Eigenes Dev. Board für vintage CPU bauen

Machbar ist wohl vieles. Ich werf jetzt mal den 68000 von Motorola in 
die Runde.
https://de.wikipedia.org/wiki/Motorola_68000

Da hättest Du den Vorteil das mit den ganzen PalmOS Geräten aus der 
Bucht immer mal eine Referenz billig zu bekommen ist (mit passender 
Peripherie).

Damit bekommst Du auch ein Linux (uclinux) an den Start.

Gruß Thomas

Olaf schrieb:
>> Welche interessante CPU könntet ihr mir empfehlen?
>
> https://de.wikipedia.org/wiki/Texas_Instruments_TMS9900

Besonders den Taktgenerator kann ich zum Nachbau empfehlen.
Und zwar in Retro-Technik ohne Spezial-IC.

A. K. schrieb:
>> https://de.wikipedia.org/wiki/Texas_Instruments_TMS9900
>
> Besonders den Taktgenerator kann ich zum Nachbau empfehlen.
> Wenns geht ohne Spezial-IC.

Da wäre der TMS9995 wohl etwas einfacher zu beschalten. Irgendwo hatte 
ich sogar mal ein FORTH für den TI99/4A zum selber abtippen :-P

Olaf schrieb:
> https://de.wikipedia.org/wiki/RCA1802

Ja, der ist auch nicht übel. Hat den strategischen Vorteil, dass man das 
Programm eines Entwicklungssystems problemlos über den PC einspielen 
kann, ohne sich mühevoll mit einem ROM-Bootloader abplagen zu müssen. 
Wenn man dafür auch noch einen zeitgemässen AY-3-1015 auftreibt, dann 
sogar per UART.

Da hat das mal wer mit nem 386er gemacht: 
http://blog.lse.epita.fr/articles/77-lsepc-intro.html
Oder Linux aufm breadboard mit 68k: 
http://www.bigmessowires.com/2014/11/17/68-katy-68000-linux-on-a-solderless-breadboard/

Matthias S. schrieb:
> Da wäre der TMS9995 wohl etwas einfacher zu beschalten.

Wie langweilig. Quarz direkt am Chip. Der 9900 wollte einen nicht 
überlappenden 4-Phasen-Takt bei 3MHz. Das Taktgenerator-IC dafür 
arbeitete mit einem 48MHz Oberwellenquarz.

A. K. schrieb:
> Das Taktgenerator-IC dafür
> arbeitete mit einem 48MHz Oberwellenquarz.

Jaja, wem sagst du das. Ich habe die Hardware meines TI99 damals 
komplett nachverfolgt und dran rumgelötet. Inklusive selbstgebasteltem 
MIDI Interface mit TMS9902 :-)

Olaf schrieb:
> Hm..gibt es das noch?

Wenn du noch einen TMS9904 auftreiben kannst, wäre der das richtige.

> Ich spiele mit den Gedanken ein eigenes kompaktes dev. Board (aka RPi)
> für einen legendären vintage CPU zu bauen.

Vergiss es. Wenn du keinen CPLD oder FPGA benutzt, dann wird das 
Ergebnis nicht kompakt. Und so ein System würde ich auch nicht als 
Entwicklungsbrett bezeichnen, sondern als Computer.

> Wie schwierig wäre sowas alleine zu realisieren?

Mit genügend Grundlagenwissen machbar. Ist halt viel Arbeit.

> Soweit ich weis, braucht ein  CPU bloß einwenig RAM,
> FLASH (evlt SD Karte mit einem OS) und vllt ein GPIO controller.

Ich fürchte, da fehlt Grundlagenwissen.

> Wo soll ich anfangen?

Bei Datenblättern und alten Schaltplänen.

> Welche interessante CPU könntet ihr mir empfehlen?

Den 486er kannst du mit einem 8-Bit breiten Datenbus benutzen (den 386er 
nicht). Das spart dir einiges an Lötarbeit, kostet aber Performance.

