Supercon 2023: Construyendo el Apple IIe definitivo, décadas después

El Apple II se lanzó en 1977, hace 47 años. El Apple IIe salió seis años después, con un mayor nivel de integración y una serie de nuevas funciones útiles. Apple finalmente puso fin a la producción de toda la línea Apple II en 1993, pero ese no fue el final. A la gente le gusta [James Lewis] todavía haciendo riffs en la plataforma hasta el día de hoy. Aún mejor, ¡vino a la Supercon 2023 para contarnos todo sobre sus esfuerzos!

[James]La charla abarca la construcción de la Mega IIe, una máquina portátil de diseño propio. Como sugiere el nombre, el proyecto se basó en el chip Mega II, un ASIC del que tenía poca documentación. Pero no iba a permitir que un pequeño detalle como ese lo detuviera.

Se suponía que el viaje de construcción del Mega IIe no iba a ser largo ni difícil; El plan inicial era «simplemente conectar este chip» como [James] tu lo pusiste Las cosas rara vez son tan simples, pero perseveró de todos modos y aprendió todo sobre la arquitectura Apple II a lo largo del camino.

Simplemente mega

Para aquellos que no están familiarizados, el Mega II contenía la mayor parte del Apple IIe, pero condensado para caber en un solo ASIC de 84 pines. Apareció por primera vez en 1986 y se utilizó en el Apple IIGS. El chip Mega II no contiene una CPU, pero sí contiene gran parte del hardware de soporte que hace que Apple IIe sea lo que es. Las ROM de IOU, MMU, video y teclado, y el controlador de teclado y mouse están todos ahí.

En teoría, podrías conectarlo con una CPU, algo de RAM y ROM, y tendrías un Apple II. Ser escuchado sobre el derecho a [James], pero como pronto descubriría, la realidad es más complicada. Si hubiera documentación real disponible, podría haberlo aprendido antes, pero estaba volando a ciegas y se mantuvo firme de todos modos.

[James]La charla comienza disipando algunos mitos. La primera es que el Mega II es un Apple II de un solo chip. Su propio edificio deja claro que no es así. Más allá de eso, también señala que el Apple IIGS no utilizó el Mega II por motivos de compatibilidad con versiones anteriores. En cambio, se usó como controlador de memoria y para trabajar con los modos de video y ranuras de expansión clásicos de Apple II. También afirma que el chip «Gemini» de la tarjeta Macintosh LC Apple II no es un Mega II, basándose en diferencias significativas en los registros y el diseño general. También quería comprobar un rumor de que el chip nunca estuvo terminado, por lo que sólo se utilizó como controlador básico en el Apple IIGS. En resumen, quería demostrar que se podía construir un Apple II funcional utilizando el chip Mega II guardado del IIGS.

Los primeros trabajos fueron bien. Después de girar una placa básica con la Mega II y el hardware necesario, [James] Pude hacer funcionar el modo de prueba de video. Escupió mucho, pero era evidencia de que algo estaba pasando. La cadena «Apple][” even appeared in the output!

It wasn’t smooth sailing from there, though. Months of debugging ensued, with a logic analyzer showing the “computer” he’d built was making seemingly random jumps all over the place rather than going through a normal boot process. He suspected it was because the chip wasn’t finished, but that wasn’t the case. Eventually, a friend suggested he check if one of the data bus lines was stuck. It turned out a stuck wire fragment on a solder pad was causing all of his problems. With that fixed, he made a huge leap forward. He saw the message appear—”KERNEL OK”. Success!

However, he still wasn’t at a prompt. He was stuck in a test routine, and didn’t have a fully fledged computer. Nonetheless, he knew this meant he was on the right path. If the test routine was behaving appropriately, it suggested the Mega II really did have most of an Apple II living inside it.

From there, the talk goes through the arduous work required to get this thing fully operational. He faced crash after crash as he tried to get a full boot to happen. Once he got that far, he had to try and go from a rat’s nest of wires and breadboards to something that wouldn’t fall apart every time he breathed on it. His final design has some neat features—like the way he built his own motherboard with a connector that let him plug his logic analyzer right in with a single connector.

By revision 2, he had the thing built up on a bunch of PCBs with header connectors, and it was even booting from floppy disks. The amount of work it took to get even this far was phenomenal. [James] no solo tuvo que preparar una placa base, tuvo que hacer todo tipo de trabajo para darle a la cosa una interfaz de teclado que funcionara y la capacidad de leer disquetes. En ese punto, se había dado cuenta de que la supuesta solución de un solo chip que era el Mega II era todo lo contrario. Más allá de RAM, ROM y CPU, también necesitaba otro ASIC personalizado llamado SlotMaker y un controlador de teclado. Este chip sirve para gestionar las ranuras de expansión, pero también gestiona una señal importante para el teclado que lo hace imprescindible para el buen funcionamiento del ordenador. Cosas realmente frustrantes. Otro trabajo implicó producir la salida de video en VGA y crear una placa de sonido funcional.

Su tercera revisión implicó consolidar su solución de múltiples PCB en una computadora de un solo PCB. Surgieron algunos errores en el diseño del tablero, pero no fueron suficientes para detener [James]. Con un poco de intuición creativa, consiguió ponerlo en funcionamiento. Se las arregló para construir una computadora funcional basada en el ASIC Mega II.

Puede que no haya sido el primero en convertir una Mega II en una computadora que funcionara; [James] admite que el prototipo Tiger Learning Computer de Tiger Electronics sirve como ejemplo de que la Mega II podría utilizarse como máquina completa. Pero logró hacerlo sin ningún soporte o documentación de Apple. Eso no es poca cosa.

Cuando ves la charla, es fácil entender por qué el proyecto despegó. [James] varios años para completarse. Siempre es bueno ver a alguien fijarse una meta difícil y seguirla hasta completarla. También le encanta eso. [James] Pudo enseñarnos mucho más sobre Mega II que nunca antes supimos. ¡Eso merece una celebración!