65C02 CPU + Real Time CLock



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 Guus Assmann (der vielen durch SAG* oder ABBUC bekannt sein dürfte) hat auf der JHV** 2002 von einem seiner Atari 8-Bit Projekte gesprochen. Da es sehr interessant ist, habe ich für ihn diese Site erstellt.  Benötigte Dateien (z.B. Schaltplan und Routing) sind auf dieser Site unten zu finden.
Bei Fragen, Feedback etc. bitte den Entwickler Guus Assmannn via Email  (Holländisch, Englisch, Deutsch) kontaktieren. Das Projekt:


65C02 - Eine neue CPU im Atari XL/XE + Real-Time-Clock

 Es handelt sich darum die CPU 6502C des Atari durch eine 65C02 zu ersetzen. Dazu kommt noch eine Echtzeituhr und ein Parallel-Printer-Port sowie optional ein Upgrade auf die 65C816 CPU.

65C02

   Bilder vom 65C02-Board

   Eine neue CPU, wie und warum?

   Schaltplan und Bauteile-Liste

   Upgrade 65C816

   Download und Email

   Andere Projekte von Guus Assmann



Website zur 65C02 bei http://www.retrobits.net  => Atari 8-bit => Projects => XL/XE Alternate CPU

*  SAG => Foundation of Atari Users in Holland  /  ABBUC => Atari Bit Byter User Club in Deutschland

** JHV => Jahres-Haupt-Versammlung des ABBUC




Und hier einige Bilder aus dem Niederländischen Atari-Magazin von 1987:


65C02-PCB
Bauteile
Layout
 


Design history: (Ein Auszug aus dem originalen Text)


 Die Baupläne (das Board) der alten 400er/800er beinhalten schon den Platz für die neue CPU. So war dies ganz einfach zu bewerkstelligen. Schließlich war es anno 1986 sehr teuer eine Atari CPU zu kaufen.Die 65C02 war nicht so teuer und konnte auch gepuffert werden. Dies ist nützlich, wenn man weitere Hardware zum System hinzufügen möchte. Weitere Hardware wiederum war etwas, das sehr gefragt war. Und wenn man sowieso schon eine Platine designen/herstellen mußte, warum nicht gleich etwas mehr tun? Deshalb wurde eine Echtzeituhr hinzugefügt. Aber dies rief nach einem zusätzlichen PIA Chip! Man hätte das auch über den Modulport erledigen können, allerdings wäre dieser dann belegt gewesen. Und wenn sich schon jemand dazu entscheidet, seinen Computer für mehr Hardware zu öffnen, weshalb nicht gleich mehr tun? Dieser extra PIA Chip würde dann einen Port übrig/zusätzlich haben. Man könnte diesen Port nun für einen Centronics Drucker-Treiber benutzen. Dieser Treiber wäre dann die Möglichkeit zu einem Wettbewerb im programmieren.

 Weshalb wurde Hardware benötigt? Nun, sie ist gutes Material, um ein Magazin zu füllen. Und die Atari Magazine von der SAG konnten gute Informationen immer gebrauchen. Im Interesse von 7000 Usern ( ST + XL/XE ) ist es nett, Preise niedrig zu halten. Dies war schon immer die Philosophie von der SAG. Wenn man etwas publiziert/veröffentlicht und auch Teile dazu anbietet, dann hält es die Preise niedrig.





Eine neue CPU?  Wie und Warum?


Merkmale des Boards

 - Eine 65C02 CPU mit Adress- und Daten-Buffer.
 - Eine zweite PIA. Ein Port mit RTC. Ein zweiter Port mit Buffer zum Aufbau eines Drucker-Ports.
 - Device driver Software für die Real Time Clock.
 - Das Board wird anstelle der originalen CPU und des PIA gesteckt. Der PIA kann weiter benutzt werden.
 - Die CPU kann mit kleinen Veränderungen auch durch eine 65C816 ersetzt werden
    (noch in der Entwicklung).
 - Das Board kann auch nur für PIA oder nur für CPU benutzt werden.

Warum die CPU ersetzen?

 - Die originale 6502 and auch die ATARI 6502C habe einige kleine Bugs.
 - Die 65C02 hat diese Bugs nicht und dazu noch einige sehr nützliche Befehle.
 - Zudem sind nun CPU Address- und Datenbus gebuffert.
 - Die 65C02 ist CMOS.
 - Einige Atari CPU's, hergestellt  in Mexico, sind sehr temperaturanfällig und hängen sich auf.

Warum eine zweite PIA?

 - Um den RTC zu benutzen und einen Printer Port bereitzustellen ohne Kompatibilitäts-Kompromisse machen zu müssen.

