TI-99/4A [Texas Instruments]

Einer der Homecomputer, der mir früher in Zeitschriften immer wieder begegnete und mir dadurch im Gedächtnis blieb, den ich aber nie besessen habe, war der TI-99/4A. Als ich damals Listings aus Magazinen wie der CK (Computer Kontakt) für den Sinclair ZX Spectrum abtippte, war auch der TI oft mit langen Listings vertreten. In meinem Bekanntenkreis gab es jedoch niemanden, der diesen Rechner besaß.

Der TI-99/4A erschien 1981 als Nachfolger des TI-99/4 und wurde vom damals führenden Halbleiterhersteller Texas Instruments aus Dallas entwickelt und produziert. In Deutschland lag der Einführungspreis bei rund 1.400 DM. Zum Vergleich: Ein Sinclair ZX81 kostete im selben Jahr nur knapp 400 DM, Commodores VC-20 lag bei 899 DM – der TI positionierte sich preislich also deutlich über den Einsteigergeräten. Nach oben hin blieb er aber immer noch günstiger als „Profi“-Rechner wie der Apple II, der hierzulande mit rund 3.000 DM (ohne Diskettenlaufwerk) zu Buche schlug. Damit war der TI-99/4A zwar nicht der allererste 16-Bit-Heimcomputer – diese Ehre gebührt bereits seinem 1979 erschienenen, aber kaum verbreiteten Vorgänger TI-99/4 –, wohl aber der erste 16-Bit-Rechner mit nennenswerter Verbreitung unter Privatanwendern. Besonders in Nordamerika und Westeuropa fand er Verbreitung, erreichte mit 2,8 Millionen verkauften Geräten jedoch nicht die Verkaufszahlen von Commodore, Apple, Sinclair oder Amstrad. Die hohen Produktionskosten führten 1983 zu erheblichen Verlusten bei Texas Instruments, woraufhin im Oktober desselben Jahres die Produktion eingestellt wurde. Restbestände wurden kurz vor Weihnachten für nur 50 Dollar verkauft.

Der TI-99/4A war dabei nicht der erste Rechner dieser Reihe: Bereits 1979 hatte TI den TI-99/4 auf den Markt gebracht, ebenfalls mit dem TMS9900-Prozessor. Zum Preis von 1.150 US-Dollar bekam man Rechner und Monitor als Pflichtpaket – TI hatte es nicht geschafft, den eigenen HF-Modulator rechtzeitig von der FCC zulassen zu lassen, und musste daher einen modifizierten 13-Zoll-Zenith-Farbfernseher als Monitor beilegen; ein eigenes TV-Gerät durftet ihr gar nicht anschließen. Erst ab Januar 1980, nach einer FCC-Ausnahmegenehmigung, ließ sich der TI-99/4 auch ohne diesen Monitor kaufen. Mit gerade einmal etwa 20.000 verkauften Geräten blieb er dennoch ein klarer Flop. Statt einer richtigen Tastatur besaß er zudem nur ein knopfartiges Taschenrechner-Layout ganz ohne Tastenhub. Grafisch nutzte er den TMS9918 (ohne „A“), dem gegenüber dem später verbauten TMS9918A/9929A der zusätzliche Graphics-II-Modus fehlte – 16 Farben und Sprites beherrschte aber schon der TI-99/4. Mit dem TI-99/4A überarbeitete TI 1981 vor allem die Bedienung und die Kosten: eine vollwertige Tastatur mit echtem Tastenhub, ein serienmäßiger HF-Modulator für den Anschluss an jeden normalen Fernseher, ein vereinfachtes internes Design, das die Fertigung günstiger machte, sowie – mit der PAL-fähigen TMS9929A-Variante – erstmals die Möglichkeit, den Rechner auch in Europa zu betreiben. Nicht mit übernommen wurde dagegen der eingebaute Gleichungsrechner („Equation Calculator“) des TI-99/4, den TI beim Nachfolger ersatzlos strich.

