Lightning VME USB Interface
Allgemein
Die Lightning VME ist eine interne Steckkarte, die den Atari TT und den Mega STE um zwei USB 1.1 kompatible Schnittstellen erweitert.
Features
- Neuentwicklung aus dem Jahr 2018 (Pakman, Tuxie, Czietz, Gaga)
- zwei USB 1.1 Schnittstellen, erweiterbar durch USB Hub
- beide Ports gleichzeitig nutzbar
- keine externe Spannungsversorgung notwendig
- auch USB 2.0 Geräte funktionieren, dann aber mit verminderter Geschwindigkeit
- aktuell 600kb/s Übertragungsrate im unbeschleunigten TT
- funktioniert auch in beschleunigten TT, dadurch weitere Leistungssteigerung (getestet mit 20MHz Bus und 40MHz CPU)
- Transferrate individuell anpassbar
- kompakter Aufbau, passt in das Originalgehäuse sowohl des MegaSTE, als auch des TT
- plug and play - rein steckbare Lösung
- zentrale Elemente sind ein programmierbarer Logicbaustein (CPLD) von Xilinx sowie der ISP1160 USB Host Controller von Philips
- handgefertigt, SMD im Reflowverfahren
- dreifache Absicherung beider USB Ports:
- Sicherung gegen elektrostatische Aufladung (ESD) bei Anstecken externer Geräte
- Überstromsicherung durch selbstheilende Sicherungen
- Sicherung gegen Verdrehen des USB Brackets durch Codierung und Beschriftung
- belegt keine andere Schnittstelle, ROM Port, ACSI Schnittstelle und VME Steckplatz bleiben frei
- Unterstützung echter USB Mäuse, nicht nur mit PS/2 Protokoll
- endlich echte Unterstützung von Massenspeichern auch unter TOS
- funktioniert unter TOS 2.06 und 3.06, Magic 5.x sowie Mint
- belegt im TT lediglich den Adressbereich 0xFEFF8000 - 0xFEFF8009 des VME Busses
- besonders geeignet im Zusammenspiel mit Thunder IDE Interface und/oder Storm
Beschreibung
Die Lightning ist so konzipiert, dass keine Lötarbeiten erforderlich sind; sie ist plug and play.
Sie verschwindet vollständig im Innern des Originalgehäuses.
Aktuell stehen Treiber für Massenspeicher, Mäuse sowie USB2LAN Geräte zur Verfügung. Erweiterungen durch neue Treiber sind möglich, z.B. USB Tastatur oder USB Floppy.
Ermöglicht ist die Nutzung von:
- USB Mäusen
- USB Speichersticks
- USB Cardreadern (SD, CF etc.)
- USB2LAN (mit Asix 88772 Chipsatz)
- USB CD/DVD Laufwerk (Strombegrenzung beachten sowie Installation von ExtenDOS/MetaDOS erforderlich)
- USB Tastatur (in Planung)
- etc.
Damit ist endlich die Nutzung aktueller Hardware nebst einfachstem Datenaustausch auch in die Welt von Windows oder OSX ermöglicht.
Hardwarerevisionen und Firmware
Per Stand vom 17.02.2018 ist die Hardwarerevisionen B mit der Firmware 04 aktuell.
Einbau der Hardware
Der Einbau der Lightning VME in den TT gestaltet sich sehr einfach. Bitte dazu der nachfolgenden Anleitung folgen.
Die Karte passt in alle 3 bekannten Mainboardversionen des TT:
- Daughterboard - CPU (gesteckt)
- PGA CPU (gesteckt)
- SMD CPU (aufgelötet) - diese Version eignet sich besonders gut für einen leichten Einbau.
Die Lightning VME harmoniert hervorragend mit der Thunder IDE Interface und der Storm. Die Karten behindern sich nicht.
Es besteht die geringe Möglichkeit, dass nach Einbau der Lightning VME eine etwaige andere TT-RAM Erweiterung körperlich nicht mehr in den TT passt.
