HARDWAREMONTAGES ★ LES PROBLÈMES D'EXTENSIONS|RADIO PLANS N°490) ★

Les problèmes d'extensions|Radio Plans n°490)Hardware Montages

Sortir d'une unité centrale dans le but de communiquer avec des éléments extérieurs n'est pas aussi simple qu'il peut paraître au premier regard. Certaines précautions sont indispensables et un minimum d'organisation nécessaire.

Nous verrons ici une idée de structure, très souple - sans cacher les problèmes rencontrés au cours de son élaboration - dans le but de vous faire gagner un temps très précieux, vous éviter les voies sans issue et peut-être accéder à une compatibilité dont tout le monde rêve.

Généralités

Il est bien tentant quand on possède un micro ordinateur (et que l'on n'a pas peur d'un fer à souder), de vouloir entrer en contact avec l'extérieur. C'est normal : on a passé des centaines d'heures à apprendre « à parler et à écouter » une machine, au point qu'elle est devenue une amie et une complice. Il est donc fascinant d'envisager de partir avec elle, pour visiter d'autres mondes. Mais pas n'importe comment !

Nous savons que vous hésitez parfois à raccorder des « modules fabrication maison », de peur de mettre en péril la vie de votre compagne. Vous avez parfaitement raison de rester prudent, mais il serait néanmoins dommage de priver votre machine et vous d'une évasion riche en joies. Voyons donc comment aborder la question de façon sérieuse, sécurisante et avec le plus large champ d'action possible.

Cahier des charges

S'il n'existait sur le marché qu'une seule machine, le problème serait déjà plus simple...

Nous bénéficions toutefois maintenant d'un certain recul et savons que le parc AMSTRAD CPC est considérable. D'autre part, la tendance à un certain retour au calme (compatibles) et la possibilité d'acquérir des ensembles superbes à des prix abordables, permet de voir sur le marché de l'occasion, des CPC à prix ridiculement bas, ce qui rend l'éventualité d'un second poste, financièrement envisageable.

Pour notre part, nous trouvons cette formule beaucoup plus souple qu'un poste « multi-fonc-tions » : si vous voulez utiliser votre ordinateur comme oscilloscope par exemple, il faut bien admettre que sa place est à l'atelier, sur la table de mesures, et qu'au moment de taper un texte ou de gérer votre compte bancaire, ce lieu ne sera pas toujours idéalement adapté.

La première page de notre cahier des charges envisagera donc un poste pour « bidouiller tranquillement », mais avec possibilité toutefois d'y raccorder une machine « multi-fonctions » sans le moindre danger.

Un autre conflit existe entre les « boîtes noires » exécutant une fonction précise, et les systèmes évolutifs qui peuvent donner l'impression que l'on aborde la construction d'un « monstre très coûteux ».

Prenons encore un exemple : vous avez réalisé AMSCOM (l'excellent montage de nos confrères SIMON et CHABANNOL), et vous ne vous intéressez qu'à cette forme de communication. Dans ce cas, tout est pour le mieux et il serait ridicule de compliquer inutilement.

Par contre, si AMSCOM vous plait mais que vous vouliez piloter également une perceuse, des jeux de lumière ou un niveau audio, le fait de connecter et déconnecter telle ou telle application spécifique vous énervera bien vite, car en plus du désagrément dû aux manipulations répétées, poindra le risque de destruction du port « extensions » de votre unité centrale.

La seconde page de notre cahier des charges insistera donc sur le thème de la sécurité : pas de « montage volant ». Du solide et du pratique, d'où la nécessité de résoudre bien des problèmes éludés très souvent, et qui sont pourtant fondamentaux.

Le troisième et dernier volet s'attachera à la souplesse et au meilleur coût.

Tout un programme ! Voyons donc la démarche en analysant chaque point précisément.


Problèmes à résoudre

Relier quoi que ce soit à un port d'extensions, demande de répondre au moins à trois questions :

  1. Quelle est la priorité de l'ajout ? (par exemple un lecteur de DISC aura priorité absolue sur tout autre système).
  2. L' alimentation adéquate est-elle disponible ?
  3. L'adressage envisagé est-il libre ?


Figure 1 - Organisation générale.