Böser K. schrieb:
> Soweit ich weis, braucht ein  CPU bloß einwenig RAM, FLASH (evlt SD Karte
> mit einem OS) und vllt ein GPIO controller.

Genau. Solche Dinge wie Spannungsversorgung, Referenztakt, Adressbus, 
Datenbus, DMA, ggf. Interrupt Controller, Grafik, Sound, serielle und 
andere Schnittstellen werden eindeutig überbewertet. ;-)

Google mal nach "cpu board block diagram" und schau Dir die vielen 
Bilder an. Da merkst Du recht schnell, dass Du den Aufwand für ein 
solches Board sehr wahrscheinlich unterschätzt.

Wenn Du es ernst meinst, dann fang erst mal klein an. Mach ein Board 
für:

-8 Bit Mikrocontroller (z.B. ATtiny)
-LCD
-SD-Card
-Serielle Schnittstelle
-Spannungsversorgung
-ggf. noch freie Pins auf der Platine nach außen führen

Das Ganze selbst entwerfen (Stromlaufplan), das Platinenlayout/Design 
selber machen und schließlich selber die Platine ätzen und bestücken, 
oder eben fertigen lassen.

Kriegst Du das hin, kannst Du danach immer noch einen Schritt weiter 
gehen. Ist das schon eine Nummer zu groß für Dich, dann vergiss den Rest 
ganz einfach.

Ha, ich habe hier noch ein paar SY6504 liegen - ist ein kleiner 6502 im 
28-Pin DIP...

Ich hab mal einen 8086 Computer gebaut. Mit SRAM, DRAM & Controller, 
EPROM, Interuptcontroller, einen 4x20 LCD, Selbstbau Keyboard. Ein- und 
Ausgabe per Adress- und Datenbus Dipswitches und LEDs. Kein UART, das 
war sinnlos, denn es gab nichts fuer die andere Seite des Kabels.

Der Code wurde als einzelne Bloecke als ASM auf Papier geschrieben, dann 
nach dem Instruction Manual in Hex uebersetzt. Auf Papier. Der '86 war 
der erste Prozessor der relozierbaren Code konnte. Das vereinfachte 
Vieles.

Diese Programmteile wurden mit Adress- und Datenbus Dipswitches ins RAM 
eingegeben und Laufengelassen. Wenn's dann lief, wurde dieser Teil ins 
EPROM programmiert. Mit einem externen EPROM Programmer.

Das war schon ein rechtes Abenteuer, etwas auf den LCD zu kriegen. Als 
ich dann einen Zeileneditor fuer den LCD  mit dem Keyboard zusammen 
hatte kamen die ersten PC fuer sehr viel Geld auf den Markt. Ich hab 
dann noch mit einem zusaetzlichen ADC und DAC einen parametrisierten 
Regler gebaut und bald einen PC gekauft. Fuer den Preis eines Wagens, 
dafuer mit 10MByte Festplatte.

Zur Groesse des Gebauten. Mehrere Europakarten in einem 19 zoll Rack

MaWin schrieb:
> http://www.greenarraychips.com/
>
> Simple Programmierung (Forth), einfacher Chip, gnadenlose Performance
> (wenn man so hochparallel programmieren kann), und hat garantiert kein
> anderer. Vielleicht bekommt man die Chips sogar gratis.

Ja, GreenArray ist interessant, aber ich frage mich jemand irgendwo 
überhaut  GreenArray CPU irgendwo verwendet. Außerdem wäre es vllt 
einfacher in diesem fall ein FPGA zu nehmen:)?

MaWin schrieb:
>> Welche interessante CPU könntet ihr mir empfehlen?
>
> http://www.greenarraychips.com/
>

Für den Chip gibts ein Preliminary Data Book Last updated 4/12/2011.
Das sagt doch schon alles ...

