Co je na takové mechanice extra, aby stála za samostatný menší projekt? Ano, u takové jednotky Disk II pro Apple II by toho skutečně nebylo moc co napsat. Wozniak tehdy navrhl geniálně jednoduchou a tím cenově dostupnou mechaniku. Nicméně na mechanice k počítači Commodore je zajímavé to, že ta šla naprosto opačným směrem.
Co se dozvíte v článku
Ukládání dat v osmibitech
U osmibitových počítačů byly na výběr typicky tři druhy nejrozšířenějších úložišť – kazetová mechanika (dataset), cartridge a disketová jednotka. Někteří výrobci tuto záležitost řešili po svém (např. Sinclair se svými jednotkami Microdrive), ale tato média se nijak zvlášť nerozšířila.
Microdrive byl zajímavý počin, neboť se jednalo o pokus vytvořit dedikované paměťové médium pro počítače, se kterým by se manipulovalo podobně jako s disketou – prostě vložit do mechaniky a používat, žádné ovládací prvky posunu jako u datasetů, vyžadující manipulaci ze strany uživatele. Výhoda ale měla být v příznivější ceně, než kolik stála FDD a média do ní.
Microdrive byla drobná kazeta/cartridge obsahující navinutou pětimetrovou pásku. I přes velkou uživatelskou základnu počítačů Sinclair se Microdrive příliš neuchytil, dle dobových ohlasů i z důvodu spolehlivosti. Posledním pokusem výrazně prosadit toto médium byl Sinclair QL, počítač cílící na profesionální uživatele/použití. Pro něj bylo použití Microdrive bohužel spíše jedním z hřebíčků do rakve, neboť zatímco u ZX Spectra bylo takové úložiště zajímavým doplňkem pro nadšence, tak u počítače určeného pro komerční sféru se nesetkalo s dobrým ohlasem. Kromě spolehlivosti zde měla zásadní vliv takřka nulová přenositelnost mezi platformami, která u standardní diskety byla vzhledem k její větší rozšířenosti možná (byť zde byla stejně omezená různými formáty).
Paměťová média používaná u osmibitových počítačů – disketa 5.25", disketa 3.5", magnetofonová kazeta a paměťová cartridge.
V našich končinách byl nejčastější právě kazetový magnetofon, neboť disketová jednotka (FDD) stála většinou tolik, co samotný počítač. Spolu s horší dostupností disket se tak její vlastnictví stávalo značně drahým komfortem. Na tehdejším západě tomu bylo naopak, disketa se používala běžněji a dataset byl spíš doplněk. To je dnes trochu obtíž pro místní sběratele, neboť sehnat mechaniku lokálně je téměř nemožné, prakticky vše v nabídce pochází většinou z Německa nebo Spojených států, což přináší problém s nákladnou dopravou, a u verzí zpoza oceánu i s odlišným napájením (komplikace hlavně v případě interního zdroje).
Kazety byly všude
Kromě ceny měl samozřejmě kazetový magnetofon i jiné výhody, jelikož využíval standardních audiokazet, média byla relativně levná a dostupná a bylo je možné snadno kopírovat. U nás doma u Atari, když se nám dostala do ruky nějaká nová kazeta se softwarem (nejčastěji hrami), stačilo dát do „dvojčete“ a kopírovat. Dokonce nebyl nijak velký problém ani s double-speed kopírováním, což nebylo vždy pravidlem, ale náš XC12 byl silně nevybíravý a četl skoro vše.
Nebylo tomu tak vždy, spousta lidí vzpomíná na ladění hlav magnetofonů, aby trefili správnou stopu. My ale asi měli kliku, za roky používání jsme nemuseli nikdy seřídit hlavu a programy se nahrávaly s dobrou spolehlivostí (typicky chyba vznikla leda, když někdo z nás drcnul do stolu s běžícím datasetem).
Dnes se na to díváme jinou optikou, tenkrát bylo kopírování něco, co zde téměř všichni považovali za normální. Inzerce byly plné nabídek, kdy vám někdo poslal seznam software a her, zaškrtali jste, co chcete, a po nějaké době dorazilo médium na dobírku s tím, co si člověk vybral. Pojem legální/nelegální software prakticky nikdo neznal a neřešil. Vlastně si nevzpomínám na situaci, že by kdokoli z okolí vlastnil originální kazetu, všechno už byly kopie, často několikanásobné. Až později se začala legitimita softwaru řešit a policie začala potírat podobné inzerenty.
Nevýhody datasetů byly pomalé nahrávací časy a někdy osekané verze aplikací. U disketových mechanik se používalo průběžné donačítání dat, kdežto kazetová mechanika tuto možnost většinou neměla a software si musel vystačit s tím, co se vešlo do RAM. Byť si vzpomínám na Atari, že existovalo pár her, které při postupu hrou pokračovaly v načítání dat následujících levelů (uměl to např. Gauntlet na Atari 800). Nicméně tento způsob byl háklivý na chyby, které většinou způsobily kompletní pád rozehrané hry.
Disketová jednotka
Disketová jednotka nabízela značnější komfort v používání osmibitu – rychlejší načítání, komfortní práci s daty a obsáhlejší aplikace. Hlavně to bylo znát u textových editorů, kde ukládání pracně vytvořeného textu znamenalo vzít prázdnou kazetu, ukládat svoji práci, nic si omylem nepřepsat a pak při nahrávání najít správný soubor. Bylo třeba užít počítadla, pečlivě si zapsat hodnoty a dělat si raději větší mezery mezi záznamy.
U osmibitů se běžně používala velikost disket 5 a ¼", tedy starší generace. Lepší 3 ½" diskety se nabízely standardně až u modernějších šestnáctibitů. Diskety o velikosti 8" se u domácích osmibitových mikropočítačů neobjevovaly (neznám žádný příklad, byť je samozřejmě možné, že nějaký existuje), ty byly k vidění u některých raných domácích počítačů (třeba TNS Slušovice), nicméně brzy nahrazeny značně kompaktnějším 5 a ¼" formátem.
Modernější 3 a ½" diskety existovaly i ve světě osmibitů, nicméně vzhledem k tomu, že se více rozšířily až na konci jejich éry, je tento formát větší vzácností a často už sběratelskou raritou (= absurdní cenovkou na aukcích). Formát se objevil integrovaný v počítači Sam Coupé – tam mohly být dokonce dvě mechaniky, ale tento počítač byl celkově takový velmi zvláštní jednorožec světa osmibitů. K vidění byly ale i u odnoží ZX Spectra, dokonce u našich slovenských kopií ze Skalice. Nicméně takový Amstrad, který odkoupil počítačový byznys firmy Sinclair, používal méně obvyklou disketu o velikosti 3".
Mechanika Commodore 1541
Commodore 1541 (nebo také CBM 1541 a VIC-1541) je základní disketovou mechanikou určenou pro počítač Commodore 64. Varianta 1541-II je designová úprava (nicméně nejen designová), aby vzhled lépe seděl faceliftované verzi Commodore 64 (mnou vlastněné Commodore 64-II/64C). K dispozici byl také přechodný model 1541C. V nabídce byla tato mechanika průběžně ve zmíněných provedeních od roku 1982 až do roku 1993.
Mechanika je určena pro diskety velikosti 5 a ¼", je jednostranná s kapacitou 170kB, diskety Double Density. Pro Commodore 64 byl také v nabídce model 1571, který tvořil vrcholnější nabídku datového úložiště – číst dokázal disketu z obou stran (v 1541 je nutno ji vyjmout a otočit) a nabízel tzv. „burst mode“, který zrychloval komunikaci po sériové lince.
Problémy první série
Modely z prvních dvou let výroby obsahovaly mechaniku od firmy Alps, která ale měla nešťastně řešený mechanismus vyjmutí diskety. Ta zůstala občas zaseknutá v mechanice a bylo nutné ji dostat ven pomocí nože či podobného plochého předmětu. Díky tomu si vysloužily přezdívku „Toaster Drive“, neboť obdobným způsobem se dostávají ven zaseknuté chleby z toustovače. Novější modely měly mechaniku od Mitsumi, která používala jiný mechanismus vkládání a tímto neduhem netrpěla. Ostatně první série 1541 byly celkově značně nedoladěné, a kromě zmíněného zasekávání médií trpěly obecně vysokou mírou poruchovosti.
Jedním z nepříliš šťastných rozhodnutí byl interní napájecí zdroj, který působil značné přehřívání celého přístroje. Ostatně není divu, dle fotografie vnitřku mechaniky obsahoval lineární stabilizátory napětí (7805 a 7812), které jsou sice spolehlivé a jednoduché na použití, nicméně vyzáří značné množství energie odpadně do prostoru v podobě tepla. Samotný transformátor a usměrňovač také vygenerují nějaké to odpadní teplo. V kombinaci s podceněným odvětráváním přístroje se vše akumulovalo uvnitř, což postupem času vedlo k vyhřátí a selhání elektroniky.
Původní provedení mechaniky 1541.
Bohužel ani novější mechaniky Mitsumi nezůstaly bez poskvrny, u mnoha kusů byla namontována hlava s vadným zalitím. Dovnitř se postupně dostávala vlhkost, která způsobila korozi vnitřních komponent a celou čtecí/záznamovou hlavu neopravitelně poškodila.
Také mechanismus posunu vozíku s hlavami trpěl na neduhy. Některý komerční software používal jako ochranu proti kopírování stopu uloženou na tzv. nultém sektoru. To byl sektor, kde běžně nebylo nic zapsáno a běžnými kopírovacími programy nebyl přenášen. Jenže v některých případech se mechanika nedokázala na tuto stopu dostat, neboť došlo k nárazu do zbytku mechaniky. Jelikož se o to neustále pokoušela, skončila ve smyčce, kdy se neustále snažila tlačit vozík na místo, kam se nemohl dostat. Toto mechanické narážení pak nevyhnutelně způsobilo rozhození kalibrace stopy a nefunkčnost zařízení, dokud nebyla mechanika znova zkalibrována. Uživatelé to tehdy řešili dokoupením pružinového dorazu, který zabránil nejtvrdším nárazům. Novější modely byly jako opatření vybaveny fotozávorou, která zastavila pohyb vozíku při dosažení dorazu.
Jak je vidět, první série trpěla opravdu na různá selhání všeho možného druhu, od mechanických, až po problémy s elektronikou.
Původní provedení také neobsahovalo přepínače pro volbu čísla mechaniky (pro případ řetězení více mechanik za sebou) a pro změnu čísla mechaniky bylo nutno buď přerušit část plošného spoje, nebo použít externí přepínač. Bylo také možné změnit číslo mechaniky softwarovým příkazem, nicméně toto nastavení se vynulovalo pokaždé při vypnutí napájení.
Kritizována byla také pomalá datová komunikace mezi zařízením a počítačem, nicméně to bylo částečně řešitelné pomocí nástrojů třetích stran, které modifikovaly komunikační rutiny, např. to uměla již zmíněná Epix Fastload Cartridge.
Řídicí elektronika
Nyní se dostáváme k nejzajímavější částí mechaniky – její řídící elektronice, která obsahuje dva komunikační čipy MOS 6522 (Versatile Interface Adapter – VIA), což je univerzální I/O kontrolér, starající se o přesun dat. Ale ty nejsou až tak zajímavé. Tou největší zajímavostí je, že mechaniku řídí procesor 6502, tedy ten samý, který je „srdcem“ počítače C64.
Disketová mechanika má stejný procesorový výpočetní výkon, jako počítač samotný. Toho využili i někteří programátoři, kteří FD mechaniku použili jako „matematický koprocesor“, tedy její 6502 využívali jako sekundární CPU. Máme tu tedy s nadsázkou vlastně dvouprocesorový počítač. Samozřejmě to nebylo tak jednoduché, velké omezení přišlo ze strany sériové linky, kterou byla mechanika připojena, jak jsem již zmínil, která byla ve výchozím stavu pomalá i pro přenos dat z diskety.
Jako firmware jednotky je použit Commodore DOS (také CBM DOS) – Disk Operating System. V 1541 je používá verze s číslem 2.6, což je nejrozšířenější sestavení. OS je umístěn v paměti ROM, ze které se také spouští. Běží kompletně v hardware samotné mechaniky, nepotřebuje žádnou podporu nahranou v RAM počítače.
Počítač pouze posílá základní příkazy a mechanika má za úkol zpracovat potřebné úlohy a poslat zpět vyžádaná data či provést úkony na disketě. Tento způsob je třeba v naprostém kontrastu s již zmíněnou filozofií Disk II od Wozniaka pro Apple II. Ten byl vyroben pro maximální jednoduchost a cenovou dostupnost, takže obsahoval jen ty nejzákladnější řídicí obvody, a práci s daty už kompletně řídil samotný operační systém počítače.
Podobnou filozofii jednoduchosti použili v našich končinách autoři tiskárny BT100, která elektronicky obsahovala jen pár nízkofrekvenčních zesilovačů ovládajících spouštění motorů a dávajících zpětnou vazbu z dorazu a počítadel otáček. Kompletní řízení tisku bylo na bedrech software v počítači. Výhody byly jasné: tiskárna byla levnější a pouhou změnou řídícího software bylo možné provádět různé triky pro úpravu tisku. Nevýhodou bylo, že pro tisk musel být vždy přítomen ovladač a nešlo tedy jednoduše tisknout ze základních rutin.
Ke zbytku hardware vybavení Commodore 1541 patří RAM o velikosti 2 kB, která se dala s určitým úsilím rozšířit o dalších 48 kB, což bylo často využíváno k obcházení kopírovacích ochran. ROM s rutinami CBM DOSu má kapacitu 16 kB. Dohromady tu máme malý kompletní počítač (CPU + RAM + ROM s OS) schovávající se v útrobách rádoby obyčejné mechaniky.
Nejnovější model
Poslední vyráběnou variantou byl model 1541-II, který byl vydán na trh v roce 1987. Kromě změněného designu, lépe sedícímu k redesignovanému modelu Commodore 64-II, byly u této varianty opraveny mnohé neduhy. Byl použit externí zdroj, čímž se vyřešily potíže s přehříváním interních komponentů od obvodů napájení. Mechanika dostala přepínače DIP pro volbu čísla zařízení, tu bylo tedy možné nyní zvolit jednoduše trvalým a nepoškozujícím způsobem a bez nutnosti externího přepínače.
Do 1541-II byly dodávány mechaniky dvou výrobců – Mitsumi a Chinon. Rozdíl mezi nimi je, že Chinon používá přímý pohon kotouče, kdežto Mitsumi používá pohon přes řemínek. Tedy je po letech nutné v rámci údržby tento řemínek vyměnit, neboť ztrácí pružnost, což nejprve způsobí nerovnoměrnou rychlost otáčení kotouče a postupně vede až k selhání pohonu.
Došlo také k zakomponování FDD do designu, neboť původní 1541 obsahovaly viditelně vsazenou 5 a ¼" mechaniku, ale 1541-II ji má již zakomponovanou do čela krytu.
Odkazy
- https://en.wikipedia.org/wiki/Commodore_1541
- https://en.wikipedia.org/wiki/Commodore_1571
- https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Commodore-64–1541-Floppy-Drive-04.jpg
- https://en.wikipedia.org/wiki/MOS_Technology_6522
- https://www.c64-wiki.com/wiki/Commodore_1541
- https://sta.c64.org/cbmserc.html
- https://www.lemon64.com/forum/viewtopic.php?t=27911
- https://en.wikipedia.org/wiki/Commodore_DOS
