ZX Microdrive: budget datalagring, 1980'er stil

For de fleste mennesker, der brugte 8-bit hjemmecomputere i begyndelsen af ​​1980'erne, var det et varigt minde at bruge kassettebånd til at gemme programmer.Kun meget velhavende mennesker har råd til diskdrev, så hvis du ikke kan lide tanken om at vente på, at koden indlæses for evigt, så er du uheldig.Men hvis du ejer Sinclair Spectrum, har du i 1983 en anden mulighed, den unikke Sinclair ZX Microdrive.
Dette er et format udviklet internt af Sinclair Research.Det er i det væsentlige en miniaturiseret version af en endeløs løkkebåndsvogn.Den er dukket op i form af en 8-spors Hi-Fi-kassette gennem de seneste ti år og lover lynhurtige indlæsningstider.Sekunder og en relativt stor lagerkapacitet på over 80 kB.Sinclair-ejere kan følge med de store drenge i hjemmecomputerens verden, og de kan gøre det uden at bryde banken for meget.
Som en rejsende, der vendte tilbage fra en hackerlejr på fastlandet, på grund af pandemien, krævede den britiske regering, at jeg skulle i karantæne i to uger.Jeg gjorde det som gæst hos Claire.Claire er min ven, og han er tilfældigvis en kilde til viden.Produktiv 8-bit Sinclair hardware- og softwaresamler.Mens hun chattede om Microdrive, købte hun ikke kun nogle eksempler på drev og software, men også interfacesystemet og det originale Microdrive-sæt.Dette gav mig muligheden for at inspicere og afmontere systemet og give læserne fascinerende indsigt i denne mest usædvanlige perifere enhed.
Tag Microdrive.Det er en enhed, der måler cirka 80 mm x 90 mm x 50 mm og vejer mindre end 200 gram.Den følger de samme Rich Dickinson-styling-cues som den originale gumminøgle Spectrum.På forsiden er der en åbning på cirka 32 mm x 7 mm til installation af Microdrive-tapekassetter, og på hver side af bagsiden er der et 14-vejs PCB-kantstik til tilslutning til Spectrum og daisy-chaining gennem en brugerdefineret seriel bus Another Microdrive leverer båndkabler og stik.Op til otte drev kan tilsluttes på denne måde.
Prismæssigt i de tidlige 1980'ere var Spectrum en fantastisk maskine, men prisen for dens implementering var, at den betalte meget lidt for den indbyggede hardwaregrænseflade ud over dens video- og kassettebåndsporte.Bagved er der et kantstik, som stort set blotlægger de forskellige busser i Z80, og efterlader eventuelle yderligere grænseflader forbundet gennem udvidelsesmodulet.En typisk Spectrum-ejer kan eje en Kempston joystick-adapter på denne måde, det mest oplagte eksempel.Spectrum er bestemt ikke udstyret med et Microdrive stik, så Microdrive har sit eget interface.Sinclair ZX Interface 1 er en kileformet enhed, der går i indgreb med kantstikket på Spectrum og skrues fast i bunden af ​​computeren.Det giver et Microdrive-interface, en RS-232 seriel port, et simpelt LAN-interfacestik ved hjælp af et 3,5 mm jackstik og Replica of Sinclair edge-stik med flere interfaces indsat.Denne grænseflade indeholder en ROM, der mapper sig selv til Spectrums interne ROM, som vi påpegede, da prototypen Spectrum dukkede op på Cambridge Computing History Center, som vi alle ved, er den ikke blevet færdiggjort, og nogle af dens forventede funktioner er ikke blevet implementeret.
Det er interessant at tale om hardware, men selvfølgelig er dette Hackaday.Du vil ikke bare se det, du vil se, hvordan det fungerer.Nu er det tid til at skille ad, vi åbner først selve Microdrive-enheden.Ligesom Spectrum er toppen af ​​enheden dækket af en sort aluminiumsplade med det ikoniske Spectrum-logo, som omhyggeligt skal adskilles fra den resterende kraft fra 1980'ernes klæbemiddel for at blotlægge de to skruehylstre, der fastgør den øverste del.Ligesom Spectrum er det svært at gøre dette uden at bøje aluminiumet, så nogle færdigheder er påkrævet.