Voici donc la structure de notre ensemble :

  1. Nous résoudrons de façon sérieuse le raccordement à l'unité centrale, et tiendrons compte du fait que sur 464, l'interface dise est extérieure, ce qui ne facilite pas les choses. En général on n'en parle pas du tout, et nous savons maintenant pourquoi...

    Ce thème sera traité au chapitre « raccordement et câbles ». En même temps, nous proposerons un convertisseur pour les malheureux acheteurs qui sont tombés sur la série équipée de fiche CENTRONIC 50 pts.

  2. Nous adopterons la solution modulaire en châssis EURO 3U/220, qui permet une souplesse particulièrement étonnante. Le plus gros problème est de l'organiser, mais nous l'avons fait pour vous et nous vous proposons de regarder le résultat à la figure 1.

    Un raccord souple transporte le bus d'extensions vers un rack modulable. L'intégralité des ports est dirigée vers deux modules appelés respectivement FLOPPY et DECODER.

    FLOPPY, comme nous le verrons plus loin, est un module particulièrement intéressant, car il permet par exemple d'y introduire l'interface dise DDI des 464, AMSCOM, une extension mémoire, ou encore une unité centrale complète, condamnant certes le rack à une tâche complexe, mais l'élevant en contre-partie au grade de cerveau pilote autonome.

    DECODER est le nom du second module dont la fonction essentielle est de buffériser les lignes « chaudes » (adresses-données), mais aussi de cercler la fenêtre des adresses disponibles à l'utilisateur. Il est très important de noter qu'à cet endroit le bus sera ouvert, décodé et bufférisé, puis restitué enfin utilisable sainement dans un nouveau bus strictement identique (apparemment) au précédent.

    Ce bus distribue 16 slots (maxi) sur 44 TE UTIL, que chacun répartira à sa convenance. Toutefois, nous attirons votre attention - si vous envisagez un programmateur d'EPROM - sur un endroit idéalement adapté, prévu à cet effet en fin de zone UTIL, juste avant l'alimentation qui n'est autre que µPOWER publiée dans le n°488.

    L'intérêt de cet emplacement est qu'il permet un raccordement court aux tensions programmables de µPOWER (compatible PRM4), ainsi qu'au bus bufférisé, lequel ne véhicule que (!) +5V, -5 V, +12 V et -12 V en permanence vers tous les slots.

    Une fiche particulière (DIN) montée sur le châssis arrière du module EPROMER permettra la liaison (même temporairement) avec les tensions de programmation.

    Mais il est évident que cette unité « EPROMER » n'est pas zone interdite, et si vous ne vous intéressez pas à cette fonction (ou si vous projetez un rack autonome pour un travail particulier) les 12 TE adoptés seront libres. Dans le cas contraire, sur 44 UTIL il n'en restera que 32.

    Récapitulons les occupations : FLOPPY = 12 TE, DECODER = 8 TE, µPOWER = 20 TE, reste sur 84 d'un rack 19 pouces, 44 TE UTIL, moins 12 TE si EPROMER est retenu, soit 32 totalement libres (CQFD). Sur les photos, vous constaterez que l'auteur a adopté 4 modules de 8 TE, mais c'est une option parmi tant d'autres puisqu'il sera prévu sur la carte bus 15 slots dans 32 TE, 16 dans 44. (Rappelons au passage que l'unité TE = 5.08 mm).

  3. Dès que l'on atteindra le rack, le standard DIN 41612 (64 ac) sera adopté. Ceci permet d'ajouter aux 50 lignes venant de l'unité centrale 10 lignes d'alimentations (couplées deux à deux) et 4 barres Chip Select (SC1 à 4).

    Comme vous le constaterez sûrement, beaucoup de choses ont été envisagées, et le résultat - issu de plusieurs mois de cogitations et d'essais - passe par un « parcours du combattant » particulièrement exaspérant : en effet, par sécurité nous avons retenu des formules simples, efficaces mais pas spécialement drôles pour les repérages. Il faut jongler entre des points repérés 1 à 50, A1..25 et B1..25, puis a,c,l à 32, avec retournement ! C'est ainsi qu'une même ligne se réfère parfois D5, 21, A11, 11a, 22c et A15...

