NCB85 7. nové NCB85v2

NCB85 bolo navrhnuté ako minimalistická doska s 8085 procesorom. Chcel som ho využívať na testovanie úprav na kompileri SmallC. Časom naviac oproti plánovanému jednoduchému bootloaderu pribudol MON85 a nakoniec aj CP/M. Toto podstatne zvýšilo využiteľnosť a atraktivitu NCBčka. Dokonca aj v mojich očiach :-)
Fantastický popis NCB85 je na stránkach: Nostalcomp a 8bity. Popis CP/M pre NCB85 je tu: Borik
Po takmer dvoch rokoch sa prvá séria dosiek minula, ale občasný záujem tu stále je. To bol dôvod prečo som sa rozhodol pre druhú verziu.

Popis

NCB85v2 obsahuje výlučne súčiastky, ktoré sa montujú klasicky do diery. Minimálny rozostup pinov je 2.54mm, čo je vzdialenosť dvoch pinov na DIP puzdre. Na osadenie postačuje aj pištolová letovačka. Tú samozrejme neodporúčam, pretože nemá reguláciu teploty a veľmi ľahko môže zničiť dosku prehriatím a odlepením medi z podkladu.
Rozmery dosky sú jemne väčšie ako u prvej verzie. Tentokrát je to štandardných 16x10 cm.



Opravy
Nové NCB85v2 opravuje chybu prepojenia výstupu časovača so vstupom RST6.5. Teraz tam je správne vradený invertor.
Naviac opravuje aj druhú chybu časovača - príliš krátky prerušovací impulz. Pôvodne mal pri auto-reload mode výstupný impulz z timera 8155 dĺžku iba 10 alebo 16 strojových cyklov. V prípadne kryštálu 6.144MHz a deličky 7490 to bolo 10. V prípade 9.8304 MHz kryštálu a deličky 7493 to bolo 16 strojových cyklov. Lenže viaceré inštrukcie 8080 potrebujú až 18 strojových cyklov. Kedže sa prerušovací vstup testuje jeden krát za dobu vykonávania inštrukcie, dochádzalo k nevyhnuteľnému. Niektoré impulzy na prerušovacom vstupe sa strácali.
Nové NCB85v2 má do časovača privedený signál nezávislý od rýchlosti CPU a už pri kryštáli 6.144Mhz bude dĺžka výstupného impulzu 20 strojových cyklov. Pri použití rýchlejších kryštálov to bude zodpovedajúco viac.
Tentokrát je možné použiť aj 2716 a 2732 EPROMky v DIP24 puzdre. Na pine 24 je privedené VCC. Pri použití 27128 bude A13 stále na VCC. V starom NCB85 by bolo na GND.

Kompatibilita
Nové NCB85v2 je spätne plne kompatibilné. Všetko čo fungovalo na starom NCB85 funguje aj na novom. Sú tu staré známe 8251A a 8155 spolu s 64k RAM a 2-8kB ROM.
Adresy IO ostali rovnaké:
8251A - 08H..09H
8155 - 00H..07H
MON85 aj CP/M aj skúšobné programy využívajúce 8155 fungujú ako predtým. CPU môže mať osadený akýkoľvek kryštál, ale z hľadiska výkonu bude rozumné minimum asi 6MHz.
CMOS obvody OKI vraj dokážu fungovať až s kryštálmi 24MHz. Osvedčené CPU Toshiba spoľahlivo fungujú s kryštálmi 9.8304MHz. Rýchly test ukázal funkčnosť dosky s CP/M s kryštálom 12.228MHz.16MHz!! Pri 20MHz ešte stále nabootuje CP/M, ale potom sa už občas nejaká chybička objaví.

Zmeny
Rýchlosť sériového prenosu cez 8251A je nezávislá od hodín CPU a je voliteľná hardwarovo. Jedným jumperom je možné zvoliť baud rate v rozsahu od 600 do 38400 baud.
Pribudol dvojitý UART 16552. V pomerne malom puzdre sa nachádzajú hneď ďalšie dva sériové porty. To navyšuje celkový počet sériových portov na 3.
Pribudli dva "klasické" obvody 8255 a 8253/8254. Prvý je pripojený do DSUB 15 pin konektoru, ktorý je zapojený rovnako ako rozhranie pre PMD32. Port B a polovica portu C sú vyvedené na klasické headre so zámkom.
8253 je vyvedený na headre s tým, že k RST6.5 je možné pripojiť jeho timer/counter 0 namiesto timeru/counteru z 8155.

