En sortant au mois de Juin 1979 au prix de 1150$ avec son moniteur couleur, le TI-99/4 est  le premier ordinateur personnel à utiliser un processeur 16 bits. L'aspect extérieur de l'appareil surprend par sa robe aux couleur métallisés et son clavier mécanique.
Ce design était, pour l'époque, du plus bel effet. Un design d'ailleurs proche de ce qu'il se faisait dans le monde HI-FI.

Les performances annoncées par la firme texane ont à cette date de quoi surprendre la clientèle : un un micro-ordinateur à vocation domestique doté d'un vrai processeur 16 bits, d'un Basic très riche en fonctionnalités, de possibilités graphiques et sonores intéressantes, d'un catalogue de logiciels très variés sous forme de cartouche,  d'extensions mémoire et de synthèse vocale, et tout cela avec l'assurance de profiter du savoir faire d'un géant américain de l'électronique.

Jusqu'en Janvier 1980, Texas Instrument sera contraint d'imposer son propre moniteur 13" (PHA4000), le modulateur RF de l'ordinateur n'ayant pas reçu d'agrément de conformité. En effet, ce dernier émettait trop d'interférences radio.
La vie commerciale du TI-99/4 sera de courte durée avec l'annonce de son remplacement  par le 99/4A lors du grand meeting «Consumer Electronics Show», en date du 30 juin 1981. Afin de ne pas décevoir ses clients, Texas Instruments proposera gratuitement un TI-99/4A en remplacement de leur 99/4 à la condition que ce dernier ai été acheté six mois avant la sortie du modèle 4A, les frais de livraison restant à la charge du client. Cette opération explique pourquoi le TI-99/4 est à ce jour peu courant.

La société Texas Instruments commercialisa son TI-99/4 en France mais, à cause d'une arrivée très tardive dans l'hexagone, sa distribution sera bien vite stoppée pour faire place au TI-99/4A, son remplaçant déjà présent sur le marché US. Quoi qu'il en soit, le 99/4 Européen n'offrait pas conditions minimales pour intéresser le marché auquel il était destiné: les responsables du marketing n'ont pas cru essentiel d'adapter sa sortie vidéo aux normes européennes. De ce fait, l'ordinateur imposait l'usage d'un moniteur supportant les signaux NTSC pour permettre un affichage en couleur.

Curieusement Texas Instruments n'annoncera jamais officiellement l'arrêt de son 99/4. Au total, environ 25.000 unités auront été produites.

Description générale


Le châssis du TI-99/4 est composé d'ensembles en plastiques noirs revêtus de plaques d'aluminium du plus bel effet. Ce design préfigure celui du célèbre TI-99/4A. Si l'on compare ces deux micro-ordinateurs, seuls leur clavier et le logo diffèrent vraiment car pour le reste, les ressemblances sont frappantes: Le «Look» général ainsi que la disposition des connecteurs E/S, des Joystick et du bus d'extension sont identiques. Le 99/4 est doté de minuscule touches en plastique dur.
L'ordinateur utilise un boîtier d'alimentation électrique très spécifique et incompatible avec le modèle qui sera destiné au TI-99/4A. L'interface vidéo, par contre, est totalement compatible avec tous les modèles du TI-99. Le port cartouche du TI-99/4 est légèrement en retrait par rapport à celui du TI-99/4A, de ce fait, certaines cartouches destinées au TI-99/4A ne fonctionnent pas : le contact entre le connecteur de la cartouche et celui du port étant insuffisant.
Le coffret du TI-99/4 comprend :
- L'ordinateur ( préférable :-) )
- Des manuels d'installation et d'apprentissage du TI-Basic (et une K7 de démonstration, il me semble).
- Un boîtier d'alimentation électrique.
- Une fiche de garantie de 3 mois.
- Un petit capuchon protecteur en plastique à enficher dans le connecteur Joystick quand ce dernier n'est pas utilisé.

