TuxMobil.DE: Speichererweiterung (RAM-Upgrade) 8MB für den Commodore C286LT/C386LT Laptop

Vorwort

Von Andreas Beutling stammen die folgenden technischen Informationen zum Laptop Commodore C286LT/C386LT. Bearbeitung für das WWW und Edition Werner Heuser.

Einleitung

Autor: Andreas Beutling, Fido 2:2410/299.24
Erstellt: Februar 2002

Zunächst muß ich bemerken, daß dieses Notebook hier noch komplett und voll funktionstüchtig existiert. Es ist leicht erweitert worden, hat eine 500er Festplatte drin und einen zweiten seriellen Port (Eigenbau) im Modemschacht. Auch das originale Netzteil ist vorhanden. Zum fast baugleichen C386LT existiert hier ein Original-Servicemanual.

Netzteil

Das Ding ist kein gewöhnliches Netzteil, es ist ein kombiniertes Lade- und Netzteil mit eigener, intelligenter Ladeschaltung. Das Notebook selbst hat nichts mit der Akkuladung zu tun, das erledigt alles das Netzteil selbst. Vor längerer Zeit habe ich es mal zerlegt und untersucht, da ich einen Defekt vermutete. Dabei zeigten sich folgende Eigenarten: Der Akku wird nur dann geladen, wenn das Notebook ausgeschaltet ist. Während der Zeit des Ladens leuchtet die Lade-Led am Netzteil, danach geht sie aus. Die Lade-Led an Notebook leuchtet immer, wenn das Netzteil dran ist und Spannung liefert - egal, ob Laden oder Normalbetrieb. Der Ladevorgang selbst läuft mehrstufig ab. Zunächst wird der Akku mit einem sehr geringen Strom (um die 30 mA) versorgt, exakt fünf Minuten lang. Dann erst geht das Laden los, mit ca. 250 mA. Alle zwanzig Sekunden schaltet die Ladeschaltung weitere 250 mA dazu, bis schließlich nach einigen Minuten das Maximum von 2,5 A erreicht ist. Mit diesem Strom wird bis "Akku voll" geladen, der Ladeschluß wird vermutlich über Delta-U erkannt.

Mein Gerät zieht um die 500 mA, läuft also bei intaktem Akku knapp vier Stunden. Diesen Wert habe ich allerdings erst nach Ersetzen der originalen Festplatte durch die erheblich modernere und stromärmere 500-MB-Platte erreicht.

Das Typenschild auf dem Netzteil ist mehr oder weniger eine Verschleierung der wirklichen Werte, denn sie stimmen so nicht. Das Netzteil ist relativ einfach durch eine primitive Schaltung ersetzbar, welches einmal das Notebook im Betrieb versorgen kann (dazu reichen 12 V bei > 500 mA) und dann eine strombegrenzte Spannung (ca. 15 V) zum Laden liefert, dabei wäre eine Ladespannungskontrolle- und Abschaltung sinnvoll.

Mini-Din-Buchse im C286LT/C386LT (Netzteilanschluß)

Sicht auf Löcher der Buchse in Gerät bzw. auf die Lötseite des Steckers, Markierung (Kerbe) unten:

Belegung der Anschlüsse:

1, 2   Betriebsmasse (GND)
3      Kontakt des Einschalters gegen Masse (normal=aus offen),
.      wird vom Netzteil ausgewertet
4, 7   Betriebsspannung Normalbetrieb (12-16 V, 1,5 A)
5, 8   Ladespannung Akku (bis 18 V, 2,5 A)
6      Masse, kommt vom Netzteil in die Logik des Notebook

Zu beachten ist bei Eigenbau-Ladeschaltungen, daß der Anschluß 5/8 nicht direkt am Akku-Plus hängt, dort ist noch eine Längsdiode vom Typ ERD64M-004 dazwischen. Ebenso sollte man wissen, daß an Anschluß 4/7 ständig die Akku-Spannung anliegt, nur um eine weitere Längsdiode vom selben Typ verringert. Dieser Anschluß wird auch vom Hauptschalter ins Gerät durchgeschaltet.

