Texas Instruments TI-99/4A

Beim Texas Instruments TI-99/4A (kurz TI-99/4A, umgangssprachlich „Neunundneunziger“) handelt es sich um einen Heimcomputer des US-amerikanischen Technologiekonzerns und zu Beginn der 1980er Jahre weltweit führenden Halbleiterherstellers Texas Instruments (TI). Der mit einem für damalige Verhältnisse sehr leistungsstarken 16-Bit-Hauptprozessor, Spezialbausteinen für die Bild- und Tonausgabe sowie einer Speicherkapazität von 16 KB RAM bzw. 26 KB ROM ausgestattete Rechner wurde im Juni 1981 auf der Summer Consumer Electronics Show in Chicago erstmals der Weltöffentlichkeit vorgestellt. Wie fast alle zeitgenössischen Heimcomputer verfügt auch der TI-99/4A über einen herstellereigenen Dialekt der Interpretersprache BASIC, mit dessen Hilfe der Rechner bedient und programmiert werden kann.

Texas Instruments TI-99/4A
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Hersteller	Vereinigte Staaten Texas Instruments (TI)
Typ	Heimcomputer
Veröffentlichung	Vereinigte Staaten 1981 (Juni) Deutschland 1981 (Juni)
Produktionsende	Vereinigte Staaten 1983 (28. Oktober) Europa 1983 (28. Oktober)
Neupreis	Vereinigte Staaten 525 US$ (1981) Deutschland 1.490 DM (1981)
Prozessor	16-Bit-TMS9900 16-Bit-Datenbus 3 MHz Taktfrequenz
Arbeitsspeicher	16 KB DRAM (max. 48 KB) 256 Bytes SRAM (Scratchpad)
Grafik	8-Bit-TMS9918A (NTSC) 8-Bit-TMS9928A (SECAM) 8-Bit-TMS9929A (PAL) max. 256 × 196 Pixel max. 40 × 24 Zeichen max. 15 Farben max. 32 Sprites
Sound	8-Bit-TMS9919 3 Tongeneratoren 1 Rauschgenerator
Datenträger	Steckmodule (max. 30 KB) Kompaktkassetten 5¼-Zoll-Disketten (SS, SD)
Betriebssystem	TI-BASIC-Interpreter (primär) GPL-Interpreter (sekundär)
Vorgänger	TI-99/4 (1979)
Nachfolger	TI-99/2 (keine Serienreife) TI-99/8 (keine Serienreife)

Gegenüber seinem Vorgängermodell TI-99/4 - dem ersten in Serie hergestellten 16-Bit-Heimcomputer - zeichnet sich der farb- und spritefähige TI-99/4A vor allem durch verbesserte Grafikfähigkeiten, eine komfortablere Tastatur und einen günstigeren Preis aus. Zur Markteinführung in Nordamerika lag die unverbindliche Preisempfehlung des Herstellers bei 525 US$, in Deutschland bei 1.490 DM. Dieses vergleichsweise niedrige Preisniveau machte erstmals einen 16-Bit-Rechner auch für die Mehrheit der Privatanwender erschwinglich, woraus sich die hohe technikgeschichtliche Relevanz des TI-99/4A ableitet.

Der vor allem in Nordamerika und in Teilen Westeuropas intensiv beworbene Rechner reichte mit insgesamt 2,8 bis 3 Millionen abgesetzten Einheiten nicht an die Verkaufserfolge der dortigen Marktführer Commodore, Apple, Sinclair und Amstrad heran, konnte jedoch für kurze Zeit zum meistverkauften Heimcomputer der Vereinigten Staaten avancieren. Die zunehmende Konkurrenz, eine verfehlte Marketingstrategie und überdurchschnittlich hohe Produktionskosten führten jedoch zu großen finanziellen Verlusten beim Hersteller. Daraufhin verkündete TI am 28. Oktober 1983 seinen Rückzug vom Heimcomputermarkt und stellte die Produktion des TI-99/4A ein.

Geschichte

Schwächen des Vorgängermodells TI-99/4

→ Hauptartikel: Texas Instruments TI-99/4

TI-99/4 (1979)

Das Vorgängermodell TI-99/4 wurde Ende 1979 zur Serienreife gebracht, konnte aber erst Anfang 1980 in größeren Stückzahlen geliefert werden. Es war zunächst nur im Paket mit einem Zenith-Farbmonitor erhältlich, da TI die strengen Strahlenschutzauflagen der Federal Communications Commission (FCC) für HF-Modulatoren nicht erfüllen konnte und somit kein Betrieb mit einem handelsüblichen Fernsehgerät möglich war. Der Preis für das Paket betrug 1.150 US$ bzw. 2.700 DM.

Mit diesem hohen Kaufpreis blieb der TI-99/4 für die meisten Privatanwender unerschwinglich. Darüber hinaus litt der Rechner an technischen Mängeln. So besaß er nur eine schwergängige Kaugummitastatur, die für die Eingabe größerer Datenmengen ungeeignet war und nicht einmal eine Fragezeichentaste umfasste. Die Grafikfähigkeiten waren beschränkt. Beispielsweise konnte das Gerät nur Großbuchstaben darstellen. Ende 1980 umfasste das Softwareangebot gerade einmal 30 Titel und es kam zu Produktionsverzögerungen.

In den führenden Computerzeitschriften wurde der TI-99/4 eher als Taschenrechner oder gar Spielzeug wahrgenommen und sein BASIC für das Fehlen der Befehle PEEK und POKE kritisiert. Aufgrund enttäuschender Absatzzahlen ging TI dazu über, den Rechner einzeln zum deutlich geringeren Preis von 600 US$ bzw. 1.500 DM anzubieten. Trotz dieser Maßnahme blieb der TI-99/4 jedoch ein Ladenhüter. Um endlich einen konkurrenzfähigen Heimcomputer anbieten zu können, wurde der TI-99/4 von der Entwicklungsabteilung ab Herbst 1980 gründlich überarbeitet und zum TI-99/4A weiterentwickelt.

Weiterentwicklung des Vorgängermodells zum TI-99/4A

TI-99/4A (1981)

Peter Bonfield, Leiter der Abteilung für Unterhaltungselektronik, schlug vor, den im Vorgängermodell verwendeten und von TI selbst stammenden 16-Bit-Hauptprozessor TMS9900 durch den weit verbreiteten Z80 von Zilog zu ersetzen, der als 8-Bit-CPU zwar leistungsmäßig unterlegen, im Ankauf aber rund 11 US$ billiger war. Schließlich standen zu diesem Zeitpunkt ohnehin keine zum 16-Bit-Datenbus des TMS9900 passenden Spezialbausteine für Grafik und Ton aus hauseigener Produktion zur Verfügung. Bonfields Idee wurde jedoch von der Konzernspitze um Geschäftsführer Mark Shepperd aus mehreren Gründen abgelehnt. So war man nicht gewillt, auf die CPU eines Fremdherstellers zurückzugreifen, die man obendrein für technisch rückständig hielt. Außerdem würde die Halbleiterabteilung beim Verkauf des TMS9900, dessen Produktionskosten lediglich 2,25 US$ betrugen, große Gewinne machen, die innerhalb des TI-Konzerns verbleiben würden. Im November 1980 wurde Bonfield durch Don Bynum ersetzt, der die technische Leitung der Überarbeitung des TI-99/4 (Codename Ranger) übernahm und am TMS9900 festhielt.

Weitgehend unverändert blieben ebenfalls der Soundchip, der I/O-Baustein sowie die Rechnerarchitektur. Um die Chipanzahl zu reduzieren, verwendete man allerdings höher integrierte Schaltkreise. Die Produktionskosten konnten durch diese Maßnahme erheblich gesenkt werden. Für das neue Gerät lagen sie nunmehr bei 340 US$. Der entscheidende Unterschied zum Urmodell besteht indessen in Verbesserungen am Grafikchip. Diese verleihen dem TI-99/4A einen zusätzlichen hochauflösenden Grafikmodus und ermöglichen endlich eine Verwendung von Kleinbuchstaben. Überdies gestattet der überarbeitete Grafikchip den Betrieb mit SECAM- bzw. PAL-Fernsehern. Im Gegensatz zum Vorgänger konnte das neue Modell von Anfang an so auch auf Märkten außerhalb Nordamerikas angeboten werden. Der in der NTSC-Version des TI-99/4A verbaute Grafikchip erhielt die Bezeichnung TMS9918A, wobei das angehängte A für das engl. Adjektiv advanced (deut. fortgeschritten) steht. Derselbe Buchstabe wurde kurzerhand der Modellbezeichnung des TI-99/4 hinzugefügt, als man nach einem geeigneten Namen für das Nachfolgemodell suchte.

Im Gegensatz zum Vorgängermodell verzichtete das Entwicklerteam um Bynum beim TI-99/4A auf Lautsprecher und Mikrofonanschluss. Der Expansionsport wurde zwecks Erweiterung seiner Funktionalität modifiziert. Der umfangreiche Festspeicher wurde durch das Weglassen der Taschenrechnerfunktion Equation Calculator um 5 KB abgespeckt. Auch den Arbeitsspeicher verkleinerte man um 256 Bytes, was bei umfangreicheren Programmen zu Problemen führen kann. Dafür besaß die Konsole nun eine Schreibmaschinentastatur, die um eine Funktionstaste sowie eine Autowiederholungsfunktion erweitert worden war. Zusätzlich gab TI die Entwicklung neuer Peripheriegeräte in Auftrag. Der TI-99/4A gelangte nach erfolgreichem Durchlaufen der Strahlenschutztests der FCC im Sommer 1981 zur Marktreife.

