Comodoro 1541

Vista trasera de la unidad de disco Commodore 1541, con la tapa superior y el blindaje eliminado

El Commodore 1541 (también conocido como CBM 1541 y VIC-1541) es una unidad de disquete fabricada por Commodore International para Commodore 64 (C64), la computadora doméstica más popular de Commodore. La unidad de disquete más conocida para el C64, la 1541 es una unidad de 170 kilobytes de un solo lado para 5¼" discos El 1541 siguió directamente al Commodore 1540 (destinado al VIC-20).

La unidad de disco utiliza grabación codificada en grupo (GCR) y contiene un microprocesador MOS Technology 6502, que se duplica como controlador de disco y como procesador del sistema operativo de disco (DOS) integrado. El número de sectores por pista varía de 17 a 21 (una implementación temprana de la grabación de bits de zona). El sistema operativo de disco integrado de la unidad es CBM DOS 2.6.

Historia

Introducción

El 1541 tenía un precio de menos de US$400 en su presentación. Un C64 más un 1541 costaba alrededor de $900, mientras que un Apple II sin unidad de disco costaba $1295. Las primeras unidades 1541 producidas en 1982 tienen una etiqueta en el frente que dice VIC-1541 y tienen una caja blanquecina que hace juego con la VIC-20. En 1983, el 1541 pasó a tener la caja beige familiar y una etiqueta frontal que decía simplemente "1541" junto con rayas de arcoíris para combinar con el Commodore 64.

En 1983, un 1541 se vendía por $300 o menos. Después de una guerra de precios de computadoras domésticas instigada por Commodore, el C64 y el 1541 juntos costaron menos de $500. La unidad se hizo muy popular y difícil de encontrar. La compañía dijo que la escasez se produjo porque el 90 % de los propietarios de C64 compraron el 1541 en comparación con su expectativa del 30 %, pero la prensa discutió lo que Creative Computing describió como "una tasa de retorno absolutamente alarmante" por defectos. La revista informó en marzo de 1984 que recibió tres unidades defectuosas en dos semanas, y Compute!'s Gazette informó en diciembre de 1983 que cuatro de las siete unidades de la revista habían fallado; "¡CALCULAR! Las publicaciones necesitan urgentemente 1541 adicionales para uso interno, pero no podemos encontrar ninguno para comprar. Después de numerosas llamadas telefónicas durante varios días, pudimos ubicar solo dos unidades en todo el territorio continental de los Estados Unidos, supuestamente debido al intento de Commodore de resolver un problema de fabricación que causó las fallas altas.

Los primeros (1982 a 1983) 1541 tienen un mecanismo de expulsión por resorte (unidad Alps) y los discos a menudo no se sueltan. Este estilo de unidad tiene el apodo popular de "Tostadora Drive", porque requiere el uso de un cuchillo u otro objeto duro y delgado para sacar el medio atascado como una tostada atascada en una tostadora real. Esto se solucionó más tarde cuando Commodore cambió el proveedor del mecanismo de accionamiento (Mitsumi) y adoptó el mecanismo Newtronics de palanca abatible, lo que mejoró en gran medida la confiabilidad. Además, Commodore hizo que la placa controladora de la unidad fuera más pequeña y redujo la cantidad de chips en comparación con los primeros 1541 (que tenían una placa de circuito impreso grande a lo largo de la caja, con docenas de chips TTL). El Newtronics 1541 con carcasa beige se fabricó entre 1984 y 1986.

Versiones y clones de terceros

1541C, la primera versión de actualización

Todos, excepto los primeros modelos 1541 que no son II, pueden usar el mecanismo Alps o Newtronics. Visualmente, los primeros modelos, de denominación VIC-1541, tienen un color blanco roto como el VIC-20 y el VIC-1540. Luego, para que coincidiera con el aspecto del C64, CBM cambió el color de la unidad a marrón amarillento y el nombre a Commodore 1541.

Commodore 1541-II, el segundo de dos versiones actualizadas de la CBM 1541. El 1541-II tiene el mecanismo de bloqueo más moderno de "agarre radical".