Au début de sa commercialisation, le micro-ordinateur est livré avec un moniteur de 13". Ce n'est qu'à partir de 1980 que l'achat du moniteur devient optionnel et qu'un boîtier UHF à connecter sur une télévision standard est fourni avec le TI-99/4.

Le Clavier:
Il se compose de 41 touches mécaniques de taille plutôt réduite le limitant à une utilisation domestique. L'ensemble ressemble beaucoup à un clavier de calculette élargi. Son organisation est bien sûr aux normes QWERTY. En plus des touches alphanumériques, le clavier dispose des touches SHIFT et RETURN d'une couleur rouge vif ainsi que d'une barre d'espacement et d'une touche «SPACE» (toutes les deux ont la même fonction).
La barre d'espacement semble avoir été rajoutée à la dernière minute car le bloc en plastique qui la supporte n'est pas solidaire du bloc clavier. La liaison des deux se fait par deux fils soudés aux points de contact de la touche «SPACE»...
Les touches «CTRL» et «FCTN», accessibles sur le clavier du TI-99/4A, ne sont pas encore présentes sur le TI-99/4. Bien qu'une touche «SHIFT» soit intégrée au clavier, l'ordinateur ne gère pas les minuscules, celle-ci ne sert qu'a accéder aux caractères tels que: +, -, / >, <, etc...
Le bloc clavier est soudé à la carte mère par 18 lamelles rigides isolées à l'aide d'un film adhésif. Ces lamelles sont reliées au TMS9901 et au 74LS156.
La distance importante entre chaque touche nuit à ergonomique du clavier mais permet d'y poser des overlays. La baguette d'aide mémoire du TI-99/4A, située au dessus du clavier, remplacera de façon avantageuse ces overlays.

Le port cartouche:
Comme bon nombre de micro-ordinateurs de l'époque, le TI-99/4 dispose d'un port permettant d'insérer des module de commande (ou cartouches) renfermant un ou plusieurs  programmes contenus dans une ROM. L'intérêt majeur de ce support (appelé aussi SSC pour «Solid State Cartridge») est le chargement immédiat de ces programmes dans la mémoire de l'ordinateur ainsi que la robustesse du boîtier plastique formant la cartouche.

Le port K7:
Comme tout micro-ordinateur familial, le 99/4 dispose d'un port destiné à la connexion d'un magnétophone; ce dernier étant la solution la plus économique pour la lecture et l'enregistrement des données. La vitesse de transfert est de 650 bauds.

L'Alimentation électrique interne:
Les cartes mères des tout premiers modèles de TI-99/4 sont alimentées par transformateur secteur externe de type AC/DC uniquement.  Les caractéristiques de la version Européenne,  modèle AC9900/N sont en entrée: 220V~/50Hz/20VA. Par une prise composée de 4 broches, ce boîtier délivre à l'ordinateur les tensions suivantes: +5V 1.6A, +12 05A et -5 0.15A:
      1 +5V
      2 +12V
      3 -5V
      4 Masse



Reliés par une prise située sur le panneau arrière de l'ordinateur, ces signaux circulent ensuite à travers un petit circuit imprimé fixé à droite du clavier. Ce dernier intègre un interrupteur Marche/Arrêt, un amplificateur de son, une LED indiquant la mise sous tension et un connecteur redistribuant les tensions électriques à la carte mère.

Attention: Le transformateur secteur livré avec le TI-99/4A n'est pas compatible avec le TI-99/4 et inversement.

La carte d'Alimentation électrique interne:
Durant la commercialisation de son TI-99/4, Texas Instruments modifia la gestion électrique de l'ordinateur. La carte amplificateur de son sera supprimée et remplacée par une carte d'alimentation électrique, présente uniquement sur la dernière série de 99/4, et qui reçoit un nouveau modèle de transformateur secteur; Celui-ci envoie 16V / 1,6A  sur la broche 1 (fil rouge)  8V / 0,15A sur la broche 4 (fil noir). Les voltages délivrés par la carte sont quant à eux de : -5V (fil vert), +12V (fil blanc), Masse (fil noir) et +5V (fil orange ou rouge). L'interrupteur Marche/Arrêt et la LED ont été conservés.