Vermarktung und Preisentwicklung

TI-Filiale in Goleta (Kalifornien)

Anders als die weltweit erfolgreichen Heimcomputer von Commodore und Atari, die meist in den damaligen Billiglohnländern Südostasiens hergestellt wurden, blieb eine nennenswerte Verbreitung des in den texanischen Städten Lubbock, Abilene und Austin, im niederländischen Almelo sowie italienischen Rieti gefertigten TI-99/4A auf Nordamerika, Großbritannien, Deutschland, Frankreich, Italien und die Niederlande beschränkt. TI verfügte bei Markteinführung über bereits etablierte Vertriebsstrukturen in den Vereinigten Staaten und der TI-99/4A war sowohl in firmeneigenen Filialen als auch selbständigen Fachgeschäften, Kaufhäusern und Supermärkten erhältlich. Alternativ konnte der Rechner über den Versandhandel direkt ab Werk bezogen werden.

1981

Für einen TI-99/4A mussten die Zwischenhändler im Sommer 1981 ca. 340 US$ bezahlen, während der tatsächliche Verkaufspreis mit 550 US$ anfänglich etwas höher ausfiel als die unverbindliche Preisempfehlung von 525 US$. Vertriebsleiter William J. Turner veranlasste auf der Grundlage optimistischer Verkaufsprognosen eine Absenkung des Listenpreis auf zunächst 450 US$, dann 375 US$. Der Entwicklungsabteilung gelang unterdessen durch eine erneute Verringerung der Chipanzahl eine Verminderung der Produktionskosten, sodass die Gewinnmarge auf einem stabilen Niveau von 40 % pro Konsole verblieb. Zu diesem frühen Zeitpunkt wurden wöchentlich knapp 8.000 Einheiten hergestellt.

1982

Im Februar 1982 musste TI den TI-99/4A wegen schadhafter Netzteile vorübergehend vom Markt genommen werden. Dem Konzern entstanden daraus finanzielle Schäden in Höhe von 50 Millionen US$. Marketingchef Turner schaltete daraufhin eine erfolgreiche Werbekampagne mit dem Slogan wie „TI's Home Computer. This is the one“, für der bekannte Komiker Bill Cosby verpflichtet wurde. Außerdem wurde der Verkaufspreis auf 300 US$ gesenkt. Der im August zum Direktor der Abteilung für Unterhaltungselektronik beförderte Turner entschied überdies, in einen offenen Preiskrieg mit dem Hauptkonkurrenten Commodore International und dessen Heimcomputer VC20 einzutreten. Turner hoffte dabei zurecht auf Großbestellungen der wichtigsten Handelsketten wie J.C. Penney, Sears Roebuck, K-Mart oder Toys “R” Us. Rabatte von 100 US$ verringerten den effektiven Verkaufspreis am 1. September auf unter 200 US$ und nährten das Gerücht, TI sitze auf Lagerbeständen von bis zu 50.000 unverkauften Einheiten.

Turners aggressive Marketingstrategie führte im weiteren Jahresverlauf zu einer Vergrößerung der Nachfrage, die Produktionsspitzen von bis zu 5.000 Einheiten pro Tag nach sich zog. Die Monatsproduktion belief sich in den beiden letzten Quartalen auf ca. 150.000 Einheiten, während das Vertriebsnetz nunmehr 12.000 Verkaufsstellen umfasste. Auf jeden verkauften VC20 kamen zu diesem Zeitpunkt drei Exemplare des technisch überlegenen TI-99/4A. Eine weitere Verringerung der Produktionskosten gelang allerdings nicht, weshalb die Gewinne pro verkauftem Rechner um 50 % zurückgingen. Insgesamt wurden 1982 rund 500.000 Exemplare abgesetzt. Der Umsatz der Abteilung für Unterhaltungselektronik wuchs auf 200 Millionen US$ und hatte sich damit innerhalb kurzer Zeit verzehnfacht. Mit 575.000 Usern galt der TI-99/4A zum Jahresende als weitverbreitetster Heimcomputer in den Vereinigten Staaten mit einem Marktanteil von rund 35 %. In Europa konnte dieser Erfolg jedoch nicht wiederholt werden. Bis Ende 1983 gelang es TI aber immerhin, in Deutschland einen Marktanteil von 8 % zu erobern.

1983

TI-99/4A „QI“ (1983)

Seitenansicht (links)

Seitenansicht (rechts)

Rückansicht

Rund 30.000 Einheiten wurden im Januar 1983 pro Woche abgesetzt. Das Vertriebsnetzwerk wird weiter ausgebaut und die Bestellungen der Händler bleiben im ersten Quartal auf hohem Niveau. Im April erreichte die Anzahl der verkauften Einheiten die Millionengrenze. Wolfgang Glöckle von der deutschen TI-Niederlassung sagt daraufhin in einem Interview, der Konzern habe nunmehr „den Durchbruch des Home-Computers auch in Deutschland geschafft.“

Mit dem im Vorjahr erschienenen Commodore 64 erwuchs dem TI-99/4A neue Konkurrenz. Um mit dem leistungsstärkeren C64 gleichzuziehen, erwog TI die Entwicklung eines überarbeiteten TI-99/4A mit 64 KB Arbeitsspeicher und CP/M-Fähigkeit. Nach dem Rücktritt von Chefentwickler Bynum wurden diese Pläne jedoch nicht umgesetzt. Obwohl die Herstellungskosten zu diesem Zeitpunkt bei 125 US$ lagen, senkte TI mit Blick auf den nur noch 99 US$ teuren VC20 den Preis für den TI-99/4A im Juni auf 150 US$ bzw. 550 DM.

Die Produktion lief unterdessen weiterhin auf Hochtouren. Die Verkaufsprognosen Turners sollten sich jedoch als illusorisch erweisen. Ab April wurden immer größere Stückzahlen von den Vertriebsstellen im ganzen Land an die Konzernzentrale zurückgeschickt, da sie sich als unverkäuflich herausgestellt hatten. Turner wurde daraufhin seines Postens enthoben und im Mai durch J. Fred Bucy ersetzt, der eine neue Werbekampagne mit Zuschnitt auf den Bildungsmarkt begann. Jerry Junkins übernahm die Vertriebsleitung und schloss sofort mehrere Produktionsstätten, ordnete eine erneute Überarbeitung der Elektronik an und reduzierte den Verkaufspreis auf 99 US$. Aus der Überarbeitung ging im August schließlich die beige Version des TI-99/4A hervor. Diese letzte Modellversion besitzt nur noch 35 statt der zuvor üblichen 42 ICs sowie ein reines Wechselstrom-Netzteil mit verbessertem Wärmemanagement. Sie erhielt den inoffiziellen Namenszusatz „QI“ (engl. quality improved). Das änderte aber nichts an der nachlassenden Attraktivität des Rechners. Die Kunden wendeten sich zunehmend dem C64 zu. Bereits im Juli hatte TI die Markteinführung des für das untere Marktsegment konzipierten TI-99/2 abgesagt. Auf Geheiß Bucys wurde auch die Entwicklung des als Nachfolger des TI-99/4A gedachten TI-99/8 (Codename Armadillo) eingestellt, als im Herbst Gerüchte um einen Einstieg von IBM und Apple ins Heimcomputergeschäft aufkamen.

Im zweiten Quartal betragen die Verluste der Abteilung für Unterhaltungselektronik 119 Millionen US$. Da der Preiskrieg mit Commodore den ganzen Konzern in die Insolvenz zu treiben drohte, gab die Konzernleitung am 28. Oktober den Rückzug vom Heimcomputermarkt bekannt. Um das Firmenimage nicht zu beschädigen, wurde der Kundendienst aber noch über längere Zeit hinweg aufrechterhalten und die Produktion neuer Software angekündigt. Zum Weihnachtsgeschäft erfolgte zwecks Lagerabverkaufs noch einmal eine Preissenkung auf 50 US$, was vorübergehend den Verkaufserfolg des C64 schmälerte. In Großbritannien fiel der Preis auf 100 £ und damit auf das Niveau der Billigrechner von Sinclair. In Deutschland sank der Preis bis September auf 475 DM. Um zusätzliche Kaufanreize zu schaffen, verlängerte TI ab Oktober die Garantie auf Neugeräte von sechs Monaten auf ein ganzes Jahr. Anfang November kostete der Rechner nur noch 398 DM bei weiter stark fallender Tendenz, was Vobis-Geschäftsführer Theo Lieven zu dem Kommentar veranlasste, „billiger und besser“ könne „man nicht in die Computertechnik einsteigen.“ In den letzten beiden Monaten des Jahres wurden ca. 150.000 Exemplare verkauft.

