SPERRY UNIVAC UTS 40 et son Subsystem 8406 (2 X 8" DSDD)

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Mister DCE
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Message par Mister DCE » 14 juin 2018 19:42

Salut à tous,

Tout récemment inscrit sur le forum, je vais directement attaquer avec du lourd ;-)
Depuis 1988 je possède un terminal de marque Sperry Univac modèle UTS 40 avec son Subsystem 8406 qui comprend un contrôleur et deux lecteurs de disquettes 8 pouces double densité.

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Cette machine est en fait un "intelligent terminal" (un ordinateur quoi) basé sur un Z80 et sur lequel on peut faire tourner du soft sous CP/M.
Je l'utilisais par le passé pour encoder tout un tas de choses relatives à mes projets créatifs, aux rêves, à la musique, et à tout un tas d'autres délires plus ou moins amusants. Au milieu de mon Amiga et mon C64, le monstre faisait figure de "machine sérieuse" mais qui en fait contenait une grosse base de données dédiée à un univers fantasque. Pour le fun, images d'archive de 1989 :

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J'ai activement utilisé cet engin jusqu'à sa mort en 1999. J'ai quelques fois essayé de le réparer depuis mais en l'absence du matériel et des connaissances adéquates j'ai souvent abandonné. Depuis un an cependant, pris d'une folie aussi soudaine que persistante, j'ai décidé de lui redonner vie une bonne fois pour toute.

Il faut savoir qu'étant de conception militaire, les schémas de cette machine sont introuvable et le marquage des composants inconnus dans 70% des cas. Les 4 boards qui constituent l'engin sont triples couches.

J'ai d'abord tenté d'avoir l'avis de personnes aux états-unis par le biais d'un forum aussi vintages que les machines qui animaient les fils de discussion.
Cela m'a permis d'avancer dans la réparation, mais cette machine était assez rare, j'ai un peu atteint les limites de l'aide que je pouvais attendre d'outre-atlantique (l'UTS 40 était beaucoup utilisé là-bas dans le domaine militaire ainsi que dans les aéroports).

J'ai d'abord réussi à redonner vie au subsystem (alimentation HS et courroie fondue), sans avoir pu accéder aux disque cette partie de la machine semble ok:

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Aujourd'hui après maints rebondissements consistant à rapatrier de rares carcasses d'UTS 40 à prix d'or provenant des USA (mais tout aussi en panne) qui me revenaient de plus explosées après transport, j'ai finalement presque réussi à rebooter mon vieil acolyte cybernétique.

Les dégâts sont provoqués par une cause bien connue, l'acide d'une batterie NiCad qui bouffe les pistes et les composants.
Ici une phase de mise à nu de pistes:

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Et finalement le boot

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Mais avec une erreur au niveau de la mémoire non volatile

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Celle-ci empêche d'avoir la main, la clavier reste sans effet. Normalement on doit obtenir cet écran-ci :

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(obtenu que deux fois par chance avec une autre motherboard qui a rendu l'âme depuis, également bouffée par l'acide)

Même sans batterie, sans datas dans cette mémoire, les paramètres sont chargés à partir d'une ROM dans la RAM et on peut ensuite les éditer pour les stocker dans une CMOS via cette page:

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Il me paraît clair qu'une piste bouffée a dû échapper à mon attention, j'ai donc tenter de retrouver quel IC était en charge de stocker les paramètres et je suis finalement tombé sur un NEC D444C avoisinant la zone où il y avait la batterie suintante.

Datasheet ici:
http://www.pisi.com.pl/piotr433/manuals/upd444.pdf

Cela m'amène à ma question du moment:
Si l'un de vous avait un ou des exemples de schémas incluant un NEC D444C ou µPD444/6514 (DIP-18 1024x4-Bit Static CMOS RAM) dans le contexte d'une RAM non-volatile genre BIOS pour un ordinateur de la première moitié des 80's et dont le CPU serait un Z80 ?

Si j'ai bien compris dans ce contexte : Des données issues d'une ROM sont transférées dans de la RAM (dédiée ou pas, je ne sais pas) pour être ensuite stockées dans le D444C et maintenues là quand la machine est hors tension par le biais d'une pile. A l'allumage une fonction Recall permet de re-balancer le contenu du D444C vers la RAM associée.