 

Curiosités:
La face interne de capot laisse apparaître un petit coffrage moulé dans le plastique. Curieusement, le revêtement extérieur en aluminium ne permet pas d'y accéder... Il s'agit d'un vestige du Dimension 4, première version du 99/4 jamais commercialisée.
Texas Instruments avait eu l'idée d'équiper son micro-ordinateur d'un système infrarouge permettant d'utiliser des périphériques sans fils tels que des télécommandes (au nombre de 4 et composées de 20 touches!), des manettes de jeux analogiques et même un clavier sans fil. La toute première série de TI-99/4 dispose d'un slot permettant d'accueillir l'interface Infrarouge en question comme le montre un arrêt sur image d'une publicité TV, à droite.

Les dispositifs sans fil étaient prêts pour leur commercialisation, comme le montre la photographie de droite présentant un 99/4 de pré-série, ils devaient d'ailleurs être présentés au CES de Chicago en 1979, en même temps que le TI-99/4, mais une décision de dernière minute (prise quelques instants avant la présentation au public) stoppa  leur carrière. Le système infrarouge du 99/4 fût abandonné car son prix aurait été bien trop élevée pour la clientèle grand public à laquelle l'ordinateur était destiné. Le slot d'extension infrarouge fût donc retiré de l'ordinateur. Cependant, on peut noter sur le 99/4 actuel quelques éléments résiduels du système infrarouge: Le coffrage plastique (voir photographie ci-contre), les modes clavier, adaptés aux appareils infrarouge (toujours implémentés sur le 4A d'ailleurs). Côté logiciel, la cartouche SSS TI-99/4 «Diagnostic» propose de tester ces télécommandes infrarouges.
Le concept des télécommandes et clavier sans fil  sera repris quelques années plus tard sur le micro-ordinateur EXL-100 de la société Exelvision, société crée par... des anciens employée de Texas Instruments!

La première série de TI-99/4 propose en façade une prise son de type Jack 3.5 permettant de brancher des écouteurs et intègre même un haut parleur, situé  sous la grille d'aération, au dessus du port cartouche; Ce haut-parleur étant  alimenté par un amplificateur de son  muni d'un potentiomètre de réglage situé au niveau du bouton Marche/Arrêt (voir photographie plus haut). Cette fonctionnalité, bien inutile, sera supprimé: L'orifice sur le châssis permettant d'accéder au potentiomètre sera masqué par une plaquette portant l'inscription «Solid State Software» et l'amplificateur sera remplacé par une carte d'alimentation électrique.
D'autres fonctions disparues: Les ingénieurs intégrèrent sur la carte mère une interface RF ainsi qu'un dispositif d'incrustation vidéo mais les contraintes de validation FCC étaient si importantes qu'ils furent tous deux rapidement retirés.
 

Organisation des composants du TI-99/4:
 

1 Connecteur d'alimentation   5 Prise DB9  Joystick   9 VRAM (16 Ko)   13 GROM (x3)   17 Prise Din Vidéo
2 Barre d'espace   6 CPU TMS9900   10 VDP TMS9918   14 TMS9919   18 Prise DB9 lecteur de K7
3 Clavier QWERTY   7 ROM   11 TMS9901   15 Port GROM (SSC)    
4 Touche d'espace   8 ScrachPad RAM  de 256 octets   12 TMS9904   16 Bus d'extension    

 