Speichererweiterung

Autor: Andreas Beutling, Fido 2:2410/299.24 Erstellt: 03.04.2002

Vorwort
Material
Vormontage
Verdrahtung
Inbetriebnahme
Sonstiges
Offene Probleme

1. Vorwort

Dieser Text beschreibt die Aufrüstung der benannten Geräte bis auf das mögliche Maximum von 8 MB RAM. Verwendet werden alte 30polige 1-MB-Simms oder Speicher aus anderen Quellen für dynamische RAMs mit der Organisation 1 M x 4 Bit. Der Umbau erfordert einen passenden Kreuzschlitzschraubenzieher, einen feinen Lötkolben samt Zubehör, eine spitze Pinzette, einen Elektronik-Seitenschneider, etwas Fädeldraht, Kleber und natürlich handwerkliches Geschick im Umgang mit derartiger Elektronik.

Der Speichercontroller dieser Geräte erlaubt die Adressierung von 8 MB RAM, mehr kann er laut Beschreibung nicht. Die Originalbestückung beläuft sich auf nur 1 MB, realisiert in acht Zip-Bausteinen zu je 256 K x 4 Bit. Wer sie hat, mag dort acht passende Zip-RAMs mit 1 M x 4 Bit einsetzen und erhält so 4 MB RAM. Ich hatte sie nicht, bin also anders vorgegangen. Als mögliche Ausbaustufen kommen 3 MB, 4 MB, 5 MB, 6 MB und voll bestückt 8 MB in Frage. Jeder möge für sich entscheiden, welchen Aufwand er treiben mag und wie weit er den RAM ausbauen möchte. Am einfachsten ist der Ausbau auf 3 MB, danach der auf 5 MB, alle anderen Varianten erfordern mehr Aufwand.

Derart ausgebaut, erlauben diese Notebooks den Einsatz von Software, welche deutlich mehr als nur ein MB an RAM erfordert. Ich habe bei 5 MB ein Minix installiert, welches ohne Probleme sofort und schnell darauf lief. Auch die ursprüngliche Installation von MS-DOS 6 samt Windows 3.1 gewann deutlich an Tempo, da nun genug RAM für Plattencache und Anwendungen vorhanden war.

Heute habe ich einen C286LT mit 8 MB RAM, wobei dieser Text parallel zu meiner Aufrüstung entstanden ist. Ich habe alle Änderungen an meiner ursprünglichen, sehr theoretischen Planung hier eingetragen und hoffe, daß mir dabei keine groben Fehler unterlaufen sind. Alle Äußerungen zum C386LT sind reine Theorie und basieren nur auf der großen Ähnlichkeit der Geräte sowie dem Servicemanual zum C386LT.

2. Material

Zunächst suche man sich eine Handvoll an alten 30poligen SIMMs zusammen, welche jeweils über 1 MB Kapazität verfügen, wobei je zwei oder drei Bausteine pro SIMM untergebracht sind. Interessant sind lediglich die Chips mit 4 Bit Datenbusbreite, die ggf. vorhandenen einbittigen Chips auf diesen SIMMs benötigt man nicht. SIMMs mit 8 oder 9 Chips sind ungünstig und erfordern erheblich mehr Aufwand in der Verarbeitung und Verdrahtung, es könnte zu massiven Platzproblemen beim Einbau kommen. Eine Verwendung dieser einbittigen Chips wird hier nicht beschrieben, man wandele dann entsprechend ab oder lasse es besser sein.

Die brauchbaren Chips auf den SIMMs tragen Bezeichnungen wie 44C1000 oder 41C4400 oder 71C4400 oder in dieser Art, im Zweifelsfall stecke man die SIMMs in ein altes Board rein und prüfe deren Kapazität oder ziehe Herstellerunterlagen zu Rate. Auf jeden Fall müssen die Chips schadlos von den SIMMs gelöst werden, was sich nur durch Entlöten bewerkstelligen läßt.

Ich habe dazu einen Lötkolben benutzt, dessen Spitze mit einem breiten Messingblech versehen war, so daß ich alle Anschlüsse eines Chips auf einer Seite soweit erwärmen konnte, bis sich der Chip auf dieser Seite mit der Pinzette leicht anheben ließ. Gleiches auf der anderen Seite, dann hat man den Chip in der Hand. Alternativ kann man die SIMM-Karte mit der Heißluftpistole von dieser oder jener Seite soweit erwärmen, bis sich die Chips abnehmen lassen. Diese Methode erfordert allerdings viel Gefühl, da es leicht zu thermischen Schäden an den Chips kommen kann.

