Acorn BBC Micro Modell B [Acorn]

Nach dem BBC Master 128 habe ich nun den nächsten englischen Klassiker in der Sammlung. Der große Konkurrent von Sinclair, der BBC Micro Model B wurde von Acorn unter der Leitung von Tim Curry, einem ehemaligen Sinclair Mitarbeiter entwickelt und dominierte den Markt für Schulrechner in England. Als Prozessor wurde der gleich Chip verwendet wie im C64, der BBC bestach jedoch mit seiner großen Erweiterbarkeit.

Firmengeschichte
Chris Curry ist Mitarbeiter von Sinclair Radionics (1976) und wird von Sir Clive Sinclair ermutigt gemeinsam das Unternehmen Science of Cambridge (Soc) zu gründen. 1978 beginnt SoC mit dem Verkauf eines Microcomputerbausatzes – der MK14 – er scheitert bei der gewünschten

Weiterentwicklung an Sinclair. 1978 gründen Curry und Hermann Hauser (Dozent an der Uni Cambridge) die Firma Cambridge Processor Unit (CPU). 1979 wird Acorn Computer Ltd gegründet und beginnt mit der Entwicklung eines 6502-basierten Microcomputers. CPU gründet zusammen mit Andy Hopper die Orbis Ltd. Nach Differenzen mit Sinclair verließ Curry SoC.
Der Acorn System 1 wurde von Sophie Wilson entworfen, kostete 80 Pfund und bestand aus zwei Platinen. Darauf folgten die erweiterten und verbesserten System 2, 3, 4 und System 5 (6502-Chip mit 2 MHz).
1979 begann SoC mit der Entwicklung des Sinclair ZX80, was Tim Curry zum Anlass nahm das Atom-Projekt zu starten. Die Maschine entwickelte er zusammen mit Nick Toop. Dazu wurde ein Gehäuse entworfen und Komponenten eines Acorn System 3 verbaut. Der Atom war ein relativ erfolgreiches Projekt.
Danach wurde die Entscheidung gefällt noch nicht auf 16Bit zu setzen, sondern einen stark erweiterbaren 8-Bit Rechner zu entwerfen. Eine diese Erweiterungen war die Tube, eine Schnittstelle die einen zweiten Prozessor integrieren konnte. Dabei sollte die Tube die Berechnungen übernehmen und der 6502 für die Ein- und Ausgabe von Daten zuständig sein.
Großen Einfluss hatte die Dokumentation The Mighty Micro in der die bevorstehende Revolution des Microcomputer beschrieben wird. Daraus entstand das BBC Projekt „BBC Computer Literacy Project„. Für das Projekt wurde ein Rechner benötigt, mit dem bestimmte Aufgaben wie Computergrafik, Töne, Musik, Teletext, Steuerung von externer Hardware und künstliche Intelligenz den Zuschauern näher gebracht werden sollte.
Dafür gab es bestimmte Anforderungen die mit Sinclair Research, Newbury Laboratories, Tangerine Computer Systems, Dragon Data und Acorn Computers besprochen wurden.
Zu diesem Zeitpunkt wurde bei Acorn bereits am Atom Nachfolger gearbeitet (Steve Furber und Sophie Wilson). Plötzlich hatten beide Entwickler nur noch vier (!) Tage Zeit einen funktionierenden Prototypen, entsprechend den Anforderungen zu erstellen. Am Schluss machten sie tatsächlich das Rennen und erfüllten die Spezifikationen nicht nur, sondern übertrafen sie auch noch. Dies war der Acorn BBC Micro 🙂

Der BBC Micro
Das erste Gerät der Modellreihe BBC Micro ist 1981 erschienen: Model A – Spitzname „The Beep„. Der Rechner war vor allem in UK sehr beliebt, besonders in Schulen – 80 % der Schulen hatten einen BBC Mikrocomputer. Wie auch bei den anderen Rechnern dieser Zeit, ZX Spectrum und C64, konnte die Nachfrage kaum befriedigt werden, so dass es zum Teil zu großen Wartezeiten kam.
Modell A und Modell B sollten damals 235 bzw. 335 Pfund kosten, diese Preise mussten aber wegen der hohen Herstellungskosten auf 299 bzw. 399 Pfund erhöht werden. Acorn rechnete mit einem Gesamtabsatz von rund 12.000 Einheiten, aber letztendlich wurden mehr als 1,5 Millionen BBC Micros verkauft.