Konfigurácie
NCB85v2 je možné osadiť v minimálnej konfigurácii s 8251A/8155 a neosádzať 16552, 8253 a 8255. CP/M s BIOS V1.2 funguje cez 8155. Generátor baud rate potrebuje kryštál 9.8304MHz.
Samozrejme je možné osadiť 8255 a ďalšie obvody a neosadiť 8155.Časom snáď pribudne Už máme aj CP/M BIOS V2.0 upravený na porty 8255. PMD32SD sa pripája priamo ku NCB85v2 cez DB15 konektor. CP/M ponúka okrem filesystému aj veľký výber interpretrov, prekladačov (BASIC, C, PL/M, Lisp ..) a ladiacich nástrojov (DDT, SID, MAC, ..). Takto je možné písať programy v plnohodnotnom operačnom systéme, ktorým ostane k dispozíci 34 IO-pinov, štyri timer/countery a dve sériové linky.

Rozšíriteľnosť
Na doske je rozširovací konektor IDC 40 pinov. Vyvedené sú dátová a adresová zbernica. Riadiace signály WR/M, RD/M, WR/IO, RD/IO, RESET, INTR, INTA, ALE a pár ďalších.
Počíta sa s rozširovacou doskou, ktorá bude obsahovať radič disketových mechaník, stránkovanú a zálohovanú RAM 512kB s možnosťou non volatile RAM disku. Ďalej radič I2C zbernice s nejakým I2C obvodmi priamo na doske (IO porty, real time clock / calendar, teplomer, EEPROM). Tieto obvody by malo byť možné využívať aj v prípade, že rozširovacia doska bude pripojená k inej doske, napríklad nejakej s CPU Z80. Iba pre CPU 8085 a teda dosku NCB85v2 tam ešte bude veľmi zaujímavý obvod 8256. Tento obvod kombinuje v jednom puzdre UART, IO, timer/countre a radič prerušení(8251+8255+8253+8259)!

Nové chyby :-(
Objavil som jednu popisku (na plošáku) pri JUM4, ktorá má správne byť pri JUM3. Hovorí, že treba vytiahnuť príslušný jumper ak sa zapojí JUM5 na aktiváciu ALL RAM (CP/M) módu.
Jedna malá chyba je v zapojení tretieho sériového portu. Pin 31 obvodu TL16552D mal ísť na VCC. Ale nie je to nič vážne, pri osadení JUM9 to bude fungovať. TL16552D je jediný obvod, ktorý som zatiaľ neosadil a neotestoval. Nemám ho, ale už som ho objednal z USA. funguje to aj bez JUM9. Obidva kanály UART 16552 sú funkčné a otestované :-)





Dostupnosť
Ponúkam zopár dosiek a nasledovné súčiastky ako nekompletné kity: 8251A a 8254 aj so socketmi, 8085 CPU, 8155, kryštál 6.144MHz, 9.8304MHz a 16MHz. V prípade záujmu môžem ešte poskytnúť 7400, 7432, 74138, 74573, RAM, 8255, 8256 a naprogramované EPROMky.

Na stiahnutie
Schema

NCB85 8. nedokumentované inštrukcie 8085

Trocha som zase pátral po informáciach o (nedokumentovaných) inštrukciách CPU 8085. Našiel som dva pekné 8085 cheatsheet-y

Jeden je tu:
http://saundby.com/electronics/8085/8085Ref.pdf

Druhý od Pavla Zímu je tu:
http://pastraiser.com/cpu/i8085/i8085_opcodes.html

Obsahujú aj nedokumentované inštrukcie, ten od Pavla dokonca aj ich časovanie a popis zmeny príznakov.

No a čo je hlavné, podarilo sa mi získať takmer 40 ročný dokument, priamo z ... :-) Nie celý. Ten veľmi milý pán, ktorý to skladoval celé tie roky mi oscanoval časť popisujúcu to čo nikdy nemalo byt zverejnené. Kedysi pracoval v ... a priamo na 8085.

