Wir bauen einen Retro-JOYCE

[wnb]

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Gestern auf dem ZX-TEAM-Treffen in Helmarshausen sprachen wir (Bernd, Stefan, Sven, Paul und ich) über das Velleman-Projekt von Kurt und unser Interesse am eigenen „JOYCE-in-der-Box“. Zwei ‚Probleme‘ haben sich dann herauskristallisiert: Die Velleman-Gehäuse sind im Handel so gut wie nicht mehr erhältlich und - was schwerer wiegt - niemand möchte seinen 8bit-Oldtimer opfern, indem er diesen ‚ausschlachtet‘, um ein Motherboard für den Retro-JOYCE zu gewinnen.

Paul und Sven schlugen vor, statt die wertvollen Oldtimer zu opfern, sollten wir auch für den Retro-JOYCE (ähnlich wie es beim Zeddy umgesetzt wurde) eine neue Platine zu entwickeln; damit ist man weg von den ‚alten‘ (schon jetzt nicht mehr verfügbaren) Komponenten.

Hier im JOYCE-Forum soll in diesem neuen Thema diskutiert werden, wie diese Platine realisiert werden kann und wie diese konfiguriert sein sollte. Wollen wir einen PS/2 oder doch gleich einen USB-Anschluss für Maus und Tastatur ... oder bleiben wir bei der Originaltastatur (um dem ‚Gepiepe‘ bei der Benutzung einer PC-Tastatur zu entgehen) ? Reicht der Gotek- und ein HxC-Emulator, oder wird doch ein Diskettenlaufwerk für die Bestandsdisketten benötigt ?

Also her mit Euren Ideen, Wünschen und Erfahrungen.

Wünsche derweil einen guten Start in die neue Woche ... Werner
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[kurt]

Hi Wener, Bernd, Paul und Sven, kann einer von euch einen Link präsentieren, wo man sich den ZEDDY mal ansehen kann ! Ich dreh' mich bei der Suche danach im Kreis und lande häufg bei "Teddy" - Dr. Google ist sowas von einfallslos....

Ich würde gern verstehen, was ihr mit "damit ist man weg von den ‚alten‘ (schon jetzt nicht mehr verfügbaren) Komponenten." meint. Denn diese Problematik ist beim ZEDDY ja, so scheint es, auf besondere Weise gelöst worden. Das hätte ich mir gern angesehen.

Könnt ihr vielleicht in wenigen Sätzen einmal zusammenfassen, welche Optionen ihr für die Realisierung der einzelnen IC's in der Joyce andiskutiert habt (ich würde nur ungern mit Vorschlägen aufwarten, die bereits behandelt wurden) ? Das Asic in der Joyce ist ja z.B. ein zentraler Baustein. Die Funktionalitäten von Floppy- und Drucker-Controller müssen realisiert werden, wenn schon nicht die original-IC's zum Einsatz kommen sollen. Man könnte soetwas emulieren - moderne schnelle Mikrocontroller gibt es ja mittlerweile genug, auch wurde soetwas schon oft gemacht...

[Paul]

Das ist der ZX81 ohne ULA
https://forum.tlienhard.com/phpBB3/viewtopic.php?t=1029

Im wesentlichen ist der ASIC durch einen Haufen TTLs ersetzt worden.
Dazu ist es notwendig die Funktionsweise des ASIC genau zu verstehen.

Eine Überlegung ist:
Die Joyce ist ein Z80 Rechner dessen Memory Mapping und dessen Ports bekannt sind.
Was wir nicht so gut kennen ist das ASIC mit seinen vielen Funktionen.
Und insbesondere welche Funktionen davon als notwendig angesehen werden.
Das heißt nicht das wir alles abschaffen wollen, nur das wir eine Bestandsaufnahme machen wollen was notwendig ist (und was nicht).
Tastatur:
Original soll anschließbar sein, eine Cherry MX Nachbauplatine für die original Tastatur, eine PS2 oder USB Tastatur soll anschließbar sein.
Monitor:
Ein Videosignal soll für einen monochrome Monitor zur Verfügung stehen.
Es gibt auch den Wunsch nach einem VGA Ausgang.
Der Videospeicher muss so ansprechbar/nutzbar sein wie in der original Joyce.
Hat jemand Unterlagen wie der implementiert ist?
Idee: in den Sourcen von CPMBOX nachsehen was emuliert wird.
Floppy-Controller:
Welcher wird original verwendet. Wird der direkt programmiert? Oder nur über CPM angesprochen?
Alternative Speichermöglichkeiten

