terça-feira, 26 de junho de 2007

VRAM de 192Kbytes com 2 chips de DRAM de PC comuns

Eu penso que é possível obter os 192Kbytes para a VRAM do MSX utilizando apenas 2 chips de DRAM comuns, de 1024x4 bytes através da seguinte configuração:


PINO DRAM SINAL VDP
A8 DRAM (ambas) /CAS0
A9 DRAM (ambas) /CAS1
/CAS /CAS0 and /CAS1 and /CASX


o AND dos sinais /CAS0, /CAS1 e /CASX pode ser obtido através de um 74HC11 ou de uma cascata de algumas portas de um 74HC08.


A ligação dos outros sinais fica assim:
SINAL VDP   PINO DRAM
D0..D3 D0..D3 DRAM 1
D4..D7 D0..D3 DRAM 2
A0..A7 A0..A7 (ambas)

No caso da DRAM de 16 bits, basta ligar o sinal /CASX na linha A8 ou A9, e ligar um dos sinais UCAS ou LCAS através de um AND do sinal /CASX com /CAS0 ou /CAS1.

Diagrama:


Placa:

quarta-feira, 20 de junho de 2007

HUB para dispositivos I2C

Eis uma foto do HUB para dipositivos I2C na porta de Joystick. O Layout é do Igor.

Este HUB comporta 4 dispositivos I2C e não atrapalha o uso do Joystick. Cada um dos 4 conectores DB9 utilizados para as estações, possui 2 pinos para designar o sub-endereço I2C, e as linhas SDA e SCL são comuns a todos.


DRAM de PC como VRAM

Recentemente utilizei um módulo de memória retirado de um PC como VRAM para um KIt MSX2.0 feito a partir do cartão de 80 colunas da EPCOM. O módulo de memória utlizado possui 16 bits, acessados 8 a 8, através de 2 sinais: UCAS e LCAS. Dessa maneira, podemos conectar os sinais d[0..7] aos sinais [d8..15], e controlar a seu acesso a partir dos sinais CAS0 e CAS1 do VDP.

Abaixo seguem algumas fotos do sistema modificado. Depois coloco mais detalhes (diagrama, placa, etc).

Vista Geral:


Vista da placa com a DRAM. Detalhe da ligação do sinal /CAS1:


Vista lateral:


Detalhe da ligação ao sinal /CAS1 (pino 60 do VDP 9938)

sexta-feira, 15 de junho de 2007

Mega-Flash

Após gastar algum tempo analisando os circuitos de chaveamento de sub-rom baseada em memória FLASH dos posts anteriores, fiquei pensando em fazer algo ao mesmo compatível com MEGAROM e que use poucos CHIPS. Daí nasceu a MEGA-FLASH:

O funcionamento é o seguinte:
O acesso às páginas 1 e 2 da MEGA-FLASH é exatamente igual ao acesso à MEGAROM, ou seja, Leitura em Memória, Escrita nos registros mapeadores (de acordo com o estado das linhas A13 e A14):

(A15) A14 A13 Endereço Página Registro
0 1 0 4000-5FFF 1.0 R0
0 1 1 6000-7FFF 1.5 R1
1 0 0 8000-9FFF 2.0 R2
1 0 1 A000-BFFF 2.5 R3


A escrita na FLASH se dá na página 0 (zero) onde acontece o espelhamento das sub-páginas 2.0 (0000-1FFF) e 2.5 (2000-3FFF), pois A14=0. Assim, todo o espaço de endereçamento para escrita pode ser selecionado a partir dos registros R2 e R3.

