C16 auf 64k Arbeitsspeicher aufrüsten


So mancher C16-Benutzer wünscht sich auch größere Programme (>49 Blocks), wie sie z. B. für den Commodore Plus/4 geschrieben wurden auf seinem Computer ausführen zu können (z. B. Spiele).
Da der Prozessor in allen Computern der 264er-Serie (C16, Plus/4, C116, C232, C264, C364) kompatibel ist, kann man diesen Wunsch durch eine Speichererweiterung um das 3fache (von 16k => 64k) erfüllen.
Um die Kompatibilität zu bereits existierenden C16-Programmen zu erhalten, ist ein Umschalter vorgesehen, mit dem man den C16 wieder mit 16 kiloBytes betreiben kann.


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Was man dazu braucht:

Es ist nicht schwer den Speicher hochzurüsten. Was Du brauchst ist ein Lötkolben (besser Lötstation), Entlötsaugpumpe oder .-litze, Zinn, ein scharfes Messer oder eine Nadel, etwas Handwerkzeug, und die Dinge die nachstehend aufgeführt sind.
Allerdings solltest Du schon über etwas Löterfahrung, und vor allem - über ausreichend Geduld! - verfügen.
Die meisten Teile kannst Du in einem Elektronikgeschäft oder Versand besorgen, wie z.B. bei Conrad Electronic - http://www.conrad.de. Etwas schwieriger dürfte es bei den Speicherchips werden ...

  • 2x 256 kbit (64k×4) DRAM-Speicher-IC´s 4464 oder 41464 o. ä. mit ca. 150nS (Zugriffszeit oder schneller)

    BezeichnungHM50464MB81464D41464TMS4464LH2464M41464MN41464A PDF-Datenblatt DRAM 4464 
    HerstellerHitachiFujitsuNECTexas InstrumentsSharpOkiPanasonic

  • 2x IC-Sockel 18pol
  • 1x Schiebeumschalter 1xUM zweireihig mit 6 Kontakten (am besten ein etwas größeres Modell, nicht gerade sub-miniatur)
  • 1x winziges Stück doppelseitiges Klebeband (Fotokleber mit Abziehlasche tut´s auch)
  • 5x 20cm isolierte Kupferlitze 1-adrig 0,14 mm o. ä. am besten 5 verschiedene Farben (z.B. bl, ge, gr, br, ws)

Vorbereitungen

Die Einbauarbeiten müssen im stromlosen Zustand und ohne angeschlossene Peripherie erfolgen. Dazu werden alle Stecker vom C16 ausgesteckt. Danach wird der C16 durch Lösen der drei Gehäuseschrauben am Vorderteil geöffnet. Am besten man dreht die drei Schrauben gleich nach dem Öffnen vorsichtig wieder ins Gehäuseoberteil, um sie nicht zu verlieren.

Warnschild elektrostatisch gefährdete Bauteile Ab jetzt sollte man darum bemüht sein, keine elektrostatischen Entladungen (ESD) mehr zu erzeugen bzw. es vermeiden statische Ladungen über den Commodore und dessen Bauteile zu entladen!
Die MOS (metal-oxide-semiconductor)-Bauteile könnten dabei sehr leicht zerstört werden.
Am besten ein Erdungsarmband tragen, ein geerdetes Metallteil, Heizkörper, Wasserhahn etc. berühren um sich zu entladen.
Statische Ladungen entstehen durch Ladungstrennung an synthetischer Kleidung, an Schuhen etc.

Nach öffnen des Gehäuses wird der Stecker der Power-LED und der Tastaturstecker senkrecht nach oben von der Hauptplatine abgezogen. Danach vorsichtig die metallkaschierte Papp-Abschirmung, die mit einer Metallklammer über dem Memory-Expansionsport befestigt ist nach vorne abziehen und aufklappen. Die Platine mit den Befestigungsschrauben kommt zum Vorschein.
Nach dem Abmontieren der Platine, werden die Schrauben am besten wieder ins Gehäuseunterteil geschraubt.