Løft den øverste del og slip driver-LED'en, den mekaniske enhed og printkortet vises i synsfeltet.Erfarne læsere vil straks bemærke lighederne mellem den og den større 8-spors lydkassette.Selvom dette ikke er et derivat af systemet, fungerer det på en meget lignende måde.Mekanismen i sig selv er meget enkel.På højre side er der en mikrokontakt, der fornemmer, når båndet fjerner skrivebeskyttelsesmærkaten, og på venstre side er en motoraksel med en kapstanrulle.I business-enden af ​​båndet er der et båndhoved, som ligner meget, hvad man kan finde i en kassettebåndoptager, men som har en smallere båndføring.
Der er to PCB'er.På bagsiden af ​​tapehovedet er en 24-bens brugerdefineret ULA (Uncommitted Logic Array, faktisk forgængeren for CPLD og FPGA i 1970'erne) til at vælge og betjene drev.Den anden er forbundet til den nederste halvdel af huset, der rummer de to interfacestik og motorkontaktens elektronik.
Tapen er 43 mm x 7 mm x 30 mm og indeholder en kontinuerlig løkke selvsmørende tape med en længde på 5 meter og en længde på 1,9 mm.Jeg bebrejder ikke Claire, at hun ikke lod mig lirke en af ​​hendes gammeldags patroner op, men heldigvis forsynede Wikipedia os med et billede af patronen med toppen lukket.Lighederne med 8-spors tape bliver straks tydelige.Kapstanen kan være på den ene side, men den samme tapesløjfe føres tilbage til midten af ​​en enkelt rulle.
ZX microdrive-manualen hævder optimistisk, at hver kassette kan rumme 100 kB data, men virkeligheden er, at når nogle udvidelser er brugt, kan de rumme omkring 85 kB og stige til mere end 90 kB.Det er rimeligt at sige, at de ikke er de mest pålidelige medier, og båndene blev til sidst strakt til det punkt, hvor de ikke længere kunne læses.Selv Sinclair Manual anbefaler at sikkerhedskopiere almindeligt anvendte bånd.
Den sidste komponent i systemet, der skal skilles ad, er selve interface 1.I modsætning til Sinclair-produktet har den ingen skruer gemt under gummifødderne, så udover den subtile betjening med at adskille toppen af ​​huset fra Spectrum-kantstikket, er det også nemt at skille ad.Indeni er tre chips, en Texas Instruments ROM, et universelt instrument ULA i stedet for Ferranti-projektet, der bruges af Spectrum selv, og en lille 74-logik.ULA inkluderer alle kredsløb undtagen de diskrete enheder, der bruges til at drive RS-232, Microdrive og netværksserielle busser.Sinclair ULA er berygtet for overophedning og selvtilberedning, som er den mest sårbare type.Interfacet her kan ikke bruges for meget, fordi det ikke har en ULA radiator installeret, og der er ingen varmemærke på eller omkring skallen.
Den sidste sætning i demonteringen skulle være manualen, som er et typisk velskrevet tyndt bind, der kan give en dybdegående forståelse af systemet og hvordan det er integreret i BASIC-tolken.Netværkskapaciteten er særligt fascinerende, fordi den sjældent bruges.Den er afhængig af, at hvert Spectrum i netværket udsteder en kommando om at tildele sig selv et nummer, når det starter, fordi der ikke er nogen Flash eller lignende hukommelse ombord.Dette var oprindeligt beregnet til at positionere skolemarkedet som en konkurrent til Acorn's Econet, så det er ikke overraskende, at BBC Micro vandt en statsstøttet skolekontrakt i stedet for Sinclair-maskinen.
Start i 2020, se tilbage på denne glemte computerteknologi og se på en verden, hvor et 100 kB lagermedium indlæses på omkring 8 sekunder i stedet for et par minutters båndindlæsning.Hvad der er forvirrende er, at Interface 1 ikke indeholder en parallel printergrænseflade, for ser man på det komplette Spectrum-system, er det ikke svært at se, at det er blevet en tilstrækkelig produktivitetscomputer på hjemmekontoret i dag, inklusive selvfølgelig prisen.Sinclair sælger ganske vist deres egne termoprintere, men selv de mest stjernespækkede Sinclair-entusiaster kan næppe kalde ZX-printeren for en nyhedsprinter.