Las numerosas deficiencias del 1541 abrieron un mercado para una serie de clones de la unidad de disco de terceros. Los ejemplos incluyen el Oceanic OC-118, también conocido como Excelerator+, las unidades de disco simple y doble MSD Super Disk, el Enhancer 2000, el Indus GT , BCD/5.25 de Blue Chip Electronics y CMD'FD-2000 y FD-4000. Sin embargo, el 1541 se convirtió en la primera unidad de disco en tener un uso generalizado en el hogar y Commodore vendió millones de unidades.

En 1986, Commodore lanzó el 1541C, una versión revisada que ofrece un funcionamiento más silencioso y un poco más confiable y una carcasa de color beige claro que combina con el esquema de color del Commodore 64C. Fue reemplazado en 1988 por el 1541-II, que utiliza una fuente de alimentación externa para brindar un funcionamiento más frío y permite que la unidad ocupe un espacio más pequeño en el escritorio (la fuente de alimentación 'ladrillo' se coloca en otro lugar, generalmente en el piso). Las revisiones posteriores de la ROM solucionan una variedad de problemas, incluido un error de software que hace que el comando guardar y reemplazar dañe los datos.

Sucesores

El Commodore 1570 es una actualización del 1541 para usar con el Commodore 128, disponible en Europa. Ofrece capacidad MFM para acceder a discos CP/M, velocidad mejorada y un funcionamiento algo más silencioso, pero solo se fabricó hasta que Commodore puso en marcha sus líneas de producción con el 1571, el disco de doble cara. Finalmente, se fabricó la pequeña unidad Commodore 1581 de 3½ pulgadas, basada en una fuente de alimentación externa y basada en MFM, que brinda acceso de 800 KB al C128 y al C64.

Diseño

Hardware

El 1541 no tiene interruptores DIP para cambiar el número de dispositivo. Si un usuario agrega más de una unidad a un sistema, el usuario tiene que cortar un rastro en la placa de circuito para cambiar permanentemente el número de dispositivo de la unidad, o cablear a mano un interruptor externo para permitir que se cambie externamente. También es posible cambiar el número de la unidad a través de un comando de software, que es temporal y se borrará tan pronto como se apague la unidad.

Las unidades 1541 en el momento del encendido siempre tienen como valor predeterminado el dispositivo n.º 8. Si se utilizan varias unidades en una cadena, el procedimiento de inicio consiste en encender la primera unidad de la cadena, modificar su número de dispositivo mediante un comando de software al número más alto de la cadena (si se usaron tres unidades, entonces la primera unidad en la cadena se establecería en el dispositivo n.° 10), luego encienda la siguiente transmisión, modifique su número de dispositivo al siguiente más bajo y repita el procedimiento hasta que la transmisión final al final de la cadena se encienda y se deje como dispositivo n.° 8.

A diferencia de Apple II, donde la compatibilidad con dos unidades es normal, es relativamente poco común que el software Commodore admita esta configuración, y el comando de copia de archivos CBM DOS no puede copiar archivos entre unidades; una utilidad de copia de terceros es necesario.

Los 1541 anteriores al II también tienen una fuente de alimentación interna, que genera mucho calor. La generación de calor era una fuente frecuente de humor. Por ejemplo, Compute! declaró en 1988 que "Commodore 64 solía ser el favorito de los chefs aficionados y profesionales, ya que podían calcular y cocinar encima de sus unidades de disco de la serie 1500 al mismo tiempo. tiempo". Una serie de consejos humorísticos en MikroBitti en 1989 decía: "Cuando se programa tarde, el café y el kebab se mantienen bien calientes encima del 1541." La revisión de MikroBitti del 1541-II dijo que su fuente de alimentación externa "debería acabar con las bromas sobre las tostadoras".

