PuPla/2
Buspufferplatine und Interruptlogik
für die PAK68/3 und Panther/2












Impressum
  Bus-Pufferplatine und Interruptlogik für die PAK68/3 und Panther/2


Entwickler: Holger Zimmermann, Roland Skuplik

Copyright © 1998-2000 WRS Software-Design
Alle Rechte vorbehalten. Das Copyright an der Hardware-Erweiterung PuPla/2, einschließlich der GAL-Gleichungen, liegt bei den Entwicklern. Vervielfältigung ist ausschließlich zu privaten Zwecken erlaubt!

Distributor/Bezugsquelle:

WRS Software-Design
W. Rohmann & R. Skuplik GbR
Humboldtstraße 12
45886 Gelsenkirchen
Email: info [ at ] wrsonline [ dot ] de

Dokumentation: R. Skuplik, H. Zimmermann
HTML-Version vom 07.03.2000

Einschränkung der Gewährleistung
Änderungen an der Hardware, den GAL-Gleichungen oder der Dokumentation behalten wir uns ohne Einschänkung vor. Es wird keine Haftung für die Richtigkeit des Handbuches oder Schäden, die sich aus dem Gebrauch der Hardware ergeben, übernommen. Jeder Ein-/Umbau an der eigenen Rechneranlage geschieht grundsätzlich auf eigene Gefahr!
Für Hinweise zur Verbesserung des Handbuches sind wir jederzeit dankbar.

Inhaltsverzeichnis
  1. Vorweg
  1.1 Hinweise
  1.2 Lieferumfang
  1.3 Voraussetzungen
  1.4 Funktionsumfang der PuPla/2
 
  2. Aufbau der PuPla/2
  2.1 Voraussetzungen
  2.2 Der Aufbau
 
  3. Einbau der PuPla/2
  3.1 Vorbereitungen
  3.2 Der Einbau ohne PAK / DIL-CPU
  3.3 Der Einbau mit PAK / DIL-CPU
  3.4 Der Einbau ohne PAK / PLCC-CPU
  3.5 Der Einbau mit PAK / PLCC-CPU
 
  4. Konfiguration
  4.1 Jumper
  4.2 PuPla/2-GALs
 
    Anhang
  A Bestückungsplan
  B Stückliste
 
1. Vorweg
  1.1 Hinweise
  Lesen Sie bitte die Anleitung zum Auf- und Einbau der PuPla/2 genau durch, bevor Sie beginnen. Die meisten Fehler lassen sich auf unzureichende Kenntnis der Anleitung zurückführen!
Der Einbau des PuPla/2-Fertiggerätes sollte auch für Leute mit wenig Hardware-Erfahrung durchführbar sein. Wer sich trotzdem die nötigen Arbeitsschritte nicht zutraut, möge bitte Kontakt mit uns aufnehmen.
Wer dagegen die Leerplatine oder den Bausatz vor sich hat, sollte schon über gute SMD-Lötkenntnisse verfügen! Wir möchten bereits an dieser Stelle darauf hinweisen, daß nur auf vielfachen Wunsch überhaupt ein Bausatz mit SMD-Bauteilen herausgegeben wurde und wir keinerlei Haftung oder gar kostenlosen Service für fehlerhaft oder unprofessionell aufgebaute Platinen übernehmen. Die Schaltung und die Platine selbst wurden mit größter Sorgfalt hergestellt und überprüft, daher sind Fehler von dieser Seite grundsätzlich nicht ausgeschlossen, aber unwahrscheinlich.
Durch die SMD-Bestückung ist die PuPla/2 sehr klein ausgefallen. Sie arbeitet problemlos mit und ohne PAK, so daß auch eine Netzwerklösung mit Panther/2 und 68000er alleine möglich ist.

