Brainstorm - Apple ii - Replica

  • Aufgrund der Diskussion im "Junior" Thread ...



    Also das Buch "The Apple II Circuit Description" von W. Gayler ist wirklich ausgezeichnet!


    Und es macht Lust!

    Lust mal was in die Richtung Replica anzudenken.


    :)

  • Ich bin grundsätzlich auch dabei... Mit Ideen und FPGA-Erfahrung...

    Ggf. auch Schaltplan und Layout.

  • Es stellt sich die Frage, was wir denn genau wollen.

    Ja gut, es soll sich verhalten wie ein Apple IIe.

    Das ist mal klar.


    Aber die Lösung kann so verschieden ausfallen, wie es Mitglieder im Forum gibt ...


    • eine reine FPGA Lösung
    • eine exakte Replica mit möglichst denselben Bauteilen wie beim original


    Das sind natürlich Extreme.

    Es wird wohl etwas werden, das irgendwo dazwischen liegt.

    Oder auch nicht ...


    Was meint ihr dazu?

    Was ist realistisch?

    Was können wir stemmen?

    Mit welcher Lösung wären viele glücklich?

  • Vielleicht stellt jeder mal seine Wünsche und Vorstellungen vor?



    Meine Lieblingslösung wäre:

    • eine echte CPU, aber schon modern, und von mir aus auch schnell: W65C02
    • moderne Bauteile wo es geht und Sinn macht: SRAM, FLASH oder große EEPROM
    • Alternativen statt TTL Grab: CPLD oder GAL oder ...
    • Teile die man nicht mehr oder schwer bekommt meiden, oder Ersatzschaltungen bauen
    • toll wäre, wenn die Modularität erhalten bliebe, also die Slots für Steckkarten und Anschlüsse für Peripherie
  • Ich denke:


    8 SLOTS, kompatibel zu TTL Pegeln


    Der Rest als FPGA. Da gibt es Typen mit mehr als 64 KB RAM/ROM intern darstellbar


    Grafik: für die Software sieht sie aus wie im Original, aber nach aussen sauberes RGB, PAL, und VGA bzw. HDMI. Natürlich auch FBAS mit allen seinen Problemen...


    Tastatur: sowohl originale als auch PS/2. Letztere sieht für die Software wie die originale aus.


    Die typische Ergänzungs-Hardware wie 80 Zeichen oder Language oder Z80 könnten sowohl gesteckt werden als auch als Teil des FPGA exisitieren.


    ... never ending possibilities :)

  • Apple IIe klingt zwar gut nur sind beim IIe bereits Spezial Chips verbaut die man nur mehr schwer bekommt (ich hab einen IIe).


    Meine Wünsche wären:

    * Echte CPU (65C02 oder 65816 ?).

    * Moderne Teile (RAM usw).

    * Modularität (Slots).

    * Keine SMD Bauteile (falls möglich)

  • Hallo Diddl ,

    ich würde sogar die von uns so geliebte WDC65816 einsetzen, und ein wenig Richtung GS gehen.

    - PS/2 Tastatur und Maus statt ADB

    - zu den alten Karten kompatible Slots.

    - GLUE Logic mit FPGA und/oder GAL (wobei FPGA wahrscheinlich sinnvoller wäre).

    - Grafikkern sollte anhand der bekannten Schaltpläne eigentlich auch per FPGA machbar sein. Ausgabe per VGA.

    - Soundchip on board (Mockingboard kompatibel mit AY-3-8910 / 8912)

    - Evtl auch eine IWM in FPGA, aber vielleicht auch gleich was modernes wie SD-Card on Board.

  • Bei einer FPGA-basierten Lösung empfehle ich einen Blick in Richtung MiSTer FPGA und das darauf aufbauende MiSTer Multisystem.

    Ob nun dafür oder für einem kompatiblen Nachbau mit Logik-Chips, EPROM und SRAM könnte man auf jeden Fall recht leicht ein Sperrholzgehäuse bauen.

    Tastaturschalter und Tastenkappen sind auch nicht das Problem.