1984

Mit Beginn des Jahres 1984 setzte sich der Ausverkauf des TI-99/4A mit unverminderter Geschwindigkeit fort. In Deutschland stürzte der Preis bis auf 150 DM. Während in den Vereinigten Staaten die Warenlager von TI sowie diversen Drittanbietern noch reichlich Peripheriegeräte, Zubehör und Software aufwiesen, kam es auf dem vergleichsweise kleinen deutschen Markt schon bald zu Versorgungsengpässen. Am 28. März stellte TI den Vertrieb jeglicher mit dem TI-99/4A verbundener Produkte offiziell ein. Die noch übrigen Lagerbestände wurden vom Versandhaus Triton aus San Francisco übernommen. Im Januar lag die Zahl der verkauften Exemplare bei 2,5 Millionen. Die in der Folgezeit zu Spottpreisen erfolgenden Lagerabverkäufe brachten die Gesamtzahl der verkauften Einheiten in die Nähe der Drei-Millionen-Grenze. Mit dieser Verkaufszahl gilt der TI-99/4A als erster 16-Bit-Mikrocomputer, der eine nennenswerte Verbreitung unter Privatanwendern fand.

Preisentwicklung

Land	6/1981	8/1981	10/1982	1/1983	2/1983	4/1983	5/1983	9/1983	1/1984
Vereinigte Staaten	525,00 US$	399,00 US$	299,95 US$	299,95 US$	249,95 US$	225,00 US$	149,95 US$	100,00 US$	49,95 US$
Deutschland	1.490,00 DM	-	-	-	-	-	550,00 DM	475,00 DM	150,00 DM

Hardware

Die Elektronik des TI-99/4A besteht im Wesentlichen aus einem Hauptprozessor, mehreren Spezialbausteinen, einem Arbeitsspeicher sowie einem Festspeicher. Diese Systemkomponenten sind auf einer Hauptplatine befestigt und über die Leiterbahnen des Systembusses miteinander verbunden. Von einigen Speicherchips abgesehen stammen sämtliche elektronischen Baugruppen aus hauseigener Produktion. Das entspricht der damaligen Firmenphilosophie von TI, die sich auf den bei der Entwicklung und dem Vertrieb von Taschenrechnern gemachten Erfahrungen gründete. Außerdem zählen Gehäuse, Tastatur, Schnittstellen und Netzteil zur Hardware des Rechners.

Hauptplatine mit Hauptprozessor (1), Grafikchip (2), I/O-Baustein (3), GROM-Chips (4), Soundchip (5), DRAM-Chips (6),
Taktbaustein (7), ROM-Chips (8), Scratchpad-SRAM-Chips (9), Steckmodulanschluss (10), Kassettenport (11),
Videoausgang (12), Joystickanschluss (13), Tastaturanschluss (14), Expansionsport (15)

Hauptprozessor

→ Hauptartikel: Texas Instruments TMS9900

Mit dem TMS9900 verfügt der TI-99/4A über einen für damalige Verhältnisse sehr komplexen und leistungsstarken 16-Bit-Hauptprozessor mit DIP-Gehäuse und 64 Anschlusspins, der als ‚Quantensprung‘ in der Geschichte der Mikroelektronik gilt. Der im Dezember 1976 zur Serienreife gebrachte TMS9900 löste die erfolgreichen 4-Bit-Mikrochips wie etwa den TMS1000 ab und gehört zur zweiten Generation der von TI entwickelten Mikroprozessoren.

Der mit Hilfe der N-Channel-Silicon-Gate-MOS-Technologie hergestellte TMS9900 kann Taktfrequenzen von bis zu 3,3 MHz verkraften. Im TI-99/4A läuft er aber aus Gründen der Synchronisation mit dem als Koprozessor agierenden Grafikchip nur auf 3 MHz. Generiert wird diese Taktfrequenz vom Taktbaustein TIM9904 (auch TIM9904A bzw. SN74LS362), der mit einem externen Schwingquarz verbunden ist und mit vier phasenverschobenen Taktsignalen arbeitet. Diese werden über Transistor-Transistor-Logik (TTL) erzeugt und ermöglichen der CPU eine Arbeitsgeschwindigkeit von 3 MIPS.

Der TMS9900 verfügt über einen Befehlssatz von 72 Instruktionen inklusive Multiplikation und Division. Dazu zählt auch der damals ungewöhnliche X-Sprungbefehl, der bereits eine rein softwarebasierte Fehlersuche mit der Möglichkeit gestattete, ein Programm Schritt für Schritt durchzugehen (engl. Single-Step-Debugging). Der TMS9900 besitzt außerdem separate Busstrukturen jeweils für Datentransfers bzw. Speicherzugriffe. Sowohl der Daten- als auch der Adressbus arbeiten mit 16-Bit-Wortbreite und ermöglichen über Speicherdirektzugriff sowie Memory Mapping das Verwalten eines Adressraums von 64 KB. Darüber hinaus verwendet der TMS9900 drei interne 16-Bit-Register: einen Programmzähler (PC), ein Statusregister (ST) sowie einen Workspace Pointer (WP), der den Rechner prinzipiell sogar zum Mehrprogrammbetrieb (engl. Multitasking) befähigt.

Der WP stellt insofern eine Besonderheit dar, als seine Inhalte nicht auf der CPU selbst, sondern in einem besonderen Bereich des Arbeitsspeichers abgelegt werden, der als Workspace bzw. CPU-RAM bezeichnet wird. Das externe CPU-RAM gestattet die Verwendung einer hohen Zahl externer Register, zwischen denen dann ohne Datenverlust problemlos hin- und hergesprungen werden kann. Dem TMS9900 erleichtert das die Verarbeitung von Interrupts sowie den schnellen Kontextwechsel zwischen verschiedenen Registersätzen, also z. B. zwischen diversen Unterprogrammen. Erkauft wird dies allerdings mit einer geringfügigen Geschwindigkeitseinbuße bei der Programmausführung, da beim Zugriff auf ein CPU-externes Register immer zunächst die entsprechende Speicheradresse vom WP über den Adressbus übermittelt sowie ein Schreib/Lese-Befehl über den Steuerbus vollzogen werden muss.

Grafikchip

Spielszene aus Car Wars (1981)
im Graphics-II-Modus

Spielszene aus Parsec (1982)
im Graphics-II-Modus

Der 8-Bit-Grafikchip des TI-99/4A existiert in drei Varianten: Während die Versionen TMS9918A und TMS9928A auf das 525-Zeilen-Format des NTSC- bzw. SECAM-Standards ausgerichtet sind, ist der TMS9929A auf das 625-Zeilen-Format der PAL-Norm zugeschnitten. Zum Betrieb mit PAL-Fersehern ist jedoch die Verwendung eines zusätzlichen HF-Modulators vonnöten. Der TMS9918A erreicht eine Maximalauflösung von 256 × 192 Pixeln, verfügt über eine Palette von 15 Farben (plus Transparenz) und ist in der Lage, bis zu 32 Sprites gleichzeitig darzustellen. Aufgrund dieser hohen Zahl an Sprites und seiner Fähigkeit zur Kollisionserkennung gehörte der TMS9918A damals zu den leistungsfähigsten Grafikchips. Die Größe und Auflösung der Sprites, für die zusätzlicher Speicherplatz benötigt wird, kann dabei variieren. Nativ möglich sind 8 × 8, 16 × 16 und 32 × 32 Bildpunkte in monochromer Darstellung. Durch geschicktes Übereinanderlegen mehrerer Sprites in unterschiedlichen Farben sind aber auch mehrfarbige Sprites generierbar.

Der mit 40 Anschlusspins ausgestattete Grafikchip erzeugt nicht nur das Videosignal, sondern verwaltet auch den für Speicherung, Abruf und Aktualisierung der Bildschirmdaten benötigten Grafikspeicher von bis zu 16 KB RAM. Da der Grafikspeicher einen Teil des Arbeitsspeichers belegt, hängt die Größe des zur Verfügung stehenden Programmspeichers vom verwendeten Grafikmodus ab.

Grafikmodi

• Im Textmodus sind 40 × 24 Zeichen mit einer Größe von 6 × 8 Bildpunkten darstellbar. Dabei kann ein Zeichensatz mit bis zu 256 frei programmierbaren Einträgen verwendet werden. Für Hintergrund und Text kann jeweils eine Farbe gewählt werden. Sprites sind nicht möglich. Für den Textmodus werden rund 3 KB an Grafikspeicher benötigt.

• Im Vielfarbenmodus ist die Darstellung aller 15 Farben und die Verwendung von Sprites, nicht aber von Text möglich. Der Bildschirm wird dabei in 32 × 24, also 768 Felder aufgeteilt, die jeweils aus vier Blöcken á 4 × 4 Bildpunkten in frei wählbaren Farben bestehen. Zusammen mit den Farbinformationen werden im Vielfarbenmodus 1.728 Bytes als Grafikspeicher belegt.

• Im text- und spritefähigen Graphics-I-Modus, der als einziger Grafikmodus in BASIC programmiert werden kann, wird ein Bild in Maximalauflösung generiert, wobei der Bildschirm in 768 Felder aufgeteilt wird, die jeweils 8 × 8 Bildpunkte umfassen und zwei Farben annehmen können. Die bis zu 256 Einträge des Zeichensatzes können an beliebiger Stelle des Bildschirms angezeigt werden. Der Graphics-I-Modus benötigt bis zu 2.848 Bytes an Grafikspeicher.

• Im text- und spritefähigen Graphics-II- bzw. Bitmapmodus wird der Bildschirm bei maximaler Auflösung in drei Segmente mit jeweils 256 Feldern unterteilt. Jedes Segment verfügt über einen eigenen Zeichensatz mit bis zu 256 Einträgen, sodass bei Bedarf jedes der 8 × 8 Bildpunkte großen 768 Felder individuell programmiert werden kann. Jede Zeile eines Feldes kann dabei zwei unterschiedliche Farben annehmen. Es können also alle 15 Farben innerhalb eines Feldes verwendet werden. Aufgrund der hohen Farbdichte werden im Graphics-II-Modus bis zu 12 KB als Grafikspeicher belegt.