[kurt]

Die Vorstellung 'mal eben' den Inhalt des ASIC's durch TTL-Logik ersetzen zu wollen ist ein mutiger Gedanke. Für's Protokoll: Das ASIC beinhaltet 3000 Logokzellen, wobei die Zellen aus allen möglich Logik-Baussteinen bestehen. Siehe nachfolgendes Datenblatt des eingesetzten ASIC's auf den Seiten 6...7.

uPD65030_Gate-Array.pdf

(515.88 KiB) 548-mal heruntergeladen

Nach meiner Erfahrung wird der Inhalt des ASIC's von den AMSTRAD/Schneider Entwicklern weitgehend ausgenutzt worden sein, weglaßbare Schaltungsteile sind da sicherlich nicht eingebaut worden, das wäre Geldverschwendung gewesen - also eher keine Chance. Es wird nicht zu vermeiden sein, ALLES nachzubauen. Dein Haufen TTL dürfte da schnell in ein TTL-Grab ausufern. Vom zu erwartenden Stromverbrauch einmal abgesehen. Nach meinem dafürhalten wäre folgenden Zusammenstellung der Erfolgversprechenste Weg:

Code: Alles auswählen

Z80 - <einige 74LVC245> - FPGA-Board (EP4CE6e22C8n (eBay))
                               |
                               +--- 2MB SRAM (4xAS6C4008 512kx8)
                               |
                               +---< via PS/2>---- PICF16/ATMEGA/ATMEL für Keybrd/Mouse/Joystick
                               |
                          <einige 74LVC245>
                               |
                               +--- einige 40-pol Bus-Expansion Slots f. Steckkarten (ca. 4 Stk. für den Anfang ?)
                               |    (CF-/SD-Karte, RTC, CPS8256 Clone, WIFI etc.)
                               |
                               +----Floppy-Controller => GOTEK/Floppy-Drive
                               |
                               +---<was einem sonst noch einfällt>

Für die Peripherie bietet sich das PS/2-Protokoll wegen seine einfachheit an. USB sattelt nur noch mehr Technik drauf - wozu ? PS/2 Keybrd's und Mäuse gibt's immer noch genug. den Floppy-Controller samt Dataseparator gibt's nur noch als NOS. Sollte er noch mit ins FPGA pasen, wäre das begrüßenswert. Die CPU lasse ich mal absichtlich außerhalb des FPGA's, da sie mit 2500 LE's faßt 1/3 der 6500 LE's des FPGA's verschlingt. Besagtes FPGA-Board ist hier zu bewundern:

https://www.ebay.de/itm/115620910433?ha ... R_SB77vbYQ

Ein passendes FPGA-Board wäre eines mit 15k-LE's, aber da sehe ich keine zuverlässige Liefersituation, heute gekauft u. morgen ausverkauf ist nicht hilfreich. Ali-Express blendet mittlerweile alle Händler aus, die nicht bereit sind, sich eine europäische Steuernummer zu besorgen (was die meisten sind). Da bleibt fast nichts mehr zum Bestellen übrig. Schon garnicht was hier sinvoll wäre.

Zum HDL-Code des Cores: Es gibt auf Github ein Repository mit einem AMSTRAD-PCW Core, ausgekoppelt aus dem MISTer-Projekt vermute ich mal, den man verwenden kann. Einziges Problem: er ist in System-Verilog verfaßt und davon habe ich keine Ahnung. Ich habe bisher nur VHDL genutzt. Da wäre zuvor etwas Forschungsarbeit notwendig, nicht nur um heraus zu bekommen, ab welcher Quartus-Version das unterstützt wird. Ich arbeite immer noch mit der 13.0.1-Version und die kann wohl nur max. VHDL u. Verilog (Quartus-Installation ca. 13GB).

Core auf Github ist hier zu bewundern:

[/url]https://github.com/MiSTer-devel/Amstrad-PCW_MiSTer[/url]


Was VGA und/oder BAS-Video angeht, habe ich im Core noch nicht nach gesucht. Aber ich glaube, der MISTer hat eine VGA-Ausgang.

[Paul]

Danke, den core kannte ich nicht.
Sieht gut aus

[kurt]

Sieht gut aus

ok, ich leg' meinen Vorschlag denn mal zu den Akten.

