Texas Instruments

TI99/4A FlashRom99 SDkártya cartridge


Ebben a projektemben egy Texas Instruments 99/4A számítógéphez készítek egy sdkártya olvasó cartridge -et. A számítógép 1980 -ban jelent meg, ami korában  egy jó konstrukciónak számított, és remek képességekkel rendelkezett. A számítógépről, és magáról a Texas Instruments -ről itt olvashattok bővebben: IDDQD – retró

A számítógépbe a programokat, alapesetben, mint a 8 bites gépek szinte mindegyikébe magnetofonról lehet betölteni. Természetesen itt is rendelkezésre állt floppy bővítő kártya, de ez nem volt jellemző. Jellemző volt viszont a cartridge használata, és ezen a gépen is alakítottak ki ehhez csatlakozási lehetőséget, hasonlóan, mint pl. az Atari vagy a Commodore gépeken. A géphez ma jellemzően ezek a cartridge-k a fellelhető adathordozók zöme. Ennek köszönhetően számos cartridge állomány is rendelkezésre áll, csupán egy eszköz, vagy egy olyan univerzális cartridge szükséges, amibe ezeket az állományokat fel tudjuk tölteni. Napjainkban talán a legelterjedtebb adathordozó és tároló eszköz a memóriakártya. Adott tehát az, hogy a legjobb lenne, ha közvetlenül sdkártyáról lehetne az univerzális cartridge-be tölteni a kiválasztott programot. Szerencsére nem nekünk kell ezt az eszközt kifejleszteni, habár bizonyára remek kihívás lenne, hanem ezt már mások megtették előttünk, és az is nagyszerű, hogy ezt a fejlesztést nyilvánossá és nyílttá tették, így mi is építhetünk magunknak egy sdkártya cartridge-t.

A FlashRom 99 projekt.

Ez a projekt a bevezetőben felvázolt célokat valósítja meg. A projekt honlapja itt található.  A projekt megvalósításához ezen a honlapon minden információ elérhető, illetve az oldalhoz kapcsolódó github oldalon is fellelhető. Amennyiben a későbbiekben esetleg valamelyik elérhetőség megszűnne, ezen a linken letöltheted a github oldal mentését.

A FlashRom 99 működése.

A FR99 képes a mentett cartridge image állományokat betölteni a számítógép memóriájába. Az FR99-nek van egy önálló programja, ami gyakorlatilag egy egyszerű fájlrendszer. Ez a program töltődik be a cartridge elindításakor, és ez segít kiválasztani a memóriakártyán lévő image állományt. A bekapcsolás után fájlrendszer elindul, kiválasztjuk a megfelelő image állományt. A cartridge tartalmaz egy Atmega8515 mikrokontrollert, ami a memóriakártya kiolvasását valósítja meg, illetve futtatja a saját fájlrendszerét. A kiválasztott image állomány tartalmát ez után beírja a cartridge-n lévő 32KB méretű statikus RAM -ba, amit egy pár buszmeghajtó illeszt a rendszer adat és címbuszára. Ez után a RAM-ból az adott program betöltődik a gép fizikális memóriájába, és elindul az adott program.

Építsük meg!

A megépítést a nyomtatott áramköri lap elkészítésével kezdtem el. Két választás volt, vagy saját magam készítem el, vagy legyártatom. Mivel a projekthez mellékelve van a nyáklemez készítéséhez szükséges gerber fájlok, így a legyártatás mellett döntöttem. Igaz, így várnom kellett a gyártásra, azonban az eredeti nyomtatott áramköri lapot kaptam meg, és az sem elhanyagolható, hogy bizonyára a minősége is jobb lett, mint ha én készítettem volna el, házi körülmények között a kétoldalas furatgalvanizált nyákot. A projektet Kicad -ben készítették, így  a kapcsolási rajzot és egyebeket ebben a programban tudjuk megnyitni. A kapcsolási rajzról készítettem egy pdf állományt, így a Kicad telepítése nélkül is meg tudjuk azt nézni.

A gyártáshoz a gerber állományokat itt találod.

