[Restauration] - Mono board 8080 ICS Learning Tree et TK-80

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[Restauration] - Mono board 8080 ICS Learning Tree et TK-80

Message non lupar Krapoutchik » 05 nov. 2011, 17:54

ICS Learning Tree mono-board 8080 P/N 72001-J
NEC TK-80

Bonjour,

Episode 1 : La routine.
Hum...Samedi 29, début d'un long week-end de Toussaint, je donne un petit coup de main à Casio, rangement de la caverne de la WDA, réparation de 2-3 bricoles... quand, soudain, Casio me propose d'enfiler une combinaison d'homme grenouille.
Je le regarde un peu interloqué, il insiste... et va chercher un ensemble bouteille/détendeur et des palmes.
Hou là, ça devient sérieux !

Episode 2 : La plongée.
Ainsi harnaché, je me prépare à plonger au plus profond de la caverne.
La faute aux palmes, évidemment, je me ramasse et tombe au milieu d'un tas de souris qui détallent à toutes vitesses en cliquant à tout va non sans m'avoir, au passage, essayé de m'étrangler à coup de cordons USB et PS2 et tenter de m'assommer à coup de boules...

Episode 3 : La chasse au(x) trésor(s).
J'ai un peu de mal à me repérer entre les étagères de consoles et les tonnes de Sasféplu.
Je m'égare plusieurs fois, résiste au sourire enjôleur d'un Mac 128, ignore les polyphonies d'un mini-MOOG, j'en profite pour faire un clin d'oeil à mon pote Ohio Scientific puis m'engage dans un tunnel tortueux qui semble descendre au plus profond de la caverne.

Episode 4 : La découverte.
Bon, j'ai intérêt à me dépécher, mes réserves d'oxygène diminuent. Soudain, à travers mon masque embuée, j'aperçois un gros tas de quelque chose d'indéfinissable.
Ca brille un peu sous les kilomètres de film plastique dont est entouré ce gros paquet, après quelques instants, je distingue une boite argentée et une grosse valise noire.
Et hop... ni d'une ni de deux je remonte à toute vitesse vers la réalité avec ma trouvaille.

Episode 5 : Le trésor.
Enfin, on y arrive ! C'est pas trop tôt ! :boohoo:
Ben oui j'aime bien faire durer (un peu trop...) mes effets.
Non ce n'est pas la valise des codes nucléaires, Il y aurait marqué "Pas touche" alors que là c'est "Learning Tree"...
closed suitcase.JPG


On ouvre... et là...
open suitcase.JPG


C'est BÔ !!!! :pray: mais c'est quoi donc ?
C'est une carte à base de 8080 permettant de comprendre le fonctionnement d'un ordinateur et de programmer en assembleur. C'est simple, rustique, mais très efficace.

Alimentation : Référence 15627, +5, +12, -5, -12V
Carte référence 72001-J Rev. E
Processeur : 8080
RAM : 2 Ko extensible à 4 Ko (oui c'est du lourd !) RAM 2114
Prom : Moniteur de 1ko + extension de 3 Ko supplémentaires par Eproms 2708
Clavier : 25 touches
Affichage : 8 afficheurs Hexadécimaux
Entrée/sortie à cassette.
2 Bus d'entrées/sorties : S100 et Bus propriétaire permettant de connecter des cartes d'expérimentations
Carte I/O : Référence 1053601-3, boucle de courant/modem + convertisseur A/D + extension mémoire + I/O digitales grâce à un 8255
Carte d'expérimentation : sans référence, moteur + encodeur optique + haut parleur + thermistance.
La carte I/O se raccorde à la carte principale par l'intermédiaire d'une nappe et la carte d'expérimentation se connecte à la carte I/O grâce à des petits picots qui viennent s'enficher sur les connecteurs blancs à gauche de la carte I/O. Ces 2 cartes sont alimentées par la nappe.
1053601 io card.JPG
Carte I/O P/N 1053601-3

experiment card.JPG
Carte d'expérimentation


La deuxième...
single board box.JPG

single board ram eeprom.JPG
Elles sont jolies les EEPROMs avec leur céramique blanche et leur capot argenté...

