IDE-Schnittstelle 2

[DBoxBaer]

Hallo IDE Freunde!

Vor knapp einem Jahr haben ich diesen Thread entdeckt und fand die Idee sehr interessant. Da es keine genauen Termine gab, wann mit realer Hardware zu rechnen sei, habe ich irgendwann angefangen, mir eine alternative Hardware zu überlegen und eine grobe Idee ist schnell entstanden.

Zwischen den Aufgaben wie Stecker organisieren (sind möglicherweise wieder lieferbar), Platine entwerfen usw. verging leider sehr viel Zeit, aber nun ist es doch mal notwendig über die (Teil-)Ergebnisse zu berichten:

Ziel war es von Anfang an eine Lösung zu finden, die minimale Eingriffe in die Box erfordert. Das scheint gelungen zu sein:

Eine Platine, gesteckt in den Memory Connector. Ein Kabel zum Modem Connector (alleine schon um die 5V für die Platte zu holen) und natürlich ein Kabel zur Platte -> Das wars.

Ich plante nie die Platine kommerziel zu vermarkten. Statt dessen war meine Idee immer, den Open Source Gedanken auch auf diese Hardware anzuwenden und mich so bei der Community für die tolle Arbeit zu bedanken.

Im wesentlichen besteht die Platine aus einem CPLD von Xilinx: Die Dateien dafür sowie das Platinenlayout kann man daher gut veröffentlichen. Die Entwicklungssoftware für den CPLD ist kostenlos (wenn auch riesig), und die Platine ist mit der freien Version von Eagle entstanden.

Die Bestückung der Platine ist allerdings keine triviale Sache und bisher gibt es nur ein Layout für Nokia (habe keine anderen Boxen).

Und was funktioniert nun bereits? (seit diesem Wochenende)

Ganz einfach: Im U-Boot auf Dateien einer Platte lesend zuzugreifen.

Die Anpassungen im U-Boot waren dabei größer als die für das "ursprüngliche" Projekt (da der CPLD nur am Memory Connector hängt und man so ein paar Dinge ungewöhnlich lösen muss), aber den Kernel sollte man genauso zum Laufen kriegen. Über Performance kann ich daher noch nichts sagen: Langsam wird das Ding aber sicher nicht sein.

Ich hoffe es ist niemand verärgert über mein erstes Posting. Bin jetzt mal auf die Reaktionen gespannt.

[Tommy]

...Ich hör die Worte wohl doch ich trau mich nicht so recht dran zu glauben

Die IDE Entwickler wollten ja Ihre Ergebnisse eigentlich public machen - evtl. kannst Du ja davon partizipieren.

Ich für meinen Teil bin immernoch sehr heiß drauf

Edit:
Allerdings wäre ich dafür, einen (besser 2) neuen Thread aufzumachen. Einen für die Technik und einen fürs Gelaber.

[PT-1]

@DBoxBaer
Poste doch mal alles was du schon gemacht hast (Photos,Plaene,Teileliste,UBoot Mod's usw.)

Oder nur links...Wenn kein Webspace mal temporaer auf http://www.yousendit.com

[MB]

War der Homecast nochmal Premiere zertifiziert?

Ebensowenig wie eine Umgebaute Dbox mein Lieber...

Ich hoffe ernsthaft das ein paar Boxen jemals ne Festplatte haben, Basteln find ich toll. Aber ne Ernsthafte PVR Lösung wird für mich aus ner Dbox niemals entstehen.

[Tommy]

War der Homecast nochmal Premiere zertifiziert?

Ebensowenig wie eine Umgebaute Dbox mein Lieber...

Ich hoffe ernsthaft das ein paar Boxen jemals ne Festplatte haben, Basteln find ich toll. Aber ne Ernsthafte PVR Lösung wird für mich aus ner Dbox niemals entstehen.

Hatte ich das behauptet mein Lieber?

[DBoxBaer]

Webspace ist tatsaechlich ein Problem, aber ich denke, das man da ein Sourceforge Projekt aufsetzen kann oder sowas. Viel Zeit will ich dafür eigentlich nicht spendieren, statt dessen lieber an dem Projekt arbeiten.

