Próbálkozás 386 alaplap újraélesztésre

Mindig szerettem volna a retro PC gyűjteményemben tudni egy 386-ost, ami eddig valahogy kimaradt. Habár alapvetően gyakoriak az aprón, de esetemben szempont volt, hogy PS/2 csatolós legyen, kis helyet foglaljon miközben minél több funkció legyen integrálva a lapon.

Ősszel szembe is jött egy éppen ilyen, ICL gyártmányú mini 386SX alaplap, 2 x 1 MB memóriával.
Semmit nem lehetett tudni az állapotáról, épp csak felismerhető volt a termék, a mellékelt, nem túl nagy felbontású képen.
Jelképes, pár ezer Ft-ért volt fent, így vállaltam, akármilyen is megveszem. Más nem, jó lesz dísznek.

Pár nap múlva meg is érkezett. Gyorsan átnézve sérülésmentesnek tűnt, a lítium eleme stabilabb a korabeli társainál, nem folyt ki belőle maró anyag, nincs korrodálás.

Első ránézésre nincs itt semmi probléma, ez bizony gyorsan üzemben lesz. A tápja egyedi, de ez nem gond, már méricskélem is ki az érintkezőket a jól dokumentált ISA-BUS csatlakozóihoz képest, majd átrendezek egy AT-ATX tápcsatlakozó átalakítót, hogy a táp érintkezők a helyükön legyenek.
Mielőtt áram alá helyezném, észreveszek kisebb furcsaságokat, több SMD csatlakozópad üresen áll a lapon.
Nem probléma, biztos új revízió, vagy egyedi széria.
Ahogy egyre alaposabban vizsgálom, úgy tűnik egyre nagyobb mértékűnek a hiány ... keressünk már egy képet a neten, hogyan is kellene ennek kinézni.
https://theretroweb.com/motherboards/s/icl-cl386s,-cl386s-25,-cs386s,-cs386s-25
Számoljunk csak meg mi nincs rajta az én lapomon ... 1, 2, 3 ... meg sem állok 60-ig.
Ajjaj ... mégsem nyertem porszívót ... mehet a falra dísznek ... ezt bizony alkatrészforrásnak használták egy elektronikai műhelyben.

Na de csak nem adhatjuk fel ilyen könnyen, tök jó, minőségi terméknek tűnik. Nem létezik hogy nem lehet vele valamit kezdeni.
Az ICL neve Magyarországon kevésbé ismert, egyébként egy patinás angol számítógép hardver gyártó, aminek a története 1968-ig nyúlik vissza, amikor még szekrény méretben készültek a számítógépek. Végül a Fujitsu-ba olvadt bele a 90-es évek végén.
A hiányzó alkatrészek egyébként profi módon lettek leszedve. A legtöbb részen olyan mintha eleve nem is lett volna ott semmi. Egy érintkező sincs letépve.
Tudni kell, hogy az itt használt SMD méret (1,6 mm x 3,2 mm) feliratozott. 3 vagy 4 számjegyű kódokkal vannak ellátva. A neten sok olyan oldalt találhatunk ahol ezeknek a kódoknak a logikáját megismerhetjük. Még az SMD kondik is feliratosak, igaz azok már annyira kis halvány betűvel, hogy csak mikroszkóp alatt láthatóak.
Vagyis egy jó minőségű kép alapján is ki tudunk indulni.
Kifejezetten szimpatikus a lapon lévő, második generációs, 1990-ben bevezetett 28800-as ATI VGA csip. A lapon ennek már az 5. revíziója található. ATI VGA Wonder 16+ XL24 a pontos neve, 512 KByte videomemóriával van társítva.

Hirdetés

Kíváncsivá tesz az ICL márka. Ezelőtt nem láttam még ilyet, plusz ezek a régi gépek amúgy is kb. elpusztíthatatlanok.
Jó lesz ez. Essünk neki.

A pótláshoz a legegyszerűbb az lenne, ha lenne egy pont ilyenünk, amiről kimérjük magunknak.
Ez sajnos nincs, így irány vissza a theretroweb-re, ahol a feltöltött kép kiemelkedő felbontású.
... jobban megnézve, sajnos éppen nem elég jó. Csak 1-1 ellenállás 4 jegyű kódja ami beazonosítható, a legtöbb esetén nem lehet egyértelműen leolvasni az értékeket. Próbáltam összevetni azokat, amik a nálam lévő lapon is megvannak, hogy a jpg tömörítés melyik esetén milyen pacát készít, de ezzel egyértelműen lyukra futottam. Képtelenség ez alapján belőni.