Carte sans référence mais en fait c'est une NEC TK-80 avec 512 octets de ram et 256 octets de moniteur en plus.
Processeur : 8080
RAM : 1 Ko (8 RAMs statiques D5101-E, 256X4, bitensions 5 et 12v)
Prom : Moniteur de 1 Ko ( 4 EEPROMs D454D, 256x8, bitensions 5 et 12v)
Clavier : 25 touches
Affichage : 8 afficheurs Hexadécimaux
1 Bus d'entrées/sorties S100

Et la cerise sur le gateaux c'est le gros manuel de 760 pages qui accompagne ces 2 cartes, je l'ai entièrement scanné et il ne devrait pas tarder à se retrouver sur le FTP de la WDA :), avant je vais essayer de l'OCR-iser car il n'y a pas d'index et retrouver un truc précis dans 760 pages est impossible, cerise supplémentaire, le plan de la carte la plus simple est présent, bon, il n'est pas très lisible mais c'est mieux que rien!

Aller maintenant c'est la récré ! Je vais voir ce que ces cartes ont dans le ventre, je commence par la plus simple.
Comme d'habitude, inspection minutieuse, tous les composants sont enlevés et réinsérés dans leur support. Ah, l'EEPROM la plus a droite à une patte pliée sous le circuit, super ! je suis en train de me dire que j'ai trouvé et résolu une panne les doigts dans le nez !

Mise sous tensions et...RIEN :(.
Le reset permet bien d'allumer très aléatoirement quelques segments des afficheurs mais il faut se rendre à l'évidence la carte est en panne.
Après un long passage sur le bloc opératoire, j'ai l'impression que c'est l'EEPROM n°0 (la plus à gauche) qui est morte, j'ai passé plusieurs heures sur le net et n'ai trouvé aucun dump ni même le datasheet de l'EEPROM D454D, c'est mal barré.
Cause perdue ? peut-être pas :pray: car l'architecture des 2 cartes est très similaire et les moniteurs sont peut-être identiques. Après, il est possible de remplacer les 4 EEPROMs par une 2716 montée sur une carte additionnelle et dont les signaux seront repiqués sur les supports des anciennes EEPROMs.


Bon, je passe à la suivante !

Je commence par l'alimentation. Jolie morceau de ferraille !
power supply 15627.JPG


Ouverture ! Belle qualité de fabrication, c'est une alimentation linéaire, avec un tranformateur donc, si il y a une panne ce sera facile à réparer.
PSU 15627 open.JPG

Les +5 et le +12v sont "fabriqués " à l'aide d'un classique UA723 et 2 transistors de puissance 2N3771 et 2N3055.
Les -5 et -12v sont générés par un 7905 et un 7912 qui se trouvent sous la carte de gauche (U1 et U2).
Cette fois-ci pas de problème, les tensions sont stables et l'ondulation résiduelle est faible (~100mV) tout est OK.

Aller, place au plat de résistance :icon_smile:

Séquence de vérification habituelle, et... mer...credi ::twisted: ::evil: ::twisted: :bullwhip:

En enlevant l'EPROM 2708 du milieu je m'aperçois que 2 pattes sont restées dans le support et pour ne rien arranger les 2 pattes se sont cassées à l'intérieur de l'Eprom.
eprom broken pin.JPG

Pour réparer ça n'a pas été facile, car les morceaux de pattes restantes étaient bien oxydée, par quoi ? aucune idée, mais, on le verra plus tard il y a d'autres endroits qui ont souffert d'une oxydation.
Après avoir essayé de souder les pattes puis d'insérer le circuit dans le support, j'ai dû utiliser une autre technique car la soudure est extrêmement fine et n'a aucune résistance mécanique et en réinsérant l'Eprom dans le support je sens bien que ça ne va pas tenir longtemps.
En fait, après avoir bien gratté et enlevé l'oxydation des pattes puis étamé chacune des parties à souder j'ai remis l'Eprom dans son support ainsi que les pattes ce qui permet de bien les positionner puis, une fois tout en place, effectuer une soudure rapide pour ne pas bruler le support en plastique.
eprom repaired broken pin1 .JPG