Soundchip

Der TMS9919 (bzw. SN94624 in späteren Baureihen) stellt den für die Tonausgabe zuständigen 8-Bit-Soundchip des TI-99/4A dar. Der auch als Complex Sound Generator bezeichnete TMS9919 verfügt über drei Tongeneratoren und einen Rauschgenerator, die jeweils individuell programmierbar sind und gleichzeitig vier Töne bzw. Geräusche auf 16 unterschiedlichen Lautstärkeniveaus hervorbringen können. Die Abstände zwischen den jeweils wählbaren Lautstärkepegeln liegen bei 2 dB, die maximale Lautstärke beträgt 28 dB.

Die drei Tongeneratoren arbeiten mit Rechteckschwingungen, während der Rauschgenerator sowohl periodisches als auch weißes Rauschen produzieren kann. Die Tongeneratoren sind in der Lage, hörbare Töne aus einem Spektrum von fünf Oktaven zu erzeugen, während der Rauschgenerator Frequenzen zwischen 110 Hz und 44 kHz zu generieren vermag. Der TMS9919 besitzt 16 Anschlussstifte und verwendet die DIN-Buchse auf der Rückseite für die Übermittlung des Audiosignals an den Lautsprecher des angeschlossenen Ausgabegerätes.

I/O-Baustein

Beim TMS9901 handelt es sich um einen multifunktionalen I/O-Baustein mit 22 Anschlusspins, der die CPU bei der Verarbeitung von Ein- und Ausgabeoperationen unterstützt, etwa bei Eingaben über die Tastatur, der Verwendung von externen Speichergeräten oder Joysticks. Ausgelesene Daten können über Speicherdirektzugriff unmittelbar an die Stellen des Arbeitsspeichers weitergeleitet werden, an denen sie gerade benötigt werden. Intern verfügt der TMS9901 über einen Prioritizer, einen Codierer, eine Echtzeituhr, ein Steuerwerk für die Kommunikation mit dem Steuerbus und drei Puffer für die Zwischenspeicherung von Daten.

Speicherchips und Speicherorganisation

Der TI-99/4A verfügt über acht 1-Bit-DRAM-Chips des Typs TMS4116 mit 16 Anschlusspins und einer Speicherkapazität von jeweils 2 KB. Darüber hinaus verwendet der Rechner noch zwei 8-Bit-Scratchpad-SRAM-Chips von Motorola mit jeweils 128 Byte Speichervolumen und 24 Anschlusspins. Diese im Deutschen auch als „Notizblockspeicher“ bezeichneten SRAM-Chips erlauben hohe Zugriffsgeschwindigkeiten und gelten daher als Schnellspeicher.

Der TI-99/4A besitzt außerdem drei 8-Bit-GROM-Chips (engl. Graphics Read-Only Memories) mit einem Volumen von jeweils 6 KB und 16 Anschlusspins. Diese Nur-Lese-Speicher arbeiten mit Memory Mapping und können über bestimmte CPU-Adressen ausgelesen werden. Zusätzlich verfügt der Rechner über zwei 16-Bit-ROM-Chips mit einem Speichervermögen von jeweils 4 KB und 24 Anschlusspins. Sie enthalten u. a. den Betriebssystemkern (engl. System Monitor) sowie den GPL-Interpreter.

Die max. 64 KB Adressraum sind in acht Blöcke mit jeweils 8 KB unterteilt, die vom Betriebssystem für unterschiedliche, vorabdefinierte Aufgabenbereiche reserviert sind. Das Gerätetreiber-ROM ist insofern für damalige Verhältnisse ungewöhnlich, als es die Verwendung von Peripheriegeräten ohne Inanspruchnahme des Arbeitsspeichers oder Veränderungen am Rechner gestattet.

Speicheradressbereich	vorgesehene Verwendung
$0000-$1FFF	Betriebssystem-ROM
$2000-$3FFF	32-KB-RAM-Speichererweiterung
$4000-$5FFF	Gerätetreiber-ROM
$6000-$7FFF	Steckmodul-ROM bzw. -RAM
$8000-$9FFF	CPU-RAM, Grafikspeicher, GROM, Ton- und Sprachausgabe
$A000-$BFFF	32-KB-RAM-Speichererweiterung
$C000-$DFFF	32-KB-RAM-Speichererweiterung
$E000-$FFFF	32-KB-RAM-Speichererweiterung

Systembus

Die Rechnerarchitektur des TI-99/4A unterscheidet sich wesentlich von der anderer früher Heimcomputer und verbindet Elemente einer klassischen 8-Bit-Architektur mit typischen Eigenschaften einer im Heimcomputerbereich damals noch nicht üblichen 16-Bit-Architektur. Im Einzelnen besteht der Systembus, über den der Hauptprozessor mit seiner technischen Umgebung kommuniziert, aus einem Datenbus, einem Adressbus und einem Steuerbus.

Datei:Blockschaltbild des TI99-4A.jpg

Detailliertes Blockschaltbild mit elektronischen Baugruppen, Schnittstellen und Leiterbahnen für
Datenbus (D0-7), Adressbus (A0-15) und Steuerbus (CRU Interface)

Datenbus

Nur ein kleiner Teil der Systemkomponenten ist über einen bidirektionalen 16-Bit-Datenbus direkt mit dem Hauptprozessor verbunden. Namentlich sind dies die beiden parallel arbeitenden Scratchpad-SRAM-Chips sowie die beiden ROM-Chips. Ein Multiplexer sorgt dafür, dass die Kapazität des Datenbusses jenseits dieses Kernbereichs von 16 auf 8 Bit reduziert wird, sodass alle 8-Bit-Systemkomponenten wie Grafikchip, Soundchip oder GROM-Chips von der CPU mit der entsprechenden Wortbreite angesteuert werden können. Das erfordert allerdings eine zeitraubende Mehrfachnutzung der vorhandenen Datenleitungen.

Des Weiteren sind alle über den Expansionsport angeschlossenen Peripheriegeräte für den Hauptprozessor nur über den langsameren 8-Bit-Bereich des Datenbusses erreichbar. Dasselbe gilt für den Modulschacht. Hinzu kommt eine weitere Einschränkung bei den DRAM-Chips: Auf die gerade nicht für Videosignal und Bildwiederholung verwendeten Bereiche des Arbeitsspeichers kann die CPU bei der Ausführung von Programmen in TI BASIC oder Maschinensprache nur auf dem Umweg über den 8-Bit-Grafikchip zurückgreifen. Damit geht ein weiterer Teil der an sich der Konkurrenz überlegenen Rechenleistung des TMS9900 gleich wieder verloren.

Adressbus

Der Adressbus überträgt unidirektional Speicheradressen zwischen Hauptprozessor und Speicherchips, da diese darüber informiert werden müssen, welche Speicherzelle als nächste ausgelesen oder beschrieben werden soll. Zu diesem Zweck legt die CPU die gewünschte Adresse als Binärmuster auf dem Adressbus ab und überträgt diese dann. Grundsätzlich arbeitet der Adressbus mit der von 8-Bit-Architekturen gewohnten Busbreite von 16 Bit. In Abhängigkeit von ihrem Speichervolumen werden die Speicherbausteine aber mit variabler Wortbreite vom Adressbus angesteuert. Den beiden 16-Bit-ROM-Chips etwa genügen 12 Bit, da damit ihre gesamte Kapazität von 4 KB abgedeckt ist. Für die 256 Bytes der beiden Scratchpad-SRAM-Chips reichen gar acht Leiterbahnen.

Dem Modulschacht stehen 13 Bit zur Verfügung, sodass vom Rechner aus Steckmodule mit einem Adressraum von 8 KB verwaltet werden können. Dieser zusätzliche Speicher kann wahlweise von ROM- oder DRAM-Chips geliefert werden, nicht aber von GROM-Chips, deren Speicher von einem eigenen Baustein auf der Steckmodulplatine verwaltet wird. Dagegen wird der Expansionsport mit vollen 16 Bit angesteuert, um neben den max. 48 KB Arbeitsspeicher zusätzlich Peripheriegeräte mit bis zu 16 KB Gerätetreiber-ROM verwalten zu können. Eine weitere Besonderheit besteht darin, dass die drei GROM-Chips nicht über eigene Leiterbahnen mit dem Adressbus verbunden sind, obwohl es sich um Speicherchips handelt. Stattdessen ist ein Adressdecoder eingangsseitig mit den sechs höherwertigen Bits des Adressbusses verknüpft. Der Adressdecoder hat die Aufgabe, über Chipselect-Signale den GROM-Chips sowie den beiden Koprozessoren für Grafik und Sound mitzuteilen, wer an den gerade anlaufenden Speicheroperationen teilnimmt.

