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MSX-IDE construcción paso a paso

En este tutorial aprenderemos a construir una controladora de disco MSX-IDE la cual dotará al MSX de todas las funcionalidades del puerto IDE, como el acceso a unidades discos duros (HDD), compact flash (CF), incluso unidades de CD/DVD, unidades IOMEGA ZIP, etc.

Este montaje es un poco más extenso que la controladora floppy TDC600, ya que contiene más circuitos integrados (IC) pero las soldaduras son de dificultad similar. La única diferencia a señalar es que hay cuatro resistencias de tipo SMD y aunque en este caso no son opcionales entendemos que no serán un hándicap inalcanzable y sin embargo, servirá de aprendizaje. En montajes posteriores no las podremos evitar, y conforme la complejidad de próximos proyectos vaya creciendo iremos incorporando más componentes de tecnología SMD.

PASO 1 Adquisición de los componentes necesarios:

1- Circuito integrado EEPROM AM29F10: Este circuito integrado es una memoria flash-ROM y contendrá la extensión de la BIOS necesaria para incorporar este interfaz al sistema MSX. Hay dos opciones de software para programar en esta memoria, la BIOS original programada por SUNRISE (compatible con msxdos v2) y la nueva BIOS compatible con NEXTOR.

2- Circuito integrado 74HCT573 (registro triestado de 8 bits, 3 ud.)

3- Circuito integrado 74LS645 (búfer octal triestado)

4- Circuito integrado 74ALS573 (registro triestado de 8 bits, tipo TTL)

5- Circuito integrado programable (SPLD) Lattice GAL 16v8D (2 ud.)

6- Condensadores cerámicos de 100nF (8 ud.)

6- Condensador cerámico de 470pF

7- Condensador electrolítico de 100uF 35v preferiblemente de perfil bajo.

8- Resistencias SMD tamaño 0805, R1 y R3 de 10K, R2 de 4K7 y R4 de 680 Ohms.

– NOTA: Para este montaje es imprescindible que el código de letras del modelo de los circuitos integrados, sea exactamente la indicada, ya sea 74HCT, 74LS y 74ALS, en cada caso.

PASO 2 Montaje de la placa.

Como podéis comprobar, la placa está totalmente serigrafiada e identifica la ubicación de cada componente sin problemas. La placa tiene todos los componentes ubicados en la cara componentes a excepción de uno, R3, que encontraremos ubicado en la parte trasera, cerca del conector IDE.

Seguiremos la misma pauta empleada en los montajes anteriores, y soldaremos componentes de menor tamaño a mayor, empezando por tanto por los componentes SMD. Por ser los más pequeños, los componentes SMD necesitan una mayor accesibilidad y al estar rodeados de componentes altos, como el conector de 40 pines IDE entre otros, no hacerlo así complicaría todo el proceso.

Mucha gente tiene excesivo miedo a soldar cualquier componente SMD pero hay que aclarar que hay muchos tamaños de SMD y sobre todo, que lo realmente complicado son componentes con muchos pines y/o muy juntos, así pues, lo que merecería autentica preocupación sería si os pidiéramos soldar un componente de los que tienen 24 pines en 1 cm por poner un ejemplo.

Aunque soldar SMD requiere una estrategia diferente, la técnica es algo distinta a la utilizada con componentes through-hole, tan sólo hay que aprender el nuevo método y utilizar las herramientas adecuadas. Para soldar SMD emplearemos pasta de flux con el mismo soldador y el mismo estaño que hemos utilizado habitualmente. Para quien no haya soldado con flux recomiendo que adquiera AMTECH NC-559-ASM que se vende en formato jeringa y facilita bastante la aplicación y el uso.

Como se muestra en la figura siguiente, lo primero es aplicar la pasta en la PCB, después posicionar el componente, se añade el estaño en la punta del soldador y se aplica la punta a un extremo del componente mientras se sujeta este con unas pinzas (o alguna herramienta equivalente).