  • Meine Interessen und Ideen bei solch einem Projekt:

    - 65816 wäre sehr interessant: Booten im 8bit-Modus mit 1,023MHz, danach die Möglichkeit zum Hochschalten des Taktes

    - mehr als 7 Slots stehen auf meiner Wunschliste: konfigurierbar z.B. mit Steckbrücken, um IO-Select und Dev-Select einzelnen Slots zuweisen zu können; Grund: mir mangelt es immer an Slots, und nicht alle Karten brauchen beide Bereiche,

    - AUX-Slot und Slot 3 nicht hintereinander, sondern wie die US-Version den AUX links vom Slot 1,

    - ggf. kann der AUX-Slot entfallen, wenn die üblichen Funktionen wie 80-Zeichen, Double-HiRes, RAM, 65816 oder RGB-Ausgabe an anderen Stellen bereits eingebaut sind,

    - Bildschirmansteuerung mit irgendwas, was auch in einigen Jahren noch verfügbar sein wird, die Text- und Grafikmodi sollten wg. der Kompatibilität erhalten bleiben

    - Tastatur gerne eine mit PS/2-Anschluß mit einem Konverter wg. Kompatibilität,

    - RAM kompatibel zum IIe und IIc, darüber hinaus als Slinky-Karte (weil Quasi-Standard) oder wie die RAMworks im AUX-Slot, die auch ein Aufhänger wäre für die 16bit-CPU, denn die sollte ggf. ihre max. knapp 16MB als Arbeitsspeicher nutzen können,

    - ROM kann als EPROM oder als Flash ausgeführt sein, Hauptsache ich kann was eigenes reinschreiben :)

    - Joystick könnte nach meiner Vorstellung entfallen, denn der funktioniert sowieso nur mit 1MHz CPU-Takt,

    - NTSC und PAL kann entfallen, denn andere Schnittstellen für die Farbausgabe sind vorhanden,

    - bei erhöhtem CPU-Takt muß für Slots mit Disk Controller der Takt automatisch für etliche msec auf 1MHz fallen, denn sonst funktionieren die Diskettentreiber nicht,

    - ansonsten brauchen die Slots die übliche Zugriffszeit von 500nsec nur für die einzelnen Zugriffe, damit alte Karten funktionieren,

    - offen: soll DMA implementiert werden, damit Slotkarten die Kontrolle übernehmen können? Diese Frage dreht sich drum, ob Z80-Softcard-, 6809-, 6511- oder 68000-Karten wie die Intemex von IBS funktionieren können sollen [1],

    - hierzulande handelsüblicher Stecker für die Spannungsversorgung,

    - die -5V-Erzeugung kann auf der Platine aus den -12V erfolgen (ein 7905 reicht), ist relevant für die Auswahl des Netzteils,

    - 3,3V-Erzeugung für moderne Schaltungsbestandteile: kommt auf den Strombedarf an, möglicherweise reicht ein Längsregler aus den +5V, ansonsten DC-DC-Wandler,

    - Anschlußmöglichkeit für die üblichen Kabel zur Versorgung von Diskettenlaufwerken mit den Molexsteckern am Ende, also 5V und 12V.


    Als Platinenformat wäre das originale wünschenswert, damit man ein originales (II- oder IIe-) Gehäuse verwenden könnte. Das kollidiert etwas mit meinem Wunsch nach mehr Slots. Mit einem kompakten Meanwell-Netzteil ließen sich möglicherweise 3 oder 4 weitere Slots reinpferchen. Aber dann braucht's einen Lüfter (im Bodenblech unter der Tastatur). Die Alternative wäre der Einbau in ein kompaktes, modernes Gehäuse für (Mini-)ITX-Boards. Unschön, IMHO. Aber Understatement vom Feinsten. Denn jeder Ahnungslose erwartet da drin irgendwas von Intel oder AMD. Wenn dann bekannt wird, daß es sich um einen 65816 handelt ... :) Wie ein Porschemotor in einer Käfer-Karrosserie.


