Hardware

    Le DSP 56001 du Falcon à 50 Mhz

Auteur: Sébastien FAVARD
 

INTRODUCTION
 

 Bien que bon nombre de cartes accélératrices boostent votre Falcon à des fréquences de plus en plus impressionnantes, beaucoup d'entre nous ne peuvent se permettre de tels investissements... Je vais vous présenter une petite modification, fort simple, de votre moineau, pour que son très sympathique DSP puisse s'envoler vers des fréquences jusqu'alors jamais atteinte pour un prix approximatif de moins de 100 Frs... 
 

En effet, votre DSP peut être boosté au delà des 32 MHz, tout au moins à 50 MHz ! (voir par exemple les CENTurbo...). Les performances sont alors accrues en conséquence, puisque par exemple l'utilisation du petit programme Frac! de Brainstorm, démontre que celui-ci effectue (en 16 couleurs) 500 itérations d'une Mandelbrot en 36 secondes, au lieu de 54. Le gain du circuit de traitement du signal est de 56,25% (25 Mips au lieu de 16 Mips) !!! Au niveau de l'intervention à effectuer, celle-ci est extrêmement simple et ne nécessite que 3 soudures sur la carte mère ! Les possesseurs de cartes accélératrices de type Afterburner seront ravis de découvrir, que pour une somme modique, ils peuvent encore accélérer leur machine, afin d'améliorer leurs performances coté DSP, et d'arriver à des puissances de calculs hallucinantes ! 

Tout d'abord, je tiens à préciser que bien que l'opération soit extrêmement simple, je ne peut être tenu responsable d'un quelconque
dysfonctionnement postérieur à l'intervention. Cette modification doit normalement être compatible, entre autre, avec les cartes de révisions
B/C/D/L/G, mais vérifiez tout de même bien la conformité de ces informations avec votre carte, afin de ne pas risquer de détériorer votre
ordinateur ! 
 

MATERIELS NECESSAIRES POUR L'OPERATION
 

   - un fer à souder avec un peu d'étain (de la soudure) ; 
   - une pince à dénuder ; - un voltmètre (facultatif) ; 
   - du ruban adhésif ; 
   - 2 picots (sortes de "pattes" d'un support de circuit intégré) ; 
   - un fil électrique (environ 8 cm) ; 
   - un support 14 broches pour circuit intégré (DIP 14) ; 
   - un oscillateur à quartz d'une fréquence de 50MHz pour support DIP 14 ; 
   - éventuellement un dissipateur thermique (radiateur) ainsi qu'un peu de     colle thermoconducteur (et aucune autre !!!)
 

Coût global de l'intervention
 

 Le principal achat est l'oscillateur, qui coûte de l'ordre de 50 Frs. Cependant, si vous installez un dissipateur thermique, vous devrez compter
environ 20 Frs de plus. Quant aux supports, picots, colle, ruban... j'espère que vous pourrez vous débrouiller pour ne pas les acheter, ou tout au moins les avoirs à des prix très modestes (quelques francs). Personnellement, je n'ai acheté que l'oscillateur et le dissipateur thermique, et le coût global a été de 65 Frs ! 
 

CONFIGURATION CARTE MERE - OSCILLATEUR
 

Tout d'abord, repérez l'emplacement de l'oscillateur à quartz noté U37. Il se situe à droite du ventilateur, entre deux trous assez gros. Vous pouvez facilement le trouver, car il est métallisé et se trouve à coté d'un imposant circuit, noté par U36 (le DMA). L'oscillateur permet de générer un signal d'horloge d'une fréquence de 32MHz attaquant les circuits DMA (U36) et DSP (U38) du Falcon. Voyons tout d'abord les significations des pattes de votre oscillateur à 50MHz.
 



Brochage de l'oscillateur à quartz.