En me basant sur les maigres infos disponibles pour l'UTS 30 (machine plus récente que l'UTS 40) ils parlent d'un IC en charge de la NVRAM mais qui contient deux types de mémoire "STATIC RAM ARRAY" et "EEPROM ARRAY", un peu comme pour cet IC là:
https://www.onsemi.com/pub/Collateral/CAT22C10-D.PDF

Dans la doc du D444C (ou µPD444) je vois qu'il n'y a qu'une zone mémoire nommée "memory arraw". Je cherche donc à trouver quel IC voisin du D444C fait office de "STATIC RAM ARRAY" (ou de "EEPROM ARRAY" je ne sais plus), voir comment ils sont supposé communiquer. Je dois tenter de comprendre pourquoi mon terminal considère que cet IC est mort. A priori la ROM qui contient les données à transmettre est OK car dans une zone protégée de l'acide, donc il y a soit un problème de transfert entre la rom et cet IC, soit un problème au niveau de la ram supposée fonctionner en binôme avec le D444C, soit encore un Write Enable qui ne se met pas en enable (pinoche 10 de l'IC)

Bref, toute aide est la bienvenue ;-)

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Totor le Butor
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Re: SPERRY UNIVAC UTS 40 et son Subsystem 8406 (2 X 8" DSDD)

Message par Totor le Butor » 14 juin 2018 23:11

Berk, berk, berk :evil: .

Ta carte est salement amochée, non seulement les pistes mais aussi les traversées, les as-tu consolidées en soudant un fil ?

Dans ton malheur tu as de la chance d'avoir une carte identique tu va pouvoir procéder par comparaison pour trouver la ou les pistes coupées.

Pour écrire dans la ram sauvegardée tu dois avoir le /CS et le /WE à 0, le souci c'est que ça ne va pas être facile à voir parce que ça doit durer quelques centaines de µs à 1 mS dès l'allumage de la machine, lecture de la ram sauvegardée, vérification du checksum, si il est HS , recherche dans l'Eprom des valeurs par défaut puis écriture de celle-ci ainsi que le checksum dans la ram.
Pendant ce temps là le /CS, /WE, bus d'adresse et de données sur la ram ne vont pas arrêter de jouer au yoyo. Au scope ça va être compliqué de voir si tout se passe bien mais si tu as un signal qui ne bouge pas, c'est très louche.


Le circuit de backup de la ram est très classique et doit quasiment être comme le schéma ci-dessous
save ram.gif
save ram.gif (2.59 Kio) Vu 506 fois
Le seul truc différent sur ta carte est très certainement une résistance de 4,7 à 10K en parallèle sur la diode après la batterie, cette résistance permet de recharger la batterie avec un très faible courant.
La résistance connectée sur le CS permet d’empêcher la validation et une écriture parasite de la ram quand la tension principale tombe.
Quand la tension principale tombe, la diode à droite (silicon diode) après la batterie devient conductrice et permet d'alimenter la ram, l'autre diode sur la gauche (germanium diode) empêche la batterie d'alimenter le reste le carte.
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Re: SPERRY UNIVAC UTS 40 et son Subsystem 8406 (2 X 8" DSDD)

Message par Mister DCE » 15 juin 2018 03:20

Par rapport à ton schémas, question batterie, j'ai constaté que sans celle-ci la bécane se mettait d'offce en "novolatile ram data invalid- - -Default value assumed", quand tout va bien j'entends. Donc le problème n'est pas du côté d'une absence de détection de courant provenant de la batterie. Ce n'est pas le D444C non plus, j'ai interverti avec une autre board d'UTS 40, même résultat. Cela devrait être donc entre la ROM contenant les datas et la Ram qui fait intermédiaire avant que ces données ne soient stockée dans le D444C.

Si au moins je pouvais comprendre quelle RAM est supposée stocker les datas prévus pour le D444C ... cela me permettrait d'étudier comment se fait le transfert des données et de là ... trouver les pistes susceptibles d'être foireuses.

Ici il faut bien capter que je n'ai un seul indice au sujet de la NVRAM: Ce D444C ! Et à moins de jouer au jeu de piste triple layer, je ne sais pas à quel IC il est connecté pour recevoir ses datas, j'ignore donc sur quelles pistes ou IC je dois jeter mon dévolu manioco-paranoiaque.

Sinon j'ai procédé à une série de pontages pour les pistes qui ne passaient pas les tests de continuité, pour les traverses c'est plus chaud, sur du double face ok mais ici on est sur du triple couche, quelques tubes de traverse ont été bouffés par l'acide, difficile de savoir si mon fil de traverse fait contact avec le circuit du milieu, la carte n'est pas translucide pour ne rien gâcher. heureusement sur la CPU board originale de mon UTS ce n'est pas le cas, avec une bonne lampe je peux voir toutes les connections, mon idée actuelle est de trouver ce que je dois tester en photographiant ma board originale HS ainsi que ma board - opaque - presque rebootée pour cause NVRAM foireuse. De cette manière j'espère comprendre où le bas blesse.