Sandheden er, at den, som alle Sinclairs, var offer for Sir Clives legendariske omkostningsreduktion og den geniale evne til at skabe umulig opfindsomhed ud fra uventede komponenter.Microdrive blev udviklet helt internt af Sinclair, men måske var det for lidt, for upålideligt og for sent.Den første Apple Macintosh udstyret med et diskettedrev kom ud i begyndelsen af ​​1984 som et samtidig produkt af ZX Microdrive.Selvom disse små bånd kom ind i Sinclairs skæbnesvangre 16-bit maskine QL, viste det sig at være en kommerciel fiasko.Når de købte Sinclairs aktiver, ville Amstrad lancere Spectrum med en 3-tommers diskette, men på det tidspunkt blev Sinclairs mikrocomputere kun solgt som spillekonsoller.Dette er en interessant demontering, men måske er det bedst at tage afsted med de glade minder fra 1984.
Jeg er meget taknemmelig over for Claire for at bruge hardwaren her.Hvis du undrer dig, viser billedet ovenfor en række forskellige komponenter, inklusive fungerende og ikke-funktionelle komponenter, især den helt adskilte Microdrive-enhed er en fejlbehæftet enhed.Vi ønsker ikke at skade den omvendte computerhardware unødigt på Hackaday.
Jeg har brugt Sinclair QL i mere end syv år, og jeg må sige, at deres mikrodrev ikke er så skrøbelige, som folk siger.Jeg bruger dem ofte til lektier osv. og går aldrig glip af nogle dokumenter.Men der er faktisk nogle "moderne" enheder, der er meget mere pålidelige end de originale.
Med hensyn til Interface I er det meget mærkeligt i elektrisk design.Den serielle port er kun en niveauadapter, og RS-232-protokollen implementeres af software.Dette giver problemer ved modtagelse af data, fordi maskinen kun har tid til at stopbitten kan gøre hvad den skal med dataene.
Derudover er læsning fra bånd interessant: du har en IO-port, men hvis du læser fra den, vil interface I stoppe processoren, indtil en fuld byte er blevet læst fra båndet (hvilket betyder, at hvis du glemmer, Tænd for båndmotoren og computeren hænger).Dette tillader nem synkronisering af processoren og båndet, hvilket er nødvendigt på grund af adgangen til den anden 16K hukommelsesblok (den første har ROM, den tredje og fjerde har ekstra hukommelse på 48K-modeller), og på grund af mikrodrevbufferen Det sker at være i det område, så det er umuligt kun at bruge tidsindstillede loops.Hvis Sinclair bruger en adgangsmetode som den, der bruges i Inves Spectrum (som tillader både videokredsløbet og processoren at få adgang til video-RAM'en ustraffet, ligesom [] i Apple, så kunne grænsefladekredsløbet have været simpelt Meget.
Spectrum har så meget tid som muligt til at behandle de modtagne bytes, forudsat at enheden i den anden ende implementerer hardware flow kontrol korrekt (for nogle (alle?) bundkort “SuperIO” chips *ikke* situationen. Jeg spildte et par dage med fejlretning før jeg indså dette og skiftede til den gamle produktive USB seriel adapter, jeg var overrasket over, at Just Worked virkede for første gang)
Om RS232.Jeg fik 115k fejlkorrektion og 57k pålidelig bit bumping uden fejlkorrektionsprotokol.Hemmeligheden er at fortsætte med at acceptere op til 16 bytes efter at have kasseret CTS.Den originale ROM-kode gjorde ikke dette, og den kan heller ikke kommunikere med den "moderne" UART.
Wikipedia siger 120 kbit/sek.Med hensyn til den specifikke protokol ved jeg det ikke, men jeg ved, at den bruger et stereobåndhoved, og bitlagringen er "ujusteret".Jeg ved ikke, hvordan jeg skal forklare det på engelsk... bits i det ene spor starter i midten af ​​bits i det andet spor.
Men en hurtig søgning fandt jeg denne side, hvor brugeren forbinder oscilloskopet til datasignalet, og det ser ud til at være FM-modulation.Men det er QL og er ikke kompatibelt med Spectrum.