Találtam hirdetést a neten, de az még rosszabb felbontású képekkel volt társítva, ráadásul hihetetlen koszosan volt fotózva.
Nem baj, arról is mentettem minden képet. Ki tudja mikor jön jól akár csak a kábelek helyzete, melyik hova fut be, ilyesmi.

Majd a Youtube-on keresve is találtam egy nem is olyan régi, pár hónappal ezelőtti bemutatót éppen erről a gépről. Szuper! Ráadásul olyan közeli beállításokkal, amik segítségével vagy 10-15 hiányt egyből sikerült beazonosítani.
https://www.youtube.com/watch?v=T78YZGs39qE
Ez reményt adott, lehet rá mód, hogy a lap újra működjön.

Első körben írtam a TheRetroWeb-nek, akik nagyon segítőkészek voltak, de sajnos nem tudtak segíteni összekötni az eredeti kép feltöltőjével, akitől egy eredeti, talán jobb minőségű képet reméltem.

Majd írtam a fentebbi videót készítő "66Mhz Brain" nevű Youtubernek is a profiljában megadott címére, de sajnos nem kaptam választ.

... akkor jöjjön az adatlapok olvasása.
Újabb találatokat érek el, az ISA bus mellett szinte minden kikövetkeztethető, attól függően milyen funkcióval bír egy-egy láb.
Egy műveleti erősítő, és pár egyéb logikai IC-nek megvan a kapcsolási rajza, azok mellett is pipálhatunk ki 1-1 hiányzó alkatrészt.
Sajnos vannak egyedi ICL gyártmányú IC-k is, semmi infóval, hiányzó kiegészítő alkatrészekkel.
Ismeretségi körben, elektro szakiknál érdeklődve, nagyon jó tanácsokat, iránymutatást kapok.
A Geminit (AI) is kérdezem, csak hasonló IC-k leírásával tud szolgálni. Amúgy döbbenetes milyen logikusan vezeti le, milyen irányban érdemes tovább menni.
De végül csak zsákutca ez is.
Nem igazán tudok továbblépni, a retro fórumban sincs infója senkinek a lapról.

Közben olvasom sidi cikkét egy hasonlóan régi gép memóriabővítéséről. Lelkesítő írás, sidi is biztat, ne adjam fel.

Újra próbálkozok "66Mhz Brain" Youtubernél, ezúttal a komment szekcióban.
Ami nem is olyan egyszerű, a szigorú moderálás miatt tört szavakban tudok írni. A normálisan megfogalmazott kérésemet mind azonnal törli a Google rendszere.
Végül, nagy nehezen sikerül felvennem a kapcsolatot vele.
Jeeeahh...
Megígéri hogy küld majd képeket. Pár napot várnom kell, de végül megtörténik.
Szuper!
Kicsit homályosak, és nem terjednek ki mindenre, de pont a legfontosabb részek megvannak.

Az egyik kék SMD nem egyértelmű, hogy 365R ellenállás akar lenni, vagy 365A kondi.

Ennek az eldöntésében a theretroweb kép van segítségünkre, ahol az SMD alkatrész egy másik gyártótól származik, fekete, miközben előbukkan a fehér porcelán széle. Vagyis ez bizony egy festett ellenállás. Ha kondi lenne, nem lenne festés, az egész egy színű lenne, és mint egyfajta mikroszkopikus kupakok lennének a két csatlakozója.

Az SMD kondikat a színe alapján tudom azonosítani. Halvány barna, sötét barna, lilás. A még meglévőket leforraszthattam volna, hogy megmérjem, de végül egyszerűbb volt egy 60x nagyítású, kézi mini mikroszkóp alatt leolvasni az értékeket rejtő halovány kódjaikat.

https://electronics.stackexchange.com/questions/367677/meaning-of-ceramic-capacitor-markings

Már csak 5 db egyforma hiányzik.
Kimérem a jel útját, ezeken keresztül bizony a Texas Tiger csipkészlet 3 db IC-jéhez, plusz a 386SX processzorhoz és a 387SX koprocesszorhoz érkezik az órajel.
Itt bizony tippelni szükséges. Ezek nem lehúzó ellenállások, csak kis értékűek. Úgy is lesz minden értékből csere, lehet majd próbálkozni.