La carte mère:
L'organisation de la carte mère est peu commune. Au commencement du projet TI-99/4, les ingénieurs de Texas Instruments organisèrent la carte mère autour du microprocesseur TMS9985. Ce composant avait l'avantage de traiter les informations internes sur 16 bits, ce qui était une performance pour l'époque. Son faible coût était justifié par son bus externe 8 bits (40 broches) et son nombre fort limité d'interruptions.
Suite à de sérieux soucis techniques, le microprocesseur ne fût jamais opérationnel, son remplacement  était donc inéluctable. Les ingénieurs portèrent le  choix sur le TMS9900 qui avait fait ses preuves sur divers systèmes. Une intégration optimale de ce processeur 16 bits ne pouvait se faire sans de profondes modifications de la carte mère, ce qui aurait retardé la sortie de l'ordinateur. Dans la précipitation, Texas Instruments préféra alors "bricoler " la carte mère  :

 

- Le microprocesseur TMS9900 ne permet pas, à lui seul, le rafraîchissement de la DRAM contrairement au TMS9985 initialement prévu. Pour corriger ce manque, les ingénieurs auraient dû ajouter un composant qui remplirait cette mission mais le prix final de l'ordinateur aurait encore augmenté. Pour simplifier les choses, ils se sont servi du VDP (8 bits TMS9918)  qui dispose de la fonctionnalité recherchée, c'est pour cette raison qu'une partie de la DRAM dédiée au VDP est aussi dédiée à la mémoire utilisateur. Le rafraîchissement de la DRAM se fait toutes les 2 millisecondes.

Le TMS9985:

  • Vitesse: 5 Mhz
  • Adressage: Jusqu'à 65.536 octets de RAM
  • Bus d'adresses: 16 bits
  • Bus de données: 8 bits
  • Brochage: 40 broches
  • 256 bits de RAM intégrée
  • Flags: au nombre de 16, programmables.
  • 5 interruptions matérielles
  • Timer intégré
  • I/O: Quatre canaux : CRU (Communication Register Unit),
    DMA (Direct Access Memory), MM (Memory Mapper) et
    MPSI (Multiprocessor System
  • Interface).
      

Le TMS9900:

  • Vitesse: 3.3 Mhz
  • Adressage: Jusqu'à 65.536 octets de RAM              
  • Adressage: 16 bits
  • Bus de données: 16bits
  • Brochage: 64 broches
  • 256 octets de RAM intégrée
  • Générateur d'horloge interne
  • Accès direct à la mémoire (DMA)
  • 7 interruptions matérielles
  • 16 interruptions logicielles
  • 16 registres
  • Fonction timer
  • Générateur d'horloge
     
- Toutes les opérations de lecture et d'écriture dans la DRAM que sollicite le TMS9900 ne sont effectuées par le VDP uniquement si ce dernier est disponible (le TMS9918 et le TMS9900 ne peuvent pas utiliser la DRAM en même temps).

- Bien que capable d'un traitement sur 16 bits, le TMS9900 adresse la DRAM sur 8 bits car il est limité par le bus du VDP . Seule la Scratch Pad RAM de 256 octets (SRAM) et la ROM Système de 8 Ko sont adressées sur 16 bits et sans aucun état d'attente en lecture (0 Wait State); Suite à un travail important de multiplexage, le reste de la mémoire (la VDP RAM, GRAM, GROM) est accessible avec un temps d'attente de 4 Wait States.
Pour la gestion de mémoire utilisateur, une autre solution (l'idéale!) aurait consisté à installer sur la carte mère de la mémoire SRAM car elle n'a pas besoin d'être rafraîchie. Hélas, ce choix n'était pas envisageable dû au prix très élevé de ce type de composant à l'époque.
Une autre mémoire disponible: «Memory Expansion», l'extension RAM optionnelle de 32 Ko. Se connectant sur le bus d'extension , elle est donc directement accessible par le TMS9900; Hélas, pour les même raisons citées plus haut, elle utilise de la mémoire DRAM, accessible en 8 bits et  rafraîchie par un jeu de composants.

