalech mění stav pinu 30 procesoru. U mně to byl jediný kus softwaru, který chodil a to jsem si ještě musel po velkém lámaní si hlavy, proč se neenabluje multiplexer, upravit začátek programu následovně:
BEGIN .EQU 0 (změna kvůli použití překladače TASM32, na konci se musí přidat END)
repeat
;
; light
;
ent0 clk ;tohle jsem si přidal abych viděl jestli mi reaguje aspoň na první instrukci z ROM
;anl p1,#3 ; a16data=1 a17data=0 a17code=* mux=* původní
anl p1,#0 ; a16data=1 a17data=0 a17code=0 mux=0 upravené
orl p1,#8
Jako první instrukci jsem si přidal ent0 clk, čímž se na pinu 1 objeví frekvence krystalu vydělená 3 za předpokladu, že procesor načte alespoň tu jednu první instrukci z ROM (na vývodech 2 a 3 procesoru jsem osciloskopem viděl krásnou sinusovku na frekvenci krystalu). Já jsem bohužel v první fázi uvěřil tvrzení autora, že diagnostické programy lze stejně spouštět z ROM i RAM a nic mi nechodilo. Logicky, protože autor spouštěl všechno z RAM ( v ROM měl prototypový zavaděč hex, který ale vždy správně ošetřil vynulování portu P1 po resetu a tudíž mu programy z RAM chodily i když se nezabývaly ošetřením P1). Řešením je všechny prográmky opatřit něčím takovým:

org 0

in a,p1
jb0 powerupreset ; po hw resetu jsou všechny piny high
jmp run

powerupreset
;
; a16data=0 a17data=0 a17code=0 mux=0
;
clr a
outl p1,a

run
mov a,#$80
outl p2,a
[...]

nebo prostě použít to anl p1,#0 pro vše co chci startovat jenom z ROMky.
Podle autora už by snad měl být software na webu opravený (nekontroloval jsem) ale v případě problémů víte jakým směrem pátrat.

Nyní předpokládejme, že už se podařilo rozfungovat i blink_uart.asm, který by měl blikat cca v 1 vteřinových intervalech LED diodou. Samozřejmě už s osazeným UARTem a alespoň budičem U7.
Dalším krokem může (ale nemusí) být kontrola RAMky prográmkem xram.asm. Po pár vteřinách mi vypsal lakonické OK.
Přistupme tedy k nahrání f.hex do epromky. V sw programátoru (po načtení f.hex) je dobré si zkontrolovat, jestli máme správně nastavený divider pro generování přenosové rychlosti. Pro krystal 6MHz a přenosovou rychlost (max.) 9600Bd je divider 13(0Dh), pro 11,0592MHz a 19200Bd je 12(0Ch). Leží na adrese 0025h.
0024 23 0c mov a,#12 ; baud rate divisor lsb (19200)
0026 b8 00 mov r0,#$00 ; in UART register 0
0028 90 movx @r0,a
0029 23 00 mov a,#$00 ; baud rate divisor msb (19200)
002b b8 01 mov r0,#$01 ; in UART register 1
002d 90 movx @r0,a

Po kontrole a úpravě je možno romku vypálit. Podle typu je potřeba nastavit jumpery (na mých fotkách je použita X28C256 a tomu odpovídá nastavení, pro 27C256 je nutno jumpery přehodit).
Dále bude potřeba vyrobit a zapojit kabel pro připojení k sériovému portu - schéma viz níže: (doporučuji kontrolovat propojení podle schématu až na desku na MAX232).

Pak už by mělo stačit nastavit v terminálovém programu 19200 nebo 9600Bd, 8N1, flow control RTS/CTS a deska by se měla ohlásit jako "SBCMCS48".
V tomto stavu čeká cca 10 vteřin na zadání povelu b (zavedení hex souboru do paměti a jeho spuštění z RAM) nebo r (zavedení obsahu ROM tedy jádra FORTHu a jeho spuštění z RAM). Po 10ti vteřinách bez stisknutí klávesy (nebo stisknutí libovolné jiné klávesy) se startuje z RAMky od adresy 0 - pokud v RAM nic není, program zabloudí. Povel je bez echa bez odezvy, takže po b nic nevidíte, počítač jen čeká na příchozí soubor. Po r by se mělo objevit:
"MCS-48
ROM Rev. 20110131"
a blikající kurzor, což je neklamnou známkou toho, že funguje FORTH.

Zde bych rád upozornil na chybu v původním softwaru f.asm (ukázka z f.list aby bylo vidět, že to tak skutečně bylo přeloženo):
0069 23 0a mov a,#10
006b 34 39 call timedgetchar
006d aa mov r2,a

006e 23 0d mov a,#13
0070 34 0a call putchar
0072 23 0a mov a,#10
0074 34 0a call putchar

0076 fa mov a,r2
0077 d3 62 xrl a,#'b' ; b (boot) loads Intel hexfile
0079 c6 84 jz goi8hexload
007b f8 mov a,r0 ;should be mov a,r2
007c d3 72 xrl a,#'r' ; r (reset) loads ROM
007e c6 86 jz romload
0080 23 06 mov a,#6 ; any other starts from RAM
0082 e4 ff jmp codesegswitch