Michael K. schrieb:
> C Compiler ist ebenfals vorhanden:
> https://sites.google.com/site/lcc1802/

Das ist nun wirklich pervers. Erst einen 1802 bauen und dann all die 
schöne Assembler-Welt, durch die er sich auszeichnet, durch Verwendung 
von C wieder zunichte machen.

Michael K. schrieb:
> Wenn Moby doch nur den 1802 ....

Ja, das wär genau sein Ding. Ein 32 Byte Registerfile, kein Speck, keine 
überflüssige Komplexität, übersichtlicher Befehlssatz, keine Probleme 
mit Vorzeichen - und nicht einmal mit dem üblichen Program Counter muss 
man sich abplagen.

Ausserdem kann man beim 1802 leichter als irgendwo sonst auf total 
überflüssige Hochsprachen wie Makro-Assembler verzichten und direkt in 
Hex programmieren. Liest sich in kurzer Zeit fast genauso gut wie 
normaler Assembler.

MaWin schrieb:
> Böser K. schrieb:
>> Sei es i486, mips r3000 oder SPARC CPU.
>> Wie schwierig wäre sowas alleine zu realisieren?
>
> Ja, diese Chips haben schon hohe Taktraten an den Anschlüssen, die
> Platine muss also (6-Lagen...) Multilayer sein und impedanzrichtig
> angepasste Leitungen haben.

Naja, einen einfachen 486er mit 16 MHz mit 8-Bit Datenbus kann man auch 
auf Lochraster betreiben. Es muss ja nicht gleich das 
unten-rechts-Modell mit 100 MHz, PCI und Intel-Chipsatz sein.

> Einen 486 in rPi Format will ich sehen, nicht mal der ElanSC400 wurde so
> kompakt.

Die CPU dürfte schon größer sein als ein ein Pi Zero. ;-)

> Und selbst wenn man ein lauffähiges Board hat, braucht man noch
> Software. Schon das initialisieren der Speicherverwaltungsregister
> braucht mehr Programmcode, als ein ganzer uC an Programmspeicher hat.

Welche Speicherverwaltungsregister? Auf Paging kann man verzichten, und 
eine GDT mit 2 Einträgen reicht für den Protected Mode aus. Ändert nix 
daran, dass dem TO vermutlich das Hintergrundwissen fehlt, aber um auf 
der CPU eigenen Code auszuführen, braucht man keine großen Verrenkungen.

> Man sollte also tunlichst dafür sorgen, daß damalige Standardsoftware
> darauf läuft. Und das bedeutet auch Standardhardware.

Unfug.

MaWin schrieb:
> Böser K. schrieb:
>> Außerdem wäre es vllt einfacher in diesem fall ein FPGA zu nehmen:)?
>
> Ein FPGA bringt nicht mal ansatzweise die Leistung, sondern könnte
> höchstens ein paar GreenArray Kerne nachbilden. Eine GreenArray CPU
> läuft mit ca. 750MHz, und es sind 144 parallel, also ungefähr ein
> Durchsatz von 100GHz (wenn sich die Aufgabe so gut parallelisieren
> lässt).
>

Schön wär's  ...

Das Ding besteht aus 144 Mini CPU mit 18 Bit Datenbreite und mit 
parallel schalten ist da nicht viel, weil :
a.) es keine CarryChain Logik zwischen den Blöcken gibt und
b.) der Chip ein asynchrones Design ohne Clock ist.

Und wenn ich im Datenblatt auf Seite 19 die Berechnung richtig 
verstanden habe, braucht so eine CPU für eine 18 Bit Multiplikation 
108.5 ns.

Und ich darf noch zitieren:
The F18A is a stable, mature design for a computer and its I/O whose 
robustness has been proven in many chip configurations. It has been 
proven in 180nm geometry, and a prototype in 130 nm has also performed 
well.
Da musst du erst mal noch Fertigungsstraßen dafür finden.

Das Ding ist einfach nach dem Motto viel hilft viel designed.

