CPC Hardware

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Grundsätzlich sind alle Modelle der CPC-Reihe 464, 664 und 6128 gleich aufgebaut. Es gibt auch innerhalb der Baureihen, aber auch zwischen den Baureihen Variationen der verwendeten Komponenten. Die Hardware ist das Produkt aus "bewährten" Controller ICs und Sparmaßnahmen. Daher ist beispielsweise die Adressierung einzelner Controller-ICs unvollständig und geht damit verschwenderisch mit den IO-Adressen der CPU um.

Der CPC 464 besteht im Wesentlichen aus folgenden Baugruppen: Medium:CPC464_Schematics_01.jpg Medium:CPC464_Schematics_02.jpg Medium:CPC464_Schematics_03.jpg

  • CPU (Z80 A, 4 MHz)
  • Speicherzugriffs-Steuerung (Gate-Array, Multiplexer 74LS153, Latch/Buffer 74LS373, Buffer 74LS244)
  • CRTC (Motorola 6845, unterschiedliche Typen)
  • Taktgenerierung für die CPU und CRTC (Gate-Array, Schmitt-Trigger ZN7400)
  • Arbeitsspeicher (UPD4164)
  • Festwertspeicher (Masken-Programmierte ROMs)
  • Sound-Generator (AY-3-8912)
  • Parallel-Schnittstellen Controller (PIO, 8255)
  • Drucker-Schnittstelle (74LS273)
  • Reset-Schaltung (1/2 74LS132, Wiederstände, Diode)
  • Sonstige Bauteile für Signal-Verknüpfung, Invertierung und Signal-Verstärkung

Die Tastatur und die Joystick-Anschlüsse werden, aufgrund der schon erwähnten Sparmaßnahmen, über einen 10-Bit Dekoder, dem Parallel-Port des Sound-Generators über zwei Ports der PIO 8255 angesteuert.

Laufwerke

Während alle drei Modelle eine Kassetten-Schnittstelle besitzen (im CPC 464 eingebaut und nicht von aussen erreichbar), ist die Disketten-Laufwerks Ansteuerungslogik der beiden größeren Modelle (664/6128) über den Erweiterungs-Bus, aber auf derselben Platine implementiert. Floppy-Erweiterungen wie die DD1 verhalten sich am CPC 464 daher genauso wie die im 664/6128 eingebauten Laufwerke, da sie grundsätzlich gleich aufgebaut sind.

Banking

Der CPC 6128 weist eine besondere Schaltung für den Zugriff auf den erweiterten Arbeitsspeicher auf. Diese besteht, neben dem etwas moderneren Gate-Array und zusätzlichen Speicherchips, aus einem zusätzlichen GAL.

Amstrad hat für die CPCs und den Plus eine RAM-Erweiterbarkeit von 512 KB realisiert. Es ist allerdings auch möglich bis zu 4 MB Erweiterungs-RAM anzuschließen. So kann z.B. durch einen einzigen OUT Befehl ein 16 KB RAM Block zwischen &4000 und &7FFF eingeblendet werden. Daneben stehen noch Spezial-Konfigurationen zur Verfügung.

Grafik-Fähigkeiten

Der CPC besitzt für seine Zeit und Preisklasse eine hervorragende Grafik und das obwohl für die Monitoransteuerung nur ein einfacher CRTC, für die Ansteuerung von Zeichensatz-ROMs, benutzt wurde. Dieser wird aber ziemlich raffiniert zweckentfremdet, da die Adressleitungen des Zeichensatz-ROMs einfach zur Adressierung des Grafikspeichers mitbenutzt werden. Durch die zusätzliche Hinzuziehung eines 1 MHz-Taktes wird die horizontale Auflösung sogar noch verdoppelt. Das Gate-Array macht aus den ausgelesenen Bytes Mode-Abhängig ein farbiges Bild.

Grafik-Modes

Der klassische CPC besitzt 3 Modes für unterschiedliche Bildschirmauflösungen und Farbauswahlmöglichkeiten:

  • Mode 2: 640 X 200 Punkte, 2-farbig ("monochrom")
  • Mode 1: 320 X 200 Punkte, 4-farbig
  • Mode 0: 160 X 200 Punkte, 16-farbig

Die Farbpalette umfasst 27 unterschiedliche Farben, die vom Gate-Array bereitgestellt werden. Aus diesen können unabhängig von einander die eigentlichen Bildpunktfarben und die Rahmenfarben gesetzt werden. Gerade letzteres, die Unabhängigkeit der Rahmenfarbe von den Bildpunktfarben, wird gerne in Spielen und Demos genutzt.