    Soyez certains que toutes ces variantes ne sont pas dûes aux seuls caprices de votre serviteur : chaque marque ayant son mode de repérage, on s'amuse follement et à titre d'exemple, ceux d'entre-vous qui disposent de sorties CENTRONIC peuvent ajouter un nouveau code à notre liste...

  4. La sécurité sera de rigueur et de ce fait chaque module spécifique aura « mécaniquement parlant » une place unique.

    Ainsi, DECODER, qui ouvre toutes les lignes adresses et données, sépare (et c'est vital) le +5 V venant de l'unité centrale du +5 V issu de u POWER. Il ne devra pas pouvoir être engagé (ni actif) ailleurs qu'à sa propre place. Idem pour FLOPPY et µPOWER.

    Notre intention n'est pas ici d'entrer dans tous les détails mais plutôt de vous offrir une solution prête à l'emploi, suffisamment universelle pour qu'elle puisse convenir dans la majorité des cas, et vous libérer d'une tâche peu plaisante. Une fois cette installation faite correctement et soigneusement, créer des extensions deviendra un plaisir et nous savons déjà que des confrères ont décidé d'adopter cette structure pour leurs propres études. Il sera donc possible de voir des applications très diverses se raccorder à une base commune compatible. Ainsi, les fanatiques de communication, les seigneurs du moteur pas à pas et les maîtres du son disposeront d'une structure d'accueil autorisant le cumul des mandats...

    Avant de passer à la pratique, jetons un coup d'œil rapide sur l'aspect financier d'un tel projet.

    Il est possible de disposer d'un rack prêt à l'emploi (rack, module FLOPPY, carte mère, slots, µPOWER, câbles, DECODER, et tous les porte-cartes pour les futures extensions) pour moins de 2000 F. Bien évidemment il ne faudra pas acheter des 41612 à 40 F (ou plus), quand on peut les trouver à moins de 15 F !

    A titre indicatif, un équipement de qualité égale et aux performances semblables approche les 10000 F en pièces détachées.

 


Adaptateur Centronics, face du floppy, et construction du câble de raccordement.


Figure 2 - Adaptateur Centronic 50 pts : 

Raccordements et câbles

Dès à présent le sérieux est de mise, car très souvent c'est dans les connexions que naissent les malheurs.

Voyons donc tout de suite comment fabriquer rapidement un excellent adaptateur CENTRONIC 50 pts. La figure 2 donne toutes les précisions utiles et propose deux formules : soit « indépendant » soit monté directement sur une application. Le principe est simple et fait appel à un seul tracé de circuit imprimé donné figure 3 . Une fois de plus, on peut constater que le pas de 2.54 en prend un sérieux coup dans les broches...

Il faut noter que la prise conservera son corps métallique et ses oreilles de verrouillage, si l'on prend soin de la couper soigneusement comme l'indique la figure. Les photographies montrent le résultat obtenu. Si l'on optait pour une soudure directe sur une carte (par exemple AMSCOM), il serait judicieux de placer le connecteur HE902 de l'autre côté de celle-ci, afin de disposer (au moyen de l'intercalaire donné figure 4) d'une sortie extension traditionnelle.

 

Cet intercalaire, réalisé bien entendu en double faces, sera utilisé aussi dans FLOPPY.

Figure 3 - CI convertisseur.

Figure 4 - CI intercalaire.

Le câble de raccordement destiné à unir l'unité centrale et le rack, demandera toute votre attention. Après, il faudra mettre de la mauvaise volonté pour commettre des erreurs, mais ici il est impératif de procéder soigneusement et de vérifier plutôt dix fois qu'une. Conjointement aux photographies, la figure 5 propose une solution rationnelle. Elle nécessite un peu de mécanique afin de construire une boîte portant un connecteur HE902, et servant de terminaison à deux nappes de 25 points chargées de véhiculer l'intégralité du port extension.


