N8VEM

N8VEM fue un proyecto de informática casera creado en 2008 por Andrew Lynch. Contaba con una variedad de hardware y software libre y de código abierto. Los constructores de N8VEM crearon sus propios sistemas informáticos caseros y compartieron sus experiencias con otros aficionados . Los componentes de los ordenadores caseros N8VEM están fabricados al estilo de los ordenadores clásicos de mediados y finales de los años 70 y principios de los 80, utilizando una combinación de tecnologías clásicas y modernas. Están diseñados para facilitar el montaje por parte de aficionados.

En noviembre de 2015, Lynch puso fin al proyecto N8VEM y la comunidad se reunió nuevamente bajo el nuevo nombre de Retrobrew Computers.

Existen varios diseños de N8VEM que comienzan con una computadora de placa única que lleva un microprocesador Zilog Z80 diseñado para ejecutar CP/M y sistemas operativos similares. A diferencia del P112 , que tiene algunos componentes de montaje superficial , la SBC N8VEM usa solo componentes de orificio pasante , en consonancia con la filosofía de diseño de que la construcción debe estar al alcance de los aficionados no profesionales. El proyecto también desarrolló placas para otras CPU , incluidas la Zilog Z180 , la Intel 80188 , la MOS Technology 6502 y las Motorola 6809 , 68000 y 68030 .

Las placas N8VEM se diseñaron con el conjunto de herramientas de automatización de diseño electrónico (EDA) KiCad, de código abierto . El enrutamiento de la placa de circuito impreso se realizó con FreeRouting.net. El software se desarrolló en lenguaje ensamblador Z80/ 8085 utilizando el programa MS-DOS Telemark Cross Assembler (TASM), así como el compilador C de código abierto Small Device . Un objetivo principal del diseño es utilizar al máximo las herramientas disponibles gratuitamente. El diseño de la placa de circuito impreso se complementa con las bibliotecas de componentes disponibles en KiCad Libraries, específicamente la CPU Zilog Z80 y los chips de interfaz periférica programable (PPI) Intel 8255 .

La filosofía de diseño fomenta el desarrollo y el ensamblaje a bajo costo por parte de aficionados, utilizando herramientas comunes como un soldador de 25 vatios , un multímetro , una sonda lógica (opcional) y herramientas manuales comunes. Se recomienda un osciloscopio , pero no es indispensable. Algunos conocimientos básicos de electrónica son útiles, aunque las placas de circuito impreso están diseñadas para principiantes.

Existen numerosos componentes N8VEM disponibles, incluyendo placas de interconexión ECB ^{[ 1 ]} y S-100 , que permiten la conexión de procesadores y placas de expansión. Otros componentes incluyen tarjetas de vídeo, controladores de disco, expansión de periféricos y placas de prototipado.

En respuesta al interés de los miembros, el proyecto de computación casera N8VEM colaboró ​​en el desarrollo de una gama de placas para el bus S-100. Estas se pueden usar para construir nuevos sistemas desde cero en esa plataforma histórica estándar de la industria, o para restaurar y mejorar sistemas S-100 antiguos conservados de las décadas de 1970 y 1980. La mayor parte del trabajo de diseño inicial de la placa S-100 fue aportado por John Monahan de s100computers.com, mientras que Andrew Lynch y otros simpatizantes de N8VEM contribuyeron con el diseño de la placa, la creación de prototipos y las pruebas. Algunas de estas placas S-100 proporcionan capacidades mejoradas más allá de las disponibles en las máquinas S-100 originales, algunas son reemplazos para placas S-100 históricas, y otras buscan aplicar la conveniente arquitectura de bus a familias de procesadores más allá de las CPU 8080/Z80 para las que se diseñó originalmente el estándar de bus: en particular, las CPU 6502, 68000 y posteriores de Intel. ^{[ 2 ]}

N8VEM destaca por ser la comunidad de informática casera más grande y activa que existe actualmente. El proyecto es completamente no comercial y está compuesto por más de 350 aficionados, ^{[ 3 ] [ 4 ]} muchos de los cuales participan activamente en el diseño y la creación de prototipos de hardware y software . ^{[ 5 ]} La comunidad es una versión moderna del histórico Homebrew Computer Club, frecuentado por Steve Wozniak y otros pioneros del desarrollo de ordenadores domésticos. Las placas de circuito impreso de los diseños maduros se fabrican en pequeños lotes mediante pedidos colectivos y se distribuyen a los miembros por el coste de fabricación y envío. El proyecto no proporciona kits completos; los constructores deben conseguir sus propias piezas para ensamblar una placa. El soporte es puramente voluntario a través de un grupo de Google y una wiki . El software es de código abierto y está disponible para su descarga gratuita desde la wiki. El proyecto se esforzó por mantener las cosas al alcance del aficionado a la informática utilizando componentes de bajo coste y fácilmente disponibles que se pueden ensamblar con herramientas manuales sencillas.

