Retrodatorprojekt - TU55 bandstation till USB

[pbgp]

Åååh nytillverkade flipchips!! Så vackert.

[kodar-holger]

Undrar när det nykonstruerades flip-chips senast....

Snyggt

[anders_bzn]

Tack!

Det förekommer att det konstrueras flipchips av entusiaster. Nyligen konstruerade Vince Slyngstad ett 32K minneskort för omnibus (PDP-8e/f/m/a). http://so-much-stuff.com/pdp8/32KOmnibus/32KOmnibus.php

[MattisLind]

Nu har det varit tyst i tråden länge, men det betyder inte att det inte hänt något. Idag kom korten från Kina. Tyvärr väntade jag för länge med att beställa komponenter, så de har inte kommit ännu. Jag har bara de som ska lödas på sist hemma, typ kontakterna och tryckknappen...

DSC_3133.jpg

Riktigt snyggt! Ska bli kul att löda ihop det. Hoppas man fortfarande är tillräckligt stadig på handen och skarp i synen

Är det ENIG guld plätering?

Har tittat lite grand på programvaran. Till att börja med, för att experimentera, är det nog enklast att använda USB som en virtuell USB port. LUFA verkar vara ett bra paket att utgå ifrån. Men det vore ju intressant att kunna använda enheten som ett USB-minne. Det skulle kunna fungera med USB MSC, Mass Storage Class. Det finns stöd för det också i LUFA. Men som jag förstår det rätt så måsta man ha 512 bytes block storlek. Ett PDP-8 block är 129 (128) 12 bitars ord och kommer rymmas bra. Värre blir det med PDP-9. De har block om 256 18 bitars ord. Det är ju större än 512 bytes.

Jag tänkte mig att man kunde basera allt på sex bitars ord (två TU55 tre-bitars ord per ord så att säga). Men har man ett PDP-9 block så måste man kunna adressera ett udda eller jämnt block. Ett med de 512 lägsta sex-bitars orden och ett med de 256 högsta sex-bitars orden. För att adresseringen ska fungera måste man på något sätt tala om om det det är PDP-8 eller något annat.

[anders_bzn]

Jag har börjat löda. Det lilla kortet är klart.



På det stora har jag lött fast spänningstabbarna och mätt spänningarna, rätt så här långt. Det är som du skriver ENIG plättering på korten.

Jag har inte funderat så mycket på mjukvaran, har bara kollat att vi har en programmerare på jobbet så jag kan skjuta i bootloadern.

[anders_bzn]

Några timmar till med lödning:



Skrivkretsen (1 spår):


Läskretsen (2 spår):


AVR:en


Jag har inte testat ännu. Men än att nätdelen gav rätt spänningar. Det gjorde jag innan jag monterade övriga halvledare. Har hittat en bug, det saknas en via där den gula virtråden är lödd. Få väl se vad som mer dyker upp. Det var inte jättesvårt att löda, men det tog sin tid med alla komponenter (ca 235st). "Fuskade" med lödpincett (köpt av forummedlemmen SM7THS) på alla motstånd och kondensatorer, det var smidigt!

[MattisLind]

Fantastiskt snyggt!

[Oskar]

Du kan vara mycket nöjd med resultatet! Kortet ser ju maskinmonterat ut!!
Blandningen av hålmonterat och ytmonterat funkar också bra estetiskt tycker jag.

Om det dessutom fungerar (skall nog gå att få till), ja då är det ju ännu bättre

[anders_bzn]

Tackar.

Jag har inte varit overksam utan har fått lite fart på korten. Det verkar mycket lovande. Levelkonverter kortet (det lilla) fungerade inte direkt. Men med nya komponentvärden så fungerar det!

Kortet pratar USB och jag har skrivet ett litet testprogram för att kunna kontrollera bandet. Kortet dyker upp som en Com-port så man kan kontrollera det via ett terminalprogram.

Fick göra en video:

Inte Mattis-kvalitet på filmen tyvärr. Sen tog jag en bild med mobilen på testuppställningen. Kortet sitter i förlängningskort för att man ska komma åt att mäta.

DSC_0023.JPG

Mätte timing (överst) och mark spåret på ett band som jag inte använt innan. Det jag har testat med tidigare hade jag skrivit sönder (planerat). Har inte försökt avkoda datat men timing-spåret ser ut att vettig frekvens ~30kHz.

DSC_0030.JPG

EDIT: Med risk för att göra fel, men mark tracket innehåller 1,0,0,0,1,1,1,0 vilket verkar vara juste!

[MattisLind]

Jag tycker det hela ser väldigt lovande ut. Prefekt data i mark track.

Jag har spenderat många timmar med mina kort. Man upptäcker att det där med att montera ytmonterat inte längre är en paradgren

[anders_bzn]

Det går sakta framåt. Tyvärr så verkade det ett tag som någon störning fick kortet att balla ur. Jag kunde inte förstå var det var först. Tillslut kom jag på att det bara hände då bandet gick över läshuvudet. Lade jag bandet bara från rulle till rulle så fungerade det fint.