Figure 5 - Construction du câble de raccordement

 

Si nous vous proposons de construire cette boîte, ce n'est pas par pur vice mais parce que de laborieuses recherches dans les procuits de toutes marques n'ont rien donné. Il est vrai que nous souhaitions un raccord universel (464, 664, 6128) et que le 6128 imposait de sérieuses contraintes : entre le câble 12 V et la sortie imprimante, il reste juste la place d'un HE902. Comme nous n'avions pas envie non plus de vous faire bondir (à juste titre) en faisant porter l'unité centrale par le raccord, il a fallu bricoler. Mais en fait, c'est assez simple : un morceau de U de 25 x 50 x 25 percé de 4 trous et d'un évidement rectangulaire, plus un couvercle constitué de trois plaques d'époxy et de deux colonnettes FF20 soigneusement soudées, permettent d'accéder au produit idéal.

Il reste à relier les 50 fils. Pour cela nous vous laissons le choix en fonction du connecteur que vous trouverez : s'il dispose de cosses à souder, pas de problème. Si c'est un modèle pour CI (plus courant), il est conseillé de graver une petite plaque afin de servir de relais, mais on peut aussi souder directement sur les pattes à condition d'isoler chacune au moyen de gaine thermorétractable.

Mais avant, il aura fallu sertir le connecteur femelle 41612 sur les deux nappes mises côte à côte, en admettant que la partie basse (26 à 32) reste libre. On pliera le câble supérieur comme le montre la figure 5, afin de rendre enfin parallèles les deux nappes. Cette formule permet une souplesse de la liaison, impossible avec une nappe 50 points. Il faudra veiller toutefois à l'originalité des reports entre le HE902 et cette 41612. En fait, sur le papier, les transferts peuvent sembler fous, mais sur le terrain on constate que les nappes se séparent une fois sur deux entre la rangée supérieure puis la rangée inférieure du HE902.

Le tableau visible figure 6 vous aidera à vous repérer dans le dedale des broches. Étant donné l'importance de ce document, l'auteur a demandé à la rédaction de reproduire l'original, sans qu'il soit recomposé : la moindre erreur serait dramatique. Aussi en pardonnerez-vous la moindre qualité de présentation.

Ce tableau rébarbartif est la clé de cette réalisation, car il comporte tous les éléments de repérage depuis l'unité centrale jusqu'à UTIL (où tout se calme et devient clair), en passant par les stades intermédiaires de retournements imposés par la sécurité dont nous avons parlé précédemment. On y trouve :

  1. le nom de la ligne concernée
  2. le départ du bus CPC
  3. le départ HE902 du câble de raccordement et son aboutissement sur 41612.
  4. l'arrivée sur le connecteur FLOPPY (retournée) et le report interne (voir FLOPPY).
  5. l'entrée au DECODER et sa sortie (retournée)
  6. enfin le repérage des slots UTIL et le rappel des signaux disponibles (CS et alimentation compris)
  7. la distribution de l'alimentation et ses déploiements éventuels.

Il ne faut pas s'angoisser : le travail a été fait pour vous, et les bizarreries sont traitées sur la carte mère. Ces repérages précis sont destinés à vous rendre les contrôles rigoureux indispensables et les personnalisations aisés.

Ainsi, par exemple, pour une carte CPU autonome à la place de FLOPPY, la 5e colonne (FLOPPY connect) sera bien utile et FLOPPY int perdra sa raison d'être.

Au même titre, pour vos propres extensions (ou celles que nous vous proposerons), seules les trois colonnes de droite présenteront un intérêt (UTIL, affect UTIL et ALIM).

EPROMER demandera de se référer à µPOWER pour l'extension des tensions spécifiques à la programmation.


Figure 6: Tableau

Floppy

La figure 7 apporte un complément d'information détaillé tant pour le module FLOPPY que pour l'organisation totale du système.

La partie (a) illustre le raccordement côté CPC. En (b) on observe ce que l'on cherche à obtenir à l'intérieur de FLOPPY, c'est-à-dire la même chose... malgré 4 intermédiaires (le CI du même nom décrit figure 4 étant compté). Enfin, en (c) un dessin en perspective permet de se faire une idée de l'engagement dans la carte mère. Dès à présent, il faut noter que le connecteur mâle recevant le câble de raccordement sera soudé côté cuivre de la carte mère, sans autre attache que les 50 soudures des pattes, largement suffisantes pour une connexion « de maintenance ».


Figure 7 - Raccordement des cartes.


Figure 8 - Le CI Floppy.