C16 Platinenoberseite


Speichertausch

Zuerst sollte man die beiden ICs U5 und U6 entfernen (siehe Foto) und die 18poligen IC-Sockel einlöten. Dies geschieht durch Erwärmen der einzelnen IC-Pins auf der Platinenunterseite mit der Lötkolbenspitze und dem Absaugen den heißen Zinns mit der Saugpumpe oder Sauglitze. Dabei sollte beachtet werden die IC-PINs nicht länger als nötig (max. 10 Sekunden - je nach Temperatur des Lötkolbens) zu erwärmen. Die ICs sind Halbleiter und deshalb sehr wärmeempfindlich. Am besten nacheinander an möglichst weit auseinanderliegenden PINs eines IC löten, das hält die Wärmebelastung gering. Danach können die Chips mit einem kleinen Schraubendreher vorsichtig ausgehebelt werden. Hierbei sollte mit größter Sorgfalt vorgegangen werden, damit sich nicht Lötaugen oder gar Leiterbahnen von der Platine lösen.

Wer die Speicherchips nicht mehr benötigt kann die Beinchen natürlich auch mit einem Seitenschneider durchtrennen, die Reste lassen sich dann ganz leicht auslöten. Dies sollte man sich aber angesichts der >kostbaren< , und immer rarer werdenden, Speicherchips gut überlegen.

Jetzt können die Fassungen lagerichtig eingesteckt und verlötet werden. Bitte dabei auf die Markierung auf der Platine (später Kerbe des IC´s) achten.

Wer noch nicht soviel Erfahrung hat kann auch schrittweise vorgehen (erst U5 dann U6) und jeweils nach dem Wechsel den C16 probeweise mit eingesockeltem IC wieder in Betrieb nehmen -> das verhindert eine aufwändige Fehlersuche. War der Schritt erfolgreich, kann der nächste erfolgen.

Danach können die beiden Fassungen mit den neuen 64kx4-DRAM-Speicherchips bestückt werden.

Auch hier ist wieder ein Probebetrieb möglich - allerdings nach wie vor nur mit 16k.



zu durchtrennende Leiterbahn unter IC U7 "... Scheere... Tupfer ! ..."

... wohl nicht ganz - aber: Es wird Zeit zum scharfen Messer bzw. zur Nadel zu greifen.
Es müssen zwei Leiterbahnen durchtrennt werden.

Die erste befindet sich auf der Bestückungsseite unter IC U7. Diese Leiterbahn führt von PIN 2 zu PIN 18 des IC und wird durch den IC fast verdeckt. Mit einer dickeren, unbiegsamen Nadel und etwas Fingerspitzengefühl lässt sich diese Bahn aber trotz des darüber eingelötetem IC "durchkratzen".
Zur Kontrolle kann man mit einem Meßgerät des Widerstand nachmessen. Er muß jetzt hochohmig, das heißt >10kΩ sein.

zu durchtrennende Leiterbahn unter IC U8

Die zweite Leiterbahn befindet sich unter IC U8 auf der Lötseite der C16-Platine.
Sie führt von PIN 14 zu einer dicken Masse-Leitung.
Mit einem Messer sollte sie sich problemlos "durchschneiden" lassen.

Vorsicht!  dabei kann man sehr leicht abrutschen.

Auch hier ist es ratsam zur Kontrolle den Widerstand mit einem Meßgerät nachzumessen.
Er muß ebenfalls hochohmig, das heißt >10kΩ sein.




Verbindung schaffen

Nachdem die zwei zusätzlichen Adressleitungen für den neuen Speicheradressraum nun "freigelegt" sind sollten diese wieder neu verbunden werden.
Dazu werden an fünf Punkten auf der Lötseite der C16 Platine verschiedenfarbige Litzen angelötet. (siehe Tabelle).

Vorsichtshalber kann man dazu den PLA-Chip U26 aussockeln. Es darf eben später nicht vergessen werden Ihn wieder lagerichtig
(Kerbe !) einzusockeln.


Die Litzen werden zunächst an einem Ende 2 bis 3 mm abgemantelt und mit etwas Lötzinn verzinnt. Sollte sich die Isolierung durch die Erwärmung zurückgeschrumpft sein, wird das blanke Ende mir dem Seitenschneider wieder auf max. 2 bis 3mm Länge zugeschnitten. Dieses Vorverzinnen erleichtert das Anlöten an die Lötaugen der Platine erheblich: Lötauge mit Kolben erwärmen Litze dranhalten, fertig.