Összeáll a hiányzó lista, 2 db biztosíték, 4 db tantál kondi, 3 féle SMD kondi és a 15 különböző értékű, összesen 51 db SMD ellenállás. Persze minden értékből többet rendelek, így sem éri el a 2.000 Ft-ot a rendelés. Ja és persze egy új elem.

Miután megérkeznek, be is forrasztom a helyükre mindet. (Kezdő amatőr mivoltomhoz képest amúgy egészen szépre sikerülnek. Érdeklődőknek javaslom a neten megnézni retro gépalkatrészek forrasztását nálam sokkal profibb emberektől)
Az első áram alá helyezéshez kis teljesítményű, 60 Wattos notebook tápot használok, egy mini ATX power adapterrel ami előállítja szükséges feszültségeket.
Fokozatosan csatlakoztatom a Powert a 33 éves laphoz, első körben csak az 5 Voltot, majd a 12-őt is.
Egyelőre se kép se hang, egyben arra lettem figyelmes hogy a proci még nem melegszik.
Ahhoz hogy a CPU aktívan dolgozzon, tápot kell kapnia, és megfelelő órajelet, és pont ezen a területen volt tippelve egy sor ellenállás, aminek hatása van az órajelre, ami ezen 386 esetében 50 MHz, vagyis a duplája mint a proci belső frekvenciája.
Az órajeleket egy Ali-s digitális oszcilloszkóppal sikerül megmérnem (50 - 60 $-os kategória) Arra jó, hogy lássuk, a szükséges 50 Mhz-es órajel low értéke nagyon magasra kerül, közel 3 Voltra esik. Az Intel a dokumentációjában ezt jóval alacsonyabbra írja.
Az ellenállások értékének a változtatásával sikerül elérni a talán optimális értéket, a processzor életjeled ad magáról, elkezd melegedni.
Képek az első próbálkozásról, majd a már korrigált után.

A többszörös SMD cserével persze sikerült letépni a tíz közül az egyik mikroszkopikus pad-ot ... szerencsére pótolható egy darabka vezetékkel.

De a gép még mindig nem indul, az ISA buszba csatlakoztatott teszter folyamatos reset jelet jelez.
Ennek a reset jelnek csak rövid időre kellene fent lennie, majd ennek meg kellene szűnnie, hogy az IC-k induljanak.
Mint kiderül, ismét csak én voltam a hunyó. A reset áramkör körül kellett megerősítenem az SMD alkatrészek forrasztását, majd újra tesztelve, végre megérkezett a hőn áhított csippanás a speakerből és megjelent az első kép is a monitoron.
Működik a gép!

A fentebbi kép már egy lépéssel későbbi pillanatot mutat. Itt már kimértem az egyébként egyedi floppy csatoló bekötését is, és a sikeres boot utáni első tesztet láthatjuk.
Ez a lépés ezen gépnél rettenetesen fontos, ugyanis ennél a spéci gépnél mind a floppy és ide csatolók is ki vannak egészítve 12 Voltos betáppal, így az erre csatlakoztatott eszközök akár közvetlen az alaplapról is megkaphatják a szükséges áramot.
Meg is jelölöm a csatolón pirosan, meddig ér a normál szabványos része.

A sok szenvedés után a következő lépések már mind hibátlanul zajlanak.
A BIOS egyszerű, de nagyszerű. Már automata módban is támogat HDD-ket, az LBA és Large módokat persze még nem ismeri. Az Ali-s IDE/CF kártya átalakítót egy 512MB-os CF kártyával alapból bootolja. Jöhetnek a szoftveres tesztek.

A CPU-t a 16 bites busza rendesen visszafogja, 8086-os kódok futtatásában pont olyan mint egy 80286-os, de pár dologban mégis gyorsabb tud lenni mint egy korabeli 286-os.
A Prince of Persia 2-őt a 16 MHz-es 286-os gépemen futáshoz hasonlítom, amiben egy igencsak gyors Trident 8900D-s kártya található. A játék így is sokkal simább a 386SX-en az ATI csippel, de lehet a 286 is megtáltosodna 25 MHz-en.