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Re: SPERRY UNIVAC UTS 40 et son Subsystem 8406 (2 X 8" DSDD)

Message par Totor le Butor » 15 juin 2018 11:23

Je ne pense pas qu'il y ait une ram intermédiaire pour stocker les valeurs par défaut, il n'y a aucun intérêt et le schéma serait bien plus complexe.
Comme évoqué dans le post ci-dessus la séquence de démarrage doit, entre autre, lire la nvram, calculer le checksum puis le comparer au checksum inscrit dans la nvram si OK il continue sa petite cuisine, si différence de checksum, il va chercher les valeurs par défaut dans la prom pour les inscrire directement dans la nvram puis tester une fois de plus le checksum pour voir si l'écriture et la lecture dans la nvram se sont bien passées.

Le raccordement de la nvram au reste de la machine ne doit pas être bien compliqué, il y a 90% de chance qu'elle soit raccordée directement au bus d'adresses et au bus de données très certainement par l'intermédiaire de buffers style 74LS244, 245, LS373, 374 ...etc, seul le /CS doit sans doute passer par quelques circuits supplémentaires chargés du décodage d'adresse.
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Re: SPERRY UNIVAC UTS 40 et son Subsystem 8406 (2 X 8" DSDD)

Message par Mister DCE » 15 juin 2018 13:56

Et bien je te remercie grandement pour ces précieuses informations, c'est un peu plus clair pour moi désormais, cela va me permettre d'avoir une base pour trouver la panne résiduelle et qui sait, faire prochainement revivre ce vieux pote :-)

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Re: SPERRY UNIVAC UTS 40 et son Subsystem 8406 (2 X 8" DSDD)

Message par Mister DCE » 15 juin 2018 20:20

J'ai entamé le fastidieux travail de recherche de pistes foutues sur les trois niveaux, lorsque je me plie à cet exercice je fabrique ce genre de artwork:

reverse_printed_circuit_glow.jpg
reverse_printed_circuit_glow.jpg (780.33 Kio) Vu 446 fois
(Bon, j'ai des images plus parlantes, couches séparées, avec couleurs différentes)

Cela m'a permis de trouver trois pistes coupées de plus ! J'y ai cru mais il faut croire qu'il y en a encore d'autres car aucun changement à ce stade au niveau du symptôme. En tout cas c'était vicieux, des pistes qui font un bon contact lorsque je pose la pointe du multimètre, mais juste à cause de la pression exercée par cette pointe, une fois relâchée, piste à nouveau coupée !

Je vais donc reprendre cette batterie de tests une nouvelle fois.

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Re: SPERRY UNIVAC UTS 40 et son Subsystem 8406 (2 X 8" DSDD)

Message par Totor le Butor » 15 juin 2018 20:31

Bravo :D
C'est vrai que tu pars de loin et le cuivre à cet endroit est particulièrement complexe mais je suis sûr que tu vas y arriver.
La rareté de cette machine vaut vraiment le coup d'y passer du temps.
Tu ne vas pas être le seul, j'ai un SE/30 dont le contenu de la pile s'est confortablement installé partout :evil:.
Ca va faire partie de mes travaux de la rentrée.
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Re: SPERRY UNIVAC UTS 40 et son Subsystem 8406 (2 X 8" DSDD)

Message par Mister DCE » 18 juin 2018 20:57

Sans surprise je sèche, j'ai revérifié 4 fois toutes les pistes attaquées sur les trois niveaux, je trouve plus rien à réparer et toujours le même problème.
Grâce à mon autre CPU board, en recroisant les références (la plupart militaires et inconnues au bataillon) j'ai pu identifier les IC aux alentours de la zone attaquée:
ic_identification.jpg
ic_identification.jpg (1.48 Mio) Vu 389 fois
Seulement voilà, à ce stade je ne sais pas trop comment procéder. Il y a deux semaines j'ai commandé en Chine un testeur d'IC qu'on m'a conseillé, je devrais le recevoir sous peu, celui-ci couvre une palette assez large de composants et permet de rapidement détecter si des circuits logiques sont foutus. Mais ce serait bizarre que le ou les même ICs soient foutus sur les deux boards en ma possession (j'ai bien sûr interchangé ce que je pouvais mais toujours exactement la même erreur).

