Die Hybriden: Atari 1600XL und 1650XLD

Atari 1600XL / 1650XLD

Inhaltsverzeichnis

Entwicklungsgeschichte

Der Umstand, dass der Atari XL zum sich bereits nach nicht einmal zwei Jahren auf dem Markt schon zum Standard etablierenden IBM PC nicht kompatibel ist und er sich daher nicht für größere Firmen eignet, ließ sich planerisch auch dadurch umgehen, dass man zwei Systeme in ein Gehäuse packt und beide dieselbe Hardware nutzen lässt – auf diese Weise ließe sich beispielsweise in einem Homeoffice bereits vorhandene Software vom Atari 400/800 oder XL weiter nutzen sowie auch die Büroarbeit erledigen, die auf einem IBM PC erstellt wurde. Das ab April 1983 von der Special Products Division unter der Federführung von Jim Tittsler und in Zusammenarbeit mit dem japanischen Elektronikspezialisten Tōshiba entwickelte Projekt Shakti basiert wie alle anderen professionellen XL-Modelle auch auf dem 800XL und entspricht in der Ausstattung weitgehend dem 1450XLD, auf der Platine befindet sich aber noch ein weiterer Rechner auf Basis des Intel 80186-Prozessors, der die XL-Hardware inklusive aller Peripheriegeräte nutzen können sollte. Als einzige XL-Systeme verfügen 1600XL und 1650XLD über eine extern angeschlossene Tastatur – für die Prototypen wurde die Tastatur eines Toshiba T300 Computers genutzt. Wie der 1400XL und der erste 1450XLD wurde aber auch dieses Projekt vom neuen CEO James Morgan im September 1983 auf Grund der strategischen Neuausrichtung erst einmal zurückgestellt, im Dezember 1983 dann ganz von der Liste zukünftiger Projekte gestrichen. Teile des Entwurfs werden vier Jahre von Tittsler und seinem Team im Atari PC wieder verwendet. Waren beim ersten Prototyp noch mehrere Erweiterungssteckplätze vorhanden (den Bildern nach zu urteilen im XT-Format), finden sich auf dem späteren Mainboard-Prototyp nur noch zwei 96-polige Anschlüsse, die dem Europakarten-Bus öhneln.

Modelle

Ausgehend von den Entwicklungsstufen und Planungen kann man mehrere Modelle unterscheiden:

1600XL mit zwei 5,25″-Diskettenlaufwerken
1650XLD mit zwei 3,5″-Diskettenlaufwerken

Bilder

Atari 1600XL / 1650XLD
Einzelne Bilder zum Vergrößern anklicken
Bildquellennachweise:
Bilder der Konzeptstudien und des Mainboards mit freundlicher Genehmigung von Curt Vendel (atarimuseum.com)
Bilder des Prototypen mit freundlicher Genehmigung von Jim Tittsler



Aufbau

Mainboard
Naturgemäß gibt es im Laufe der Entwicklung eines Computersystems verschiedene Entwicklungsstufen, wozu auch stark unterschiedliche Mainboard-Layouts gehören. Die nachfolgende Darstellung ist von einem nach Jim Tittslers Angaben späteren Prototypen-Mainboard (s. auch Curt Vendels Fotos weiter oben). Von der früheren Version mit XT-Steckplätzen existiert leider kein ausreichend gutes und verwertbares Bildmaterial für eine Rekonstruktion.

Mainboard
Mainboard 1600XL


Prozessoren

Prozessor 1: Atari SALLY
Zum Einsatz kommt eine Modifikation des weit verbreiteten 6502 von MOS Technologies unter dem Namen SALLY (Atari-Teilenummer C014806, manchmal fälschlicherweise – auch von Atari selbst – als 6502C bezeichnet). Der Prozessor kann auf einen Adressraum von 65536 Bytes zugreifen. Der Systemtakt beträgt beim 1200XL 1,79 MHz. Der 1975 eingeführte 6502 ist ein 8-Bit-Mikroprozessor mit 3510 Transistoren und einem 56 Befehle umfassenden Befehlssatz, der Adressbus hat eine Breite von 16 Bit. Verbaut ist er in einem 40-poligen DIP-Gehäuse (Dual In-line Package). Der Unterschied von SALLY zum Standard-6502 liegt vor allem am an Pin 35 angebrachten HALT-Signal, wodurch Atari vier Chips einsparen konnte, ANTIC und GTIA können somit den Prozessor direkt ohne Umwege zum Anhalten zwingen. An Pin 36 liegt ein Lese- und Schreibsignal (R/W) an. Beide Pins sind beim Standard-6502 nicht belegt.