Steuerbus

Das Entwicklerteam von TI bezeichnete den unidirektionalen Steuerbus des TI-99/4A als Communications Register Unit (CRU). Dabei handelt es sich um ein synchrones 1-Bit-Schieberegister, das der CPU die Steuerung sowohl interner als auch externer Systemkomponenten über serielle Datenübertragung ermöglicht. Zu diesem Zweck werden Steuerinformationen Bit für Bit an die entsprechenden Systemkomponenten gesendet, etwa um zu regeln, in welcher Richtung Daten auf den Leiterbahnen des Datenbusses verschoben werden. Neben der Lese-Schreib-Steuerung werden auch Interrupts und Buszugriffe vom Steuerbus aus geregelt. Mit Hilfe der Statusleitung können einzelne Statusbits an jede einzelne Systemkomponente gesendet werden, um deren Betriebsbereitschaft zu überprüfen. Systemkomponenten können auf diese Weise auch aktiviert oder deaktiviert werden. Darüber hinaus ist die CRU mit der Aufgabe betraut, Operationen der einzelnen Systemkomponenten und Peripheriegeräte miteinander zu synchronisieren, was über Halte-, Unterbrechungs- und Quittungssignale bewerkstelligt wird.

Der TMS9900 besitzt drei eigens für die Verwendung der CRU konstruierte Leiterbahnen mit eigenen Anschlusspins: CRUIN zum Auslesen von Speicherzellen, CRUOUT zum Versenden von Daten sowie CRUCLK zum Einschreiben von Daten. Zusätzlich werden noch zwölf Leiterbahnen des Adressbusses für den Steuerbus in Anspruch genommen.

Gehäuse

Die Urversion des TI-99/4A besitzt ein rechteckiges Kunststoffgehäuse, das auf der Oberseite mit gebürstetem Aluminium verkleidet ist. Zur Kühlung der Elektronik sind Lüftungsschlitze ins Gehäuse eingelassen. Außerdem besitzt der Rechner einen Hauptschalter, eine Statusanzeige sowie einen Schacht zur Aufnahme von Steckmodulen. Eine Resettaste ist nicht vorhanden. Der Rechner wiegt 2,3 kg ohne Netzteil und misst 25,9 cm × 38,1 cm × 7,1 cm (Länge × Breite × Höhe).

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  Vorderansicht mit Steckmodul
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  Seitenansicht (links)
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  Seitenansicht (rechts)
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  Rückansicht

Tastatur

Die mechanische QWERTY-Schreibmaschinentastatur des TI-99/4A weist 48 alphanumerischen Tasten sowie ein Layout auf, das weit von heutigen Standards entfernt ist. Eine Version mit deutscher Tastaturbelegung gibt es nicht. Die Tasten des Hauptblocks sind in fünf Reihen angeordnet. Lediglich eine Funktionstaste, die rechts neben der Leertaste zu finden ist, gehört zur Ausstattung. Abgesehen von der sehr breiten Leertaste und der rechten Shifttaste besitzen alle weiteren Sondertasten, wie etwa die Control- oder die Entertaste, dieselbe Größe wie die einfachen alphanumerischen Tasten. Ein Ziffernblock zur Eingabe größerer Zahlenmengen fehlt. Auch eine Tabulatortaste sucht man im Hauptblock vergeblich. Dafür wartet der Rechner mit einer feststellbaren Umschaltsperre auf.

Die Funktionstaste dient nicht den heute üblichen Funktionen wie Hilfe, Suchen oder Löschen, sondern ebenso wie die Controltaste der Mehrfachbelegung einzelner Tasten. Während die Buchstabentasten meist doppelt belegt sind, weisen die numerischen Tasten fast alle sogar Dreifachbelegungen auf. Um die Bedienung zu erleichtern, sind die Mehrfachbelegungen auf einer Tastaturschablone oberhalb des Tastenfeldes verzeichnet. Die wichtigsten, zur Texteingabe benötigten Editierfunktionen sowie einige häufig verwendete Befehle des TI BASIC lassen sich durch gleichzeitiges Betätigen der Funktionstaste und bestimmter Zifferntasten aktivieren. Die Pfeiltasten sind insofern ungewöhnlich, als sie nicht in einem abgesetzten Cursorblock liegen, sondern ebenfalls nur über doppelbelegte Buchstabentasten im Hauptblock aktivierbar sind. Über einen 15-poligen Pfostenstecker und ein entsprechendes Kabelbündel ist die Tastatur mit der Hauptplatine verbunden.

Doppelbelegungen über die Funktionstaste

Buchstabentaste

W

E

R

T

U

I

O

P

A

S

D

F

G

Z

X

C

+ FCTN

~

↑

[

]

-

?

'

"

:

←

→

{

}

\

↓

´

Schnittstellen

Der TI-99/4A verfügt über sechs Schnittstellen. Auf der linken Seite befindet sich eine neunpolige Sub-D-Buchse, mit deren Hilfe Joysticks, Paddles oder vergleichbare digitale Steuergeräte angeschlossen werden können. Trotz ihrer äußerlichen Ähnlichkeit ist die Belegung der neun Pole jedoch nicht mit dem damals von den Atari-Joysticks gesetzten Standard kompatibel. Im Gegensatz zu den meisten Heimcomputern gibt es nur einen Joystickanschluss. Auf der rechten Seite befindet sich der Expansionsport. Dabei handelt es sich um einen ins Gehäuse eingelassenen Platinenstecker mit 44 Kontakten, der im unbenutzten Zustand mit einem Schutzdeckel versiegelt wird. Der Expansionsport ist mit einer parallelen V.24- bzw. RS-232-Schnittstelle ausgestattet und ermöglicht eine direkte Verbindung mit dem Systembus. So lassen sich Diskettenlaufwerke, Drucker und Modems, aber auch Speichererweiterungen usw. an den Rechner anschließen.

Auf der Rückseite findet sich links eine weitere neunpolige Sub-D-Buchse, die auf den Anschluss handelsüblicher Kassettenrekorder ausgerichtet ist. Rechts neben dem Kassettenport befindet sich ein vierpoliger Anschluss für das Netzteil. Auf der rechten Seite weist der Rechner eine fünfpolige (NTSC) bzw. sechspolige DIN-Buchse (PAL/SECAM) auf. Mittels dieser Buchse kann der Rechner mit einem Monitor, über einen zusätzlichen HF-Modulator aber auch mit einem Fernsehgerät betrieben werden. Das Audiosignal wird ebenfalls über die DIN-Buchse ausgegeben. Der Modulschacht weist achtzehn Kontakte auf, die zur Aufnahme der in den Steckmodulen verwendeten Platinenstecker gedacht sind.

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  Expansionsport
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  Joystickanschluss
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  Kassetten-/Stromanschluss
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  PAL-Video-Ausgang

Peripheriegeräte

TI-99/4A mit TI-Sprachmodul, TI-Farbmonitor und PES (1982)

Alle ursprünglich für das Vorgängermodell entworfenen Erweiterungen, die sog. Sidecars, lassen sich auch mit dem TI-99/4A betreiben. Texas Instruments entwickelte jedoch einige neue Peripheriegeräte gezielt für den TI-99/4A. Weitere Anbieter waren Navarone, CorComp, Triton, Axiom, Millers Graphics, Horizon, ISC, Myarc sowie Boxcar Peripherals.

Peripheral Expansion System

Da die Sidecars viel Platz auf dem Schreibtisch wegnahmen und überdies Kabelsalat produzierten, wurde eigens das Peripheral Expansion System (PES) mit der Typennummer PHP1200 entwickelt. Beim 249,95 US$ teuren PES handelt es sich um ein rechteckiges Metallgehäuse, das mit eigener Stromversorgung, Ventilator, acht Steckplätzen für diverse Erweiterungskarten, einem Schacht für die Unterbringung von bis zu zwei 5¼-Zoll-Diskettenlaufwerken einfacher Bauhöhe sowie einer sog. Peripheral Expansion Card ausgestattet ist, die über ein Verbindungskabel den Datenaustausch mit dem Basisrechner ermöglicht. Das PES kam im Januar 1982 in zwei fast identischen, hundertprozentig kompatiblen Versionen auf den Markt. Insgesamt wurden rund 250.000 Exemplare abgesetzt. Für den europäischen Markt und die dort üblichen Spannungen wurden eigene Varianten produziert; die deutsche Version war im September 1983 im Paket mit dem TI-99/4A für 1.500 DM erhältlich.

Die damals in dieser Form neuartigen Erweiterungskarten besitzen solide Metall- bzw. Kunststoffgehäuse nebst Statusanzeige und verfügen auf der Unterseite über einen 30-poligen Platinenstecker, über den die Verbindung mit dem PES hergestellt wird. Sie funktionieren ähnlich unkompliziert wie heutige Plug-and-Play-Karten und können ohne vorherige Treiberinstallation sofort nach dem Einstecken verwendet werden. Die folgende Auflistung liefert eine Übersicht der von TI produzierten Erweiterungen:

• PHP1220 RS-232 Interface (RS-232-Schnittstellenkarte)
• PHP1240 Disk Controller (Laufwerksteuerungskarte)
• PHP1250 Disk Memory Drive (5¼-Zoll-Diskettenlaufwerk)
• PHP1260 32 Kilobyte Memory Expansion (32-KB-RAM-Speicherkarte)
• PHP1270 P-Code Version 4.0 (P-Code-Interpreterkarte)
• PHP1280 Pascal Development System (P-Code-Interpreterkarte plus UCSD-Pascal-Softwarepaket)

RS-232-Schnittstellenkarte

RS-232-Schnittstellenkarte (1982)

Laufwerksteuerungskarte (1982)

Rückseite des PES mit Schächten für Erweiterungskarten (1982)

Vorderseite des PES mit 5¼-Zoll-Diskettenlaufwerk (1982)

Die RS-232-Schnittstellenkarte verfügt sowohl über eine parallele als auch eine serielle Schnittstelle auf der Rückseite. In Verbindung mit entsprechender Software erlaubt diese 174,95 US$ teure Erweiterungskarte es, den TI-99/4A mit anderen Rechnern über ein Modem zu vernetzen und Daten über die Telefonleitung auszutauschen. Dabei sind über die serielle Schnittstelle Symbolraten von 110, 300, 600, 1.200, 2.400, 4.800 und 9.600 Bd möglich.

