home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Oakland CPM Archive / oakcpm.iso / cpm / heath / h89.mod < prev    next >
Text File  |  1983-09-09  |  9KB  |  179 lines
  1. .         Modifying the H89 for 4Mhz Operation
  2. . 
  3. .               by John Stetson
  4. . 
  5. .     As time passes, more and more H89 computer owners are discovering
  6. . that it is feasible to upgrade the Heath H89 computer to run at a clock
  7. . speed of 4Mhz, instead of the standard 2Mhz.    The potential throughput
  8. . improvements in processing capability and console speed are impressive.
  9. . And best of all, the necessary modifications can usually be performed
  10. . for as little as $25, depending on the speed of the RAM chips in the H89.
  11. . 
  12. .     This article is intended to provide some general information about
  13. . the conversion process, without trying to include every conceivable patch
  14. . or trick, since that would be a Herculean undertaking!
  15. . 
  16. .     The 4Mhz conversion includes the following basic steps:
  17. . 
  18. .  1) Replace the Z-80 cpu chip which operates at a 2Mhz clock speed with
  19. .     a Z-80A cpu chip which operates at 4Mhz.    Z-80A chips are available
  20. .     for as little as $7 to $8 in quantities of one (check BYTE magazine).
  21. . 
  22. .  2) Replace the H-17 Disk Controller ROM (444-19), which assumes 2Mhz
  23. .     operation, with a new ROM in which the 2Mhz dependencies have been
  24. .     removed.    The modified ROM can be used at EITHER 2Mhz OR 4Mhz.
  25. .     The modified ROM can be obtained for $7.50 from Najay Systems.
  26. .     (See the address at the end of this article.)
  27. . 
  28. .  3) Replace none, some, or all of the 64K of RAM chips, as necessary.
  29. .     This is the tricky part.    Depending on the speed of the RAM chips
  30. .     currently in your H89, you may have to replace all 64K, in the worst
  31. .     case.  This is usually the last thing to check; if you can run ok
  32. .     at 4Mhz without touching your RAM, you're home free.  You may be
  33. .     able to determine the speed of some of the chips by contacting the
  34. .     chip manufacturer and providing the part number.    Otherwise, you
  35. .     may wish to test your RAM in blocks of 16K and replace each set of
  36. .     16K that is too slow. If money is no object, simply replace all 64K!
  37. .     Some 4116 dynamic RAM chips are stamped with "dash numbers" such as
  38. .     4116-2, or 4116-3.  Unfortunately, these do not always have the same
  39. .     speed definition from manufacturer to manufacturer, so beware!
  40. . 
  41. .     The common 4116 RAM chip access speeds are summarized below:
  42. . 
  43. .     Access time    Clock Speed        Approximate Cost(*)
  44. .     -----------    -----------        ----------------
  45. .      450 nsec         2Mhz        .......
  46. .      300 nsec         3Mhz        $11/16K
  47. .      250 nsec       3-4Mhz        $12/16K
  48. .      200 nsec       4-5Mhz        $13/16K
  49. .      150 nsec       5-6Mhz        $16/16K
  50. . 
  51. .     (*) Advertised in a recent issue of Microcomputing magazine.
  52. . 
  53. .     From the table above, it is apparent that 150 or 200 nanosecond
  54. .     access time chips are preferred, 250 nsec chips are marginal, and
  55. .     300 nsec or slower chips probably won't work.  Some chips rated
  56. .     at slower speeds MAY perform reliably at faster speeds, but why
  57. .     take a chance?
  58. . 
  59. .     In some cases H89 owners have also had to replace the 2 2114 RAM
  60. .     chips on the cpu card with faster parts, but this is the exception
  61. .     rather than the rule.
  62. . 
  63. .  4) Modify the H89 cpu card so that the CPU, ROM, and RAM see a 4Mhz
  64. .     clock signal, while the H88-1 disk controller card sees a 2Mhz
  65. .     clock signal.  This can be accomplished in several ways, some more
  66. .     reliable than others.  Najay Systems provides instructions on how
  67. .     to do this for $7.50 (see below).  This modification involves
  68. .     cutting 3 traces and adding either 2 jumpers and 3 wires to a switch
  69. .     or 3 jumpers without a switch.  The switch allows you to easily
  70. .     go back to 2Mhz operation, which is helpful when troubleshooting.
  71. . 
  72. .  5) Make any necessary patches to the HDOS or CP/M software you use.
  73. .     When I performed the 4Mhz mod, I was very surprised at how few
  74. .     patches were required to run at 4Mhz.  If you use the standard Heath
  75. .     H17 SY DVD, the DG Electronics H17 SY DVD, or the Ultimeth V2.0 H17
  76. .     SY DVD, NO patches are necessary for 4Mhz operation with either the
  77. .     standard 100K hard sectored 5" drives or the 400K Tandon drives.
  78. .     The HUG SY DVD (Ultimeth V1.0) will NOT work at 4Mhz.  The Heath
  79. .     CP/M BIOS V2.2.02 or V2.2.03 MUST be patched to work at 4Mhz.  The
  80. .     best collection of patches I have seen for CP/M is those compiled
  81. .     by Bill Moss. These are available on the MicroNet HUG Bulletin
  82. .     Board, and may be published in a future >CHUG newsletter, if there
  83. .     is sufficient interest.  The Livingston Logic Labs BIOS-80 for
  84. .     Heath CP/M with the 400K Tandon drives has also been patched for
  85. .     reliable 4Mhz operation, and recently shipped copies need no patches.
