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Technische Spezifikation und Software-Ausstattung der Sharp X68000 Computerfamilie

Technische Spezifikation für alle X68000 und X68030 Modelle (zusammenfassend auch Sharp X680x0 genannt):

Komponente:TypBemerkung
CPUMotorola 68000 kompatibelHitachi HD68HC000 [68000] getaktet mit 10 MHz (XVI-Modelle 10/16MHz umschaltbar),
ab Modell X68030 dann ein Motorola MC68EC030 [68030] mit 25 MHz
Sub-CPUMSM80C51zuständig für den Keyboard-Scan
DMACHD634504-Kanal-DMA-Controller
MFPMC68901Multifunctional Peripheral Controller
SCCZ8530Serial Communication Controller, kann RS232C bis 38400 Baud steuern, unterstützt aber auch das HDLC-Protokoll mit bis zu 1,5 Mbit/sec
RTCRP5C15Real-Time-Clock mit Jahr/Monat/Tag/Stunde/Minute/Sekunde, kann von der CPU jederzeit ohne Wartezeit über ein 16-bit-Fenster wie normaler Speicher ausgelesen werden
FDCuPD72065Floppy Disk Controller
CRTCCustom ICCRT Controller
Sprite ControllerCustom ICSprite Controller
Video ControllerCustom ICVideo Controller
FM GeneratorYamaha YM2151FM-Tongenerator (Stereo, 4 Operatoren, 8-stimmig polyphon, 8 Oktaven)
Sound GeneratorOki MSM6258Adaptives Differentielles PCM (ADPCM)
PPIuPD8255Controller für 2 Joystick Ports und Tongenerator-Umschaltung
I/O ControllerCustom ICFloppy Disk & Hard Disk Controller
Andere ControllerCustom ICMemory Controller, System Controller
ROMIPL ROM 256 KiB"Initial Program Loader" ROM: mit Lader, BIOS, Adresstabellen etc.
CG ROM 768 KiBROM-Fonts für den Character Generator: zwei japanische Kanji-Fonts, einer im Format 24×24 Pixel, der andere im Format 16×16 Pixel, für jeweils 7238 Zeichen (= 3008 Zeichen JIS-1-Standard, plus 3478 Zeichen JIS-2-Standard, plus 752 "Nicht-Kanji-Zeichen"). Zusätzlich zwei dazu passende "halbbreite" Lateinisch-Fonts im Format 12×24 Pixel und 8×16 Pixel (zu je 256 Zeichen), sowie zwei weitere Lateinisch-Fonts im "Viertelformat" 12×12 Pixel und 8×8 Pixel (zu je 256 Zeichen).
Hinweis: Mit den "Nicht-Kanji-Zeichen" sind Satzzeichen, Sondersymbole, Textgrafikzeichen für Umrandungen, das lateinische Alphabet, Hiragana und Katakana, sowie das griechische und das kyrillische Alphabet gemeint. Dabei ist jedes Zeichen breit gestaltet, so dass es wie die chinesischen Zeichen den Raum einer quadratischen Fläche einnimmt. In den "Lateinisch-Fonts" wiederum ist von xA0 bis xDF auch das "halbbreite Katakana" enthalten, das in früheren Zeiten in Japan zur Telegramm- und Telex-Übermittlung diente. Weder in den "Nicht-Kanji-Zeichen" noch in den Lateinisch-Fonts finden sich Umlaute oder Akzentbuchstaben - mit "lateinisch" ist in Japan das US-amerikanische Alphabet gemeint.
