Mikroprocesor UB8830D a Comp JU+TE r




Zajímavý jednočipový mikropočítač UB8830D z bývalé NDR jsem představil již v raritách. Taktéž jsem tam představil i zajímavý domácí mikropočítač s tímto procesorem. Počítač s krkolomným názvem "Tiny Jugend Technik Computer", zkráceně Tiny, nebo JU+TE (a pro mě prostě Juťák) byl projektem východoněmeckého časopisu Jugend + Technik (obdoba našeho VTM). Kompletní návod vycházel v NDR jako seriál na pokračování od roku 1987 do 1990. Kromě podrobného popisu a schémat, nechyběly předlohy DPS, výpisy Eprom, rady k oživení počítače a také celá řada doplňků a modulů (programátor Eprom, paměťové moduly, různá rozhraní, apod.). Celý seriál nakonec vyšel i knižně.

Mikropočítač Tiny JU+TE

Obálka knihy se stavebním návodem a hotový počítač TINY JU+TE

Jedná se o podobně zpracovaný a hlavně dotažený projekt, jako byly Junior Computer či Cosmac Elf. Ovšem s tím rozdílem, že Juťák vznikl a byl publikován uvnitř železné opony. A když už se mi UB8830D dostal do rukou a když už jsem objevil Juťáka, a když jsem zjistil, jak jednoduchý je, prostě jsem nemohl jinak, než se do repliky pustiti:-) A to dokonce s takovou vervou, že jsem na čas přerušil práce i na Elfíkovi...

Kromě procesoru, Juťák neobsahuje žádné speciální nedostupné obvody. Vlastně i ten procesor se dá v pohodě nahradit ROM less verzí Z86C93 od Zilogu, jak dokládá replika TINY 2009. Obsah původní ROM stejně bude i v externí Eprom. První 2 kilobajty procesor s vnitřní ROM "venku" neadresuje, ale ROM less verze tam nalezne Tiny Basic.

Jediný obvod ve schématu, který vzbuzuje pozornost je podivný V 40098 D. Jenže se zjistilo, že se jedná o běžnou šestici třístavových invertorů s uvolňovacím vstupem. V šuplíku jsem našel 74LS240, který sice obsahuje invertorů 8 (potřeba jsou 4), ale to vůbec nevadí. Dvojici posuvných registrů D195D (7495) lze nahradit 8-bitovým 74165. Původně jsem si myslel, že tam zkusím dát 74166, ale nakonec jsem 74165 v šuplíku našel taky. Nakonec jediné, co jsem nenašel, byl krystal 8 MHz. Mám 2, 4, 6, 10, 12 a 16 MHz... Jenže mám taky dostatek 7493A, takže jsem na malé pomocné destičce "spáchal" 8 MHz časovou základnu se 7400, 7493A a krystalem 16 MHz. Škoda, že nejde nahradit i ten dělič čtyřmi s D174D (7474). Signál 2 MHz by se také dal odebírat z toho mého děliče 7493A, ale dělič s 7474 potřebuje samostatné nulování. Ale vlastně by to taky šlo, kdyby se výstup nějak hradloval (ANDem).

Po vzoru TINY 2009 hodlám osadit RAM 62256 a EPROM 27256. Vlastně Eprom dám 27512, protože jich mám dost a jumperem na A15 budu moci přepínat dvě banky. Mohl bych do jedné banky zkusit i ten FORTH, který je pro Juťáka k dispozici. Z EPROM je využitelných vlastně jen 22KB, protože první 2KB obsazuje interní ROM a posledních 8KB v paměťovém prostoru zabírá klávesnice. Adresový dekodér ponechám 74138 a jednotlivé čipselekty pro RAM a EPROM sloučím 4-vstupými AND hradly 7421.