  86. . 
  87. .  6) This step is optional, but is highly recommended if you wish to fully
  88. .     realize the increased H89 console throughput capabilities available
  89. .     at 4Mhz.    If you have not already done so, you should now increase
  90. .     the H89 terminal logic board clock rate to 3Mhz and the baud rate
  91. .     from 9600 baud to 19200 baud.  It is usually unnecessary to replace
  92. .     the Z-80 chip on the terminal logic board to run at 3Mhz, but you
  93. .     may wish to install a Z-80A to be on the safe side.  Operation of the
  94. .     terminal logic board at 4Mhz appears possible, but of dubious value
  95. .     at the present time (a faster H-19 ROM will probably be required and
  96. .     the 2114 display RAMs may have to be replaced with faster parts).
  97. . 
  98. .     The switch settings for 19200 baud rate are as follows:
  99. . 
  100. .    H89/H19 terminal logic card:
  101. . 
  102. .    Switch 401:  0    1  2  3  4  5  6  7
  103. .     9600 baud:  0    0  1  1  .  .  .  .
  104. .    19200 baud:  1    0  1  1  .  .  .  .
  105. . 
  106. .    H89 cpu card with MTR-89:
  107. . 
  108. .    Switch 501:  0    1  2  3  4  5  6  7
  109. .     9600 baud:  .    .  .  .  .  .  0  .
  110. .    19200 baud:  .    .  .  .  .  .  1  .
  111. . 
  112. .     The modifications to change the terminal logic board clock
  113. .     rate are as follows:
  114. . 
  115. .    H89/H19 terminal clock speed selection:
  116. . 
  117. .    2Mhz: jumper JP10 pin 2 to pin 5
  118. . 
  119. .    3Mhz: cut JP10 pin 2 to pin 5
  120. .          jumper JP10 pin 1 to pin 5
  121. . 
  122. .    4Mhz: cut JP10 pin 2 to pin 5
  123. .          jumper JP10 pin 5 to U413 pin 9
  124. . 
  125. .     To see the reason for increasing the terminal logic board clock
  126. .     rate, consider the following unscientific benchmark tests I ran:
  127. . 
  128. .    H89 4Mhz benchmark tests:
  129. . 
  130. .    List a 128 sector ASCII file on the console:
  131. . 
  132. .    2Mhz H89 cpu, 3Mhz terminal,  9600 baud -> 36 seconds
  133. .    4Mhz H89 cpu, 2Mhz terminal,  9600 baud -> 36 seconds
  134. .    4Mhz H89 cpu, 3Mhz terminal,  9600 baud -> 36 seconds
  135. . 
  136. .    2Mhz H89 cpu, 3Mhz terminal, 19200 baud -> 29 seconds
  137. .    4Mhz H89 cpu, 2Mhz terminal, 19200 baud -> 22 seconds (*)
  138. .    4Mhz H89 cpu, 3Mhz terminal, 19200 baud -> 18 seconds
  139. . 
  140. .     (*) The H19 rom doesn't seem to handle this combination reliably.
  141. . 
  142. .     As you can see, the baud rate is the limiting factor on console
  143. .     throughput at 9600 baud.    Increasing the baud rate to 19200 with
  144. .     a 2Mhz cpu clock and a 3Mhz terminal clock provides about a 20%
  145. .     improvement, but the console is now cpu-bound.  Only at a 4Mhz
  146. .     cpu clock rate and a 3Mhz terminal clock rate is the full speed
  147. .     of the 19200 baud rate realized.
  148. . 
  149. .     One other note: I understand that the newer H-19A's and H-89A's
  150. .     have significantly different internal printed circuit cards than
  151. .     the older H-19's and H-89's.  I have yet to hear of anyone who
  152. .     has succesfully modified the newer models, but chances are that
  153. .     the process will be very similar.
  154. . 
  155. .     In conclusion, it is obvious that this article has omitted some of
  156. .     the technical details of implementing the 4Mhz conversion.  This
  157. .     was intentionally done to keep it down to a reasonable size. If you
  158. .     decide to go ahead with the conversion, I think you will be very
  159. .     impressed with the results.  Programs such as PIE, INVADERS, all
  160. .     of the commonly used assemblers, compilers and basic interpreters
  161. .     really come to life at 4Mhz and saving time is what computing is
  162. .     all about!  As mentioned above, the modified H17 ROM and detailed
  163. .     instructions on modifying the cpu board can be ordered for $15 from:
  164. . 
  165. .     George Najarian
  166. .     Najay Systems
  167. .     3136 Vermillion St.
  168. .     W Covina, Ca. 91792
  169. .     (714) 594-9564
  170. . 
  171. .     P.S. Najay Systems is reportedly working on a newer, easier to
  172. .     install 4Mhz modification kit which is a small PC board which
  173. .     plugs into a socket on the H89 cpu card and may allow a software
  174. .     selectable 2 or 4Mhz clock frequency with NO trace cuts or jumpers
  175. .     required (of course it will cost more!).    And for those with
  176. .     even more money to spend, there's the new DG Electronics SUPER-89!
  177. . 
  178. .     EOF
  179.