Hardware
Das Modell A bot 16 KB RAM, Modell B 32 KB RAM. Dieser Speicher wurde doppelt so schnell getaktet wie die CPU (2 Mhz 6502/6512) mit abwechselndem Zugriff auf die CPU und den Video-Display-Controller. Dadurch ergaben sich kaum Geschwindigkeitseinbußen. Zu diesem Zeitpunkt war Hitachi der einzige Lieferant für so schnelle DRAM Speicherchips.
Das Gerät enthielt eine Reihe zusätzlicher Eingabe-/Ausgabeschnittstellen: serielle und parallele Druckeranschlüsse; einen 8-Bit-Digital-I/O-Port für allgemeine Zwecke; einen Port mit vier analogen Eingängen, ein Lichtgriffel- und Schalteingang; und einen Erweiterungsstecker (der „1-MHz-Bus“) an den andere Hardware angeschlossen werden kann. Eine Econet-Netzwerkschnittstelle und eine Laufwerkschnittstelle waren optional erhältlich. Auf allen Motherboards war Platz für die elektronischen Komponenten, aber Econet wurde selten montiert. Darüber hinaus ermöglichte eine proprietäre Schnittstelle von Acorn, die als „Tube“ bezeichnet wurde, einen zweiten Prozessor. Von Acorn wurden drei Modelle eines zweiten Prozessors angeboten, die auf den CPUs 6502, Z80 und 32016 basierten. The Tube wurde später in Add-Ons von Drittanbietern verwendet, darunter eine Zilog Z80-Karte und ein Festplattenlaufwerk von Torch, mit dem die BBC-Maschine CP/M-Programme ausführen konnte.
Die Daten konnten auf Kassetten und Disketten gespeichert werden. Für die Unterstützung von Diskettenlaufwerken wird ein Diskettencontroller (WD1772 – in IC78) und ein entsprechendes ROM (DFS, ADFS oder auch Watford) benötigt. Dann steht das DFS (Disc Filing System) mit 100-800 KB pro Diskette bzw. das ADFS (Advanced Disc Filing System) mit 160 – 1280 KB zur Verfügung. Für Grafik bietet der BBC Micro eine Auflösung von 640×256 mit 8 Farben an. Der TI SN76489 Soundchip hat vier Kanäle (mono).

Alle Acorn Elektron und spätere BBC Rechner verwenden BASIC2, die früheren Computer BASIC1. Wenn du nicht sicher bist, welche BASIC-Version sich auf deinem Computer befindet, gibst du einfach nach dem Starten von BASIC (nach einem BREAK oder * BASIC) REPORT ein, um die Copyright-Meldung zu drucken. Wenn das Datum 1981 ist, ist BASIC1 installiert, 1982 bedeutet BASIC2.

B+64 und B+128
Beim B+64 wurde der Speicher auf 64 KB erhöht. Dabei wurden die zusätzlichen 32 KB in zwei Blöcke aufgeteilt, 20 KB für die Bildschirmanzeige (Shadow RAM) und 12 KB spezielles Sideways RAM.
Beim B+128 gab es nochmal zusätzlich 64 KB als 4 x 16 KB Sideways RAM Bänke
Mit diesen Rechnern wurde allerdings auch ein Fehler eingebaut indem der Intel 8271 Disketten-Controller mit einem Western Digital 1770 ersetzt wurde. Dadurch gab es Schwierigkeiten mit Spielen und anderen Programmen, die einfach nicht mehr verwendet werden konnten.

Wer das Bild meines BBC Micro näher angesehen hat, wird sich evt. fragen was die „Beschädigung“ links neben der Tastatur bedeutet. Wird neben BBC Micro der Begriff „ashtray“ (Aschenbecher) eingegeben wird man fündig 🙂 Hier eine der besten Erklärungen dazu aus dem BBC Stardot-Forum:

Das war für Plug-in-ROM-Karten zur Verwendung im Acorn Speech-System. Obwohl das „Speech Upgrade System“ die Sockel enthielt, wurden keine Plug-in-ROM-Platinen hergestellt.

So produzierten verschiedene Drittanbieter Produkte, die stattdessen den Ausschnitt verwendeten. Neben dem Viglen ROM-Cartridge-System gab es einen ZIF-Sockel (Zero Insertion Force), der mit der Hauptplatine verbunden war, so dass ROM-Chips seitlich ausgetauscht werden konnten, ohne dass die Abdeckung abgenommen werden musste.

BBC Master
Artikel auf Jungsis Corner

Links
Acorn Computer Forum
BBC Micro FAQ
Identifikation der Seriennummern
3,5“ PC Laufwerk am BBC Micro
Complete BBC Games Archive
Modern Retro Hardware List

Tips
Zuordnung der Seriennummer
Auf der Seite BeebMaster gibt es viele Infos zu Seriennummern der Acorn-Rechner. So lautet die Snr. meines BBC Micro „01-ANB01-3014946“. Dabei bedeutet „ANB01“: Tape only BBC Model B – also das Modell das nur einen Kassettenanschluss zur Verfügung stellt. Die Erweiterung für Diskettenlaufwerke fehlt hier und muss erst nachgerüstet werden.

Summen aus Lautsprecher
Ein offensichtliches Versehen im Herstellungsprozess führte dazu, dass eine beträchtliche Anzahl von „Model Bs“ ein konstantes Summen des eingebauten Lautsprechers erzeugten. Dieser Fehler konnte zum Teil behoben werden, indem ein Widerstand über zwei Pads gelötet wird
http://www.sprow.co.uk/bbc/doctor.htm#bzzzt

Composite auf Farbe
Schließe bei BBC Model B, Issue 7, einfach den Jumper S39, der sich in der Nähe der BNC-Buchse befindet

Abarbeiten von Befehlen
Wenn der Rechner einen Befehl ausführen muss, arbeitet er bei den ROMs von rechts nach links, von 15 abwärts. Wenn kein ROM den Befehl ausführen kann, sieht der Rechner auf dem Diskettenlaufwerk nach.