Pour ce qui est d'analyser en fonctionnement je n'ai actuellement pas les compétences malheureusement, j'ai bien un oscillo, et même des analyseurs logiques, mais il faudrait me guider step by step et cela j'imagine que cela ne va pas être possible :lol:

Autre infos, tout en essayant de dépanner cette board CPU ci, j'analyse de prêt l'originale, celle qui se trouvait dans mon UTS 40 à l'origine, il se trouve qu'elle est moins attaquée, beaucoup moins même, mais le symptôme est obscur:
A l'allumage, écran noir et long beep, aucune infos dans la documentation si ce n'est un code d'erreur à transmettre au service après-vente de Sperry Univac. Je ne sais donc pas à quoi correspond cette erreur. Problème de mémoire ? Je ne sais pas, cela peut-être n'importe quoi.
CPU_board.jpg
CPU_board.jpg (1.17 Mio) Vu 389 fois
Je la testerais bien cette mémoire (9 TM84164-20), mais il faudrait déjà que je sache comment diagnostiquer une panne sur ce genre d'IC avec un oscillo. J'avais même pensé tous les monter sur support et le remplacer jusqu'à trouver le coupable, mais c'est très délicat de déssouder un IC sans faire de dégâts sur ces cartes.

Question : Est-ce qu'une piste attaquée mais qui passe le test de continuité au multimètre pourrait malgré tout poser un problème de conductivité pour les signaux numériques de ce type de technologie ?

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Re: SPERRY UNIVAC UTS 40 et son Subsystem 8406 (2 X 8" DSDD)

Message par Totor le Butor » 19 juin 2018 09:54

Hum... Partir à la chasse à la panne, sans habitude de réparation, sans connaissance, sans schéma et avec des circuits sans référence connue, c'est plus que Rock'n'roll :? .

- Testeur de circuit : je n'en ai pas et n'en ai jamais utilisé donc pas d'avis :? .
- Piste abimée mais OK : Je ne crois pas qu'une piste abimée mais ayant une bonne continuité puisse te poser des problèmes.
- Pour tester un circuit au scope, le plus rapide est de regarder si le niveaux de sortie est OK, par expérience un zéro se situe entre 0,2 et 0,6v, un 1 entre 3,5V et 5 V.
- Dans la majeure partie des cas les signaux bougent tout le temps, si un signal est tout le temps bloqué à 1 ou 0 ça peut-être normal mais cela peut aussi être le signe d'un court circuit interne.

On voit que le premier test est celui de la ram, si ta seconde carte n’affiche rien c'est peut-être que les premiers octets de la ram sont HS.
En effet , la pile système est souvent installée dans les 256 premiers octets, si ceux ci sont vérolés , aucune exécution de programme n'est possible.
Tu peux peut être tenter de changer les 9 rams de la 2eme carte, c'est de la 4164 (ram dynamique 64K X 1, HM4864, MK4164, TMS4164, MCM6665, µPD4164 ou IMS2600) qui est très courante et pas trop cher.
Pour ne pas faire souffrir le cuivre, je coupe les pattes du circuit, enlève les pattes une par une avec un fer à souder pour finir par déboucher les trous très facilement avec une pompe à dessouder manuelle.
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Message par Mister DCE » 19 juin 2018 11:04

Totor : Oui en effet c'est plus que Rock'n'Roll ;-) Ceci étant dit j'ai quand même quelques habitudes de réparation mais sans connaissances académiques poussées, pour les schémas, et les circuits sans références connues, et bien c'est la raison pour laquelle je fais ce taf de recherche illustré par mes images. Finalement c'est aussi chaque fois l'occasion d'améliorer mes connaissances et combler les lacunes.

J'ai retrouvé deux probes testeurs vintages, l'un pour les TTL, l'autre pour les CMOS, pas sûr qu'il y ai une mémoire permettant de visualiser sur les leds les pulsations très brèves mais je me dis qu'avec un de mes oscillos et ce testeur logique CMOS, je devrais pouvoir approfondir mes recherches non ?

Penses-tu que je pourrais tester la bonne marche des 9 circuits ram avec ce testeur CMOS (pour commencer) ?

