传奇100——TRS-80 Model 100

二十世纪七十年代末八十年代初对于计算机产业来说是一个百花齐放百舸争流的年代,在这段时间一个又一个传奇诞生,除了之前介绍过的Apple系列外,还涌现出了像Commodore、Atari这样强大的竞争对手。今天要介绍的,则是在这一时代家用电脑领域和Apple 、Commodore一起三足鼎立的另一巨头Tandy RadioShack的TRS-80系列中的Model 100。

TRS-80 Model 100 是Tandy RadioShack在1983 年推出的便携式计算机。它配备了机械键盘和一块大型液晶显示器,可以采用4节AA电池供电,大小和形状与记事本或一本书差不多。Model 100在便携性和能显示丰富内容的较大的液晶屏幕间取得了平衡,这也是它能够获得市场成功的重要原因。业界通常认为它是第一款获得市场成功和普遍认可的便携电脑(稍早的EPSON HX/HC-20屏幕较小,且市场销量较低),是现代笔记本电脑的先驱。

规格

型号TRS-80 Model 100/102
制造商 /
类型便携电脑/笔记本电脑
原产地美国
上市年份1983
内置语言Microsoft BASIC增强版
键盘QWERTY键盘,56键,此外在键盘顶端有额外8个功能键、4个特殊功能键和4个方向键
CPUIntel 80C85 (兼容 8085),CMOS工艺
主频2.4576 MHz
协处理器
RAM8KB,最多可通过在机器背面安装多个8KB的RAM扩展模块扩展至32KB(29638空闲字节)
显存
ROM32KB,机器背面还有一个ROM扩展槽,最多可扩充至64KB
文本模式40列8行(LCD显示)
图形模式240 x 64 (LCD点阵显示)
最多颜色数单色LCD屏幕
声音1个蜂鸣器
尺寸/重量 300mm (W) x 215mm (D) x 45mm (H),约1.8 Kg(4lbs)
I/O端口磁带机音频接口
条码阅读器接口
RS232串口
打印机接口(并口,兼容Centronics)
电话接口(300波特率 Modem,北美版本)
系统总线扩展口
电源6v DC – 1.1 w 或4节AA电池
价格1983 RadioShack报价:8K版本US$799 / 24K版本 US$999
RSC-12版本后降价为:8K版本 US$599 / 24K版本 US$799

TRS-80系列

Tandy公司原来是一家位于美国德克萨斯州沃思堡的家族皮革制品公司(西部牛仔的爱好?),在1960年代,公司在时任CEO查尔斯·坦迪 (Charles Tandy) 的指导下开始拓展业务范围,收购了多家工艺品零售公司,其中包括 1963 年收购的RadioShack,当时波士顿一家几乎破产的电子连锁零售店。在查尔斯·坦迪的经营下,RadioShack业绩蒸蒸日上,逐渐成为了销售网络遍布全美的电子零售巨头。在70年代末,公司发现电脑是一个值得投资的新兴领域,于是便加大了投资参与到了电脑市场的激烈竞争中。1977年Tandy公司的工程师开发了自己的第一款家用电脑TRS-80,并于当年8月正式宣布上市。这台电脑发售之初以Tandy RadioShack的缩写TRS加上表明Z80 CPU身份的数字80命名,由于后续型号的发布,随后被重命名为TRS-80 Model I,而TRS-80也被作为电脑产品的系列名称保留了下来。

作为当时和Apple、Commodore齐名的电脑三雄之一,TRS-80产品线异常丰富。除了注重商用的TRS-80 Model I系列和面向中小企业的Model II系列外,还有面向家庭的CC(Color Computer)系列、超便携的口袋计算机PC(Pocket Computer)系列、应对Sinclair这样的竞争对手的低端MC系列、后期的兼容IBM PC的PC兼容机系列以及今天我们要介绍的便携电脑Model 100系列。

不同于Apple、Commodore和Sinclair这样的血统纯正的电脑厂商,半路出家的Tandy RadioShack并不是所有的产品都是自己开发的。他们的产品线中的很多产品的原型都来自遥远的东方——日本,一个战后快速崛起的电子强国。例如TRS-80的PC(Pocket Computer)系列就轮流OEM了SHARP和CASIO两大厂的计算器型口袋电脑(之前介绍的SHARP PC1500就是TRS-80 PC-2的原型)。

