VC1541

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VC 1541

Laufwerk VC 1541

Hauptplatine VC 1541

Die VC 1541 ist ein 5,25-Zoll-Diskettenlaufwerk für den Heimcomputer C64 von Commodore. Es kam 1982 auf den Markt und wurde das erfolgreichste Modell der VC15xx-Serie. Die 1541 besitzt nur einen Schreib/Lese-Kopf und kann daher Disketten nur einseitig beschreiben. Um die volle Kapazität einer Diskette zu nutzen, muss man diese am besten mittels eines Diskettenlochers mit einer zusätzlichen Schreib/Lese-Kerbe an der linken Seite versehen. Auf einer solcherart modifizierten Diskette können dann durch Umdrehen weitere knapp 165 KiB gespeichert werden.

Wie die meisten Diskettenlaufwerke von Commodore ist die 1541 ein eigenständiger Computer. Als CPU wurde der 6502 verwendet, ein naher Verwandter des im C64 eingesetzten 6510, man konnte die beiden bei trickreicher Programmierung parallel rechnen lassen.

Das Betriebssystem des Laufwerks, CBM DOS v2.6, eine abgespeckte Version der Vorgängerlaufwerke der CBM-Serie, enthält eine Reihe von Fehlern. Der bekannteste ist der sogenannte @save-Bug. Das @save-Kommando dient zum Überschreiben von Dateien mit einem neuen Inhalt unter Beibehaltung des Dateinamens. Unter unvorhersehbaren Umständen kann es dabei zu einer Zerstörung des Disketteninhaltes kommen. Da dieser Fehler bald bekannt wurde, benutzen die meisten Commodore-Programme stattdessen den Scratch-Befehl, um Dateien zu löschen und schrieben sie dann mit dem normalen save-Befehl neu.

Das Betriebssystem übernimmt in der 1541 auch hardwaretechnische Steuerungsaufgaben, da die Hardware selbst möglichst simpel gehalten werden sollte. So simuliert das System das GCR-Verfahren, mit dem die Daten auf die Diskette geschrieben werden, indem die Bytes beim Schreiben zunächst in 10-Bit-Werte umkodiert werden und beim Lesen entsprechend umgekehrt. Auch der Schreibschutz auf den Disketten wird durch die Software ausgelesen, was zur Folge hat, dass man mit bestimmten Programmen eine Diskette auch dann überschreiben kann, wenn der Schreibschutz eigentlich gesetzt ist.

Auch die unterschiedliche Länge der Spuren, je nach Abstand des Lesekopfes vom Diskettenmittelpunkt, wird von der Software ausgenutzt, um auf den weiter außen liegenden Spuren mehr Daten unterzubringen, indem die Bitrate in vier Stufen angepasst wird. Das bedeutet, dass die Oberfläche radial in vier Zonen geteilt ist, die unterschiedliche Zahlen von Sektoren je Spur haben.

Geradezu sprichwörtlich war die Langsamkeit der 1541 (deshalb unter Usern auch Schneckenkarussell genannt). Schon die Umdrehungsgeschwindigkeit wurde bewusst reduziert, damit der relativ langsame Prozessor 6502 beim Ein- und Auslesen der Daten hinterherkam. Vor allem aber war die Langsamkeit durch die umständliche Programmierung der Datenübertragung über den seriellen IEC-Bus bedingt. Diese wurde ursprünglich für die VC1540 entwickelt, da der damals im VC-20 eingesetzte Interface-Chip MOS 6522 VIA einen Fehler in der automatischen seriellen Übertragung enthielt. Daher wurde die Übertragung so organisiert, dass jedes einzelne Bit vom Prozessor explizit übertragen werden muss – ein äußerst langsamer Prozess. Bei dem kleinen Speicher des VC-20 machte dies allerdings nicht so viel aus wie später auf dem C64.

Darüber hinaus wurde die Übertragungsrate in der 1541 im Vergleich zur 1540 auch noch künstlich reduziert, um durch den VIC II-Chip verursachte Timingprobleme des C64 zu umgehen. Dieser stoppt von Zeit zu Zeit den Prozessor für bis zu 40 Mikrosekunden, um Grafikdaten aus dem Speicher zu lesen.