Atari SALLY C014806


Prozessor 2: Intel 80186
Der 16-Bit-Mikroprozessor Intel 80186 ist ein recht unbekannter Vertreter der bis heute gefertigten x86-Schiene und erschien im Jahr 1982. Gefertigt wurde der Prozessor in 3µm-NMOS-Technik, er besitzt 55.000 Transistoren, einen 16-Bit-Datenbus und einen 25-Bit-Adressbus. Im Atari-Prototyp wird das Modell in der Bauform CPGA (Ceramic Pin Grid Array) mit 68 Pins verwendet, weitere Bauformen sind LCC und PLCC ([Plastic] Leaded Chip Carrier, 68-polig) im Sockel und – nur als Prototyp gefertigt – PQFP (Plastic Quad Flat Package, 100-polig fest verlötet). Der 80186 arbeitet mit Taktfrequenzen zwischen 6 und 25 MHz.

Spezialchips

Alpha-Numeric Television Interface Controller (ANTIC)
Der 40-polige Alpha-Numeric Television Interface Controller (Teilenummer C012296) ist der primäre 2D-Grafik-Coprozessor der 8-Bitter von Atari. Er wurde ab Januar 1977 auf Basis des TIA des Video Computer Systems entwickelt, im August 1977 konnte ein erster handverdrahteter Prototyp präsentiert werden, um den herum dann die Atari Heimcomputer entstanden. Mitgearbeitet haben Joe Decuir, Francois Michel und Steve Smith unter der Federführung von Jay Miner. ANTIC kümmert sich um die Erzeugung der Grafiken, die an den GTIA-Chip geliefert und von diesem eingefärbt werden. Dabei kann er per DMA auf den gesamten Arbeitsspeicher-Bereich zugreifen – während dieser Zugriffe wird übrigens der Hauptprozessor angehalten. Benutzer oder Computer hinterlegen eine sogenannte "Display List" im Arbeitsspeicher, ANTIC wertet diese dann aus und erstellt daraus dann den Bildinhalt. Bei Erreichen oder Verlassen bestimmter Bildschirmpositionen kann ANTIC Unterprogramme ausführen (Display List Interrupt), wodurch zeilenabhängige Manipulationen der Bildschirmanzeige vorgenommen werden können (beispielsweise das ändern der Farbe). ANTIC unterstützt das Scrolling.

Atari ANTIC


Graphics Television Interface Adapter (GTIA)
Der 40-polige Graphics Television Interface Adapter (NTSC: C014805, PAL: C014889, SECAM: C020120) erschien 1982 als Weiterentwicklung des CTIA und kümmert sich vorwiegend um die Ergänzung der vom ANTIC bereitgestellten Bilddaten. Diese werden in das Hintergrundbild kopiert und einer Kollisionsprüfung unterzogen – eine Methode, die zur vereinfachten Erstellung von Spielen mit interaktiven Objekten und schnellem Spielgeschehen dient. Vom GTIA aus gehen die Bilddaten dann an den HF-Modulator bzw. an die Monitorschnittstelle. Die Farbpalette des GTIA beträgt 16 Farben in jeweils 16 Helligkeitsstufen, was 256 Farbschattierungen entspricht. Der GTIA kümmert sich zudem um die Abfrage der Controllerports und einiger Tasten.

Atari GTIA


Potentiometer and Keyboard Integrated Circuit (POKEY)
Der 40-polige Potentiometer and Keyboard Integrated Circuit (C012294) ist in erster Linie ein Soundchip, kümmert sichaber auch um die Abfrage der Tastatur und den Betrieb der SIO-Schnittstelle. Er verfügt über vier Tonkanäle mit jeweils einer Rechteckschwigung mit frei einstellbarer Hüllkurve und Frequenz. Einzelne Tonkanäle können paarweise zusammengeschaltet werden. In Zusammenarbeit mit dem Prozessor kann POKEY auch digitalisierte Samples abspielen, die dazu benötigte Rechenleistung des Prozessors ist allerdings recht hoch, weswegen von beispielsweise Sprachausgabe nur sehr selten Gebrauch gemacht wurde. POKEY stellt die verarbeiteten Daten anschließend an den HF-Modulator bzw. die Monitorschnittstelle bereit. Neben den 8-Bit-Computern und der Konsole 5200 findet sich POKEY auch in einigen Atari Arcadespielen sowie in zwei Videospielmodulen für die Konsole 7800 wieder.

