Autor Thema: 1040 STe / Ohne separaten Blitter-Chip  (Gelesen 5649 mal)

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rainers

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1040 STe / Ohne separaten Blitter-Chip
« am: Do 26.07.2012, 20:26:27 »
Hallo,

Burkhard gab mal in einem anderen Thread den Hinweis, das es auch 1040er STe gab, welche keinen separaten Blitter-Chip besitzen, sondern wo dieser in der GST-MCU integriert ist.

Ich möchte Euch fragen, welche Vor- und Nachteile diese Art des Blitters bringt  bzw. warum es diese beiden Varianten gibt?

Danke.
Rainer

Offline ToPeG

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Re: 1040 STe / Ohne separaten Blitter-Chip
« Antwort #1 am: Do 26.07.2012, 21:58:48 »
Ich weiß nicht ob es diese Variante gab. Aber für unmöglich halte ich es nicht.

Im STE ist ein anderer Shifter drin als im ST. Dieser hat eine größere Farbpalette und hat auch ein paar andere Verbesserungen. Auch die MCU ist eine andere und die selbe die auch im TT verbaut war (weshalb man recht einfach einen zweiten MFP einbauen kann. Nützlich für eigenen Basteleien. :-) )

Wenn Atari den STE-Shifter mit in die STE-MCU packte, dann aus gründen der Kostenersparnis. Jeder IC, der verlötet werden muss kostet Geld, jede Durchkontaktierung, jeder Widerstand und Kondensator, der eingespart werden kann ist Gewinn. Bei Atari hat man jeden Trick angewendet, wenn man dadurch einen Cent sparen konnte. (selten zum Wohle des Kunden)

Der Grund warum man früher mehr ICs hatte als heute liegt auch an den Größenbeschränkungen der Dies (Die Siliziumplätchen in die die Schaltkreise geätzt erden). Je kleiner man die Schaltkreise machen kann um so mehr bekommt man auf die selbe Fläche. Atari machte davon natürlich Gebrauch. Der STE wäre mit der Technik des ST nicht so günstig zu produzieren gewesen. Wenn es möglich gewesen wäre, hätte Atari den gesamten STE in ein Chip gepackt.

Aber Außer einer Kostenersparnis bringt das zusammenlegen der ICs nicht viel. Der Stromverbrauch sinkt möglicherweise ein wenig.

Die Ganze Schaltlogik ändert sich dabei aber nicht.

Offline simonsunnyboy

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Re: 1040 STe / Ohne separaten Blitter-Chip
« Antwort #2 am: Do 26.07.2012, 21:59:57 »
Warum lässt sich relativ leicht beantworten: weniger Bauteile zu verbauen -> Platine wird billiger -> Herstellung wird billiger -> Preis für STE wird dadurch insgesamt günstiger.

nachteil ist halt, wenn der kombinierte Chip ausfällt, fällt häufig die andere mitintegrierte Funktion mit aus.

Aber halt immer die Ataridenke im Kopf behalten: Power without the price, billig war halt erwünscht, auch zu lasten von Optimierung und Austauschbarkeit.
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rainers

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Re: 1040 STe / Ohne separaten Blitter-Chip
« Antwort #3 am: Do 26.07.2012, 22:09:26 »
Vielen Dank Euch beiden.
Also darauf wäre ich nie gekommen: Kostenersparnis.
Aber sehr interessant.
Achso, @ToPeG: Doch, doch, diese Variante gibt es. Sie liegt vor mir  ;) Und den freien Platz (es fehlt ja der Sockel) werde ich zu nutzen wissen  ;)

Rainer

Pippi Langstrumpf

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Re: 1040 STe / Ohne separaten Blitter-Chip
« Antwort #4 am: Do 26.07.2012, 22:11:26 »
Hallo,

Burkhard gab mal in einem anderen Thread den Hinweis, das es auch 1040er STe gab, welche keinen separaten Blitter-Chip besitzen, sondern wo dieser in der GST-MCU integriert ist.

Ich möchte Euch fragen, welche Vor- und Nachteile diese Art des Blitters bringt  bzw. warum es diese beiden Varianten gibt?

Danke.
Rainer
Sollte ich das wirklich behauptet haben? Kann mich nicht dran erinnern, daß ich das gesagt habe - aber das ich in einem Thread beteiligt habe, wo sowas mitgeteilt wurde, schon! Sorry, bitte, falls ich das tatsächlich war das so mitgeteilt zu haben, dann nur, weil mir kurz zuvor diese Hinweise selber über den Weg liefen! Ansonsten kenne ich mich in der inneren Elektronik der STE`s eigentlich gar nicht aus!