Das betrifft beispielweise die originalen FAST RAM Erweiterungen von Atari (1/4/16 MB).
Dann ist es Zeit, diese gegen eine Storm auszutauschen (bis zu 256 MB).
Lieferumfang.
Der Rechner im geschlossenen Zustand, hier eine vergilbte Version.
Nicht vergessen: alle Arbeiten ohne Strom!
Nach Lösen der Schrauben an der Unterseite die Oberschale vorsichtig hochklappen.
Die beiden vorderen Flachbandkabel vorsichtig von der Backplane der VME Platine abziehen.
Die VME Backplane wird vom Metallkäfig gehalten.
Es ist nicht zwingend erforderlich, den Metallkäfig und/oder die Backplane auszubauen.
Ansicht nach dem Öffnen des TT, Blick auf die VME Backplane und den VME Metallkäfig.
Hier sind die Flachbandkabel abgezogen. Damit ist die Hälfte schon geschafft!
Hier einmal eine Nahaufnahme.
Es handelt sich um einen TT mit SMD CPU. Dort ist für den Einbau der Lightning besonders viel Platz.
Die Verkabelung sind werksseitige Patches von Atari.
Lötarbeiten für den Einbau der Lightning VME sind nicht erforderlich.
Noch eine Nahaufnahme. Der TT ist nun bereit für das Aufstecken der Lightning VME.
Die Lightning VME vorsichtig an die Backplane heranführen. Seite und Richtung sind selbsterklärend.
Wenn Du vor dem TT sitzt, solltest Du links oben lesen können "Atari VME-USB Adapter Rev. B" und das CE Zeichen sehen nebst zwei gelben, eckigen Bauteilen.
Auf korrekten Sitz achten! Es dürfen keine Pins der Backplane mehr zu sehen sein.
Dann die Lightning VME vorsichtig und gleichmäßig mit mäßigem Kraftaufwand gegen die Backplane drücken.
Übrigens: die jetzt sichtbaren, gewinkelten Pins bitte nicht benutzen, auch nicht verbinden, da sonst Schaden droht.
Die Pins sind ausschließlich für den Service (Aufspielen der Firmware).
Genau so sollte es aussehen.
Der TT verfügt jetzt über 2 USB Ports und zwar rechtsseitig in Richtung der internen Festplatte/des ST-RAM.
Von links und rechts betrachtet.
Hier sieht man, dass die Lightning VME parallel zur VME Backplane steckt, ohne diese aber oben zu berühren.
Nahaufnahme der USB Pins, unterteilt in Port 1 und 2.
Links unten fehlt ein Stift - das ist die Codierung für das USB Bracket.
Stecker des USB Bracket.
Schön anzusehen, oder?
Hier mit geschlossenen Oberteil, aber fehlender Brotdose.
Das Bracket kann beliebig verbaut werden, z.B. nach hinten hinaus legen.
Wie wäre es, an einem der USB Ports intern ein Teac FD-CR7 anzuschließen?
Selbstverständlich passt die Brotdose wieder drauf, sogar mit Festplatte.
Maßarbeit.
Das Bild zeigt die Lightning VME in einem Daughterboard-TT.
Wenn alles eingebaut, verlegt und zusammengeschraubt ist, muss nur noch die Software installiert werden.
Installation der Software
Auf der beiliegenden Diskette befindet sich die Treibersoftware für TOS/Magic und Mint sowie eine Anleitung in Textform.
Sie ist aufgeteilt für Atari TT und Atari Mega STE wie folgt:
Achtung: nicht vertauschen, TT Treiber laufen nicht im MSTE und MSTE Treiber nicht im TT.
Beschreibung der Funktionsweise
loader.prg (nur für Mint)
Der Loader ist ein Hilfsprogramm welches den USB-Stack lädt und ins System einbindet
usb.prg / usbxxx.km
Bei dieser Datei handelt es sich um den USB-Stack, der USB am Atari überhaupt erst möglich macht.