RAMArbeitsspeicher 1 MiBje nach Modell mit 1 MiB, 2 MiB oder 4 MiB Grundausstattung, kann bis maximal 12 MiB erweitert werden. Im X68000 steht ein leerer Memory-Slot zur Verfügung, in den man einen zum vorhandenen Arbeitsspeicher identischen zweiten Memory-Riegel einschieben und so den Arbeitsspeicher bei gleicher Performance verdoppeln kann. Für darüber hinausgehende RAM-Erweiterung bis maximal 12 MiB muss ein Memory-Board für einen der universellen Erweiterungs-Slots gekauft werden - dieser Speicher wird dann über den immer mit 10 MHz getakteten Systembus angesprochen und ist somit eventuell etwas langsamer.
TextVRAM 512 KiBDas Text-VideoRAM besteht aus 4 getrennten Memoryblöcken, von denen jeder eine (monochrome) Bitmap mit 1024×1024 Pixeln darstellt. Zusammen bilden sie ein 1024×1024-Pixel-VideoRAM mit 16 Farben, die aus einer 65536-Farben-Palette wählbar sind. Auf dem Bildschirm wird von den 1024×1024 Pixeln immer nur ein Teil sichtbar: 256×256 oder 512×256 oder 512×512 oder 786×512 Pixel.
GrafikVRAM 512 KiBDas Graphik-VideoRAM ist in der Lage, sich wahlweise als 1024×1024-Pixel-Speicher (dann nur mit 16 Farben), oder als 512×512-Pixel-Speicher zu konfigurieren. Im letzteren Modus kann es intern entweder ein Bild mit 65536 Farben, oder 2 Bilder mit 256 Farben, oder 4 Bilder mit 16 Farben enthalten, wobei die 256 oder 16 Farben frei aus der 65536-Farben-Palette wählbar sind. Im 65536-Farben-Modus stehen für jedes Pixel 16 bit zur Verfügung, wobei 5 bit für Rot, 5 bit für Grün, 5 bit für Blau, und 1 bit für das sechste Bild aller drei Grundfarben gleichzeitig benutzt wird.
Sprite-RAM 32 KiBfür maximal 128 Hardware-unterstützte Sprites mit 16×16 Pixel (16 Farben aus 65536-Farben-Palette) und Unterstützung zweier Hintergründe
Static RAM 16 KiBsteht Anwendungen frei zur Verfügung, der Inhalt geht auch bei Stromausfall nicht verloren, kann auch als kleine nicht-flüchtige RAM-Disk mit High-Speed-Zugriff konfiguriert werden. Z.B könnte ein professionelles Datenbanksystem auf dem X68000 Informationen über die jeweils bevorstehende Transaktion dort jeweils "notieren", und falls während einer Transaktion ein Stromausfall stattfindet, hinterher von dort die nötigen Informationen zur Wiederherstellung der Datenkonsistenz gewinnen.
PlattenspeicherFloppylaufwerkeentweder zwei 130mm- oder 90mm-Floppy-Laufwerke (HD = "High Density", 1232 KiB pro Floppy) mit "Soft-Eject" und "Soft-Lock" sind immer eingebaut: "Soft" ist in Japan die Abkürzung von "Software", und wird hier im Sinn von "Software-gesteuert" gebraucht. Durch "Soft-Lock" kann eine Applikation die Funktion des elektronischen Eject-Knopfes blockieren, damit die Floppy nicht gerade während eines kritschen Lese- oder Schreibvorgangs herausgeholt werden kann. Durch "Soft-Eject" kann eine Applikation die Floppy programmgesteuert auswerfen, z.B. wenn eine falsche Floppy erkannt wurde oder sie falsch herum eingeschoben wurde ... Solange der elektronische Eject-Knopf benutzbar (enabled) ist, leuchtet in ihm eine kleine Lampe. Laufwerke mit ähnlichem Komfort sind mir ansonsten nur vom MacIntosh bekannt.