A landmark teszt 3500 chr/sec értéket hoz, ami egész jónak számít a kategóriában.
A 3DBench 7.7 pontot hoz. Ez mondjuk lehetne gyorsabb.

Olyan címeket próbálok, amikre emlékszem, hogy a 286 már éppen kevés volt.
Az X-Wing sajnos ezzel sem elég gyors. Annak nagyon kellene egy 386DX processzor 32 bites memória sávszélessége, nagyobb űrhajók mellett rendesen belassul.
Az F1GP kb. olyan lehet mint egy 25 Mhz-es 286-oson, vagyis textúra nélkül már éppen játszható.
Az Epic viszont úgy érzem jobban fut, mint amilyennek régen a 286-osomon éreztem. Az űrhajók elfogadható frame per sec-kel mozognak a képernyőn.
A Doom természetesen felejtős, meg sem próbálom.

Pár napon keresztül próbálgatok sok korabeli programot aminek elég a 2 MB.
Hihetetlen, minden hibátlan, nem fagy semmi. Valószínűleg éppen úgy működik a vas mint 30 évvel ezelőtt.

Az új hwinfo 2 MB kiterjesztett memóriát kér, egy Windows 3.1-et is fel kellene tenni, no meg csak meg kellene nézni a Doom-ot is, hogy 3 vagy 4 fpst tud.
Tegyünk bele egy kis memóriát

Part 2 - Valami történt

Nagy hirtelen, kéznél csak 256 KByte-os memóriákat találok. Egyelőre a Hwinfo-hoz éppen elég lesz.
Plusz memória be a 3-as és 4-es slotba.
Bekapcsoláskor hibás memória méretet jelez a post képernyőn, a BIOS-ban sem látja a teljes méretet.

Kipróbáltam csak a 256-osakat benne hagyva, hogy egyáltalán látja-e. (később olvasom, a theretroweb szerint csak 1 és 4 Megás modulok támogatottak)
Így egyáltalán nem indul.

OK ... OK ....
Akkor vissza az eredeti 2 db 1 megás modul.

Hoppá, így sem indul, marad a 4 rövid csippanás. Vagyis nem sikerült az első 64KByte memóriát inicializálni és indítani a BIOS-t az eredeti memóriákkal sem.

Hát ezt nem hiszem el ...
Mi a franc történt?

Megint a forrasztások? Nem igazán mozdítottam meg semmit. Ennek ellenére végigmegyek pár javított részen, újraforrasztom. Semmi.
Ekkor látom, hogy a 256-os memóriákon mintha kettővel több láb lenne, de jobban megvizsgálva azok csak üres padok. Mind az 1 Megás és a 256-os memória is paritásos, 9 bites. Ez nem lehetett gond.
Mérem a memória lábait, nem tűnik zárlatosnak.
Ismét a Geminihez fordulok.
Nagyon jó fórum találatai vannak, ezer dolgot kipróbálok (elem kiszed, CMOS clear, próba -5 Voltos táppal, BIOS kiszed-visszarak, deep reset offlineban rövidre zárt elemcsatlakozással, 10 perc várakozás és egyéb fórumokból ollózott trükkök) de semmi nem használ.
Átrakom az 1 Megás memóriákat a működő 286-os gépemből ... azokkal sem indul.

Újramérek mindent, egyszerűen nem találok semmi kapaszkodót.
Ha egyáltalán nincs bent memória azt lesípolja, vagyis van CPU és Chipset aktivitás.
Amikor bent van, 4 rövid beep kódot kapok, vagyis érzékeli hogy van memória, de addig nem jut el hogy BIOS-t töltsön be, így hibakódok sincsenek, 00-án áll az ISA teszter szerint.

Végigmérem a memóriafoglalatot. Nem találok semmi hibát, ennek ellenére átforrasztom az összes lábat. Semmi hatás...
Adatlapok további tanulmányozása.
Kimérem a CAS, RAS, WE és Address vonalakat. A memóriavezérlőből, két 8-as pufferen keresztül futnak be. De minden tökéletes, sehol egy zárlat.
A memória Data vonalak közvetlenül a Data Router IC-be futnak be, ami a chipset hármas része, ami egyben a cpu buszra is csatlakozik.
Bekapcsolt állapotban a memória address input lábakra érkeznek jelek. A Data output lábak, mind a 16 bitjén jelet mérek. Persze értelmezni/elemezni nem tudom, de az látszódik, hogy nem arról van szó, hogy a memóriavezérlő, a pufferek vagy a data router chipset meghalt volna.
Legalábbis teljesen biztosan nem. A memóriák aktívak.