 


Quelques remarques sur le brochage, pour les non initiés. Le brochage est noté suivant le support de 14 broches (DIP 14) bien que l'oscillateur ne comporte physiquement que 4 pattes. L'alimentation du circuit est effectuée grâce aux pattes 7 et 14. En ce qui concerne la broche 1, il n'est pas nécessaire de la connecter. Finalement, le signal généré, de 50MHz se trouve sur la patte 8. Pour ce qui est du "point" à gauche de l'oscillateur, il n'est pas sur tous les circuits, puisque ce repère est redondant par rapport à l'angle droit du support (toujours à gauche) permettant d'identifier la patte 1 de l'oscillateur.
 


Passons maintenant à l'emplacement U37 qui contient un oscillateur sur sa partie haute. Tout d'abord, présentons le brochage de cet emplacement de taille compatible avec le support 14 broches que vous allez utiliser... 


Emplacement physique U37 contenant l'oscillateur 32MHz aux emplacements 1,4,11 & 14.

En ce qui concerne l'alimentation de l'oscillateur, les emplacements 4 et 7 sont reliés à la masse et le 14 au potentiel +5V. Nous voyons facilement, que la carte mère de notre bébé peut supporter des oscillateurs de tailles pour support de 8 ou 14 broches (dans les deux cas, le
potentiel +5V alimente l'oscillateur, et la masse (patte 4 ou 7) est connecté à la masse de l'oscillateur). D'une manière totalement identique, le signal généré par l'oscillateur peut se situer soit à l'emplacement 8 ou en 11. Il a donc suffit aux concepteurs de relier ces deux pattes (ceci est effectué sur la face coté soudure de la carte mère). A partir de ce schéma, les signaux d'horloges des circuits DSP et DMA , sont tirés des emplacements 8 et 11 respectivement. Nous allons donc mettre à profit ces deux points distincts de la carte, afin de modifier la fréquence du DSP sans pour autant changer celle du circuit DMA du Falcon qui nécessite absolument une fréquence de 32MHz !
 

 

 INETRVENTIONS

Commençons la manipulation, en coupant la connexion (coté soudure : pas celle ou se situe l'oscillateur U37 !) entre les emplacements 8 et 11 en faisant attention de ne pas couper profondément la carte mère, car celle-ci comporte plusieurs couches internes. Pour ceux qui n'arrivent pas identifier la piste, vous pouvez trouver les pattes de votre oscillateur entre deux trous de la carte mère, et proche de la résistance R176. N'oubliez surtout pas, que puisque vous êtes sur l'autre face, les emplacements sont inversés !!! Donc ne coupez pas une autre piste par mégarde ! Mais rassurez-vous, car du point de vue oscillateur U37, seul les pattes 11 et 8 sont reliées, donc dès que vous avez trouvé l'emplacement, vous ne pouvez plus vous tromper. A présent, votre DSP ne possède plus de fréquence d'horloge. Maintenant, revenons au coté composants, où les dernières opérations vont être effectuées. Tout d'abord, prenez votre support DIP de 14 broches, en coupant toutes les pattes sauf les deux correspondantes aux emplacements des deux picots, c'est à dire les pattes 7 et 8. Puis, enfoncez les deux picots dans ces deux emplacements en faisant attention à la hauteur de ceux-ci afin d'obtenir le résultat présenté sur le schéma ci-dessous. Après avoir trouvé la bonne hauteur, c'est à dire en reposant complètement le support DIP sur l'oscillateur 32MHz (U37) et sur les deux picots, soudez les picots de chaque coté de la carte mère afin d'assurer une meilleur rigidité. De plus, faites bien attention aux soudures, pour que celles-ci ne soient pas en contact avec d'autres pistes à proximités ! A partir de maintenant, vous venez de récupérer le signal du DSP et la masse nécessaire à l'alimentation de votre second oscillateur, ce qui fait qu'il ne manque plus qu'à récupérer un potentiel +5V pour terminer l'opération (la patte 1 de l'oscillateur n'est pas utilisée). 
 


                                        Principe de fixation du nouvel oscillateur.

Maintenant, la modification touche à sa fin, prenez votre fil et dénudez l'une des deux extrémités. Après avoir étamé votre fil, soudez le à la patte 14 (quasi coupée) de votre support DIP (c'est à dire correspondant à l'alimentation +5V). Placez le support sur les deux picots, puis
mesurez la distance jusqu'au signal noté + de l'inductance L72 qui se trouve juste à droite du DSP, près du bord de la carte mère (la patte + étant en bas). 