Además, el notable emulador de sistema gratuito SIMH simula la placa base N8VEM ^{[ 6 ]} (junto con muchas otras arquitecturas), proporcionando un entorno de desarrollo virtualizado que tiene la velocidad y flexibilidad del hardware moderno.

El hardware y el software N8VEM completos se han exhibido con frecuencia en festivales de computadoras antiguas. ^{[ 7 ] [ 8 ]}

Autobús del BCE:

1. SBC V2 (Z80, UART, PPI, RAM con batería de respaldo, ROM, RTC)
2. SBC-188 (80C188 10-25  MHz, UART, PPI, RAM con batería de respaldo, ROM, RTC, FDC)
3. Ordenador doméstico N8 (Z8S180 33  MHz, UART, ROM, RTC, controladores de doble interrupción, disquetera, tarjeta SD, 1 MB de RAM, sonido AY-3-8910, vídeo TMS9918A, bus ECB)
4. SBC Mark IV (procesador Z180, 512 KB de SRAM, 512 KB de memoria Flash o 1 MB de EPROM, RTC, tarjeta SD, IDE de 8 bits, RS-232, RS-422, bus ECB)
5. KISS 68030 (procesador 68030 de hasta 32 MHz, hasta 256 MB de DRAM, 32 KB de SRAM, 512 KB de Flash, bus ECB)
6. ZetaSBC (a través de la placa de compatibilidad del BCE)

Autobús S-100:

1. Z80 S-100
2. m68k S-100 (En progreso)
3. 8086 S-100 (En curso)
4. Placa base ECB 6502/6809 + placas base para otras CPU (?)

Otro:

1. SBC6120-RBC: Una nueva edición del Spare Time Gizmos SBC6120 Modelo 2, actualizado para usar componentes de RAM y EEPROM fácilmente disponibles, solo dos capas de PCB y KiCAD.

• Placa base ECB (unidad compacta independiente con 8 ranuras DIN 41612 )
• Monitor de bus ECB (paso único, trampa de dirección, estado del bus)
• E/S de disco (expansión de unidades FDC e IDE ( Parallel ATA ))
• Periféricos Zilog (CTC, DART, PIO duales)
• Unidad de visualización de vídeo (vídeo en modo de caracteres 80×25)
• Placa de prototipado con decodificador de E/S (con conectores de señal etiquetados y con búfer).
• Placa base extendida ECB (12 ranuras con características de montaje de 3U)
• DSKY (monitor/cargador de arranque, pantalla LED hexadecimal y teclado)
• Sprites, gráficos a color y sonido ( TMS9918 , AY-3-8910 , interfaz de joystick/palanca)
• E/S Prop ( VGA , teclado PS/2 , ratón PS/2 , micro SD ( Secure Digital ), área de prototipado)
• Interfaz de casete ( casetes de audio KCS )
• 4MEM (expansión de SRAM de 4 MB para SBC-188)
• PPIDE (Interfaz IDE de puerto de expansión paralelo SBC)
• Tarjeta SD Juha (tarjeta SD para SBC para almacenamiento masivo)
• Lector de cartuchos MSX (carga el contenido de los cartuchos MSX )
• Cartucho MSX (EPROM de 8K, 16K y 32K)
• Prototipo μPD7220 V2 (pantalla de vídeo a color de 16 bits)
• RAM-Floppy (unidad de disquete de reemplazo con 4 MB de SRAM)
• 4PIO (tarjeta de entrada/salida GPIO de 64 pines)
• Adaptador de zócalo ECB a Z80 (conecta las placas ECB directamente a la CPU Z80 )
• Procesador host 6x0x ( Motorola 6800 ), CPU MOS Technology 6502 con interfaz ECB)
• Mezzanine de E/S 6x0x (ACIA, PIA dual, PTC, alimentación e interfaz de bus de expansión)
• Placa base ECB 6x0x (utilice periféricos ECB con un sistema 6x0x independiente)

Existe un foro de desarrollo comunitario activo (Grupo de Discusión de Google N8VEM) a partir del cual se han desarrollado diseños de placas adicionales. Actualmente se está trabajando en el desarrollo de nuevas placas.

