GNET – Netzwerk für Z80-Rechner

von Enrico Grämer

 

Das GNET ist eine Abwandlung des allgemeinen Schaltungsaufbaus „KC-Net“, aus dem auch das M052 (Netzwerk- und USB-Modul für den KC85/4) sowie die Netzwerkkarte für Rechner mit dem ROBOTRON-Bus „K1520“ entwickelt worden sind.

Mechanisch ist das GNET analog zum GIDE in der KC-Club Edition aufgebaut, d.h. es wird anstelle des Z80-Prozessors in die entsprechende Fassung gesteckt. Das GNET wiederum nimmt den Z80-Prozessor auf. Beide Bausätze sind kompatibel, so dass sie auch übereinander gesteckt und gleichzeitig betrieben werden können.

Das GNET benötigt vier aufeinanderfolgende freie I/O-Adressen und eine Z80 CPU im DIP-Gehäuse. Die Basisadresse lässt sich mit den Jumpern JA2 bis JA7 im Standard-I/O-Bereich von 00h bis FCh einstellen. Sind alle Jumper offen ist die Adresse 00h eingestellt. Sind alle gesetzt, ist es die Adresse FCh. Ein Interrupt-Betrieb ist bei der Hardware bereits vorgesehen, wird von der Software jedoch noch nicht benötigt. Da es keine schnelleren PIOs gibt, darf der Rechner-Takt nicht mehr als 10 MHz betragen.

Die bereits vorhandene Software setzt ebenfalls eine Z80-CPU, des weiteren 64 kB RAM und ein zu CPM 2.2 kompatibles Betriebssystem vorraus.

Allgemeine Informationen zu Ethernet, und im speziellen, zum verwendeten Wiznet-Modul, diverse Schaltpläne und Software sind auf SUSOWAs Homepage http://susowa.homeftp.net/ zu finden.

Um das richtige Timing für den Bus gewährleisten zu können, erfolgt die Anbindung des Netzwerkmoduls „Wiznet 810MJ“ per Z80-PIO. Aktuelle Informationen zum Wiznet-Modul sind beim Hersteller unter http://www.wiznet.co.kr/ zu finden.

Zur Busanpassung zwischen Z80-PIO und Wiznet-Modul dient ein AVR-Controller. Er arbeitet transparent. Für die Erstellung der AVR-Firmware ist je GNET eine MAC-Adresse einer alten und nicht mehr zu benutzenden Netzwerkkarte vom Anwender an SUSOWA zu schicken, damit die spezifische Firmware für den einzelnen AVR-Controller erstellt werden kann. Jede MAC ist weltweit einmalig.

 

Da es Rechner gibt, bei denen zwischen CPU und der restlichen Hardware Bustreiber geschaltet sind, wird „/RD“ zur CPU-Fassung auf dem Rechner-Board hin maskiert. Ansonsten würde es beim Lesezugriff auf das GNET zu Datenkollisionen zwischen GNET und dem Datentreiber des Rechners kommen. Diese Funktion ist mit J4 und deren Leiterbahnverbindung zwischen Anschluss 1 und 2 bereits fest vorgegeben. Wer die CPU nicht auslöten und auf das GNET setzen möchte, oder anderweitige Gründe hat, muss diese Leiterbahn unterbrechen und eine Brücke zwischen Anschluss 2 und 3 von J4 setzen.

Für den Fall, dass es bei der Inbetriebnahme zu Problemen kommt, ist auch noch ein Debug-Interface am AVR vorhanden. Die seriellen Datenleitungen „RxD“ und „TxD“ des AVRs werden mit dem MAX 202 (SMD) auf V24-Pegel angepasst und stehen auf der Pfostenleiste J9 zur Verfügung. Für die Anzeige der Debug-Ausgaben kann man ein beliebiges Terminalprogramm verwenden (9600, 8, N, 1, keine Flusskontrolle). „RxD“ von J9 wird mit TxD“ des Debug-Empfängers, „TxD“ von J9 mit „RxD“ des Debug-Empfängers und GND von J9 mit Masse des Debug-Empfängers verbunden.

Die Anzeige des Netzwerkzugriffs hat man beim Wiznet sehr gewöhnungsbedürftig gelöst.

Die 2 AND-Gatter U7 auf der 2. Schaltplanseite biegen das wieder gerade. Hierzu muss die RJ-Buchse vom Wiznet-Modul herunter- und auf die kleine Adapterplatine drauf gelötet werden. Für die richtige Funktion ist das aber nicht zwingend erfoderlich. Durch den Umbau leuchten dann, wie allgemein üblich, die grüne LED, wenn das Netzwerkkabel beiderseits gesteckt ist, und die gelbe LED blinkt bei Datenübertragungen.

Die LED D3 auf der 1. Schaltplanseite zeigt den Zugriff auf die PIO an.

