PAK68 im Atari - Ein Revival

    Als alter Atarianer (ein 1040ST war mein erster "richtiger" Computer) hatte ich früher natürlich auch mit Beschleunigern experimentiert und hatte mir schon früh eine PAK (ProzessorAustauschKarte) nach c't 8/87, Autor Johannes Assenbaum, zugelegt. Mit einem 68020 und einer 68882 mit 25 MHz war das Teil mit RTOS sauschnell und ich habe heute noch viele Programme, die ich für Studium und dann Arbeit auf dem Atari programmiert hatte.


    Blöderweise hatte ich die PAK irgendwann einmal gegen irgend ein Schachcomputerteil eingetauscht :cry2:


    Ich weiss, es gab später bessere Beschleuniger für Atari, aber ich wollte "meine" PAK wiederhaben. Kleinanzeigen/Foren/eBay alles ohne Erfolg. Dann konnte ich Jürgen (e-bastler) überreden, nach den alten Veröffentlichungen die Platine zu re-designen. Probeweise 5 Platinen geordert, eine vermurkst (PGA-Sockel auf die falsche Seite gelötet :(), bei der nächsten klappte es und voilà: sie funktioniert in meinem 260st wie am ersten Tag !


    Anbei Screenshots eines Mathe-Benchmarks in doppelgenauer Arithmetik unter Pearl/RTOS: Beschleunigung Faktor 180 (68000 vs 68020/68882) !


     


     


    Roland

    • Offizieller Beitrag
    Zitat von Roland_t29

    Beschleunigung Faktor 180 (68000 vs 68020/68882) !

    Das geht ab !!

    Oha :) Hier sammeln sich gerade RTOS-Interessierte? Wir sollten erstmal eine kleine Besprechungsrunde in einem geschlossenen Nebenzimmer eröffnen.


    Gruß, Ralf

    Hallo Roland,


    an so einer Platine hätte ich auch großes Interesse! Ich spiele schon eine Weile mit dem Gedanken, doch mal einen ST in ein größeres Gehäuse zu verfrachten und "richtig" aufzurüsten.


    Gruß, Rene

    Zitat von Creep

    Hallo Roland,


    an so einer Platine hätte ich auch großes Interesse! Ich spiele schon eine Weile mit dem Gedanken, doch mal einen ST in ein größeres Gehäuse zu verfrachten und "richtig" aufzurüsten.


    Gruß, Rene

    eine Platine habe ich noch, ich schicke dir eine PN.

    Das Teil ist so kompakt, das passt in einen 260/520st und das Gehäuse geht noch zu !

    Info an alle Nachbauer: ihr braucht ein gepatchtes TOS, sonst geht garnichts. Siehe c't 7/87 ff


    Roland

    Kann man ja immer noch aufrüsten. Ich nehme erstmal, was ich kriegen kann. Später gern was besseres. Aber erstmal finden...


    Wenns das Layout gibt, mach ich auch gern die Platinen.


    Gruß, Rene

    Moin,


    falls noch weitere Interessenten zusammenkommen, so dass Roland die Platinen ausgehen, lade ich hier mal die Gerber-Daten hoch. Damit kann man bei JLCPCB oder den übrigen Verdächtigen die Platinen fertigen lassen -- sind schlichte zweiseitige Boards mit knapp 10*10 cm² Größe.


    Diese Version ist gegenüber Rolands Exemplar nochmal minimal überarbeitet: Die Patches, die in späteren c't-Ausgaben beschrieben wurden, um die PAK68 mit Mac und Amiga kompatibel zu machen, sind schon vorbereitet. Näheres im Schaltplan in den blauen Kommentaren. -- Wenn jemand die KiCad-Dateien haben möchte, um selbst noch weiter mit dem Layout zu spielen, bitte melden!