El mecanismo del cabezal impulsor instalado en los primeros años de producción es muy fácil de desalinear. La causa más común del golpeteo del cabezal de la unidad 1541 y la desalineación posterior son los esquemas de protección contra copias en el software comercial. La causa principal del problema es que la unidad de disco en sí no cuenta con ningún medio para detectar cuándo el cabezal de lectura/escritura llega a la pista cero. En consecuencia, cuando un disco no está formateado o se produce un error de disco, la unidad intenta mover el cabezal 40 veces en la dirección de la pista cero (aunque el DOS 1541 solo usa 35 pistas, el mecanismo de la unidad en sí es una unidad de 40 pistas, por lo que esto aseguró que se alcanzaría la pista cero sin importar dónde estaba antes la cabeza). Una vez que se alcanza la pista cero, cada nuevo intento de mover la cabeza en esa dirección provocaría que chocara contra un tope sólido: por ejemplo, si la cabeza estuviera en la pista 18 (donde se encuentra el directorio) antes de este procedimiento, la cabeza se movería 18 veces y luego se estrellaría contra el tope 22 veces. Esta embestida da la característica "ametralladora" ruido y tarde o temprano tira la cabeza fuera de alineación.

Es probable que una parte defectuosa de alineación de cabezales haya causado muchos de los problemas de confiabilidad en las primeras unidades 1541; un distribuidor le dijo a Compute!'s Gazette en 1983 que la pieza había causado casi tres de varios cientos de fallas en la unidad que había reparado. Las unidades eran tan poco confiables que la revista Info bromeó: "A veces parece que una de las especificaciones de diseño original... debe haber dicho 'Tiempo medio entre fallas: 10 accesos". '" Los usuarios pueden realinear la unidad ellos mismos con un programa de software y un disco de calibración. El usuario puede sacar la unidad de su caja y luego aflojar los tornillos que sujetan el motor paso a paso que mueve la cabeza, luego, con el disco de calibración en la unidad, girar suavemente el motor paso a paso hacia adelante y hacia atrás hasta que el programa muestre una buena alineación. A continuación, se aprietan los tornillos y se vuelve a colocar la unidad en su caja.

Apareció una solución de terceros para el 1541 en la que el tope sólido del cabezal se reemplazó por un tope con resorte, lo que le dio al cabezal una vida mucho más fácil. La última unidad 1571 (que es compatible con 1541) incorpora detección de pista cero mediante fotointerruptor y, por lo tanto, es inmune al problema. Además, una solución de software, que reside en la ROM del controlador de la unidad, evita que se produzcan relecturas, aunque esto puede causar problemas cuando se producen errores genuinos.

Debido a los problemas de alineación en los mecanismos de transmisión de Alps, Commodore cambió de proveedor a Newtronics en 1984. Las unidades de mecanismo de Newtronics tienen una palanca en lugar de una lengüeta desplegable para cerrar la puerta de la unidad. Aunque los problemas de alineación se resolvieron después del cambio, las unidades Newtronics agregan un nuevo problema de confiabilidad en el sentido de que muchos de los cabezales de lectura/escritura están mal sellados, lo que provoca que la humedad penetre en el cabezal y produzca un cortocircuito.

La PCB del 1541 consta principalmente de una CPU 6502, dos chips VIA 6522 y 2k de RAM de trabajo. Se pueden agregar hasta 48k de RAM; esto es principalmente útil para derrotar los esquemas de protección contra copia, ya que se puede cargar una pista de disco completa en la memoria RAM de la unidad, mientras que el 2k estándar solo admite algunos sectores (teóricamente ocho, pero CBM DOS utilizó parte de la RAM como espacio de trabajo). Algunos usuarios de Commodore usan 1541s como un coprocesador matemático improvisado cargando código intensivo en matemáticas a la unidad para procesamiento en segundo plano.

Interfaz

El 1541 utiliza un derivado serializado patentado de la interfaz paralela IEEE-488, que se encuentra en unidades de disco anteriores para la gama PET/CBM de computadoras personales y de negocios, pero cuando el VIC-20 estaba en desarrollo, una alternativa más económica al Se buscaron costosos cables IEEE-488. Para garantizar un suministro listo de cableado económico para los periféricos de su computadora doméstica, Commodore eligió conectores DIN estándar para la interfaz en serie. Las unidades de disco y otros periféricos, como las impresoras, se conectan a la computadora a través de una configuración en cadena, lo que requiere solo un conector en la computadora.