3. Vormontage

Sind die Chips so vereinzelt worden, werden die Pins mit der normalen Lötkolbenspitze vom überflüssigen Zinn befreit. Bevor es weitergeht, möchte ich ein paar Worte zur Anschlußbelegung dieser Chips verlieren. Grundsätzlich werden solche Chips von oben, also in der Sicht auf die Beschriftung betrachtet und gezählt. Die Zählung der Pins erfolgt entgegen der Uhrzeigerrichtung, wobei Pin 1 stets nach einer Markierung im Gehäuse folgt. Als Markierung dient gewöhnlich eine Kerbe oder ein Halbkreis im Gehäuse an einer Schmalseite, mitunter auch nur ein vertiefter Punkt an selber Stelle oder direkt am Pin 1.

Als Besonderheit ist bei diesen Chips zu vermerken, daß sie keine durchgehenden Pinreihen auf den Längsseiten haben, dort fehlen also einige der dort sonst möglichen Pins. Trotzdem erfolgt die Zählung über alle möglichen Pins durchgehend, bei diesen Chips gibt es also einige Pinnummern gar nicht. Konkret gibt es vier Pingruppen mit je fünf Pins, wobei die erste Gruppe von 1 bis 5 zählt, die zweite von 9 bis 13, die dritte von 14 bis 18 und die vierte von 22 bis 26.

Nun werden die Chips für einen Stapel vorbereitet, dazu müssen alle parallel zu schaltenden Pins gerade ausgerichtet werden, alle einzeln zu schaltenden Pins werden etwas gekürzt. Da diese Chips SO-Ausführungen sind, sind deren Beine normalerweise halbkreisförmig unter das Gehäuse gebogen. Den zu kürzenden Pins wird dieser Halbkreis mit dem Seitenschneider abgeschnitten, bei allen anderen wird der Halbkreis zu einer Geraden gebogen. Je nach Speicherblock kann es dort leichte Unterschiede geben, siehe Verdrahtungstabellen. Im Anhang dieses ist eine Grafik vorhanden, welche die fertig vorbereiteten oder bereits eingebauten Chip-Stapel zeigt.

Der jeweils unterste Chip eines Stapels kann bleiben, wie er ist, dessen Pins müssen weder gekürzt noch gebogen werden. Dort ist ein guter Platz, um einen Abblockkondensator mit 100 nF unterzubringen. Sind die Pins an allen Chips vorbereitet, werden sie Stück für Stück übereinander gestapelt und alle langen Pins miteinander verlötet. Es empfiehlt sich, zunächst nur die beiden Stromversorgungspins an den Ecken zur Positionierung der Chips aufeinander zu verlöten und ggf. Lagekorrekturen im Stapel vorzunehmen, bevor man alle anderen Pins verbindet.

Zur Pinbelegung und Verschaltung:

Verdrahtung     Name    Pin     Pin     Name    Verdrahtung
.                     +-----__-----+
einzeln         D0    | 1       26 |    GND     parallel
einzeln         D1    | 2       25 |    D3      einzeln
parallel        /WE   | 3       24 |    D2      einzeln
einzeln         /RAS  | 4       23 |    /CAS    einzeln
parallel        A9    | 5       22 |    /OE     parallel
.                     |            |
.                     |            |
.                     |            |
parallel        A0    | 9       18 |    A8      parallel
parallel        A1    | 10      17 |    A7      parallel
parallel        A2    | 11      16 |    A6      parallel
parallel        A3    | 12      15 |    A5      parallel
parallel        Vcc   | 13      14 |    A4      parallel
.                     +------------+

Es sei hier ausdrücklich noch einmal auf die Polarität der Stromversorgungspins hingewiesen, denn Vcc und GND befinden sich zwar wie bei normalen DIL-Chips an zwei gegenüber liegenden Eckpunkten, sind aber umgekehrt belegt.

Es folgen nun Einzelheiten zu den jeweiligen Chip-Stapeln. Die beiden für die Erweiterungsplätze sind jeweils gleich und bestehen aus je vier Chips. Dort ist Pin 4 (/RAS) parallel zu verdrahten. Pin 23 (/CAS) ist paarweise parallel zu schalten, so daß sich ein oberer und ein unterer Block ergibt.