Takže tu je to prepísané a k dispozícii ďalším fandom do vykopáviek. Z pochopiteľných dôvodov sem nebudem dávať scan. Z tých istých dôvodov sú tu aj bodky namiesto mena istej známej firmy. Pre známych je dokument k nahliadnutiu u mňa :-)

Začnem tým čo sa vyskytuje na toľkých miestach na webe:

Popis

DSUB
BC pair is subtracted from HL Pair affecting all flags. HL = HL - BC. Táto inštrukcia je opak DAD B.
Hex Code: 08h
States: 10
Flags: Z,CY,S,P,AC,V,K

JNK [16bit location]
Jump to Location if 'K' flag is reset
Hex code : DDh
States: 7/10
Flags: unaffected

JK [16bit location]
Jump to Location if 'K' flag is set
Hex Code: FDh
States: 7/10
Flags: unaffected

ARHL
Arithmetic right shift of HL register pair. MSB of the H register which means the mark does not change. The least significant bit of L register enters into the CY flag.
Hex code : 10h
States: 7
Flags: CY,V

RDEL
Rotate Left DE Pair
Hex code: 18h
States: 10
Flags: CY - depends on Bit 15

LDHI data
Add Immediate to HL pair. DE = HL + imm
Hex Code : 28h
States: 10
Flags: unaffected

LDSI data
Add Immediate to Stack Pointer. DE < - SP + imm Description: Adds an 8 byte number to the SP
Hex Code : 38H
States: 10
Flags: unaffected

RSTV
Description: Does a RST 8 instruction when the 'V' (must be overflow)flag is SET.
Hex Code: CBh
States: 6/12
Flags: unaffected

LHLX
Description: Loads HL Pair with the contents of address stored in the DE pair. HL = [DE]
Hex Code: EDh
States: 10
Flags: unaffected

SHLX
Description: Stores the HL Pair contents to the address specified in the DE pair. [DE] = HL
Hex Code: D9h
States: 10
Flags: unaffected

Popis príznakov

Pribudli dva nové príznaky K a V. Mali hlavne uľahčiť prácu s číslami so znamienkom.
K príznak je bit 5 v PSW registri. V je bit 1.

V príznak je: carry príznak do najvyššieho bitu "exclusive-or" carry príznakom z najvyššieho bitu(čo je C, bit 0 v F registri) - čo je štandardný výpočet pretečenia pre sčítanie a odčítanie so znamienkom.
Popis flagu podľa dokumentu je:
Overflow. Set if signed overflow occurs. V is affected by DAD, DSUB, RDEL, the rotates and any instruction which affects S, AC and P.

Skoro všade je príznak K popísaný zmätočne a navyše aj nesprávne. Dá sa nájsť takáto rovnica:
K = S1 & S2 | S1 & R | S2 & R.
Je to zle, neplatí to v určitých prípadoch. K príznak je v skutočnosti: V príznak "exclusive-or" S príznak.
Správny popis flagu podľa dokumentu je:
Greater than. Set if a signed greater than occurs in a comparison or subtraction (i.e. BC > HL in DSUB). Cleared if not. K is also affected by any instruction which affects S, AC and P although the result is meaningless. Additionally, INX, DCX set K if carry (borrow) occurs. This makes efficient double length loop counting possible.

Ultimátny dôkaz majú na "svedomí" fanatici, ktorý leptajú staré procesory a pod mikroskopom skúmajú kremík. Reverzným inžinierstvom už pred rokom prišli na to čo mám teraz potvrdené aj z dokumentu od toho milého pána.
http://www.righto.com/2013/02/looking-at-silicon-to-understanding.html

A pikoška na záver. Dôvod "utajenia" nebol ani problém s chybovosťou a ani (teda nehralo to hlavnú úlohu) nekompatibilita s prichádzajúcim 8086. Bol prozaickejší. Je na to pekné české "nejsou lidi". Ale je fakt, že to nemalo prioritu. Bol to dead end. 8086 už takéto príznaky nemalo.

