Thunder IDE Interface

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Version vom 17. September 2017, 12:13 Uhr von Gaga (Diskussion | Beiträge) (Konfiguration, Bedeutungen und Zusammenhänge)

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Allgemein

Die "Thunder" ist ein einzigartiges Interface für den Atari TT, welches die Möglichkeit bietet, IDE Geräte an den Atari TT anzuschliessen. Dabei ist es völlig gleich ob es sich um eine Festplatte, ein CD-Rom oder eine CF-Karte handelt. Benutzt werden können handelsübliche Master/Slave IDE zu CF Adapter oder auch IDE zu SATA Adapter. Selbst der Betrieb von SSD Geräten ist nunmehr am TT problemlos möglich. Die Thunder ist eine Teil-Plug & Play Lösung. Die Erweiterung wird auf den TT-Ram Sockel des Atari TT´s (interner Steckplatz vor dem Netzteil, 96 polige Federleiste) aufgesteckt. Zum Betrieb ist es notwendig, die Thunder mit nur zwei Kabeln zum Mainboard des TT zu verbinden.

Features

  • Neuentwicklung aus dem Jahr 2016 (Pakman, Tuxie, Gaga)
  • IDE interface für den Betrieb von 1 oder 2 IDE Geräten (Master/Slave)
  • 100 % kompatibel zum IDE-Bus des Atari Falcon
  • aktuell bis zu 5,75 MB/s Übertragungsrate (getestet mit CF-Karte)
  • besondere Unterstützung durch den HDDriver ab der Version 10, mit der sich der Treiber ins Fastram laden und die Übertragungsrate enorm beschleunigen läßt
  • Schutz des TT Buses vor Überlastung durch gebufferte Daten, Adress- und Steuerleitungen
  • kompakter Aufbau, nur 7,1 x 9,9 cm, in SMD Bauweise
  • zentrales Element ist ein programmierbarer Logicbaustein (CPLD) von Xilinx
  • durchgeschleifter TT-RAM Sockel, der dadurch eine Erweiterung zuläßt, beispielsweise die Storm oder ander TT-Fastram-Karten
  • kompatibel mit anderen Fastram-Karten, auch mit denen von Atari
  • 3 Betriebsmodi über Jumperblock wählbar: Falcon Kompatibel / ByteSwap / SmartSwap
  • funktioniert auch in beschleunigten TT, dadurch weitere Leistungssteigerung (getestet mit 20MHz Bus und 40MHz CPU)
  • handgefertigt, SMD im Reflowverfahren
  • es ist sogar möglich, mehrere Thunder im TT gleichzeitig zu betreiben, z.B. eine Thunder im normalen Modus und eine mit Smartswap (spezielle Firmware nötig)

Beschreibung

Auf der Thunder befinden sich neben der durchgeschleiften Federleiste ein gegen Verpolung kodierter 40poliger Wannenstecker für IDE Geräte.

Weiter ist links unten der Jumperblock JP1 - 6 (siehe hierzu Jumperbelegung).

Die grüne LED1 signalisiert die Betriebsbereitschaft. Die rote LED 2 signalisiert Zugriffe auf den IDE-Bus.

Con4 in der Mitte sowie die Pins GND und +5V links oben sind für die Programmierung des CPLD - bitte unbenutzt belassen und keinesfalls verbinden!

Con3 an der rechten Seite stellt die Verbindung der zwei Signalleitungen /Int und XDS1 zum Mainboard her (siehe hierzu Einbau).

Auf einigen Thunder befinden sich kleine Hardwarepatches; bitte so belassen. Ab der Rev. C besteht zudem die Möglichkeit, die LED2 "nach außen" zu verlegen.


Thunderoben.jpg Thunder unten.jpg

Hardwarerevisionen und Firmware

Per Stand vom 15.09.2017 existieren 4 Hardwarerevisionen der Thunder, nämlich Rev. A (Prototyp), Rev. B (= V 1.0), Rev. C und Rev. D. Die verschiedenen Revisionen haben dieselben Features und unterscheiden sich lediglich geringfügig im Aufbau, nicht aber in der Funktionsweise.

Per Stand vom 05.08.2017 ist folgende Firmware aktuell: 363. Diese Firmware ist im Timing verbessert, da es einige sehr wenige TT gibt, bei denen es genau darauf ankommt und die Funktion erst mit dieser aktuellen Firmware gewährleistet wird. Die verwendete Firmware ist meist hinter auf die Thunder geschrieben. Ein Update ist möglich. Thunder mit älteren Firmwareversionen benötigen kein Firmwareupdate, wenn es bisher keine Probleme gab.