    Gruß, Ralf


    [1] Ich plädiere für Nein. Wer solche Karten hat und einsetzt, hat sowieso schon einen eigenen Apple II(e) dafür übrig.

  • Bei einer FPGA-basierten Lösung empfehle ich einen Blick in Richtung MiSTer FPGA und das darauf aufbauende MiSTer Multisystem.

    Und was hat so eine FPGA-Lösung noch mit einem Apple II zu tun?

    Man hat da weder ein Apple II Gehäuse noch eine Platine die irgendwie nach Apple aussieht.

    Kann ich da nicht gleich einen Emulator auf dem PC laufen lassen?

    i-Telex 211230 dege d

    http://www.marburger-stammtisch.de


    Douglas Adams: "Everything, that is invented and exists at the time of your birth, is natural. Everything that is invented until you´re 35 is interesting, exciting and you can possibly make a career in it. Everything that is invented after you´re 35 is against the law of nature. Apply this list to movies, rock music, word processors and mobile phones to work out how old you are."

  • Die Frage ist schlicht :"Was soll es werden?"

    Irgendwo kann ich detlef nur zustimmen: Mit einem ausreichend großem FPGA kann man fast alles machen.

    Das ist nicht unbedingt mein Ding.


    Wir sollten uns also erst mal überlegen was soll es werden. FPGA, finde ich gut um einzelne Käfer, die nicht zu bekommen sind zu emulieren.

  • Naja, FPGA ist ja keine Emulation sondern eine Reimplemention.

    Ich hätte von der Funktion her gerne einen APPLE ][ Europlus.

    Bei einer echten Emulation bilde ich die Funktionen in Software nach, bei einem FPG in Hardware.

    Für mich als User ist beides eine Blackbox. Ich kann da nichts dran löten oder reparieren. Und nicht mal was zeigen. Außer irgendeinen modernen Chip.


    Aber ich verstehe das schon beim 64er nicht, warum da die FPGA-Lösungen so beliebt sind. Wo die reale Hardware doch noch erschwinglich ist.


    Ersatzschaltungen für einzelne schwer beschaffbare Chips finde ich dagegen ok. Damit das ganze noch irgendwie erschwinglich bliebt.

    i-Telex 211230 dege d

    http://www.marburger-stammtisch.de


    Douglas Adams: "Everything, that is invented and exists at the time of your birth, is natural. Everything that is invented until you´re 35 is interesting, exciting and you can possibly make a career in it. Everything that is invented after you´re 35 is against the law of nature. Apply this list to movies, rock music, word processors and mobile phones to work out how old you are."

  • Für mich als User ist beides eine Blackbox. Ich kann da nichts dran löten oder reparieren. Und nicht mal was zeigen. Außer irgendeinen modernen Chip.

    Vom Prinzip ist es mir relativ wurscht ob da nun ein neuer oder ein alter Chip werkelt. In erster Linie will ich dass das Ding so wie das Original funktioniert (und nicht jedes Mal daran 'rumlöten damit es am Leben bleibt). Eine Emulation ist halt immer nur eine Emulation - die wird's nie zu 100% schaffen sich wie das Original zu verhalten. Im FPGA kommt's darauf an wie gut die Hardware nachgebildet ist.

    Ich ziehe ja auch einen diskreten Aufbau vor (sonst hätte ich mir auch nicht einen ZX-Harlequin gebaut). Ich kann's trotzdem verstehen das da die Leute auf FPGA's setzen (hab' auch eine Mistica) - auch wenn's die OEM-Chips noch gibt (die für mich ebenso Black Boxes sind) - sie werden nicht jünger und ich will nicht beim Einschalten jedes Mal die Angst haben müssen das wieder irgendetwas anderes das zeitliche segnet...

    Am meisten stört mich bei den FPGA's die extreme Kurzlebigkeit in der Verfügbarkeit! Da hast Du ja schon Schwierigkeiten FPGA's zu kriegen die vor wenigen Jahren noch als eierlegende Wollmilchsau propagiert wurden...

    Das coole beim ZX-Harlequin ist eben das die ULA durch einen diskreten Aufbau ersetzt wurde und es heißt das die 48K Variante sich zu 100% so wie das Original verhält...