Festplatteje nach Modell entweder ein SASI- oder SCSI-Bus eingebaut, mit Konnektor nach draussen, an dem ein oder mehrere Festplatten oder MO-Laufwerke angeschlossen werden können, bei den "-HD"-Modellen ist eine entsprechende Festplatte bereits eingebaut (siehe Modellübersicht). Bei SCSI hat der eingebaute Controller die ID #7, die evtl. bereits eingebaute Festplatte die ID #0. Die Nummern dazwischen stehen für externe Laufwerke zur Verfügung.
Tastatur-Anschluss7-pol. Mini-DIN-Buchse für die X68000-spezifische Tastatur mit 113 Tasten, wovon 5 eine rot leuchtende und 2 eine grün leuchtende Zustandsanzeige enthalten. Der Tastaturanschluss enthält auch Leitungen für die Maus - an der Tastatur befindet sich seitlich eine 5-pol. Anschlussbuchse für die X68000-Maus.
Monitor-Anschluss15-pol. Sub-D-Stecker (zweireihig) für Analog-RBG, enthält auch Stereo-Audio
TV-Control-Anschluss8-pol. Mini-DIN-Buchse zur kabelgebundenen Fernsteuerung des TV-Monitors
Serielles InterfaceRS-232C-Anschluss, der auch für HDLC umfunktioniert werden kann (siehe oben)
Paralleles Interface14-polige Spezial-Mini-Centronics-Buchse zum Anschluss eines Druckers, erfordert ein Kabel mit passendem Spezialstecker
Festplatten-Interface50-pol. SASI- oser SCSI-Standardanschluss für eine oder mehrere externe Festplatten oder Ähnliches
Floppy-Interface37-pol. Sub-D-Anschluss für den Anschluss eines dritten, externen, wahlweise 90mm- oder 130mm-HD-Floppylaufwerks
Maus-Anschluss5-pol. Mini-DIN-Buchse für die mitgelieferte X68000-Maus. Die bei den großen Doppeltower-Modellen mitgelieferte Maus kann durch Abnehmen des Deckels auch in einen Trackball umgewandelt werden.
Joystick-Anschlüssezwei 9-polige Joystick-Anschlüsse, steckerkompatibel zu den Joysticks von Atari 800, Atari ST, dem deutschen Sinclair QL und dem Amiga. Ein Anschluss befindet sich vorne und einer hinten am Gehäuse.
Audio-Anschlüsse3.5mm-Klinkenbuchsen "Stereo Out" und "Mono In" (für Analog/Digital-Wandlung)
Kopfhörer-Anschluss3.5mm-Klinkenbuchse (Stereo), mit Schaltfunktion (schaltet die Tonausgabe über den im Body eingebauten Mono-Lautsprecher und die Stereolautsprecher am Monitor ab, jedoch nicht den Output via Stereo Out).
interner Lautsprecherdurch den Lautstärkeregler an der Gehäuse-Front steuerbarer eingebauter Mono-Lautsprecher. Dieser kann auf stumm gedreht werden, wenn die (wesentlich besseren) Stereo-Monitorlautsprecher angeschlossen sind.
Video-RAM-Direkteingang25-pol. D-sub-Konnektor für die optionale "Color Image Unit", die ein NTSC-Videosignal in 512×480 Pixel Auflösung (15 bit Farbe) in Echtzeit digitalisieren und über diesen Anschluss auch in Echtzeit ins Graphik-Video-RAM des X68000 transferieren kann. Die "Image Unit" besitzt auch Genlock-Fähigkeit: wenn man im X68000 die normale Zeilenfrequenz von 32 kHz auf Video-Level (15 kHz) herunterschaltet, kann die Color Image Unit das Signal mit einem externen analogen Videosignal synchronisieren und beide Signale einander überlagern, mit allerlei Optionen bezüglich der Transparenz, was von vielen (auch von mir) zum Produzieren von Videotiteln benutzt wurde.
"Stereoscopic"-Anschluss