Na stiahnutie:
Tundra 80C85 datasheet (kde to je tiež zle :-))
80C85

XT Mánia 9. WiFi bigger box

WiFi Vonets krabička vyriešila problém osamoteného XTčka v pivnici. Lenže hore pri mojom stole mám na zemi okrem pracovného PC ešte aj druhé PC, a to XTčko v mini tower AT skrinke. Mám stôl obložený z každej strany :-)

A tu bola situácia podobná. Pracovné PC malo WiFi kartu v PCI slote. XT som mal pripojené cez kábel do pracovného PC, ktoré mu tak slúžilo ako gateway do internetu. Nie je to ideál, lebo ak chcem ísť na XT musím zapnúť aj pracovné PC. Inač by som bol bez internetu a teda aj služby aktuálneho času.

Včera sa mi podarilo rozbehnúť druhú variantu. Nie je celkom taká jednoduchá ako Vonets. Nedá sa vybaviť pár kliknutiami. Ale odmenou je, že mám na poschodí lokálnu sieť, ktorá je cez WiFi pripojená do už existujúcej domácej siete. Volá sa to client bridged. Čiže na poschodí mám počítače zosieťované cez kábel, a iba keď potrebujem ísť von z tejto lokálnej siete ide prenos cez WiFi. Je to vhodné napríklad aj na prenos veľkého množstva údajov. Kábel je rýchlejší. WiFi časť na hornom (na obrázku pravom) routri neslúži ako AP. V dome je stále iba jedna WiFi sieť. Router pracuje v pasívnom režime, svoju WiFi časť využíva ako náhradu za neexistujúci kábel medzi poschodiami. Existuje ešte aj Repeater Bridge režim. Je to isté ako Client Bridged, ale navyše pridáva ďalší AP, čo som ja nechcel.



http://www.dd-wrt.com/wiki/index.php/Client_Bridged

Základom je router, ktorý ma v sebe DD-WRT (alebo podobne funkčný) firmware. Ja konkrétne som skúsil TP-LINK TL-WR740N, ktorý sa dá v Alze kúpiť za 13,60- EUR bez DPH.



Podľa návodu na stránkach DD-WRT som mu preflashoval firmware. Tu nastal trochu zádrhel. Prestali blikať LEDky indikujúce konektivitu na LAN portoch. Myslel som si, že som v pr... že mám problémy. Ale WiFi stále blikalo, aj pripojiť sa dalo cez WiFi. Skrátim to, po nejakej dobe som zistil, že LEDky síce nesvietia ale konektivita tam stále je. Takže som to nakonfiguroval podľa návodu, a bum! Začalo to fungovať. Mám na pracovnom stole 5x lan prípojku a v každej z nich je internet.

Nakoniec sa mi podarilo vyriešiť aj zhasnuté LEDky pre indikáciu spojenia a aktivity na lan portoch. Google mi poradil firmware, ktorý nie je oficiálny. Je novší a LEDky s ním pekne svietia a poblikávajú.

XT Mánia 8. WiFi

Veľké, ťažké a hlučné desktop XTéčko Commodore PC10-II so zeleným monitorom mám v pivnici. Je to fakt opacha a nosiť po schodoch sa mi ju nechce. Navyše hore ani nemám voľný stôl kam by som ju položil. Lenže odkedy mám v XTéčkach sieťové karty a využívam ich, bol som obmedzený dosahom kábla. V dome mám síce WiFi ale XTčko som musel pripájať cez kábel. Už nemusím. Teraz sa v pohode pripojím z notebooku na XT bez jediného kábla.

Viem, že nie som prvý kto to riešil, tak moje riešenie možno niekomu pomôže. To riešenie sa volá Vonets VAP11G bridge. Predáva sa na eBay okolo 20,- USD. Používa sa na pripojenie IP kamier, inteligentných televízorov a podobne do WiFi siete. Funguje aj s XT a mTCP balíkom :-)



Vonets je malá modrá ľahučká krabička. Má jeden RJ45 kábel. Napájať sa dá cez redukciu z USB. (kde by XT vzalo USB ??) Alebo cez vlastný napájací kabel, alebo a tak to napájam ja, cez jack. Rozsah je vraj 5-15V. Ja mu dávam 9V.



Podporuje aj WPA-PSK šifrovanie. Pred prvým použitím, je ho nutné pripojiť k nejakému Windows PC. Dodávaná konfiguračná utilita, umožňuje vyhľadať WiFi, zvoliť si prípadne IP adresu, zadať heslo a je to. Nakonfigurovaný Vonets sa potom pripojí do ethernet portu v XT sieťovej karte. Privedie sa napájanie a za pár sekúnd sa pripojí na WiFi. Od tejto chvíle je XTčko v sieti. Je treba zvoliť zodpovedajúcu IP adresu, gateway a DNS. Funguje parádne.