4. Verdrahtung

Letztlich müssen die einzelnen Speicherstapel noch an die Hardware des Gerätes angebunden werden. Ich habe dazu ausschließlich Fädeldraht verwendet, denn der Platz ist dort recht knapp. Deshalb werden die Stapel liegend eingebaut, so daß sich als Bauhöhe nur die Chipbreite plus Anschlüsse ergibt. Das hat zur Folge, daß alle Verbindungsdrähte zu den unten liegenden Anschlüssen vor dem Aufkleben der Stapel anzulöten sind. Mit einer Drahtlänge von jeweils fünf cm kommt man gut aus. Vor dem Aufkleben richte man die Drähte so aus, daß sich aus ihrer Lage eindeutig die Zuordnung zum jeweiligen Pin erkennen läßt. Das macht sich für die Pinreihe 1 bis 13 besonders gut, weil man die Datenbits dieser Seite ohne Kreuzungen stirnseitig aus dem Stapel führen kann.

Nach dem Aufkleben des Stapels auf eine freie Fläche in unmittelbarer Nähe der Speicheranschlüsse warte man ab, bis der Kleber ausgehärtet ist. Hier hat Silikon den Vorteil, daß es elastisch bleibt und die dünnen Fädeldrähte nicht knicken läßt, wenn man weiter verdrahtet. Die Verbindungen an den beiden Erweiterungsplätzen lötet man direkt an die Stiftleisten, deren Belegung und Zuordnung zu den RAM-Anschlüssen nachfolgend benannt ist. Zur eindeutigen Kennzeichnung der vier aufgestapelten Chips bekommen sie jetzt Buchstaben zugewiesen. Der oberste Chip im Stapel, dessen Beschriftung lesbar ist, heißt A, der darunter B, der nächste C und der unterste D.

A   B   C   D   Name    Stift   Stift   Name    A   B   C   D
.
26  26  26  26  GND     B1      A1      GND     26  26  26  26
.           24  D6      B2      A2      /CASH   23  23
2               D9      B3      A3      D0              1
.           25  D7      B4      A4      D15         25
1               D8      B5      A5      D1              2
3   3   3   3   /WE     B6      A6      D14         24
13  13  13  13  Vcc     B7      A7      Vcc     13  13  13  13
.                       B8      A8      D2              24
22  22  22  22  /OE     B9      A9      D13         2
11  11  11  11  A2      B10     A10     D3              25
12  12  12  12  A3      B11     A11     D12         1
14  14  14  14  A4      B12     A12     GND     26  26  26  26
15  15  15  15  A5      B13     A13     /CASL           23  23
16  16  16  16  A6      B14     A14     D4                  1
17  17  17  17  A7      B15     A15     D11     25
18  18  18  18  A8      B16     A16     D5                  2
5   5   5   5   A9      B17     A17     D10     24
.                       B18     A18     A0      9   9   9   9
4   4   4   4   /RAS    B19     A19     A1      10  10  10  10
26  26  26  26  GND     B20     A20     GND     26  26  26  26

Das sieht auf den ersten Blick sehr aufwendig und verwirrend aus, weil hier sämliche Verbindungen benannt worden sind. Praktisch hat man aber schon im Stapel alle parallelen Pins miteinander verlötet, so daß lediglich die 16 Datenleitungen und die beiden CAS-Leitungen einzeln gezogen werden müssen. Dabei sind eine Menge an Vertauschungen möglich und auch erlaubt, da diese RAMs eine komplett belegte Matrix bilden. So dürfen sämtliche Adreßleitungen beliebig untereinander vertauscht werden, ebenso alle Datenleitungen innerhalb eines Byte. Also können D0 bis D7 untereinander vertauscht werden, ebenso D8 bis D15. Lediglich die Zuordnung der beiden CAS-Leitungen zum oberen bzw. unteren Datenbyte muß erhalten bleiben. Der Original-Speicher ist so verdrahtet, deshalb habe ich das auch hier so gemacht.