Verdrahtung des Speicherumschalters auf der Platinenunterseite

Sind alle fünf Litzen angelötet, kann die Platine probeweise ins Gehäuseunterteil gelegt werden. Die Litzen werden dann locker unter der Platine nach links geführt.

vonnachFarbe
U7 Pin2Schalter untere Reihe mittegelb
Masse GNDSchalter obere und untere Reihe linksblau
U8 Pin14Schalter obere Reihe mittebraun
U16 Pin7Schalter untere Reihe rechtsgrau
U16 Pin26Schalter obere Reihe rechtsweiss

Verdrahtung des Speicherumschalters
Da wir wie oben beschrieben "kompatibel" bleiben wollen brauchen wir eine Möglichkeit die Adressleitungen nach Bedarf auf Masse (16k-Betrieb) oder auf die/das PLA (64k-Betrieb) zu verbinden.

Dafür wird der etwas größere Schiebeschalter gebraucht, um ihn, wie im ersten Foto (S1) links unten zu sehen, auf einer Seite liegend mit doppelseitigem Klebeband ins Gehäuse zu kleben.

Beim Abschneiden der Litzen auf Länge (zum Schalter hin) bitte beachten, das später noch der Pappschirm umfahren werden muß. Danach wird wieder abisoliert, verzinnt und an die zuvor verzinnten Lötfahnen des Schalters angelötet.
Die beiden linken Kontaktfahnen werden zueinander gebogen, um nur eine Litze anzulöten.

Der Schalter liegt im Gehäuse ? - Wie wird dann umgeschalten ? - Muß man den C16 jedesmal dazu aufschrauben ?

Kurze Antwort: Nein!

Auch wenn die Befestigung des Schalters sehr primitiv aussieht, der Schalter kann von aussen bei geschlossenem Gehäuse umgeschalten werden. Möglich ist das durch die längs zum Schalterhebel angebrachten Lüftungsschlitze des Gehäusebodens. Es wird eben etwas Flaches, was durch die Lüftungsschitze passt benötigt, um zu schalten. Am besten geignet ist ein Stück Karton oder der Klingenschraubendreher eines Taschenmessers. Dafür erspart man sich aber das Bohren eines Loches in das Gehäuse (gar nicht nach meinem Geschmack) und hat gleichzeitig den Umschalter vor unbeabsichtigtem Schalten geschützt.


Endspurt

Jetzt sollte ein kurzer Probebetrieb in beiden Modi erfolgen. Der C16 sollte sich dabei mit den entprechenden Einschaltmeldungen melden.

Ist alles in Ordnung kann der C16 nun wieder in der umgekehrten Reihenfolge zusammenmontiert werden. Die angelöteten Litzen sollten nach Möglichkeit beim Festschrauben der Platine nicht eingeklemmt, oder von aus Lötaugen abstehenden Drahtenden durchspießt werden, da dies zu Kurzschlüssen und Fehlern führen kann.


Neue Speicherbelegung im 64k-Modus

Für diejenigen, die für den 64k Modus programmieren wollen sei auf das Handbuch des größeren Bruders, des Plus/4 verwiesen.
Es gilt dann folgende neue Speichereinteilung:

AdressbereichRAMROM
$FFFF 65535RAM-ENDE* ROM-BANK-HIGH *
$FFFE 65534IRQ-Vektor
$FFFC 65532RES-Vektor
$FFFA 65530NMI-Vektor
$FF81 65409* I/O-Adressen (bis $FEFF 65279)Kernal-Sprungtabelle und TED-CHIP-Register
$FD00 64768Ende Basic-RAM (+1)
$FC00 64512* ROM-BANKING-Routinen
$D800 55296Betriebssystem
$D000 53248Character-Tabelle
$C000 49152BASIC-Erweiterungen
$BFFF 49151* ROM-BANK-LOW *
$8000 32768BASIC
$4000 16384Anfang Basic-RAM (Grafik)
$3FFF 16383Bildschirmspeicher (Grafik)
$2000  8192Farbtabelle (Grafik)
$1C00  7168Luminanz (Grafik)
$1800  6144
$1000  4096Anfang des Basic-RAM (Keine Grafik)
$0BFF  3071Bildschirmspeicher (Text)
$0C00  3072Farbspeicher (Text)
$0800  2048Systemspeicher
$0000     0


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electronic -man 16.02.2004

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