Velleman-Joyce mit externer Backplane

[kurt]

Heute habe ich es endlich geschafft, einmal auszutesten wie schnell die JOYCE beim Schreib/Lese-Zugriff auf Floppy, RAM-Disk und CF-Karte ist. Benutzt habe ich das Programm Transfer.com, welches aus dem Forum VzEkC stammt.

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Transfer-Test JOYCE auf CF-Karte:
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Schreiben über 11 Blöcke: 11355 Byte/Sek.
Lesen     über 11 Blöcke: 16000 Byte/sek.

Transfer-Test JOYCE auf RAM-Disk:
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Schreiben über 11 Blöcke: 22000 Byte/Sek.
Lesen     über 11 Blöcke: 29333 Byte/sek.

Transfer-Test JOYCE auf Floppy-B:
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Schreiben über 11 Blöcke: 1903 Byte/Sek.
Lesen     über 11 Blöcke: 2286 Byte/sek.

Ergebnis Schreiben:
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CF-Karte zu Floppy:    5,96689-fach schneller
RAM-Disk zu CF-Karte:  1,93747-fach schneller
RAM-Disk zu Floppy:   11,56069-fach schneller

Ergebnis Lesen:
===================
CF-Karte zu Floppy:    6,99912-fach schneller
RAM-Disk zu CF-Karte:  1,83331-fach schneller
RAM-Disk zu Floppy:   12,83158-fach schneller

Die Anzahl geschriebener/gelesener 32kB-Blöcke ist an der RAM-Disk orientiert. Mehr wie 11 Blöcke gehen da nicht. Mit diesem Wert wurden auch die Floppy bzw. CF-Karte getestet. Bei der Abfrage ob es ok ist, eine 960000 Byte große Datei zu verwenden muß mit N geantwortet werden. Danach kann man seine Wunschzahl an Blöcken (die 11) eingeben, sowie im Anschluß, welches Medium getest werden soll. Die Endung '.txt' beim Anhang ist zu entfernen.

Wie man sieht, der Einsatz einer CF-Karte bringt einen ordentlichen Tempo-Schub gegenüber der Floppy als Speichermedium. Bei aktivem Z3PLUS bricht Transfer wegen zu kleiner TPA ab. Es wäre interesant gewesen zu erfahren, ob bei aktivem Z-System ev. noch etws mehr Tempo möglich ist, da Z3PLUS mehr auf den Z80 im Code ausgerichtet sein soll. Ist aber im Grunde unwichtig, da es nur um die Auswirkung auf das Betriebsverhalten bei Nutzung einer CF-Karte gegenüber den anderen Medien geht. Das Ergebnis ist erfreulich und macht sich auch deutlich bemerkbar beim Arbeiten mit der Joyce.

TRANSFER.COM.txt

(9.75 KiB) 707-mal heruntergeladen

[kurt]

Errata: PCW_RS232-Card-Interface-PCB_20230502.6
Am Wochenende hatte ich als Vorspann zum kommenden ZX-Team Treffen nochmals mein Wifi-Modem an die Joyce gestöpselt, um etwas damit zu 'spielen'. Und siehe da, nach wenigen Versuchen ging nichts mehr... Das hatte ich schon im September 2023 beim Jahres-Treffen. Sollte etwa wieder bei den MAX3232 im Modem und auf der RS232-Karte etwas im argen liegen ? Die Fingerprobe bei der RS232-Karte offenbarte einiges an Übertemeratur, zum Glück ohne Brandblase. Von den in 2021 gekauten 20 Stk. MAX3232 (eBay, aus China) hatte ich nach auftreten ähnlicher Probleme alle noch vorhandenen Chips einmal auf Funktion und Einhaltung der Pegel durchgetestet: 10 Stück mußten in die Runde-Ablage umsiedeln, da nicht zu gebrauchen. Der Rest, immerhin noch 10 Stk. durften bleiben. Mit dem jetzigen Desaster hatte ich die Faxen dicke und habe auch den Rest entsorgt - traurig genug. Es lassen sich ähnliche Vorkommnisse im Web finden, einfach mal nach "Overheating MAX3232" suchen. Eine Gegenmaßnahme sind Serienwiderstände in der RX/TX-Leitung (auf dem Board R2 u. R3 sowie Diode D1). Das scheint aber nicht immer zu helfen. Meine Lösung ist, auf den MAX232 zu wechseln, die sind mit derzeit €0,70 deutlich billiger wie der "Goldstandard" MAX3232 mit €14,-- (bei REICHELT als DIP-Version). Damit das klappt, ist R3 und D1 zu entfernen und durch eine Drahtbrücke zu ersetzen, alternativ und am schnellsten geht auch einfach mittels Drahtbrücke auf der Lötseite jeweils beide Teile zu überbrücken. Die 4 C's der Ladungspumpe müssen dann 1uF Kerkos sein, wie ja auch im Schaltplan angegeben ist. Bei 100nF kann der MAX232 bei längeren Zeichenketten die Signalpegel auf der RS232-Leitung nicht halten und die Daten werden verstümmelt.

