VC-20 Final Expansion v3.2

Entstehung und Zweck:

Der erste Prototyp der Final Expansion war handgefädelt hat 2 SRAM Bausteine mit insgesamt 40KB. Der zweite Prototyp der Final Expansion ist auf selbstgefertigter 2-fach Layer Printplatte (Dank an for(;;)) aufgebaut. Vor der Produktion einer Print kam im Forum 64 die Idee, die FE mit der genialen SD2IEC Platine zu kombinieren. Damit hat man zusätzlich Zugriff auf bis zu 2GB in Form einer modernen SD Karte und kann auf eine Floppy vollends verzichten. Dank JMP$FCE2 wurde das extrem dichte Layout auf engsten Raum möglich, und das mit nur 2-fach Layer. Nun steht bald eine moderne Cartridge für den VC-20 zur Verfügung:

Erweiterung auf maximal 512KB RAM (max. 40KB sichtbar, rest in Banks). Dabei sollen alle gängigen RAM Ausbauten einstellbar sein: 3KB, 8KB, 11KB, 16KB, 19KB, 24KB, 27KB, (35KB)
Jeder einzelne Speicherblock läßt sich gegen überschreiben schützen, sodass er wie ein ROM aussieht (ladbare Cartridge).
Jeder einzelne Speicherblock läßt sich deaktivieren, sodass die FE mit anderen Cartridges betrieben werden kann.
Eine Flash Speichererweiterung um 512KB . Das Flash ist vom VC20 aus programmierbar.
Bis zu 2 GB Massenspeicher in Form einer modernen SD Karte als zuverlässiger Floppy Ersatz. Zudem kann es extern durch ein LCD Display erweitert werden.
Zwei Register an einer IO Adresse zur Konfiguration der FE per Software. Die Register lassen sich ausblenden.
Eine Echtzeit Uhr.

Mein Dank geht an alle Personen die fleißig an dem Projekt mitarbeiten, insbesondere an Peter Sieg, JMP$FCE2, for(;;), Wiesel, Unseen und Sign-Set vom Forum 64.

Was kann man damit machen

Nach dem Einschalten des VC20 (bzw. nach einem Hardreset) ist ein 8KB grosses Stück des Flash der Final Expansion aktiviert (sichtbar). Das Kernel des VC20 findet eine Cartridge und startet die Firmware des Final Expansion. Wenn keine Taste gedrückt wird, dann kommt ein Menü mit dem man die Final Expansion konfigurieren kann:

Speicherausbau wählen und VC20 Basic starten. Man wählt eine RAM Erweiterung und startet mit <Enter>.
Eine Cartridge aus dem Flash direkt starten. Man wählt ein Spiel oder Programm und startet mit <Enter>.
Ein Spiel oder Programm direkt von einer SD oder Diskette starten. Das Verzeichnis der Diskette wird angezeigt und man wählt einen Eintrag und startet mit <Enter>.

Mit Zusatzprogrammen kann man die Final Expansion nach eigenen Wünschen konfigurieren:

Firmware Flasher: damit kann man die Firmware der FE in das Flash schreiben.
Cartridge oder Programm in das Flash speichern für den Cartloader.

Aufbau der Final Expansion v3.2

Es wird eine Printplatte gefertigt, die den Slot Anschluß für den VC20 hat und Platz für den CPLD (PLCC-44 Sockel) sowie den beiden Speicherbausteinen (DIL-32) bietet. Der CPLD ersetzt eine Menge TTL Chips und ist für die Adressdekodierung sowie für die Software gesteuerten Konfiguration (Latch) zuständig. Der CPLD muß erst per JTAG für seine Aufgabe programmiert werden. Atmel bietet hierzu kostenlos eine Software an (WinCUPL), mit der man die Logik des CPLD "verdrahten" kann.

Neben dem CPLD und ein paar Bauteile benötigt man noch den externen Speicher und einen Controller:

ein 512KB SRAM (628512) als Erweiterung des Arbeitsspeicher.
ein 512KB Flash (29F040) als Speicher für die Firmware (Modul Menüprogram) und oft benutzte Programme bzw. Cartridges.
ein Atmega644 und eine SD Karte als Massenspeicher bzw. als Floppy Ersatz (SD2IEC).

