Retro: Sinclair ZX Spectrum – Interface 1bis

Interface 1bis
Interface 1bis

Nach längerer Wartezeit – bedingt durch den Deutschen Zoll – ist wieder mal ein feines Stück Hardware bei mir eingetroffen: das Interface 1bis. Die kleine Platine wurde in Südafrika entwickelt und gebaut. Hier eine kurze Beschreibung um welche Möglichkeiten das Interface 1bis den Spectrum erweitert:

  • Joystick-Anschluss ( Kempston kompatibel)
  • Mouse-Anschluss (Kempston-Maus kompatibel)
  • micro SD-Karten Interface
  • USB-Anschluss (zur Verbindung mit einem Windows-Rechner der als Server verwendet werden kann)
  • der Befehlssatz ist kompatibel zum Interface 1

Das Interface kostet 46 € (inkl. Porto) – der Deutsche Zoll verlangt nochmal 19 % MwSt. Mit dabei ist eine Batterie und eine 4 GB SDHC Karte.

Das Interface ist hier erhältlich: 1IF1bis – nach Deutschland ist mit einer Lieferzeit von bis zu 4 Wochen (nach Versand) zu rechnen. Die Lieferung muss am zuständigen Zollamt abgeholt und die Rechnung vorgelegt werden (8,74 € Steuer sind noch zu bezahlen).

Zu diesem Interface wird es eine kleine Artikelreihe von mir geben, da die Möglichkeiten sehr umfangreich sind – die einzelnen Teile werden sein:

Hier noch die Übersetzung der englischen Seite:

Das Interface 1bis (Version4b) ist die einzige ZX Spectrum Erweiterungs-Karte welche die Kombination folgender Funktionalitäten bietet:

  • lokale Speichermöglichkeit bis zu 128 GB, unterteilt in logische Laufwerk von 32 MB, auf einer micro SD Karte
  • Remote-Speicher, von unbegrenzter Größe, auf einem Server über eine Full-Speed-USB-Port angeschlossen
  • Kempston Joystick Anschluss
  • PS/2 Maus Port welcher einen Kempston Maus oder Kempston Joystick-Ausgang bietet
  • bereit für Ethernet – mittels eines optionalen Add-On Moduls von eine Evt. Dritthersteller
  • voll Software kompatibel zum original ZX Interface 1 von Sinclair Research Ltd. in Bezug auf die Microdrive Speicheroperationen
  • erweitertes ‚Extended BASIC‘ mit umfassenden Random-Access-Datei-Handling-Funktionen und voller Emulator-Dateien (.TAP und .Z80) Untersützung.

Hardware
Der Schlüssel zu seiner Vielseitigkeit ist die markante Architektur des IF1bis, die alle Peripherie-I / O-Operationen auf einen Mikrocontroller übergibt , der direkt an den Daten-Bus des Systems angeschlossen ist. Dies vereinfacht den Aufbau zu einem großen Teil auch in Verbindung mit einer rationalisierten Speicherkonfiguration – benötigt dafür nur einen 32KB nichtflüchtigen SRAM Chip – und fügt erhebliche Vorteile hinzu wie:

  • kleines PCB (unter 0,5dm²)
  • Null Schreibtisch Stellfläche durch vertikale Montage
  • Einfaches, Zwei-Schicht-, PCB-Layout mit sehr kurzen Strecken, für reduzierte Geräuschentwicklung
  • Geringe Leistungsaufnahme: bei unter 75mA, die niedrigste zwischen kompatiblen Geräten
  • Geringe Buslast: unerreichte 0.7μA Datenbus Leckage und nur 0.5μA plus 1 (eins) Standard-CMOS-Last auf den anderen Linien
  • Verbesserte Peripheriegerät Handhabung, da der Mikrocontroller mit seinen verschiedenen Hardware-Timern und komplexer Interrupt-Logik spezialisiert und besser für diese Aufgabe als die ZX Spectrum CPU ausgestattet ist
  • Schnellere Datenübertragung zwischen lokalen und Remote-Speicher, da es direkt vom Mikrocontroller über seine USB-und SPI-Schnittstellen unter Umgehung des ZX Spectrum durchgeführt wird
  • Vereinfachtes Betriebssystem, das nur einen Gerätetreiber benötigt: für den „Slave Parallel Port ‚des Mikrocontrollers, der wiederum alle niedrigen peripheren Steuerungsoperationen handhabt
Interface 1bis - Vorderseite
Interface 1bis – Vorderseite