Edit: Danke an DietmarW für den Platz...



Was sieht man da?
Die Platine mit CPLD, ein CPLD-Programmier Kabel zum PC (kann man auch leicht selber bauen), das Flachbandkabel zur Platte, und den Missbrauch eines CDROM Audiokabel um die Platte mit 5V zu versorgen...

Im Hintergrund sind noch LEDs, die eigentlich als Netzwerkstatus mal in die Box eingebaut wurden, aber temporär eine Art Debug-Output darstellen

Was noch fehlt, ist ein Kabel vom Modem Connector zur Platine, damit diese zum Beispiel auch einen Interrupt generieren kann: Soweit ich die CPU kenne und die dort angeschlossenen Leitungen überblicke ist das mit wenigstens einem Pin dort möglich.

Die Bauteilliste ist übrigens sehr kurz: Ein XC95144XL-5 und ein paar
Kondensatoren sowie die beiden obligatorischen Stecker. Nur die Bestückung ist kein Spass. Vielleicht findet sich ja jemand, der das übernimmt?

Was macht der Chip?

Als die Platine designt wurde, wusste ich noch nicht, wie das Ergebnis
genau funktionieren wird. Also wurden einfach fast alle Pins vom
Memory Connector angeschlossen. Die Bedeutung kann man bei einem CPLD/FPGA ja schön später definieren... Hier trifft das erste mal ein wichtiger Spruch bei der ganzen Entwicklung zu: Der Rest ist dann Software...
Sprich, man muss den Chip "nur" entsprechend konfigurieren. Ich hoffe das man sich die Widerstände auch sparen kann, von denen hier im Thread mal die Rede war, und man entsprechende Probleme durch Einstellungen an den Pin-Eigenschaften des Chips lösen kann.

Warum dieser Chip?

Erstens: Ich kannte den Typen bereits. Ansonsten:
Ich brauchte viele Pins, die hohe Geschwindigkeit (66Mhz Bustakt ist schon schnell, bzw. 15ns sind verdammt kurz...), und 5V tolerant musste er auch noch sein. Richtig Teuer ist er aber auch nicht (<20 Euro)

Und warum funktioniert das ohne weitere Leitungen zum Mainboard?

Weil der Chip SDRAM spielt. Aus CPU Sicht wird der CPLD wie das normale RAM angesprochen, d.h. via UPM, ganz regulär.
Damit sind traditionelle IDE Interfaces zwar nicht so einfach bauen, aber das ist dann ja Software...

Die Grund-Idee dafür war: "Write before Read". Die CPU muss dem Chip vor einem IDE Register Lesezugriff sagen, das der Chip das jetzt mal bitte machen soll, zum Beispiel per Schreibzugriff auf eine bestimmte Adresse.
Der zweite Zugriff liefert dann die gelesenen Daten. Performance gibts trotzdem, weil der zweite Lesezugriff wieder den nächsten IDE-Zugriff triggern kann (durch die Wahl der Adresse) usw.
Und ganz nebenbei können so zur CPU auch gleich 32 Bit transportiert werden, weil der Chip gleich 2 IDE Lesezugriffe durchführt.

Und das sind alles Dinge die bereits funktionieren.
Einen Interrupt auszulösen kriegt man auch noch hin. Ob allerdings Bus-Master DMA möglich sein wird...?

[dietmarw]

mal erstmal hier abgelegt..

[Tommy]

Au Backe - das hört sich hammermäßig geil an. Wenn Du Geld betr. evoboards für die Software devs brauchst richte ein PayPal Spendenkonto ein. Ich bin der erste Spender!

[Günther]

Ich bin sprachlos,


Im Zusammenspiel mit dem MovieBrowser wäre das die perfekte Lösung für die schnelle Aufnahme (das Archiv kann ja weiterhin auf dem Server bleiben).

Leider bin ich kein Hardwerker und leider bin ich mit meinem Projekt z.Z schon voll ausgelastet, aber Du hast auf jedenfall meine volle selische Unterstützung


!!!!! DBoxBaer !!!! DBoxBaer !!!! DBoxBaer !!!!