Ja, men husk venligst, at linket taler om Sinclair QL mikrodrev: selvom de fysisk er de samme, bruger de inkompatible formater, så QL kan ikke læse Spectrum format bånd, og omvendt.
Bit justeret.Bytene er indflettet mellem spor 1 og spor 2. Det er tofaset kodning.En fm, der ofte findes på kreditkort.Interfacet samler bytes i hardwaren igen, og computeren læser kun bytes.Den oprindelige datahastighed er 80 kbps pr. spor eller 160 kbps for begge.Ydeevnen ligner disketter fra den æra.
Jeg ved det ikke, men der var flere artikler om mættet optagelse på det tidspunkt.For at bruge en eksisterende kassettebåndoptager kræves lydtoner.Men hvis du ændrer et båndhoved med direkte adgang, kan du direkte fodre dem med jævnstrøm og direkte tilslutte en Schmitt-trigger til afspilning.Så den sender bare det serielle signal fra båndhovedet.Du kan få hurtigere hastigheder uden at bekymre dig om afspilningsniveauet.
Det bruges bestemt i "mainframe"-verdenen.Jeg tror altid, det bruges i nogle små computerprogrammer, såsom "disketter", men jeg ved det ikke.
Jeg har en QL med 2 mikrodrev, hvilket er sandt, i det mindste er QL mere pålidelig end folk siger.Jeg har et ZX Spectrum, men ingen mikrodrev (selvom jeg gerne vil have dem).Det seneste, jeg fik, er at lave noget krydsudvikling.Jeg bruger QL som teksteditor og overfører filer til Spectrum, som samler filer via seriel (jeg skriver en printerdriver til ZX Spectrum PCB Designer-programmet, som vil opgradere og indsætte pixels til en opløsning på 216ppi, så sporet ikke fremstår takkede).
Jeg kan godt lide min QL og dens medfølgende software, men jeg må hade dens mikrodrev.Jeg modtager ofte "DÅRLIG ELLER ÆNDRET MEDIUM"-fejl efter at have fri fra arbejde.Frustrerende og upålidelig.
Jeg skrev min datalogi BSc-opgave på min 128Kb QL.Quill kan kun gemme omkring 4 sider.Jeg vovede aldrig at flyde over ram'en, fordi den ville begynde at ryste mikrodrevet, og fejlen ville snart dukke op.
Jeg har været så bekymret for pålideligheden af ​​Microdrive, at jeg ikke kan sikkerhedskopiere hver redigeringssession på to Microdrive-bånd.Men efter at have skrevet en hel dag gemte jeg ved et uheld mit nye kapitel under navnet på det gamle kapitel, og overskrev dermed mit arbejde dagen før.
“Jeg synes det er okay, jeg har i det mindste en backup!”;Efter at have skiftet båndet, huskede jeg, at dagens arbejde skulle gemmes på backup og overskrive den foregående dags arbejde i tide!
Jeg har stadig min QL, for omkring et år siden brugte jeg faktisk en 30-35 år gammel minidrevpatron til at gemme og indlæse den:-)
Jeg brugte diskettedrevet på ibm pc'en, det er en adapter på bagsiden af ​​spektret, det er meget hurtigt og sjovt:)(sammenlign det med bånd dag og nat)
Dette bringer mig tilbage.På det tidspunkt hackede jeg alt.Det tog mig en uge at installere Elite på Microdrive og lade LensLok altid være rollen som AA.Elite indlæsningstid er 9 sekunder.Brugte mere end et minut på Amiga!Det er dybest set et hukommelsesdump.Jeg brugte en afbrydelsesrutine til at overvåge int 31(?) for en Kempston joystick brand.LensLok bruger interrupts til tastaturinput, så jeg skal bare klemme koden ind for at få den automatisk deaktiveret.Elite efterlod kun omkring 200 bytes ubrugte.Da jeg gemte det med *”m”,1, slugte skyggekortet for grænseflade 1 min interrupt!Wow.36 år siden.
Jeg snød lidt... Jeg har en Discovery Opus 1 3,5-tommers diskette på min Speccy.Jeg fandt ud af, at takket være en lykkelig ulykke den dag, hvor Elite styrtede ned under indlæsning, kan jeg gemme Elite på disketten... og det er 128-versionen, ingen objektivlås!resultat!