Die Cartridge hat verschieden Betriebsmodi:

Start Modus: Modus nach dem Einschalten bzw. nach einem Reset. Es ist nur ein 8KB großes Stück des Flash an der Adresse $A000 sichtbar, damit die Firmware startet.
Super ROM Modus: Dieser Modus blendet 32KB des 512KB grossen Flash Speicher ein. Das Flash ist in allen Speicherbereichen sichtbar (32KB zur selben Zeit). Schreibzugriffe gehen in das SRAM, so kann man einfach vom Flash in das SRAM kopieren.
RAM Modus 1: Speichererweiterung mit programmierbarer Größe. Alle Schreibzugriffe können von Bank 1 in Bank 2 geleitet werden. Damit kann zb. ein Schreibschutz aktiviert werden.
RAM Modus 2: Speichererweiterung mit programmierbarer Größe. Lesezugriffe können aus Bank 1 oder aus Bank 2 kommen. Damit ist eine ROM Emulation mit drunter liegenden RAM möglich.
Super RAM: In diesem Modus kann das ganze 512KB grosse RAM in 32KB Stücke eingeblendet werden. Schreibschutz funktioniert hier nicht.
RAM/ROM Modus: In diesem Modus kann man für jeden Block entweder RAM oder ROM (Flash) einblenden.
Flash Modus: In dem Modus kann das Flash programmiert werden. Achtung nur aktivieren, wenn man weiss was man tut ...

News

2009-09-24	Das neue CPLD Design v3.2 ist fertig und getestet.
2009-09-19	Firmware r017ist fertig: Cartflasher, Cartloader, Cartinfo, integrierter Firmware flasher Der WEB Shop von Nils Eilers wird ab Oktober das FE3 als Bausatz anbieten
2009-08-02	Daniel Kahlin (TLR vom Denial Forum) hat die Final Cartridge in dem bekannten VICE Emulator implementiert. Vielen Dank Daniel!
2009-07-30	Die erste professionell gefertigte FE3 läuft! Das Werk ist fast vollbracht.
2009-07-03	Die CPLD Version 3.1 ist fertig getestet und steht für die FE v3.1 zur Verfügung.
2009-06-18	Der Platinen Prototyp v2 ist fertig getestet und läuft prima! Damit steht der Produktion des v3 nichts mehr im Wege.
2009-05-25	Das Platinen Layout ist fertig! Es sind noch eine Echtzeituhr und ein Connector für das LCD Display integriert worden. Der CPLD läßt sich nun optional mit 3,3V statt 5V betreiben.
2009-05-16	Start des Projektes Final Expansion v3.

Dokumentation

Die Vorschau-Bilder können angeklickt werden, um eine vergrößerte Ansicht zu erhalten.


Final Expansion v3 Schaltbild	Final Expansion v3 Layout	Final Expansion v3.2 von Heather (SkydivinGirl)	Final Expansion v3.2 von Heather (SkydivinGirl)	WinCUPL (CPLD Logic Tool)	WinSIM (CPLD Simulator)


Block Schaltbild v3	VC20 Speicher MAP	Prinzip Schaltbild v3	ATF1504 / PLCC-44 PIN Belegung v3	Final Expansion v3 Cartridge Label	Voller RAM + Wedge gewählt

Firmware Hauptmenü	Hilfe Schirm	RAM Auswahl Menü	Disk Loader	Disk Loader Menü	Credits (D)

Links auf technische Doku:

FE3 Intern: Technik und Programmierung

Aufbau der LOADER Dateien

Wozu das Ganze?

In erster Linie um die Programmierung eines CPLD zu erlernen
Durchziehen eines Gemeinschaftprojekts.
Ausbau meines VC20

Bedienung

Downloads

Aktuelle Version

Schaltbilder der Final Expansion v3 im Splan Format
Eagle Files der Final Expansion v3
PLD und Jedec Dateien (für die Programmierung des CPLD)
VC-20 Firmware + Firmware Flasher
PC Tools
Download Verzeichnis

Splan ist ein Schaltplan Editor für Windows vin der Firma Abacom. Es gibt einen kostenlosen Schaltplan Viewer: download

Bugs

Diese Hard- und Software ist wie alles Irdische nicht perfekt. Sie können helfen, sie zu verbessern: schreiben Sie mir eine Mail mit Ihren Hinweisen oder Ihrer Meinung.

Bestehende Fehler

keine bekannt.

Behobene Fehler

Dank Jens (Wiesel vom Forum 64) konnten einige Hardware Designfehler ausgemerzt werden, bevor der Prototyp geätzt wird - Danke!

to do

An der Software:

An der Hardware:

LC Erweiterung

Links

Final Expansion im Forum-64

WEB Shop von Nils

Disclaimer

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Also melden Sie sich nicht bei mir, wenn Ihr VC-20, Ihr CPLD oder Ihr PC nicht mehr funktionieren sollte, das Feuer auf die ganze Wohnung, das Haus, den Straßenzug oder die Stadt übergreift oder der dabei entstehende Rauch das Klima um 30 Grad erwärmt, Millionen verdursten und verhungern und der Rest von Aliens gekapert wird, die dann kommen, weil es endlich ausreichend kuschelig warm ist... also seien Sie gewarnt und bedenken Sie Ihr Handeln sorgfältig!