Signalerna från löshuvudet går bland annat in på PE6 som är interrupt pinnen så där grävde jag ett tag. Sen insåg jag att signalerna också går in på port F. Där sitter även JTAG vilket jag inte hade helt koll på. JTAG-stöd slår man på genom att bränna en fuse, JTAGEN, vilket jag såklart hade lyckats med då det var default.

Här är lite data skickat över USB. En byte för varje "mark"-bit, man ser mönstret! Översta biten satt för att inte få 0x00, eller EOL på AVR sidan. Måste läsa på lite AVR och om LUFA nu, det känns som om det i stort sett "bara" är kod kvar nu.

Kod: Markera allt

80 81 81 81 80 80 80 81 81 81 80 80 80 81 81 81 80 80 80 81 81 81 80 80 
80 81 81 81 80 80 80 81 81 81 80 80 80 81 81 81 80 80 80 81 81 81 80 80 
80 81 81 81 80 80 80 81 81 81 80 80 80 81 81 81 80 80 80 81 81 81 80 80 
80 81 81 81 80 80 80 81 81 81 80 80 80 81 81 81 80 80 80 81 81 81 80 80 
80 81 81 81 80 80 80 81 81 81 80 80 80 81 81 81 80 80 80 81 81 81 80 80 
80 81 81 81 80 80 80 81  

[anders_bzn]

"Bara kod kvar"....

Eller inte. Det visade sig att iden med att att sampla data i interruptrutinen inte fungerade speciellt bra. Interrupt latensen var inte konstant eftersom USB-delen också använder interrupt. Dessutom vad den ~3us.

Efter lite ett litet lödjobb så fick jag lött in en 74LS374 oktal D-latch. När klocktrackets signal går hög klockas de andra fyra spårens data in i latchen. Efter detta så lyckades jag avkoda ett MARK-track (spåret som talar om hur datat ligger på bandet) till 97% korrekt. Eftersom jag kan köra bandet flera gånger och få fel på olika ställen (dock mest i slutet) så kan man anta att bandet innehåller korrekt data.

DSC_3268.JPG

Patchat kort.

De sista tre procenten visar sig vara lurigare att få till men jag misstänker att problemet ligger i komparatorkopplingen.

meas_points.jpg

Insignalen i punkten A ser ut så här:

DSC_0125.JPG

Och signalen i punkten B

DSC_0122.JPG

Och med en annan OP en TL074 ännu värre:

DSC_0124.JPG

Jag vill ha brantare flanker!

Jag har labbat lite med att ändra feedbackmotståndet (R9) och att koppla bort transistorn T1 på utgången utan att få någon förbättring.

Jag har också testat att löda in en komparator (LM339) och då får man en stigande flank på ~0,5us istället för 2,4us. Detta verkar bättre.

Är det lösningen att använda en komparator istället eller finns det något som jag missat?

Om man också mäter signalen efter första förstärkarsteget (innan ingången till IC1A) och efter transistorn så ser man något intressant som nog ställer till det i slutändan:

DSC_0126.JPG

DSC_0127.JPG

Man ser att tidsfördröjningen från den positiva toppen på sinusen till den uppåtgående flanken på den digitaliserade signalen inte är samma som från den negativa toppen till den nedåtgående flanken.

Tänker nog testa att löda in en LM339 på MARK och CLOCK spåren och se om man kan få helt korrekt data.

[MiaM]

Har du nån DC-offset på signalen? I så fall är det väl rimligt att det blir lite olika på de båda flankerna.

[anders_bzn]

Det ser inte ut så även om det hade varit en rimlig förklaring. Jag postar bilden med insignalen igen, fast nu med ett litet photoshop jobb. Man ser att signalen är symmetrisk.

DSC_0125_2.jpg

[xxargs]

Tror ditt problem beror på att hård utstyrd OP-amp inte kan höja och sänka utgången med samma tidsfördröjning pga. att olika steg bottnar olika mycket eller i antal aktiva steg inne i OP-ampen.

Med komparator kommer du troligen få liknande effekt men här att komparatorn som bara har open collector utgång, sätter en tid när den sänker - och den inkopplade lastens impedans på utgången bestämmer hur fort signalen åter igen höjs när open collector-utgången spärrar igen - här går det säkert att labba lite med olika laster (pullup) för att få bättre symmetri

Jag skulle också prova att justera biasspänningen på IC1 pin10 (idag jordad) och med ändrad omslagslägen se om det kan förbättra läget en smula.

Detta är inget man löser hur som helst - en sak som kanske skulle funka är att ha två steg OP-amp efter varandra så att dess upp och nedtider kompenserar varandra men på bekostnad att totala fördröjningstiden dubblas samt omvänd polaritet på utgång mot önskade.

---

slutligen - vilken flank är det viktiga ? - av texten så verkar det vara positiv, men med komparatorn verkar den negativa flanken vara den mest precisa - polvändning av läshuvudet och en inverterare efter så kanske det är en väg att lösa...