Jak je vidět na řádku 006d, autor si schoval načtený znak z konzole do r2 a v případě testu příkazu b si ho z r2 také správně obnovil (0076). ALE u testu na příkaz r si bůhvíproč obnovil střadač z registru r0 (007b), což způsobí, že příkaz r nikdy nedetekuje, respektive by to musela být neskutečná náhoda aby zrovna "r" bylo v registru zničeném nějakou subrutinou. Chybu jsem reportoval a nepřišli jsme na to, jak se mu podařilo ten FORTH do RAM nahrát. Mě totiž nahrávání hex souborů chodí jen pro kratší kód, delší skončí zacyklením a nekonečným vypisováním 0 na konzoli (neidentifikovaný typ recordu - zavaděč zná jen typ 0 nebo 1 pro vše ostatní se zacyklí - asi správně ale mě se zacyklí i když v souboru jiný typ než 0 nebo 1 není. Takže asi nějaká ztráta znaku nebo zkomolení). Jediné vysvětlení je, že prototypový zavaděč hex souborů byl nějaký jiný, asi lepší než definitivní verze.

Pokud vše úspěšně proběhlo až sem (gratulace), dále postupujte podle instrukcí autora, tj. nahrajte si vyšší funkce FORTHu a obsluhu HW na desce (zachovejte pořadí souborů), v linuxu je to takhle:
cat f.f sbcmcs48.f y2k.f i2c.f ds1307.f lm75.f >/dev/ttyS0
v TERATERMU (používám já na Windows 10) jsem prostě použil "Send file" a postupně naposílal ty soubory. Je sranda pozorovat, jak si je to tam pomalu nasypává - domnívám se, že si je ten FORTH zrovna nějak "překládá", protože to je fakt docela pomalý proces, skoro jako kdyby to tam člověk datloval ručně. Jinak mi přijde, že všechno běhá rychle ale tenhle "hashovací" proces je srandovně pomalý.

No a pak už jen stačí otestovat napsání prvních příkazů v konzoli FORTHu
1 led!
0 led!
čímž byste měli být schopni rozsvítit a zhasnout ledku.

Prave mi dorazila deska od melsofta a vypada moc pekne - diky.
Tak jsem zacal davat dohromady soucastky. Zatim skoda, ze nektere maji spozdeni. Jeste jsme diskutovali jaky lze pouzit CPU. Melsof tvrdi, ze mu 80C42 a 83C42 nefunguji. Ja tu mam P8039HL, P8049AH, D80C42C, MHB8748C, MHB8035 a jeste nejake dalsi, tak je budu chtit taky vyzkouset. Mate nekdo zkusenosti? Nejradeji bych chtel najit nejaky v CMOS provedeni, ktery bude slapat na 11MHz.
Taky by me zajimalo, kolik vnitrni RAMky je potreba. Myslite, ze bude stacit 64B, ale podle loga a fotek mozna 128B. Jde mi hlavne o provoz s FORTHem. Budu si muset (a poradne) osvezit znalosti s programovanim MCS48 cipu.
No, a pak ten FORTH...

_________________
Sharp MZ-800++, MZ-1500++, MZ-2500++, SM-B-80T, MK-14_replica, HP-85, ZX-80+replica, ZX81, ZX-Spectrum+replica++, PMI-80+replica, SAM coupe++, PMD-85-2A+3, Didaktik-M, SORD-M5, TI-57, TI-59+PC-100, TI99/4A, ZetaV2+ppp, ZX-uno, Petr

80C42 respektive 83C42 jsou řadiče klávesnice ze starých PC. Vnitřní OTP-ROM mají naprogramovanou (obsluha staré AT klávesnice) ale s vnější ROM mohou běhat i s uživatelským programem (viz video). Když se ale podívám na význam vývodů, tak se liší a místo /PSEN mají SYNC. Dále se podle níže uvedeného obrázku nedemultiplexuje adresa z datové sběrnice ale používá se P1.



https://www.youtube.com/watch?v=ODCTIAD-vM0

Z toho je jasné, že to v téhle desce fungovat nemůže....

Zato P8039HL nebo P8049AH se jeví ideálně. 11MHz takt, 128 Bytů RAM, co více si přát? (CMOS!)

Ještě něco na téma 8042:

https://www.youtube.com/watch?v=Xh1PKlMyJDA

Mám tu jen 8035, je to k něčemu ?

_________________
Diagnóza: Touretteův syndrom, Koprolálie, Dyslexie, Obsedantně kompulzivní porucha.
Kalkulačky: Privileg PR56, TI51-III, TI57, TI58, TI59, TI83, TI-83 Premium CE, TI89
Počítadla: BOBO64, ZX48 plus, DG-88, Didaktik-M, C16, C64C, Amiga 500+, MZ800, MUPID C2A2

Tak určitě... by to stálo za vyzkoušení. Na 6MHz určitě pojede a nějak matně si vzpomínám, že jsem měl ve Wartburgu vlastnoručně dělané zapalování s MHB8035 a ten procesor šlapal na 10MHz. Ale měl na sobě zkřížené meče (výběr pro armádu).
Jen opravdu nedokážu říct, jestli stačí ta vnitřní RAM 64 bajtů. (registry jsou jasné ale co zásobník? Nepřeteče?). Muselo by se to vyzkoušet.