Der große Stapel als Zip-Ersatz umfaßt acht Chips, wobei dort jeweils vier Zweiergruppen für die Datenleitungen gebildet werden, denn auch dort gibt es Parallelschaltungen. Man verfahre nach folgender Tabelle, wobei auch hier die Chips im Stapel von oben nach unten mit den Buchstaben A bis H bezeichnet sind. Der große Speicherblock als Zip-Ersatz muß direkt an die Zip-Anschlüsse von U007 bis U014 gehen. Als Platz dafür ist der Raum der vorherigen Zips U012 und U013 vorgesehen, wobei U011 und U014 teilweise überdeckt werden und von denen nur die beiden äußeren Anschlußreihen von oben her zugänglich sind. Verdeckte Kontakte werden von unten erreicht und verlötet, mögliche Pinlöcher zum Durchfädeln sind in Klammern benannt.

A   B   C   D   E   F   G   H   Name    Zip (Chip.Pin) 
.
3   3   3   3   3   3   3   3   /WE     U008.8
5   5   5   5   5   5   5   5   A9      U008.10
9   9   9   9   9   9   9   9   A0      U009.11
10  10  10  10  10  10  10  10  A1      U010.12
11  11  11  11  11  11  11  11  A2      U010.13
12  12  12  12  12  12  12  12  A3      U010.14
13  13  13  13  13  13  13  13  Vcc     U010.15
14  14  14  14  14  14  14  14  A4      U010.16
15  15  15  15  15  15  15  15  A5      U010.17
16  16  16  16  16  16  16  16  A6      U010.18
17  17  17  17  17  17  17  17  A7      U010.19
18  18  18  18  18  18  18  18  A8      U010.20
22  22  22  22  22  22  22  22  /OE     U008.1
25  25  25  25  25  25  25  25  GND     U007.5
4       4       4       4       /RAS0   U009.9
.   4       4       4       4   /RAS1   U008.9
23      23                      /CASL0  U009.2
.   23      23                  /CASL1  U008.2
.               23      23      /CASH0  U014.2 (durch U014.1)
.                   23      23  /CASH1  U011.2
1   1                           D0      U008.6
2   2                           D1      U008.7
24  24                          D2      U008.3
25  25                          D3      U008.4
.       1   1                   D4      U007.6
.       2   2                   D5      U007.7
.       24  24                  D6      U007.3
.       25  25                  D7      U007.4
.               1   1           D8      U014.6 (durch U011.8)
.               2   2           D9      U014.7 (durch U011.8)
.               24  24          D10     U014.3 (durch U014.1)
.               25  25          D11     U014.4 (durch U014.1)
.                       1   1   D12     U011.6 (durch U011.14)
.                       2   2   D13     U011.7 (durch U011.14)
.                       24  24  D14     U011.3 (durch U011.8)
.                       25  25  D15     U011.4 (durch U011.8)

Beim Auslöten der originalen Zip-RAMs sollte man sehr behutsam vorgehen, vielleicht schneidet man doch besser erst alle Pins zwischen Board und den Chips ab, um dann die Pins einzeln auszulöten. Die Lötaugen sind sehr dünn ausgeführt und vertragen keine mechanische Belastung, sonst heben sie schnell vom Board ab. Ich habe mir die Mühe gemacht, alle acht Zip-RAMs komplett und vollständig auszulöten, um mir den Rückweg zur Original-Bestückung zu erhalten.

Zur Lage und Bezeichnung der originalen Zip-RAMs siehe folgende Skizze:

U010    U009    U008    U007            CN23
U014    U013    U012    U011            CN24

Bei allen Zip-RAMS gilt folgende Pinbelegung, Pin 1 ist auf dem Board markiert:

1               /OE
.       2       /CAS
3               D2
.       4       D3
5               GND
.       6       D0
7               D1
.       8       /WE
9               /RAS
.       10      A9
11              A0
.       12      A1
13              A2
.       14      A3
15              Vcc
.       16      A4
17              A5
.       18      A6
19              A7
.       20      A8

Jeder Speicherblock ist direkt mit wenigstens einem 100-nF-Kondensator zwischen Vcc und GND zu versehen. Jeder einzelne Block ist auf dem Board dauerhaft zu verkleben, mindestens mit einem großen Tropfen Silikon oder ähnlichen Mitteln. Eine Isolierung der Blöcke gegen das Board in Form von doppelseitigem Klebeband schadet keinesfalls. Nach Abschluß der Arbeiten und Funktionstest kann der ganze Bereich mit den vielen Lötstellen und feinen Drähten mit einem Schutzlack überzogen werden, welcher für eine mechanische Fixierung der Drähte und Isolation der Kontakte sorgt.

