II. Hardware
3. Brückenkarten
A2088 - PC-XT-Brückenkarte
"Es handelt sich nicht um einen PC am AMIGA, sondern um ein neuartiges Gerät,
das beide Prozessoren benutzt. Die PC Seite ist nur als weiterer Koprozessor in der
AMIGA Welt anzusehen. Das ist eine völlig andere Maschine, ein Zwitter.
Das könnte zu einer neuen Denkweise in Bezug auf Computer werden -
eine Multiprozessorarchitektur. Dahin führt der Weg, so sieht die Zukunft aus."
RJ Mical
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Bereits im Sommer 1986 wurde für den AMIGA 1000 die Emulationssoftware "Transformer" durch die Hardwareemulation A1060 - Sidecar (Abbildung rechts) abgelöst. Auf die Kompatibilität des AMIGA zur Welt der IBM- Software wurde seitens Commodore von Anfang an größter Wert gelegt. Bei dem A1060 handelt es sich um einen kompletten PC- XT- komaptiblen Computer mit einer 8088-CPU, 256 (512) kByte RAM und einem 360- kByte- 5,25- Zoll- Floppy- Laufwerk mit Controller. Der AMIGA mit A1060 gilt als der erste Multi- Prozessing- Computer der Welt. Im Inneren des Sidecar A1060 befinden sich zwei Platinen: ein Bridge Board mit Zorro- I- Interface sowie ein vollständiger PC- XT mit RAM, ROM, Floppy- Controller und ISA- Slots. Die Anschlüsse für Maus und Joystick sind durchgeführt. Zur Datenein- und Ausgabe benutzt das Sidecar die Hardware des AMIGA. |
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Für die Kommunikation zwischen PC- XT und AMIGA ist eine Software zuständig, die von RJ Mical entwickelt wurde. Es handelt sich um einen multitaskingfähigen Kernel mit dem Namen Janus (der Doppelgesichtige), der als echter Amiga- Task die Tastatureingaben des AMIGA an den PC weiterleitet und Bildschirmänderungen des PC im AMIGA- Fenster aktualisiert. In der Software sind Routinen implementiert, die einen Zugriff des AMIGA auf das interne (und mögliche externe) Diskettenlaufwerk des A1060 gestatten.
Die Hardware der Kommunikations- Schnittstelle, die Brückenkarte (engl: Bridge Board), wurde in der deutschen Commodore- Niederlassung in Braunschweig entwickelt. In vier Produkten ist die von Frank- Thomas Ullmann und Dieter Preiss entwickelte und unter der Internationalen Publikationsnummer WO 88/08564 zum Patent angemeldete Hardware von Commodore- Amiga, Inc. verwirklicht worden:
A1060 - Sidecar (Frontansicht)
A2088 - XT- Emulator (AMIGA A2088 KIT)
A2286 - AT- Emulator (AMIGA A2286 KIT)
A2386SX (Bridge Board A2386SX)
Die Hardware- Emulatoren A2088 - PC-XT-Brückenkarte mit Intel 8088 Prozessor (Taktfrequenz 4,77 MHz) sowie dessen Nachfolger A2088T mit V20 Prozessor (Taktfrequenz 8 MHz) und A2286 - AT- Karte mit Intel 80286 Prozessor (Taktfrequenz 8 MHz) sind als sogenannte COMMODORE AMIGA KITS ausgeliefert worden. Zum Lieferumfang gehörten die Emulator- Karte, ein 360- kByte- (A2088) bzw. ein 360 kByte/1,2 MByte- (A2286) Diskettenlaufwerk der Bauform 5,25 Zoll mit Kabelsatz, das Betriebssystem MS-DOS v3.x sowie die Software Janus auf zwei Disketten für PC- XT bzw. AT und AMIGA. Auf der PC- Seite können Festplatten angeschlossen werden. Auch das Booten der PC- Seite von einer AMIGA- Festplatte ist möglich. Die A2088(T) besitzt eine Schnittstelle für ein externes Floppy- Laufwerk.
Während das A1060 - Sidecar ein eigenständiges, wenn auch ohne AMIGA nicht funktionsfähiges Gerät ist, sind die auch als Bridge Cards bezeichneten Emulatoren A2088(T) (vgl. Bild 2), A2286 und A2386SX (Intel 80386SX mit 16, 20 oder 25 MHz Taktfrequenz) nur in Verbindung mit den entsprechenden Brückensteckplätzen der AMIGA Basismodelle A2000, A3000 und A4000 verwendbar (vgl. Bild 3). Die Technik dieser Steckplätze ist in der Patentschrift US 4,954,949 niedergelegt worden. Wesentliches Merkmal der Erfindung ist die Kopplung des Bussystems der CPU 8088 mit dem Bussystem 202 des AMIGA mittels des DUAL PORT RAM 76. Von Commodore- Amiga, Inc. wird Henry Rubin als Erfinder benannt. Eine im Amiga 2000 installierte Brückenkarte zeigen die Fotos in der Gesamtansicht und im Detail.