Das IF1bis weist einige Besonderheiten auf, die nicht auf vergleichbaren Geräte angetroffen werden. Bei der Optimierung der Kosten wurden keine Kompromisse hinsichtlich der Robustheit gemacht:

  • Der nichtflüchtige SRAM wird durch einen einstellbaren, sehr präzisen, Spannungsüberwacher IC geschützt
  • Der Steuerungs-Druckknopf ist entprellt und multiplexed wobei ein dedizierter Microcontroller benutzt wird, der saubere, digital gesteuerte RESET und NMI Signale erzeugt
  • Die /ROMCS Linie wird nicht über Transistoren getrieben, sondern schnelle 3-State-Pufferum ausfallsicheres Speicher Paging sicherzustellen
  • Der Joystick-Port ist vollkommen starr auf Metall Pfosten montiert

Und nicht zuletzt:
Das IF1bis führt kein Hardware Trapping durch und funktioniert deshalb auch dann wenn der ZX Sepctrum eine falsche/defekte M1 Line hat.

Interface 1bis - Rückseite
Interface 1bis – Rückseite

Betriebssystem
Das Interface 1bis ist, wie der Name vermuten lässt, zu 100% Software (abwärts) kompatibel zum Interface 1 von Sinclair Research in Bezug auf die Microdrive Speicheroperationen, sowohl was die Basic Befehle als auch den ‚hook code‘ Level betrifft.
Die ZX Net und RS232-Schnittstellen Kommunikations-Funktionen des Originals wurden nicht als solche umgesetzt, da sie angesichts ihrer begrenzten Funktionalität und Peer-to-Peer-Natur als unpraktisch gelten.
An ihrer Stelle wurde eine Remote-Datei-System für ein Client-Server-Netzwerk über einen USB-Anschluss entwickelt.

Alle Datei-Handling Operationen können auch auf beiden implementierten Dateisystemen durchgeführt werden:

  • lokal, für die SD-Karte (Gerät „M“) und
  • remote, für den Datei Server (Gerät „V“)

mit der Ausnahme die Server-Festplatte formatieren zu können, was aus offensichtlichen Gründen unmöglich ist 🙂

Interface 1bis - Button und Kartenslot
Interface 1bis – Button und Kartenslot

Die wichtigsten Verbesserungen am erweiterten BASIC des ursprünglichen ZX Interface 1 sind:

  • die Dateigrößen Begrenzung ist 16MB
  • sequentieller Zugriff ist nicht auf ‚PRINT‘ Dateien begrenzt
  • sequentieller Zugriff auf „M-Kanäle“ kann selektiv für Input und Output geöffnet werden
  • Daten im Speicher können gelesen, geschrieben oder verifiziert werden, durch direkten zufälligen Zugriff, zu (oder von) einer angegebenen Position in einer Datei, eines beliebigen Typs, ohne die Notwendigkeit, ihn zu öffnen
  • beide sequentiellen Zugriffs-Zeiger von „M-Kanälen“ und zufällige Zugriffs-Zeiger von „file handles“ können an jede Position verschoben werden
  • volle Untersützung für die folgenden Emulator-Dateien: .TAP Tape Images, .Z80 Snapshots und .SCR Screen Dumps
  • abgekürzte Syntax, welche den Wegfall von ‚device type‘ und ‚device number‘ in einem Statement erlaubt, wenn sie die gleichen sind wie im vorigen Statement

Das Betriebssystem des Interface 1bis hat eine sehr lange Entwicklungsgeschichte, geschrieben vor 18 Jahren und seitdem ständig verbessert und an neue Hardware-Konfigurationen angepasst.
Es ist ein ausgereiftes, stabiles Produkt, zugeschnitten auf die praktischen Bedürfnisse und bietet wohl eine einzigartige Funktionalität, Geschwindigkeit und Benutzerfreundlichkeit

Interface 1bis - PS2-Anschluss
Interface 1bis – PS2-Anschluss