Über die Zeit habe ich einige interesante Doku zur Joyce im Internet aufgesammelt. Hier mal die unsortierte Liste:

PCW-Hardware_20220607.pdf

(237.04 KiB) 574-mal heruntergeladen

Amstrad-Joyce_Software-interface-specification.pdf

(165.96 KiB) 555-mal heruntergeladen

amstrad-pcw-technical-info-master.zip

(2.64 MiB) 564-mal heruntergeladen

PCW-Expansion-Port_Pin-Out.pdf

(82.22 KiB) 555-mal heruntergeladen

The_PCW-Keyboard-Layout_and_Timing.pdf

(130.69 KiB) 565-mal heruntergeladen

Die Files dokumentieren recht gut die Joyce. Insbesondere das zip-Archiv enthält interessante Info's zum Innenleben des ASIC's. Ich stell' das einmal so zur Diskussion. Die URL's zu den Fundorten stehen zum Teil in der Kopfzeile. Sofern pdf's direkt angeboten wurden, fehlt die URL. Die Inhalte der Dateien beruhen nicht auf meinem Dazutun, sondern sind Werke der jeweiligen Autoren. Ich stell' die Text hier nur in nutzbarer Form zur Verfügung, denn anders könnte man sonst damit nicht oder nur recht umständlich arbeiten.

[schombi]

Wundert mich, dass es einen PCW Core fuer den MISTer gibt, aber keinen fuer den MIST. Ich dachte immer, jeglicher Z80 Rechner waere gut machbar fuer den MIST. Selbst einen ordentlichen SAM Core gibt es und der SAM hat ja auch einen ASIC und noch einen Soundchip.

[kurt]

Wundert mich, dass es einen PCW Core fuer den MISTer gibt, aber keinen fuer den MIST.

Mich auch, zumal es den PCW-Core schon seit 3 Jahren auf Github gibt.

[bbock]

Wir haben bereits in Helmarshausen einige Eckdaten besprochen, wie die "Retro-JOYCE" aussehen sollte. Da bereits über eine Reihe von Hardware-Details diskutiert wird, möchte ich mal auflisten, was mir wichtig wäre, damit man das nicht aus den Augen verliert. Also so etwas wie eine Grobspezifikation:

1. Alle Teile sollten aus aktuell verfügbarer Hardware bestehen; es soll also keine echte JOYCE "ausgeschlachtet" werden. Ausnahme: 3"-Diskettenlaufwerke
2. Kompaktes Gehäuse (darf gern ästhetisch ansprechend sein)
3. Tastatur: USB oder PS/2, Originaltastatur anschließbar
4. Laufwerke: Gotek oder HxC-Floppy-Emulator, 3"- oder 3,5"-Laufwerke anschließbar
5. Monitor: VGA und/oder Video-Ausgang für einen monochromen Monitor
6. Drucker: wäre schön, wenn man den Original-Drucker anschließen könnte

[kurt]

Ich vesuch' mal, dem Gerüst von Bernd etwas Fleisch zwischen die Rippen zu geben. Ich fange einmal mit Punkt 6 an (anders herum falle ich mit der Tür ins Haus - nicht so gut).

Zu Punkt 6:

Drucker: wäre schön,

Alle mal ! Ich hatte ja bereits hier (in Verbindung mit dem Wifi-Modem) von meinem eher kruden Versuch berichtet, per Wifi auf meinem Laser-Drucker einen einfachen ASCII-Text aus zu drucken. Allerdings erfolgte das von Qterm aus, was auch überrashnder Weise funktioniert hat. Wenn man also das COM1-Device auf LPT: legt (mit DEVICE), bei aufgestecktem Wifi-Modem, könnte der erste Schritt getan sein. Hier wären aber sicherlich noch einige Experimente notwendig, um mehr Erkenntniss um die Details zu erhalten. Ev. muß auch ein RSX erstellt werden, welches hier das (notwendige) Interfacing vornimmt.

schön, wenn man den Original-Drucker anschließen könnte

Hieran versucht sich im CPC-Wiki Forum bereits jemand, zu finden unter:
https://www.cpcwiki.eu/forum/nc100-nc20 ... ai6grkdbc6
Vielleicht solte man abwarten, zu welchen Ergebnis man dort kommt und sich dann dranhängen. Doppelte Arbeit muß nicht sein, die freie Zeit könnte man in Punkt 3 oder Punkt 1 stecken.

Zu Punkt 5:

Monitor: VGA und/oder Video-Ausgang

Wie die Beschaltung der VGA-Buchse vorgenommen werden kann, kann man bei Grant Searle's Multikomp abkupfern (aber auch an vielen anderen Stellen im Internet finden). Den VIDEO-Out kann kann man bei der PCW-IO Karte hier im Forum nachsehen. Beides ist eher ein Abfallprodukt der ohnehin notwendigen Bilderzeugung. VIDEO-OUT sollte - weil es so einfach - mit angeboten werden.