A grande vantagem disto é que usar apeanas o mesmo número de CIs necessários para se construir uma MEGA-ROM, ou seja, um decodificador e o(s) registro(s). Para uma MEGAFLASH de 512K, serão necessários apenas os seguintes chips:

1x AM29F040 - Flash 512K
1x 74LS138 - Decodificador
2x 74LS670 - Registro 4x4

Mas nada impede que se utilize RAM no lugar da FLASH, para fazer um dispositivo baseado em RAM



O 'Mapa' da MEGAFLASH é o seguinte:

Endereço Página Escrita Leitura
0000-1FFF 0.0 P2.0 valor (a leitura é feita pelo
2000-3FFF 0.5 P2.5 indefinido sinal CS12)
4000-5FFF 1.0 R0 P1.0
6000-7FFF 1.5 R1 P1.5
8000-9FFF 2.0 R2 P2.0
A000-BFFF 2.5 R3 P2.5
C000-DFFF 3.0 Sem Valor
E000-FFFF 3.5 Ação indefinido

Diagrama da Mega-Flash

quinta-feira, 14 de junho de 2007

Mapeador para Flash

Andei pensando numa SUB-ROM baseada em memória Flash, composta por um bloco fixo seguido de um bloco selecionável, ambos de 8Kb, localizados na página 2 (8000h a BFFFh). O primeiro bloco é sempre "mapeado" para o primeiro bloco físico da FLASH, e o segundo é selecionável via um registrador de 6 bits (para uma Flash de 512Kbytes).

A estrutura é a seguinte:


A programação da flash se dá através da escrita da sequência de comandos (de acordo com a flash) escritos na página selecionável. Uma escrita no bloco fixo (8000h-9FFFh) ativa o registrador de mapeamento.

Este circuito pode ser implementado com apenas 3 CIs mais a Flash (74LS138, 74LS00, 74LS373/574).


Outra possibilidade é um mapeador semel semelhante, mas chaveando blocos de 16K, sendo um bloco fixo na página 1 e um bloco variável na página 2: De igual forma, a escrita no bloco fixo aciona o registrador de mapeamento.



Esta segunda alternativa pode ser montada utilizando-se um 74LS32, um 74LS139 e um 74LS373/574.

segunda-feira, 28 de maio de 2007

Primeira versão operacional

Terminei hoje de debugar a primeira versão do 'bootloader' J2C. Havia um pequeno erro na rotina de leitura de blocos, mas este erro (basicamente de conceito) foi corrigido e o carregador está funcionando legal, carregando 32Kbytes em 14 segundos (2,28KBytes/segundo).

Para experimentar via Basic (sem ter que gravar uma ROM), basta carregar o arquivo .rom a partir do comando:
bload"SUBROM.BIN",&H3F72:DEFUSR=&HC000:a=usr(0)
Isso vai carregar um bloco 32Kbytes na memoria a partir do bootloader ou de um picodrive conectado na porta de joystick 1.

Detalhe importante é que esta versão procura pela e2prom no sub-endereço 0 (zero) da porta 1 de joystick, por isso, pra funcionar no expert (ou qualquer outro MSX que possua resistores de 'pull-up' nas linhas de 'joystick', é necessário forçar a nível baixo os pinos 1 e 2 do conector de joystick, para forçar o endereço da e2prom a zero, ou então conectar na porta 0 (zero) de um HUB para picodrives.

(ou então, carregar via o seguinte comando):
bload"SUBROM.BIN",&H3F72:DEFUSR=&HC000:
poke&HC004,&HA6:poke&HC011,&HA6:a=usr(0)

Interface Compact Flash Interna

Vasculhando os sites do ZX spectrum encontrei um site com um projeto muito interessante, chamado ZXCF. O mais importante neste projeto é a informação do que os cartões Compact Flash possuem um modo de acesso por memória (não IDE). Isso significa que com um mínimo de componentes é possível fazer uma interface para cartões Compact Flash.

No caso do MSX, é possível utilizar uma saída livre de um decodificador interno, obtendo-se assim uma interface sem utilizar componente algum, apenas o soquete do cartão.

Eis o diagrama:



A página de onde retirei estas informações tem ainda as rotinas básicas de acesso ao cartão. No caso de usar-se a saída Y7 do decodificador interno, isso equivale a utilizar o endereço 0B8h como base e os seguintes valores de portas devem ser utilizados no código do 'driver'.