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Re: SPERRY UNIVAC UTS 40 et son Subsystem 8406 (2 X 8" DSDD)

Message par Mister DCE » 19 juin 2018 13:21

Totor :
Par rapport à ta remarque "la pile système est souvent installée dans les 256 premiers octets, si ceux ci sont vérolés , aucune exécution de programme n'est possible." En fait ça me parle, je crois que le prochain step sera de d'office changer le ou les premiers IC de cette mémoire, plus j'y réfléchis, plus ça me paraît plausible, et je pense aussi au long beep et écran noir, en 1982 c'était déjà commun d'avoir ce signal là pour un problème relatif à la mémoire, même genre de signal chez les différents constructeur. Bref, j'ai de nouveau un peu d'espoir ! :D

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Re: SPERRY UNIVAC UTS 40 et son Subsystem 8406 (2 X 8" DSDD)

Message par Totor le Butor » 19 juin 2018 14:37

Tester une ram n'est pas évident.

Grosso modo elle peut avoir 2 types de symptômes :

1 - Une sortie HS : Ca se voit au scope (pin 14 d'une 4164), le signal est coincé soit au 0 soit à 1 ou alors n'évolue que de quelques centaines de millivolt et n'arrive jamais à atteindre un niveau logique franc.
Attention, une 4164 comporte une entrée (Din, pin 2) et une sortie (Dout, pin 14), dans la très grande majorité des schémas les 2 sont réunis.
Dans ce cas, tester la sortie est plus sport car il faut un scope à 3 voie ou un analyseur logique. Il faut /Write à 1, /Cas (pin 15) à 0. Comme je n'ai ni l'un ni l'autre, je m'en sors souvent en isolant complètement la pin Dout (coupure de piste ou en soulevant la patte hors de son support) et ne me servant que /Cas

2 - Case mémoire HS : Là, il est impossible de trouver le problème avec un scope. Pour tester convenablement une ram il faut qu'un programme y écrive puis lise plusieurs séquences différentes de motifs (pattern) de 0 et 1. Je doute fortement que les testeurs de composant chinois puissent le faire.

En définitive, si tu arrives à dessouder proprement une ram sans la faire souffrir et sans abimer le cuivre, je ne suis pas certain que tu aies le matériel pour la tester correctement.
A ta place , j'investirai dans 9 supports et 9 rams :wink: .
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Message par Mister DCE » 19 juin 2018 16:15

En fait j'ai des RAMs et j'ai des supports, aussi je me suis attaqué aux deux premiers chip du lot et ....

01.jpg
01.jpg (346.18 Kio) Vu 349 fois
03.jpg
03.jpg (266.15 Kio) Vu 349 fois
02.jpg
02.jpg (376.45 Kio) Vu 349 fois
04.jpg
04.jpg (487.79 Kio) Vu 349 fois
:o :shock: :lol: :lol: :D :D :)

Une grande victoire donc :-) Mais difficile à ce stade de bien tester la bête, je dois continuer la restauration du clavier qui est un Keytronics avec de la mousse qui est partie en poussière, j'ai acheté des nouveaux cylindre de mousse à cet effet mais je dois trouver un moyen de fabriquer des disques mylar de remplacement pour les contacts.

A tapotant à l'aveugle j'ai pu rentrer dans la page de setup et entrer des paramètres, après un reset il continue de se comporter comme si il n'y avait pas de pile (que je n'ai sans doute pas encore bien rechargé soit dit en passant), mais bon, mes souvenirs d'un quart de siècle ne sont plus assez frais, je dois retrouver la doc et revoir la procédure. Pour ce que je me rappelle il faut ré-encoder tous les paramètres, et à chaque fois sortir de la page setup pour valider, puis y rentre à nouveau, une fois cela fini, il faut tourner une des clefs sous l'écran, faire un reset, là normalement il devrait afficher une page test sans le message "NONVOLATILE RAM DATA INVALID"

Haaaa quel soulagement de voir cette machine revivre, un peu comme si je m'étais réparé moi-même ^_^

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Re: SPERRY UNIVAC UTS 40 et son Subsystem 8406 (2 X 8" DSDD)

Message par Totor le Butor » 19 juin 2018 16:41

Ah la vache t'es un rapide toi :mrgreen: !

En tous cas B.R.A.V.O !!!! :D :D :D :D :D .

Pour ton clavier, il y a pas mal de trucs pour le réparer, je pense que tu as déjà de bonnes idées mais si tu en veux d'autres, il y en a ici, (bien lire les 5 pages :wink: ).
Autrement il te suffit de taper ces lettres magiques dans gougueule " keyboard lisa foam ".
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Re: SPERRY UNIVAC UTS 40 et son Subsystem 8406 (2 X 8" DSDD)

Message par Mokona » 19 juin 2018 16:47

Non mais franchement, il manque un accent grave au 'a'...

... je plaisante. BRAVO !

C'est beau de voir du matériel comme ça en fonctionnement. Beau boulot.

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