Le TMS9900 de première génération (modèle «or»).

La carte mère laisse apparaître quelques pontages de dernière minute (fils bleus). On en retrouvera aussi plus tard sur le TI-99/4A.
Des ingénieurs travaillant au projet 99/4 ont fait remarquer que si la carte mère du 99/4 avait conservé un bus de 8 bit alors que le 16 bits TMS9990 avait été finalement retenu, c'est qu'ils avaient toujours gardé espoir, et ce  jusqu'au dernier moment, de recevoir une version opérationnelle du TMS9985.
En 1978, Texas Instruments aurait produit environ 200 unités prototypes du 99/4. Plaquée sur chaque carte mère, une carte fille de petite dimension intégrait un processeur TMS9900 «émulant» le TMS9985. Un modulateur RF était présent sur la carte mère mais il fut retiré sur les productions suivantes pour des raisons de conformité aux normes FCC.

Une phrase circulait dans les locaux de Texas Instruments, elle résume parfaitement le TI-99/4A:

« Texas Instruments dispose du meilleur sac de pièces qu'aucun
autre ordinateur personnel, ils les ont juste mal montées ensemble »

 

 


Le TMX-9918, TMS9901 et les 8 composants DRAM

On imagine avec étonnement et fascination ce qu'aurait été le TI-99/4 s'il avait disposé de toutes les fonctions et composants prévus initialement....

Mise en fonctionnement:
A sa mise en fonctionnement, le TI-99/4 émet un signal sonore (de type triangulaire, de fréquence 1400.00Hz et de durée 300ms) et affiche un écran d'accueil invitant à presser une touche pour continuer. La ROM de série est datée de 1979. Les premiers prototypes disposent d'une ROM datée de 1978.

L'écran d'accueil peut varier selon le module de commande inséré dans le port SSC. Avec le module "Echecs", par exemple, la mire d'accueil est entièrement écrite en français.
 

 

 


 

 

L'écran suivant propose un menu de sélection. Les deux premières applications sont permanentes car elles sont intégrées dans la mémoire interne e l'ordinateur :
Pour lancer une application, il suffit d'appuyer sur la touche correspondant au chiffre situé en regard du titre:
La touche «1» exécute le programme «TI-Basic». Ce langage Basic, aux fonctions propriétaires, est écrit en langage GPL et non en assembleur, ce qui a pour inconvénient de le rendre plutôt lent.
La touche «2» propose un petit calculateur d'équations l. Cette 'calculatrice', aux possibilités fort limitées, ne fût pas retenue par la suite sur le TI-99/4A.
Le menu propose des choix supplémentaire correspondant s à l'exécution de programmes contenus dans un module de commande «Solid State Software».

 

 

 


Le GPL:
Le GPL pour «Game Programming Language» puis rebaptisé «Graphic Programing Language», fût choisi pour diverses raisons:
Le GPL se charge entièrement, et de manière totalement transparente, de l'accès aux mémoires RAM, ROM, GROM, GRAM et  VDP RAM, ainsi que des Entrées/Sorties, qui sont  normalement accessibles par des sous programmes assez complexes. Tout devient alors plus simple pour le programmeur : une instruction sous forme de mnémonique remplace plusieurs lignes de codes écrites en langage machine. Cela a aussi l'avantage de créer des programmes moins gourmands en espace mémoire.
Bien évidement, un programme écrit en GPL s'exécutera plus lentement que s'il avait été écrit directement en assembleur mais il offre une plus grande souplesse de programmation. l'interpréteur TI-Basic est écrit en GPL.
Dès la mise sous tension de l'ordinateur, le GPL est exécuté à moins que la carte P-Code soit installée dans la Pebox.


Quelques photographies

La prise dédiée au magnétophone à K7 et la prise d'alimentation électrique.

 

Le cache plastique du 99/4 dernier modèle obstrue l'emplacement initialement prévu pour le potentiomètre de réglage du niveau sonore.