  1.2 Lieferumfang
  Die PuPla/2 gibt es in drei Versionen:
  • Leerplatine, optional mit programmierten GALs
  • Bausatz mit allen Bauteilen
  • Fertiggerät
Optional:
  • PAK-GAL V4-50ac (z.Zt. aktuell)
Die JEDEC-Dateien für die PuPla/2-GALs sind auch hier erhältlich: Zur Downloadseite

  1.3 Voraussetzungen
  Die PuPla/2 ist für alle Atari-ST Modelle geeignet, die über einen 68000er-Bus verfügen (also ST, MegaST, STE und MegaSTE). Für die E-Modelle ist unter Umständen noch eine PLCC-DIL-Adapterplatine notwendig; wenden Sie sich im Zweifel bitte an uns. Die PuPla/2 wurde zwar primär für die PAK68/3 entwickelt, es ist aber auch der Betrieb mit 68000er möglich, um z.B. eine Netzwerkkarte im Panther/2 interruptfähig zu betreiben.
Die PuPla/2 ist leider ausschließlich "unter" der CPU - egal ob PAK oder 68000er - betreibbar, da einige Leitungen unterbrochen werden müssen. Das bedeutet, daß die CPU in jedem Fall gesockelt sein muß, um die PuPla/2 verwenden zu können.
Für TT und Falcon ist die PuPla/2 nicht geeignet!

  1.4 Funktionsumfang der PuPla/2
 
  • vollständige Pufferung des Adress- und Datenbus
  • zusätzliche Pufferung der wichtigsten Steuersignale
  • CPU-seitige Dämpfungswiderstände in den Datenleitungen
  • Adresslatch im PAK-Betrieb
  • Konfiguration komfortabel über Jumper
  • Mainboard-Interruptlogik für den Panther/2
  • kleine Abmessungen durch SMD-Bestückung

2. Aufbau der PuPla/2
  2.1 Voraussetzungen
    Dieses Kapitel ist für die Besitzer des Fertiggerätes uninteressant, lesen Sie bitte direkt ab Kapitel 3 weiter.
Wir gehen davon aus, daß die Leerplatine nur von Leuten gekauft wird, die wissen was sie da tun und die sich die Bauteile auch besorgen können. Wer den Bausatz gekauft hat, benötigt lediglich Erfahrung im Löten von SMD-Bauteilen und die entsprechende Ausrüstung. Wir möchten nochmals ausdrücklich darauf hinweisen, daß die Platine und die Schaltung mit größter Sorgfalt entwickelt und geprüft wurden. Sollte also die selbstaufgebaute PuPla/2 nicht korrekt funktionieren, ist zu allererst nach Aufbaufehlern zu suchen. Sollten Sie in so einem Fall unseren Service in Anspruch nehmen müssen und es stellt sich heraus, daß der Fehler durch unsachgemäße Bestückung verursacht wurde, ist unsere Dienstleistung nicht kostenfrei!

  2.2 Der Aufbau
  Als Aufbaureihenfolge empfehlen wir zuerst die SMD-Bauteile auf der Lötseite zu bestücken, anschließend die SMD-Bauteile auf der Bauteilseite, dann die IC-Adapterstifte auf der Lötseite und zum Schluß die Sockel/SIL-Streifen auf der Bauteilseite. Abschließend noch das gewinkelte Pfostenfeld und den Widerstand unter das PUF-GAL (2k2 von Pin6 zu Pin24 des PUFCTRL-GALs). Als Tip für die IC-Adapterstifte und die SIL-Streifen: ein 64-Pin Sockel hilft als Positionierhilfe beim Löten. Weiterhin ist auf die korrekte Position zu achten: die Stiftleisten zum Mainboard sind näher zum Platinenrand gelegen.
Die Lage der Bauteile auf der Bauteilseite geht aus dem Bestückungsaufdruck hervor, die Lage der Bauteile auf der Lötseite ist leider nur aus dem Bestückungsplan im
Anhang ersichtlich, da aus Kostengründen ein weiterer Bestückungsaufdruck nicht möglich war. Die Zuordnung der Bauteile geht aus der Teileliste hervor.