Offline 1ST1

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Re: 1040 STe / Ohne separaten Blitter-Chip
« Antwort #5 am: Do 26.07.2012, 22:16:46 »
Ja, ich habe auch so einen STE, wo der Blitter integriert ist. Beim Mega-STE übrigens auch. Es muss sogar normale 1040ST gegeben haben, die den integrierten Blitter hatten.
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Offline Lynxman

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Re: 1040 STe / Ohne separaten Blitter-Chip
« Antwort #6 am: Fr 27.07.2012, 20:35:43 »
Ja, ich habe auch so einen STE, wo der Blitter integriert ist. Beim Mega-STE übrigens auch. Es muss sogar normale 1040ST gegeben haben, die den integrierten Blitter hatten.

Von 1040ST die einen in einem anderen Chip integrierten Blitter haben habe ich noch nie gehört/gesehen und im Gegensatz zu den STE und Mega STE gibt es auch keinerlei Bilder solcher Rechner im Netz.

Wenn Du einen Link oder Bild hast, würde ich mir das sehr gerne anschauen.

Es gibt einige Platinen-Revs die einen Platz für den Blitter vorgesehen haben.
Ich habe mal gehört das in England 1040ST mit Blitter ausgeliefert wurden.
Ich habe das mehrfach nachgerüstet und es funktioniert ohne Probleme.
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rainers

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Re: 1040 STe / Ohne separaten Blitter-Chip
« Antwort #7 am: Sa 28.07.2012, 19:35:11 »
Hallo,

ich werde morgen mal ein Bild einstellen, von der Platine. Es ist ein 1040 STe, dieser hat einen Blitter, aber nicht als eigenständigen Chip.

In diesem Zusammenhang eine Frage zur Betriebstemperatur der 68000-CPU (1040 STe). Welchen Normalwert hat diese? Wenn ich den Finger drauf lege, verbrenne ich mich nicht (ab wann verbrennt man sich eigentlich?), aber es ist ordentlich warm.

Danke.
Rainer

Offline 1ST1

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Re: 1040 STe / Ohne separaten Blitter-Chip
« Antwort #8 am: Sa 28.07.2012, 21:42:58 »
Elektromigration, das ist der Effekt, dass sich durch Hitze im Sillizium einzelne Atome aus den Leiterbahnen lösen können und durch elektrische Felder (fließender Strom erzeugt immer elektriche Felder, auch in Chips!) wegwandern können. Das heißt, durch Elektromigration kann es passieren, dass abwandernde Atome Verbindungen unterbrechen oder ungewollte Verbindungen (Kurzschlüsse) erzeugen können.

Elektromigration findet in Silizium-Chips ab einer Betriebstemperatur von 100°C statt. Wenn du auf den 68000er den Finger auflegen kannst, ohne dir dieselben zu verbrennen, brauchst du dir keine Sorgen zu machen...

Übrigens, auf der CeBit, das muss so um 2004 gewesen sein, da habe ich auf dem Stand von MSI einen Extremtest gesehen, da wurde ein Mainboard mit dem extrem strom fressenden Pentium 4 laufen lassen, nein nicht nur ungekühllt, sondern in einem Industriebackofen reingelegt, und der Backofen hat auf 70°C geheizt Interessanterweise zeigte auch das Temperaturmonitoring des Mainboards auch eine CPU-Temperatur an, die kaum über 70°C lag. Irgendwo im Internet gibts dazu auch Fotos, einfach mal googeln. Also, alles halb so schlimm...
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Offline ToPeG

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Re: 1040 STe / Ohne separaten Blitter-Chip
« Antwort #9 am: Sa 28.07.2012, 22:03:34 »
Von wegen Hitze. Ganz frühe 68000 waren auf Germanium Basis und für militärische Zwecke Keramisch verpackt, die vertragen einen größeren Temperaturbereich.

rainers

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Re: 1040 STe / Ohne separaten Blitter-Chip
« Antwort #10 am: Sa 28.07.2012, 22:10:03 »
Naja, wie gesagt, verbrennen tut nichts  ;D, aber was ist "heiß"?
Mein Prof. sagte immer: Heiß ist'n alter Wei...-Ars...
Soll heißen, für mich ist die CPU nur warm.

Was mich halt wundert: Warum ist sie "so" warm? Sie macht ja im Prinzip nichts, d.h. sie ist eigentlich "idle".

Oder ist ein STe, so wie die lieben Windows-Rechner, auch mit sich selbst beschäftigt  ;D?

Pippi Langstrumpf

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Re: 1040 STe / Ohne separaten Blitter-Chip
« Antwort #11 am: Sa 28.07.2012, 22:47:01 »
Falscher Thread - sorry
« Letzte Änderung: Sa 28.07.2012, 23:27:43 von Burkhard Mankel »

Offline 1ST1

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Re: 1040 STe / Ohne separaten Blitter-Chip
« Antwort #12 am: Sa 28.07.2012, 23:53:18 »
Was mich halt wundert: Warum ist sie "so" warm? Sie macht ja im Prinzip nichts, d.h. sie ist eigentlich "idle".


Wenn der ST läuft, und du nichts daran machst, und auch kein Programm rechnet, bedeutet das lange nicht, dass die CPU nichts macht.

Denn auch auf Benutzereingaben warten, ist für die 68000 CPU Arbeit, in dem sie Programmcode ausführt, da läuft eine Warteschleife ab, innerhalb einer Sekunde wird die vielleicht sogar mehrere Millionen male durchlaufen:

schleifenanfang
.. passiert was, wenn ja, springe da hin
schleifenende (d.h. springe wieder an schleifenanfang)

:da
... mach was (irgendein programmcode)
springe zurück zu schleifenanfang

Erst wesentlich modernere Prozessoren haben Stromsparmodis, in denen sie den Prozessortakt herunterschalten oder gar anhalten können. Anhalten ist besonders interessant, denn der Prozessor muss regelmäßig wieder kurz aufwachen, und abfragen, ob der Benutzer etwas gemacht hat. Ist nix passier, schläft die CPU wieder für einen Moment ein. Oder ein Serviceprozessor muss den Prozessor aufwecken, wenn etwas passiert.

Und jetzt die Antwort auf die Frage: Warum wird der Prozessor warm. Die einfachste Antwort ist : P=U*I

Das ist die elektrische Leistung, Spanmnung mal Strom, nicht die Rechenleistung. Und elektrische Leistung wird ganz banal in Wärme abgegeben.

Und jetzt erkläre ich dir, warum ein Prozessor mehr Strom braucht, wenn er ausgelastet ist. Dazu muss man sich die niedrigste Ebene der Prozessorlogik anschauen, das ist ein sogenanntes CMOS-Gate. Das CMOS-Gate besteht aus zwei Transistoren, die zwischen Versorgungsspannung und Masse in Reihe geschaltet sind. An der Verbbindung der beiden Transistoren in der Mitte, das ist das elektrische Signal, welches verarbeitet werden soll. Du kannst dir einfach zwei Kippschalter vorstellen, die in Reihe geschaltet sind, und in der Mitte ist das Signal. Damit ergeben sich folgende Betriebssituationen:

Oberer Schalter offen
Unterer Schalter offen
Signal weder mit Betriebsspannung noch mit Masse verbunden, ohne weitere Beschaltung ist die Spannung des Signals undefiniert, so etwas kann man nicht gebrauchen, die Konstellation darf also nicht passieren

Oberer Schalter geschlossen
Unterer Schalter geschlossen
Signal ist gleichzeitig mit Versorgungsspannung und Masse verbunden, Kurzschluß! Auch diese Konstellation darf nicht passieren

Oberer Schalter geschlossen
Unterer Schalter offen
Signal ist mit Versorgungsspannung verbunden, nicht aber mit Masse. Das heißt, das Signal hat die selbe Spannung wie Versorgungssignal. High-Zustand, oder kurz binär "1"

Oberer Schalter offen
Unterer Schalter geschlossen
Signal ist mit der Masse verbunden, nicht aber mit der Versorgungsspannung. Das heißt, das Signal steht auf Low-Zustand, bzw. "0"

Die beiden letzteren Zustände, damit arbeiten alle logischen Gatter, die beiden anderen Zustände wo beide Schalter gleichzeitig offen oder geschlossen sind, die sind verboten. Wenn aber immer ein Schalter geschlossen ist, und ein Schalter immer offen ist, kann kein Strom von Versorgungsspannung nach Masse abfließen, das heißt, es wird keine Leistung verbraucht, es kann keine Wärme entstehen. Das erklärt den Stromverbrauch des Prozessor noch nicht.

Nun ersetzen wir gedanklich aber die Kippschalter wieder durch Transistoren, und die haben im Gegensatz zum Kippschalter ein paar unangenehme Eigenschaften:
- Kriechströme (Silizium ist ein elektrisch leitendes Material!)
- Elementarkondensatoren durch sich gegenüberstehende unterschiedliche Ladungen zwischen P- und N-dotiertem Silizium, jeder Kondensator hat Kriechströme zwischen + und -.
- Transistoren schalten nicht schlagartig schnell zwischen "Offen" und "geschlossen", sondern durchwandern beim Schalten eine Grauzohne, wo der Widerstand kurzzeitiug irgendwo zwischen 0 und maximal liegt.

Das heißt, es gibt zum einen ständig Kriechströme durch die einzelnen Gatter und während ein Gatter seinen Ausgang von 0 nach 1 oder von 1 nach 0 umschaltet, sind beide Transistoren kurzzeitig hochohmig leitend, das heißt während des Umschalten gibts kurzzeitig einen kurzen Stromimpuls von Versorgungsspannung nach Masse, man nennt das "Querstrom".

Und es wird klar sein, je mehr solcher Schaltvorgänge pro Zeiteinheit passieren, dass es um so mehr dieser Querströme pro Zeiteinheit gibt. Das heißt, je mehr Funktionseinheiten des Prozessors gleichzeitig arbeiten müssen, um so mehr Stromverbrauch. Wenn der 68000er tatsächlich aus 68000 Gattern bestehen sollte, was ich für ein Gerücht halte*, wären das im schlimmsten Falle 32000 Querströme gleichzeitig... Hinzu kommt noch folgender Merksatz aus dem Basiswisen E-Technik, Parallelschaltung zweier oder mehrerer Widerstände: Der Gesamtwiderstand ist kleiner als der kleinste Einzelwiderstand.

Was kann man nun tun, um diese Querströme beim Schalten zu minimieren:
- Die einfachste Antwort ist wieder P=U*I, daraus ergeben sich zwei Konsequenzen:
--- Man kann die Versorgungsspannung verkleinern. Der 68000er braucht 5V, ein moderner Intel Core i-Prozessor hat eine Core-Spannung von weniger als 1,5V. Gewisse physikalische Größen kann man aber nicht unterschreiten, z.B. benötigen bipolar-Transistoren eine Schaltspannung zwischen 0 Volt (Transistor geschlossen) bis 0,6V (offen). Würde man mit der Betriebsspannung unter 0,6V gehen, würde der Transistor nicht mehr funktionieren. Hier könnte man allerdings auf Germanium ausweichen, das braucht nur 0,3V.
--- Man macht die Strukturen kleiner, damit weniger Elektronen (Strom) durch die Leiterbahnen passen
- Eine weitere Verbesserung bringen kleinere Strukturen auch in Bezug auf die Elemntarkondensatoren, werden diese nämlich kleiner, und damit auch die Kriechströme.
- Man lässt die Transistiren schneller schalten, dadurch wird die Zeit, in der dieser Querstrom fließt, kürzer. Dazu braucht man steilere Signalpegel am Eingang des Gatters.
- Isolierschichten aus anderen Materialien zwischen verschiedenen Schaltungsbereichen, Leiterbahnen usw.
- Taktverlangsammungen, Schlafmodis, etc.
- usw.


*Das originale Handbuch von Motorola zum 68000 liegt mir vor. Darin Motorolas offizielle Beschreibung, man schreibt für die Namensgenung, dass der 68000 der Nachfolger des 8-Bit-Prozessors 6800 ist, aus dessem Repertoire auch die beiden 6850-Bausteine für Midi und Tastatur/Serielleschnisttelle (Ih will jetzt nicht im Schaltpan nachgucken...)  im ST stammen.Daher einfach eine 0 mehr in der Bezeichnung.  Der 6800 ist übrigens weitestgehend befehlskompatibel zum 6502/6510 im Atari XL bzw. Commodore 64. Befehlsmäßig hat der 68000 aber kaum etwas gemeinsam mit dem 6800, der 68000 war eher ein kompletter Neuanfang. 
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Offline ToPeG

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Re: 1040 STe / Ohne separaten Blitter-Chip
« Antwort #13 am: So 29.07.2012, 01:46:08 »
Wobei der 68000 einen "Ruhezusand" hat, zieht man die "HALT" Leitung auf low, so macht der Prozessor alle Schotten dicht und alle Internen Zustände bleiben wie sie sind. Ganz interessant wenn man ein mobiles System bauen wollte.

rainers

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Re: 1040 STe / Ohne separaten Blitter-Chip
« Antwort #14 am: So 29.07.2012, 21:02:03 »
Anbei mal ein Bild von der Platine (bissel unscharf).
Es ist gut zu erkennen, daß der Platz des eigenständigen Blitter-Chips leer ist.

@oneSTone o2o : Das I-Tüpfelchen Deiner Ausführungen (lieben Dank dafür) wäre eine kleine Gleichung zur Berechnung der Oberflächentemperatur gewesen  ;)

Rainer


Offline 1ST1

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Re: 1040 STe / Ohne separaten Blitter-Chip
« Antwort #15 am: Mo 30.07.2012, 08:06:12 »
Ich glaube, mein STE sieht innen drin genauso aus.
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rainers

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Re: 1040 STe / Ohne separaten Blitter-Chip
« Antwort #16 am: Mo 30.07.2012, 20:05:09 »
Echt  ;) ? Der hat auch nen 40-poligen Pfostenstecker eingebaut  ;D ?

Offline 1ST1

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Re: 1040 STe / Ohne separaten Blitter-Chip
« Antwort #17 am: Mo 30.07.2012, 21:01:42 »
Nee, der ist wahrscheinlich nicht drin. Was hast du denn da gebastelt?
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