Textdatei

Nachteile der 65C02 CPU

Programme die illegale Opcodes benutzen (z.B. ein ganzer Teil Demos und einige neuere Spiele) laufen auf der 65C02 CPU nicht!





Schaltplan


         Bild klicken für Gross-Ansicht  (300dpi, 3265 x 2227 Pixel, 889 KB)

Schaltplan

Erläuterungen zur Funktionsweise der Schaltung


Bauteile - Liste:    (CPU-Part und RTC-Part sind auch einzeln aufbaubar)


65C02 Upgrade:

  1 x IC 65C02 CPU
  1 x IC 74LS02
  1 x IC 74LS74
  2 x IC 74LS244
  1 x IC 72LS245
  3 x Drossel 10uH
  3 x Widerstand 1 Ohm
  2 x Kondensator 100nF
  1 x Stecker 40 pins DIL oder qualitäts-Sockel mit Drähte

Real-Time-Clock:

  1 x IC MSM5832 RTC Chip (OKI)
  1 x IC 6520 oder 6821 (der zweite ist der vom Atari)
  1 x IC 74LS04
  5 x Widerstand 100K
  1 x Widerstand 1K
  1 x Kondensator 22 pF
  3 x Kondensator 100 nF
  1 x Drehkondensator 5-20 pF
  1 x Quartz 32,768 kHz Uhrenquartz.
  1 x Diode D1= AA119 oder andere Germanium oder Schottky Diode.
  1 x Diode D2= 1N4148
  1 x Elko 10uF / 16V
  1 x Stecker 40 pins DIL oder qualitäts-Sockel mit Drähte.

Printer-Port:

  1 x 74LS244

Textdatei





Upgrade mit der 65C816 - CPU


Die 65C816 - CPU kann weitere Vorteile bringen:

Die 65C816 CPU kann mit max. 14 MegaHerz getaktet werden, was einen erheblichen Leistungszuwachs darstellt.

Die 65C816 CPU besitzt einen linearen Adressraum von 16MB. Bei einer 24 Bit Adressierung stelllen die oberen 8 Bit die Bank dar, was 256 Bänke a 64KB bedeutet. Es stellt sich aber hierbei die Frage inwieweit dies kompatibel zum (130XE Quasi-) Standard Port B zu machen ist.

Die 65C816 CPU besitzt zwei Betriebs Modi:
Einen Emulation Mode (nach Reset) in dem schon alle neuen Befehle und Adressierungen nutzbar sind.
Im Native Mode ist dann eine volle Ausnutzung der CPU durch 16 Bit Register und BlockMove Befehle möglich.

Das waren die wichtigsten Vorteile. Nachteile liegen z.B. darin dass bereits bei einer Taktverdoppelung die Taktzyklen synchronisiert werden müssen. Der Momentane Stand bei Guus ist eine 65C816 die noch mit dem einfachen Takt läuft:

Pins 1, 5, 7, 35, 38, 39 der CPU nicht anschliessen.
Pin 3 über Pull up Widerstand 10KOhm an +5V.
Pin 36 an Pin 5 das 74LS74 (ge-Latchtes Halt Signal)

Nächstes Ziel ist also eine Taktverdoppelung der CPU, wobei der Takt synchronisiert werden muss





Download der benötigten Dateien:


Das Layout der Leiterplatte weicht etwas vom damaligen Original ab. Beachte daher auch den neuen Bestückungsplan

Download des Schaltplan, PCB-Layout und Bestückung
    als PostScript  ( 133.5 KB ) oder
    als PortableDataFormat  ( 186,5 KB ) oder
    als JPEG-Bild   ( 882 KB nur Schaltplan und Bestückung )

Download der Bauteile-Liste
    als Text-Datei   ( 1 KB )

Download der Treiber-Software für das Uhren-Modul [Kommentare im Quelltext beachten]
    als Image-(ATR)-Datei   Atari-Disk-Image mit allen Quelltexten und compilierten Dateien  ( 20 KB )
    als Text-Datei   Quelltexte für Assembler MAC/65 und Basic-Listing  ( 6,6 KB )
    als Atari-Datei   compilierte Dateien und Basic-Datei  ( 3,3 KB )  (SETCLOCK.BAS neu am 06.11.2003)

Alle benötigten Unterlagen sind also vorhanden, bei Fragen oder Feedback bitte den Entwickler
    Guus Assmann via Email (Holländisch, Englisch, Deutsch) kontaktieren.





Andere Projekte von Guus Assmann:


USB-Port for the Cartridge Slot twiki auf strotmann.de,
USB-Port for the Cartridge Slot myatari.net
Neue Floppy für den Atari 8-Bit twiki auf strotmann.de


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