3. Einbau der PuPla/2
  3.1 Vorbereitungen
  Um die PuPla/2 einbauen zu können, muß die CPU gesockelt sein, weil diese immer auf der PuPla/2 betrieben werden muß. Sollte das noch nicht der Fall sein, bietet es sich also an, die CPU-Pins auf beiden Seiten des Prozessors mit einem guten Seitenschneider vorsichtig direkt am Gehäuse abzukneifen. Die im Board verbliebenen Pins mit einer Pinzette fassen und auslöten, dann mit einer guten Pumpe die Löcher freisaugen. Jetzt kann der CPU-Sockel (Präzisionsfassung!) eingelötet werden. Die original CPU ist jetzt zwar kaputt, aber ein 8MHz-68000er kostet nicht einmal 10 DM. Und für diesen geringen Betrag zu riskieren, bei einem Auslötversuch das Board zu ruinieren, ist eigentlich unnötig. Diese Maßnahme ist die einzige "Hürde" für den reinen Anwender. Eventuell läßt sich ja ein löterfahrener Bekannter dazu überreden, notfalls nehmen Sie bitte Kontakt zu uns auf. Wir bieten auch einen Einbauservice.
Bevor Sie irgendwelche Arbeiten am Rechner durchführen, ziehen Sie bitte auf jeden Fall den Netzstecker! Sie sollten jetzt den Rechner "entkleidet" vor sich haben, um die PuPla/2 einzubauen.
Die Einbauvarianten sind nach Vorhandensein einer PAK und der CPU-Bauform des Mainboards geordnet.

  3.2 Der Einbau ohne PAK / DIL-CPU
  Der Betrieb der PuPla/2 ohne PAK ist eigentlich nur sinnvoll, wenn man den Panther/2-ISA-Adapter mit Netzwerkkarte betreiben will. Dazu muß die PuPla/2 folgendermaßen konfiguriert werden:
  • J1 gesteckt, wenn der Panther/2 oberhalb der PuPla/2 sitzt, im anderen Fall offen
  • J2 offen
  • J3 offen
  • J4 (unterer Pin) an Pin C3 des Panther/2-Busadapters
Die PuPla/2 kann nun mit der CPU und dem Panther/2-Busadapter bestückt werden (wir empfehlen den Betrieb des Panther/2-Busadapters auf der PuPla/2) und anschließend ins Mainboard gesteckt werden. Damit ist der Einbau abgeschlossen. Es ergibt sich also als Reihenfolge von 'unten' nach 'oben': Mainboard - PuPla/2 - Panther/2 - CPU.
Die genaue Bedeutung der Jumper ist in Kapitel 4.1 erläutert.

  3.3 Der Einbau mit PAK / DIL-CPU
  Das dürfte die häufigste Variante sein, da die PuPla/2 ja als Pufferung für die PAK entwickelt wurde. Nehmen Sie die PAK aus dem Mainboardsockel und entfernen Sie eine eventuell vorhandene PuPla/1, sowie eventuell vorhandene Verbindungen zum Panther/?-Adapter. Konfigurieren Sie die PuPla/2 nun folgendermaßen:
  • J1 gesteckt, wenn ein Panther/?-Adapter oberhalb der PuPla/2 sitzt, im anderen Fall offen
  • J2 ist abhängig davon, ob Sie eine 68000 umschaltbar auf der PAK betreiben, siehe Kapitel 4.1
  • J3 (unterer Pin) an PAK U1 Pin20 über einen 68 Ohm Widerstand dicht an U1
  • J4 (unterer Pin) an Pin C3 des Panther/2-Busadapters oder offen, wenn kein Panther/2-Adapter verwendet wird
Nun muß noch das GAL P4 der PAK ausgetauscht werden, damit das Adresslatch der PuPla/2 funktioniert. Wenn das GAL V4-50ac im Lieferumfang enthalten war, tauschen Sie es nun gegen das auf der PAK befindliche GAL U4 aus. Wenn das GAL nicht im Lieferumfang enthalten war, müssen Sie nun das GAL der PAK selbst auf den neusten Stand bringen. Die JEDEC-Dateien der PuPla/2, sowie von PAK, FRAK/2 und des Panther/2-Busadapters sind öffentlich, aber nur zu privater Nutzung freigegeben. Sie können die JEDEC-Dateien von unserer Homepage oder aus dem Mausnetz downloaden (Dateiname: "WRSGAL??.LZH", ÖPT Maus DO2, 0231- 9252186, Analog & ISDN) oder mit einem frankierten Rückumschlag und einer einwandfrei formatierten Diskette per Post bei uns erhalten. Beachten Sie bitte, daß die PAK mit PuPla/2 nicht ohne das GAL V4-50ac funktioniert!
Sie können nun den PAK-Turm wieder zusammensetzen und in das Mainboard stecken. Damit ist der Einbau abgeschlossen. Das eventuell vorhanden gewesene Steuersignal vom Panther/?-Busadapter zur PuPla/1 ist nicht mehr nötig. Die PuPla/2 kann durch J1 alle nötigen Vorkehrungen selbst treffen, damit die Datenbustreiber von Panther/? und PuPla/2 nicht gegeneinander arbeiten, wenn der Panther/? oberhalb der PuPla/2 betrieben wird.
Die genaue Bedeutung der Jumper ist in Kapitel 4.1 erläutert.