Hoffentlich melden sich ein paar Softies, die von der ganzen Materie Ahnung haben und Dir helfen können ....

so long

Günther

[DBoxBaer]

Der nächste Schritt beim Veröffentlichen wäre es nun wohl erstmal ein paar Files irgendwo abzulegen, ich denke da an zum Beispiel an die Board/Schematic Files vom Eagle.

Und wer will da wirklich reinschauen will kann sich ja schon mal die Software von Xilinx runterladen: Ich habe "ISE 7.1i" benutzt, keine Ahnung ob da schon wieder was neueres rumliegt. Funktionierte bei mir übrigens nur richtig über die Web-Install Variante um alle aktuellen Patches zu bekommen.

Cool ist übrigens das man den Chip recht sicher in der laufenden Box umprogrammieren kann (natürlich nur sinnvoll während er gerade nicht benutzt wird). So ist Hardware-Entwicklung fast wie Software schreiben.

Und man kann mit der "CPLD am CPU Bus"-Lösung auch noch ganz andere Dinge machen, vielleicht auch kombiniert mit dem IDE Interface. Wenns noch in den Chip passt.
Ein Freund hat schon nach einem PS/2 Interface gefragt, um eine drahtlose Tastatur anzuschliessen: Das wäre von der Hardware wahrscheinlich sehr einfach und der Rest ist dann Software...

Aber zurück zur Platine und wie es weitergeht:
Mit dem Eagle-Board File kann man dann zum Beispiel beim PCB-Pool ein paar Platinen machen (Da die Platine ziemlich klein ist bekommt man die einzeln erst gar nicht...). Mit Lötstoplack und E-Test waren es bei mir dann etwa 120 Euro für 6 Stück (Bei mehr Platinen wirds natürlich billiger)

Die Herstellung der Platinen ist aber wohl das geringste Problem:
Man benötigt ja noch den CPLD und den Connector, was besonders bei so kleinen Stückzahlen nicht immer einfach ist.
Doch das eigentliche Problem ist dann die Teile auf die Platine gelötet bekommen: Da beides 0.5mm fine pitch ist sollte das nur jemand machen, der das auch kann. Und diese Arbeit kostet Zeit, und ist so der wahrscheinlich teuerste Posten an der ganzen Lösung.

Hier sind jetzt mal kreative Vorschläge gefragt, wie man sowas hochzieht:
Wieviele Leute interessieren sich überhaupt noch dafür?

Doch auch so werde ich natürlich weitermachen:
Konkret plane ich als nächstes erstmal selbst den Kernel zu überfallen und den Code dort anzupassen, so dass das Interface hier auch mal im Prinzip funktioniert.

[gurgel]

hi,
schick mir doch mal die Files, ich kann sie auf meinen Server stellen ( http://www.dboxservice-hallenberg.de ).

[Tommy]

Im Zusammenspiel mit dem MovieBrowser wäre das die perfekte Lösung für die schnelle Aufnahme (das Archiv kann ja weiterhin auf dem Server bleiben).

yapp - mit getimter nächtlicher Überspielfunktion auf den Server (Serienarchiv)

Ich würde drei Interfaces für Sagem 1xI nehmen (Platte mit IC aufgelötet) die restlichen SMD Bauteile würde ich selber hinkriegen. In erster Linie kommts natürlich auf den Preis an. Im näheren Bekanntenkreis könnte ich sicher min. fünf Interessenten auftreiben. (Noobsichere Softwareeinbindung und Bedienung vorausgesetzt)

[petgun]

Und man kann mit der "CPLD am CPU Bus"-Lösung auch noch ganz andere Dinge machen.

.haelts Du ein 100 MBit Netzwerkinterface fuer moeglich? Am Besten zusaetzlich zur IDE-Funktionalitaet...

[Gorcon]

Was mich interssieren würde: Wie hoch ist die Schreib/Lese Geschwindigkeit?