Control

Rendimiento y software

IEEE Spectrum en 1985 declaró que:

El único defecto importante del C-64 no está en la propia máquina, sino en su unidad de disco. Con una unidad de disco razonablemente rápida y un sistema de operación de disco adecuado (DOS), el C-64 podría competir en el mercado de negocios con la Apple y quizás con otros ordenadores de negocios. Sin embargo, con la unidad de disco actual, es difícil de presionar perder su imagen como juguete.

Los diseñadores del C-64 culparon de la lentitud del 1541 a la insistencia del departamento de marketing de que la computadora fuera compatible con el 1540, que es lento debido a una falla en el 6522 VIA controlador de interfaz Inicialmente, Commodore tenía la intención de usar un registro de desplazamiento de hardware (un componente del 6522) para mantener velocidades de transmisión rápidas con la nueva interfaz serial. Sin embargo, un error de hardware con este chip impide que el diseño inicial funcione como se esperaba, y el código ROM se reescribió apresuradamente para manejar toda la operación en el software. Según Jim Butterfield, esto provoca una reducción de la velocidad por un factor de cinco; si la compatibilidad con 1540 no hubiera sido un requisito, la interfaz del disco habría sido mucho más rápida. En cualquier caso, el C64 normalmente no puede funcionar con un 1540 a menos que la salida de video VIC-II se deshabilite a través de una escritura de registro, lo que detendría la CPU durante ciertas líneas de video, lo que garantiza la sincronización en serie correcta.

Como se implementó en VIC-20 y C64, Commodore DOS transfiere 300 bytes por segundo, en comparación con los 2400 bytes por segundo del Atari 810, los 15 000 bytes por segundo del Apple Disk II y el Tasa de datos de 300 baudios del sistema de almacenamiento Commodore Datasette. Se necesitan unos 20 minutos para copiar un disco: 10 minutos de tiempo de lectura y 10 minutos de tiempo de escritura. Sin embargo, dado que tanto la computadora como la unidad se pueden reprogramar fácilmente, los terceros escribieron rápidamente un firmware más eficiente que aceleraría drásticamente las operaciones de la unidad. Sin modificaciones de hardware, algunos "cargadores rápidos" Las utilidades (que omitieron las rutinas en la ROM integrada del 1541) lograron alcanzar velocidades de hasta 4 KB/s. Los más comunes de estos productos son el Epyx Fast Load, el cartucho final y los cartuchos ROM de complemento Action Replay, que también tienen un monitor de código de máquina y un software de edición de disco integrados. Las populares revistas de informática Commodore de la época también entraron en escena con utilidades de carga rápida, con Compute!'s Gazette publicando TurboDisk en 1985 y < i>RUN publicando Sizzle en 1987.

Aunque cada 1541 tiene su propio controlador de disco integrado y sistema operativo de disco, no es posible que un usuario ordene dos unidades 1541 para copiar un disco (una unidad de lectura y la otra de escritura) como con las unidades duales más antiguas. como el 4040 que a menudo se encontraba con la computadora PET, y con el que el 1541 es compatible con versiones anteriores (puede leer discos 4040 pero no escribir en ellos, ya que una pequeña diferencia en la cantidad de bytes de encabezado hace que el 4040 y 1541 solo lea- compatible). Originalmente, para copiar de una unidad a otra, se necesitaba el software que se ejecutaba en el C64 y primero leía de una unidad a la memoria de la computadora y luego escribía en la otra. Solo cuando se lanzaron Fast Hack'em y, más tarde, otros programas de copia de seguridad de disco, fue posible realizar una verdadera copia de disco a disco para un par de 1541. El usuario podría, si lo deseaba, desconectar el C64 de las unidades (es decir, de la primera unidad en la conexión en cadena) y hacer algo más con la computadora a medida que las unidades procedieron a copiar todo el disco.