Ami érdekesség, hogy a paritás ki és bemenetek össze vannak kötve (a CAS és CASP is), vagyis kamu paritásos lehet a lap. A Google szerint ez általános gyakorlat volt a késői 30 pines memóriás alaplapoknál, éppen azért, hogy javítsák az alaplapok kompatibilitását. Valós paritás ellenőrzés lefutásakor érzékenyek voltak a régebbi lapok az időzítésre.

Közben barátoktól kapok többféle, 1 Megás memória modulokat. Egyikkel sem indul.

Órajelek rendben, AT-BUS 8 Mhz, Refresh órajel 1,19 MHz. Megvan az alap 14,31818 Mhz oszcillátor jel, a 32,768 kHz Realtime clock. Nem találok hibát.
A chipset és a proci is éppen melegszik.
Egyelőre itt tartok.
Nem tudom mit lenne még érdemes megnézni, kipróbálni. Ha valakinek van ötlete, ne tartsa magában

Nyilván, ha már az elején itt kötöttem volna ki, el sem kezdem jobban vizsgálni a lapot. Csak azért nem hagy nyugodni, mert láttam működni és érthetetlen számomra, hogy mi történt. Miért nem akarja indítani a BIOS-t egy egyszerű memória próba után.

Part 3 - Életjelek

Hónapok teltek el. Rengeteg mérésen, teszten vagyok túl, nagyon sokat megtudtam az alaplapról.
Ámbár úgy tűnik rettenetesen félrevitte a hibakeresést a probléma beálltának a körülményei és maga a hibajelenség is.
Sikerült rájönnöm milyen értékű smd ellenállás kellett az órajelhez ... igazából eddig sem volt gond azzal ami volt, a 33 Ohm-os helyett 47 Ohm-os lehetett eredetileg, de ennek minimális a jelentősége.
Egyéb hibákat is felfedeztem, amiket az első alkalommal a javításnál elkövettem. Ezeket is korrigáltam, de ezeknek sincs semmi kapcsolata az alapvető rendszerek működésével.
A proci és a chipset 2 IC-je szépen melegszik, a 3. chip IC még csak nem is langyosodik.
A furcsa eredmények sem segítenek.
A RAS rendben van, de a CAS mintha meg lenne őrülve, nem tudja lent tartani a jelet. A kapott Data meg kritikán aluli a lassú felfutásával.

Barátok elhalmoznak alkatrészekkel, memóriákkal, epromokkal, amikkel tudtam kísérletezni, de nem jutottam sokra.
Már csak arra tudtam gondolni, hogy elektrosztatikusan kilőttem a chipsetet azért nem melegszik vagy a processzort és az működik hibásan.

Nemrég sikerült beszereznem egy ilyen chipsettel készült, de még régebbi, 1990-es alaplapot ami még nem integrált ilyen mértékben.
Azt is körbeméricskéltem. A döbbenet akkor volt, amikor láttam, hogy ugyanolyan "hibás" eredményeket kapok a memória vezetékek vizsgálatával, miközben ez tökéletesen működik. Ja, az egyik chipset IC (data path) ezen is jéghideg ... ez van, az nem csinál sok mindent ... akkor talán mégsem lőttem ki az eredetin.
(megjegyzem, volt alkalmam megvizsgálni egy modernebb-gyorsabb, de szintén 386-os gépet, ahol minden jel gyönyörű szép alakot öltött, pont ahogy a datasheetben is le van rajzolva. Talán az egyre növekvő sebesség miatt egyre precízebb is lett a jelalak az újabb lapokon, vagy csak tényleg nagyon leharcoltak amik nekem vannak, mindenesetre úgy tűnik a fentiek nem okoznak működésképtelenséget)
Vagyis csúnyán lyukra futottam.