Je continue mon examen de manière beaucoup plus approfondie et ... :eek: beurk... qu'est ce que c'est que ce truc là , coté cuivre, pas loin du processeur il y a une espèce de merdasse sur des soudures, très curieux, c'est localisé à 2 endroits différents, voilà ce que ça donne après nettoyage.
bad solder.JPG

En fait , on ne le croirait pas, mais les soudures ont déjà été grattées avec un cutter. Pas terrible hein... ::cry:
Cerise pourrie sur le gâteau moisi, la soudure la plus en haut à gauche ne fait pas contact avec la face composant, la métallisation est donc pourrie elle aussi.
J'ai dû encore gratter pour que la soudure prenne et le résultat n'est pas terrible mais au moins il y a continuité, j'ai utilisé des queues de résistance pour refaire les continuités sur les soudures en haut à gauche.
soudure.JPG


Bon, maintenant l'heure de vérité :pray: !

On dégage bien tous les alentours, il ne s'agit pas de faire un court-circuit avec un bête bout de fil trainant négligemment à l'endroit où il est susceptible de faire le plus de dégâts, loi de Murphy oblige :bullwhip:

Contact !!!

Beuheuheuheuh, rien, de temps en temps des segments des afficheurs s'allument mais de façon vraiment très aléatoire :cry: !

Un petit coup de scope s'impose, horloge... OK, en passant le 8080 fonctionne sous 5 et 12v et l'horloge est en 12V, ça fait bizarre de voir des signaux d'une telle amplitude sur un processeur :eeeek: .
Je passe en revue le bus d'adresse et là je remarque un truc bizarre, quasiment impossible d'avoir un signal stable, mon scope, qui, d'habitude, se synchronise les doigts dans le nez, ne m'affiche que de la bouillie :bullwhip: .
En baladant la sonde un peu partout je fais le même constat, le micro fait n'importe quoi :eek: !
J'ai passé une bonne partie de l'après-midi à tout revérifier et en particulier les soudures, toujours le même problème ::evil:

Je finis par prendre le 8080 sur l'autre carte en panne et là....

Y O U P E E :party:
board WDA.JPG

Les 4 digits de gauche représente l'adresse, les 2 suivants indiquent grosso modo le mode d'édition des registres et les 2 suivants (les plus à droite) la donnée.
Ici, à l'adresse 8200, on a la donnée OA.

Je branche les autres cartes d'entrées/sorties et à priori tout se passe bien... sauf que je ne sais pas m'en servir, j'ai 760 pages de doc à m'ingurgiter :eek:
motherboard + io + experiment.JPG


Atchao
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Re: [Restauration] - Mono board 8080 ICS Learning Tree

Message non lupar Krapoutchik » 15 nov. 2011, 23:20

La suite !!!

Début de réparation après examen de la carte et avant toute mise sous tension...
Ajout de photos et commentaires
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Re: [Restauration] - Mono board 8080 ICS Learning Tree

Message non lupar Krapoutchik » 04 déc. 2011, 23:31

Et voilà la carte fonctionne !

J'ai rajouté les photos dans le post principal.

il ne me reste plus qu'à utiliser les cartes d'entrées/sorties et surtout... surtout...

Je lance un appel au peuple ::!:

J'ai scanné les 760 pages de doc au format PDF et il me faudrait un soft d'OCR pour transformer toute cette doc en quelque chose d'utilisable en format texte car il n'y a pas d'index et il est impossible de trouver un truc précis sans feuilleter tous les chapitres !