  3.4 Der Einbau ohne PAK / PLCC-CPU
  In diesem Fall benötigen Sie einen PLCC-DIL-Adapter. Diese gibt es in zwei großen Gruppen: Lötfreie Steckadapter und nicht lötfreie (auf Präzisionssockelpins basierende) Adapter. Ich kann nur dringlich von ersteren abraten! Diese Adapter bereiten über kurz oder lang Kontaktprobleme, da eine mechanische Instabilität vorliegt. Leider ist ein nicht lötfreier Adapter praktisch nirgends zu bekommen. Notfalls wenden Sie sich an uns. Besitzt man jedoch so einen Adapter, braucht man für den Einbau sehr gute Löterfahrung und erstklassiges Werkzeug. Laien auf diesem Gebiet kann ich nur dringlichst abraten, diesen Umbau zu versuchen! Damit haben sich schon mehrere Leute ihren geliebten STE getötet...
Sie sehen, bei der PLCC-Bauform der CPU ist der Einbau leider nicht sehr einfach. Bitte nehmen Sie daher gegebenenfalls Kontakt zu uns auf.
Haben Sie den PLCC-DIL-Adapter erfolgreich "implantieren" können, erfolgt der Einbau wie unter 3.2 beschrieben, da ja nun im Prinzip DIL-Bauform vorliegt.

  3.5 Der Einbau mit PAK / PLCC-CPU
  Haben Sie bisher eine PuSTE im Einsatz gehabt? Wenn nicht, dann müssen Sie schon einen PLCC-DIL-Adapter haben, da ja sonst die PAK nicht benutzbar wäre. In diesem Fall gilt für Sie das Gleiche wie unter Kapitel 3.3 beschrieben. Wenn Sie aber eine PuSTE benutzen, müssen Sie diese nun entfernen und gegen einen PLCC-DIL-Adapter tauschen, da die PuSTE ja im Prinzip eine PuPla/1 ist. Das ist leider nicht ganz so einfach, wie Sie in Kapitel 3.4 nachlesen können. Wenn Sie diese Hürde erfolgreich genommen haben, gilt nun auch das gleiche wie unter Kapitel 3.3 beschrieben.

4. Konfiguration
  4.1 Jumper
  Die PuPla/2 wird weitgehend über die Jumperstiftleiste konfiguriert. Darüberhinaus läßt sich durch Ändern der GAL-Gleichungen die Konfiguration beeinflussen. Hier nun zuerst die Erläuterung der Jumperstiftleiste.
Die zweireihige Winkelstiftleiste besteht aus GND-Pins (obere Reihe) und den eigentlichen Konfigurationspins (untere Reihe). Die untere Pinreihe ist im Bestückungsaufdruck bezeichnet mit 1-4. Es gibt zwei unterschiedliche Arten von Pins: Jumper und Signaleingänge. Bei einem Jumper wird dieser gesteckt oder offen gelassen, ein Signaleingang erwartet auf dem unteren Pin ein Signal. Hier die Belegung:
  • J1 (Jumper)
    - gesteckt: Panther/?-Adapter oberhalb der PuPla/2
    - offen, wenn der Panther/?-Adapter unterhalb der PuPla/2 betrieben wird oder kein Panther/?-Adapter vorhanden ist
  • J2 (Jumper oder Signaleingang)
    - gesteckt: PAK only, ohne 68000er auf der PAK/FRAK
    - offen: 68000er only oder anderer Speeder, aber keine PAK
    - Verbindung zur PAK J5 Pin2, wenn eine 68000 umschaltbar auf der PAK betrieben wird
  • J3 (Signaleingang)
    - Verbindung zur PAK U1 Pin20 über einen 68 Ohm Widerstand dicht an U1
    Achtung! Ohne diese Verbindung funktioniert die PuPla/2 nicht!
    - offen, wenn keine PAK betrieben wird
  • J4 (Signaleingang)
    - Verbindung zu Pin C3 des Panther/2-Busadapters
    - offen, wenn kein Panther/2-Adapter verwendet wird

