Universal-Experimental-Rechner - Eigenbau


Allgemeines
CPU_1-StE
Tastatur-Interface-StE
GDC-StE
Massenspeicher-Controller-StE
RAM
CPU_2-StE
CPU_3-StE
Systembus-Kontrolle
Stromversorgung
Aufbau
Software


Allgemeines
Aufbauend auf den Erfahrungen mit dem Zusatzgerät für den KC85/3 -> SEW stellten sich alsbald einige Unzulänglichkeiten heraus,
die diesem - eigentlich als Heimcomputer konzipierten Gerätesystem anheim waren.
Als da waren z.B.:
- Die zu geringe Taktfrequenz, wenn schon U880-Chip-Sätze mit 4 MHz zur Verfügung standen,
- die ungenügenden Grafikmöglichkeiten, da nun der Einsatz eines speziellen Grafik-IC möglich gewesen ist,
- die viel zu kleine Speicherkapazität, da nun auch größere Speicherbereiche bearbeitet werden sollten,
- keine Möglichkeit eines Multi-CPU-Systems (Z80/Z8000/8086).

Auf Basis dieser Eckdaten wurde 1989/90 ein Experimental-Rechner konzipiert, dessen Basis der K1520-Standards ist -
dessen Systembus in der Original-Belegung jedoch um die Adressleitungen A16 bis A23 erweitert ist.
Diese werden auf der Koppelbus-Rückverdrahtungsplatine geführt.
Für die selbst gebauten, d.h. handverdrahteten StE wurden Lochrasterplatinen vorgesehen, die preisgünstig im Fachhandel erworben werden konnten:
Experimentier-Rechner LpHP     Experimentier-Rechner LpCevausit
Die Lochrasterplatine auf Basis Hartpapier (links) wurde nicht verwendet, da eine bessere Qualität mit den Cevausit-Leiterplatten (rechts) -
zu erwarten war. (Cevausit = glasfaservertstärktes Kunstharz).

CPU_1-StE auf Basis UA880D

Experimentier-Rechner StE CPU_1
   Flexible Taktaufbereitung mit DS8127D (Quarz-stabilisiert)
   DIP-Schalter zur Adress-Umschaltung,
   LED-Statusanzeigen und verschiedene Schalter/Tasten zur Bedienung -
   z.B. Schrittbetrieb - befinden sich auf einem ALU-Winkel,
   welcher an die Lp angeschraubt ist;
   Schaltpläne CPU_1 , sowie erste Korrekturen dazu.

Tastatur- und Interface StE
(Centronics und V24);

Experimentier-Rechner StE I/O_1
   Diese StE ist noch unvollständig, d.h. die 40-pol. PIO war defekt und
   mußte wieder ausgelötet werden ...
   Schaltbild, Ergänzungen dazu und erste Korrekturen.
    ... wie in der "Vor-CAD-Zeit" noch üblich - auf Millimeterpapier gezeichnet ...

Bildschirm-Grafik StE
bestehend aus:

Experimentier-Rechner StE GDC
   der Grafik-Controller-Platine, Basis U82720D, bzw. µPD7220AD (NEC) ...
   Links unten ist der provisorische Anschluß zur 5V-Stromversorgung und
   rechts oben der Monitor-Anschluß.
   Rechts unter ist der Koppel-Steckverbinder zum Bildwiederholspeicher.

Experimentier-Rechner StE BWS
   und einer "Huckepack"-Leiterplatte mit dem Bildwiederholspeicher
   (16x U 2164 D, bzw. U 21256 D).
   Links unten der Adapter-Steckverbinder,
   um für Tests und Meßarbeiten die BWS-Lp senkrecht auf die GDC-StE stecken zu können.
Da es sich bei der GDC-StE um ein - zur damaligen Zeit - völlig neues Schaltungskonzept auf Basis der hochintegrierten IS "U82720D" handelt,
wurde diese Baugruppe vorrangig bearbeitet und somit existiert zur GDC-StE ein umfangreicher Entwicklungsbericht,
welcher allerdings nicht mehr zu Ende gebracht wurde ...:
Vorläufiger Entwicklungsbericht EXPR_GDC, sowie Schaltpläne, Leiterplattenaufbau und Taktschemata zur StE EXPR_GDC.
Im Entwicklungsbericht sind teilweise auch schon Angaben zu den anderen Baugruppen vorhanden -
z.B. auch Literatur-Nachweise, welche aus losen Zetteln dort nachträglich eingefügt wurden.
Ein ca. 20-seitiger handschriftlicher Bericht mit vielen Hinweisen zur Programmierung für Inbetriebnahme der GDC-StE wartet noch auf die Digitalisierung ...