Atari POKEY


FREDDIE
Der 40-polige Multiplexer-Chip FREDDIE ermöglicht es dank Bankswitching, mehrere Speicherbänke anzusprechen, wodurch auch mehr als die vom 6502 ansprechbaren 64 kB Arbeitsspeicher möglich sind, da FREDDIE immer nur die eine benötigte Bank für den Prozessor einblendet. Außerdem ließen sich dank FREDDIE einige Logikschaltungen auf dem Mainboard streichen, was zusätzliche Kostenersparnis in der Herstellung bedeutete.

Memory Management Unit (MMU)
Der zwanzigpolige Speicherverwaltungschip (Atari-Teilenr. C060618) ermöglicht es, auf die Hardwareregister von ANTIC, GTIA, POKEY und PIA zuzugreifen und steuert nebenbei die System-ROMs sowie das BASIC-ROM. Das PORTB-Register (D301/16) wurde im Unterschied zur 400/800-MMU von einer Eingabe- in eine Ausgabeleitung umgewandelt, worin auch der Grund für die Streichung der Controllerports 3 und 4 bei den XL- und nachfolgende Modellen steckt.

Atari MMU

Controller: Hitachi HD6303RP
Beim HD6303 handelt es sich um einen 8-Bit-CMOS-Controllerchip, der in einem 40-poligen DIL-Gehäuse verbaut ist. Er verwaltet vorwiegend die parallelen und seriellen Schnittstellen und besitzt selbst 128 Bytes an Arbeitsspeicher.

Intervall-Timer: OKI M82C53-2
Der M82C53 ist ein programmierbarer CMOS-Intervall-Timer im 28-poligen DIP-Gehäuse.

Interne Hardware

Modem
Das interne Modem, technisch gleichzusetzen mit dem externen Modem 1030, hat eine Geschwindigkeit von 300 Bd, kann also 300 Symbole pro Sekunde übertragen. Der Computer wird zur Nutzung des Modems zwischen Telefon und Hausanschluss angeschlossen – das Kabel geht vom Hausanschluss in den Computer, ein zweites Kabel verbindet dann den Computer mit dem Telefon über den durchgeschleiften Anschluss.

Diskettenlaufwerk
Je nach Modell kommen hier entweder zwei 5,25″- oder zwei 3,5″-Diskettenlaufwerke zum Einsatz. Während die 5,25″-Technik bereits seit einigen Jahren etablierter Standard war, kam die 3,5″-Technologie erst im Jahr 1983 auf den Markt und hatte anfangs eine Speicherkapazität von 360 kB. Größter Vorteil der neuen Disketten war neben der handlicheren Größe die Stabilität des Gehäuses, das nun aus Hartplastik bestand, sowie der üblicherweise blecherne, seltener aus Plastik bestehende Staubschutzschieber, der erst beim Einlegen der Diskette ins Laufwerk von diesem beiseitegeschoben wird. Schreibschutz erfolgte nun nicht mehr durch einen anzubringenden Aufkleber, sondern durch einen im Gehäuse integrierten Schiebeschalter. Abgesehen davon wurden in den Folgejahren immer höhere Speicherkapazitäten möglich, die 1991 2,88 MB erreichte. Welche Kapazitäten in den beiden Atari-Modellen geplant waren, ist nicht genau bekannt, man kann aber in beiden Fällen von 360 kB-Laufwerken ausgehen.

Schnittstellen

Die wohl wichtigste Schnittstelle der 8-Bit-Computer von Atari ist die SIO-Schnittstelle (Serial Input/Output), sie dient zum Betrieb von intelligenten Peripheriegeräten, die mittels Identifikationsnummern auseinandergehalten werden. Hierbei kommt ein spezielles Übertragungsprotokoll und ein einzigartiger Stecker zum Einsatz. Peripheriegeräte werden in einer Kette hintereinander an die SIO-Schnittstelle angeschlossen (sogenanntes „Daisy Chaining“), wobei manche Geräte als SIO-Endglied ausgeführt sind. Bei den Geräten mit zwei SIO-Buchsen dient eine der Kommunikation des Gerätes mit dem Computer (Serial Bus Input), die andere zum Anschluss und zur Verwaltung eines weiteren Gerätes (Serial Bus Extender). Entwickelt wurde die Schnittstelle unter Mitarbeit von Joseph "Joe" Decuir, der Jahre später auch am USB-Standard mitarbeiten wird – SIO kann damit durchaus als Vorläufer von USB betrachtet werden. Bei beiden Modellen kommen außerdem noch zwei Modemschnittstellen hinzu, über die eine wird der Computer mit der Telefonleitung verbunden, die andere dient dann zum Anschluss des Telefons. Neu ist hier der Expansionsport, der Steckkarten oder Geräte mittels einer 96-poligen VG-Kontaktleiste (vgl. VME oder Europakarte) aufnehmen kann. Ob dieser in dieser Art im fertigen Modell integriert worden wäre oder ob man auf herkömmliche XT-Steckplätze, wie in einem früheren Prototyp bereits vorhanden, gesetzt hätte, ist nicht gesichert.