Technik
Prozessor: TMS9900 (16-Bit, 3 MHz)
Speicher: 256 Byte statisches RAM (CPU-eigenes Scratchpad-RAM) + 16 KB DRAM als reiner Video-Speicher
Grafik: TMS9929A (PAL)
Sound: TMS9919
Datenträger: Steckmodule, Tonkassetten, 5 1/4 Zoll Disketten
Betriebssystem: TI Basic, TI DOS

Ein Grund für den Misserfolg des TI-99/4A war ein etwas unglückliches Hardwaredesign, das direkt mit dem Speicher zusammenhängt. Die 16 KB RAM im Rechner sind nämlich nicht frei nutzbarer Arbeitsspeicher, sondern gehören exklusiv dem Grafikchip. Die eigentliche CPU besitzt nur 256 Byte eigenen, aber dafür schnellen statischen RAMs – dort liegen unter anderem die Arbeitsregister des Prozessors, denn der TMS9900 hat selbst keine echten internen Register, sondern arbeitet über einen Workspace-Zeiger im RAM.

Wollt ihr auf die 16 KB im Grafikchip zugreifen, geht das nur indirekt: Ihr müsst dem Videochip zuerst eine Zieladresse übergeben und könnt dann Byte für Byte lesen oder schreiben – ein waschechter Flaschenhals, denn jeder einzelne Zugriff auf Variablen oder Programmcode läuft auf diesem langsamen Umweg. Im Graphics-I-Modus von TI Basic standen euch immerhin 12 KB davon zur Verfügung. Maschinenprogramme ließen sich trotzdem nicht ausführen – dafür reichten die 256 Byte CPU-RAM bei Weitem nicht aus, weshalb ihr die PEB (Peripheral Expansion Box) mit 32 KB Speichererweiterung sowie ein Diskettenlaufwerk mit separatem Controller gebraucht habt.

Auch die Vermarktung passte zu diesem etwas unglücklichen Start: Auf der Verpackung stand bewusst nicht die technische Modellbezeichnung TI-99/4A, sondern schlicht groß „Texas Instruments Home Computer“. Der Begriff „Homecomputer“ war 1981 schließlich noch neu und musste vielen Käufern in Werbeanzeigen erst erklärt werden – ein Heimcomputer war zu diesem Zeitpunkt für die meisten Menschen noch ein völlig abstraktes Konzept.

• das TI BASIC ist sehr langsam – zum einen wurde es nicht in Maschinensprache entwickelt, sondern in GPL, wodurch jeder Befehl zur Laufzeit erst in TMS9900-Maschinencode übersetzt werden musste. Zum anderen liegen Programme und Variablen im 16-KB-Videospeicher, auf den die CPU eben nur seriell, Byte für Byte, über den Grafikchip zugreifen kann – beides zusammen bremst das System spürbar aus
• die Netzteile hatten Fehler – leider hatte der TI auch keine entsprechende Absicherung, sodass wohl der eine oder andere Rechner den Geist aufgab
• die Tastatur war etwas „problematisch“ – zu wenige Tasten und ein seltsames Layout
• der Joystick-Anschluss war nicht Atari kompatibel und entsprach damit nicht dem Standard
• der Hauptprozessor TMS9900 war anspruchsvoll in der Programmierung, aber nicht so weit verbreitet wie z.B. der Z80 oder der 6502 von MOS. Daher fehlte der Anreiz, Programme in Maschinensprache zu schreiben

Grafik und Sound
Für die Grafikausgabe ist der TMS9918A (bzw. in der PAL-Version der TMS9929A) zuständig – derselbe Videochip, der später auch im ColecoVision, im MSX-Standard und in Segas SG-1000 zum Einsatz kam. Er liefert eine feste Auflösung von 256×192 Pixeln aus einer Palette von 16 Farben (15 sichtbare Farben plus Transparent). Im Graphics-Modus sind Bildschirm und Zeichensatz in 8×8-Pixel-Kacheln organisiert, wobei jede Kachel nur zwei Farben gleichzeitig darstellen kann – ein ähnliches Prinzip wie der Farbklecks-Effekt beim ZX Spectrum, nur eben pro 8×8-Kachel statt pro 8×8-Attributzelle.

Für bewegte Objekte stehen euch 32 Hardware-Sprites zur Verfügung, von denen aber maximal vier gleichzeitig auf derselben Bildschirmzeile erscheinen dürfen – ein fünftes Sprite in derselben Zeile lässt die anderen flackern. Jedes Sprite ist einfarbig, entweder 8×8 oder 16×16 Pixel groß und lässt sich per „Magnify“-Bit auf die doppelte Kantenlänge vergrößern (16×16 bzw. 32×32). Zum Vergleich: Der C64 kam mit nur 8 Sprites aus, die dafür aber mehrfarbig sein konnten und pro Sprite eine höhere Auflösung erlaubten; der ZX Spectrum hatte überhaupt keine Hardware-Sprites, dort musste jede Bewegung komplett in Software nachgebildet werden.

