Test procesoru INS 8060 (SC/MP II)




Když jsem získal slavný "Simple Cost-effective Micro Processor" SC/MP II, neboli INS8060 firmy National Semiconductor, chtěl jsem vědět, zda vůbec žije. Dal jsem se tedy do vymýšlení nějakého jednoduchého testovacího zapojení. Již po zběžném prostudování datasheetu bylo jasné, že procesor by se dal otestovat jednoduchým a populárním NOPováním. Má klasicky oddělenou datovou a adresovou sběrnici a klasické řídící signály. Pouze je nutné vzít v úvahu, že na datové signály jsou multiplexovány nejvyšší adresy (4 bity) a nějaké další stavové informace. Není tedy vhodné připojovat instrukci přímo na data (šlo by to s velkými odpory), ale je technicky čistší a bezpečnější použít třístavový oddělovač ovládaný signálem /NRDS pro čtení z paměti.

INS 8060 + 8154
INS 8060 + 8154
tester CPU 8060 SC/MP II
tester CPU 8060 SC/MP II

Při podrobném studiu mě však upoutala instrukce SIO. Procesor 8060 má jeden sériový vstup a jeden sériový výstup, podobně jako třeba intelácký 8085. Jenže na rozdíl od toho Intelu se k jejich ovládání používá jediná instrukce: SIO. Instrukce přečte stav sériového vstupu SI, hodnotu vloží do MSB bitu interního registru E, registr odrotuje vpravo a LSB bit vystaví na výstup SO. Takže jsem nakonec testovací zapojení realizoval s touto instrukcí takto:


    tester CPU 8060 SC/MP II


Zapojení je opravdu velmi jednoduché a zadrátoval jsem to na nepájivém poli (viz. foto výše). V podstatě se jedná o stejný princip jako klasické NOPování, avšak procesoru není podstrčena instrukce NOP, ale SIO (serial input output). Procesor tedy neustále čte stav vstupu SI a přes interní registr E jej posílá na výstup SO. Při provozu tedy jednak můžeme pozorovat čítání na adresových výstupech A0-A11 (jako při NOPování) a hlavně pomocí LED vidíme, že procesor opravdu čte SI a modifikuje SO (uvolněné tlačítko - LED svítí, stisknutím zhasne). Na rozdíl od NOPu tak víme, že CPU nejen přečetl instrukci, ale že ji také porozuměl:-) Dále lze ověřit pulsy na NRDS, NADS a NREQ, tedy že procesor opravdu žije. Výstupy FLAG by měly být v LOW.

Neoznačené odpory mohou být v rozsahu cca 4k7-10k. Při kondu 1n oscilátor kmitá na cca 800 kHz, při 10n na 80 kHz (to je výhodné pro sledování čítání na adresách jen logickou sondou). Ten třístavový oddělovač je nutný proto, že CPU posílá na datovou sběrnici stavové slovo a nejvyšší adresy. Takže výstupy oddělovače jsou ve 3. stavu a data jsou propuštěna k CPU jen na základě signálu NRDS (/RD). Ale asi by stačily jen příslušné pullup a pulldown odpory (10k) přímo na datovou sběrnici procesoru. Toto je však technicky čistší a bezpečnější.

Zachytávat nejvyšší nibble adresy z datové sběrnice (strobovacím signálem /NADS) nemá v tomto případě smysl, protože tyto bity procesor automaticky neobsluhuje! Procesor automaticky generuje adresu pouze na rozsahu A0-A11 a zbytek je nutné ovládat softwarově! Přestože tedy procesor dokáže adresovat 64KB paměti, technicky pracuje jen se stránkami 4KB, přičemž stránkovat musí uživatel.

Jelikož procesor obsahuje testovatelné vstupy SA a SB a výstupy uživatelských flagů F0, F1 a F2, bylo by možné provést ještě sofistikovanější test. Namísto třístavového oddělovače s jedinou instrukcí připojit EPROM s jednoduchým programem, který by na základě vyhodnocování vstupů SA a SB nějak nastavoval flagy F0 - F2. Práce se SI a SO pomocí SIO by mohla zůstat zachována. Jenže to už znamená opravdu 8060 programovat:-)

A na závěr dobrá rada. Až budete testovat svůj 8060, dělejte to v ústraní. Pokud vás uvidí nějaký nezasvěcený BFU, kterak s blaženým úsměvem ve stavu mírného transu mačkáte tlačítko uvnitř změti drátů a jediným efektem je rozsvěcení/zhasínání LEDky, bude vás nevyhnutelně považovat za idiota...


Co s ním?

Na tuto otázku je odpověď velmi jednoduchá: postavit repliku nějakého slavného počítače. A který je ten nejslavnější? Přece MK-14! První z rodu Sinclairů a praotec řady ZX. Byť Sinclairova firma, která ho vyráběla, se ještě nejmenovala Sinclair Research, ale Scinence of Cambridge a MK-14 se vyráběl spíše proti strýčkově vůli:-)

Jen pro úplnost je nutné dodat, že MK-14 není jediným "skamp počítačem". Sám výrobce připravil vývojový jednodeskáč National Semiconductor Introkit (naleznete ho v seznamu slavných jednodesek), ze kterého vlastně MK-14 vychází (obešel nutnost použití části kalkulačky jako uživatelského terminálu). Časopis Elektor ještě před Juniorem nachystal projekt amatérského počítače a jejich Elektor SC/MP System využívá právě skamp procesoru. Posledním mě známým počítačem je klasický tlačítkáč Mini Scamp, jehož fotografii i blokové zapojení naleznete na stránce Kam dál. Ale MK-14 je jasnou volbou. Potřebný 8154 mám taky a zbytek už jsou normální obvody. Monitor je k dispozici, stejně jako dokumentace a hafo dalšího softwaru. A holky budou čumět!

Ještě poznámka k obvodu 8154: pro MK-14 není úplně nutný. Tento obvod obsahuje 128 bajtů RAM a dvojici osmibitových portů PA, PB. Zatím nevím, zdali je RAM z 8154 nutná pro běh monitoru, ale i kdyby byla, dá se nahradit samostatnou RAM. Porty jsou jen vyvedeny na konektor a samotný MK-14 je pro své potřeby nevyužívá. Dalším obvodem, který v MK-14 budí podezření je DM80L95, ale to je ekvivalent 74LS365...

National Semiconductor Introkit
NS Introkit
mikropočítač MK-14
MK-14







RET



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