für LCD-Shutterbrille:
       
6-pol. Mini-DIN-Buchse für eine optionale LCD-Shutterbrille: wenn man im X68000 einen niedriger aufgelösten Modus, oder einen mit weniger Farben wählt, z.B. 512×512 Pixel mit nur 256 Farben aus der 65536-Palette, so kann man nicht nur ein, sondern zwei komplette Bilder im Grafik-Video-RAM nebeneinander unterbringen. Man kann die 256 Farben auch so wählen, dass 64 echte Graustufen darin enthalten sind, was eine sehr gute S/W-Darstellung ergibt. Wenn man die beiden Bilder einer stereoskopischen Aufnahme verwendet und sie mit hoher Wechselfrequenz schnell hintereinander auf dem Bildschirm anzeigt und die LCD-Shutter-Brille synchron dazu ansteuert, entsteht im Gehirn des Betrachters ein richtiges dreidimensionales Bild, in Farbe oder in Schwarzweiß! Sharp hat zwar selbst nie eine solche Brille angeboten, aber ich habe damals eine solche Shutterbrille (Nintendo HVC-031/032) erstanden, einen passenden Stecker drangelötet, und es hat funktioniert.
See-Through-ColorCinch-Video-Buchse zur Übermittlung einer Farbe, die beim Superimposen mit einem analogen Videosignal als Transparenzfarbe wirken soll.
Remote ConnectorKabel-Fernsteueranschluss für den X68000 selbst - dadurch kann auch das Hochfahren ausgelöst werden.
ErweiterungsslotsSlots für Erweiterungskarten mit vollem Systembus-Zugriff: bei den PRO-Modellen 4 Slots, bei allen anderen 2 Slots. Typische Erweiterungen waren RAM-Board, oder Prozessorboard mit Coprozessor, MIDI-Interface, LAN-Interface (Ethernet), FAX- oder GP-IB-Interface. Wenn die Slots nicht reichten, konnte man die "Expansion I/O Box" CZ-6EB1 hinzukaufen: ihr Anschluss verschlang zwar einen Slot, sie selbst bot aber vier neue.
Stromversorgungwie in Japan üblich: 100 V (nicht 110 V !!) bei 50/60 Hz, 44 W (ohne Monitor), im Standby unter 10 W
Quelle: Die technischen Angaben sind großteils dem "X68000 Technical Data Book" (japanisch) des Verlags ASCII, Ausgabe 1987, entnommen.
Zu den Abkürzungen KiB und MiB siehe Erklärung zu KiB und MiB.

Die X68000er hatten anfangs eine SASI-Schnittstelle, sowohl für die interne Festplatte, als auch für den Anschluss externer Festplatten (SASI = Shugart Associates Systems Interface, der Vorläufer des SCSI-Bussystems). Ab dem "X68000 SUPER" (Februar 1991) wurde der SASI-Bus dann durch den verbreiteteren SCSI-Bus ersetzt, damit man auch mit dem X68000 am reichhaltigen Angebot an externen SCSI-Festplatten und MO-Laufwerken teilhaben konnte. Und da die allgemeine Performance-Entwicklung schnell fortgeschritten war, kam dann ab Mai 1991 ein schnellerer Prozessor mit 16 MHz Taktfrequenz zum Einsatz - er konnte aber aus Spiele-Kompatibilitäts-Gründen auch auf die "alten" 10 MHz zurückgeschaltet werden. 1993 folgten dann weitere neue Modelle mit einer noch schnelleren CPU (68030 mit 25 MHz) - die Erweiterungsslots ALLER Modelle wurden aber weiterhin unverändert mit 10 MHz getaktet, damit die für den X68000 entwickelten (und gekauften) Zusatzboards ihre Funktionsfähigkeit behielten.

Der Bildschirm des X68000 zeigt normalerweise 512 Zeilen bei 31.5 kHz Zeilenfrequenz und ohne Zeilensprung (non-interlaced). Bei Bedarf kann sich der X68000 aber auch an die japanische Fernsehnorm NTSC mit nur 15 kHz Zeilenfrequenz und Zeilensprung (interlaced) anpassen, um z.B. seine Graphik mit einem externen Videosignal zu synchronisieren. Wenn man die von Sharp für den X68000 angebotene "Color Image Unit" (von Sharp auch als "Digitize-Telopper" bezeichnet) dazukauft, kann man auch ein externes Videosignal mit Computergraphik überlagern und das resultierende Analog-Signal extern weiterverwenden bzw. aufzeichnen. Wegen der NTSC-Fernsehnorm, die nur 480 Zeilen vorsieht, kann vom digitalen Bild des X68000 nur ein 512×480 Pixel großer Teil zur Überlagerung herangezogen werden.

