Beyond-Jupiter

À fin des années 70 et durant les années 80 les ordinateurs personnels basés sur des processeurs 8 bits comme le 6502 et le Z80 incorporaient tous dans une mémoire ROM un interpréteur BASIC. Cependant il y a eu une exception le Juputer ACE mit en marché en 1982. Ce dernier incorporait un interpréteur Forth. Malheureusement ce ne fut pas un succès commercial.

Le Jupiter-ACE a été mis au point par des ingénieurs qui avaient travaillé sur les ZX80 et ZX81 de Sinclair. Ils ont formé leur propre compagnie Jupiter Canlab limited. Cet ordinateur utilisait aussi un processeur Z80.

Depuis 1982 la technologie a grandement progressée ainsi que l'exploration spatiale. Plusieurs sondes se sont rendues au delà de Jupiter et certaines ont même quittées le système solaire.

Beyond-Jupiter est un ordinateur basé sur un processeur 32 bits Cortex-M4 avec unitée en virgule flottante de 32 bits incorporée. Comme le Jupiter ACE il incorpore un interpréteur Forth en mémoire FLASH. Pour l'essentiel cet interpréteur respecte le standard Forth 2012.

Conception matérielle

Le coeur de cet ordinateur est une carte black-pill comprenant un processeur STM32F411CEU6 et une mémoire FLASH SPI de 16 MO utilisée pour le système de fichier.

BLACK-PILL

source: WeAct black pill V3.1

• MCU STM32F411CEU6
  • mémoire FLASH 512Ko
  • mémoire RAM 128ko
  • Fclk maximal 100Mhz

La carte que j'ai en main a les composants C15 (100nF) et U3 (25Q128JVSQ, mémoire flash SPI de 16Mo) installés.

Pinout

Affichage Vidéo

• Sortie NTSC composite

• graphiques

  • graphique 320x200 pixels
  • 16 niveaux de gris

• texte

  • 25 lignes
  • 53 charactères par ligne

• Clavier PS/2

• Audio 1 tonalité de fréquence et durée programmables.

Schematic

Prototype

Pour compiler

jacques@picatout:~/github/beyond-Jupiter$ make -B
rm -f build/*
arm-none-eabi-as  -march=armv7m -mfpu=vfpv4 -mfloat-abi=hard  -a=build/stm32eforth.lst init.s environment.s ser-term.s tvout.s ps2_kbd.s spi-flash.s fpu.s strtof.s ftoa.s forth.s  -g -obuild/stm32eforth.o
arm-none-eabi-ld -T stm32f411ce.ld  -g build/stm32eforth.o -o build/stm32eforth.elf
arm-none-eabi-objcopy -O binary build/stm32eforth.elf build/stm32eforth.bin 
arm-none-eabi-objdump -D build/stm32eforth.elf > build/stm32eforth.dasm
arm-none-eabi-objdump -D build/stm32eforth.elf > build/stm32eforth.dasm

Flasher le binaire

Un petit programmeur économique comme celui-ci fait très bien l'affaire. .

Dans le Makefile les variables suivantes indiquent le type de programmeur utilisé et le numéro de série. Ces paramètres doivent-être ajustés en fonction STLINK V2 utilisé.

# programmer
VERSION=STLINKV2
STM_PROG=553f6a06663f56493953103f
SMALL_DUNGLE=48FF6E066772574857351967 
STV2_DUNGLE=$(SMALL_DUNGLE)
STV3_PROG_SN=
SERIAL=$(STV2_DUNGLE)

Pour connaître le numéro de série du programmeur

jacques@picatout:~/github/beyond-Jupiter$ st-info --probe
Found 1 stlink programmers
  version:    V2J40S7
  serial:     48FF6E066772574857351967
  flash:      524288 (pagesize: 16384)
  sram:       131072
  chipid:     0x0431
  descr:      stm32f411re

Pour flasher le binaire

jacques@picatout:~/github/beyond-Jupiter$ make flash
************************
	 FLASHING DEVICE       
************************
st-flash  --serial=48FF6E066772574857351967   write build/stm32eforth.bin 0x8000000
st-flash 1.7.0
2024-03-14T21:14:22 INFO common.c: stm32f411re: 128 KiB SRAM, 512 KiB flash in at least 16 KiB pages.
file build/stm32eforth.bin md5 checksum: 3c52bf457f28dd76db5e2a525052fa8a, stlink checksum: 0x001e7956
2024-03-14T21:14:22 INFO common.c: Attempting to write 28308 (0x6e94) bytes to stm32 address: 134217728 (0x8000000)
EraseFlash - Sector:0x0 Size:0x4000 2024-03-14T21:14:22 INFO common.c: Flash page at addr: 0x08000000 erased
EraseFlash - Sector:0x1 Size:0x4000 2024-03-14T21:14:23 INFO common.c: Flash page at addr: 0x08004000 erased
2024-03-14T21:14:23 INFO common.c: Finished erasing 2 pages of 16384 (0x4000) bytes
2024-03-14T21:14:23 INFO common.c: Starting Flash write for F2/F4/F7/L4
2024-03-14T21:14:23 INFO flash_loader.c: Successfully loaded flash loader in sram
2024-03-14T21:14:23 INFO flash_loader.c: Clear DFSR
2024-03-14T21:14:23 INFO common.c: enabling 32-bit flash writes
2024-03-14T21:14:23 INFO common.c: Starting verification of write complete
2024-03-14T21:14:23 INFO common.c: Flash written and verified! jolly good!

Utilisation

L'ordinateur peut-être utilisé de 2 façons

• remote console Jumper J4 fermé. Pour l'utiliser de cette façon il faut le relier au PC par le port sériel configuré en 115200 BAUDS 8N1 et utiliser un émulateur de terminal sur le PC. Mode texte seulement.

• local console Jumper J4 ouvert. Pour l'utiliser avec un téléviseur avec entrée NTSC composite et un clavier PS/2. Dans ce cas le mode graphique est disponbile. Dans ce mode l'affichage texte est de 25 lignes de 53 caractères.

Il est possible de commuter d'un mode à l'autre avec les commandes REMOTE CONSOLE et LOCAL CONSOLE.