Der USB Stack verwaltet den USB-Bus und die daran angeschlossenen Geräte.
Er stellt den folgenden Treibern die nötigen Grundfunktionen bereit.
storage.prg und mouse.prg / storage.udd und mouse.udd
Diese Treiber setzen auf den USB-Stack auf und kommunizieren mit den angeschlossenen Geräten, wie einem USB-Stick (storage) oder einer USB-Maus (mouse).
Diese Treiber lassen sich beliebig erweitern ja nach Verfügbarkeit.
So können hier auch noch eth.prg (bereits existent) oder auch ein keyboard.prg (geplant) die Möglichkeit eines Netzwerkinterfaces und einer USB-Tastatur zur Verfügung stellen.
blitz0x0.prg / blitzxxx.ucd
Diese Datei stellt das Bindeglied zwischen USB-Stack und der Lightning VME her.
Sie ermöglicht die Kommunikation zwischen dem USB-Stack und der Lightning VME Karte.
usb.acc
Dieses ACC sorgt unter TOS und Magic dafür, dass der USB-Bus hotplug fähig ist.
Es erkennt also, ob neue Geräte angesteckt worden sind und bindet sie ins System ein.
Es zeigt natürlich auch an welche Geräte aktuell angesteckt sind.
ergänzender Hinweis zu ExtenDOS/MetaDOS im Falle der Nutzung eines USB-CD-Laufwerks:
Dieses muss unbedingt nach storage.prg geladen werden.
Der USB-Treiber stellt einen Schnittstelle nach dem SCSIDRV-Standard bereit, die mittels ExtenDOS direkt genutzt werden kann.
Im Falle von MetaDOS ist ein Treiber wie z.B. SPIN von Julian F. Reschke nötig.
TOS und Magic
Hier wird der Inhalt des Auto-Ordners der Diskette einfach in den Auto-Ordner des Bootlaufwerks kopiert.
Achtung: die richtige Reihenfolge beim Kopieren bzw. beim Booten ist elementar wichtig!
Folgende Startreihenfolge ist unter TOS:
- USB.PRG
- MOUSE.PRG
- STORAGE.PRG
- BLITZ030.PRG
Im Fall der Benutzung von Magic ist Magic vor den USB Programmen zu laden:
- MAGXBOOT.PRG
- USB.PRG
- MOUSE.PRG
- STORAGE.PRG
- BLITZ030.PRG
- Ein eventueller Bootloader steht stets an erster Stelle.
- Eventuelle weitere, optionale USB Gerätetreiber (ETH.PRG) kommen nach STORAGE.PRG bzw. vor BLITZ030.PRG
- Bigdos kommt nach Möglichkeit als erstes Programm nach dem Boot-Selektor, in jedem Fall vor MOUSE.PRG
Hier ein Beispiel für eine funktionierende Reihenfolge:
Wenn alles korrekt funktioniert, sieht das unter TOS 3.06 dann so aus (hier mit Nova Mach32):
Man sieht, dass das USB.ACC die Lightning als Root Hub gefunden hat sowie eine optische USB Maus sowie einen USB Stick.
Vom System erkannte USB Massenspeicher (USB Drive) können wie gewohnt eingerichtet werden, hier am Beispiel des HDDriver 10.10.
Dabei gelten dieselben Restriktionen, wie für andere Laufwerke auch.
Mint
Die Installation unter Mint ist ebenfalls nicht schwer.
- Schritt 1:
Die Treiber werden hier nicht aus dem Auto-Ordner geladen, sondern über das loader.prg aus dem USB-Verzeichnis unter Mint.
Hierzu alle Dateien aus dem Verzeichnis a:\tt\mint von der Diskette kopieren nach
C:\mint\1-19-cur\usb
Sollte das USB Verzeichnis nicht existieren, muss dieses angelegt werden.