    Die Steckerleisten auf der Platine sind ja für die optionale PAK-MEM mit 32 Bit breitem RAM gedacht, aus c't 1/88. Davon habe ich auch eine Version nachgezeichnet, in diesem Fall leicht modernisiert und vereinfacht, mit 4 * 512 kByte SRAM und einem 16V8-GAL. Die ist allerdings noch nicht getestet; Roland hat sie nicht verbaut, weil dann das Originalgehäuse des ST nicht mehr zugeht. ( Roland_t29, hast Du eigentlich noch eine CPU-Auswahl-Zwischenplatine unter der PAK68? Und würde der Speicher mechanisch passen, wenn man die weglässt?)



    Falls Interesse an der RAM-Erweiterung besteht, poste ich die Dateien hier auch gerne. Aber wie schon von 1ST1 erwähnt: Für Anwendungsfälle, bei denen Platz keine Rolle spielt, sind die moderneren PAKs vielleicht die bessere Wahl.


    Jürgen

    Hallo Jürgen,


    ich wäre auch an den KiCAD Files interessiert. Ebenso an der RAM-Erweiterung.


    Ich weiß wirklich noch nicht, ob ich wirklich dazu komme. Ich versuche gerade, außer dem NKC möglichst viele offene Baustellen zu schließen. Aber der ST war halt einer meiner Ur-Computer.


    Persönlich fände ich es interessant, die Platine noch auf SMD-Komponenten zu adaptieren, soweit die ICs verfügbar sind. Spart Platz und ist schneller zu löten. Nur Fehlersuche/Tauschen wird schwierig.


    Gruß, Rene

    Ich hätte da noch...


    +1 /3 aufgebaut. Im Amiga doof...


    Zuletzt repariert:

    10.11. defektes µT RAM im Apple //e ersetzt

    10.11. defektes µT RAM im Atari 130XE ersetzt

    12.11. VC20 mit black screen: defekter Videotransistor ersetzt

    Zitat von Toshi

    läuft die PAK eigentlich auch in anderen / allen 68000er Maschinen?

    Auf die Ur-PAK bezogen, mit der ich mich befasst habe:


    Aus der Hardware-Perspektive scheinen mir die Aussichten gut. Die c't hat das Timing der originalen PAK-68 in späteren Artikeln noch etwas modifiziert (das /AS-Signal durch ein RC-Glied leicht verzögert), damit die Platine auch in Mac und Amiga lief. Wenn die PAK im Mac, Amiga und Atari geht, ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass sie auch in anderen Systemen spielt, denke ich.


    Die Software könnte das größere Problem sein. Die 68020 (und auch schon die 68010) sind ja nicht voll kompatibel zur 68000. Es wurden einzelne Schwächen im Exception Handling und im "privileged mode" zur sauberen Trennung von Multitasking-Prozessen behoben. Deshalb muss im Atari das TOS gepatcht werden, und das gleiche dürfte auch für andere Betriebssysteme gelten, die nicht schon ab Werk für die 68010 oder 68020 vorbereitet waren.

    Die ROMs des Mac 512e(nhanced) sind für 68010 und 68020 vorbereitet. D.h. die schalten die Caches ziemlich zu Beginn nach dem Kaltstart ein. Lediglich auf 68030 sind die noch nicht vorbereitet. Aber auch das sollte im 512e und Plus kein Problem darstellen, denn es gab Beschleunigerkarten mit 68030/68882, so daß man das INIT oder CDEV von denen nehmen könnte, um den Datencache einzuschalten.


    Gruß, Ralf

    Zitat von Creep

    ich wäre auch an den KiCAD Files interessiert. Ebenso an der RAM-Erweiterung.

    OK, ich werde die Dateien mal zusammenstellen.


    Zitat

    Persönlich fände ich es interessant, die Platine noch auf SMD-Komponenten zu adaptieren, soweit die ICs verfügbar sind. Spart Platz und ist schneller zu löten. Nur Fehlersuche/Tauschen wird schwierig.

    Das würde dann aber voraussichtlich eine vierlagige Platine. Schon auf der Originalversion geht es mit den Leiterbahnen gedrängt zu. Der 32-Bit-Datenbus muss zur CPU, FPU, Host-Sockel und RAM-Steckerleisten, und dazu der Adressbus zur CPU, Host und RAM -- da ist schon eine Menge los auf der Platine.