Auch der Anschluss von Druckern, Plottern und Terminals ist machbar. Über ihre parallele Schnittstelle ist die Schnittstellenkarte überdies in der Lage, Daten mit 8-Bit-Wortbreite gleichzeitig zu senden und zu empfangen. Die parallele Schnittstelle verwendet einen 16-poligen Anschluss und ist für eine Verwendung mit Nadeldruckern ausgelegt. Bei der seriellen Schnittstelle handelt es sich um eine RS-232- bzw. V.24-Schnittstelle. Diese besitzt einen 25-poligen Anschluss und gestattet eine Verbindung mit allen Peripheriegeräten, die RS-232C-kompatibel sind. Durch Verwendung eines speziellen Kabels kann die parallele Schnittstelle in eine serielle umgewandelt werden. Bis zu zwei Schnittstellenkarten lassen sich zusammen mit dem PES verwenden. Die Schnittstellen lassen sich über spezielle TI-BASIC-Befehle programmieren.

Laufwerksteuerungskarte

Bei der Laufwerksteuerungskarte handelt es sich um eine Steuereinheit, die bis zu drei 5¼-Zoll-Diskettenlaufwerke verwalten kann. Ihre Hauptfunktion besteht darin, die Schreib-Lese-Köpfe aller angeschlossenen Laufwerke an die richtige Position auf der gerade verwendeten Diskette zu dirigieren, um Daten in den Arbeitsspeicher einzulesen oder für spätere Wiederverwendung zu sichern. Darüber hinaus verwaltet die Steuereinheit das Inhaltsverzeichnis der Diskette, indem alle Dateien mit einem Index versehen werden. Dazu werden die Sektoren 0 und 1 der ersten Spur auf der Diskette verwendet.

Die Laufwerksteuerungskarte muss den achten Steckplatz des PES belegen, der sich direkt neben dem Laufwerksschacht befindet. Sie verfügt auf der Rückseite über einen 34-poligen Anschluss und wird über ein entsprechendes Kabel mit dem Diskettenlaufwerk verbunden. Weitere zwei Laufwerke können im Daisy-Chain-Verfahren an das erste Diskettenlaufwerk angeschlossen werden. Für eine Laufwerksteuerungskarte, zu deren Lieferumfang auch das für die Inbetriebnahme unverzichtbare DOS-Steckmodul mit dem Disk Manager gehörte, mussten rund 300 US$ investiert werden.

5¼-Zoll-Diskettenlaufwerk

Das rund 400 US$ teure 5¼-Zoll-Diskettenlaufwerk besitzt auf der Vorderseite ein Disketteneinschubfach nebst Klappverschluss sowie eine Statusanzeige. Auf der Rückseite befindet sich ein Kabel zwecks Anschluss an die interne Stromversorgung des PES sowie ein weiteres 34-poliges Kabel für die Verbindung mit der Laufwerksteuerungskarte.

Das Laufwerk verwendet den Floppy-Disk-Controller FD1771 von Western Digital und besitzt einen magnetischen Schreib-Lese-Kopf mit einer mittleren Zugriffszeit von 463 ms. Es gestattet das Abspeichern eines Datenvolumens von bis zu 89 KB auf einer Diskettenseite (Single Sided) mit 40 Spuren in einfacher Dichte (Single Density) bei variabler Sektorengröße.

32-KB-RAM-Speicherkarte

Die 32-KB-RAM-Speicherkarte weist acht 1-Bit-DRAM-Chips mit 16 Anschlusspins und einer Kapazität von jeweils 4 KB auf. Die meist von der Firma Mostek stammenden DRAM-Chips vergrößern den frei programmierbaren Arbeitsspeicher des TI-99/4A auf insgesamt 48 KB RAM. Damit erreicht der Rechner in Bezug auf die Speicherkapazität seine volle Ausbaustufe.

Der zusätzliche Arbeitsspeicher ist mit dem Datenbus über acht Datenleitungen verbunden. Wie beim in die Konsole fest eingebauten Arbeitsspeicher auch, können Daten also nur mit 8-Bit-Wortbreite in die Speicherzellen der Erweiterungskarte eingeschrieben oder dort ausgelesen werden. Die Speicherkarte besitzt zwecks Hardwarefehlerlokalisierung eine eingebaute Selbsttestfunktion und wird zur Inbetriebnahme einfach in einen der Steckplätze des PES eingesteckt, bevor die Konsole eingeschaltet wird. Der Neupreis lag bei 300 US$.

P-Code-Interpreterkarte

TI brachte die P-Code-Interpreterkarte heraus, mit deren Hilfe die Compiler-Hochsprache UCSD-Pascal auf dem TI-99/4A betrieben werden kann. Sie enthält einen komfortablen P-Code-Interpreter, der für andere Systeme entwickelte UCSD-Pascal-Software verarbeiten kann. Die Karte kann nur in Verbindung mit einem Diskettenlaufwerk oder Kassettenrekorder sowie einer 32-KB-RAM-Speichererweiterung betrieben werden. Auf der Rückseite besitzt die Karte einen Schalter, mit dessen Hilfe sie vor dem Einschalten des Rechners aktiviert werden kann. Bei aktivierter Karte wird nach dem Einschalten zunächst der P-Code-Interpreter initialisiert, was 30-60 Sekunden dauert. Dann springt der Rechner automatisch in den Befehlsmodus des P-Code-Interpreters.

In Ergänzung zur P-Code-Interpreterkarte wurde das Pascal Development System für 499,95 US$ auf den Markt gebracht. Es besteht aus folgenden Komponenten:

• PHD5063 UCSD Pascal Compiler (überführt in Pascal geschriebene Programme in Pseudocode, der dann vom P-Code-Interpreter in Maschinensprache übersetzt wird)
• PHD5064 UCSD Pascal System Assembler/Linker (Softwarepaket mit Programmierumgebung für Assemblersprache und Linker)
• PHD5065 UCSD Pascal System Editor/Filer/Utilities (Softwarepaket mit 40-Zeichen-Texteditor, modernem Diskettenbetriebssystem inklusive Zeitstempeln sowie Hilfsprogrammen)

Sonstige Speichergeräte und Speichermedien

TI-Programmrekorder (1982)

Audio einer TI-BASIC-Datei

Programmrekorder

Der TI-99/4A konnte zwar mit handelsüblichen Kassettenrekordern betrieben werden, TI brachte aber trotzdem einen speziell auf den Rechner zugeschnittenen Programmrekorder heraus. Das Gerät mit der Typennummer PHP2700 verfügt über alle üblichen Eigenschaften eines Kassettenrekorders, ist aber für zusätzlich für den Gebrauch als Speichergerät optimiert. Der Preis lag bei 70 US$.

Der Programmrekorder wurde in zwei Varianten angeboten, die an das Design der beiden Versionen des TI-99/4A angepasst sind. Er verfügt neben Tasten für Aufnahme, Abspielen, Rückwärts- und Vorwärtsspulen, Anhalten und Auswerfen über zwei Drehregler für Lautstärke und Klang, einen eingebauten Lautsprecher, ein serienmäßiges Mikrofon sowie eine Pausetaste. Darüber hinaus ist der Programmrekorder mit einem digitalen Zählwerk ausgestattet und besitzt drei Anschlüsse, über die zwecks Datenübermittlung eine Verbindung mit der Konsole hergestellt werden kann. Die Stromversorgung erfolgt intern über vier Babyzellen mit jeweils 1,5 V oder extern über das Stromnetz.

Das Gerät war für seine Zuverlässigkeit, aber auch seine Langsamkeit bekannt. Beide Eigenschaften ergeben sich aus dem Aufzeichnungsverfahren: Sämtliche Datensätze werden gleich zweimal aufgenommen und überdies Checksummenbytes verwendet. Zum Einlesen der Daten werden vom Timer des TMS9901 die genauen Längen der Halbwellen des Audiosignals vermessen und in für den Computer verständlichen Binärcode übertragen. Eine lange Halbwelle bedeutet dabei eine „0“, zwei kurze Halbwellen stehen dagegen für eine „1“.

Steckmodule

Steckmodulplatine (1983)

Im Gegensatz zu den damals vorherrschenden Speichermedien wie Kompaktkassette oder Diskette entfallen bei den Steckmodulen die lästigen Ladezeiten, da ihre rechteckigen Kunststoffgehäuse Festspeicher mit der gewünschten Software enthalten. Allerdings können die Steckmodule im Gegensatz zu Kassetten oder Disketten nicht kopiert und meist nicht beschrieben werden. Aufgrund der relativ hohen Produktionskosten von ca. 6 US$ pro Einheit waren die Steckmodule überdies relativ teuer.