- Schritt 2:
Im nächsten Schritt muss die Datei mint.cnf, welche sich unter c:\mint\1-19-cur\ befindet, angepasst werden.
Dazu diese Datei mit einem Editor (z.B. QED, Luna etc.) öffnen.
Ziemlich am Ende der mint.cfg gibt es eine Zeile die sich wie folgt nennt:
GEM=u:/c/mint/1-19-CUR/xaaes/xaloader.prg
Vor dieser Zeile ist folgendes einzufügen
exec u:/c/mint/1-19-cur/usb/loader.prg
Wobei das CUR ggf. durch ihre vorhandene Kernelversionsnummer zu ersetzen ist.
Bei Starten von Mint sollte Driver etwa diese Ausgaben bringen.
Sodann stehen die USB Geräte auch unter Mint zur Verfügung, hier am Beispiel des MyAES Desktop.
USB2LAN
Hinweis: die nachfolgenden Einträge werden laufend aktualisiert.
Folgende USB-Netzwerkadapter funktionieren an der Lightning (Treiber für Mint):
- DLink
- DUB-E100, silber, H/W Ver. B1
- DUB-E100, schwarz, H/W Ver. C1
- "Chinaadapter" mit ASIX-Chipsatz
- AX88772A
- AX88772B
Achtung: Derzeit gibt es für kleines Geld USB2LAN Adapter (recht klein und weißes Gehäuse). Oft ist ein anderen Netzwerkchip verbaut, als es im Angebot steht.
Wenn die Bezeichnung AX88772 direkt auf dem Gerät steht, ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass dieser Chip auch tatsächlich verbaut ist.
Hinweise zur Softwareinstallation:
1. ETH.UDD muss in USB-Ordner liegen und ASIX.XIF im MiNT-Hauptordner.
2. Das Device heißt "asx0".
3. Es wird konfiguriert wie jede andere Netzwerkkarte unter MiNT, also mit ifconfig, route, etc. pp.
Lightning VME im Zusammenspiel mit anderen VME Karten
Hinweis: die nachfolgenden Einträge werden laufend aktualisiert.
Grafikkarten ohne Änderungen
Folgende Grafikkarten funktionieren ohne Änderungen zusammen mit der Lightning VME:
- Matrix M128
- Matrix TC1006
- Matrix TC1208 (2MB)
- Crazy Dots (Treiber hierfür nach den Lightning Treibern laden lassen)
NOVA Grafikkarten
Grundlegendes:
Mittels des Nova Adapters (VME zu ISA) ist es möglich, folgende Grafikkarten über den VME Bus in das Atari-System einzubinden:
- Tseng ET4000 (1MB)
- Tseng ET4000W32i (1MB)
- ATI Mach32 (2MB)
- ATI Mach64 (2MB)
- ATI Mach64 (4MB - nur im TT lauffähig wegen der Speicherbegrenzung des VME-Bereiches im MegaSTE)
Basis ist dabei die originale Nova von Computerinsel (bronze). Aktuell erhältlich sind auch Nachbauten (grün), die sich lediglich leicht im Routing unterscheiden, aber dieselbe Funktion bieten.
Auf dem Nova-Adapter befindet sich ein gesockelter, programmierter GAL-IC (24 Pins, Typ 20V8 mit 15ns) als zentrales Element. Dieser beinhaltet je nach angesteckter Grafikkarte eine dazu passende Logik.
Außerdem befinden sich auf dem Nova Adapter ein Jumper, mittels dem man die Stellungen auswählen kann:
- 1-2 (Bezeichnung TT)
- 2-3 (Bezeichnung MegaSTE)
Aufgrund der Tatsache, dass sich Nova und Lightning VME am selben Bus befinden, ist eine Anpassung der sich sonst überschneidenden Adressbereiche und Signale nebst Timing notwendig, da es sonst zu Konflikten kommen kann. Wie das je nach Rechnertyp und Karte mit wenig Aufwand gelöst werden kann, folgt weiter unten.