    Ich hatte ursprünglich gedacht, das Layout "ergibt sich" nach Eingabe des Schaltplans und nach Übernahme der Bauteilplatzierung vom Original, aber das war durchaus nicht so. Ich habe großen Respekt vor den Layout-Künsten von Johannes Assenbaum entwickelt und mich letztlich eng an seinen Entwurf gehalten.


    Wenn Du Dich trotzdem an einer SMD-Version versuchen willst, würde ich gleich eine spätere PAK-Version nehmen, mit 68030 und großem RAM-Cache direkt auf der Platine. Wenn Du die dann auch auf 10*10 cm² oder kleiner bekommst, hättest Du das beste beider Welten: Passt in enge Rechner (Atari ST und Knubbelmac) und macht richtig Dampf...

    Hier schon mal die Dateien zur Fertigung und Inbetriebnahme der PAK-MEM: Schaltplan, Gerber-Daten und GAL-Dateien (CUPL-Source zum Nachvollziehen und JEDEC zum direkten Programmieren).


    Anders als bei der PAK-68 ist die Bauteilbeschaffung hier völlig problemlos: SRAMs, GAL und Sockel gibt es allesamt als Neuware z.B. bei Reichelt.


    Wie erwähnt: Ohne Gewähr, diese Zusatzplatine haben wir bisher noch nicht aufgebaut. Da die Schaltung sehr übersichtlich ist und Schaltplan sowie Layout die KiCad Design-Rule-Checks bestehen, bin ich aber zuversichtlich. Falls es bei der Inbetriebnahme Probleme geben sollte, versuche ich natürlich gern zu helfen.

    Zitat von Toshi

    läuft die PAK eigentlich auch in anderen / allen 68000er Maschinen?

    ich kann noch berichten, dass diese PAK/1 auch in einem Mephisto Schachcomputer Amsterdam im Austausch zur 68000 lief. Leider aber sogar langsamer als die 68000, weil die Hardware der PAK Waitstates vorgibt wg der langsamen ROMs, dabei kam die PAK im Buszugriff durcheinander und ihr Cache nutzte ihr auch nichts


    Roland

    Noch ein paar Fragen.


    Wenn ich es richtig verstanden habe, wird die CPU vom Mainboard fest mit 8MHz Takt versorgt. Eine 16MHz PGA CPU sollte also reichen?

    (z.B: https://www.ebay.de/itm/392631…ksid=p2060353.m1438.l2649 )

    Der 68882 CoPro ist Optional. Nur dieser wird über den Quarzoszillator mit einem höheren Takt versorgt?

    Gibt es ein EmuTOS, was damit läuft in einem 1040S? (ggf. auch testweise von Floppy geladen)?


    VG Peter

    github.com/petersieg

    Man kann auf der PAK-68-Platine mit den Jumpern J2..J5 individuell für CPU und FPU einstellen, ob sie den Host-Takt oder den lokal generierteren schnelleren Takt bekommen sollen. Roland betreibt die PAK-68 im Atari so wie von Dir beschrieben (CPU auf 8 MHz, FPU auf 25 MHz).


    @Roland_t29-- wie war das doch gleich? Läuft die CPU mit 25 MHz gar nicht im ST, oder wird das wegen der Wait States unvorteilhaft?

    Zitat von PeterSieg

    Wenn ich es richtig verstanden habe, wird die CPU vom Mainboard fest mit 8MHz Takt versorgt. Eine 16MHz PGA CPU sollte also reichen?

    Ja. Es gibt auch 12[,5]-MHz-Typen.


    Zitat von PeterSieg

    Der 68882 CoPro ist Optional. Nur dieser wird über den Quarzoszillator mit einem höheren Takt versorgt?

    Ja. Die FPU kann mit einem von der CPU unabhängigen Takt betrieben werden. D.h. theoretisch kann die FPU mit 50MHz (schnellste 68882-FPU) laufen.


    Gruß, Ralf