Una vez soldado uno de los extremos de la resistencia soldaremos el segundo topo de igual modo, sin necesidad de sujetarlo más.

Una vez aclarado como soldar un componente SMD, procederemos sin miedo a soldar las resistencias R1, R2 y R4 que están ubicadas en la parte frontal de la placa.

Una vez soldadas las resistencias, hay que limpiad todo el flux con alcohol isopropílico y revisad el trabajo. Si las soldaduras están bien hechas parecerán una extensión del topo y la resistencia. Si parece un moco pegado, si tiene forma irregular o si no brilla… no es una buena soldadura. Para solucionarlo repasadla con el soldador y flux hasta que parezca una gota de agua solidificada.

Ya sólo falta que soldemos la resistencia R3, ubicada en la parte trasera, justo debajo de donde irá el conector IDE.

Con esto habremos finalizado todas las soldaduras SMD de esta placa (no fue para tanto). Ahora «manos a la obra» hay que soldar el resto, todos los demás son sólo… «componentes through hole en la cara frontal». Comenzaremos soldando los condesadores C1-C5 y C7-C9, luego el condensador cerámico C10 (sin polaridad), el diodo led respetando su polaridad (pin largo positivo, pin corto negativo) y por último el condensador electrolítico C6. Este último también tiene polaridad, y normalmente se identifica el pin negativo mediante una franja en el cuerpo del mismo (también suele tener un pin más largo en el polo positivo). Además este componente debería estar tumbado (salvo que encontréis un condensador especialmente bajo) por lo que habrá que hacerle una doblez como la que se muestra en la imagen y así cabrá tumbado entre el conector IDE y el condensador C7.

Por último soldaremos todos los zócalos teniendo en cuenta la orientación de su muesca con la huella de la placa y el conector IDE tal como se observa en la imagen.

Para finalizar el montaje solo faltará ubicar los circuitos integrados (IC). Utilizar como guía la situiente fotografía será lo mejor, dado que la serigrafía de la placa no está correcta del todo.

74HCT573 – 74LS645 – 74HCT573 – 74ALS573 – AM29F010 – GAL16V8 – 74HCT573 – GAL

PASO 3 Descarga de software y ROM-BIOS

Para realizar este proyecto, necesitaremos descargar e instalar una versión de ROM IDE BIOS. Hay varias versiones, una compatible con MSX-DOS2 y otra compatible con NEXTOR. Además también necesitaremos descargar, herramientas y aplicaciones para hacer funcionar la tarjeta MSX-IDE, conectar los diferentes dispositivos IDE (CF/HDD/CD/DVD/ZIP) y para inicializar el disco.

Cosas que vamos a necesitar:

  • MSX-DOS1: Es la primera versión del sistema operativo de los MSX y requiere una ROM llamada DISK-BASIC 1 aunque esta ya viene incorporada en todas las controladoras de disco (o en la ROM del sistema en aquellos equipos con disquetera integrada). Funciona en cualquier MSX con 64Kb de RAM. Descargaremos los archivos independientes del sistema y también una imagen de disco DSK 720Kb para poder volcar una imagen de disco flexible (floppy).
  • MSX-DOS2 : Importante mejora del sistema operativo que nos permitía utilizar discos duros, aunque requiere de al menos 128K de RAM y una ROM llamada DISK-BASIC v2 (nombre según la wiki de msx.org). En este caso, el enlace descarga los ficheros independientes de este sistema.
  • NEXTOR 2.1.0 beta 2: Ultima versión del sistema creado por Konamiman, requiere de un ROM llamado DISK-BASIC v3 (llamado kernel en la documentación de Konamiman). Obtendremos los archivos independientes (tools.zip) y una imagen DSK de 720Kb para crear un disco flexible.
  • Varias herramientas que incluyen el fichero con la ROM para Nextor, la ROM para msx-dos2, el fichero binario para programar las GAL y algunas herramientas (Sunrise IDE-MSX.rar)
  • IDEFDISK.COM(fdisk31.lzh): para particionar el disco y IDECDEX.COM (idecdx12.lzh) residente para el reconocimiento de unidades ópticas en el sistema operativo.
  • Utilidad para crear discos a través de su imagen DSK: Disk-manager.
  • También podéis revisar todas las versiones de S.O para MSX en file-hunter.