Többen írtátok, hogy esetleg a BIOS-szal lehet valami (gyárilag leragasztott, sértetlen EPROM)
Természetesen kipróbáltam már előzőleg, egy másik chipsetes alaplapból származóval, ahogy az újabb, már egyező chipsetes szerzeményem BIOS-át is ebben a lapban, de se kép se hang volt az eredmény ...
A Vogonson 386-os BIOS-ok garmadája lelhető fel, ilyen chipsethez is. Ezeket EPROM programozóval lehet beleírni megfelelő méretű modulba (kisebb fájlokat lehet duplikálva, quadruplikálva nagyobb ROM-ba)
Tudni kell, hogy ebben a lapban, eredetileg 27c256-os ROM-ban, 32KByte méretű BIOS található.
Ebben a méretben csak egy darab 386SX BIOS fájlt találtam, de sajnos azzal sem indult el. Az összes többi már 64 KByte méretű.

Egyébként megvizsgáltam az eredeti BIOS tartalmát is. A checksum-ja alapján hibátlan. A Google AI-nak odaadva, azt mondja semmi probléma nincs vele. Sőt, kielemzi, melyik részén miket talált meg benne. Nem találja gyanúsnak hogy az egyébként is kicsi, 32K BIOS nagy része üres, kb 8 KByte hasznos adat van benne. Nem tudom ...

Benne volt a csőben, hogy valami nem stimmel a nagyobb BIOS-ok próbájával kapcsolatban, egyikkel sem sikerült indítani. A Vogons-on szembe is jön, hogy állj ... a 27c512 epromok lábkiosztása nem egyezik meg a kisebbekkel, új address lábat kapott a méretnövekedésnek köszönhetően, vagyis azok már csak ezért sem mennek.
Nem nagyon találtam rá megoldást mit lehet vele kezdeni. Illetve azt láttam, hogy Spectrum gépekre készítettek leírást a módosításra csak PC-re nem, habár ott több dolog sem stimmelt. Plusz láttam, hogy pár brand gépen dip kapcsolóval is állítható az eprom mérete. Vagyis nem lehet ez ördöngösség.
És nem is az. Egyszerűen a VCC-t le kell szedni az eprom 1-es lábáról, ugyanezen lábat pedig el kell juttatni a címbusz 15-ös vezetékére, és már jöhetnek is a nagyobb, 64k-s BIOS-ok.

Gyorsan összedobtam egy darab kábellel, az A15 megtalálható az ISA buszon is, így pillanat alatt meg is volt a próba.
MrBIOS, ehhez a chipsethet való univerzális megoldással próbáltam, és csipp, a gép elindul.
Neeem, ezt nem hiszem el ... pedig de.
Működik!

Ezzel persze még nem oldódott meg teljesen a probléma.
Az integrált alaplaphoz nagyon kell a gyári BIOS, hogy a rajta lévő szolgáltatások használhatóak legyenek, mint pl. a VGA csip. A következő lépés ennek a beszerzése lehet.

De ez sem feltétlenül lehet a végső megoldás. Még az is lehet, hogy a gyári BIOS-nak sincs baja, csak valamelyik integrált cucc halt el a lapon, amin megakad a BIOS rutinok futása.

Összegezve, mi lehetett az összefüggés a RAM csere és a beállt hiba között.
Háát ... egyelőre úgy tűnik semmi.
De legalábbis az biztos, hogy a proci, memória, chipset, buszrendszer, és az órajelek rendben vannak
A BIOS és az integrált VGA és multi I/O környékén lehet még vizsgálódni, talán a jövőben még kiderül ezekkel kapcsolatban valami.
...

A következővel kapcsolatban nincs saját tapasztalatom, de érdekességnek bele akartam írni.
Aki ritkább retro gépek javításra adja a fejét, érdemes megnéznie az "ATX2AT Smart Converter"projektet. Itt találunk róla infót:
https://x86.fr/atx2at-smart-converter/
Tesztelt géptől függően, beállíthatjuk a maximális áramerősséget az 5 Voltos és a 12 Voltos ágra is. Mindez aránylag olcsón kivitelezhető.
A leírása szerint kb. lehetetlen kinyírni vele a régi, szeretett alkatrészeinket. A tesztelő, próbaképpen fordítva helyezi be a processzort, bekapcsolja, és még azt is túléli. Az apróbb alkatrészek miatt, az elkészítése nagyobb precizitást igényel mint a témaindító írásban a lap "javítása".
Majd egyszer talán én is beszerzek egyet.