Medios

La unidad 1541 utiliza medios de disquete de doble densidad estándar de 5¼ pulgadas; los medios de alta densidad no funcionarán debido a que su recubrimiento magnético diferente requiere una mayor coercitividad magnética. Como el esquema de codificación GCR no utiliza el orificio de índice, la unidad también era compatible con discos duros sectorizados. El formato CBM DOS estándar es de 170 KB con 35 pistas y sectores de 256 bytes. Es similar al formato utilizado en PET 2031, 2040 & 4040 unidades, pero una pequeña diferencia en la cantidad de bytes de encabezado hace que estas unidades y la 1541 solo sean compatibles con la lectura; los discos formateados con una unidad no se pueden escribir en la otra. Las unidades permitirán que se produzcan escrituras, pero el tamaño del encabezado inconsistente dañará los datos en las porciones de datos de cada pista.

Las unidades 4040 utilizan Shugart SA-400, que eran unidades de 35 pistas, por lo que el formato se debe a las limitaciones físicas del mecanismo de la unidad. El 1541 usa mecanismos de 40 pistas, pero Commodore limitó intencionalmente el formato CBM DOS a 35 pistas debido a problemas de confiabilidad con las primeras unidades. Es posible a través de la programación de bajo nivel mover el cabezal de la unidad a las pistas 36–40 y escribir en ellas, esto a veces lo hace un software comercial con fines de protección contra copia y/o para obtener datos adicionales en el disco.

Sin embargo, DOS reserva una pista para la información de asignación de archivos y directorios (el BAM, mapa de disponibilidad de bloques). Y dado que para los archivos normales, DOS usa dos bytes de cada sector físico como un puntero a la siguiente pista física y sector del archivo, solo 254 de los 256 bytes de un bloque se usan para el contenido del archivo.

Si el lado del disco no se prepara de otro modo con un formato personalizado (por ejemplo, para discos de datos), 664 bloques quedarían libres después del formateo, dando 664 × 254 = 168 656 bytes (o casi 165 KB) para datos de usuario.

Mediante el uso de rutinas personalizadas de formateo y carga/guardado (a veces incluidas en DOS de terceros, consulte a continuación), se pueden utilizar todas las 40 pistas mecánicamente posibles.

Debido a que la unidad no usa el orificio de índice, también es posible hacer "disquetes flexibles" insertando el disquete al revés y formateando el otro lado, y es común y normal que se distribuya software comercial en dichos discos.

Las pistas 36 a 42 no son estándar. La tasa de bits es la sin procesar entre el cabezal de lectura/escritura y el circuito de señal, por lo que la tasa de datos útil real es un factor 5/4 menor debido a la codificación GCR.

El disco 1541 normalmente tiene 35 pistas. La pista 18 está reservada; las pistas restantes están disponibles para el almacenamiento de datos. El encabezado está el 18/0 (pista 18, sector 0) junto con el BAM, y el directorio comienza el 18/1 (pista 18, sector 1). El intercalado de archivos es de 10 bloques, mientras que el intercalado de directorios es de 3 bloques.

Contenido del encabezado: el encabezado es similar a otros encabezados de disco de Commodore, las diferencias estructurales son el desplazamiento de BAM ($04) y el tamaño, y el desplazamiento de etiqueta+ID+tipo ($90).

$00–01 T/S referencia al primer sector del directorio (18/1)
Versión 02 DOS ('A')
04-8F Entradas BAM (4 bytes por pista: Conteo de Sector Libre + 24 bits para sectores)
90-9F Disk Label, $A0 acolchado
ID de disco A2-A3
A5-A6 tipo DOS ('2A')

Usos

Los primeros esquemas de protección contra copias introducen deliberadamente errores de lectura en el disco, y el software se niega a cargar a menos que se devuelva el mensaje de error correcto. La idea general es que los programas simples de copia de disco son incapaces de copiar los errores. Cuando se encuentra uno de estos errores, la unidad de disco (al igual que muchas unidades de disquete) intentará uno o más intentos de relectura después de restablecer primero el cabezal a la pista cero. Pocos de estos esquemas tienen mucho efecto disuasorio, ya que varias compañías de software pronto lanzaron "nibbler" utilidades que permiten copiar discos protegidos y, en algunos casos, eliminar la protección.

La protección contra copia de Commodore a veces falla en configuraciones de hardware específicas. Gunship, por ejemplo, no se carga si hay una segunda unidad de disco o impresora conectada a la computadora.