Mit Hilfe sogenannter Floppy-Speeder, trickreich programmierter Übertragungsprogramme (z. B. Hypra Load), die meist über einen getrennten parallelen Bus übertragen oder auf das komplizierte Protokoll auf der seriellen Leitung verzichten, kann die Übertragungsgeschwindigkeit von 300 Bytes/s auf teilweise über 10 kB/s gesteigert werden. Das funktionierte jedoch nur noch, wenn lediglich ein Laufwerk angeschlossen war. Die Floppy-Speeder-Software war meistens, zusammen mit noch anderen Features (Funktionstastenbelegung etc.) ins Betriebssystem integriert, was einen Wechsel des ROM-Bausteins im C64 und in der 1541 erforderlich machte. Diese Technik machten sich - teilweise in weiterentwickelter Form - auch Kopierprogramme zu nutze.

Der Parallelport zur Datenübertragung wurde realisiert durch Nutzung des Userport am C64 und eines freien 8-Bit-Ports eines 6522-Portbausteines in der 1541. Das ganze erledigten Umbausätze, wie zum Beispiel das bekannte SPEEDDOS: Zwei Eproms mit modifizierten Betriebssystemen für den C64 und das Laufwerk 1541 und ein paralleles Datenkabel vom Userport des C64 zur Floppy. Der Befehlsaustausch zwischen Rechner und Diskettenlaufwerk mittels des seriellen Busses wurde beibehalten, zusätzlich wurde mit dem Parallelkabel ein "HiSpeed-Bus" gelegt.

Im Zuge dieser Modifikationen zur Beschleunigung gab es angesichts gefallener RAM-Preise später sogar eine Platine zum Einbau in die 1541, die eine komplette Diskettenspur (und in einer noch späteren Version einen ganzen Disketteninhalt) im eigenen RAM (also als Cache) speicherte und dann mit hoher Geschwindigkeit mit dem Rechner austauschen konnte.

Weitere negative Eigenschaften sind die durch das interne Netzteil hervorgerufenen Überhitzungsprobleme sowie in der ersten Generation das charakteristische Rattern, das beim Anschlagen des Schreib/Lesekopfes an Spur 0 entsteht. Einen Spur-0-Sensor hatte Commodore gespart, deshalb wird beim Formatieren oder bei Lesefehlern der Kopfschlitten – unabhängig von seiner Position – einfach 40 Spuren nach innen gefahren. Dieses Rattern ist nicht nur sehr unangenehm, sondern auch der Grund für eine häufige Dejustage des Laufwerks.

Besonders unangenehm für Anwender ist die Tatsache, dass die Erstellung einer Diskettenkopie ohne Zusatzsoftware quasi unmöglich ist, da im Commodore BASIC des C64 keine derartigen Befehle integriert sind. Von den zahlreichen kommerziellen oder in Fachzeitschriften veröffentlichten Programmen gilt das 1989 im 64'er-Magazin veröffentlichte Programm "Master-Copy 64" von Frank Riemenschneider bis heute als das einzige, das eine Diskettenkopie auf einer VC1541 ohne jede Hardware-Erweiterung in unter einer Minute erstellen kann. Später gab es noch eine Nachfolgeversion "Master-Copy Parallel", die mittels paralleler Datenübertragung über den Userport eine Diskettenkopie in unter 30 Sekunden erstellen kann.

[Bearbeiten] Versionen

• 1541 (1. Generation)
  • Einführung 1982
  • Die ersten Exemplare hatten ein hellbeiges Gehäuse, später dunkelbraun, ähnlich den PC-Diskettenlaufwerken dieser Zeit
  • Kann auch in ein PC-Gehäuse eingebaut werden
  • Zwei Platinenvarianten: Umgebaute 1540 ("lange Platine" mit 74xx-Logik), später "kurze Platine" mit Custom Chip
  • Zwei Laufwerksvarianten: ALPS-Laufwerk mit brauner Frontblende und Verschlussklappe, sowie ein nur in geringer Stückzahl verbautes Knebellaufwerk von Mitsumi mit brauner oder weißer Frontblende