Na následujících obrázcích je originální schéma zapojení mikropočítače v minimální verzi s 1KB RAM a 2KB EPROM:

schéma mikropočítače Jugend Technik Computer schéma mikropočítače Jugend Technik Computer schéma mikropočítače Jugend Technik Computer schéma mikropočítače Jugend Technik Computer

Tolik k zamýšleným úpravám a náhradám. Nejprve se pustím do procesorové desky a teprve jestli se mi podaří "chytit obraz", dodělám klávesnici. Pochopitelně nějakou solidní klávesnici, protože ta původní s tlačítky z vláčkových TT-ovladačů je fakt příšerná:-) Také se tentokrát pokusím používat pouze čistokrevné TTL-LS obvody, případně i bez LS. Byl jsem totiž přátelsky upozorněn, že nostalgik do starých kompů necpe HCT:-) Ale vlastně ten 74165 mám v HCT... No nic. Dám ho do patice a až seženu LS verzi, vyměním ho:-))

Ještě poznámka k UB8830D. Podle dokumentace k Juťákovi obsahuje tento jednočip nějaký testovací program. Jelikož moc nevládnu jazykem německým, moc tomu nerozumím. Nejspíše se před zapnutím propojí P3.2 a P3.5 a po zapnutí procesor začne vykonávat testovací program z interní ROM. Dle popisu se test projeví signálem o kmitočtu 5,45 Khz na portech P0 a P1. Uvidíme...


*** Aktualizace: ***

Ještě, než jsem stihl vydat předchozí text, už musím opět aktualizovat, protože mě juťák zcela pohltil:-) Nicméně jsem pokročil. Procesor UB8830D opravdu obsahuje nějaký testovací program. Po resetu s propojkou mezi P3.2 a P3.5 je opravdu možné na portech P0 a P1 naměřit signál s kmitočtem 5-6 kHz (kmitočet se na jednotlivých pinech liší). Procesor tedy žije!

Toto zjištění mi ale nestačilo. Hodil jsem "nocovku" a ve dvě ráno jsem procesorovou desku bez klávesnice konečně mohl připojit k televizi. Jelikož jsem osadil trimr i na místě odporu z výstupu posuvného registru, bylo naladění obrazu pomocí dvou trimrů docela dobrodružné. Nicméně se obraz objevil. Po opravdu pečlivém a jemném doladění byl stabilní a čistý. Jeden z trimrů jsem posléze nahradil pevným odporem. Pouze dole se objevuje nějaký "šum svistu" a nevím, co to je. Ovšem trochu jsem si "hrál" se vstupy od klávesnice a jednu chvíli se mi podařilo šum odstranit. Jindy se mi zase podařilo "namačkat" nějaká čísla a obdržet chybovou hlášku:

replika mikropočítače Jugend Technik Computer
juťák (bez klávesnice)
replika mikropočítače Jugend Technik Computer
první spuštění juťáka (2K OS)

Ale po prostudování několika dobových fotografií běžícího juťáka i fotografií replik jsem zjistil, že tam ten šum mají taky. Asi je to u verze s 2K OS normální... Jelikož postupuji od píky, mám v Eprom zatím nejjednodušší 2K Betriebssystem. Až se s ním seznámím, přejdu na 4K, případně 6K verzi. Nyní je ale na řadě "tastatura".

******

Záhada "šumu svistu" alias "mlhoviny z Andromedy" vyřešena. V podstatě se jen stačilo dobře najíst, vypít si dobrou kávu a dobře se podívat na to schéma. Ta šoupačka (posuvný registr) je připojená přímo na datovou sběrnici. A protože synchronizační pulsy budou portem P3.7 zřejmě generovány nepřetržitě v přerušení, je tak divák průběžně graficky informován o všem, co se na databusu děje:-) Mlhovina není nic jiného, než činnost procesoru v době, kdy se nevěnuje zobrazování. Zde je krásně vidět, jak je procesor využíván. 90% času se věnuje tvorbě videosignálu a zbylých 10% si "něco šudlá". A z toho šudlání ještě drtivou většinu času čeká na stisk klávesy:-) To je obvyklý koncept osmibitových domácích počítačů let osmdesátých a je to všeobecně známo. Ale přeci jen je působivé to vidět takto na vlastní oči:-) Takže mlhovina je v pohodě a je to jen daň za maximální jednoduchost. Můj Juťák je tedy zřejmě OK. Jde se tvořit klaviatura:-)

replika mikropočítače Jugend Technik Computer
zárodek klávesnice
replika mikropočítače Jugend Technik Computer
způsob připojení klávesnice

Není těžký uhodnout, že se čeká na tlačítka. Tolik stejných (48) jich v šupleti opravdu nemám...