DAT EQU 0B8H
PAR EQU 0B9H
SEC EQU 0BAH
STA EQU 0BBH
ZYL EQU 0BCH
ZYH EQU 0BDH
HEA EQU 0BEH
COM EQU 0BFH

quinta-feira, 17 de maio de 2007

Novos Requisitos

Dei uma revisada nos requisitos do 'bootloader' após várias considerações que estão surgindo durante o desenvolvimento do mesmo. Eis a lista atualizada.

Requisitos de Hardware:

O 'Hardware' do carregador de boot:

  • Deverá ser uma interface conectada entre o PC e o MSX;
  • Deverá permitir duas possibilidades de conexão ao PC, nas portas Serial e Paralela;
  • Deverá possuir uma opção com eeprom serial de 32Kbytes;
  • Deverá possuir uma opção com plug P2 estéreo com os sinais I2C;

Requisitos de Software:

O 'Software' do carregador de boot deverá:
  • Ser capaz procurar por um picodrive em até 4 sub-endereços I2C da porta A de joystick, totalizando assim 4 possibilidades de 'boot';
  • Executar a seguinte sequência de varredura durante o boot (PORTA.SUB_END): A.0; A;1; A.2; A.3;
  • Selecionar o primeiro dispositivo encontrado com a sequência de varredura acima;
  • Implementar o recarregamento através do comando IPL, a partir do dispositivo selecionado durante o boot, se este ainda estiver presente. Caso contrário deverá fazer uma nova varredura;
  • Identificar o conteúdo da e2prom com base no primeiro 'byte' e carregar o conteúdo da e2prom de acordo com o tipo de conteúdo, definido na tabela abaixo:

Identificador

Tipo

Ação

FEh

Binário

Carrega um arquivo .bin. Os 7 primeiros bytes têm a mesma função que no Basic Disco (endereços Inicial, Final e

FFh

Basic

Carrega programa BASIC

41h

Imagem ROM

Carrega uma ROM de 32K entre 4000h a BFFFh

4Ah

Tic-Tac

(reservado para implementação futura)

segunda-feira, 14 de maio de 2007

Testes do final de semana

Eu e o Igor testamos neste final de semana o circuito da interface SD/MMC funcionando a 14MHz com um 'clock' gerado a partir de um cristal. O Objetivo é transferir os dados em até 1,7uS após a instrução INI/OUTI, pra poder funcionar no TurboR em modo R800.

O crítico é o circuito de adaptação de lógica TTL para 3V, que até 3,5MHz funciona bem, mas com uma frequência mais alta ele simplesmente não consegue acompanhar. Vamos agora testar circuitos de adaptação baseados em um transistor na configuração Base Comum, dotado de um 'pull up' ativo.

Nas medições que fizemos descobrimos também que que o inversor a transistor demora muito tempo para desligar (sair da saturação ao corte) e o substituímos por uma porta lógica, aproveitada do próprio circuito oscilador.

quarta-feira, 2 de maio de 2007

PonyProg

O programa Ponyprog também serve para programar a E2PROM do 'bootloader'. A configuração é a seguinte:

quinta-feira, 26 de abril de 2007

Rev A do 'Bootloader'

Fiz uma revisão no circuito do BootLoader, pois a versão anterior se mantinha normalmente acionada, forçando a nível baixo as linhas SDA e SCL, requerendo assim que o ICPROG fosse executado ao menos uma vez, ou que o cabo ao PC fosse desconectado

A revisão atual corrigiu isso utilizando uma porta que estava livre no 74XX125.




E a configuração do ICPROG tem que mudar, em relação à anterior para desinverter os sinais de VCC e MCLR. As outras configurações permanecem as mesmas.



A placa também foi atualizada. Um arquivo com os arquivos em formato eagle estão neste link.

terça-feira, 24 de abril de 2007

Testes com o 'Hardware" para porta serial

Terminei o teste do Hardware do Bootloader para a porta serial. Do Lado do PC, estou usando o ICPROG. O circuito foi baseado no SI Prog, mas tive que acrescentar um 74HC125 pois no final da gravação o ICProg leva as linhas a nível baixo, em vez de deixá-las livres (em aberto).