Unbeantwortet ist bisher allerdings die Frage geblieben, wie die Bridge Board-
Technologie in der Hardware realisiert worden ist. Hierzu folgen Sie mir bitte
in die Beschreibung der Patentanmeldung
WO 88/08564.
Die obenstehende Figur 5 zeigt im System- Diagramm die Wirkungsweise des Koprozessor-
Computer- Systems 70 auf Basis einer 8088 CPU 54, dem BIOS, dem Betriebssystem MS-DOS und
der Betriebssystemerweiterung 74 (PC- Janus). Das AMIGA- System 66 mit der AMIGA- Hardware,
dem Betriebssystem (Kickstart und Workbench) und Betriebssystemerweiterung (AMIGA- Janus)
fungiert als Host- System für das Koprozessor- System 70. Beide System kommunizieren
mittels ihrer Systemerweiterungen über das Hardware- Interface 72 mit DUAL PORT RAM 76.
Untenstehende Figur 9 zeigt die Funktionsweise der Interface- Hardware im Detail.
Voraussetzung zur Kommunikation der 8088 CPU und der 68000 CPU ist ein Interface zur Anpassung ihrer Daten-, Address- und Steuerbusse. Als Übersetzer fungieren die Chips 98 DATA BUS TRANSLATOR (DBT) und 100 ADDRESS BUS TRANSLATOR (ABT). DBT 98 und ABT 100 übersetzen die Daten der CPU 68000 und der CPU 8088 in beide Richtungen so, dass sie für den jeweils anderen Prozessor verständlich sind.
Der DATA BUS TRANSLATOR enthält mehrere Funktionseinheiten: Besondere Bedeutung kommt dem Daten- Übersetzer 102 zu. Diese Einheit unterstützt drei Transfer- Modi: einen Word- Transfer, einen Byte- Transfer und einen Grafik- Transfer. Der Transceiver 104 ist zuständig für einen schnellen bidirektionale Daten- Transfer zwischen dem 8- bit- Daten- Bus 86 der CPU 8088 und dem 16- bit Interface Daten- Bus 106 des DUAL PORT RAM. Das AutoConfig 108 sorgt für das Einbinden des Koprozessor- Systems 70 in das Host- System 66 beim Booten. Die Steuereinheit 110 des DBT 98 schliesslich wirkt als Address- Komperator, Address- Decoder und unterstützt weitere Schaltungseinheiten, die für die Hardware- Operationen des Interface von Bedeutung sind.
Der ADDRESS BUS TRANSLATOR (ABT) 100 unterstützt die Address- Übersetzung, die Steuerung des DUAL PORT RAM, die Interrupt- Control- Logik und die Keyboard- Emulation. Die Address- Übersetzung des Host- Systems wird realisiert durch Übertragung der Systemspeicher- und I/O- Adressen in festgelegte Bereiche des DUAL PORT RAM 76, dessen Belegung in der Figur 8 dargestellt ist. Jede I/O- Anforderung des Koprozessor- Systems auf das emulierte I/O- Device ruft eine Reaktion des Host- Systems hervor. Wenn beispielsweise das Koprozessor- System den Druckerport anfordert, generiert ABT 100 eine Adresse für den Port im DUAL PORT RAM 76. ABT 100 überträgt auch die verschiedenen Systemspeicher- Anforderungen für die Grafik- Ausgabe in das DUAL PORT RAM. Der ADDRESS BUS TRANSLATOR ist auch zuständig für die Vermeidung von Konflikten, die durch den unterschiedlichen Systemtakt von Host- und Koprozessor- System verursacht werden könnten.
Nachfolgend die Beschreibung der Funktion des Interface am Beispiel einer monochromen
oder farbigen Bildschirmausgabe.
Auf der Seite des Koprozessor- Systems läft das Programm "Flight Simulator" unter
MS-DOS. Dieses Programm ist keinesfalls willkürlich gewählt, sondern wurde bei
der Entwicklung der Kommunikationssoftware Janus von RJ Mical als "Messlatte" für dessen
Performance verwendet:
Die Grafikausgabe des "Flight Simulator" wird auf dem Monitor des Host- Systems dargestellt. Wenn nun das Programm Daten erzeugt, die zur Veränderung der Monitorausgabe führen, verwendet das Koprozessor- System die grafikrelevanten I/O- Routinen des BIOS und schreibt die Daten in die für das monochrome oder color Video- RAM zuständigen Speicherbereiche 92 oder 94 des DUAL PORT RAM 76. Hierfür sorgt die Betriebssystem- Erweiterung 74 (PC- Janus). Zuvor hat das Koprozessor- System die Erlaubnis des Host- Systems für diesen Datentransfer nachgefragt und erhalten. Die Anforderung wird über Interrupts gesteuert. Nach Abschluss des Dateneinschreibens informiert das Koprozessor- System das Host- System darüber, dass die Daten zur Abholung im DUAL PORT RAM bereitsehen, worauf das Host- System die Daten aus dem Zwischenspeicher abruft.
(Thomas Unger)