Software-Ausstattung des X68000 (und X68030):

Im Gegensatz zu den ebenfalls Motorola-68000 CPU basierten Sinclair QLs und Commodore Amigas hatte der X68000 kein Multitasking-Betriebssystem (dieses wurde erst Jahre später verfügbar, als OS/9 und noch später auch noch ein anderes UNIX-Derivat auf den X68000 portiert wurde). Vielmehr wurde ein auf dem CP/M 68K basiertes und äußerlich an MSDOS erinnerndes einfaches Betriebssystem namens Human 68K mitgeliefert, dessen Kommandozeilenbefehle weitgehend dem MSDOS-Vorbild entsprachen. Bei den Dateinamen konnten allerdings vor dem Punkt bis zu 18 Buchstaben verwendet werden (und gross und klein wurde unterschieden), nach dem Punkt waren es aber auch nur 3 wie bei MSDOS. Dennoch war das Floppyformat (ein HD-Format mit 1232 KiB) MSDOS-kompatibel, und zwar nach dem NEC PC98-Standard - siehe "Floppy-Kompatibilität".

Ähnlich wie bei den früheren Versionen von Windows war über dem einfachen Betriebbsystem (hier: Human 68K) eine graphische Oberfläche von Sharp in Zusammenarbeit mit Hudson entwickelt worden, die bei den ersten Modellen VS (Visual Shell) und bei den Nachfolgemodellen SX-Window hieß. Die Besitzer der ersten Modelle konnten sich auch nachträglich (gratis) eine neuere Version des Betriebssystems auf ihrem Computer installieren. Ich fand SX-Window sehr ansprechend, die Fenster und Icons waren trotz Farb-Bildschirm fast vollständig in Grautönen gestaltet - so fielen die bunten Farbkleckse, die für Zustandsanzeigen, Meldungen etc. verwendet wurden, umso mehr ins Auge.

Von Anfang an erschienen sehr viele Spiele für diese Computerfamilie - es war wohl auch das erstemal, dass ein Personal Computer erschien, der alle damaligen Heim-Spielkonsolen sowohl in Graphik als auch Sound regelrecht in den Schatten stellte - wenn man vom Preis einmal absieht, versteht sich. Der X68000 war von den Sharp-Ingenieuren ja auch explizit so gebaut worden, dass er sowohl als Bürosystem als auch als Plattform für professionelle Arkadenspiele dienen konnte. Auch Musik-Anwendungen (ein MIDI-Interface-Board war optional erhältlich) und graphische Anwendungen aller Art bis hin zu Raytracing-Systemen erschienen in schneller Folge (und Sharp lieferte dazu auch Scanner und Farbdrucker im X68000-Design). Nach und nach tauchten in den Regalen allerdings auch Office-Programme auf, wie z.B Tabellenkalkulation, Steuerprogramme und dergleichen - ein wenig zu teuer allerdings und auch zu spät, um den X68000 für Business-Anwender attraktiv zu machen, für die längst der NEC PC-9800 zum Standard geworden war.

Tatsächlich war der Sharp X68000 schon in seiner Grundausstattung programmierbar, er hatte nämlich einen BASIC-Interpreter namens XBASIC im ROM eingebaut. Dieses BASIC war einigermaßen komfortabel, es lief zwar nicht sehr schnell, wie es bei Interpretern halt so üblich ist, aber es enthielt jede Menge Spezialbefehle für die Unterstützung der besonderen Hardware-Feature des X68000 ! Dies war sehr erfreulich, denn so konnte man gleich nach dem Kauf ans Entwickeln gehen oder sich einmal ansehen, wie die verschiedenen Grafikmodi wirkten, etc. Und XBASIC war auch erweiterbar: wenn man sich den optional erhältlichen C-Compiler oder 68000-Assembler kaufte, konnte man in C oder Assembler kleine Programme schreiben und sie im BASIC-Interpreter als neue Kommandos installieren. Und natürlich konnte man mit einem Compiler oder Assembler dann auch unabhängig von BASIC laufende Programme produzieren.


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