O Igor me ajudou no 'Layout' da Placa de circuito impresso. A placa da direita é opcional, e pode ser substituída (com vantagens) por um cabo retirado de um 'joystick' de MegaDrive.

(clique na imagem para ampliar):


O diagrama final do circuito encontra-se logo abaixo (clique na imagem para ampliar):



As configurações necessárias do ICPROG para trabalhar com este circuito são:

Ajustes de Hardware: É necessário inverter os sinais Vcc e MCLR.


Nas opções, é necessário habilitar o 'driver' para NT/2000/XP, caso um destes sistemas estaja sendo utilizado.




E as opções específicas para I2C devem ser selecionadas. Note que o endereço de 'hardware' desta tela tem que ser mudado de 0 para 3 quando usado no Expert, pois este tem resistores de 'pull-up' em todos os pinos do joystick. Como o Hotbit não tem tem 'pull-up' nestas linhas, a e2prom, que é um dispositivo CMOS entende uma linha aberta como um sinal em nível. Outro caso em que é necessário mudar este endereço na faixa de 0 a 3, é quando a interface estive conectada a uma 'HUB' para picodrives.



E por último, uma opção que, quando desmarcada agiliza um pouco o processo, é a verificação logo após a escrita:



E por último, uma captura da tela após a leitura da EEPROM.

Bootloader J2C: Requisitos

Esta é a lista dos Requisitos do carregador de 'Boot' serial (bootloader):

Requisitos de Hardware:

O 'Hardware' do carregador de boot:

  • Deverá consistir de uma interface a ser instalada entre o PC e o MSX;
  • Deverá permitir duas possibilidades de conexão ao PC, nas portas Serial e Paralela;
  • Deverá possuir uma eeprom serial de 32Kbytes;

Requisitos de Software:

O 'Software' do carregador de boot:
  • Deverá ser capaz procurar por um picodrive em até 4 sub-endereços I2C de cada porta de joystick, totalizando assim 8 possibilidades de 'boot';
  • Permitir a seleção do dispositivo manualmente, através do pressionamento das teclas 0-7, durante o boot da máquina;
  • Permitir a seleção do primeiro dispositivo encontrado com a seguinte sequência de varredura, caso nenhuma tecla seja pressionada durante o boot (PORTA.SUB_END): A.0; A;1; A.2; A.3; B.0; B.1; B.2; B.3;
  • Selecionar o primeiro dispositivo encontrado com a sequência de varredura acima, caso o dispositivo selecionado manualmente não seja detectado;
  • Carregar os 32KBytes dados da memória serial nas páginas 1 e 2 da RAM.
  • Implementar o recarregamento através do comando IPL, a partir do dispositivo selecionado durante o boot, se este ainda estiver presente. Caso contrário deverá fazer uma nova varredura;

segunda-feira, 23 de abril de 2007

'Driver' J2C Básico já funciona!

O 'Driver' para dispositivos I2C conectados à porta de 'Joystick' já está funcionando.

As seguintes Funções são providas:

J2CINIT: Inicializa Porta 1 ou 2, conforme 'flag' Cy (0=Joy 1, 1=Joy2) ;
J2CLOGON: Acessa um dispositivo I2C ;
J2CP8ADR: Inicializa o registrador de endereço de 8 bits do dispositivo I2C;
J2CP16ADR: Inicializa o registrador de endereço de 16 bits do dispositivo I2C;
J2CPB: Escreve um 'byte' no endereço atual do dispositivo I2C;
J2CGBYTE: Lê um 'byte' no endereço atual do dispositivo I2C;
J2CSTOP: Gera uma condição de Parada no barramento I2C
J2CSTART: Gera uma condição de Inicio no barramento I2C
J2CPAK: Gera um ACK no barramento I2C cujo valor é igual ao da 'flag' Cy
J2CGAK: Recebe o ACK de um dispositivo I2C;
WAIT1MS: Aguarda 1 mili-segundo.