Aufbau und Einbau

Der Einbau gestaltet sich recht einfach:


1. Zunächst die Thunder in den TT-RAM Steckplatz einstecken. Dabei bitte auf korrekten Sitz achten. Die Karte kann bei Bedarf auch mit zwei Schrauben mit dem Mainboard fest fixiert werden. Die Karte bitte gleichmäßig einstecken. Die Thunder hat zu diesem Zweck eine spezielle Federleiste mit längeren, vergoldeten Kontakten auf der Unterseite, welche für diese Art der Anwendung sind (vergoldete Übergabezone). Bei TT´s mit Daughterboard oder PGA CPU ist sinnvoll, die Thunder nach unten hin sicherheitsheitshalber zu isolieren, um Kurzschlüsse zu vermeiden (siehe Bilder weiter unten). Eine separate Spannungsversorgung der Thunder ist nicht notwendig, da dies über den Erweiterungssteckplatz erfolgt.


2. Um die Thunder in Betrieb zu nehmen, werden noch zwei Drahtverbindungen (Signalleitungen /INt und /XDS1) benötigt. Jeweils ein Ende der Kabel wird an Pin2 und Pin3 des Con3 (rechts) gesteckt. Die nicht belegten Pin1 und Pin4 sind Massekontakte, mit denen man bei Bedarf die Signalleitungen abschirmen kann, aber nicht zwingend muss. Grundsätzlich gilt, dass die Kabel so kurz wie möglich zu halten sind. Original sind bereits konfektionierte, farbige Kabel dabei.


ThunderMainboardstecker.jpg


Das jeweils andere Ende der Kabel wird an folgende Punkte auf dem Mainboard angebracht, am besten anlöten:

  • Kabel 1 /INT (Pin2 des Con3 auf der Thunder) geht an Pin 10 des DMA Anschlusses oder an Widerstand R311 hinter der DMA Buchse (bei TT´s mit Daughterboard oder PGA CPU an die rechte Seite von R311)
  • Kabel 2 /XDS1 (Pin 3 des Con3 auf der Thunder) kann an MFP Pin 50 oder an Pin 16 der Reihe C der ST-Ram Karte (vorderer Konnektor) angelötet werden


Um ein Vertauschen der /Int und der XDS1 Leitungen trotz Farbcode zu vermeiden, folgende Eselsbrücke:

Auf der Thunder ist /Int der "hintere" Pin - die Signalleitung kommt "von hinten" auf dem Mainboard. Das XDS1 Signal auf der Thunder ist "vorn" - die Signalleistung kommt ebenfalls "von vorn" auf dem Mainboard.


Verlegung.jpg


3. Die Thunder ist damit grundsätzlich einsatzbereit. Mit einem originalen TOS 3.06 im TT kann wegen der Besonderheit dieser TOS-Version nur von Diskette gebootet und die IDE Erweiterung in Betrieb genommen werden.

Damit der TT direkt von IDE booten kann, bedarf es eines TOS Patches. Näheres hierzu im Forum atari-home.de ( [1] ), nebst Bezugsquelle. Bei bestehendem IDE TOS-Patch wird ein spezielles Thunderstorm Logo beim Start angezeigt und im Desktop unter Info bekommt man folgenden Hinweis:

Logo ts.png IDE Patch.jpg TOS306.jpg


Hinweis: das oben gezeigte TOS 3.06 enthält folgende Patches: WinX 2.3n mit Arrowfix, SHBuffer, BPatch, RamSizeFit, NewLogo, IDE-Boot. Weitere Infos siehe hier: [2]. Das gepatchte TOS 3.06 ist verfügbar in folgenden Landesspachen: deutsch, englisch (UK und US), französisch, spanisch und schwedisch.

Mehr ist nicht notwendig. Ein einfacher Test zeigt, ob die Karte korrekt eingesteckt und verkabelt ist: JP1 vom Jumperblock der Thunder ziehen = off = Thunder disabled. Der TT sollte sich trotz gesteckter Thunder genauso verhalten, wie ohne die Thunder.

Empfohlen wird die Kombination mit der Storm Erweiterung ( [3] ), um die volle Geschwindigkeit zu erreichen. Besonders unter Mint ist dies deutlich spürbar bei der Installation und dem Startvorgang.



Konfiguration, Bedeutungen und Zusammenhänge

Getestet wurde das Interface mit verschiedenen HD Treibern. Die beste Performance liefert das Thunder IDE Interface zusammen mit der Storm Fastramkarte, wenn der Festplattentreiber in den Fastram geladen wird. Dafür wurde im HDDriver ab der Version 10 unter Datei -> HDDRUTIL-Einstellungen extra ein Feature eingeführt, welches dies ermöglicht (HDDRIVER.SYS in Alternate RAM). Außerdem läßt sich im HDDriver (auch schon vor Version 10) unter Einstellungen -> SCSI-Treiber (Atari/Milan IDE, beschleunigter Modus) auch für IDE Geräte der beschleunigte Modus einstellen, welcher nicht nur bei Festplatten einen Geschwindigkeitsvorteil bringt, sondern auch bei CF Karten (+400 Kbytes/s im beschleunigten Modus).