Figure 9 - La contre plaque Floppy


Figure 10 - Face avant


Figure 11

Le circuit imprimé principal est donné figure 8. Il est en simple face, et n'affecte qu'un report des lignes aux bons endroits. Une contreplaque permettra une universalité quasi totale avec la majorité des accessoires généralement prévus pour être montés directement sur l'unité centrale. Sa découpe (dans une plaque d'époxy non cuivrée) est présentée échelle 1 à la figure 9. Un aspect possible de la face avant (homogène avec ,u POWER), est visible figure 10.

La figure 11 et les photographies montrent comment assembler la carte principale et la con-treplaque. Deux éventualités ont été envisagées à titre d'exemples :

  • soit le montage de l'interface DDI (et dans ce cas le câble de raccordement doit être inférieur à 20 cm)
  • soit AMSCOM ou toute autre extention branchée directement sur le bus d'origine (avant bufférisation). Dans ce second cas, le câble pourra être plus long mais jamais supérieur à 50 cm.

Si par exemple vous montiez sur 464 votre interface dise au bout d'une rallonge de 50 cm, vous seriez surpris car l'ordre |DISC ne serait pas reconnu, le lecteur de cassette se mettrait à tourner, et des messages du genre « break in 380 » s'inscriraient sur l'écran de façon aléatoire. Ces problèmes sont d'ailleurs classiques, et il n'est pas toujours possible pour les DISCs d'effectuer une maintenance à l'extrémité d'un prolongateur de carte dans une baie.

On remarquera que la carte principale est mise du « mauvais côté » du porte cartes double :

  • en effet, le « bon côté » est situé à gauche quand on regarde la face avant. Si nous avons placé le connecteur à droite et à l'envers, c'est pour interdire toute introduction inadéquate dans le rack. Ce module a une place et une seule. Nous verrons que pour DECODER une solution identique à été retenue, avec en plus un second connecteur mis, lui, du bon côté.

De ce fait, les modules spéciaux ne pourront être engagés ailleurs qu'à leur place assignée, et si besoin était, une extension (et une seule) serait éventuellement reliable au bus originel par le connecteur « normal de DECODER.

Vous voyez que l'organisation permet une grande souplesse d'exploitation. Si vous regardez attentivement les photographies, vous découvrirez l'intérieur de l'interface DDI du 464, monté dans FLOPPY. Ici encore, aucun risque de destruction de cet élément, puisqu'il suffit d'ouvrir la boîte, de sortir la carte, de l'engager dans l'intercalaire et de la revisser par les mêmes trous que ceux d'origine, dans deux entretoises nylon de 30 mm.

C'est tout l'intérêt de la contre-plaque que de pouvoir être adaptée à bien des situations. Pour les implantations personnelles, il suffira de choisir les bonnes entretoises et de bien repérer les fixations. Si d'aventure ce support se mettait à ressembler à une passoire, il serait facile de le remplacer par un neuf, sans engager de frais.

Carte mère

La figure 12 donne le dessin de ce fond de panier. Il comporte plus de 2800 traits et presque 1500 pastilles, mais rassurez-vous il ne sera pas utile de percer les trous : à titre indicatif, notre bac n'en a nécessité que 600 environ (9 slots).

Nous ne vous ferons pas l'injure d'attirer votre attention sur le soins à apporter à sa réalisation, et aux multiples contrôles à effectuer avant sa mise en service.

Quelques précisions peuvent être utiles :

  1. Ne pas oublier le strap situé à l'extrême droite.

  2. Le slot de FLOPPY est hors-pas (de par le retournement du connecteur), et de ce fait les vis de f ixations ne se présentent plus correctement dans le cadre arrière. Il faudra donc percer deux trous supplémentaires à 51,5 mm du bord droit de celui-ci, les fixations du premier slot UTIL étant à 111,5 mm de ce même bord. NOTA : le bord droit est considéré vu de l'arrière, côté soudures.