Hneď po štarte si stiahne aktuálny čas a dátum. Sťahovanie z internetu ide rýchlosťou cca 26kB/sec. Rovnakú závratnú rýchlosť dosahujem aj keď si presúvam obsah na disk XTčka z PC.

XT Mánia 7. CGA snow

Za starých časov, keď PP-06 bol môj jediný a prvý computer, som mal na jeho CGA kartu pripojený zelený monitor. A užíval si dnes už legendami opradený CGA snow - sneženie. Ale nie, neužíval. Vtedy som to za prvé ani nevnímal. A za druhé som to bral ako niečo čo tam má byť. Nie ako nepodarok, ktorý IBM nikdy nemalo pustiť do sveta.

Pred cca rokom som zohnal Commodore PC10-III s integrovanou CGA grafikou na mainboarde. Nedočkavo som kúpil zelený monitor a zapol to. Sláva zase som po dlhej dobe videl starý známy 8x8 font, ktorý som kedysi tak miloval. Ale nebolo to 100%.

Niečo tomu chýbalo. Trvalo mi dlhšie, kým som na to prišiel. A potom mi to doklaplo, veď tam nevidím sneženie !! CGA v PC10-III už je vylepšená, má odstránený snežiaci efekt. Podobne, aj mnohé CGA klony nesnežia. Týka sa to hlavne krátkych kariet.

Poznáte aké to je s fanatikmi. Nebol som spokojný. Nebol som spokojný až .. Dnes mi prišla na eBay kúpená dlhá karta. Presne zapasovala do druhého Commodora PC10-II. Pripojil som ju a výsledok môžete obdivovať na videu :-) Je to proste paráda !



NC som vybral preto, lebo tam je to sneženie ozaj výdatné :-)

XT Mánia 6. Ethernet

Keď som mal svoj prvý počítač, čiže slušovickú kópiu IBM PC/XT s označením PP-06, nikdy mi nechýbal internet. Všetko sa vtedy ešte prenášalo na disketách. A 5.25 palcová disketa bola celkom bežná. Na škole sme mali internet, ale nie ako dnes. Vtedy bola celá škola pripojená cez jednu linku - modem 33kbps. Netscape už tuším existoval, ale len vo verzii 1.0. A nikto ho nepoužíval. Na internet sme chodili ťahať. Či už texty piesní (lyrics) alebo nejaké softy. A na to sa používalo FTP. Dodnes si spomínam na učebňu plnú študákov, ako každý sedí za X terminálom a prezerá cez FTP kyberspace. Potom to už išlo rýchlo. Prišli Windows 3.11, netscape a WWW sa stalo normou.

Dnes je internet aj na XT :-) Je potreba software a hardware. Mike Brutman z vintage-computer napísal veľmi pekný balík mTCP. Minimálna konfigurácia je CPU 8088. mTCP obsahuje DHCP, Telnet, FTP, IRC, Ping, Netcat, SNTP a HTGet. Ďalej je treba sieťovú kartu. 8-bitové ISA karty nejaké existujú, ale nemajú RJ45 konektor. Väčšinou majú AUI a BNC konektory. Ja som zvolil 16-bitovú kartu s čipom Realtek a RJ45 konektorom. K tejto karte existuje aj PacketDriver. PacketDriver je nevyhnutný, pretože mTCP komunikuje s kartami práve cezeň. Realtek karty majú vždy možnosť konfigurácie cez DOS utilitu a niekedy sa dajú nastavovať aj jumprami. Moje karty som nastavil na IO adresu 320h, aby nekolidovali s XT-IDE kartou. IRQ som nastavil 5.

Po konfigurácii karty a úspešnom nahraní PacketDrivera už môžeme používať mTCP. mTCP potrebuje konfiguračný súbor s IP adresou, adresou gateway a DNS servera.

SNTP
A takto to vyzerá v praxi. Po boote si na PC/XT ktoré nemá RTC získam aktuálny čas cez službu SNTP.


FTP klient
FTP funguje ako zvyčajne. Akurát na ftp.funet.fi už žiadne lyrics nie sú. Ale server stále aj po toľkých rokoch žije.