5. Inbetriebnahme

Eine entscheidende Kleinigkeit fehlt noch, das ist die Verschaltung der RAS- und CAS-Leitungen je nach Speicherausbau. Das Gerät verfügt dazu über umlötbare Brücken, die auf der Unterseite des Mainboards sitzen. Sie werden durch 0-Ohm-SMD-Widerstände R264 bis R269 (sowie beim C386LT zusätzlich R327 bis R332) hergestellt. R264 bis R269 wirken auf die beiden Erweiterungsplätze, R327 bis R332 auf den eingelöteten Hauptspeicher.

Wer auf nur 3 oder 5 MB ausbaut, braucht daran nichts zu verändern, es gilt dieselbe Einstellung wie für die originalen 1 MB: R265, R267, R269 best¨ckt, R264, R266, R268 leer. Für geradzahlige MB-Werte (4 oder 8 MB) ist die umgekehrte Einstellung vorzunehmen: R264, R266, R268 bestückt, R265, R267, R269 leer.

Nun wird weiter je nach Gerät verfahren, denn offenbar hat man beim C386LT einige Schaltungsfehler des C286LT erkannt und beseitigt.

C286LT: Am Widerstandsnetzwerk RM004 wird Pin 3 (RAS1) vom Lötpad abgehoben und mit U019.19 (RAS2, Durchkontaktierung direkt daneben) verbunden. Das stellt RAS2 auf Bank 1 des neuen Hauptspeichers ein. Den vorher angelöteten Draht von U8.2 lösen, mit RM003.13 (CASL1) verbinden. Den Draht von U011.2 lösen, mit RM003.9 (CASH1) verbinden. Damit werden auch die beiden CAS-Leitungen passend zum RAS verbunden.

C386LT: Hier gibt es fertige 0-Ohm-Smd-Brücken dazu. Sie liegen auf der Oberseite des Boards dicht neben den Zip-Plätzen. Dort sind R327, R329, R331 auszulöten und auf die Plätze von R328, R330, R332 umzusetzen.

6. Sonstiges

Nur noch zur Information: Bank 2 ist der Erweiterungsspeicher an CN23, Bank 3 der Erweiterungsspeicher an CN24. Die 4er Pin-Bloecke CN25 bis CN28 sind mechanische Stützen für die Memory-Module und liegen mit allen Pins an Masse.

7. Offene Probleme

Ansonsten gibts noch eine Merkwürdigkeit in der Speichererkennung, die mir momentan unerklärlich ist - ich erwähnte dies schon im Text und habe das Verhalten mal näher untersucht. Das Notebook geht nur dann normal los, wenn es am Netzteil hängt oder wenn man im Akkubetrieb nach dem Einschalten einmal kurz Reset betätigt oder wenn es im Akkubetrieb nicht länger als ca. 50 sec ausgeschaltet war. Jeder andere Fall führt zu einer Fehlermeldung, wobei vorher nur der Speicher bis 4 MB hoch (640+3072 kB) durchgezählt wird. Warmstarts sind unkritisch, es geht ausschließlich um das Einschaltverhalten. Das Problem steht seit 5 MB an und tritt auch bei 8 MB in derselben Form auf.

Eigentlich habe ich keine Idee dazu... es könnte etwas mit der Stromversorgung zu tun haben. Aber die ging vorher klaglos und läuft auch jetzt im Betrieb normal. Zumal das ausgeschaltete Notebook per Schalter vollkommen von der Versorgung getrennt wird, einzig die Ladeleitung wird auf eine Anzeige-Led geführt, aber intern nicht mehr verwendet. Die ursprüngliche Reset-Bildung ist es vermutlich nicht, denn ein lange gedrückt gehaltener Reset-Taster beim Einschalten ändert nichts am Fehlerbild. Es käme auch eines der sekundären Resets in Frage, wenn das zu gering verzögert ist. Aber wie soll man so einen Fehler finden, der möglicherweise schon immer in der Schaltung steckte...?

Illustrationen

Die Arbeitsschritte in Bildern:


Bild 1	Bild 2	Bild 3
Platine nach Erweiterung	COM Port Front	COM Port Back
150 KB 1542x1070	347 KB 1086x2668	166 KB 1072x2710