Zu Punkt 4

Laufwerke:

Da gibt's nicht viel weiteres zu zu sagen, außer: unbedingt. Hier wird jeder seine eigene Schwerpunkte bzw Premissen haben. Aus meiner eigenen Erfahrung mit dem 720k-Format heraus wäre es jeodoch sehr wünschenswert soewtas wie ein HD-Laufwerk (mit 8MB Kapazität) zu haben. /20k sind verdamt schnell voll. Darüber hinaus ergibt sich dann auch die Möglichkeit, solche Goodies wie ZPM3 zu installieren und vernünftig nutzen zu können. John Elliott hat hier für den AMSTRAD PCW/Joyce auf seiner Web-Page einen entsprechenden Patch beschrieben. Zumindest finden sich auf seiner Web-PageDateien, die das vermuten lassen. Zu finden hier:
https://www.seasip.info/Cpm/software/amstrad.html
Man suche nach "AZCCP.PMA"

Zu Punkt 3

Tastatur: USB oder PS/2, Originaltastatur anschließbar

Das mit einer PS/2-Tastatur (USB nur wenn sie auch das PS/2-Protokol beherrscht) ist von HabiSoft's PCW-IO Lösung ja schon bekannt. Zur Original-Tastatur muß man wissen, das sie nur die 3-Draht-Verbindung u. das Hardware-Interface mit einer PS/2-Tastatur gemeinsam hat. Während sich eine PS/2-Tastatur nur beim betätigen und loslassen einer Taste zu Wort meldet, senden das Original einen kontinuierlichen Datenstrom an den Rechner, in dem die komplette Tastatur-Matrix periodisch übermittelt wird. Das CPM sortiert die Daten dann in die im Speicher gehaltene Daten-Matrix ein. Sollen alle drei Tastaturen anschließbar sein, müßte hierfür entsprechend ein eigener Tastatur-Prozesser abgestellt werden, der zum Eine USB- u. PS/2-Tastaturen bedient. Beides ist recht ähnlich im Verhalten und zum Anderen das Original mit seinem Sonderverhalten als Sonder-Device. Jenach dem was man ansteckt (immer nur eine Tastatur zur Zeit oder es muß priorisiert werden), müßte automagisch umgeschaltet werden auf das angesteckte Device. Die anderen sollten für die Dauer abgeschaltet bleiben. Ein gleichzeitiger Betrieb ist sicher nicht sinnvoll und würde ev. alles nur verkomplizieren. Der Anschluß einer USB/PS/2-Maus: fällt in die gleiche Kategorie wie USB- u. PS/2-Tastatur, der Prozessor muß dann nur inteligent genu sein und Maus und/oder Tastur erkennen können. Wie das dann mit den vielen Buchsen gelöst wird, ist zu klären. Einen separate Buchse für jedes Device könnte da von Vorteil sein.

Zu Punkt 2

Kompaktes Gehäuse

Je kleiner die finale PCB ausfällt, umso einfacher dürfte dieser Punkt zu lösen sein. Insbesondere dann, wenn weder ein Colani- oder Porsche-Design gefordert ist. Ich glaube, diesen Punkt kan man entspannt ganz zum Schluß angehen...

Zu Punkt 1

Alle Teile sollten aus aktuell verfügbarer Hardware bestehen;

So, jetzt kommt das, was ganz am Anfang steht: die Tür liegt vor mir am Boden und ich steh' im Haus
Ganz grob dürfte folgendes im ASIC stecken:
- Das Video-Terminal mit seiner Video-RAM Ansteuerung und der Roller-RAM Logik
- Die MMU für Verwaltung des RAM's
- Der Empfangskanal für die Tastatur-Daten
- Die Interrupt-Erzeugung (es gibt eine Software-Uhr und womöglich auch noch andres !)
- Die Refresh-Erzeugung für die DRAM's, wenn das nicht von der CPU abgenommen wird, was ich nicht glaube
- Eine irgendwie geartete Adressdecodierung (es gibt mindestens den Floppy-Contr. u. den Drucker-Prozessor)
- Eine Boot-Logik, die dafür sorgt, das der Kaltstart gelingt (der Boot-Loader kommt vom Drucker-Prozessor)

Genaueres ist im zip-File "amstrad-pcw-technical-info-master.zip" weiter oben zu finden. Das war's erst einmal soweit.