Voilà, si vous pouvez me prêter un soft de reconnaissance d'écriture qui peut transformer des images PDF de texte en vrai texte ça fera bien avancer le schmilblik :mrgreen: (je peux envoyer le PDF aussi...).

[Edit par Krapoutchik le 5/12] 2eme Appel au peuple : J'ai un 8080 de mort si l'un de vous en a un en rab, ça me permettrai de relancer la réparation de la 2eme mono-board et de remettre au stock WDA du matériel OK.

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Re: [Restauration] - Mono board 8080 ICS Learning Tree

Message non lupar leduigou » 05 déc. 2011, 11:09

Grand Bravo :clap:

Après l'Ohio, c'est super!
Je dois dire que si moi je donne dans le moderne (Micro-Kim), toi tu es dans de l'Original!

Il faudra que je passe le voir à la WDA !

A+
Cordialement
Frédéric

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Re: [Restauration] - Mono board 8080 ICS Learning Tree

Message non lupar hatokuro » 05 déc. 2011, 20:52

Très belle pièce,
Ont croirais voir un cousin Germin de l'Arduino ::lol: ,
J'adorerais pouvoirs tentée de programmer sur cette machine :think: ,
J'espère que tu trouvera la puce 8080 qu'il te faut.

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Re: [Restauration] - Mono board 8080 ICS Learning Tree

Message non lupar Krapoutchik » 05 déc. 2011, 22:46

Arf :D

Je dirais plutôt que l'ICS 8080 est l'arrière-arrière-arrière-arrière-arrière-arrière-grand-père de l'Arduino et je ne compare même pas la puissance ni la facilité d'utilisation :doh:

L'ICS 8080 se programme exclusivement en assembleur et la doc qui l'accompagne est très bien faite, faut dire qu"elle a été conçu spécialement par un organisme de formation pour apprendre La base de l'informatique et comprendre l'architecture d'un ordinateur.

La chance c'est que la carte la plus intéressante fonctionne et il y a déjà de quoi bien s'amuser :mrgreen:

Quant à l'autre carte, il faut un 8080 ça c'est sûr, mais son problème c'est que même avec un processeur OK elle est en panne (c'est d'ailleurs son proco que j'ai pris pour réparer l'autre) je pense que son problème vient de l' EEPROM n°1, mais :

1 - Ce composant (EEPROM D454D) est introuvable et je n'ai pas trouvé de datasheet, à la limite c'est pas grave, je peux le replacer par autre chose de plus moderne.
2 - Là ça se corse, le plus important n'est pas le composant mais son contenu, s'il est mort comme je le pense la carte n'a plus d'intelligence, c'est comme un être humain sans cerveau et je n'ai pas le niveau pour écrire un moniteur.
3 - Comme je l'ai dis plus haut, l'architecture des cartes est quasiment identique donc, avec un peu de chance, le programme d'initialisation d'une carte peut, peut-être fonctionner sur l'autre.
4 - Il faut que je récupère le programme d'init dans la 2708 mais mon programmateur d'EPROM ne lit pas les 2708, il me reste la solution manuelle, lire l'EPROM et recopier à la main son contenu dans un fichier qui me servira à bruler une EPROM plus conventionnelle telle une 2716, je pourrais aussi écrire un programme en assembleur qui me transférerait l'EPROM par l'intermédiaire du port série mais mes connaissances de l'assembleur sont loin d'être à la hauteur ::(
5 - Remplacer les 4 EEPROM D454D par ma 2716, là il y a un peu de boulot d'adaptation, le plus important est de faire une bidouille qui n'affecte pas l'intégrité physique de la carte.
6 - Expérimenter ! Ben oui :think: ça c'est la théorie, je me trompe peut-être et la carte a autre chose :doh: c'est pour ça qu'il me faut un autre 8080 en bon état car je ne veux pas risquer l'unique exemplaire en bon état, ce serait dommage que je fasse une fausse manip et que je me retrouve avec 2 cartes HS :wall:

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Re: [Restauration] - Mono board 8080 ICS Learning Tree

Message non lupar hatokuro » 06 déc. 2011, 10:53

Oui ses malheureux de voir des machines dans des états pratiquement irréparable a cause du manque de documentation , au pire il faudra émuler l'EPROM mais sans datasheet sa reviens a faire de l'ingénérie inverse qui plus est sur une pièce très rare, donc l'erreur n'est pas permise,
Une autre solution serais de trouver un deuxième exemplaire de cette machine voir même remonter jusqu’à son fabricant et tenter de prendre contact avec l'entreprise (ou ce qu'il en reste) pour tenter d'avoir des informations ou un second exemplaire.

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Re: [Restauration] - Mono board 8080 ICS Learning Tree

Message non lupar Krapoutchik » 06 déc. 2011, 13:52

En fait le seul endroit sur le web où l'on trouve de l'info sur la bête (aussi connue sous le nom Integated Computer System) est justement ce post à la WDA :hypnodisk: on peut voir quelques photos sur ce site américain mais ça ne va pas guère plus loin que ça :wall:
La société Learning Tree qui existe toujours ne répond pas aux demandes d'information.

En définitive je ne peux compter que sur l'aide que l'on peut m'apporter au travers de ce forum mais finalement c'est assez plaisant de bosser sur un truc sur lequel personne n'a jamais rien publié sur le web ::wink: .

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Re: [Restauration] - Mono board 8080 ICS Learning Tree

Message non lupar leduigou » 07 déc. 2011, 11:54

Pour info, j'ai dans les soft sous flex2 un assembleur, un déassembleur et un émulateur de 8080.
Il faut juste les binaires des fichiers à analyser sous format informatique. ::roll:

Je fe fais un mail avec l'émulateur et les soft ...

Je sais ce que c'est que d'être le seul sur le net à parler d'une machine ... :think:
Cordialement
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Re: [Restauration] - Mono board 8080 ICS Learning Tree

Message non lupar Krapoutchik » 07 déc. 2011, 13:06

Merci ! :P
J'ai plus qu'à dumper les 2708 à la main :bullwhip: Je n'ai que 3Ko à faire dont 1K de moniteur, finalement ça devrait me faire 6000 caractères à taper à la main, le plus long vont être les séances de vérifications car là je n'ai pas le droit à l'erreur :naughty: , sigma 6 obligatoire, mieux que les compagnies aériennes :eeeek:

C'est sûr qu'on est pas beaucoup à s'acharner à faire revivre des trucs inconnus ou très mal documentés.
/mode lyrique ON/ Moi ça me fait un peu l'impression d'être un explorateur qui va dans des endroits où personne ne va /mode lyrique OFF/ et j'en retire bien plus de satisfaction :8:

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Re: [Restauration] - Mono board 8080 ICS Learning Tree

Message non lupar Krapoutchik » 17 janv. 2012, 15:17

Deux petites nouvelles...
1- J'ai fini de dumper (copier) à la main l'eprom principale du moniteur :banana:.
En effet, la carte ICS permet l'examen de la mémoire, il ne reste plus qu'à examiner tous les emplacements mémoires de l'eprom puis recopier à la main la valeur lue sur les afficheurs dans un fichier sur un PC.
Ca a l'air simple et je confirme c'est vraiment très simple mais qu'est ce que c'est looooooooooooooooooong ::evil: , il m'a fallu environ 2 heures pour copier une eprom d'1Ko, comme un octet est codé sur 2 caractères (de 00 à FF) ça fait 2048 caractères. J'ai pu vérifier le résultat en lançant un émulateur de 8080 (merci Fred :clap: ) qui exécutait le contenu de mon fichier en mode pas à pas et en comparant avec l'exécution sur la carte ICS en mode pas à pas également, et hop encore une heure de test :doh:

Bon, maintenant il ne me reste plus copier les 2 autres eproms je me demande si je n'ai plus vite fait de fabriquer un adaptateur d'eprom 2708 vers 2716 puisque mon programmateur d'eprom ne lit pas les 2708 qui nécessitent 3 tensions (-5, +5, +12), YAPLUKA comme dirait l'autre :mrgreen:

2 - Je cherchais un soft d'OCR pour transformer en texte les 760 pages de doc scannées au format image, j'en ai essayé plusieurs et les résultats ont été tellement décevant que je vais laisser la doc au format image PDF ::twisted: .