    Sowas als Apple ][ Europlus wäre halt toll - der hat zwar ohnehin keine OEM-Chips, aber die verbauten Teile sind halt nicht mehr wirklich aktuell...


    :)Franky

  • Vielleicht sollte man einen Thread wie diesen mit einer Umfrage versehen, für welches Model des Apple II sich die Teilnehmer interessieren?

    Ich verstehe nicht viel vom Apple II, aber ich glaube zu wissen, dass die verschiedenen Modelle nur bedingt kompatibel miteinander sind.

    Suche: Siemens RM200, BeBox, Pixar Image Computer und Connection Machine CM1/CM2.

  • Welcher Apple soll denn sein ... 14

    1. Apple IIe - diskret, möglichst original (3) 21%
    2. Apple IIe - GAL und CPLD wo es Sinn macht (10) 71%
    3. Schon in Richtung GS (W65C816) (4) 29%
    4. Originale Slots mit 1 MHz Takt (12) 86%
    5. Teilweise FPGA (2) 14%
    6. Vollständig als FPGA Lösung (0) 0%
    7. FPGA Lösung mit originalen Slots (3) 21%
    8. Motherboard mit Slots und aufsteckbaren standard FPGA Board (4) 29%
    9. Hauptsache es verhält sich wie ein IIe (2) 14%
    10. SD Karte am Board (6) 43%
    11. Sound bereits am Board (6) 43%
    12. Floppy vorbereitet (6) 43%

    Umfrage?


    Bitte sehr ...

  • Welcher Apple ? 18

    1. Apple II (1) 6%
    2. Apple II Europlus (3) 17%
    3. Apple IIe (8) 44%
    4. Apple IIc (0) 0%
    5. Apple IIGS (5) 28%
    6. Apple IIc Plus (1) 6%

    Naja, wir reden ja von einer Platine zunächst.

    Ein fertiges Gerät á la Mega-65, das wirds wohl eher nicht werden.


    Ein GS wird wohl auch eher schwierig, denke ich mal.

    Etwas GS ähnliches schon eher.


    Nur meine EInschätzung. :)

  • Echt Nachbauen kann man doch nur den originalen APLLE ][. Rein TTL.

    Ob das überhaupt noch in DIP geht, ist fraglich. Eher wohl die gleichen ICs in SMD. Beim DRAM würde ich dann aber ebenfalls bleiben - bestenfalls größere Kapazitäten, was aber auch schon wieder Kompromisse nötig macht.


    Alle Folgeversionen haben doch Custom IC's drauf.

    Dann bereits wird es Kompromisse geben müssen.


    Will ich ein TTL-Grab mit kaum noch beschaffbaren TTL-ICs und 20 Kompromissen dazu?

    Oder einen "großen" Kompromiss (FPGA)?

    Letzteres könnte möglicherweise alle APPLE ][ Varianten abdecken, wenn man die Slots passend hinbekommt.


    (TTL-Gräber habe ich übrigens zwei: 1x Original noch mit silbernem 110Volt Netzteil und 1x Clone, an einem weiteren habe ich wenig Interesse)

  • Naja, wir reden ja von einer Platine zunächst.

    Ein fertiges Gerät á la Mega-65, das wirds wohl eher nicht werden.

    Zur Abstimmung, welches Apple-II-Modell Vorbild sein soll:

    - Den IIc betrachte ich die Hardware betreffend als IIe ohne Slots. Ich nehme an, daß die allermeisten, die sich für dieses Projekt begeistern, Slots haben wollen, denn die machen einen Apple II aus.

    - Eine Nachbau-Hardware vom IIe verhält sich wie ein II (europlus), wenn man die IIe-Erweiterungen nicht nutzt. Ich betrachte, so gesehen, den II (europlus) als Teilmenge vom IIe.