*** Das Tiny JU+TE Computer ist fertig! ***

Tak tlačítka došla a konečně jsem se mohl pustit do dokončení klávesnice:

replika mikropočítače Jugend Technik Computer
juťákova klavka
replika mikropočítače Jugend Technik Computer
kompletní juťák

Ještě předtím mi však přišel objednaný čínský programátor G540 takže jsem si mohl připravit i pořádnou EPROM. Jak jsem již avizoval výše, použil jsem typ 27512 o kapacitě 64KB. Jelikož je v juťákovi využitelných pouze 32KB, udělal jsem přepínání bank pomocí jumperu na A15. V jedné bance tam mám pouze základní 2K operační systém a ve druhé je kompletní obraz ze stránek o juťákovi TINY 2009, který čítá vylepšený 4K operační systém a nějaké užitečné basicovské (zejména hry) i strojové programy (mezi nimy i komunikaci s PC a programovací jazyk FORTH). Škoda, že po "forthovsku" neumím ani žblebtnout...:-)

replika mikropočítače Jugend Technik Computer
juťák v akci
replika mikropočítače Jugend Technik Computer
úvodní obrazovka 4K OS

replika mikropočítače Jugend Technik Computer
basicovský program
replika mikropočítače Jugend Technik Computer
juťák zdraví NOSTALCOMP!

replika mikropočítače Jugend Technik Computer
Master Mind
replika mikropočítače Jugend Technik Computer
Jute - FORTH

Juťák má také Basic "zadrátovaný" do klávesnice, podobně jako Sinclairy ZX. Ovšem možnosti Tiny Basicu jsou velmi omezené. Přesto je to použitelné a na cvičné a výukové účely to musel být dobrý počítač pro mládež. Na rozdíl od těch Sinclairů a jiných domácích osmibitů té doby, má "čitelnější" zapojení a je velice jednoduchý. Kladem jsou také volné porty jednočipu se snadným ovládáním, které jsou uživateli k dispozici. Komfortem obsluhy se juťák sice s věhlasnými osmibity měřit nedokáže, ale dá se na něj zvyknout. Je škoda, že se tento koncept nedostal ve své době z NDR i k nám. Mohli jsme tady mít o pár odborníků více a o pár notorických hráčů měně...


Jděte to doho!

Jestli si chcete pohrát, juťáka si rozhodně postavte. Je sice pravda, že sehnat originální UB8830D je skoro nemožné, ale Z86C93 by měl být stále k dispozici a pokud do Eprom nahrajete i Tiny Basic, měly by oba procesory být přímo záměnné 1:1, jak dokazuje již zmiňovaná replika TINY 2009. Vlastně i ve své replice ten Tiny Basic v Eprom mám, akorát tuto část paměti UB8830D neadresuje a využívá svou interní ROM.

Veškeré dostupné materiály k JU+TE naleznete na těchto stránkách: http://hc-ddr.hucki.net. Schémata, články z časopisů, knihy a další dostupnou dokumentaci + pochopitelně spoustu software a odkazy na stránky s dalšími replikami. Doporučuji. Jen to chce oprášit jazyk germánský:-)


*** Aktualizace ***

Juťák zaznamenal průlom do zahraničí:-) Zmínka o mé replice se objevila na německé stránce http://hc-ddr.hucki.net/wiki/doku.php/tiny:nachbauten (úplně dole), ze které jsem načerpal většinu informací o tomto zajímavém počítači. Ale trochu jsem si o to řekl vychloubáním se v jejich knize návštěv:-)


******

replika mikropočítače Jugend Technik Computer


RET



Odladěno na MS IE 8.0 a Firefoxu při rozlišení min. 1024 x 768 pixelů
www.NOSTALCOMP.cz    2010  -  2017