Avis à la population : Je cherche toujours un 8080 pour pouvoir réparer l'autre carte.

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Re: [Restauration] - Mono board 8080 ICS Learning Tree

Message non lupar Krapoutchik » 05 févr. 2012, 17:40

Hello tous,

Et voilà la deuxième carte fonctionne :party:

Finalement j'ai effectué les tests avec le seul 8080 OK sur les deux et j'ai trouvé le petit circuit maudit qui mettait la grouille, il s'agit d'un µPB201C de NEC plus connu sous le nom 7400, c'est un quadruple NAND.
Quand je change un circuit je n'essaye pas de le dessouder je lui coupe les pattes (c'est mon coté sadique :mrgreen: ) puis j'enlève tranquillement les pattes encore soudées et dégage les trous avec une pompe à dessouder manuelle, ça a le grand avantage d'aller vite et de ne pas faire souffrir le circuit imprimé.
µpb201C.jpg
NEC µPB201C


Une petite vue d'ensemble, je regrette simplement d'avoir changé le circuit par un autre datant de 92 au lieu 73 comme le circuit d'origine.
carte ok.jpg
ICS learning tree OK


Heureusement que ce n'était pas les EEPROM's d'HS car, après vérification, le moniteur n'est pas du tout le même malgré les grandes similitudes entre les 2 cartes.
J'en profite pour mettre les équivalences entre circuits NEC comportant une racine à 3 chiffres et circuits classiques car les datasheets sont introuvables.
μPB201 = 7400
μPB202 = 7410
μPB203 = 7420
μPB204 = 7430
μPB205 = 7440
μPB206 = 7450
μPB207 = 7451
μPB208 = 7453
μPB209 = 7454
μPB210 = 7460
μPB211 = 7470
μPB212 = 7472
μPB214 = 7474
μPB215 = 7401
μPB216 = 7421
μPB217 = 7475
μPB219 = 7490
μPB222 = 7492
μPB223 = 7493
μPB224 = 7476
μPB225 = 7473
μPB226 = 7495
μPB227 = 7442
μPB230 = 7483
μPB232 = 7402
μPB233 = 7411
μPB234 = 7408
μPB235 = 7404
μPB236 = 7405
μPB237 = 7437
μPB238 = 7438

C'est la fin du stage chez moi pour les 2 cartes ICS, elles vont aller retrouver un petit nid douillet dans les profondeurs de la WDA :bawling: !
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Re: [Restauration] - Mono board 8080 ICS Learning Tree

Message non lupar leduigou » 05 févr. 2012, 19:21

C'est super!
Tu as de l'or entre les mains ...

Bravo :clap: :clap: :clap:
Cordialement
Frédéric

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Re: [Restauration] - Mono board 8080 ICS Learning Tree

Message non lupar Krapoutchik » 05 févr. 2012, 19:32

Arf, je préférerais en avoir dans les poches ::lol: ::lol: trop facile celle là ::lol:
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Re: [Restauration] - Mono board 8080 ICS Learning Tree

Message non lupar hatokuro » 06 févr. 2012, 06:02

Et bien quelle travail par contre sur cette photo :

µpb201C.jpg
NEC µPB201C

on vois sur la gauche des petit tube transparent avec des lignes dessus je me demande ce que c'est ?
Modifié en dernier par Casio le 07 oct. 2013, 16:42, modifié 3 fois.
Raison : Modif. par Casio : Mise en local des clichés !


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