  4.2 PuPla/2-GALs
  Die PuPla/2 hat zwei 20v8-GALs für die Ablaufsteuerung. GAL1, im Bestückungsaufdruck auch mit "PUFCTRL" bezeichnet, ist für die Steuerung der Pufferungsfunktionen zuständig. Die aktuelle Gleichung für dieses GAL heißt "PUF2-004". GAL2, im Bestückungsaufdruck auch mit "AVICTRL" bezeichnet, ist für die Steuerung der Interruptfunktionen zuständig. Leider hat sich die aktuelle Gleichung seit der Auslieferung bereits verändert und heißt "AVI5-06b". In den ersten Tests hat sich gezeigt, daß dieses GAL in einer ganz bestimmten Situation einen Busfehler (zwei Bomben) zulassen kann: wenn unter starker Last in die Netzwerkkarte geschrieben wird. Bei normaler bis mittlerer Last und beim Lesen aus der Karte tritt dieser Effekt nicht auf. Der Grund für dieses Verhalten ist recht merkwürdig. Die "a"-Version der AVI5-Gleichung bestätigt einen Autovektorinterrupt Level 5 nur, wenn das Interruptsignal der Karte noch anliegt. Das hat den Vorteil, daß auch ein Nonautovektor auf der selben Ebene möglich ist. Es scheint nun aber so, als würde die Karte die Interruptanforderung vor der Bestätigung zurücknehmen können (eben nur unter starker Last), so daß die CPU den Interruptacknowledge-Zyklus nicht bestätigt bekommt (das gibt dann die Bomben). In der "b"-Version der Gleichung wird nun immer eine Interruptbestätigung der Ebene 5 als Autovektor gefahren. So kommt man ohne das Interruptanforderungssignal der Netzwerkkarte aus. Das verhindert die Busfehler, aber leider kann nun kein Nonautovektorinterrupt Ebene 5 mehr ausgelöst werden. Diese L”sung ist nicht weiter schlimm, denn uns ist keine Erweiterung bekannt, die diese Anforderungen stellt.
Sollten Sie nicht in der Lage sein, das AVI-GAL der PuPla/2 auf den aktuellen Stand zu bringen, können Sie ein kostenloses GAL-Update bei uns bekommen.

Anhang A - Bestückungsplan
  Die Bestückungspläne sind als GEM-Image Datei verfügbar: Zur Downloadseite.

Anhang B - Stückliste
 
Position Anzahl Bezeichnung
GAL1, GAL2 2 GAL20V8-15ns
IC1, IC2 2 74HCT373-SMD
IC3 1 74HCT573-SMD
IC4, IC5 2 74F245-SMD
R1 - R16 16 Widerstand 100 Ohm SMD 1206
R17 - R20 4 Widerstand 4,7 kOhm SMD 1206
  1 Widerstand 2,2 kOhm
C1 - C6 6 SMD-Kondensator 100 nF, 1206
für die GALs 2 DIL-Sockel 24pin schmal
PAK 2 SIL-Sockel 32pin
Mainboard 2 Steckadapter SIL 32pin
CON1 1 Pfostenleiste zweireihig, 8pin, gewinkelt
  2 Jumper dazu


Zuletzt geändert am 08.03.2007, RS