Eine echte Schwäche des TMS9918A ist das fehlende Hardware-Scrolling. Anders als etwa beim Atari 400/800, dessen ANTIC-Chip weiches Scrollen in beide Richtungen direkt unterstützte, oder auch beim C64, der zumindest über Scroll-Register für ein feines Verschieben um wenige Pixel verfügte, musste beim TI jede Bildschirmbewegung durch Neuzeichnen der Kacheln in Software erfolgen. Das kostete zusätzliche Rechenzeit – ausgerechnet auf einem System, dessen CPU ohnehin schon über den langsamen, seriellen Umweg auf den Video-RAM zugreifen musste (siehe oben). Spiele mit seitlichem Scrolling wirken auf dem TI-99/4A deshalb spürbar ruckeliger als etwa auf dem Atari.

Beim Sound sieht es ähnlich zwiespältig aus: Der TMS9919 bietet drei Rechteck-Kanäle für Töne sowie einen Rauschgenerator, mit einem Tonumfang von etwa 110 Hz bis 115 kHz. Er ist im Kern identisch mit dem später als SN76489 bekannten Baustein, der unter anderem im BBC Micro, im ColecoVision und in Segas Master System steckte. Was ihm fehlt, ist eine Hüllkurvensteuerung (ADSR), wie sie der AY-3-8912 (u. a. im MSX oder später im ZX Spectrum 128) oder gar der legendäre SID-Chip im C64 bieten – Letzterer liefert zusätzlich Filter und Ringmodulation und gilt bis heute als einer der ausdrucksstärksten Homecomputer-Soundchips überhaupt. Der TI-Sound wirkt dagegen eher nüchtern-funktional, ähnlich wie bei der VIC-20-eigenen Klangerzeugung.

Gehäuse
Das Gehäuse ist rechteckig, aus Kunststoff gefertigt und oben mit gebürstetem Aluminium versehen. Rechts befindet sich der Schacht für Steckmodule, der Einschaltknopf sitzt unten rechts an der Vorderseite. Eine Reset-Taste fehlt. Die Tastatur hat 48 Tasten und keine deutsche Belegung – die Tasten blieben immer im US-QWERTY-Layout. Über die Funktionstaste (rechts neben der Leertaste) lassen sich einige Zeichen auf Buchstabentasten erreichen, darunter auch die Pfeiltasten, die nicht separat vorhanden sind (z. B. „Pfeil oben“ = FCTN+E). Da die Mehrfachbelegungen dadurch nicht sofort ersichtlich waren, klebte TI oberhalb der Tastatur eine gedruckte Tastaturschablone mit einer Übersicht aller Funktionstasten-Kombinationen – bei für den deutschsprachigen Raum bestimmten Geräten sogar in deutscher Übersetzung (z. B. „WORT-TAB“, „BILDSCHIRMFARBE“, „AUTOMATIK (WORD WRAP)“).

Links liegt der Anschluss für den Joystick, der nicht mit dem Atari-Standard kompatibel ist (heute gibt es passende Adapter). Rechts ist der Expansionport für verschiedene Peripheriegeräte. Hinten befindet sich eine Sub-D-Buchse für den Anschluss eines Kassettenrecorders, daneben die Netzteilbuchse. Weiter rechts gibt es je nach Version eine fünfpolige DIN-Buchse (NTSC) oder eine sechspolige DIN-Buchse (PAL/SECAM) zum Anschluss eines Bildschirms.

Steckmodule
Die Steckmodule wurden meist direkt von TI produziert und waren mit recht hohen Herstellungskosten verbunden. In der Regel enthalten sie einen 6-KB-GROM-Chip, bieten jedoch Platz für bis zu fünf Chips (30 KB). Drittanbieter mussten leider teure Lizenzen von TI erwerben, um eigene Steckmodule anbieten zu können.