  3. On exploitera, sans gêne, toutes les possibilités offertes par le bac CHALLENGER 1, et en particulier le fait qu'il soit possible de démonter à tout moment l'intégralité du cadre arrière, même (et c'est cela qui est le plus intéressant), une fois la carte et les slots assemblés. Même le connecteur de l'alim et les câbles de liaison suivront le mouvement ! Donc, inutile dé vous presser pour organiser votre fond de panier à vos mesures : il suffira de démonter le cadre et de percer au fur et à mesure des besoins les emplacements des slots UTIL. Toutefois, nous vous invitons à percer la rangée 17 ou 18, d'y insérer un connecteur quitte à ne le souder que par deux ou trois points, et ce afin de fixer la carte à l'extrême gauche (toujours vue de l'arrière), car rien ne la maintiendrait autrement. Étant donnée la longueur du circuit, il serait étonnant qu'il reste parfaitement rectiligne sans ce maintient.

  4. Il est par contre indispensable de monter les 5 premiers slots référencés J1 à J4, ainsi que UTIL1. Ce dernier ne sera jamais une contrainte, car quelle que soit la largeur du module que vous souhaiterez engager, il sera toujours bien situé.

    Attention, rappelez-vous que J1 (en pointillés) est soudé côté cuivre, comme le montrent les photographies.

  5. Si vous observez bien le dessin du CI et son implantation, vous remarquerez un slot supplémentaire pastillé mais non implanté (entre J4 et UTIL1). Il serait destiné à emmener vers un autre rack l'intégralité des lignes du bus bufferisé, c'est-à-dire alims et CS compris. Le raccordement se ferait côté cuivre, comme pour J1. On ne sait jamais !

  6. Les liaisons des 5 barres d'alimentation se feront au moyen de câbles courts terminés par des cosses FASTON adaptés au connecteur du µPOWER, et correctement branchés. Nous l'avons dit, les tensions programmables et leurs commandes seront véhiculées par une fiche multibroches (DIN ou SUB-D), engagée dans le châssis arrière d'EPROMER. Mais rien n'interdirait de placer un 41612 de plus, uniquement relié à ces tensions, et situé de l'autre côté du châssis arrière.

  7. Dernier point très important : ne vous trompez pas de sens au moment d'engager (et surtout de souder) les slots à la carte mère : la figure 12 indique au moyen d'un trait, le sens des décrochements. Ainsi, J2 et J4 sont positionnés à l'envers, de même que J1 qui, en plus, est soudé côté cuivre.

Conclusion

Il ne manque à cet ensemble que DECODER pour être totalement opérationnel. Prochainement nous vous en livrerons les secrets, et si c'est votre premier montage en contact avec votre ordinateur, il vous permettra à lui seul de nombreuses manipulations très instructives.

En attendant, il vous reste à construire votre rack, en allant (veinards) droit au but...

BON TRAVAIL

Jean ALARY, Radio Plans n°490

 

Répertoire des pièces constituant le rack

 

  • Bac CHALLENGER I, (220) réf. 8340020 :1
  • Barrettes taraudées 84 TE réf. 834577 : 2
  • Cadre porte connecteurs 3U réf. 8345790 : 1
  • Connecteurs FEM C64FD réf. 50426 : 6 au minimum
  • Porte cartes double 3U 12TE réf. 8344410 : 1 (FLOPPY)
  • Châssis arrière 12 TE réf. 8344740 : 1
  • Flan 3U, 220 mm réf. 8445350 :1
  • Connecteurs mâles C64M réf. 50422 ; 6 au minimum
    + connecteur mâle 64M picots droits : 1 (J1)

 

★ EDITEUR: RADIO PLANS
★ ANNÉE: 1988
★ AUTEUR: Jean ALARY

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» Les  problemes  d  extensions    (Radio-Plans  490)    FRENCHDATE: 2018-03-17
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L'Amstrad CPC est une machine 8 bits à base d'un Z80 à 4MHz. Le premier de la gamme fut le CPC 464 en 1984, équipé d'un lecteur de cassettes intégré il se plaçait en concurrent  du Commodore C64 beaucoup plus compliqué à utiliser et plus cher. Ce fut un réel succès et sorti cette même années le CPC 664 équipé d'un lecteur de disquettes trois pouces intégré. Sa vie fut de courte durée puisqu'en 1985 il fut remplacé par le CPC 6128 qui était plus compact, plus soigné et surtout qui avait 128Ko de RAM au lieu de 64Ko.