Con todas estas herramientas descargadas pasamos al siguiente paso.

PASO 4 Grabación de la EEPROM AM29F10 y las GAL.

Este proyecto contempla la opción de grabar dos ROMs distintos en la memoria flash AM29F10 dependiendo del sistema operativo a utilizar, así que tendremos que elegir que sistema operativo queremos antes de continuar. Las opciones a elegir son MSX-DOS2 o NEXTOR. Cada sistema tiene sus ventajas e inconvenientes. La principal diferencia entre ellas es que, por un lado NEXTOR es el más actual, acepta particiones de mayor tamaño de forma nativa (FAT16 con particiones de hasta 4GB), y tiene mayores capacidades para manejar y ejecutar archivos, aunque es compatible con un menor número de dispositivos IDE, básicamente sólo acepta HDD y CF. Por el otro lado MSX-DOS2 es más antiguo y aunque también puede acceder a unidades FAT16, sólo puede iniciar desde particiones FAT12 (cuya capacidad máxima es de 32 Mb). A cambio es compatible con un amplio abanico de dispositivos IDE, que incluyen HDD, CF, CD, DVD, unidades IOMEGA ZIP 100 etc. Como decía, puede acceder a unidades FAT16 una vez el sistema está en marcha. Otro punto fuerte de MSX-DOS2 es su compatibilidad con el sistema operativo symbOS que tiene un entorno gráfico similar a WINDOWS 95.

Dicho todo esto, recordamos que para que el interfaz MSX-IDE funcione, también se tendrán que grabar dos circuitos integrados GAL, que funcionarán para la ROM BIOS NEXTOR como para la ROM BIOS SUNRISE indistintamente.

A continuación pues explicaremos el procedimiento para grabar la ROM y las GAL.

– Grabación de los (IC) GAL.

Una vez hemos descomprimido el archivo Sunrise IDE-MSX.rar del enlace nos aparecerán varias diferentes carpetas del proyecto, inicialmente accederemos a la carpeta msx-ide GAL. En su interior encontraremos los programas sunriseidegal1.jed y sunriseidegal2.jed, que serán necesarios grabar en dos (IC) GAL. El procedimiento para grabar las GAL requiere un programador de eprom compatible, en los ejemplos nosotros utilizamos el TL866. Para aquellos que no recordéis como se utiliza podéis consultar el tutorial de la controladora floppy TDC-600 en el apartado PASO 2 GRABAR LA ROM.

En el apartado de «select IC» seleccionaremos la GAL «GAL16V8D» tal y como se observa en la imagen:

Y grabaremos uno de los GAL con el fichero sunriseidegal1.jed, y el segundo con el archivo sunriseidegal2.jed. Etiquetaremos cada uno debidamente para no confundirlos.

NOTA: Para aquellos usuarios que no tengan un programador o que encuentren demasiado difícil este proceso, existe la posibilidad de adquirir estos componentes ya grabados contactando con nosotros.

– Grabación de la ROM BIOS.

Para grabar el flash-ROM AM29F10 podríamos utilizar el propio grabador de Eproms, aunque requiere que tengamos este chip en zócalo y que estemos dispuestos a desmontarlo del interfaz para ello.

Por otro lado, esta es una memoria Flash y se puede grabar directamente desde el MSX. Este es el sistema más cómodo, apenas requiere que obtengamos un par de ficheros en el MSX y podremos actualizar el software de este chip tantas veces como creamos necesario y sin tocar siquiera la carcasa.

