Serial

The DUART TL16c2752 is supposed to be a rather big upgrade to the Steckschwein “core”. Now two serial interfaces, with 64 byte FIFOs each, instead of only one interface with 16 byte FIFOs. Oh, the possibilities. Using one line to explore UART interrupt handling while still having another one to upload code. Cool!

With the 16C2752 being a part of the 16C550 family, we did expect it to be a simple drop in replacement for the latter one. As we all know, happiness is reality minus expectation, and oh boy did things get dreadful!

Die neuen IO-Platinen mit integriertem UART sind fertig und haben ihren Weg von China nach München gefunden.

Mit dem neuen Layout hat es nicht nur der UART mit aufs IO-Board geschafft, es sind auch etliche kleinere und größere Verbesserungen eingeflossen:

• Die Joystickports wurden komplett neu designed. Die Optokoppler sparen wir uns, stattdessen wählen wir über einen VIA Pin verschiedene Treiber an, die den gewünschten Joystickport mit VIA Port A verbindet. Die Ports lassen sich auch per Software komplett abschalten, damit der User-Port frei verfügbar ist. Als Schutz für die VIA werden Serienwiderstände verwendet.
• Der SD-Karten-Footprint und der verwendente Slot passen genau zusammen. Das war beim alten Board nicht der Fall. Jetzt sind die Karten- und die Schreibschutzerkennung endlich nutzbar.
• Die Datenpins für die PS/2 Schnittstelle am ATmega8 sind gewandert und liegen jetzt an PD6 und 7. Dadurch sind die RX und TX Pins des USART verfügbar geworden und können nun z.B. für das Debugging des Tastaturcontrollers verwendet werden.
• Zweckmäßigere Plazierung vom SPI-Anschluss des ATmega8 und des freien SPI Ports am Platinenrand. Updates der Tastaturcontrollerfirmware sind nun kein Krampf mehr.
• Der User-Port hat ein besseres Pinout.
• Die neue Platine sieht einfach besser aus. Frisch ausgepackte Platine

Fertig bestückte Platine Die nun obsolet gewordenen Platinen.

Die Zeit ist reif für ein Hardware-Update, und zwar für die IO-Platine 2.0. Vorgesehen war ja schon länger, den UART dort zu integrieren. Ausserdem war das Joystick–Interface noch unausgegoren, sodass auch hier etwas Neues entwickelt wurde.

Zum Schutz der VIA-Pins dienen nun keine Optokoppler, sondern simple Serienwiderstände sollen die Ports zumindest vor dem Fall schützen, dass man doch mal die Datenrichtung der Joystick-Pins auf Ausgang schaltet und dann die VIA grillt indem man den Joystick betätigt. Die Widerstände begrenzen den Strom auf 1mA. Das muss die VIA abkönnen. Zudem war im vorigen Design der Userport nicht wirklich nutzbar, weil immer noch die Joysticks daran hingen. Jetzt ist es so, dass jeder Joystick über Tri State Buffer an VIA Port A verbunden wird, und zwar grundsätzlich wahlweise. Ausserdem besteht die Möglichkeit, die Joyports komplett abzuschalten. Dies wird mit dem OUT1-Pin des UART bewerkstelligt. Somit läßt sich per Software konfigurieren, ob man Userport oder Joystick benutzen möchte.

So langsam geht es weiter mit der Steckschweinentwicklung.

Die Timingprobleme mit dem VDP bedürfen einer eingehenden Prüfung und Messung, um genau zu verstehen, wo was nicht passt. Unsere Ideen mit Puffern und/oder versetzten Taktsignalen, um den VDP früher “kommen” zu lassen stellen wir zurück, bis wir gesicherte Erkenntnisse haben. Ein Herumdoktern aufgrund von Vermutungen halten wir nicht für zielführend. Vorher ist es auch nicht sinnvoll, irgendwelche Platinen zu löten.

Stattdessen stecken wir ein wenig Hirnschmalz ins aktuelle Design. Die Anbindung des UART fällt negativ auf. Hier wurde der Ansatz von Andre Fachat quasi 1:1 kopiert, sodass der GAL die Signale /RD und /WR für den UART abhängig von PHI2 und der angelegten Adresse erzeugt, während PHI2 ausserdem an CS1 des UART anliegt. Das funktioniert, fügt sich aber nicht ganz in unser Design ein.

Neben all den ermutigenden Experimenten gibt es natürlich auch immer mal wieder Rückschläge. Mittlerweile haben wir schon ein durchaus komplexes Gebilde auf dem Steckbrett, welches ja per se nicht die ideale Plattform ist, um so etwas zu bauen.

So wie aktuell gerade mein “Steckschwein” ein sehr merkwürdiges Verhalten an den Tag legt, ohne dass an der Schaltung etwas geändert worden wäre (Marko ist Zeuge).

Vorab nochmal der Ablauf unserer Upload-Routine, mit der wir das Steckschwein via RS232 mit Code befüttern:

Die 65x51 ACIA erschien uns als die am tiefsten hängende Frucht, um eine RS232 Schnittstelle zu implementieren, nachdem wir Bit Banging nach C64 Vorbild ziemlich schnell verworfen hatten.
Auch programmiertechnisch mach die ACIA einen simplen Eindruck, ganze drei Register wollen beherrscht werden.
Die rs232-Schnittstelle ermöglicht uns, Code auf den Steckbrettrechner zu laden, ohne jedesmal das EEPROM neu brennen zu müssen. Eine gewaltige Erleichterung.

Aber - wir haben es bereits erwähnt - die ACIA hat keine Zukunft bei uns. Die uns vorliegenden Chips können mit bis zu 2 MHz getaktet werden. Wir aber wollen hoch hinaus. Mit den aktuellen 65cXX-Chips von WDC sind schließlich bis zu 14MHz möglich.
Darüberhinaus sind mit der ACIA ohne Hacks nur 19200 baud möglich, und selbst hochgezüchtet sind mehr als 38400 baud nicht drin. Dazu kommt, dass es keinen Puffer gibt und für jedes empfangene Byte ein Interrupt ausgelöst werden müßte.