Retirez votre support, et préparez l'autre extrémité de votre fil destiné à récupérer le potentiel +5V de L72. Puis finalement, placez de nouveau votre support et soudez votre fil ! Voilà, il ne reste plus qu'à fixer du ruban adhésif entre le support et l'oscillateur 32MHz. Il ne reste plus qu'à allumer votre moineau afin de tester le bon fonctionnement de votre montage. 

En ce qui concerne l'échauffement de votre DSP, puisque celui-ci tourne plus vite, il peut être nécessaire de fixer un dissipateur thermique. Si vous obtenez un échauffement important, achetez un dissipateur thermique ainsi qu'un peu de colle thermoconducteur (et pas une autre !) pour pouvoir le fixer sur votre DSP. Je ne peux qu'encourager une telle intervention, qui bien que augmente sensiblement le coût de l'opération, vous assure que le DSP ne surchauffera pas et donc que celui-ci ne risquera pas d'être détérioré ! Bien entendu, certains retorqueront, par
exemple, que la CENTurbo I accélère le DSP à 50MHz sans pour autant ajouter de radiateur, mais mieux vaut prévoir que guérir, non ? 

Normalement, cette intervention étant relativement mineure, aucun problème ne doit survenir. Cependant, soyez méthodique, et à chaque étape de votre manipulation, vérifiez bien les connexions afin de ne pas provoquer de courts-circuits. D'autre part, faites attention lorsque vous couperez la connexion entre les deux horloges, afin de ne pas détériorer d'autres couches de votre carte mère. Si vous êtes attentif et soigneux, aucun problème ne doit survenir. Au cas ou votre Falcon refuserait de fonctionner, retirez votre oscillateur du support et placez coté soudure de la carte mère, un fil, ou mieux, une patte d'une résistance entre les emplacements 8 et 11, afin de relier de nouveau les deux horloges ! Si votre Falcon persiste toujours à ne pas décoler, c'est que vous avez du détériorer un autre élément, alors vérifiez bien toutes vos soudures... 
 

RAPPEL SUR L'UTILISATION DES APPAREILS

   - Le voltmètre : celui-ci doit être utilisé en test de continuité (avec un "beep"), ou en ohmmètre, qui s'il affiche une résistance proche de 0 Ohm, indique que les deux points sont reliés. Il faut l'utiliser pour vérifier que les connexions entre les points destinés aux horloges des DMA et DSP soient bien déconnectées. De plus, vous pouvez l'utiliser pour vérifier que toutes vos soudures ne font pas contact avec d'autres pistes ! 

   - Le fer à souder : celui-ci est indispensable pour souder le fil et donc étamer les extrémités (faîtes une fine couche de soudure sur celles-ci) ainsi que pour souder les deux picots. A chaque fois que vous souder, prenez peu de soudure, et chauffez bien le fil ou les pattes en faisant couler l'étain. Ici aucun montage de test, il suffit de brancher une manette Jaguar sur une des prises étendues de votre Falcon ou STE. La programmation de ces manettes va etre un peu plus compliquée que la méthode précédente, mais comme vous le verrez, cela reste raisonnable. En effet, pour lire des valeurs quelconques il faut procéder comme suit:

SUBSTITUTION DE MATERIELS

   - La pince à dénuder : vous pouvez utiliser un ciseau et couper superficiellement la gaine du fil électrique, puis retirer cette partie. 

   - Le voltmètre : soyez rigoureux et prenez votre temps pour souder et couper la piste. De ce fait, vous ne risquez quasiment aucun faux contact, ou court-circuit. Finalement, un moyen naturel, est l'utilisation de bons yeux pour vérifier que la piste est coupée ! 

  - Les 2 picots : prenez un autre support DIP (par exemple, un 8 broches) que vous couperez afin de récupérer deux picots.
 

Pour toutes questions, vous pouvez me contacter à mon adresse e-mail, favard@linux.utc.fr