Uart

As real computer is not a real computer without a real time clock, the Steckschwein is no exception here. As we know, we use the Maxim DS1306 RTC, which is a very common RTC which comes as DIP IC and has an SPI interface. And of course it supports battery backup in various configurations. And this is where things get interesting.

Apart from timekeeping, the DS1306 also has 96 bytes of battery buffered RAM. The ideal place to store system configuration parameters. As of now, the RTC NVRAM contains the name of the file to be read from sdcard at startup, the line parameters for the serial interface (baud rate, data bits, parity, stopbits), and also a version number and a crc7 checksum:

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.

Damit Klarheit darüber herrscht, worum es überhaupt geht, haben wir den Schaltplan in die einzelnen Gruppen (Prozessor+ Freunde, Speicher, UART) zerlegt.

Die aktuelle Stückliste liest sich laut Eagle folgendermaßen:

Der 65c02-Prozessor nebst Oszillator und RESET-Schaltung, welche aus dem Commodore-PET übernommen wurde und dem GAL, der zu Dekodierung des Adressbereichs von $8000 bis $ffff dient. Nicht zu sehen ist der Pull-Up-Widerstand für die BE (Bus Enable)-Leitung der WDC-Variante des 65x02, ohne den der Prozessor in einen Tri-State-Zustand geht und sich vom Bus abkoppelt.

Flugs also ein ROM gebrannt mit der memtest-routine, in die nach der Reset-Routine eingesprungen wird. Gleiches Ergebnis. Beim ersten Auftreten des “K statt OK”-Fehlers ist erstmal die doch etwas windig anmutende Verdrahtung der Adressleitungen zwischen Prozessor, den RAM-Bausteinen und dem ROM mit “richtigen” Steckbrettstrippen statt Klingeldraht nachverdrahtet worden. Das war vermutlich etwas voreilig, schließlich hats vorher ja auch schon funktioniert. Schließlich stellt sich heraus, dass sich hier in der Tat ein paar Fehler eingeschlichen haben, die auch beim Durchklingeln der einzelnen Adressleitungen nicht aufgefallen sind: Kurzschlüsse.  Nachdem diese behoben wurden, läuft unser Speichertest auch wieder komplett durch.  Zeit also, sich dem eigentlichen Problem anzunehmen. Wo bleibt das “O”? Interessanterweise scheint das Empfangen von Daten nicht betroffen zu sein, denn die memtest-Routine funktioniert hochgeladen genauso wie aus dem ROM.  Also schaue ich mir die Routine an, die Daten (bytes) über den UART sendet.