Na imagem abaixo, a captura de uma região já conhecida da E2PROM do PicoDrive.



Conexões:

Sinal I2C Pino Joystick MSX
SDA 6 (TRGA)
SCL 7 (TRGB)
VCC 5 +5Volts
GND 9 GND

sábado, 21 de abril de 2007

J2C: Rotinas I2C para as portas de Joystick

Terminei de escrever as rotinas I2C para as portas de Joystick do MSX. Agora vou poder finalmente testar meu Picodrive no local para o qual ele foi projetado para funcionar (Ele já havia sido testado na Interface I2C da interface HB-7000 (Esse chipzinho da foto tem 32kBytes de capacidade).




O próximo passo é desenvolver as rotinas responsáveis por carregar, durante o BOOT o conteúdo do picodrive para a RAM do MSX. Estas mesmas rotinas são a base de um cartucho de desenvolvimento (vide Emulador de ROM).

sexta-feira, 20 de abril de 2007

Emulador de ROM

Normalmente quando se fala em emulador de ROM, se pensa num circuito com uma SRAM e um monte de 'chips', mas há alternativas mais simples.

A idéia abaixo é para um cartucho de desenvolvimento para o MSX baseado numa memória serial I2C de 32k. Um código gravado em ROM é responsável por fazer o carregamento, durante o boot, do conteúdo da EEPROM serial para as páginas 1 e 2 da RAM do MSX.



O programa em cartucho pode ainda fazer o processo inverso, ou seja, um 'backup' da memória do MSX para a memória EEPROM serial.

A conexão com o PC com o circuito se dá através do barramento I2C, de forma que tanto o MSX quanto o PC podem ler/escrever na memória EEPROM serial, contanto que não o façam simultaneamente.

Uma interface I2C para o PC pode ser encontrada aqui mesmo neste site. A interface com o PC (Easy I2CBus) pode ser encontrada no site do Ponyprog (bem como um programa para carregar /ler a EEPROM)


segunda-feira, 16 de abril de 2007

Correção da montagem

A correção do circuito, para corrigir a fase do sinal de 'clock' aplicado ao 74LS165 pode ser vista na figura abaixo: Basta remover os jumpers indicados em Azul escuro, e fazer duas novas ligações, conforme indicado em Azul claro. (Clique na imagem para ampliar)



A correção para a versão da placa com 50 pinos é nos mesmos pontos.

Documentação dos 'Drivers' I2C e SD/MMC

Terminei a primeira versão da documentação dos 'Drivers' SD/MMC.

Tenho estudado algum material sobre FAT, e vislumbro utilizar uma implementação já pronta de FAT escrita em C, mas também tenho em mente algumas idéias para poder ler/escrever arquivos num cartão formatado em FAT, sem ter que ter que manipular a FAT, ou seja, sem ter que me preocupar com alocação/realocação de cadeias, criação de entradas em diretórios, etc.

sábado, 14 de abril de 2007

Correções e 'Updates'

Durante os testes para fazer o circuito funcionar com um 'clock' de 2x3.58Mhz uma certa instabilidade foi notada durante os testes de 'loopback'. Uma investigação mais detalhada mostrou que a linha de 'clock' (linha SCK) do registrador 74165 deveria ser invertida em relação à linha de 'clock' do registrador 74595, vide desenho abaixo:


Com o 'clock' de 3,5Mhz a instabilidade nunca se manifestou, por isso este 'bug' havia passado despercebido até o momento.

A correção consiste em desconectar o pino 2 de IC2 (74165) da linha SCK e conectá-lo à linha /SCK, pino 1 do 7400 (na realidade 1, 9 10 e 11 estão interligados). Vide figura abaixo:



O Guia de Montagem e teste sofreu uma atualização, onde foram descobertos alguns errinhos, remanescentes da inversão das linhas D0 e D7 do registrador Paralelo. Estes foram corrigidos e o documento encontra-se atualizado.