Das Rausbrücken behebt auch gleichzeitig ein durch die Aktivitätsanzeige verursachtes TTL-Signalpegelproblem der RX-Leitung zum Z80-SIO. Manche Chips liefern hier wie's scheint mitunter zu wenig Pegel und ankommende Daten (vom Modem) werden nicht erkannt, also kein Empfang - obwohl etwas ankommt !?. Mit aufgestecktem Loop-Back Stecker geht's aber trotzdem. Was schon etwas irritiert. Mit der genannten Korrektur läuft's jetzt aber wie geschmiert - ohne Brandblase am Finger

[kurt]

ALL-IN für die Joyce RAM-Disk...
Hier jetzt der 2te Versuch. Beim ersten Anlauf stellte sich kurz nach dem einstellen der Bilder heraus, das in der Hardware ein massiver Fehler steckte, der dafür sorgte, dass alle in die RAM-Disk gescghriebene Daten verfälscht wurden - shit happens !

Nach 2-tägiger intensiver Suche (man finde mal einen Fehler, der nicht in der Schaltung steckt) und einer Nacht des Überschlafens, dann der Durchbruch: Wenn sich in der Schaltung schon kein Fehler finden läßt, checke doch einfach mal das Layout der RAM-Karte... Wie gesagt, der Fehler steckt nicht immer in der Schaltung. Der Überltäter war dann auch nach durchgehen aller Leitungsverbindungen schnell gefunden: es fehlten zwei Leitungen (!!!), nämlich D7 und A1 zum Pinheader P1 (Steckverbinder zur Backplane). Der eigentliche Hammer ist aber A1, was dazu führte, das Bytes verschwanden bzw. doppelt geschrieben wurden. Das Fehlen von D7 hätte Klein- zu Großbuchstaben gewandelt, ein eher offensichtlicher Fehler. Nun ja, viel Feind, viel Ehr - sagt sich da der Bastler. Nach einigen ausgiebigen Kopier/Verify-Test läuft nun alles nachgewiesen stabil und zuverlässig. Eine 1,9MB große RAM-Disk hat was...

Abschließend noch einige Screenshots. Die kiCAD-Daten kommen später, wenn alles aufbereitet ist.

Next stop: Firmware Habi-Soft Tastatur-Interface. Das ist der letzte Punkt auf meinem Projekt-Zettel. Man kann damit leben, aber es wäre dennoch ganz nett, wenn alles etwas PS2-Konformer wäre, einschließlich vorhandenem Quellcode. Außerdem ist das NUR noch Software, den Lötkolben kann ich endlich stecken lassen - kein Chaos mehr auf dem Eßtisch...