HDDriver 10.jpg Speed.jpg 5750.jpg


Es können dabei Datentransferraten von bis zu 5750 Kbyte/s erreicht werden (Testprogramm: Xferrate; im Vergleich: beim Falcon liegt die Übertragungsrate bei etwa nur 1400 Kbyte/s).

Hinweis: bei Verwendung von HDDriver darf die C: Partition nicht mit byteswap eingerichtet sein, sonst kann von C: nicht gebootet werden.

Jumpersettings

  • JP1 = IDE Interface: on = Thunder enabled, off = Thunder disabled
  • JP2 = regular or twisted IDE cable: on = twisted (Hardware Byteswap enabled), off = regular (untwisted IDE Cable)
  • JP3 = Smartswap on = SmartSwap enabled, off = Smartswap disabled
  • JP4 = Speedmode on = Slow Mode, off = Highspeed Mode
  • JP5 = Diagnose on = Diagnose enabled, off = Normal
  • JP6 = not in use, for futher features

Die Standardeinstellung (fett) ist: JP1 gesetzt, alle anderen Jumper offen lassen.


ThunderJumper.jpg


ByteSwap (JP2)

Byteswap wird ein Modus genannt, bei dem die Datenleitungen verdreht (das IDE Kabel getwisted) sind, d.h. das untere Byte wird mit dem oberen Byte bei der Übertragung getauscht. Diese Technik bietet die Möglichkeit, am PC erstellte Partitionen ohne Umweg am TT zu lesen, ohne dass die CPU ein softwaremäßiges Byteswap durchführen muß. Das spart Rechenleistung. Um den Byteswap Modus zu verwenden, wird indes ein spezieller HD Treiber benötigt wie ihn z.b. ppera zur Verfügung stellt.

Die Thunder bietet diesen Modus unter JP2 für User, die den Treiber von ppera mit gedrehtem IDE Kabel nutzen wollen.

SmartSwap (JP3)

Smartswap ist ein abgewandelter Modus des Byteswaps. Hier werden immer nur dann die Bytes vertauscht, wenn tatsächliche Daten vom IDE Device übertragen werden. Alle andere Daten die zum Steuern des Devices benötigt werden, werden nicht gedreht. Somit ist kein besonderere Treiber Notwendig. HDDriver unterstützt diesen Modus. Die Partition muß lediglich Windows-kompatibel erstellt worden sein.

Die Thunder bietet diesen Modus unter JP3 für User, die den HDDriver verwenden und den direkten Datenträgeraustausch mit einem Windowsrechner oder Mac nutzen wollen.

Hierzu also JP1 und JP3 auf on stecken. Der damit eingerichtete Datenträger (HDDriver ohne byteswap!) kann einfach zwischen Atari und PC/Mac getauscht werden, ideal für CF-Karten.

Slow Mode (JP4)

Der Slow Mode ist ein Modus, der bei recht alten IDE Geräten Anwendung findet. Der Slow Mode ist lediglich zur besseren Kompatibilität eingebaut und wird bei neueren Geräten keine Anwendung finden. Bei eventuellen Problemen kann das Setzen von JP4 Abhilfe schaffen. Empfohlene Einstellung: off.

Zusammenhänge

  • JP2 = off und JP3 = off: Standard, wie Falcon IDE-Interface
  • JP2 = off und JP3 = on: Smart Swap wie Suska, d.h. Datenbytes werden geswappt, außer bei IDENTIFY DEVICE
  • JP2 = on und JP3 = egal: Twisted, d.h. Vertauschung der Datenleitungen nach Vorschlag von ppera



Einbaubilder

Weitere Infos sind auch hier zu finden [4].

Thunder eingebaut mit Isolation "nach unten" zum Daughterboard.

Thunder eingebaut.jpg INT XDS1.jpg



Einbau der /Int Signalleitung in einen TT mit Daughterboard oder PGA-CPU (CPU vorn links im Bereich vor dem Netzteil/unter der Thunder)

INT 3.jpg ----> INT 4.jpg rechts an R311 anlöten



Einbau in einen TT mit aufgelöteter QFP CPU (etwa in der Mitte des Mainboards)

INT 1.jpg ----> INT 2.jpg hinten an R311 anlöten

Einbau der XDS1 Signalleitung (gilt für alle TTs)

XDS1.jpg

alternativer Einbau der XDS1 Signalleitung (in TTs mit gelöteter PLCC MC68901)

XDS1 3.jpg an Pin 50 anlöten



Thunder und Storm in Kombination

Weitere Infos und Bilder unter [5]

ThunderStorm.jpg Schräg.jpg


Links oben.jpg Links.jpg


Links unten.jpg


ThunderStormHuckepack.jpg Hinten.jpg



Thunder Revisionen und getestete Adapter

IDE zu Dual CF.jpg IDE zu SATA.jpg links: IDE zu Dual CF (Master/Slave) rechts: IDE zu SATA

Revision A.jpg Revision D.jpg links: Prototyp rechts: aktuelle Revision D



letztes Update: 15.09.2017 (Gaga & Tuxie)