 

Zusammenbau

Wie es meist so ist, macht es sich besser, wenn man mit den niedrigeren Bauteilen anfängt. Zuerst wird also der Spannungsregler U5 im SMD-Gehäuse aufgelötet.

Als nächstes kommt die Carrier-Fassung für U3 dran. Um einzelne Buchsen zu erhalten, zerteilt man eine 28 polige Präzisions-IC-Fassung. Von den Buchsen werden die Anschlussdrähte abgekniffen. Beim Einlöten sollte man mit Lötzinn sparsam umgehen, da die Buchsen sonst schnell zu sind. Für das Wiznet-Modul benötigt man 5 weitere Buchsen.

Danach kommen die Bauteile unter den ICs, die Fassungen für die DIP-ICs und die Fassungen im 2 mm Raster für das Wiznet-Modul dran. Dadurch hat man auch noch gleich eine gerade Auflagefläche zum Einlöten des MAX 202 und dessen Kondensatoren C4-C7, C21 und C22 auf der Lötseite.

Danach die restlichen Bauteile und Fassungen, dabei als letztes die SIL-Steckadapter. Die dickeren Anschlüsse müssen in die Platine. Als Alternative zum SIL-Steckadapter steht für beschränkte Platzverhältnisse auch noch die Kabeloption zur Verfügung. In dem Fall ist statt der Steckadapter eine 2-Reihe 40 polige Pfostenleiste von der Lötseite her unter die CPU-Fassung zu löten. Auf die eine Seite des Flachbandkabels wird die Pfostenbuchse und auf die andere Seite wird der DIL-Steckadapter gequetscht. Das Kabel sollte möglichst kurz sein.

Wie bereits geschrieben, nun der schwierigere Teil; die Netzwerkbuchse soll herunter.

Die Buchse lässt sich ganz gut mit einem ziemlich heissen Lötkolben und Entlötlitze herrunterbekommen. Sollten die Anschlüsse sich nicht gleich vom Lötzinn befreien lassen, kann man nochmal mit normalem bleihaltigen Lötzinn (niedrigerer Schmelzpunkt) nachlöten, und dann die Augen wieder mit der Entlötlitze freisaugen. Die Anschlussdrähte bleiben gern an der Bohrungsinnenwand kleben, da hilft ein Schraubenzieher. Anschliessend kann man die Buchse vorsichtig herrunterhebeln. Hierbei muss aber wirklich vorsichtig vorgegangen werden, denn die Platine ist in Multilayer ausgeführt.

Zur Führung werden die Steckadapter (die dünnere Stiftseite) in die Buchsen für das Wiznet-Modul gesteckt und auf der anderen Seite mit dem Modul verlötet.

RJ-Buchse und 100 nF-Kondensatoren kommen auf die Adapterplatine.

Das Kabel zwischen GNET und Adapterplatine darf bis zu 50 cm lang sein. Zur sicheren Funkion ist es aber zwingend erforderlich, dass man dafür verdrillte Adernpaare nimmt. Die einzelnen Anschlüsse sind entsprechend der 2. Schaltplanseite zu verpaaren und dem Platinenaufdruck entprechend 1:1 zu beschalten. Günstig ist dafür ein Netzwerk-Patchkabel.

Der Interrupt wir z.Z. nicht verwendet. Um definierte Pegel zu gewährleisten wird IEI (J5) mit

+5 Volt auf der Bestückungsseite verbunden.

 

Inbetriebnahme

Zuerst ist die Datei KCNET.INC an die Parameter des eigenen (Z80) CP/M-Systems anzupassen und die Netzwerk-Software für die gewählte Basisadresse des GNET zu übersetzen. Anschließend kann man das Netzwerk in Betrieb nehmen.

Mit dem Programm CPMNET.COM lässt sich das Netzwerk menügeführt konfigurieren und Testen. Wer so etwas unter Windows oder anderen Systemen schon mal gemacht hat, sollte damit keine Probleme haben. Mit dem Programm kann man auf der Transportschicht des TCP/IP-Stacks TCP- oder UDP-Dauerübertragungen ausführen. Als Gegenstelle gibt es z.B. für Windows das Programm AX1 von WIZnet.

Damit lassen sich gut sporadische Fehler und die maximale Geschwindigkeit feststellen. Letztere ist stark vom Takt der CPU abhängig.

 

 

Einige weitere Programme sind:

  • WOL.COM, zum aufwecken anderer Rechner per Wake-on-LAN Paket
  • TFTP.COM, Client und Server für das TFTP-Protokoll
  • FTP.COM, Client für das FTP-Protokoll

Die genauen Beschreibungen zu diesen Programmen und einiges mehr, kann man auf o.g. Homepage von SUSOWA, auch auf englisch, nachlesen.

 

Downloads:

GAL.rar

Plan1.pdf

Plan2.pdf

Plan3.pdf

 

Bestückungsplan: