ZX-Flash Cart (512 Kb en un cartucho)

•   ¿Qué es el ZX-Flash Cart?
•   ¿Cómo funciona?
•   Construción de un ZX-Flash Cart
•   Quiero un Interface II ¿Qué puedo hacer?
•   Creacion de ficheros para el ZX-Flash Cart
•   Preguntas y respuestas
•   Descargas
•   Novedades
•   Gracias/Thanks to

    El ZX-Flash Cart es un cartucho compatible con el Interface II (y sus clones) que puede ser grabado con 10 programas en formato SNA y acceder a ellos por menú desde el propio Spectrum. En la sección de descargas tienes disponible el programa para PC que permite elejir 10 snapshoot (.SNA) y crear el fichero que ha de programarse en la flash eprom del cartucho.

 Cartucho original comparado con el ZX-Flash Cart

El metodo para obtener el cartucho con tus diez juegos favoritos es muy fácil. Primero ejecutas el programa "ZX-Flash Creator", eliges diez ficheros SNA y tras pulsar el botón de creación de cartucho (Create Flash) obtendrás un fichero de 512Kb que es el que se debera grabar en el la memoria Flash (29F040). Puedes grabarla tú mismo si tienes un grabador de FlashEproms (Willem por ejemplo). O puedes llevar este fichero en disquette a la tienda de electrónica y pedir que te lo graben (5 Euros más o menos, 3'5 Euros la memoria y 1'5 euros la programación).

Después basta con colocar la memoria Flash en su zócalo correspondiente, poner el cartucho en el Interface II, encender y elegir en el menú que programa quieres cargar.

¿ Cómo funciona ?

   El funcionamiento de este cartucho es sencillo desde el punto de vista de la electrónica, pero algo más complicado desde el punto de vista del programa interno que lo gestiona. La ranura de cartuchos del Interface II está diseñada para albergar cartuchos de 16K, no dispone de señales de control del bus que nos ayuden a mapear bancos de memoria, con lo que hay que hacer algunos trucos para poder mapear los 512K de la flash Eprom en bancos de 16 K.

La electrónica del cartucho ZX-Flash detecta el acceso a las dos ultimas direcciones del mismo (3FFE y 3FFF), y genera un pulso cuando son accedidas, que incrementan un contador. Para evitar que el primer acceso a la dirección 3FFE, al incrementear el contador, mapee al siguiente banco antes de poder leer la dirección 3FFF del mismo banco, los dos primeros bits del contador no se utilizan. A de accederse a las direcciones 3FFE o 3FFF cuatro veces para que se cambie al siguiente banco. Esto permite pues leer cada banco completo para pasarlo a memoria RAM y luego mapear al siguiente banco accediendo un par de veces más a cualquiera de estas dos direcciones. Una vez leidos los tres bancos necesarios por cada SNA y transferidos a la RAM sólo resta bloquear el mapeo de bancos dejando la ROM original por si es accedida por el programa, restaurar el contenido de todos los registros y saltar al inicio del programa.

En resumen se siguen los siguientes pasos:

• Paso 0: Primero arranca el cartucho en el banco 0. Este contiene la ROM original pero con un par de modificaciones que permiten conservar compatibiliad con todo aquel programa que use la ROM. En el arranque salta a la rutina de menú que está ubicada en una zona de la ROM sin usar (386E-3CFF).
• Paso 1: Tras elegir en el menú que snapshot se desea cargar, se copia desde la ROM un programa al último banco de RAM y se transfiere la ejecución a el.
• Paso 2: Desde este programa, ya en RAM, se mapea al banco que contiene el primer bloque de los trés de cada SNA, lo transfiere a RAM y realiza lo propio con el segundo bloque. (No puede hacerlo con el tercero pues se sobreescribiria a si mismo).
• Paso 3: Se copia a la memoria de pantalla un mini-programa que mapea el tercer y último bloque, lo transfiere a la RAM y mapea de nuevo al primer banco (ROM original modificada) pasando la ejecución de nuevo a la ROM. A partir de aquí el mapeo queda bloqueado, y no es posible mapear hasta que se apague y encienda de nuevo. (Al copiar un programa a memoria pantalla, podremos ver unas rayitas el la parte superior de la pantalla, es algo que veremos al arrancar los programas)
• Paso 4: Se restaura el set completo de registros del SNA elegido, y se inicia la ejecución del programa.

Un problema que es necesario eliminar es el de la señal de refresco, que puede "engañar" al circuito de detección de acceso a las direcciones "3FFE-3FFF". Ese es el objetivo del condensador C2 de 1KpF, eliminar los pulsos generados por los ciclos de refresco, que son iguales que los de lectura y escritura, pero más cortos. Un condensador de 1KpF puede absorber un pico de lectura pequeño, y a la vez ser "inocuo" con una lectura y/o escritura real.

C1 y R1 Se encargan de generar una señal de reset al contador durante el arranque, poniendo a 0 le mapeo de ROM.

   Construcción de un ZX-Flash Cart.

Para la construcción de un ZX-Flash Cart neceistaras el siguiente material:

• Placa positiva de 60 x 100 (Es la medida que mejor se adapta, mi recomendacion es la marca Covenco / Bungard modelo PKP-200)
• IC1: 29F040
• IC2: 74HC4040
• IC3: 74LS32
• IC4: 74S133
• D1: 1N4148
• C1: 33 uF (15v)
• C2: 1KpF
• R1 330 ohmios
• 2 Zócalos de 16 pines
• 1 Zócalo de 14 pines
• 1 Zócalo de 32 pines
• Material para la realización de placas (revelador, atacador , estaño..)

En el área de descargas podrás encontrar un PDF con los fotolitos, para poder realizar la placa. También el esquema y la disposición de componentes, así como los ficheros en formato Eagle.

La realización de este circuito no reviste mucha dificultad, has de tener cuidado en el orden de soldadura de los zócalos para que ninguno te impida soldar los contactos de la cara de arriba de los otros zocalos, el orden a seguir es IC3, IC2, IC4 e IC1. No olvides soldar por ambas caras los componentes que así lo requieran (algunos pines de los zocalos, C2, C1 y D1), y soldar las vias (las conexiones que unen una cara con la otra, debajo de IC1)

   Quiero una Interface II ¿ Qué puedo hacer ?

   Si no tienes un Interface II, o alguno de sus clones , puedes conseguir uno por alguno de estos metodos:

• Participar en las subastas de Internet www.ebay.com.
• Fabricarte el tuyo propio, realmente sólo tienes que conectar cables directamente entre el conector que va al Spectrum y el  conector para cartuchos, uniendo los pines que tienen el mismo nombre entre sí. Curiosamente esta parte del Interface II - la que se ocupa del cartucho y no del Joystick- no tiene electrónica alguna. Para los detalle consulta en esta página: “Como construir un Interface II”.

    Creación de ficheros para el ZX-Flash Cart

     Una vez construido el cartucho, necesitamos grabar la memoria Flash Eprom (29F040) con nuestros programas favoritos. El fichero a grabar en la memoria flash (29F040) es el resultado de concatenar una ROM inicial con los ficheros SNA de una forma concreta y algo complicada.

En esta ocasion he contado con la inestimable ayuda de Miguel A.Prada, que ha escrito un programa para Windows que realiza esta tarea y nos permite obtener los ficheros .ROM de una forma muy cómoda a golpe de ratón.

Os aconsejo que os paseis por su página prada.dyndns.org tiene cosas muy interesantes, como un remake del Babaliba (Dinamic), sus articulos en revistas on-line, etc. No os lo perdais.

El programa que genera los cartuchos a partir de los SNAs lo puedes encontrar aquí, en la zona de descargas.

Solo necesitamos elegir diez snapshoots, darle el nombre con el que queremos que aparezcan en el menú y pulsar el boton de Crear Flash. El programa generará el archivo .ROM de 512Kb a programar en la Flash.

Pantallazo del ZX-Flash Creator

Si disponemos de programador propio (Willem o similar) podremos programar la memoria nosotros mismos, y reprogramarla las veces que queramos, os recuerdo que una memoria 29F040 es borrable electricamente. Si no disponemos de programador podemos tomar este fichero en un disquette y llevarlo a la tienda de electronica donde por poco dinero nos programaran la Flash Eprom.

Preguntas y Respuestas

     Aquí teneis las preguntas y respuestas mas frecuentes:

• Cuando quiero cambiar de juego pulso reset en el Interface II, y al elegir otro juego, este no funciona.
  • Es normal, el cartucho bloquea el mapeo durante la ejecución de los programas. Tienes que apagar y encender el Spectrum para poder elegir otro programa.
• Cuando arranco los programas, aparecen unas rayitas en la parte superior de la pantalla. ¿Es normal?
  • Si. Existe un momento en la carga del programa que es necesario recurrir a la memoria pantalla para seguir la ejecucion sin alterar nada del resto de la RAM. Las rayitas que se ven en la pantalla son en realidad una pequeña rutina que se ejecuta en memoria pantalla. Mi consejo es que carges SNAs que al arrancar cambien la pantalla inmediatamente, al menu de opciones del juego por ejemplo, asi las rayitas desaparecen enseguida. Es sólo estética.
• ¿Por qué el programa de generación de cartuchos tiene una opción de probar los snapshots?
  • Las rutina de control del cartucho residen en una zona no usada de la ROM (llena de FF's). Pero es posible que algún programa use una parte de este área para ejecutar instrucciones RST 38 (Hex FF) a través del vector de interrupciones. He probado muchos programas y todos funcionan bien, pero ha sido necesario dejar una zona a FF's para que así sea. Dicho de otra forma, prueba todos los snapshots a través del programa de generación, pues esta prueba reproduce el entorno de trabajo del cartucho, y así te aseguras antes de grabar la FlashEprom de que los programas funcionan bien. Si encuentras un programa que no funciona, por favor, hazmelo saber.
• A parte del caso anterior ¿Puede haber algun programa en SNA que no funcione en en ZXFlash?
  • Es muy dificil, pero puede ser que el SNA (o el Z80 convertido a SNA) haya sido obtenido en un momento en el que la ejecución estaba en pantalla, o pase a memoria pantalla, normalmente pasa al final de una carga desde cassete creada con algun tipo de desprotección. En estos casos carga el snap en un emulador, dejalo correr unos segundos y sálvalo de nuevo en formato SNA. De esta forma no interferirá con nada. Antes de grabar la Flash Eprom pruébalo siempre desde el programa generador de ROMs.
• ¿Tienes planeado dar soporte a snaps del tipo .Z80? De esta forma en 512Kb cabrían mas snapshots.
  • No tengo planeado dar cabida a otro tipo de snapshots. Sé que se puede aprovechar mucho mejor la memoria con otros tipos de formatos, eliminando de la carga la pantalla, etc. Para mi 10 Snaps están bien, pero el ZXFlash cart es de todas formas algo abierto. Si alguien se anima a rehacer los programas de control cuenta con mi ayuda y colaboración.
• Todos los snaps que tengo están en formato Z80. ¿ Qué puedo hacer?
  • En la página www.worldofspectrum.org puedes encontrar conversores de formatos para convertir a SNA desde .Z80. Otra alternativa es cargar en un emulador en formato .Z80 y salvar en .SNA.
• ¿Tienes algún plan de actualización del proyecto?
  • Si. Tengo planeado construir un sencillo programador de cartuchos ZXFlash cart para PC. De forma que los usuarios que no tengan programadores del tipo Willem o similar puedan programar sus propios cartuchos en casa desde el PC. ATENCIÓN: esto es sólo un plan, no un compromiso por mi parte. Si la respuesta de la gente a este proyecto es baja, tal vez no lo diseñe nunca.
• ¿Se puede usar el ZXFlash cart para otras cosas?
  • Si. Puedes cargar en el primer banco de la Eprom tu propio sistema operativo, y acceder al resto de la memoria mapeando en bloques de 16K. Pero para poder retornar al primer banco y mapear de nuevo has de realizar alguna pequeña modificación. (eliminar el bloqueo de bancos). Escribeme si estas interesado y te lo explico en detalle.
• He estudiado el circuito y no entiendo para que sirve el diodo D1.
  • Cuando el cartucho esta insertado sobre el Interface II no tiene más función que la de bloquear la señal ROMCS. Esta función no requiere un diodo, lo puedes hacer igual simplememte cortocircuitando la señal a VCC. Pero cuando el cartucho esté insertado en el programador de cartuchos (proyecto futuro) su función será la de separar la función Write de la ROMCS.
• ¿Tienes planeado vender ZXFlash carts?
  • No. Si quieres que construya uno para tí has de ofrecerme algo que me interese. Como por ejemplo Hardware relacionado con el Spectrum, preferentemente algún cartucho original del Interface II, o material relacionado con Sinclair, incluso revistas (Micromanias primera época, etc). Estoy abierto a ofertas, pero no quiero dinero. (Tampoco interfaces Kempston).
• Tengo curiosidad, diseñas un cartucho, lo construyes y ¿Funciona a la primera o lo tienes que rehacer N veces?
  • Es muy dificil que un diseño original, creado por uno mismo, funcione 100% a la primera, siempre hay cosas que no habias tenido en cuenta y que hay que modificar por el camino. Con frecuencia recurro a placas preperforadas para hacer los prototipos, y luego, cuando ya funcionan, hago el diseño de la placa etc. Aqui puedes ver una foto del ZXFlash cart cuando estaba en fase de pruebas "Foto prototipo".   

     Descargas

 

ZXFlash-Diagram.pdf	Esquema electrónico en formato PDF.
ZXFlash-Circuit.pdf	Fotolitos para la realización de la placa en PDF
ZXFlash-Eagle.zip	ZXFlash Cart en formato Eagle.
ZXFlash-Creator.zip	Programa para crear ROMs con diez SNAs. (C) Miguel A. Prada V 1.0
ZXFlash-Source	Fuente en assembler del programa de control del ZXFlash Cart
VBRUN60SP5.EXE	Librería VBRUN60.DLL para usar ZXFlash-Creator con W95/98 (No es necesaria en XP)

Novedades :

15 de Mayo 2005

Se completa el proyecto y se publica en internet.

18 de Mayo 2005

Añadido el fichero VBRUN60SP5.EXE para poder usar ZXFlash-Creator bajo Windows 95/98.

    Gracias a :

    Jose Leandro. Autor de fantásticos diseños para el Spectrum (visita Los Trastos de Jose Leandro ) Su fantástico proyecto "Super cartucho Interface II" ha sido una inspiración y un acicate para llevar a la práctica otro viejo sueño, el ZXFlash cart. Gracias también por ayudarme con el problema de mi programador GalBlast. Ahora que ya puedo programar GALs tengo una visión diferente para los proyectos futuros.

José Manuel (El WebMaster) pues sin su ayuda y sus ánimos continuos esta página no existiría. Y por su ayuda comprando en ebay...

Miguel A. Prada. Autor del programa "ZXFlash Creator" para la generación de ROMs. Su colaboración ha sido vital en éste proyecto. Y gracias también por ayudar a mantener vivo el espíritu del Spectrum desde tus colaboraciones con las revistas online y desde tu página.

A María Jesús, y a mis hijas Andrea e Inés, por su paciencia infinita con este chalao de los ordenadores antiguos. Os quiero.

     Madrid 15 Mayo 2005

     Disclaimer

     Lo siento, no se como titular esto en Español, pero ya sabéis lo que quiero decir.

    Yo comparto esta información, y la contenida en el resto de ficheros sin garantía ninguna y por supuesto sin responsabilidad de los daños que pueda causar su uso indebido o inadecuado. Lo que te puedo decir es que todo funciona perfectamente y nunca se me ha estropeado ningún Spectrum en los experimentos, pero... tú mismo.