Dabei befinden sich in den fünf ROM Sockets meist ganz links das OS ROM und daneben das BASIC ROM, dann evt. noch ein DFS ROM (DiscFilingSystem) usw.

Sideways ROM
Sowohl beim BBC Micro als auch beim BBC Master gibt es auf dem Motherboard ROM-Sockel (vier beim BBC Micro), die „Sideways ROMs“ aufnehmen. Der BBC Micro wurde mit einem einzigen ROM geliefert, das BBC BASIC enthält. Dem Computer können weitere ROMs hinzugefügt werden, um die Software zu erweitern, die jederzeit verfügbar ist. Der seitliche Adressraum des Electron wurde nur durch Hinzufügen eines Plus-1-Add-Ons oder eines Äquivalents von Drittanbietern verfügbar gemacht. Der Plus 1 führte auch Kassettensteckplätze ein, die als Alternative zum Packen von ROMs in das BBC Master-Design übernommen wurden.

Sideways ROM ermöglichten das Hinzufügung neuer Dateisysteme zum Betriebssystem (z. B. das Disc Filing System) und für Anwendungs- und Dienstprogramm-Software. Software, die als ROMs geliefert wird, hat zwei Hauptvorteile: Sie wird sofort geladen und benötigt sehr wenig RAM für den Betrieb (und kann den dedizierten RAM-Bereich für ausgelagerte ROMs verwenden, den normale Software nicht benötigt). Dies ermöglichte Anwendungssoftware, mehr Arbeitsraum zu haben, als normalerweise möglich wäre, und Dienstprogramme wie Debugger können mit Software arbeiten, die im RAM gespeichert ist.

Sideways RAM
Zusätzlich zum ROM können dem RAM über den Sideways Adressraum RAM-Bänke hinzugefügt werden. Diese können entweder zum Laden und Verwenden von ROM-Images von Diskette oder als zusätzlicher Arbeitsbereich für Maschinencode-Programme verwendet werden.

Das BBC-Modell B ist fest verdrahtet, um das Schreiben in den Sideways-Bereich abzulehnen, so dass ein Schreibsignal von irgendwo abgerufen werden muss. Die Methoden unterscheiden sich, aber die zwei gebräuchlichsten Methoden sind: Entfernen von Chips von der Platine und Platzieren in einer Erweiterungsplatine, die die ursprünglichen Sockel der Chips belegt, und: Einbauen eines RAM-Moduls in einen ROM-Sockel, wobei eine fliegende Leitung mit einem Schreibsignal irgendwo auf der Platine verbunden ist.

Das 64-kB-Modell B + hatte 12kB „speziellen“ Sideways RAM. Dieser verwendete die seitliche Adresse, wurde jedoch vom oberen Bit des ROM-Auswahlregisters ausgewählt und konnte nicht zum Laden von ROM Images verwendet werden. Das 128-kB-Modell B+ hatte eine Erweiterungsplatine mit 64 kB „regulären“ Sideways RAM zusätzlich zu den 12kB „speziellen“ Sidewayas RAM auf der Hauptplatine.

Der BBC-Master verfügte über 64kB regulären Sideways-RAM und konnte mit Motherboard-Links konfiguriert werden, welche Banken ROM und welche RAM waren. Darüber hinaus hatte er 4kB „speziellen“ Sideways RAM und 8kB RAM über das Betriebssystem. Anders als beim B+, wo der „spezielle“ Sideways RAM für Benutzeranwendungen zur Verfügung stand, wurden diese Speicherbereiche auf dem Master als Arbeitsbereich für Betriebssystem und Diskettensystem verwendet.

Die Cartridge-Anschlüsse des Electron waren mit der Annahme verbunden, dass sie nur für ROMs verwendet würden, ähnlich wie beim BBC Micro. Die Master-Slots ersetzen das READY-Signal durch ein R/W-Signal, sodass auch RAM in die externen Cartridge-Anschlüsse gesteckt werden kann

Sideways expansion
Acorn MOS unterstützt bis zu 16 Sideways-Bänke. Aufgrund des begrenzten Platzes auf der Hauptplatine wurden zusätzliche Sideways-Sockel durch Erweiterungskarten von Drittanbietern zur Verfügung gestellt. Einige Boards, wie das Watford Electronics Sidewise Board, boten auch die Möglichkeit eines permanenten, batteriegepufferten RAM. Dadurch konnten Entwickler die neue Sideways-ROM-Software testen, ohne für jeden Versuch ein EPROM zu brennen. Ein Schreibschutzschalter könnte verwendet werden, um zu verhindern, dass der Inhalt des Sideways-RAMs geändert wird.