Model 100的诞生和发售

TRS-80 Model 100也和PC系列一样,并不是Tandy的工程师自主开发的,它的原型同样也来自于日本。

Model 100的原型是由京瓷( Kyocera) 制造,最初仅在日本销售的 Kyotronic 85。虽然 Kyotronic 85 的销量一般,但敏锐的Tandy RadioShack买下了这款机器的授权。1982年秋,Tandy的工程师开始和京瓷工程师一起秘密配合测试这款电脑。

为了保密,测试样机被藏在一个小隔间里,只有少数人被允许看到有关产品的问题报告。早期的文档是一半是日文一半是英文。 随后,这台电脑被重新设计了外观,增加了一些适合于北美用户的功能(例如增加了内置Modem等硬件,新增了地址簿和行事历软件等等)。但同时由于ROM容量的限制,也舍弃了一些功能,例如,舍弃了在关机状态下也能通过扬声器发出滴滴声来提醒行事历的功能。在外壳材料上,为了降低产生划痕的几率,也更换了材质更硬的塑料原料。

最终这台电脑被重新命名为TRS-80 Model 100后,在1983年3月正式上市,由日本京瓷代工生产制造,通过美国和加拿大的 RadioShack 商店以及其他国家的附属经销商销售。 Model 100的强大性能和便携性赢得了很多用户青睐,迅速成为该公司最受欢迎的型号之一,全球销量超过了600 万台。

TRS-80 Model 100上市广告,图源:thegikitiki.tumblr.com

Tandy RadioShack最初将Model 100定义为微型执行工作站 (Micro Excutive WorkStation,MEWS) 销售的,该公司还为这个分类申请了商标(见上图页面上方),但该分类术语没有流行起来并最终被放弃。

上市初期8K版本的Model 100定价为799美元,24K版本为999美元。后续几年经过几次降价,分别降至399美元和599美元。后续改进版Model 102(被称为TANDY 102)在1986年上市后定价为499美元。

姐妹机型

前文提到TRS-80 Model 100是基于京瓷的Kyotronic 85原型机发展出来的美洲版本。作为一款划时代的成功的原型机,Kyotronic 85还衍生出了多个授权版本。例如在日本,由NEC生产制造的NEC PC-8201/8300系列;在意大利,老牌的打字机制造商Olivertti获得授权,发售了衍生版本Olivertti M10。M10创新的在原有的版本上对外壳做了修改,使其拥有了一个可抬起一定角度的显示屏,让使用者能更舒服的看清屏幕。

我收藏的Model T的4款机型: Kyotronic 85、TRS-80 Model102、NEC PC-8201、Olivertti M10

Kyotronic 85、TRS-80 Model 100、NEC PC-8201和Olivertti M10这四款产品出色的解决了人们当时对于移动计算的需求,成功的开辟了台式电脑向笔记本进化的道路。爱好者们把这几款电脑统称为Model T (也许是指代Tablet Computer),没错,就跟福特1923年的第一款量产汽车一样,叫Model T。

我会在后续另写一篇文章来介绍其余的三款机型。

TRS-80 Model100也有自己的后续版本——改进型TRS-80 Model 102(被称为TANDY 102),以及拥有更大的可翻折屏幕的TRS-80 Model 200(TANDY 200)。TANDY 200在外形上已经和现代笔记本几乎没有差别了。

TANDY 102、TANDY 200以及附件上市价格

TANDY 102重新设计了PCB,重量和外形比Model 100更为轻薄小巧一些,内存容量只有24K的版本,在软件方面修复了一些Bug;TANDY 200 和 TANDY 102相比,最大的区别就是有了一个可以翻折盖上的能显示16行字符的超大液晶显示屏。

硬件

由于我手头只有一台TANDY 102,并没有最早发售的TRS-80 Model 100,而TANDY 102的PCB和Model 100的并不相同,因此我暂时只能从Wikipedia找了Model 100的PCB照片,加上了标注。

Model 100的PCB,原图来自Wikipedia,我做了裁切和标注

拆开Model 100后,可以看到电路板分为两部分分别安装在上下盖上。下盖上是主板,上盖则是显示屏和键盘。而安装在下盖(背壳)上的主板上最显眼的就是横着排列的三个较大的IC芯片。

  • 最左侧的是整个机器的核心——CPU:Intel授权OKI 制造的 80C85 (MSM80C85ARS)芯片,这颗芯片具有8位数据宽度和16位地址宽度,是著名的Intel 8080芯片的改进版本,型号中的数字”5″表示它只需要一个+5V电压就能驱动,而不像8080那样需要+5v、-5V和+12v才能驱动。
  • 中间的HARRIS D3-6402-9(或Intersil IM6402)芯片负责实现UART通信,Model 100的RS232串口功能就是由它来负责的。
  • 右侧的OKI制造的MC81C85RS I/O 控制芯片为键盘、并口、扬声器、时钟和LCD液晶屏提供了驱动支持。