VC 1541c

• 1541c (2. Generation):
  • Einführung 1986
  • Beiges Gehäuse
  • Knebelverschluss
  • Lichtschranke zur Spur-0-Erkennung: Das modifizierte DOS erkennt damit die Spur 0, das Rattern aufgrund des Zurückziehens des Schreib-/Lesekopfes bis zum Anschlag entfällt und die Mechanik wird geschont. Dadurch allerdings inkompatibel zu Hardware-Speedern für 1541 der ersten Generation. Die Lichtschranke belegte eine Leitung des von den Speedern für den Anschluss des Parallelkabels verwendeten CIA-Ports A von UC1. Sie konnte jedoch durch Auftrennen der entsprechenden Leiterbahn deaktiviert werden.
  • Neue, nahezu quadratische Platine: 1541B mit einer Hybridschaltung (UD1) anstelle der bisher diskret aufgebauten Verstärkerschaltung für den Schreib-/Lesekopf

VC 1541-II

• 1541-II (3. Generation):
  • Einführung 1988
  • Hellgrau, in einem deutlich kleineren Gehäuse mit Knebelverschluss
  • Ein externes Netzteil verhindert Temperaturprobleme
  • Wieder voll kompatibel mit der 1541-I

[Bearbeiten] Übersicht Hardware-Schnelllader

Die Hardware-Schnelllader werden auf Platinen oder Chips geliefert und müssen im Heimcomputer und im Diskettenlaufwerk eingebaut werden.

Die Geschwindigkeitsfaktoren beziehen sich auf LOAD mit C64 und 1541. Mit anderer Hardware (HDD statt Floppy...) können die Werte stark abweichen.

[Bearbeiten] Übersicht Steckmodul-Schnelllader

Einige Schnelllader erschienen auch als Steckmodul für den Expansionsport.

[Bearbeiten] Übersicht Software-Schnelllader

Ein Software-Schnelllader ist ein kurzes Programm und wird zuerst geladen und gestartet, danach das eigentliche Programm, das sinnvollerweise deutlich größer sein sollte als der Schnelllader.

[Bearbeiten] Literatur

• Karsten Schramm: Die Floppy 1541. Alles über die Programmierung der VC 1541 von Eröffnen einer Datei bis zu Eingriffen in die Arbeitsweise des DOS; (1986); ISBN 3890900984; Download
• Reinhold Herrmann: Floppy VC 1541. Pflegen und Reparieren; (1986); ISBN 3890110797
• Lothar Englisch, Norbert Szczepanowski: Das große Floppy-Buch; (1983); ISBN 3890110053 Nummer doppelt benutzt!

[Bearbeiten] Weblinks

• Weitergehende Informationen und Internals finden sich auch unter [1] sowie allgemein [2]
• Weitere Informationen und Bilder bei 8-Bit-Nirvana

Commodore-Produktübersicht

PET/CBM: KIM-1 | PET 2001 | CBM 3000 | CBM 4000 | CBM 8000 | MMF 9000  CBM II: CBM 500^∗ | CBM 600 | CBM 700 | CBM 900^∗

Heimcomputer: VC 10 | VC 20 | C64 (SX, GS^♦) | 264-Reihe (C16, C116, Plus/4) | C128 | C65^∗

Amiga (Übersicht): 1000 | Sidecar | 500 | 2000 | CDTV^♦ | 600 | 3000/T/UX | 1200 | 4000 | CD³²^♦

IBM-kompatibel: PC-1 | PC-10 bis PC-60 | x86LT | A 1060

Peripherie: Laufwerke: Datasette | VC15xx (VC1540/41, VC1551, VC1570/71, VC1581) | SFD100x (SFD1001, SFD1002) | CBM 2020 bis 8250 | Amiga-Diskette | A570 | A3070  
Drucker: MPS-Serie | MPS 801 | CBM-8000-Serie | VC1520  
Sonstige Hardware: Zorro-Bus | RAM Expansion Unit | Commodore-Maus | Monochrom- und Farb-Monitore | Lautsprecher A10 | Mehrfachbenutzersysteme (MBS)  
Historische Hardware: Schreib- und Tischrechenmaschinen | LED-Uhren | Konsole Commodore 2000k| Schachcomputer

Chips: MOS Technology | VIC | VIC II | TED | VDC | SID | PIA | VIA | TPI | CIA | ACIA | Agnus (Blitter, Copper) | Paula | EHB-Modus | HAM-Modus  Chipsätze: OCS | ECS | AGA

Software: Commodore BASIC | Commodore Basic V2 | Kernal | CBM-ASCII (PETSCII) | GEOS | Commodore DOS | AmigaOS | Kickstart | Workbench | AmigaGuide | AMIX

∗: nur Prototyp ♦: Spielkonsole