Schnittstellen
Schnittstellen 1600XL
Schnittstellen-Bezeichnung Schnittstellen-Typ Anschluss für…
Controller 1 D-Sub-Buchse männl., 9-polig, ohne Schraubbolzen Joysticks, Trackballs, Paddles, Lightpens, Light Guns, Tabletts etc.
Controller 2 D-Sub-Buchse männl., 9-polig, ohne Schraubbolzen Joysticks, Trackballs, Paddles, Lightpens, Light Guns, Tabletts etc.
Tastatur DIN-Rundbuchse weibl., 5-polig Tastatur
SIO Molex-Spezialbuchse männl., 13-polig Laufwerke, Drucker, Modems
Cartridge Platinensteckbuchse, 30-polig Steckmodule
Expansion 2× VG-Leiste, 96-polig Systemerweiterungen
Parallel D-Sub-Buchse weibl., 25-polig Drucker
Seriell D-Sub-Buchse männl., 25-polig Drucker, Modems
Monitor DIN-Rundbuchse weibl., 5-polig Computermonitor, Fernseher (via AV-Kabel)
Modem RJ11-Buchse Telefon-Hausanschluss
Modem RJ11-Buchse Haustelefon


Technische Daten

Prozessoren Atari SALLY
Intel 80186
Systemtakt 1,79 MHz (SALLY)
Arbeitsspeicher ab Werk (RAM) 256 kB
Festspeicher (ROM) 24 kB
Betriebssystem Atari XL-OS + MS-DOS
Grafikchips Atari Alpha Numeric Television Interface Controller (ANTIC)
Atari Graphics Television Interface Adapter (GTIA)
XL-Grafikmodi Grafikstufe 0: 40×24 Pixel, 2 Farben
Grafikstufe 1: 20×24 Pixel, 5 Farben
Grafikstufe 2: 20×12 Pixel, 5 Farben
Grafikstufe 3: 40×24 Pixel, 4 Farben
Grafikstufe 4: 80×48 Pixel, 2 Farben
Grafikstufe 5: 80×48 Pixel, 4 Farben
Grafikstufe 6: 160×96 Pixel, 2 Farben
Grafikstufe 7: 160×96 Pixel, 4 Farben
Grafikstufe 8: 320×192 Pixel, 2 Farben
Grafikstufe 9: 80×192 Pixel, 16 Farben
Grafikstufe 10: 80×192 Pixel, 9 Farben
Grafikstufe 11: 80×192 Pixel, 16 Farben
Farbpalette 256
Soundchip Atari Potentiometer and Keyboard Integrated Circuit (POKEY)
Soundkanäle 4 PSG
Laufwerk 1600XL: 2× 5,25″ Diskettenlaufwerk
1650XLD: 2× 3,5″ Diskettenlaufwerk
Modem 300 Baud
Tastatur Schreibmaschine, extern angeschlossen
Hersteller USA Atari, Inc., 1173 Borregas Avenue, Sunnyvale
Japan Tōshiba Corporation, 1-1, Shibaura 1-chome, Minato, Tokyo
Entwicklungsbeginn April 1983
Vorstellung nie öffentlich präsentiert
Einstellung der Arbeiten September 1983
Im Handel nicht erschienen



Peripherie

Atari-Modell Art Anschluss per
1010 Kassettenlaufwerk SIO
1020 Stiftplotter SIO
1025 Matrixdrucker SIO
1027 Briefdrucker SIO
1029 Matrixdrucker SIO
1030 Modem SIO
1050 Diskettenlaufwerk SIO
CX75 Lichtstift Controller
CX77 Touch Tablet Controller
CX80 Trackball Controller
nicht erschienene Hardware:
1027PLUS Typenraddrucker SIO
1053 Diskettenlaufwerk SIO
1055 Diskettenlaufwerk SIO
1060 Betriebssystem-Modul SIO
1090 Erweiterungssystem SIO

Letzte Seitenbearbeitung: 11. November 2021