    Zum Nachbau: wie erwähnt ist ein II (europlus) ein TTL-Grab mit Standardbausteinen, die man mehr oder weniger aufwendig entweder in der Krabbelkiste findet oder kauft. D.h. ein Nachbau ist relativ einfach, weil man einfach ein originales Platinenlayout kopiert. So geschehen beispielsweise im Herbst 1982 im schon mal erwähnten Karlsruher Studentenwohnheim :) Die Platine ist allerdings riesig (ungefähr 37cm * 22cm) und entsprechend teuer.


    Ein IIe (IIc) hat die MMU und IOU. Das sind sehr spezielle Chips, für die es keine Nachbauten gibt. D.h. ein IIe besteht aus diesen beiden Chips sowie einigen wenigen Standard-TTLs, die man zusammen in einem modernen, programmierbaren Logikchip unterbringen sollte. Daneben muß die Ansteuerung für einen modernen DRAM-Chip rein sowie die Emulation einer RamFactor (Slinky) oder RamWorks (AUX-Slot-Erweiterung) für das "überschüssige" RAM. Als weitere Speicher braucht man drei Festwertspeicher (EPROM, Flash): Tastatur, Zeichensatz, Firmware inkl. BASIC. Für die Schnittstellen werden ggf. separate Leitungstreiber benötigt, z.B. Daten- und Adreßbus zu den Slots. Eine solche Platine braucht zwar dieselbe Breite wg. der Slots, aber eher nur die halbe Länge. Ob man diese 4-lagig macht und noch weniger Fläche braucht, ist Kostenrechnung und Layoutfrage.


    Gruß, Ralf

  • Das sind sehr spezielle Chips, für die es keine Nachbauten gibt.

    Diese Arbeit würde mir gefallen.


    Eine Ersatz Lösung für die beiden Chips würde mehrere Fliegen mit einer Klappe ...:

    • für IIe Nachbauten wäre eine Ersatzlösung gut
    • für originale Apple könnte das eine Ersatzteil Lösung für die Zukunft sein
    • für eine FPGA Lösung muss man die Logik auch raus finden



    Die Apple II sind ja alle mehr oder weniger kompatibel.

    Wir haben ein TTL Grab und eine Variante mit Custom Chips.


    Folglich weiß man eigentlich eh was der Custom Chip tut und wie er aufgebaut ist?

  • Folglich weiß man eigentlich eh was der Custom Chip tut und wie er aufgebaut ist?

    Ich hatte oben noch einen 3. speziellen Chip im IIe (IIc) vergessen: der/die/das HAL, also ein PAL 16R8 aus Großserienfertigung. Dessen Gleichungen sind, wie auch viele andere Informationen zur MMU und IOU, von Jim Sather in seinem Standardwerk zur IIe-Hardware beschrieben. Dieser Chip ist tendentell für die Taktsignale inkl. /RAS und /CAS zuständig.


    MMU und IOU bestehen, grob betrachtet, aus drei Teilen: zwei Dutzend Register, die den Stand der Softswitches darstellen, viel Adreßdekodierung sowie die Zähler für die RAM-Organisation und Bildgenerierung. Bei Jim Sather gibt's Timingdiagramme.


    Die realen MMUs und IOUs zum Zwecke der Ersatzteilgenerierung mit einem modernen Chip nachzubilden, erfordert die Aufteilung der Funktionen von Beginn an. Die beiden realen Chips machen ein paar Aufgaben sogar parallel. und somit doppelt.


    Im IIgs sieht's allerdings viel komplexer aus. Den würde ich nicht anfangen wollen nachzubauen.

  • Die MMU scheint hauptsächlich die Refresh Signale für die DRAM zu machen.


    Mir persönlich würde ein SRAM besser gefallen.

    SRAM sind inzwischen ja sehr preisgünstig und gut erhältlich.

    Es müsste alles kompatibel sein, trotz Einsatz eines SRAM.


    Spricht irgendwas dagegen, die DRAM mit SRAM zu ersetzen?

  • Grundsätzlich glaube ich, dass es sehr schwer ist, einen II GS nachzubauen, da zu viele Custom Chips drauf sind. Wenn auch nur eine Komponente Hardware technisch nicht kompatibel ist, muss man den ROM Code ändern, was viel zu aufwändig wäre.