在这三颗IC下方分为了五个区域。

  • 左边红框内的是四个RAM模块插槽。如果是8K的版本,则只插了一个RAM模块,图片中的是24K版本,插了3个模块。每个RAM模块上有四颗(正面两颗反面两颗)TOSHIBA的TC5518BF CMOS静态RAM芯片。每片TC5518BF的空间大小为2KB,因此每个内存模块提供了8KB的内存空间。还有一个空插槽,可以将Model 100的内存扩展到32KB。
  • 中间的蓝色框的位置为系统总线接口,在PCB反面可以透过主机后背的扩展接口外接扩展设备。
  • 绿色框内为一个扩展ROM插槽,这个插槽也是焊接在PCB反面,打开主机后背的扩展盖板后,插入扩展ROM芯片可以加载一些定制的ROM程序。
  • 白色框内的芯片是SHARP LH535618 的ROM芯片,容量32KB。芯片上还印着“©1983 MICROSOFT”的字样,不用想,这个就是储存了整个系统的ROM芯片,当然也包含了招牌的MICROSOFT BASIC。如果要自己修改做自定义ROM的话,27C256芯片可以替换这个ROM芯片。
  • 最右侧的橘色框内的一堆TOSHIBA的TC40H系列芯片是和I/O控制芯片配合来处理键盘输入的。

在显示屏背后的PCB上,可以看到有十颗HITACHI的HD44102点阵屏列驱动芯片和一颗HD44103点阵屏通用驱动芯片。根据HD44103的Datasheet,HD44103 芯片通过其内部振荡器产生显示所需的时序信号,并将其提供给 HD44102 列驱动器以控制显示。

TANDY 102的显示和键盘部分的PCB和Model 100相比没有变化,主板的PCB经过了重新的设计简洁了许多,最大的区别就是芯片正面和电池放到了PCB的同一面(也就是芯片正面朝向机器的背部,而Model 100芯片正面是朝上的)。同时PCB也经过了重新的布局,PCB尺寸也缩小了一些。虽然主板布局发生了变化,但硬件上还是那些东西,并未有性能提升,只是降低了成本。我拆开了我的TANDY 102,拍了张主板的照片,具体布局如下图。

TANDY 102的主板布局

值得注意的是RAM芯片用了FUJITSU的MB8464-15L来替换原来4颗TC5518BF一组的内存模块,降低了制造成本。此外,我的这台TANDY 102在扩展ROM插槽中插入了一颗NEC的D4464C来增加了8K的RAM(事实上插槽只决定了该内存芯片的起始地址是ROM的位置,如果插入RAM芯片,理论上通过访问ROM的地址也能进行读写),因此这台机器开机显示空余的内存还有29KB多。

所有的Model T机型,在主板上都有一颗镍铬电池(在主板上部)来保证电池更换时内存中的数据不丢失。让我担心的是随着时间的流逝,这颗电池千万不要在某天开始漏液把机器毁了。目前看来经过三十多年,我手上的几台机器都还算正常。

ROM及应用

打开开关后,Model 100 会显示一个包含应用程序、数据文件以及日期和时间信息的菜单。光标键用于导航并选择内部或添加的应用程序,或是任何要处理的数据文件。

TRS-80 Model 100启动后的界面(我的TANDY 102显示有29K多的空余内存)

Model 100 的ROM中包含了 Microsoft BASIC 80 编程语言的 N82 版本。这类似于当时的其他Microsoft BASIC的发行版本,它提供了对机器硬件功能的良好支持:对巨大点阵显示屏的像素寻址、对内部调制解调器和串行端口的支持、单声道声音、访问磁带和 RAM 文件、支持实时时钟和条形码阅读器,以及机器各种逻辑设备之间的 I/O 重定向。和其他 Microsoft BASIC 解释器一样,变量名被限制为两个字符,所有程序行和子例程都被编号而不是命名。但是,浮点数的默认值是双精度。

比尔·盖茨在接受美国国家历史博物馆采访时表示,Model 100“在某种意义上是我最喜欢的机器”。他与京瓷的 Jey Suzuki 共同编写了 Model 100 的操作系统。盖茨说:“让我对这台机器产生怀念的原因是,这是我在所研发的产品中编写了非常高比例的代码的最后一款机器。”