Michael K. schrieb:
> Intersil pflegt den bis heute:
> 
https://www.intersil.com/en/products/space-and-harsh-environment/harsh-environment/microprocessors-and-peripherals/CDP1802A.html

Ja, mit 20 Wochen Lieferzeit und einem Stückpreis von $146,30. Die 
Mindestliefermenge beträgt offenbar 63 Stück.

Trotzdem ist es erstaunlich, dass er immer noch lieferbar ist. 
Vermutlich handelt es sich um vor ewiger Zeit eingelagerte Wafer, die 
dann auftragsbezogenen weiterverarbeitet werden. Dienstleister wie z.B. 
Rochester Electronics haben sich auf so etwas spezialisiert.

Gerade irgendwelche öffentlichen Stellen (Militär, Behörden) fordern ja 
teilweise irrsinnig lange Ersatzteilverfügbarkeiten von etlichen 
Jahrzehnten, was Produktentwicklungen bzw. die Bauteileauswahl sehr 
schwierig und teuer macht.

Andreas S. schrieb:
> Ja, mit 20 Wochen Lieferzeit und einem Stückpreis von $146,30. Die
> Mindestliefermenge beträgt offenbar 63 Stück.

Ich hab vmtl. noch einen rumliegen. Also die Normalversion, nicht die 
strahlungsfeste. ;-)

Ich habe hier noch einen Lochrasteraufbau mit einer 8080 CPU und mit 
1702 Eproms, das war eins meiner Erstlingswerke. Aber leider ohne 
Programm in den EProms und dafür gibts keine Programmiergeräte mehr.
Und IMST805-G25 ( Transputer) hätte ich auch noch, das wäre vielleicht 
interessanter ...

Böser K. schrieb:
> Welche interessante CPU könntet ihr mir empfehlen?

Eine fertige CPU - wie langweilig ;-)
Warum nicht die CPU mit einer 74181 ALU selber stricken? Vorlagen dazu 
gibt es reichlich...
PDP-11
Xerox Alto
VAX-11

MaWin schrieb:
> Hans-Georg L. schrieb:
>> Das Ding ist einfach nach dem Motto viel hilft viel designed.
>
> Dafür braucht es aber extrem wenig Strom, gerade mal ein paar Watt, und
> hat ein sehr kleines Gehäuse, hat also auch keinen grossen Die.
>

Wo gibt es eine Anwendung wo der Stromverbrauch auch tatsächlich mit 
einem ausgelasteten Chip gemessen wurde ? Lt. dem Vorläüfigen Datenblatt 
sind das Hochrechnungen aus 10 Wavern. Da würde ich mich als für ein 
Serienprodukt nicht darauf verlassen.

> Ich selbst hab keinen GreenArray, aber dem Konstruktuer Chuck Moore
> traue ich zu, ein zwar aussergewöhnliches, aber auch funktionales Design
> hinzubekommen.

Die Kompetenz will ich ihm ja nicht abstreiten.

>Ich traue ihm mehr als dir.

Und ich traue deiner Aussage, das das Ding eine modernes FPGA in den 
Sack steckt nicht, aber du darfst es gerne mit einer Applikation mit 
diesem Chip beweisen.

> Man kann den Chip für 20$ kaufen. MPW-runs finden also sicher statt,
> Boards gibts auch:
> 
http://schmartboard.com/schmartboard-ez-qfn-88-pins-0-4mm-pitch-2-x-2-grid-bundled-with-a-greenarrays-ga144-ic-202-0048-02/

Angeblich haben den schon welche hier im Forum gekauft aber man hat nie 
wieder etwas darüber gehört. Es wurden ja, wie im Datenblatt steht, 10 
Waver produziert und das sind ja schon mal ca 30.000 Ics und die müssen 
ja erst mal verkauft werden. Ich wäre mir nicht so sicher, das der Chip 
aktuell produziert wird.