Steckeinheiten zur Ansteuerung von externen Massenspeichern
(Floppy, Band-LW und Hard-Disk);
Diese StE existiert (noch) nicht ... jedoch sollte - solange Floppy und/oder Hard-Disk noch nicht zur Verfügung stehen -
ein steuerbares Bandlaufwerk eingesetzt werden:

Experimentier-Rechner KassLW    Es handelt sich um elektronisch steuerbare Kassetten-Laufwerke polnischer Herkunft.
   2 Stück dieser Laufwerke konnten kurz vor der Wende "günstig" für je 600,- Mark
   im Fachhandel erworben werden.
   Die sind dann aber auch nicht mehr zum Einsatz gekommen ...

Arbeitsspeicher
ggf. aus RAM-Floppys, je 256k, sonst RAM-Bank 8x 64k = 512k;

Experimentier-Rechner RAM-Floppy    Von den StE "RAM-Floppy" aus AEB-Bestand waren ursprünglich mehr als 3 Stück vorhanden,
   so daß ein einzelner Umbau ggf. in Betracht gezogen werden konnte.
Alternativ wurde auch an den Selbstbau eines 512k-RAM-Speicher gedacht, sowie den Ansatz eines Dual-Port-RAMs.

CPU_2-Steckeinheit
mit U8000D und U8010C;
Diese StE existiert (noch) nicht, es sind aber schon die systembestimmenden Bauelemente (CPU/MMU) vorhanden.

CPU_3-Steckeinheit
als 8086-System mit dem Arithmetik-Prozessor 8087.
Als Vorlage für ein 8086-CPU-System stand die mehrteilige Zeitschriftenfolge "Mikroprozessorsystem K1810WM86 Hardware - Software - Applikation",
sowie die Mitschriften aus dem Weiterbildungslehrgang „Hard-/Softwarekomponenten des AC7150" zur Verfügung.

Systembus-Kontrolle
Mittels LEDs war eine Systembus-Kontrolle auf einer separaten Leiterplatte "Bus-Display" (keine StE) vorgesehen,
die am EGS-Rahmen gut sichtbar angeschraubt werden sollte:
- 8x Datenbus,
- 8x Datenbus-Erweiterung für 16Bit-Systeme,
- 16x Adressbus,
- 8x Adressbus-Erweiterung für 16Bit-Systeme),
- 10x Steuerbus,
- 6x Steuerbus-Erweiterung für 16Bit-Systeme.

Stromversorgung
Die Stromversorung des Experimentalrechners erfordert eine zuverlässige und ausreichend dimensionierte Stromversorgung.
Dazu standen folgende Netzteilmodule original von Robotron zur Verfügung:
1x 5V/10A,
2x 12V1,5A
1x 5V/3,3A (wurde separat zur Entwicklung/Test des GDCs eingesetzt)
Die Netzteile sollten noch modifiziert werden mit je einer Kontroll-LED.

Aufbau
Der Aufbau wurde mit zwei aneinander geschraubten EGS-Rahmen unterschiedlicher Größe realisiert:

Experimentier-Rechner Front     Experimentier-Rechner Rückseite

Der Einschub-Rahmen für die Steckeinheiten (StE) verfügt über zwei Rückverdrahtungs-Platinen (rechtes Bild - links)
mit den entsprechenden EFS-Steckverbindern nach K1520-Standard, die den System- und den Koppel-Bus bilden.
Um auch K1520-fremde Steckeinheiten anschließen zu können, waren entsprechende Adapter vorgesehen.

Software
Es existiert ein erster Anfang eines Betriebssystems mit Grund- und Testroutinen insbesondere für den GDC: EXPR_BS1
Die Software wurde - zusammen mit der GDC-StE - auf dem KC85-Entwicklungssytem SEW, bzw. SEW-Beschreibung entwickelt.
Dazu war die Möglichkeit des K1520-Interface sehr hilfreich ...





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