    Einen Apple IIe mit integrierter 80 Zeichenkarte und Soundchip halte ich für absolut machbar. Die MMU ist sehr gut dokumentiert und letztlich extrem ähnlich zum Apple ][ +.

    Den Floppy-Controller sollte man auch recht einfach in FPGA gießen können, schließlich handelt es sich nur um eine State-Machine.

    Serielle Schnittstelle sollte evtl. auch on Board.

    Die Anzahl der Slots sollte schon min. der Anzahl des Originals ebenbürtig sein. Ich bräuchte mit den oben genannten integrieten Teilen dann aber nicht mehr als die üblichen 7.


    Reine FPGA Lösungen wie den MiSTer empfinde ich schon eher als als Emulator. Neuen Code drauf laden, schon mach ich aus einem Apple II einen C64, boring...


    Wenn alles um einen 65816 drum herum gebaut wird, hat man ein "echtes" System. Gerne auch S-RAM und EEPROMS, also kein RAM im FPGA.

    Mit einem FPGA als GLUE, sprich MMU, Grafik, Slotmaker und Floppy/SD-Card-, Tastatur-, Maus- und Joystick-Controller im Zentrum und dann nur noch CPU, RAM, ROM, Sound-Chip und evtl. Seriell Controller drum herum, wäre das System perfekt klein gehalten.


    Edit: Ich hab hier noch das Buch Apple //e Hardware von Jim Sather in Einzelseiten, die ich recht schnell einscannen könnte. Wer also Interesse hat...

  • Edit: Ich hab hier noch das Buch Apple //e Hardware von Jim Sather in Einzelseiten, die ich recht schnell einscannen könnte. Wer also Interesse hat...

    das hier?

    https://dmcmillan.co.uk/blog/a…tanding_the_Apple_IIe.pdf

  • Die MMU scheint hauptsächlich die Refresh Signale für die DRAM zu machen.

    Lies Dir den Jim Sather durch :) Original auf englisch oder die deutsche Übersetzung von Arne Schäpers. Wenn Du die nicht hast, sach Bscheid!


    Spricht irgendwas dagegen, die DRAM mit SRAM zu ersetzen?

    Auf den ersten Blick nicht. Damals mußte es DRAM sein, weil SRAM viel zu teuer war. Aber heute ...? Heute könnte es sogar aufwendiger sein einen modernen DRAM-Chip an die alte Logik inkl. Pegel anzupassen. Ich würde hier und jetzt von 8MB RAM ausgehen.


    Den Floppy-Controller sollte man auch recht einfach in FPGA gießen können, schließlich handelt es sich nur um eine State-Machine.

    Serielle Schnittstelle sollte evtl. auch on Board.

    Ich bevorzuge K.I.S.S. :) Daher keine Integration von "irgendwelcher" Hardware über das Ausmaß der Hauptplatinenfunktion hinaus. Jeder Nutzer hat andere Vorlieben und Verwendungszwecke für einen Rechner wie einen Apple II. Zusatzfunktionen lassen sich mit Steckkarten lösen. Laßt uns lieber solche entwickeln :) Mit Sound-Karten, Speicherkarten-Interfaces u.ä. hat's doch auch schon geklappt. Ich träume schon lange von einer Multifunktionskarte mit mehreren seriellen Schnittstellen (und ordentlicher Seriellgeschwindigkeit), Uhr u.ä. Aber so was auf einem Nachbau in seiner ersten Ausbaustufe halte ich für überambitioniert.


    Gruß, Ralf

  • Ich habe einen IIe Clone in der Sammlung, der Nachbauten dieser beiden Chips enthält.

    Ich habe hier auch einen Taiwan-IIe-Nachbau mit Taiwan-Chips. Der Haken dabei: ob die 100%ig kompatibel waren, weiß ich nicht,. Die Funktion zusammen mit diesen Hauptplatinen war es, aber nicht unbedingt die Pinbelegung. Und käuflich erhältlich waren diese Chips sowieso nie.