RomWBW es una distribución de software de sistema popular escrita para ejecutarse en hardware N8VEM.

La familia de hardware N8VEM se compone principalmente de ordenadores de placa única con microprocesador Z80, así como de diversas placas que pueden combinarse y colocarse en un bus tipo ECB, lo que permite al usuario crear un sistema informático personalizado. Estos ordenadores se construyen principalmente con componentes discretos, al igual que los ordenadores de finales de los años 70 y 80. La mayoría de los sistemas se basan en el Z80 y utilizan el sistema operativo CP/M-80, desarrollado a finales de los años 70 por Digital Research, Inc.

El software del sistema RomWBW es altamente configurable y compatible con todos los sistemas basados ​​en Z80 construidos con componentes N8VEM. El software es completamente de código abierto y se proporciona tanto en código fuente legible por máquina como en imágenes precompiladas para quienes deseen programar chips de firmware para su inserción en las placas.

Además del sistema operativo completamente implementado con su BIOS (personalizado para el hardware N8VEM), existen varias docenas de programas de utilidad que configuran y verifican el correcto funcionamiento de los componentes del sistema, como el almacenamiento persistente en forma de discos duros IDE, Compact Flash y chips Secure Digital.

La BIOS del CP/M-80 está escrita en lenguaje ensamblador y se compila utilizando el ensamblador TASM. Los programas de utilidad están escritos en diversos lenguajes, incluyendo ensamblador, Digital Research RMAC, Aztec C y Digital Research PLI. Estos lenguajes de programación, alojados de forma nativa, y herramientas como WordStar (un editor popular de la época), se ejecutan bajo el sistema operativo CP/M y leen archivos fuente almacenados en discos de memoria o medios persistentes como dispositivos IDE o dispositivos Compact Flash y Secure Digital mediante un adaptador externo.

Las distribuciones de la versión 1.x del software del sistema se han escrito siguiendo el estándar CP/M-80 y, tras varias versiones, han alcanzado un estado de gran estabilidad, compatible con las configuraciones más comunes. La versión 2.x del sistema operativo se lanzó recientemente y utiliza tecnología de memoria conmutada por bancos para lograr una funcionalidad mejorada. Gracias a esta nueva tecnología, no existen límites prácticos en el número de controladores que se pueden integrar. En el futuro, esto permitirá una configuración dinámica y ofrecerá mucha más flexibilidad a los usuarios, de forma similar a la familia de sistemas operativos CP/M-80 Plus, que también aprovechaba la paginación de memoria.

Del mismo modo que el hardware es de código abierto, el software también se proporciona en formato de código fuente, lo que permite a los usuarios aprender cómo se escribía el software en los inicios de los microprocesadores, pero también escribir software nuevo utilizando las herramientas y la documentación disponibles tanto en la distribución como en el servidor Subversion, y que se pueden descargar desde diversos archivos públicos de todo el mundo.

Los actuales propietarios de los sistemas operativos y el software de lenguaje de Digital Research, Inc. han otorgado una licencia para uso no comercial, y los archivos más completos se pueden encontrar en http://www.cpm.z80.de, así como en otros sitios y servidores espejo populares.

También existe una BIOS alternativa, la UNA BIOS. Su ventaja radica en que una sola imagen ROM puede ejecutarse en todos los sistemas Z80 y Z180. Una implementación alternativa de CP/M, la UNA CP/M, aprovecha los controladores de disco y de dispositivo de la UNA BIOS.

• Vermeulen, Oscar; Andrew Lynch (julio de 2013). "Ordenadores de placa única para aficionados (Parte I)" . Circuit Cellar (276): 44–47 .
• Wilson, Mary (junio de 2013). "Ordenadores de placa única para armar uno mismo" . Circuit Cellar .
• Vermeulen, Oscar (2013). "Homebrewing Computers in the 21st Century" . Commodore Free (67).
• Phillips, Eliot (10 de enero de 2009). "Computadora Z80 de placa única N8VEM" . Hack a Day .
• Halfacree, Gareth (12 de enero de 2009). "El PC casero de ocho bits N8VEM" . Bit-tech .
• Wimberly, Victoria (4 de abril de 2011). "Hardware y software de placa única de código abierto" .

• Retrobrew Computers (sucesor del proyecto N8VEM)
• El sitio web no oficial de CP/M
• Sitio web de información sobre la junta directiva del S-100 de John Monahan