Da die HDD jetzt intern ist würde ein Überspielen der Daten deutlich langsamer von statten gehen da es dann ja nur über den 10MBit/s Netzwerkanschluß geht. Einen Film auf den PC zu überspielen könnte dann schon mehr als eine Stunde dauern.

Wenn man aber einen Netzwekanschluß mit 100Mit/s hätte wäre das kein so großes Problem, dann würde die Lese Gschwindigkeit der Platte + Controller interssant sein.

Da Nächstes Jahr das ZDF mit seiner Datenrate die 8MBit/s Datenrate Knacken will würden per 10MBit/s Netzwerk Aufnahmen mit großer Warscheinlichkeit scheitern, dann wäre diese Lösung, wenn sie denn schnell genug wäre besser.

Interesse hätte ich aber auf jedenfall wenn die Schreiblese Geschwindigkeit die des 10MBit/s Netzwerkes übersteigt.
Das zusammenlöten würde ich selbt vornehmen.

Ich würde 3-4 "Bauteilsätze" abnehmen.

Gruß Gorcon

[dietmarw]

sollte man diese neue entwicklung nicht in einen eigenen tread stecken??
"dbox ide 2" oder so

[DBoxBaer]

Und man kann mit der "CPLD am CPU Bus"-Lösung auch noch ganz andere Dinge machen.

.haelts Du ein 100 MBit Netzwerkinterface fuer moeglich? Am Besten zusaetzlich zur IDE-Funktionalitaet...

Leider ist der Chip schon ziemlich voll. Doch es gibt noch eine groessere Variante (was die inneren Werte betrifft...) vom Chip, sogar Pin kompatibel. Kostet aber auch mehr, und günstig sollte das IDE Interface auch werden, darum die "kleine" Variante.

Aber alleine wir auch der die 100MBit Netzwerk wahrscheinlich nicht schaffen. CPLDs kann man immer gut verwenden, um Bus-A mit Bus-B anzupassen. (Das macht der beim IDE Interface ja im Prinzip auch).
Mit anderen Worten könnte der CPLD vielleicht hilfreich sein, um einen eigenständigen LAN Controller mit der CPU zu verbinden. Das kann evtl. ganz einfach sein.

Ansonsten:
Bisher gibt es nur ein Layout für Nokia Boxen. Kabel oder Sat ist da hoffentlich egal?! Meine sind nämlich alle Kabel. Sagem hat meines Wissens einen anderen Connector, da heisst es dann mal fröhlich layouten.
Wer sich daran versuchen will: Die Pinbelegung des Chips ist ganz leicht zu ändern (das ist dann Software...): Eine andere Anordnung sollte keine gewaltigen Probleme machen. (PinSwap vom Eagle hilft da sehr).
Meine Layout ist nur zweiseitig, da aber die Leitungen vom Memory-Connector zum CPLD alle _sehr_ kurz sind, gehe ich davon aus, das es hier keine Probleme gibt, und es ist so deutlich günstiger. Einen Haufen Abblock-Kondensatoren gibts auch noch, und auf beiden Seiten sind alle Freiflächen mit VCC bzw. Masse bedeckt. 66MHz sind aber tatsächlich keine nette Bastelfrequenz mehr.
Edit:
Da ich Gurgel mal die Files geschickt habe: Der Oszillator im Schaltplan und auf dem Board ist nicht notwendig fürs IDE Interface, war nur zum Testen des CPLDs, auch ohne eine DBox, die ja einen Takt liefert notwendig.

[DBoxBaer]

Was mich interssieren würde: Wie hoch ist die Schreib/Lese Geschwindigkeit?

Da die HDD jetzt intern ist würde ein Überspielen der Daten deutlich langsamer von statten gehen da es dann ja nur über den 10MBit/s Netzwerkanschluß geht. Einen Film auf den PC zu überspielen könnte dann schon mehr als eine Stunde dauern.

