Abo
  • Services:

Bastelrechner: Apple II mit einem Arduino nachgebaut

Der Apple-II-Nachbau überrascht nicht nur durch seinen einfachen Hardwareaufbau, sondern auch seine clevere Implementierung, um die Limitierungen des Arduinos zu umgehen.

Artikel veröffentlicht am ,
Offener Apple II (CC SA 3.0)
Offener Apple II (CC SA 3.0) (Bild: Hellisp)

Damian Peckett hat einen Apple II mit Hilfe eines Arduino Uno nachgebaut - inklusive Videoausgabe, der Datenspeicherung per Kassettenrekorder, Tastaturanschluss und der Audioausgabe. Bemerkenswert ist dabei nicht nur, dass zum Anschluss der Periphere kaum zusätzliche Bauteile notwendig waren, sondern auch, dass es überhaupt umsetzbar war: Der Apple II hatte 4 KByte RAM, der Atmega328 des Arduino Uno hat lediglich 2 KByte, und den muss sich ein Apple-Programm auch noch mit dem Emulator teilen.

Stellenmarkt
  1. Abel Mobilfunk GmbH & Co.KG, Engelsberg, Rödermark
  2. Bosch Software Innovations GmbH, Waiblingen

Der Ausgangspunkt für das Projekt war eine Emulation des im Apple II verbauten 6502-Mikroprozessors. Peckett vereinfachte die Emulation. So mussten die Unterschiede in den Ausführungszeiten der Opcodes nicht identisch zum Original sein ("cycle accurate"). Außerdem wird keine BCD-Arithmetik emuliert. Das ist möglich, da sie vom Apple-Basic nicht benutzt wird.

Die Videoausgabe erledigt nicht der große Mikrocontroller des Arduinos, sondern der kleinere Atmel16u2. Er dient normalerweise als Verbindungsglied zwischen der USB-Schnittstelle und dem Atmega328. Er lässt sich aber auch selbst programmieren. Dessen Rechenleistung reicht aus, um eine Grafikausgabe per VGA zu implementieren.

Der Kassettenrekorder, eine PS/2-Tastatur sowie der Lautsprecher konnten direkt an den Arduino angeschlossen werden. Lediglich vom Audioausgang des Kassettenrekorders zum Arduino waren ein zusätzlicher Widerstand und Kondensator notwendig.

Clevere Tricks gegen den RAM-Mangel

Peckett nutzte mehrere Tricks, um Apple-Programmen möglichst viel RAM zur Verfügung zu stellen. Dabei konnten Programmierer auch beim Original schon nicht auf die vollen 4 KByte zugreifen. Ein KByte wurde als Videospeicher benutzt. Ein weiterer Teil des Speichers wurde für systeminterne Daten verwendet.

Da die Videoausgabe über den zweiten, kleineren Mikrocontroller läuft, muss von den 2 KByte des großen Mikrocontrollers kein Videospeicher abgezweigt werden. Vorteilhaft für den Nachbau ist auch die Größe des Flash-Speichers des Atmel-Mikrocontrollers. In dessen 32 KByte passt nicht nur das 16 KByte große Original-ROM des Apple II, sondern auch der komplette Emulator. Durch den vergleichsweise großen Flash-Speicher konnte der Emulator RAM-sparend implementiert werden. Dadurch verbleiben effektiv 1,5 KByte RAM für Anwendungen beziehungsweise 1 KByte für Apple-Basic-Programme.

Dass sein Nachbau funktioniert, zeigt Damian Peckett mit Hilfe eines Apple-Basic-Programms, das ein Mandelbrot-Fraktal generiert. Dabei zeigt sich aber auch, dass die Emulation relativ langsam ist, das Programm benötigte mehrere Minuten. Peckett selbst schätzt, dass sein Nachbau circa fünf- bis achtmal langsamer ist als das Original. Er geht jedoch davon aus, dass es noch Optimierungsmöglichkeiten gibt.

Der vollständige Quellcode steht auf Github zur Verfügung.



Anzeige
Blu-ray-Angebote
  1. (2 Monate Sky Ticket für nur 4,99€)
  2. (u. a. Der Marsianer, Spaceballs, Titanic, Batman v Superman)
  3. 4,99€

clemisch 12. Apr 2015

Das war ja auch nicht Ziel des Projekts; die technische Umsetzung mit eigentlich...

k.Mitnick 09. Apr 2015

Dass das Interesse in »heutigen Generation« verschwunden sei, kann ich nicht bestätigen...


Folgen Sie uns
       


Red Dead Redemption in 4K - Grafikvergleich

Wir haben Red Dead Redemption in 4K auf der Xbox One X angespielt und zeigen unseren Grafikvergleich mit der Originalfassung.

Red Dead Redemption in 4K - Grafikvergleich Video aufrufen
God of War im Test: Der Super Nanny
God of War im Test
Der Super Nanny

Ein Kriegsgott als Erziehungsberechtigter: Das neue God of War macht nahezu alles anders als seine Vorgänger. Neben Action bietet das nur für die Playstation 4 erhältliche Spiel eine wunderbar erzählte Handlung um Kratos und seinen Sohn Atreus.
Von Peter Steinlechner

  1. God of War Papa Kratos kämpft ab April 2018

P20 Pro im Kameratest: Huaweis Dreifach-Kamera schlägt die Konkurrenz
P20 Pro im Kameratest
Huaweis Dreifach-Kamera schlägt die Konkurrenz

Mit dem P20 Pro will Huawei sich an die Spitze der Smartphone-Kameras katapultieren. Im Vergleich mit der aktuellen Konkurrenz zeigt sich, dass das P20 Pro tatsächlich über eine sehr gute Kamera verfügt: Die KI-Funktionen können unerfahrenen Nutzern zudem das Fotografieren erleichtern.
Ein Test von Tobias Költzsch

  1. Android Huawei präsentiert drei neue Smartphones ab 120 Euro
  2. Wie Samsung Huawei soll noch für dieses Jahr faltbares Smartphone planen
  3. Porsche Design Mate RS Huawei bringt 512-GByte-Smartphone für 2.100 Euro

Datenverkauf bei Kommunen: Öffentliche Daten nicht verhökern, sondern sinnvoll nutzen
Datenverkauf bei Kommunen
Öffentliche Daten nicht verhökern, sondern sinnvoll nutzen

Der Städte- und Gemeindebund hat vorgeschlagen, Kommunen sollten ihre Daten verkaufen. Wie man es auch dreht und wendet: Es bleibt eine schlechte Idee.
Ein IMHO von Michael Peters und Walter Palmetshofer

  1. Gerichtsurteil Kein Recht auf anonyme IFG-Anfrage in Rheinland-Pfalz
  2. CDLA Linux Foundation veröffentlicht Open-Data-Lizenzen
  3. Deutscher Wetterdienst Wetterdaten sind jetzt Open Data

    •  /