Selbstverständlich ist es erforderlich, die Grafikkarte auch über Treiber in das System einzubinden. Hier ist eine sehr gute Übersicht nebst den Treiberdateien dazu zu finden [1].
Empfehlung für die Reihenfolge im Autoordner für TOS und Magic:
Zunächst die Nova Treiber in der Reihenfolge EMULATOR.PRG, MENU.PRG,STA_VDI.PRG.
Danach die Lightning VME Treiber in der Reihenfolge USB.PRG, MOUSE.PRG, STORAGE.PRG, KEYBOARD.PRG, BLITZXXX.PRG.
Je nach gewählter Auflösung und Farbtiefe kann es im Einzelfall bei einigen Programmen möglicherweise zu Grafikfehlern (z.B. Sysinfo.prg) kommen, dann bitte Konfiguration ändern. Dies liegt nicht an der Lightning VME!
Nova und Lightning VME im TT
Es gibt zwei Alternativen, einmal ohne Veränderung der Hardware (a) und einmal mit Veränderung der Hardware (b).
a) Variante ohne Hardwarepatch
Grundsätzlich kann hier bereits das originale GAL SUPER_PL weiter verwendet werden. Jedoch ist das Handling damit unsauber und es kann -je nach Geschwindigkeit der Grafikkarte- zu Konfikten kommen, die sich in Abstürzen, Einfrieren, Bomben zeigen, Fehler bei Dateioperationen etc. zeigen. Die Verwendung des originalen SUPER_PL GAL erfolgt daher auf eigenes Risiko.
Wer einen Hardwareingriff scheut, aber dennoch die vorgenannten Risiken vermindern möchte, nimmt besser das neu entwickelte TT_ET4K GAL (für ET4000 und ET4000W32i) bzw. das neue TT_MACH GAL (für Mach32 und Mach64). Beides ist als fertige JED Datei zum Selberbrennen eines GAL hier zu finden [2].
Es gilt:
- für ET4000 und ET4000W32i Jumper auf Stellung 2-3 (MegaSTE) und TT_ET4K GAL verwenden = kein Hardwarepatch notwendig
- für Mach32 und Mach64 (2MB) Jumper auf Stellung 1-2 (TT) und TT_MACH 32 GAL verwenden = kein Hardwarepatch notwendig
Diese Lösung funktioniert NICHT mit einer Mach64 mit 4MB im TT, hier bleibt nur Variante (b).
Auch die neuen GALs TT_ET4K und TT_MACH können es nicht vermeiden, dass Lightning VME und Nova zusammen angesprochen werden. Anders als beim SUPER_PL GAL gibt es hier aber immerhin kein Adresskonflikt. Diese Lösung funktioniert mit Grafikkarten bis 2MB Videospeicher im TT, ist aber nicht zu 100% "sauber".
b) Variante mit Hardwarepatch (empfohlen)
Empfohlen wird die Verwendung des OGFA GAL (on GAL for all), da dieses für alle Grafikkarten einheitlich funktioniert und kein Austausch beim Wechsel des Systems oder der Grafikkarte erforderlich ist.
Diese Variante trennt sowohl die Adressbereiche sauber, als auch die Ansteuerung der einzelnen Karten sowie das Timing.