Gruß Gorcon

Zugriffe auf den CPLD laufen mit der gleichen Geschwindigkeit wie Zugriffe auf das interne RAM. Etwa 90ns pro 32Bit Wort (* siehe unten)
Das schafft der Chip locker, und könnte sogar noch mehr, nur hat die CPU keine weitere UPM übrig, in der man das Zugriffsmuster ablegen könnte, denke ich jedenfalls.
Mein Problem ist beim IDE Interface gewesen, das die Platte im PIO Mode 4 (dem schnellsten) die Daten zu spät liefern würde. Eine Platte liefert da ein 16-Bit Wort alle 120ns. Darum die Aufteilung, aber die bedeutet bei einem Sektor-Read (512 Bytes von Platte -> DBOX) nur, das man etwa 130 Zugriffe statt 128 benötigt.
Die 10MBit/s wird man damit locker knacken, 10MByte/s sollten gut machbar sein. Aber das ist noch Theorie, gemessen habe ich das noch nicht, und wer weiss wo der Kernel noch Zeit liegen lässt?! Doch das ist dann ja Software... da kann man immer optimieren.

Ciao,

DBoxBaer

(*) Das sind Einzel-Wort Zugriffe, ohne Bursts. Wenn die CPU eine Cacheline füllt, liest sie in 120ns oder so gleich 4*32 Bit vom RAM. Das könnte der CPLD auch, wenn er genügend Flipflops hätte, um so viele Daten zu halten. Der '288er Chip könnte das vielleicht, nur habe ich den Bedarf nicht gesehen.

[Tommy]

Aber alleine wir auch der die 100MBit Netzwerk wahrscheinlich nicht schaffen. CPLDs kann man immer gut verwenden, um Bus-A mit Bus-B anzupassen. (Das macht der beim IDE Interface ja im Prinzip auch).
Mit anderen Worten könnte der CPLD vielleicht hilfreich sein, um einen eigenständigen LAN Controller mit der CPU zu verbinden. Das kann evtl. ganz einfach sein.

Du Meinst sowas wie einen PCI Bus emulieren in den man eine 100MBit NIC stecken kann?
Alternativ könnte ja auf die Adapterplatine noch ein Realtec 100MBit Chip drauf - vllt könnte man das ja beim Platinenlayout gleich mit vorsehen?!

[DBoxBaer]

Aber alleine wir auch der die 100MBit Netzwerk wahrscheinlich nicht schaffen. CPLDs kann man immer gut verwenden, um Bus-A mit Bus-B anzupassen. (Das macht der beim IDE Interface ja im Prinzip auch).
Mit anderen Worten könnte der CPLD vielleicht hilfreich sein, um einen eigenständigen LAN Controller mit der CPU zu verbinden. Das kann evtl. ganz einfach sein.

Du Meinst sowas wie einen PCI Bus emulieren in den man eine 100MBit NIC stecken kann? :o
Alternativ könnte ja auf die Adapterplatine noch ein Realtec 100MBit Chip drauf - vllt könnte man das ja beim Platinenlayout gleich mit vorsehen?!

PCI erscheint mir übertrieben und schwierig. Da ich mich auf die Bereiche konzentriert habe, mit denen ich mich auskenne, ist kein Netzwerkchip drauf. Und der alleine reicht ja auch noch nicht, da muss ja noch das eine oder andere drumherum. Mein Vorschlag wäre da: Einen durchdachten Connector, an dem man ein (Flachband-)Kabel anstecken kann, das dann zu einem zweiten Board ginge, mit Netzwerkhardware. Alleine schon mechanisch wäre das wohl sehr sinnvoll. Vielleicht dahin, wo heute das Modem sitzt? Das braucht ja wohl kaum jemand...

Doofe Frage hier mal: Wieviel Strom ist eigentlich noch übrig in der Box?
Für ne 2.5" Platte mit 0.5A reichts wohl, aber wie wäre es mit einem DVD-Brenner aus nem Laptop? Das ist nämlich auch IDE...
(Das kostet dann ne richtig grosse Tüte Software...)

[DBoxBaer]

sollte man diese neue entwicklung nicht in einen eigenen tread stecken??
"dbox ide 2" oder so ;)

Hab nix dagegen. Immerhin sinds nun 44 Seiten...