Sound

Der Sound-Generator im CPC wurde ursprünglich in Atari-Konsolen verbaut. Er besitzt drei unterschiedliche Ton-Kanäle, wobei der dritte den beiden ersten Kanälen hinzu gemischt wird. Damit besitzt der CPC einen "echten" Stereo-Sound.

Stromversorgung

Alle klassischen CPCs besitzen eine 5V-Buchse im hinteren Bereich. Die beiden Modelle mit Floppy-Laufwerken (664/6128) besitzen zusätzlich ein Kabel mit Hohlstecker für eine 12V-Versorgung. Die Spannungsversorgung wird durch den Monitor zur Verfügung gestellt.

Floppy-Laufwerke

Die verwendeten Laufwerke sind 3 Zoll Laufwerke. Diese sind baulich inkompatibel zu 3,5 Zoll Laufwerke, wie sie in PCs zum Einsatz kamen. Der Anschluss erfolgt über einen 26-poligen Pfostenstecker, der nicht ganz der Shugart-Norm entspricht. Es wurden mehrere Unterschiedliche Laufwerks-Modelle verbaut.

Erweiterungsfähigkeiten

Floppy

Der externe Floppy-Anschluss ist weitestgehend Shugart-konform. Es können an diesem in aller Regel 5,25 Zoll DD Laufwerke (40/80 Spuren), aber nur einseitig, betrieben werden. Das "Head-Select"-Signal wird leider nicht durchgereicht. Es gibt einzelne 3,5 Zoll Laufwerke, die ein "Ready"-Signal zur Verfügung stellen. Auch diese können (teilweise nach entsprechender Konfiguration) am externen Floppy-Port genutzt werden.

Drucker-Port

Der Druckerport stellt sieben Daten-Bits zur Verfügung. Das 8. Bit dient invertiert als "Strobe"-Signal und wird softwareseitig (Firmware) ausgeblendet.

Ausser einem "Ready"-Signal (vom Drucker kommend) gibt es keine Rückmeldemöglichkeit, so das an dem Druckerport beispielsweise keine ZIP-Drives betrieben werden können.

Das achte Datenbit kann jedoch durch das Einlöten eines Kabels leicht selber nachgerüstet werden.

Expansions-Bus

Der Expansions-Bus ist beim deutschen CPC 464 als 50 poliger "Edge-Connector" (Platinen-Stecker) ausgeführt; Bei den beiden grösseren Modellen ist dort ein 50 poliger Amphenol-Verbinder (Centronics, weiblich) verbaut. Der Expansions-Bus stellt alle nötigen CPU-Signale und einige weitere Steuersignale ungepuffert(!) zur Verfügung. Es besteht daher die Möglichkeit den CPC mit zusätzlicher Hardware zu erweitern, wobei auf Kabellänge und Anzahl der gleichzeitig angeschlossenen Geräte zu achten ist (kurze Kabel, wenig Erweiterungen gleichzeitig betreiben). Eine genaue Empfehlung gibt es nicht - bei zu langem Kabel und/oder zuvielen Geräten neigt der CPC zu spontanen Ausfällen (Abstürzen).

Erweiterungs-Module

Für 464 Benutzter gibt es Floppy-Erweiterungen (DD1, FD1, Klones). Auch für die grösseren Brüder gibt es zusätzliche Floppy-Module. Die Floppy-Erweiterungen unterstützen teilweise auch andere Formate auf den Disks (z.B. Vortex). Für den Anschluss von IDE-Festplatten, CF-Karten u.ä. (z.B. IDE-ZIP-Drives) gibt es das Symbiface II (kurz SFII). Es gibt auch eine vereinfachte Lösung, die über eine 8255 PIO realisiert ist. Ausserdem gibt es Module zur RAM-, wie auch zur ROM-Erweiterung. Das SFII bietet beides, neben einer Real-Time_Clock (RTC) und einen PS2-Mausanschluss. Das "M4" stellt zusätzlich zu einer (emulierten) ROM-Erweiterung auch eine Wifi-Schnittstelle zur Verfügung.

Entstehungsgeschichte

Die Entstehungsgeschichte kann hier nachgelesen werden: Geschichte des CPC