Boot-Screen.jpg (194.58 KiB) 13048 mal betrachtet

DiskInfo_RAM-Disk.jpg (298.05 KiB) 13048 mal betrachtet

Speichertest_RAM-Disk.jpg (276.12 KiB) 13048 mal betrachtet

Voll_bestuecktes_System.jpg (205.71 KiB) 13048 mal betrachtet

[kurt]

Und hier die kiCAD und Quartus2-Archive zur RAM erweiterung. Eine Anmerkung hierzu: die kleine Brücken-PCB welche die CPLD- und RAM-PCB am oberen Ende verbindet kann man gut auf einer Lochraster-Platine selbst löten. Der Abstand beider PCB's liegt gut im 2.54mm-Raster und ist schnell erledigt. Der alte Deckel vom Klotz muß ersetzt und neu gedruckt werden, da die neuen beiden PCB's mit der Brücken-PCB zu hoch sind.

PCW_CPU-SRAM-PCB_20240218.4.7z

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PCW_CPU-CPLD-PCB_20240218.6.7z

(4.14 MiB) 742-mal heruntergeladen

PCW_CPU-SRAM_Bruecken-PCB_20240220.0.7z

(545.61 KiB) 724-mal heruntergeladen

ALTERA_CPLD-20240519.0.7z

(357.57 KiB) 598-mal heruntergeladen

Update der MMU:
1. Die Slave-MMU kann jetzt auch 256kB-Mainboards mit mehr RAM bedienen. Hierzu muß der Pin "256k" am J1 auf GND gelegt werden.
2. Die Slave-MMU wird deaktiviert, wenn die Master-MMU im CPC-Modus betrieben werden sollte (nur in den unteren 128kB möglich). Diesen Modus gibt es zwar "offiziell" bei der Joyce nicht, ist aber "inoffiziell" in der MMU vorhanden. Das Joyce-CPM scheint ihn jedenfalls nicht zu verwenden.
3. Die 8MHZ gibt es nach wie vor nicht und wird es auch nicht mehr geben - geht mit externer CPU nicht, Sorry

Deckel2_Der-Klotz_20240502.7z

(50.18 KiB) 711-mal heruntergeladen

[Paul]

Bevor du den Lötkolben ganz weg packst:
Wie hoch ist deine Taktfrequenz und wieviel MHz verträgt die 2MB Speichererweiterung?
Sprich was ist mit der Sprinter Replica?

[kurt]

Wie hoch ist deine Taktfrequenz

Derzeit läuft das Mainboard noch ganz normal mit 4MHz. Nachdem die Speichererweiterung so gut läuft und zwei weiteren Nachten überschlafen, habe ich einige neue Ideen zum Thema 8MHz, die ich zu gegebener Zeit Aufgreifen werde. Ich denke das es machbar sein sollte (vermutlich dann aber nur mit Eingriffen ins Mainboard-Layout - das ist aber heickel). Wichtiger ist jedoch das HabiSoft-Tastatur-Interface, das als nächstes an der Reihe ist. Ich brauche jetzt erst einmal eine Hardware-Bastelpause

wieviel MHz verträgt die 2MB Speichererweiterung?

Es kommen AS6C4008-55 512kx8 SRAM-Chips mit 55ns Zugriffszeit zum Einsatz - die Daten reichen für 25MHz CPU-Takt. Das CPLD hat aber keinen PLL On-Chip, die 32MHz kann man da nur runterteilen, also 16MHz, 8MHz und 4MHz. Wie hoch man wirklich gehen kann, hängt davon ab, wie ich das Mainboard (die untersten vier 16k-Pages + IO-Bereich) mit ins Boot bekomme, denn es gibt nicht nur Ideen für sondern auch Fragen nach dem 'wie machen'. Ich will das jetzt hier nicht weiter ausbreiten und Hoffnungen wecken, denn ob es am Ende klappt, ist durchaus offen.

Trostpflaster (für's warten): Durch die große RAM-Disk und das IDE-Interface läßt sich mit der 4MHz Joyce durchaus flüssig arbeiten. Schnelle Speichermedien machen der Kiste richig Beine !

Sprich was ist mit der Sprinter Replica?

Habe ich noch nicht drüber nachgedacht. Würde wenn auch als aller letztes kommen, wenn alles fertig und klar ist, ob die 8MHz vernünftig machbar sind.