Le potentiomètre de réglage de son des premiers modèles de TI-99/4

 

Le bus d'extension, protégé par une trappe coulissante permettant l'ajout de périphériques.

Port manettes de jeux de type DB9, une connectique propriétaire incompatible avec la norme Atari.

La prise vidéo NTSC, une DIN 5 broches, sur laquelle vient se connecter une interface vidéo.
 

Les deux fils rouges relient électriquement la barre d'espacement
supplémentaire à la carte mère.

Cette copie d'écran d'une des pages du module de diagnostic montre le mode clavier adapté aux télécommandes infrarouges.

Détail du numéro de série, du mois/année et lieu de production du TI-99/4. «8086207 LTA0881-USA»


 

Caractéristiques techniques du TI-99/4:

Nom de Code PHC004
Micro-Processeur Texas Instruments TMS9900 16 bits à 3.3 Mhz
RAM 256 octets câblés sur le bus 16 bits CPU
VDP RAM 16 Ko. Adressage sur 8 bits
ROM 26 Ko soit  8 Ko de ROM et 18 Ko de GROM (Graphic Only Memory)
Processeur Vidéo Processeur Texas Instruments TMS9918
40 x 24 en texte
résolution de 256 X 192 en 16 couleurs uniquement obtenue par la redéfinition des caractères en Basic.
Sprites
Systèmes deStockage Lecteur K7 (en option)
Lecteur 5"1/4 90Ko  en 1980 (500$) + contrôleur de lecteurs (300$)
Disques durs de 5 ou 10Mo Winchester (en option, non conçu par Texas Instruments)
Interfaces DIN-5 broches NTSC + boîtier SECAM Péritel (France) ou boîtier RF (antenne TV)
1 bus d'extension
1 port Cartouche (Solid State Cartridge) pour GROM de 36 Ko max
1 port DB9 pour 2 Joysticks TI (attention! prise propriétaire)
OS/Logiciels livrés TI-Basic
Capacité Sonore TMS9919
3 voix sur 5 octaves (110 à 55938 Hz)
1 générateur de bruits
16 niveaux de volume
Clavier mécanique QWERTY
Ecran TV ou moniteur (en option, sauf au tout début de la commercialisation du TI-99/4)
Périphériques/Accessoires Synthétiseur de parole
Boîtier d'Expansion (Pebox)
Modems
Joysticks
Carte d'Extension mémoire 32Ko
Carte série RS232 & parallèle (PIO)
Sortie / Prix 1979 / 1500$ avec le moniteur
Fin 1981

 

Le TI-99/4A, un TI-99/4 amélioré


Voici les principales modifications qui seront faites par la suite sur le TI-99/4A:

- Correction des bugs décelés dans le TI-Basic et GPL.
- Le curseur apparaît sous la forme d'un rectangle plein et non plus évidé.
- Retrait du calculateur
- Clavier étendu.
- Intégration du VDP TMS9918A à la place du TMS9918 afin d'offrir un mode Bitmap (de 192X256 pixels en 16 couleurs).
- Mode répétition du clavier (12 caractères par seconde après un délai de 1 seconde)
- Gestion des minuscules
- Correction de quelques bugs décelés dans le GPL
- Sous TI-Basic le TI-99/4 dispose de 256 octets supplémentaires par rapport au TI-99/4A.
- Le système sera désormais capable d'exécuter des cartouches Solid States Software ne contenant que des ROM (adresse >6000), contrairement au TI-99/4 qui recherche au moins une GROM

L'organisation des composants de la carte mère du TI-99/4A, quant à elle, est assez similaire à celle du 99/4.
Un processeur graphique, une gestion du clavier et une ROM légèrement différente sont, en partie, responsables de l'incompatibilité de nombreux programmes écrits pour le TI-99/4A avec le 99/4.


 

 



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