JKCEMU als BCS3-Emulator

Der BCS3 ist ein von Eckhard Schiller entwickelter Selbstbaucomputer, dessen Bauanleitung 1985 in der Zeitschrift Radio Fernsehen Elektronik erschienen ist. Der BCS3 zeichnet sich durch ein ausgefuchstes Konzept aus, welches trotzt minimalem Bauelementeaufwand eine akzeptable Rechenleistung bietet. Obwohl die Ausgabe der Bilddaten softwaremäßig erfolgt, werden dafür nur etwa 40% der Rechenleistung verwendet, und das bei nur 2,5 MHz Taktfrequenz! Der Sinclair ZX80/81 ist dagegen höher getaktet und verbraucht prozentual mehr Rechenleistung für die Bilderzeugung. Als weitere Besonderheit enthält der BCS3 in seinem kleinen ROM einen einfachen, aber vergleichsweise sehr schnellen BASIC-Interpreter.

Screenshot der BCS3-Emulation

1. Emulierte Hardware

Je nach Einstellung 2, 4 oder 5 KByte ROM
1 KByte RAM
Kassettenrecorderanschluss
Optional eine Speichererweiterung mit 16 KByte RAM
Die Speichererweiterung liegt in einem globalen RAM-Bereich und wird für alle emulierten Systeme gemeinsam genutzt.

1.1. Bildschirmausgabe

Beim BCS3 wird das Bildsignal maßgeblich durch eine zyklich aufgerufene Software-Routine erzeugt. Diese Routine liest die auszugebenden Zeichen aus dem Arbeitsspeicher und steuert die Hardware so an, dass daraus das gewünschte Bildsignal entsteht. Für die in JKCEMU enthaltenen Betriebssystemversionen ist bekannt, wo im Speicher die auszugebenden Zeichen stehen. Standardmäßig liest JKCEMU diese Zeichen selbst aus und stellt sie entsprechend dar.

1.2. Kassettenrecorderanschluss

Der Kassettenrecorderanschluss wird ausgangsseitig vom gleichen CTC-Kanal bedient, der auch die Zeilensynchronimpulse für die Bildschirmausgabe liefert. Aus diesem Grund hören Sie ein Pfeifen, wenn Sie eine Audio-Funktion zur Ausgabe von Tönen aktivieren. Das Pfeifen sind die mit halber Frequenz ausgegebenen Zeilensynchronimpulse. Erst beim BASIC-Befehl SAVE werden die für die Datenspeicherung bekannten Töne erzeugt. Sobald das BASIC-Programm auf dem Kassettenrecorderanschluss ausgegeben wurde, wird die Bildausgabe wieder aktiv, und Sie hören auch wieder das Pfeifen.

Achtung! BASIC-SE 2.4 enthält keine Unterstützung für das Speichern und Laden auf Kassette. Die Befehle LOAD und SAVE springen zur Adresse 0800 bzw.0803, d.h., außerhalb des ROM-Bereichs. Man kannt dort seine eigenen Routinen zum Laden und Speichern installieren. Da sich dort aber standardmäßig kein gültiger Programmcode befindet, führen die Befehle LOAD und SAVE zu einem undefinierten Verhalten.

2. Im ROM enthaltene Software

Je nach Einstellung:

BASIC-SE 2.4 für 27 sichtbare Zeichen pro Zeile und 2,5 MHz Taktfrequenz
BASIC-SE 3.1 für 29 sichtbare Zeichen pro Zeile und 2,5 MHz Taktfrequenz
BASIC-SE 3.1 für 40 sichtbare Zeichen pro Zeile und 3,5 MHz Taktfrequenz
S/P-BASIC V3.3 für 29 sichtbare Zeichen pro Zeile und 2,5 MHz Taktfrequenz
Maschinenkode-Editor (nur in Verbindung mit BASIC-SE 3.1 für 29 sichtbare Zeichen pro Zeile)

Die einzelnen BASIC-Versionen und der Maschinenkode-Editor sind in der JKCEMU-Hilfe beschrieben.

2.1. Hinweise zu BASIC-SE 3.1 und S/P-BASIC V3.3

Beim Systemstart prüft das BASIC, ob der Speicher bereits initialisiert ist und führt in Abhängigkeit davon entweder einen Kalt- oder Warmstart aus. Bei einem Warmstart werden die Systemzellen im Arbeitsspeicher nicht neu initialisiert. Demzufolge führt ein RESET gewöhnlich zu einem Warmstart, da der Speicher bereits initialisiert ist.
Bei einem Kaltstart müssen Sie als erstes die Anzahl der sichtbaren Zeilen BASIC-SE 3.1: 4 bis 29, S/P-BASIC 3.3: 4 bis 28) eingeben und ENTER betätigen, bevor Sie in die BASIC-Eingabeaufforderung gelangen.
Der Speicherplatz für das BASIC-Programm beginnt hinter dem Bildspeicher, d.h., je mehr sichtbare Zeilen es gibt, desto weiter hinten beginnt das BASIC-Programm.

Achtung! Wenn Sie z.B. bei 8 sichtbaren Zeilen ein BASIC-Programm mit den Emulatorfunktionen speichern und es bei 12 Zeilen wieder laden, müssen Sie das BASIC-Programm auf eine andere Adresse laden, sonst überschreiben Sie den Bildspeicher! Und das dürfte den BCS3 zum Absturz bringen! Speichern und Laden Sie deshalb die BASIC-Programme so, wie es weiter unter beschrieben ist.
S/P-BASIC V3.3 ist nicht abwärtskompatibel zu BASIC-SE 3.1, und dieses ist auch nicht abwärtskompatibel zur Version 2.4, d.h., BASIC-Programme laufen nur mit der Version, mit der sie auch eingetippt wurden. Die Token und damit das Binärformat ist bei allen drei Versionen unterschiedlich.

3. Sonstiges

3.1. Speichern und Laden von BASIC-Programmen

Speichern Sie die BASIC-Programme mit der entsprechenden Funktion des Emulator (Menü Datei → BASIC-Programm speichern...). Da das BASIC-Programm abhängig von der sichtbaren Zeilenzahl eventuell auf eine andere Adresse wieder eingeladen werden muss, sollte die Ladeadresse nicht in der Datei stehen. Verwenden Sie deshalb am besten Speicherabbilddateien ohne Kopfdaten (BIN-Dateien).

Beim Laden eines BASIC-Programms sollten Sie immer so vorgehen, dass der Dialog mit den Ladeoptionen angezeigt wird. JKCEMU ermittelt nämlich die zu verwendende Ladeadresse und schreibt sie in das entsprechende Feld in den Ladeoptionen. Dazu muss aber der Dialog auch angezeigt werden. Bei Speicherabbilddateien ohne Kopfdaten ist das immer der Fall.

3.2. JKCEMU-BASIC-Compiler

Der BCS3 ist von seinem Konzept her als reiner BASIC-Rechner ausgelegt. Zur Verwaltung und Benutzung von Maschinencodeprogrammen, d.h. von solchen Programmen, die auch ein BASIC-Compiler erzeugt, bieten die verschiedenen Betriebssystemversionen des BCS3 keine Unterstütztung. Aus diesem Grund kann auch der JKCEMU BASIC-Compiler keinen Programmcode für den BCS3 erzeugen.