Det er interessant, at ca. 40 år senere er disketten død, og båndet eksisterer stadig:) PS: Jeg bruger et båndbibliotek, hver med 18 drev, hvert drev kan give 350 MB/s hastighed;)
Jeg vil gerne vide, om du skiller kassetteadapteren ad, kan du bruge magnethovedet til at indlæse data i computeren via mikrodrevet?
Hovederne er meget ens, hvis ikke de samme (men et "viskelæderhoved" bør integreres i skemaet), men båndet i mikrodrevet er smallere, så du skal bygge en ny tapeguide.
"Kun meget velhavende mennesker har råd til diskdrev."Måske i Storbritannien, men næsten alle i USA har dem.
Jeg kan huske, at prisen på en PlusD + diskdrev + strømadapter i 1990 var omkring 33.900 pesetas (ca. 203 euro).Med inflation er det nu 433 Euro (512 USD).Dette er nogenlunde det samme som prisen på en komplet computer.
Jeg kan huske, at prisen på C64 i 1984 var 200 USD, mens prisen på 1541 var 230 USD (faktisk højere end computeren, men i betragtning af at den har sin egen 6502, er dette ikke overraskende).Disse to plus et billigt tv er stadig mindre end en fjerdedel af prisen på Apple II.En æske med 10 disketter sælges for $15, men prisen er faldet gennem årene.
Før jeg gik på pension, brugte jeg et fremragende mekanisk design- og produktionsfirma i det nordlige Cambridge (UK), som fremstillede alle de maskiner, der blev brugt til at fremstille Microdrives-patroner.
Jeg tror i begyndelsen af ​​1980'erne, at manglen på en parallelport, der var kompatibel med centronics, ikke var en stor sag, og serielle printere var stadig almindelige.Desuden ønsker onkel Clive at sælge dig ZX FireHazard ... godt printer.Den endeløse brummen og lugten af ​​ozon, når den bevæger sig ned ad det sølvbelagte papir.
Mikrodrev, mit held var meget slemt, jeg var fuld af lyst til dem, da de kom ud, men det var først nogle år efter, at jeg begyndte at hente noget hardware billigt fra brugte varer, og det gjorde jeg ikke få noget hardware.Jeg endte med 2 porte 1, 6 mikrodrev, nogle tilfældigt brugte vogne og en kasse med 30 splinternye 3. kvadratiske vogne, hvis jeg kan lave nogen af ​​dem i en hvilken som helst 2×6 kombination, er jeg meget irriteret, når jeg arbejder i ét sted.Hovedsageligt ser de ikke ud til at være formateret.Har aldrig tænkt over det, selvom jeg fik hjælp fra nyhedsgrupper, da jeg gik på nettet i begyndelsen af ​​90'erne.Men nu hvor jeg har "rigtige" computere, fik jeg de serielle porte til at fungere, så jeg gemte ting til dem via et nulmodemkabel og kørte nogle dumme terminaler.
Har nogen skrevet et program til at "forstrække" bånd ved at køre dem i en løkke, før de forsøgte at formatere dem?
Jeg har ikke et mikrodrev, men jeg kan huske, at jeg læste det i ZX Magazine (Spanien).Da jeg læste det, overraskede det mig!:-D
Jeg lader til at huske, at printeren er elektrostatisk, ikke termisk... Jeg tager muligvis fejl.Den person, jeg arbejdede med at udvikle indlejret software i slutningen af ​​80'erne, sluttede et af bånddrevene til Speccy og sluttede EPROM-programmøren til bagporten.At sige, at dette er en bastard brug ville være en underdrivelse.
Ingen af ​​dem.Papiret er belagt med et tyndt lag metal, og printeren trækker metalpennen henover.En højspændingsimpuls genereres for at fjerne metalbelægningen, hvor der er behov for sorte pixels.
Da du var teenager, fik ZX-interface 1 med RS-232-interface dig til at føle dig som "verdens konge".
Faktisk overskred Microdrives fuldstændig mit (minimum) budget.Før jeg mødte denne fyr, der solgte piratkopierede spil LOL, kendte jeg ingen.Set i bakspejlet burde jeg købe Interface 1 og nogle ROM-spil.Så sjælden som en høne tænder.


Indlægstid: 15-jun-2021