Die Steckmodulplatinen besitzen einen Platinenstecker mit 18 Kontakten und enthalten stets mindestens einen 6-KB-GROM-Chip, der im Gegensatz zur herkömmlichen Praxis nicht in den Arbeitsspeicher kopiert, sondern als zusätzliche Speicherbank direkt ausgelesen wird. Die sog. Multimodule besitzen mehrere GROM-Chips mit weiteren Programmen, zwischen denen gewählt werden kann, sowie einen Controller, der zur Verwaltung des zusätzlichen GROM-Speichers eingesetzt wird und den Adressbus ersetzt. Insgesamt können bis zu 30 KB GROM hinzugefügt werden, weshalb sich auf den Steckmodulplatinen insgesamt fünf Steckplätze befinden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit des Hinzufügens von bis zu 8 KB ROM bzw. RAM, die direkt mit dem Adressbus verbunden sind und vom Rechner aus verwaltet werden.

Sonstige Ausgabegeräte

Farbmonitor

TI produzierte eigens für den TI-99/4A einen 10-Zoll-Farbmonitor mit einer Maximalauflösung von 720 × 300 Pixeln, der an das Design des PES angepasst war. Der TI Color Monitor mit der Typennummer PHA4100A verfügt über eine eigene Stromversorgung sowie zahlreiche Regler, etwa zur Einstellung von Farbintensität, Kontrast oder Helligkeit. Das Gerät wurde in jeweils eigenen Versionen für die Standards NTSC, PAL und SECAM hergestellt. Es kostete rund 400 US$.

Sprachmodul

TI entwickelte 1981 ein Sprachmodul (engl. Solid State Speech Synthesizer), das den TI-99/4A bei einem Preis von rund 100 US$ mit der Fähigkeit zur künstlichen Sprachausgabe ausstattet. Diese war eine Spezialität von TI und steckte damals noch in den Kinderschuhen. Im Sprachmodul verbaut ist ein 8-Bit-Sprachchip des Typs TMS5200, der zur zweiten Generation der von TI entwickelten Spezialchips für Sprachsynthese gehört und einen internen Zwischenspeicher für Sprachdaten sowie 4-Bit-Steuerbusstrukturen besitzt. Daneben verfügt das Sprachmodul über speziell entwickelte Sprach-ROM-Chips, die hochkomprimierte Sprachdateien enthalten. Diese setzen sich aus immer wieder abrufbaren und somit speichersparenden digitalen Repräsentationen stimmhafter wie stimmloser Phoneme zusammen und können vom Sprachchip über direkten seriellen Zugriff eingelesen werden. Der Sprachchip simuliert dabei ein Filtermodell des Vokaltraktes, und speist dieses mit den eingelesenen Daten. Der Output dieses Filtermodells durchläuft dann einen Digital-Analog-Umsetzer, um eine synthetische Wellenform zu generieren, die abschließend als Audiosignal verwendet und an die Tonausgabe des Rechners weitergeleitet wird. Dieses Verfahren wurde von den TI-Entwicklern als „Linear Predictive Coding“ (LPC) bezeichnet. Die Sprach-ROM-Chips verfügen zudem über 373 vorprogrammierte Wörter, die vom TI BASIC aus direkt abrufbar sind und zu einfachen Sätzen miteinander kombiniert werden können.

Einige Arcadespiele wie Parsec machen von den Fähigkeiten des Sprachmoduls Gebrauch, um eine realistische Spielatmosphäre zu schaffen.

Drucker

TI brachte für ca. 750 US$ einen Matrixdrucker namens TI-99/4 Printer mit der Typennummer PHP2500 auf den Markt. Dabei handelt es sich eigentlich um einen MX80 von Epson, der lediglich das TI-Firmenlogo trägt. Das Gerät druckt wahlweise 40, 66, 80 oder 132 Zeichen pro Zeile, kann Grafiken mit einer horizontalen Auflösung von wahlweise 480 bzw. 960 Bildpunkten zu Papier bringen und gibt 30 Zeilen pro Minute aus. Auf der Oberseite finden sich Bedientasten für Blattvorschub, Zeilenvorschub und Direktdruck. Auf der Rückseite weist das Gerät eine serielle RS-232- sowie eine parallele Schnittstelle auf.

Sonstige Eingabegeräte

TI produzierte duale Joysticks mit der Typennummer PHP1100 für den TI-99/4A, die ohne Adapter an keinen anderen Rechner angeschlossen werden konnten und rund 35 US$ kosteten. Diese auch als Wired Remote Controllers bezeichneten Steuergeräte besitzen jeweils einen Steuerknüppel mit acht möglichen Einstellungen und einen breiten Feuerknopf.

Datenfernübertragung

Für die Datenfernübertragung entwickelte TI eigens ein Modem, das als Akustikkoppler ausgeführt ist und Daten mit einer Geschwindigkeit von 300 Bd übertragen kann. Das Modem mit der Typennummer PHP1600 besitzt einen Stromanschluss und zwei Schiebeschalter zum Ein-/Ausschalten, Initialisieren des Testlaufs sowie Einstellen der Datenübermittlungsweise. Möglich sind Wechselbetrieb (engl. Half-duplex) sowie Gegenbetrieb (engl. Full-duplex). Zum Betrieb muss über die RS-232-Schnittstelle eine Verbindung zum Rechner hergestellt werden. Ein TI Telephone Coupler kostete seinerzeit ca. 200 US$.

• 
  TI-Farbmonitor
  (1982)
• 
  TI-Sprachmodul
  (1981)
• TI-Matrixdrucker (1980)
  TI-Matrixdrucker
  (1980)
• 
  TI-Joysticks
  (1979)
• TI-Modem (1980)
  TI-Modem
  (1980)

Software

Für den TI-99/4A war ein recht ansehnliches Angebot an Programmiersprachen, Anwendungssoftware, Lernsoftware und Computerspielen erhältlich, das Ende 1983 über 800 Titel umfasste, von denen rund 700 von Lizenznehmern stammten. Da nur ungefähr jeder zehnte Besitzer des TI-99/4A auch das teure PES erwarb, wurde die große Mehrheit der Software auf Steckmodulen veröffentlicht, die den Basisrechner mit zusätzlicher Speicherkapazität ausstatteten und meist von TI selbst vertrieben wurden. Nach Produktionseinstellung wurden noch einige Jahre lang neue Spiele für den Rechner veröffentlicht.

Systemprogramme

Die Konfiguration der Hardware des TI-99/4A sowie des eingebauten TI BASIC übernimmt das Betriebssystem, das aus dem für die Daten- und Prozessverwaltung verantwortlichen Betriebssystemkern mit zahlreichen Systemroutinen besteht.

Nach Inbetriebnahme des Rechners sucht die Poweruproutine alle verfügbaren GROM-Bausteine und erstellt daraus den Startbildschirm nebst Startmenü. In den ROM-Chips befindet sich die Interruptroutine, die Bildschirmaufbau, Tastaturabfrage, den Betrieb von Peripheriegeräten sowie die Abfrage der Quittaste übernimmt. Außerdem bergen die ROM-Chips Routinen zur Steuerung des Kassettenports, verschiedene Hilfsroutinen (etwa zur Berechnung und Rundung von Fließkommazahlen), Teile des TI-BASIC-Interpreters sowie eine Sprungtabelle für die TI-BASIC-Routinen in den GROM-Bausteinen. Diese enthalten überdies diverse mathematische Funktionen und den Kassettenrekorder-Gerätetreiber.

Native Programmiersprachen

TI BASIC

→ Hauptartikel: TI BASIC (TI 99/4A)

Startbildschirm des TI-BASIC-Interpreters mit Beispielprogramm

Wird TI BASIC im Startmenü angewählt, erscheint auf dem Bildschirm der Prompt des TI-BASIC-Interpreters, der sowohl als Benutzerschnittstelle als auch als Programmierumgebung fungiert und über 82 Befehle, Anweisungen, Funktionen und Variablen verfügt.

TI BASIC besitzt drei Betriebsmodi: den Befehlsmodus (engl. Command Mode), den Programmiermodus (engl. Edit Mode) sowie den Programmausführungsmodus (engl. Run Mode). Unmittelbar nach der Anwahl des TI BASIC befindet sich der Rechner im Befehlsmodus und wartet auf Eingaben über die Tastatur. Durch Betätigen der Entertaste wird der Interpreter zur Ausführung von Befehlen veranlasst. Den Programmiermodus kann man durch Verwendung von Zeilennummern am Anfang der Kommandozeile aktivieren. Mit Hilfe der Pfeiltasten lässt sich der Cursor an jede beliebige Stelle des Bildschirms manövrieren. Die Programmausführung wird durch Eingabe des RUN-Befehls eingeleitet. Laufende Programme können jederzeit durch Drücken der Breaktaste angehalten werden. Der Rechner befindet sich dann wieder im Befehlsmodus. Verlassen werden kann TI BASIC entweder durch den QUIT-Befehl, der den Programmspeicher unwiederbringlich löscht, oder den BYE-Befehl, der das spätere Wiederaufrufen von Programmspeicherinhalten gestattet. Beide Befehle führen den Anwender wieder zum Startbildschirm.

TI-BASIC-Programme können nur in den vom Grafikchip gerade nicht für das Videosignal genutzten Bereichen des Arbeitsspeichers abgelegt werden. Zusammen besitzen TI-BASIC-Interpreter sowie -Routinen ein Speichervolumen von 14 KB ROM.