[kurt]

So, es geht weiter...

KLOTZ sucht Kontakt zur JOYCE...
Ein Adapter, um den KLOTZ an eine original Joyce stöpseln zu können fehlte bisher noch. Einzig eine Quelle für den gew. 50-pol Centronics-Stecker für die Platinenmontage wollte sich bisher nicht auftun. Vor einigen Wochen bin ich dann per Zufall auf eBay über ein passendes Angebot gestolpert - Fa. Kessler-Elektronic hatte sich aus der Deckung gewagt. Warum die Dinger so selten zu erhaschen sind kann ich mir nur damit erklären, dass ein Centronics-Anschluß mit 2x25 Pins heute nicht mehr so angesagt ist.

Da somit eine schon seit längerem vor sich hinschimmelnde Idee für einen Anschluß KLOTZ -> Joyce die Realisierungsphase erreicht hat, konnte es losgehen. Das 3D-Model des Steckers ist echtes Stückwerk aus 2 verschiedenen Modellen, einmal dem Hinterteil einer gew. Buchse und der Steckerteil von einem Centronics-Stecker für Kabelmontage - ganz im Sinne von Frankenstein 's Homunkulus, man nehme und pappe zusammen...

Der KLOTZ kann auf dem Systembus der Joyce nur aufgesteckt werden, die Klemmfedern der Systembus-Buchse finden am Stecker des Adapters leider keine Klemmnasen wie bei den Centronics-Steckern für Kabelanschlüsse. Es sollte aber trotzdem kein Problem sein, die Steckverbindung ist recht stramm und das Eigengewicht des KLOTZ'es nicht allzu hoch. KLOTZ und Adapter werden über 4 SPAX-Schrauben miteinander Verbunden, sodaß der Pin-Header als schwächste verbindung, entlastet ist. Also soweit alles kein Problem.

Da ich keine original Joyce besitze, gibt es auch kein Bild vom Endergebnis. Im pdf-Ordner des kiCAD-Archives finden sich 2 CAD-Bilder zum Adapter und der Montage Adapter-> KLOTZ. Im BOM-Ordner findet sich eine Stückliste, u. A. auch mit der Artikel-Nummer des Centr. Steckers zum leichteren auffinden für die Bestellung. Die Haltewinkel für die Verbindung zum KLOTZ sind die gleichen wie für EN-Velleman-Joyce -> KLOTZ. Die stl-Dateien liegen im step-Ordner, extra danach suchen zu müssen entfällt somit. SPAX- und M3-Schrauben sind die bisher auch verwendeten üblichen Verdächtigen. Wer bei den zurückliegenden Projektteilen einige mehr beschafft hat, sollte in seiner Bastelkiste fündig werden.

Den Funktionstest hat der Adapter an meiner DE-Velleman-Joyce zu 100% bestanden. Ein Foto von dem etwas abenteuerlichen Aufbau habe ich leider nicht gemacht. Das sollte soweit ok sein, denn so (wahnsinning) komplex ist der Adapter ja nicht, die 'Standardflachkabelverbindung', über die der KLOTZ an die DE-Joyce ansonsten angeschlossen wird, ist mit ca. 7cm sogar etwas länger als die Adapter-PCB und funktioniert auch anstandslos. Die Adapter-PCB ist in der länge so gewählt, dass der KLOTZ-Boden ca. 10mm über der Joyce-Rückwand zu liegen kommt. Wer will kann hier einige Filzfüsse aufeinander kleben und so einen zweiten Auflagerpunkt herstellen, damit beim Aufstecken der Adapter nicht gekantet werden kann. Somit...

...fehlt nur noch das kiCAD Archiv:

PCW_KLOTZ-Extension-Adapter_20240717.1.7z

(1.67 MiB) 472-mal heruntergeladen

Ich konnte nicht umhin, hier doch noch ein Foto:

PCW_KLOTZ-Extension-Adapter1.jpg

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