FTP server
Veľmi užitočný je aj FTP server. Komfortne sa dá napríklad odzálohovať celý disk. Určite je to rýchlejšie ako prenos cez diskety :-) Na strane Windows používam TotalCommander.


SLIP
Je možné mať internet aj bez sieťovej karty. Prenosy idú cez nullmodem kábel. Je treba použiť PacketDriver pre sériový kábel. Ale na druhej strane musí byť linuxový stroj. Bližší popis je v slip.txt v balíčku mTCP.

SCC11. SmallC - PMI80

Neuveriteľné (pre mňa) sa stalo skutočnosťou. Na jednodoskáči s klávesnicou a sedemsegmentovým displayom beží program napísaný v C. Trocha to rozpíšem. Jedná sa o PMI80. Ten program v C sa samozrejme nezadáva cez klávesnicu a ani sa nekompiluje na PMI80. Program sa kompiluje pomocou SmallC na PC a napáli sa do EPROM. Je to o dosť zdĺhavejšie ako mať k dispozícii veľkú RAM a sériový bootloader. Práve preto som kedysi postavil NCB85.

Tu beží program v C
Istý Jakub si na aukro.cz kúpil toto PMI80 z obrázku. A nedalo mu to, skúsil na ňom C spôsobom ako som opísal. A nutno povedať, že s úspechom.


Data a Code segmenty
Pri preklade do RAM je vcelku jedno, kde sa nachádza program a kde premenné. Iné je to ale pri použití ROM. Program je v ROM, pretože jeho obsah je pevne daný a nemení sa. Ak teda zrovna nepoužívame samomodifikujúci sa kód. Ale premenné musia byť v RAM. Na toto majú assemblery možnosť definíce dátového a kódového segmentu alebo aj ďalších segmentov. Linker potom priradí každému segmentu adresu a vygeneruje správne skoky a návestia. Ja som nazval v SmallC dátový a programový segment takto:

Programový kód je umístěn do oblasti uvozené:
.area SMALLC_GENERATED (REL,CON,CSEG)
globální proměnné pak do:
.area SMALLC_GENERATED_DATA (REL,CON,DSEG)

Jakub poslal aj popis ako sú uložené dáta a program.

Lokální proměnné jsou jako obvykle umísťovány na stacku. Pro použití s PMI-80 je potřeba oblast SMALLC_GENERATED_DATA přesměrovat někam mezi adresy 0x1c00 a 0x1fff, kde je jediný 1KB RAM (přičemž je třeba mít na zřeteli, že od konce RAM směrem dolů roste stack). Já programová data umísťuji od adresy 0x0800 kde na mém upraveném PMI začíná třetí KB ROM a je to začátek druhého EPROM čipu. Programy do PMI dostávám pomocí mazačky a programátoru EPROM. Majitel neupraveného PMI bude muset linkovat na adresu 0x0400, nebo také do RAM (ale opravdu jí není mnoho). Já zatím do RAM program nelinkoval, protože stejně zatím nemám žádný loader, kterým bych ho bez použití naprogramované EPROM dostal na místo.

takto vyzerá výpis na display

update_disp(mpx,seg)
   unsigned char mpx;
   unsigned char seg;
   {
     mpx;
#asm
     mov b,l
#endasm
     seg;
#asm
     mov a,l
     out 0xF8
     mov a,b
     out 0xFA
#endasm
   }

a takto krátený hlavný program

for (a = 0; a < 37; a++) { //pres celou tabulku znaku v kodu monitoru
   disp_buff[0] = (a >> 4) & 0x0f;
   disp_buff[1] = (a ) & 0x0f;
   disp_buff[2] = PMI_CH_equal;
   bin2bcd(a, &disp_buff[3]);
   disp_buff[6] = PMI_CH_equal;
   disp_buff[7] = PMI_CH_equal;
   disp_buff[8] = a;

   for (c = 0; c < 100; c++) {
     for (b = 0; b < 9; b++) {
       update_disp(~b, seg_data[disp_buff[b]]);
       delay(10);
     }
   }
}

C na PMI80. Kto by si to bol kedy pomyslel ? Kto by mal záujem o podobné hrátky bude sa musieť spojiť s Jakubom. Ja PMI80 nevlastním ;-)