Eu comecei a escrever a documentação dos drivers. A documentação das Rotinas I2C já está pronta, e estou trabalhando no momento na documentação das rotinas do cartão.

Primeiro FAQ

Respondendo a algumas questões, postadas aqui e no msx.org

P: Quanto custa?
R: Eu gastei menos de R$80,00 em componentes para montar a placa base, a placa de relógio de Tempo Real, e o adaptador de MMC/SD. Coloquei uma planilha com código Farnell dos componentes usados nestas placas na área de arquivos do projeto.

P: Tem pra vender?
R: Este é um projeto que foi desenvolvido pensando na construção caseira, mas como eu estou ciende de que nem todos entusiastas do MSX têm condições/tempo/recursos/conhecimentos técnicos para montar este circuito, (especialmente por causa das placas de circuito impresso), eu escolhi utilizar uma licença livre neste projeto, de forma que qualquer um, até mesmo uma empresa, pode realizar, e até mesmo vender o circuito montado, bastando respeitar a liberdade do projeto, ou seja, utilizando a mesma licença livre qualquer implementação, modificação, otimização para o hardware/software, e mantendo os créditos originais do projeto.

P:Tem como conseguir somente as placas?
R: As placas foram projetadas para serem feitas em casa, com métodos caseiros ([1] [2] [3] [4]). É uma boa chance de aprendizado. Eu mesmo nunca mais usei proto-board depois que aprendi esta técnica. Outra opção é mandar fazer em alguma empresa que trabalhe com baixas quantidades. Uma busca rápida no google já retorna várias possibilidades.

P: É um cartucho independente? Pode ser conectada direto conector do ao MSX ?
R: A placa base tem 2 versões: Uma com um conector de 50 pinos, feita pra ser conectada à traseira do Expert via cabo 'Flat' de 50 vias, mas que pode ser facilmente adaptada a qualquer MSX; e outra, que é conectada via 'Flat' de 34 a uma outra placa contendo uma ROM e um mecanismo de chaveamento semelhante a uma Megarom (vide projeto CARTUCHO MSXDOS2 do site MSXPro)

P: Aonde posso encontrar um arquivo ZIP com todo o projeto?
R: Ainda não agrupei tudo num arquivo só, mas meu 'repositório' encontra-se no link abaixo:
http://www.vespanet.com.br/~danjovic/msx/HB-7000.

P: Funciona no Turbo R em modo R800?
R: Por enquanto ainda não, pois apesar de executar internamente as instruções com um 'clock' elevado, externamente, no barramento, o 'clock' é de apenas 3,58Mhz, e não dá tempo, entre duas instruções consecutivas, do circuito serializar os dados. Mas o Igor esta trabalhando firmemente nisso agora. Mas com certeza vai ser possível. A estimativa é que a velocidade de transferência suba para 1 byte a cada 1.7us, o que dá algo em torno de 570KBytes/s. Então vale a pena investir um pouco mais de tempo e colocar 1 ou 2 CIs a mais na placa.


P: Tem que ser MSX com mapper ?
R: O projeto foi desenvolvido num Hotbit 1.1 "pelado". Ainda falta desenvolver um "patch" pro DOS/BDOS (veja post abaixo), mas espero que no final não precise de mais nada a não ser o cartucho com a ROM.

P: Ele lê o SD/MMC como sendo HD? Qual sistema de arquivos ele usa?
R: Quando estabeleci os requisitos do projeto, propositalmente não incluí entre eles a adaptação com o BDOS/MSXDOS por se tratar, do meu ponto de vista, de um projeto à parte, numa "camada" superior. Mas provi as funções de baixo nível necessárias: 'INIT', 'READ BLOCK' e 'WRITE BLOCK' (e algumas funções impressão de erro). Como nunca programei para BDOS/MSXDOS (meu MSX nem tem Disk Drive), achei melhor solicitar auxílio nesse sentido, antes de partir para uma iniciativa própria.

Portanto se algum desenvolvedor tiver interesse em adaptar o MSXDOS para este funcionar com este circuito, por favor entre em contato.