Schon im Sommer 1981 reagierte man auf das schwache TI-Basic, indem das TI Extended Basic als Modul auf den Markt kam. Es war weitgehend kompatibel zum Vorgänger, bot jedoch 35 zusätzliche Befehle, Anweisungen, Funktionen, Subroutinen und logische Operationen. Damit ließen sich Sprites programmieren und Unterprogramme in Maschinensprache nutzen. Die Programmausführung wurde spürbar schneller, da große Teile nicht in GPL, sondern direkt in Maschinensprache geschrieben waren. Mit 32 KB ROM war das TI Extended Basic sehr umfangreich, belegte jedoch zusätzlich 2 KB RAM, sodass nur noch 14 KB RAM für VRAM und Programmspeicher übrig blieben. 1982 kostete das Modul 95,95 US-Dollar und war erst ab 1984 in deutschsprachigen Ländern verfügbar.

Auch bei der Hardware selbst gab es im Lauf der Produktionszeit Veränderungen: Auf das ursprüngliche silber-schwarze Gehäuse von 1981 folgte 1982 eine beigefarbene Variante, äußerlich kaum vom Vorgänger zu unterscheiden. Intern brachte TI im August 1983 dann eine überarbeitete, kostenoptimierte Hauptplatine – von TI selbst „QI“ (Quality Improved) genannt. In dieser Revision steckte eine unangenehme Überraschung für Fremdhersteller: eine Sperre, die Steckmodule ohne gültige TI-Lizenzkennung am Start hinderte, um Drittanbieter ohne teure Lizenzvereinbarung endgültig auszubremsen. Ob eine Konsole betroffen ist, verrät der Copyright-Vermerk auf dem bunten Startbildschirm – 1981 heißt keine Sperre, 1983 heißt Sperre aktiv.

Erweiterungen
An den Expansionsport konnten einige wichtige Erweiterungen angeschlossen werden. An der rechten Seite des TI-99/4A ließen sich diese Sidecars direkt aneinanderstecken, ganz ohne Kabel – ein Erweiterungsmodul reihte sich an das nächste. Dazu zählen vor allem:

• PHP1500 Solid State Speech Synthesizer (Erweiterungsmodul für künstliche Sprachausgabe)
• PHP1800 Disk Drive Controller Sidecar (Steuereinheit des Diskettenlaufwerks)
• PHP1850 Disk Memory Drive (5¼-Zoll-Diskettenlaufwerk)
• PHP2200 32 Kilobyte Memory Expansion Sidecar (32-KB-RAM-Speichererweiterung)

In der Praxis stieß diese Kette schnell an ihre Grenzen: Je mehr Sidecars angeschlossen waren, desto instabiler wurde das System, und der Platzbedarf auf dem Schreibtisch wuchs entsprechend. Da diese Erweiterungen sehr viel Platz benötigten, brachte TI im Januar 1982 das Peripheral Expansion System PHP1200 auf den Markt – eine kompaktere Steckkarten-Lösung. In dem rechteckigen Metallgehäuse war Platz für acht Steckplätze (einer wird für die Verbindung zum TI benötigt) und bis zu zwei 5 1/4-Zoll-Diskettenlaufwerke. Es hatte einen Ventilator und eine eigene Stromversorgung. Folgende Karten waren von TI erhältlich:

• PHP1220 RS-232 Interface (Druckerschnittstelle)
• PHP1240 Disk Controller (Steuereinheit des Diskettenlaufwerks)
• PHP1250 Disk Memory Drive (5¼-Zoll-Diskettenlaufwerk, doppelte Bauhöhe)
• PHP1260 32 Kilobyte Memory Expansion (32-KB-RAM-Speichererweiterung)
• PHP1270 P-Code Version 4.0 (Interpreter für UCSD-Pascal)
• PHP1280 Pascal Development System

Software
Die meisten Programme erschienen als Steckmodule und wurden größtenteils von TI selbst produziert und vertrieben. Beliebte Titel waren etwa Blasto, Car Wars, Hunt the Wumpus, Munchman, TI Invaders und Tombstone City. Von Drittanbietern stammten unter anderem Dig-Dug, Donkey Kong, Jungle Hunt, Moon Patrol, Pac-Man und Pole Position von Atarisoft, Q-Bert von Parker Brothers, Buck Rogers und Star Trek von SEGA, Space Bandits von Milton Bradley sowie Microsurgeon und Super Demon Attack von Imagic. Einige Spiele gab es auch auf Diskette, wofür jedoch ein 5,25-Zoll-Diskettenlaufwerk und die 32-KB-RAM-Erweiterung nötig waren.