Hierzu ist es aber zusätzlich erforderlich, eine Leitung auf dem Nova Adapter aufzutrennen und zwei neue Leitungen zu ziehen. Die Umsetzung ist sehr einfach, siehe hierzu nachfolgende Bilder:
Es gilt:
- für ET4000 und ET4000W32i Jumper auf Stellung 2-3 (MegaSTE) und OGFA GAL verwenden = Hardwarepatches wie zuvor beschrieben notwendig
- für Mach32 und Mach64 Jumper auf Stellung 1-2 (TT) und OGFA GAL verwenden = Hardwarepatches wie zuvor beschrieben notwendig
Die Nova läuft trotz des Hardwarepatches auch mit dem originalen GAL. Die modifizierte Nova läuft mit dem OGFA GAL auch ohne Lightning VME. Außerdem bietet das OGFA GAL mit Hardwarepatch ein verbessertes Timing für die Grafikkarte. Es funktioneren hiermit auch Mach64 mit 4MB Videospeicher im TT.
Das OGFA GAL ist als fertige JED Datei zum Selberbrennen hier zu finden [3].
Nova und Lightning VME im MegaSTE
Wie beim TT gibt es ebenfalls zwei Alternativen, einmal ohne Veränderung der Hardware (a) und einmal mit Veränderung der Hardware (b).
a) Variante ohne Hardwarepatch
Ohne Hardwareingriff ist es lediglich möglich, eine ET4000 oder ET4000W32i zusammen mit der Lightning VME im MegaSTE zu verwenden.
Hierzu kann das neu entwickelte TT_ET4K GAL verwendet werden. Dieses ist als fertige JED Datei zum Selberbrennen hier zu finden [4].
Es gilt:
- für ET4000 und ET4000W32i Jumper auf Stellung 2-3 (MegaSTE) und TT_ET4K GAL verwenden = kein Hardwarepatch notwendig
Diese Lösung funktioniert NICHT mit Mach32 oder Mach64 Grafikkarten im MegaSTE, hier bleibt nur Variante (b).
Auch das neue TT_ET4K GAL kann es nicht vermeiden, dass Lightning VME und Nova zusammen angesprochen werden. Immerhin werden Adresskonflikte vermieden. Diese Lösung funktioniert mit Grafikkarten bis 2MB Videospeicher im TT, ist aber nicht zu 100% "sauber". Die Verwendung erfolgt auf eigenes Risiko.
b) Variante mit Hardwarepatch (empfohlen)
Empfohlen wird die Verwendung des OGFA GAL (on GAL for all), da dieses für alle Grafikkarten (außer Mach64 im MegaSTE!) einheitlich funktioniert und kein Austausch beim Wechsel des Systems oder der Grafikkarte erforderlich ist.
Diese Variante trennt sowohl die Adressbereiche sauber, als auch die Ansteuerung der einzelnen Karten und das Timing.
Hierzu ist es aber zusätzlich erforderlich, eine Leitung auf der Oberseite des Nova Adapters aufzutrennen und auf der Unterseite zwei neue Leitungen zu ziehen. Die Umsetzung ist sehr einfach, siehe bitte die Bilder im vorangegangenen Bereich ´Nova und Lightning VME im TT´.
Es gilt:
- für ET4000, ET4000W32i und Mach32 Jumper auf Stellung 2-3 (MegaSTE) und OGFA GAL verwenden = Hardwarepatches wie zuvor beschrieben notwendig
Die Nova läuft trotz des Hardwarepatches auch mit dem originalen GAL. Die modifizierte Nova läuft mit dem OGFA GAL auch ohne Lightning VME. Außerdem bietet das OGFA GAL mit Hardwarepatch ein verbessertes Timing für die Grafikkarte. Systembedingt funktioneren hiermit leider keine Mach64 mit 4MB Videospeicher im MegaSTE. Es wird daran gearbeitet, zumindest die MAch64 mit 2MB Videospeicher im MegaSTE zum Laufen zu bringen.
Das OGFA GAL ist als fertige JED Datei zum Selberbrennen hier zu finden [5].
Netzwerkkarten
Folgende Netzwerkkarten funktionieren ohne Änderungen zusammen mit der Lightning VME:
- PAM VME Ethernet (EasyMiNT Version1-19-CUR, 02/2018 trunk)
letztes Update: 01.04.2018 (Gaga)