(也有一篇文章提到保罗·阿兰说比尔·盖茨其实并没有参与很多开发工作,仅供参考)

Model 100的TEXT编辑器是用于处理文本编辑的软件。它的执行速度明显较慢,尤其是对于需要以较快键频来输入的专业打字员而言。这一部分是因为 8085 CPU 速度较慢,另一部分原因是 LCD 屏幕的响应时间较慢。通常在快速输入一两句话后,用户必须等待几秒钟才能让计算机“赶上”。我试了下,虽然TEXT提供了人性化的Copy/Paste功能,但是粘贴的时候,明显需要等待一会被粘贴的文字才会显示出来。不过Model 100的机械键盘的手感还是非常不错的,对于强度不高的文本编辑,使用起来还是非常得心应手的。

ROM 还包含了一个终端程序 TELCOM;一个通讯录软件 ADDRSS;待办事项行事历软件SCHEDL。 TELCOM 程序允许在 BASIC 解释器的控制下自动登录到远程系统。ADDRSS程序通过存取一个名为“ADRS.DO”的文件来维护你的通讯录,这个文件每一行就是一条记录,使用了类似现代的以冒号分隔的CSV文件格式,ADDRSS程序可以方便快捷的搜索到你想要的联系人记录,并能够和TELCOM程序联动,自动拨打联系人的电话。行事历软件SCHEDL则是将信息记录在名为“NOTE.DO”的文件中,同样也是每一行一条记录,记录中包含了时间和你要做的事情的描述,SCHEDL同样也能够方便快捷的检索到你需要完成的事项。

Wikipedia上提到系统 ROM 中有名为“Hayashi”和“Suzuki”的隐藏文件,用于纪念设计师 Junji Hayashi 和 Jay Suzuki 。另一个名为“RickY”的隐藏文件指的是 Rick Yamashita。不过我在系统上、模拟器上无论怎么操作都无法找到,最后我打开了Dump出来的ROM文件,终于在ROM中找到了这几个菜单选项。

Model 100的ROM地址0x6C2B处就是隐藏文件菜单项

有一些Model 100使用的商业应用是以ROM芯片的形式来发售的,这些可选的ROM应用可以安装在Model 100的扩展ROM插槽中,但一次只能安装一个可选 ROM。当然,有相当数量的的商业软件以磁带介质的形式来分发。在Model 100上,你写的所有程序、使用的额外的应用程序以及数据文件都存储在内部电池供电的 RAM 中。为了解决内存不足的问题,一般程序和应用软件都会存储到磁带或磁盘介质上,今后使用的时候可以从录音机或外部软盘驱动器加载和存储。

Model 100的ROM 有一个Y2K Bug:主菜单上显示的世纪被硬编码为“19XX”(上面的屏幕照片上2021年就被写成了1921年,穿越了)。由于日期的世纪对任何软件功能都不重要,而且 Model 100 中的实时时钟硬件没有日历功能,可以独立于日期设置星期几,因此该缺陷并不会影响计算机的可用性。当然,这个问题现在也能较为完美的解决,Chris Osburn分享了他的方法

外设/扩展组件

Model 100一经推出,它的便携性和简单性就吸引了记者这一庞大的群体,他们可以在采访现场快速的输入新闻稿文本,然后使用内置调制解调器直接发回公司,大大提升了他们的工作效率。此外Model 100还广泛用于工业应用和科学实验室,作为控制系统和仪器配置的编程终端。它的紧凑性(易于操作和小空间要求)、低维护需求、没有通风口(在多尘或肮脏环境下应用时具有优势)、完善的扩展端口和方便的便携性使其非常适合这些场景。

广泛的应用带来了各式各样的需求,因此Model 100的各种扩展组件便应运而生了 。由于组件众多,在这仅简单介绍几个比较有特点的扩展组件:

  • Model 100 专用电话声音耦合器(39.95美元):这是个比较奇特的组件,它是两个座子,一个套在电话听筒上一个套在电话的话筒上,当你无法用数据线直接连接到模块化电话插孔时,Model 100可以直接用声音来通过电话听筒和话筒来数据拨号并传输数据。
  • 磁盘/视频转接座(799美元,比机器还贵):可以将Model 100变成一个多功能的基于磁盘的家庭或办公系统,内置磁盘驱动器可在软盘上创建、存储和检索文件。 它比磁带存储更快、更可靠。视频输出部分可以在电视机上提供40字符 x 25行的屏幕显示,并在连接到标准视频监视器时提供80 x 25的显示能力。 更大的屏幕非常适合 进行文字处理或用 BASIC开发程序。将磁盘/视频转接座接上电源,将Model 100连接上电视或显示器,只需一个简单的命令即可将显示切换到视频屏幕。 这个底座不占用Model 100的其他接口——因此还有进一步扩展的空间,可以继续添加打印机、条形码阅读器、RS-232C通信设备或磁带录音机。 不过这个扩展要求Model 100至少要有16KB内存。
  • 便携磁盘驱动器(199.95美元,真够贵的):能够快速访问大小为100KB的3.5寸软盘。 自带操作菜单,磁盘上的文件也能通过系统执行LIST、 FORMAT、SAVE、LOAD、KILL 和 RENAME的功能。 这个驱动器和Model 100之间以 19,200波特率来传输数据。第二代产品能够支持200KB的3.5寸软盘,售价和一代相同。
  • 公文包(49.95美元):既然TRS-80 Model 100是第一台笔记本式的电脑,那么电脑包应该也是从这开始的。各种款式,售价都差不多。便于记者等用户带着电脑到处跑。
  • 条码阅读器(99.95美元):这种光学扫描设备专为 Model 100 设计,是计费、优惠券和零售项目控制等使用场景的理想选择。 笔状的条码阅读器只需插入 Model 100 的条码阅读器接口(BCR)即可。 可从BASIC调用驱动程序来读取条形码。这个BCR接口在Kyotronic 85原型机不被支持,但另外三款衍生机型都有。
  • TRP-100打印机(299.95美元,半台机器的价格):这不用介绍,就是官方配的专用打印机,号称静音设计。

以上这些都是官方外设中比较有特点的,事实上民间爱好者对Model 100的热情高涨,为了延续Model 100的生命周期,爱好者们还发明了更多的外设和扩展设备,以求Model 100系列电脑能够在现在的环境下继续工作。这些扩展在Model 100的用户群club100.org上就有许多介绍,这里列举几个代表:

  • NADSBox(New Age Digital Storage Box 新时代数字存储盒):简单来说就是让Model 100能够将数据存储在SD卡上,同时SD卡能被现代Windows、Linux、Mac电脑读取,以方便电脑和Model 100交换数据。
  • REX:是ROM/RAM 附加组件,将REX 插入扩展ROM插槽,通过其用户友好的管理界面,可以访问到灵活的768 KB 基于闪存的可读写的存储空间,基于闪存的特性,掉电也不怕数据丢失。
  • MTHD:顾名思义,给Model T加上硬盘支持……

正是因为有了这些外设/扩展设备,Model 100的生命力一直能延续30多年到21世纪,还有哥们折腾着用他的TANDY 102上网浏览

我的TANDY 102

前面说过,Model T的四款机型,我都收藏了,不过我没有Model 100,只收藏了一台TANDY 102。这台设备是我在闲鱼上收来的,成色非常不错。这也是这个系列中我收藏到的第一台设备,后来才慢慢有了Kyotronic 85、NEC PC-8201、Olivertti M10。

我一直在想通过TANDY 102的RS232端口给他接上ESP8266芯片,让他扩展出wifi的功能实现无线telnet终端,这除了硬件上要做WiFi连接设计外,在TANDY 102段还要编写Telnet协议的程序。硬件倒是不难,软件还稍有难度,等有空来折腾吧。

关于另外三款Model T机器,再写一篇文章单独介绍吧。此外,我还有一个致敬Model 100的设计,后续再揭晓!

后记

这篇文章差点难产,拖更一个多月,最近实在工作太忙,工作内容也有变化,常要长时出差,嗯,这都是借口。开始写这篇文章是在一个半月前,当时我的Olivertti M10还在意大利,两周前这台设备到了我手上,我想,该把它写完了……

Kyotronic 85及以TRS-80 Model 100为代表的Model T机型开创了一个时代,产品经理、设计师们观察到了人们需求的变化,用设计来满足市场,并且依靠更新和出色的扩展来不断拉长生命周期。不管在哪个时代,一款好的产品从设计初期就要应该要洞察客户的需求,并且要注意到扩展性和生态建设,随着客户一同成长不断完善。TRS-80 Model 100如此,树莓派、安卓平台、iOS生态也是如此。

参考

  • https://en.wikipedia.org/wiki/TRS-80_Model_100
  • http://www.trs-80.com/wordpress/trs-80-computer-line/model-100/
  • http://dunfield.classiccmp.org/kyocera/index.htm
  • https://www.techrepublic.com/pictures/tandy-trs-80-model-100-teardown
  • http://www.club100.org/

链接

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