OJO! Tened presente que para grabar desde programador o hacerlo desde el sistema MSX los ficheros imagen de ROM a utilizar son diferentes. Si queréis grabar la ROM con el programador de EPROM encontraréis los ficheros a utilizar en el siguiente enlace…

MSX-IDE ROMs para grabador de Eeprom

…y deberéis seguir las instrucciones ya indicadas anteriormente para grabar las GAL.

Después, podría bastar con insertar todos los chips en su zócalo y, al menos para Nextor, podría bastar con pinchar el disco FAT16 que vayamos a utilizar en un ordenador con Windows para copiar los ficheros del sistema. En cuanto a msxdos2 el proceso es más complicado.

No obstante, a continuación describiré un método para grabar la Flash ROM desde el propio MSX para abarcar todas las posibilidades, como aquellos que no tengan programador EPROM y ya obtuvieron los GAL programados, o aquellos que decidan cambiar de sistema operativo posteriormente.

Así pues, aquellos que optéis por la versión divertida seguid los pasos a continuación.

Instalación de Nextor en la MSX-IDE

Instalación de MSX-DOS 2 en la MSX-IDE

Intercambio de las BIOS de SUNRISE y NEXTOR

Enlaces de interés

Enlace a github donde colgaremos todos los ficheros relacionados.
https://github.com/msx-solis/MSX_IDE_Clon_SUNRISE/
Hilo en retrowiki:
http://retrowiki.es/viewtopic.php?f=49&t=200034579&p=200104859&hilit=sunrise#p200104859

Todo lo que necesitáis saber sobre Nextor está en https://www.konamiman.com/msx/msx-s.html y en https://github.com/Konamiman/Nextor

Documento wiki en msx.org:
https://www.msx.org/wiki/Sunrise_ATA-IDE_Interface
Varias descargas para la interfaz desde:
http://www.msx.ch/sunformsx/download/dl-ide.html
Una descripción de la tarjeta y varios enlaces de interés:
http://www.msxblue.com/manual/idescsi_c.htm
Detalles de particionado-instrucciones
http://www.msxpro.com/ide.html
Descarga de un disco de utilidades.
http://www.msxpro.com/download/ideutils.zip
Instrucciones sobre como grabar el ROMBIOS de la tarjeta en:
http://www.msx.ch/sunformsx/download/idetxt/ide240.html
Programa para grabar dicha BIOS desde el MSX en:
http://www.msx.ch/sunformsx/download/idetxt/idefload.html
Instrucciones para usar FAT16 y particiones de hasta 2Gb…
http://www.msx.ch/sunformsx/download/idetxt/idefat16.html
Manual para crear la partición FAT16 para msxdos2.
http://www.msx.ch/sunformsx/download/idetxt/instr-fat16.html
Descripción de como actualizar la placa Sunrise IDE desde una versión anterior, incluso habla de sus chips y muchos otros detalles:
http://www.msx.ch/sunformsx/download/idetxt/idefix.html
Aquí habla de como funciona su mapeador, los registros…
http://www.msx.ch/sunformsx/download/idetxt/idetech.html
Histórico de cambios:
http://www.msx.ch/sunformsx/download/idetxt/idesys.html
Hilo de msx.org donde se explica sobre como flashear o formatear con msxdos2:
https://www.msx.org/forum/msx-talk/hardware/sunrise-ide-cf-installation
Una buena explicación sobre FAT12 y FAT16:
http://www.raymondmsx.nl/info_compactflash_eng.html

Mucha información útil sobre FAT16:
https://www.msx.org/forum/msx-talk/hardware/how-does-fat16-work

Sitio para descarga del programa residente fat16.com
http://www.ucatv.ne.jp/~kmizuo/fat16/down.html
o directamente www.ucatv.ne.jp/~kmizuo/fat16/fat012.zip

Parche de Multimente para compatibilidad con FAT16:
http://www.retrowiki.es/viewtopic.php?t=200033626

Capsule5000 y Jordi Solis

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