Modificación de Atari MegaST4

La modificación que se detalla en esta entrada consiste en la instalación de una tarjeta aceleradora PAK68/3 en un ordenador Atari MegaST4. Toda vez que la tarjeta permite ser desactivada temporalmente para garantizar compatibilidad en determinadas situaciones, se aprovecha la modificación para reemplazar el TOS original (TOS 1.02) por una versión mejorada (TOS 1.04, Rainbow).

En líneas generales, la tarjeta PAK68/3 presenta las siguientes características.

  • Procesador 68030 de 32 bits con caché de datos en chip, MMU.
  • Coprocesador 68881 o 68882.
  • Caché de segundo nivel de 32 KB (ampliable).
  • Frecuencia de reloj de 32 a 50 MHz.
  • Posibilidad de instalar un TOS 3.06 adaptado del Atari TT.

El principal inconveniente, tal vez, resulta de la escasez de documentación en idioma inglés o español, al encontrarse la práctica totalidad de la documentación de configuración y uso disponible solamente en idioma alemán.

Previamente a la instalación de la tarjeta será necesario realizar la retirada del procesador 68000 original, y la posterior colocación de un zócalo de 64 pines. Se retiran también los dos integrados ROM con el TOS original, procediendo a la instalación de un TOS 1.04 por medio de seis integrados EPROM 27C256, para lo cual será necesario modificar la configuración de diversos jumpers situados en la placa base, y retirar el integrado instalado en U12 (74LS11).

ROM W2 W3 W4 U12
256k 1-2 1-2 Cerrado Retirar 74LS11
1Mx2 2-3 2-3 Abierto Colocar 74LS11
1Mx6 2-3 2-3 Cerrado Retirar 74LS11

Este TOS de respaldo será utilizado únicamente cuando se desactive la tarjeta PAK68/3 a efectos de compatibilidad con aplicaciones que así lo requieran; en todo caso, el uso de la tarjeta PAK68/3 requiere de un TOS 2.06 o superior, toda vez que las versiones anteriores no reconocen el funcionamiento de procesadores superiores al 68000.

La versión del TOS que se ha instalado en la propia tarjeta PAK68/3 es un TOS 3.06 alemana parcheada para soporte del MMU. Desafortunadamente, no ha sido posible encontrar una versión en idioma inglés, o instrucciones para realizar el parche sobre una versión inglesa común.

Situación inicial previa a la instalación de la tarjeta PAK68/3
Situación inicial previa a la instalación de la tarjeta PAK68/3
Retirada de procesador 68000 previa a colocación de zócalo de 64 pines
Retirada de procesador 68000 previa a colocación de zócalo de 64 pines
Visión general de tarjeta PAK68/3 con 68030 y 68882
Visión general de tarjeta PAK68/3 con 68030 y 68882

Se han realizado diferentes pruebas utilizando tanto osciladores de 32 MHz como de 50 MHz, empleando integrados apropiados en la tarjeta aceleradora, sin que se haya podido garantizar un funcionamiento estable a la frecuencia de 50 MHz. Según las referencias que se ha podido localizar, sería necesario sustituir diferentes integrados (al menos los drivers 74LS244 y latches 74LS373, por versiones tipo F, más rápidos) en la propia placa base del Atari MegaST para lograr un funcionamiento correcto a esta frecuencia, algo que se está todavía investigando.

Por el contrario, el funcionamiento a la frecuencia de 32 MHz resulta completamente estable obteniéndose un incremento de rendimiento espectacular en las pruebas realizadas.

La configuración de los diferentes jumpers de la placa es la siguiente (en negrita la configuración utilizada para la tarjeta PAK68/3 de referencia en esta instalación):

Jumper Nombre Abierto Cerrado
J1 MMU MMU habilitada MMU deshabilitada
J2 Caché de CPU Caché habilitada Caché deshabilitada
J3 FPU FPU deshabilitada FPU habilitada
J4 Caché de segundo nivel (SLC) SLC habilitada SLC deshabilitada
J5 Activación de tarjeta PAK PAK deshabilitada PAK habilitada
J6 ??? ??? ???
J7 ROM en PAK 1-2 | activar ROM en PAK 2-3 | desactivar ROM en PAK
J8 ROM_CS 1-2 | /ROMCS conectado a GND para acceso rápido 2-3 | /ROMCS conectado a /ROMOE
J9 CPUCLK 1-2 | reloj asíncrono, usa cristal en tarjeta PAK (32 MHz a 50 MHz) 2-3 | usa reloj en placa base MegaST para generar frecuencia de ~16 MHz
J10 FPUCLK 1-2 | reloj asíncrono, usa cristal en tarjeta PAK (32 MHz a 50 MHz) 2-3 | usa reloj en placa base MegaST para generar frecuencia de ~16 MHz
J11 Control de caché 1-2 | a través de MMU abierto, siempre activado

El pin 1 de cada jumper se encuentra marcado con un recuadro, lo que facilita su identificación.

La tarjeta PAK68/3 puede activarse o desactivarse actuando sobre el jumper J5; en caso de desactivación, se utilizaría el procesador 68000 de respaldo que va montado en la tarjeta PAK68/3, y el TOS que iría instalado en la placa base del MegaST.

Detalle de Sysinfo con tarjeta PAK68/3 activada
Detalle de Sysinfo con tarjeta PAK68/3 activada
Detalle de GEMBench con tarjeta PAK68/3 activada
Detalle de GEMBench con tarjeta PAK68/3 activada

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