Pár hét várakozás után az eredmény:

Programozás:

Az összeépítést a mikrokontroller programozásával kezdtem. Ehhez egy Arduino-ISP programozót és az Avrdudess programot használtam. A mikrokontrollert egy próbapanel és 6db összekötő vezeték segítségével csatlakoztattam a programozóhoz. A mikrokontrollerbe a flashrom.hex állományt kell feltölteni. A programozás során ne felejtsük el beállítani fuses biteket. Az LFuse: e4, HFuse: d9

Beültetés:

Az alkatrészek beültetését az ellenállásokkal kezdtem, majd a kondenzátorok következnek. Az 1nF -os kondenzátort nem kell beültetni, habár az a nyomtatott áramköri lapon fel van tüntetve. Ez után következtek az integrált áramkörök. Figyeljünk oda a helyes pozícióra, mivel nem egy irányban állnak az IC-k. Az 1. lábak a panelon az IC típusjelzése felé állnak. Miután beültettem az IC-ket, következett a mikrokapcsoló, a LED, utána pedig az sdkártya foglalat. Itt a lábakat vágjuk a lehető legrövidebbre, mivel azok feltámaszthatnak a cartridge burkolatán. Az sdkártya foglalata és a nyák közé helyezzünk szigetelést, én egy darab kétoldalú szivacsos ragasztó szalagot tettem. Ez fontos, mivel az sdkártya foglalat fémrésze rövidzárt okozhat a nyákon.

A burkolat

A cartridge burkolata 3D nyomtatással készült. Az első doboz a thingiverse -ről letöltött változat volt, ami nekem nem tetszett. Bizonyos részek nem voltak kellően kidolgozva, illetve nehézkes volt az összeszerelés is. Ezért én egy új burkolatot terveztem, aminek a fájljai itt találhatóak, stl1, stl2. A nyomtatáshoz fekete DD pet-g anyagot használtam.

Az összeállítás nem túl bonyolult. A kinyomtatott részeket sorjamentesítettem, majd behelyeztem a kész cartridge-t. ha szükséges, akkor a szorosan illeszkedő részeknél tapétavágó késsel igazíthatunk a burkolaton. A led-nek és a mikrokapcsolónak a furatát 5mm és 4mm -es fúróval igazíthatjuk ki. És ilyen lett a végeredmény:

https://nattila.hu/files/FR99/kepek/20200725_120124.jpg

Beüzemelés, és használat

A beüzemelés nem túl nehéz feladat. Készítsünk elő egy sdkártyát, amit FAT32 -re formázzunk le, majd másoljunk fel rá cartridge image állományokat. Az állományok között találunk egy banktest állományt, amivel le tudjuk tesztelni a cartridge működését.

A cartridge -hez mellékelt minta image állományok.

A cartridge-t a gép kikapcsolt állapotban helyezzük be a foglalatba. Ez után tegyük be az sdkártyát, majd kapcsoljuk be a gépet.

Helyes működés esetén a cartridge ledje kigyullad, majd rövid idő után elalszik. Ez azt jelenti, hogy sikeresen beolvasta az sdkártyát. Ha a led folyamatosan villog, akkor nem tudja olvasni a kártyát, vagy nincs helyesen csatlakoztatva a foglalatba. Ha a led kigyullad, elalszik, majd újra kigyullad, akkor a fájlrendszer korrupt, vagy egyéb olvasási hiba van. Ha minden rendben, akkor nyomjunk meg egy gombot a gépen, és ez után a TI Basic után meg kell jelenni a FlashRom 99 -nek is.

Ha kiválasztjuk a FlashRom -ot, elindul a FlashRom fájlrendszere, és kiválaszthatjuk a kívánt programot. Lapozni a < > jelekkel tudunk, míg a programot, a neve előtt lévő betű lenyomásával választhatjuk ki.  A cartridge-et a mikrokapcsolóval tudjuk resetelni.

Állományok:

Itt találhatunk pár image állományt és a használati útmutatót a FlashRom99 -hez:

A cartridge építéséről és teszteléséről a Youtube csatornámon láthatsz videót.

 

 

 

 

 

Hagyj üzenetet