[tomster]

UIII!
Des klingt ja ziemlich vielversprechend! Auch wenn ich etwas Bammel habe vor "..is ja dann Software.." zwex keinen Plan von sowas. Und so ein CPLD-Programmer ist auch nicht gerade billig.

Aber sonst begeistert mich die Einfachheit des Aufbaus in dem Posting. Und Mal ehrlich: so ein CPLD, auch mit 0.5mm Pitch, is doch eigentlich mit einer dünnen Lötspitze und etwas Entlötlitze schnell drin, bzw. drauf. Der Chip is ja gut zugänglich. Einfacher jedoch wär's wenn man nur einen Sockel auflöten würde in den man dann den fertig programmierten Chip einsetzen kann (Verfügbarkeit von in-socket-steckbar nicht verifiziert). Das spart dem nicht ganz so versierten Lötartisten/ ISP Programmer (da zähl ich mich übrigens auch dazu) wohl einiges an Gefrickel. Vorausgesetzt es fände sich ein "Fertig-programmierter-Chip-Versender"...

[DieMade]

So ein Sockel macht die Sache wieder unnötig teuer.

just my 2 cent

[Tommy]

Aber alleine wir auch der die 100MBit Netzwerk wahrscheinlich nicht schaffen. CPLDs kann man immer gut verwenden, um Bus-A mit Bus-B anzupassen. (Das macht der beim IDE Interface ja im Prinzip auch).
Mit anderen Worten könnte der CPLD vielleicht hilfreich sein, um einen eigenständigen LAN Controller mit der CPU zu verbinden. Das kann evtl. ganz einfach sein.

Du Meinst sowas wie einen PCI Bus emulieren in den man eine 100MBit NIC stecken kann?
Alternativ könnte ja auf die Adapterplatine noch ein Realtec 100MBit Chip drauf - vllt könnte man das ja beim Platinenlayout gleich mit vorsehen?!

PCI erscheint mir übertrieben und schwierig. Da ich mich auf die Bereiche konzentriert habe, mit denen ich mich auskenne, ist kein Netzwerkchip drauf. Und der alleine reicht ja auch noch nicht, da muss ja noch das eine oder andere drumherum. Mein Vorschlag wäre da: Einen durchdachten Connector, an dem man ein (Flachband-)Kabel anstecken kann, das dann zu einem zweiten Board ginge, mit Netzwerkhardware. Alleine schon mechanisch wäre das wohl sehr sinnvoll. Vielleicht dahin, wo heute das Modem sitzt? Das braucht ja wohl kaum jemand...

Doofe Frage hier mal: Wieviel Strom ist eigentlich noch übrig in der Box?
Für ne 2.5" Platte mit 0.5A reichts wohl, aber wie wäre es mit einem DVD-Brenner aus nem Laptop? Das ist nämlich auch IDE...
(Das kostet dann ne richtig grosse Tüte Software...)

Naja soviel drumherum brauchts nicht: http://www.ulrichradig.de/ unter Webserver - dort wird ein ATMEL als Webserver benutzt
Der Realtec 8019 ist zwar nur 10 MBit aber für 100 brauchts ja bestimmt nur einen andern Chip?!

[tomster]

...man denkt ja nur- oder besser postet ja nur...

@Die Made
Ich hab nicht geschaut, was ein 100-PIN-Sockel für ein Loch in den Geldbeutel brennt. Mir ging's da eher um die ISP-Programmierung. Direkt auflöten geht ja noch, aber sich einen Programmer kaufen müssen um irgendwas bis 120 Euronen für mehr oder weniger 1 Brennvorgang. Da könnte die Sockelvariante schon günstiger ausfallen. So hatt ich's gemeint.


---edit---
Also so'n Sockel kostet wohl irgendwas zwischen 10 und 20 Euro. Wär schon 'ne Alternative, denkst nicht?
---edit---

[Gorcon]

Die Frage des Programmierens des Chips ist nicht ganz unberechtigt.
Glaube kaumdasman einen Fabrikneuen Chip einlöten kann underst dann per D-Box programmieren kann?

Wenn das gehen sollte erledigt sich die Sockelfrage.

Gruß Gorcon