Graphics Programming Language

Bei der Graphics Programming Language (GPL) handelt es sich um eine höhere Anweisungssprache, die über einen speziellen Puffer direkten Zugriff auf den Grafikspeicher ermöglicht. Komfortabler als Assemblersprache, aber deutlich umständlicher als TI BASIC, verwendet GPL viele Kommandos, die mit dem Befehlssatz des TMS9900 identisch sind. Als „sehr prozessornahe Zwischensprache“ ist GPL erheblich schneller bei der Ausführung von Programmen als der TI-BASIC-Interpreter. Allerdings kommt diese Eigenschaft in der Praxis kaum zum Tragen, da GPL nicht als Benutzerschnittstelle vorgesehen ist und der Rechner ausschließlich mit über Kommandozeilen eingegebenen BASIC- oder Maschinensprachebefehlen bedient werden kann.

Der GPL-Routinen besitzen ein Volumen von 12 KB. Mit Hilfe von Memory Mapping können die GROM-Chips über bestimmte Einsprungadressen ausgelesen werden, die im Adressbereich zwischen $8372 bis $83FF des CPU-RAMs liegen. Trotz seiner Prozessornähe kann der GPL-Code nicht unmittelbar vom TMS9900 ausgeführt werden, sondern nur mittels des eingebauten GPL-Interpreters. Dieser belegt den Arbeitsspeicher von $0024 bis $08FF. Die Grenzen zwischen GPL- und TI-BASIC-Interpreter sind fließend, da einzelne GPL-Kommandos wie etwa PARSE, CONT oder RTNB nur für den BASIC-Interpreter, nicht aber den Hauptprozessor verständlich sind. Da TI BASIC ausschließlich im GPL-Code programmiert ist und BASIC-Programme vor der Ausführung mit hohem Zeitaufwand sowohl vom TI-BASIC- als auch vom GPL-Interpreter verarbeitet werden müssen, ist der BASIC-Dialekt des TI-99/4A im Vergleich zu anderen Heimcomputern eher langsam.

Optionale höhere Programmiersprachen

TI Extended BASIC

→ Hauptartikel: TI Extended BASIC

Schon kurz nach Markteinführung des TI-99/4A erkannte man bei TI die Langsamkeit des doppelt interpretierten TI BASIC als Problem. Noch im Sommer 1981 wurde daher die zu einem Preis von 99,95 US$ erhältliche BASIC-Erweiterung TI Extended BASIC herausgebracht. In Deutschland war sie erst ab 1984 erhältlich und wurde in Lizenz von der Firma Mechatronic in Sindelfingen vertrieben.

Das weitgehend abwärtskompatible TI Extended BASIC wartet mit einer Reihe zusätzlicher Fähigkeiten und einem deutlich erweiterten Befehlssatz auf, der gegenüber der Basisversion um 35 Befehle, Anweisungen, Funktionen, Subroutinen und logische Operatoren vergrößert wurde. So besitzt es eine Autoboot-Funktion, gestattet die Verwendung von Unterprogrammen in Maschinensprache und die Darstellung von bis zu 28 Sprites. Strings können bis zu 154 Zeichen enthalten, Variablen bis zu 15 Zeichen lang sein. Darüber hinaus erlaubt TI Extended BASIC eine recht komfortable Fehlerbehandlung, erhöht die Zahl der für Arrays zur Verfügung stehenden Dimensionen von drei auf sieben und stellt sogar Befehle für Kopierschutzmaßnahmen zur Verfügung. Außerdem können mehrerer Befehle speichersparend in einer einzigen Programmzeile eingegeben werden. Der Großteil des TI Extended BASIC ist nicht mehr ausschließlich im GPL-Code, sondern in Maschinensprache geschrieben, wodurch sich die Ausführung von Programmen merklich beschleunigt. Die Geschwindigkeitszunahme liegt ungefähr beim Doppelten des TI-BASIC-Interpreters.

Mit 32 KB ROM ist TI Extended BASIC ausgesprochen umfangreich und programmierfreundlich, belegt allerdings zusätzlich weitere 2 KB des Arbeitsspeichers. Damit stehen für Grafik- und Programmspeicher nur noch 14 KB zur Verfügung, was zu einer spürbaren Einschränkung der Programmiermöglichkeiten führt, etwa hinsichtlich des Einsatzes hochauflösender Grafiken. Für den Betrieb war eine Speichererweiterung aber dennoch nicht zwingend erforderlich, sofern man mit diesen Einschränkungen leben konnte und auf speichersparende Programmiertechniken achtete.

TI FORTH

TI FORTH ist ein von TI entwickelter Dialekt der gleichnamigen assemblernahen und daher schnellen Compiler-Hochsprache und stellt eine eigene diskettenbasierte Entwicklungsumgebung mit 64 Zeichen pro Zeile, hochauflösender Bitmapgrafik und Interruptroutinen zur Verfügung. TI FORTH benötigt neben einer 32-KB-RAM-Speichererweiterung zusätzlich das Editor/Assembler-Steckmodul. Eine weitere Forth-Version wurde von Wycove Systems entwickelt.

TI LOGO

TI LOGO sowie die Fortsetzung TI LOGO II, die mit einem erweiterten Befehlssatz, Druckerfunktionen und zusätzlichen Grafikfähigkeiten aufwartet, sind ebenfalls von TI fabrizierte Dialekte der gleichnamigen funktionalen Interpreter-Hochsprache. Sie dienen der Vermittlung von mathematischen, logischen und kommunikativen Fähigkeiten an Kinder sowie deren Übung im Umgang mit Computern. Zum Betrieb mit Kompaktkassette, Diskette oder Steckmodul ist eine 32-KB-RAM-Speichererweiterung notwendig. Eine stark vereinfachte Schnupperversion mit begrenzten Programmiermöglichkeiten namens Early Learning LOGO Fun konnte auch ohne Speicherausbau betrieben werden.

TI PILOT

Auch TI PILOT ist ein von TI realisierter Ableger der gleichnamigen Interpreter-Hochsprache und ermöglicht die Entwicklung von Übungen, Tests und interaktiven Lernprogrammen für computergestütztes Lernen. Diese Programmiersprache kann nur mit 32-KB-RAM-Speichererweiterung, Diskettenlaufwerk und P-Code-Interpreterkarte betrieben werden.

UCSD-Pascal

Siehe auch: Unterkapitel zur P-Code-Interpreterkarte

Assemblersprache

Eine optimale Ausnutzung der Hardware des TI-99/4A war nur durch die Verwendung von Assemblersprache nebst Übersetzungsprogramm (engl. Assembler) möglich, das die Programmanweisungen des Quelltextes (engl. Sourcecode) in Maschinensprache überführt. TI bot ein entsprechendes Softwarepaket namens Editor/Assembler an, das ein Steckmodul, zwei Disketten und ein umfangreiches Bedienungshandbuch umfasste. Die Software enthielt neben dem Editor und dem Assembler noch einen Debugger zur Beseitigung von Programmierfehlern.

Programme in Assemblersprache sind wesentlich schneller als solche in höheren Programmiersprachen und bieten gegenüber der noch schnelleren Maschinensprache den Vorteil, dass sich ihre Befehlsvorrat durch die Verwendung von verständlichen und leicht erinnerbaren Abkürzungen (engl. Mnemonics) leichter handhaben lässt. Allerdings bevorzugten die meisten Programmiereinsteiger die zwar leistungsschwächeren, aber komfortableren und einfacher zu bedienenden höheren Programmiersprachen wie etwa Pascal oder BASIC.

Anwendungsprogramme

Datei:Microsoft1978.svg

Microsoft-Logo (1978-82)

Für den TI-99/4A wurden einige Anwendungsprogramme aufgelegt, von denen viele jedoch nur mit einer 32-KB-RAM-Speichererweiterung und einem Diskettenlaufwerk betrieben werden können. Das gilt für Dateiverwaltungsprogramme wie Personal Report Generator und Personal Tax Plan ebenso wie für das Textverarbeitungsprogramm TI Writer oder das Tabellenkalkulationsprogramm Multiplan von Microsoft.

Zu den beliebtesten Steckmodulen zählte die Speichererweiterung Mini Memory, die zusätzlich Hilfsprogramme wie etwa einen Maschinensprachemonitor enthält. Mini Memory stattet den Rechner mit 14 KB Zusatz-ROM aus, von denen 6 KB auf das GROM und 4 KB auf das einfache ROM entfallen. Darüber hinaus ist es mit batteriegepufferten 4 KB Zusatz-RAM bestückt. Kürzere BASIC- und Maschinenprogramme können so ohne weitere Speichergeräte direkt auf dem Modul gesichert werden. Alternativ können aber auch TI-BASIC-Unterprogramme sowie ein Fehlersuchprogramm gestartet werden.

Ebenfalls große Popularität genoss der Terminal Emulator II, der eine Vernetzung des Rechners über einen Akustikkoppler ermöglicht. Darüber hinaus erweitert das Programm die Einsatzmöglichkeiten des Sprachmoduls um zusätzliche Funktionen.

Diskettenbetriebssysteme

Um den TI-99/4A mit 5¼-Zoll-Diskettenlaufwerken betreiben zu können, wurde das Diskettenbetriebssystem Disk Manager entwickelt, das nicht zum Lieferumfang der Diskettenlaufwerke gehörte. Es befindet sich vielmehr auf einem eigenen Steckmodul und musste zusätzlich mit einem Floppy-Disk-Controller erworben werden, der eine gleichzeitige Verwendung von bis zu drei Diskettenlaufwerken zulässt.

Disk Manager erlaubt es, Disketten zu formatieren sowie Programmdateien zu speichern, zu löschen, zu kopieren und umzubenennen. Programmdateien können mit einem Schreibschutz versehen und Hardwaretests der Diskettenlaufwerke durchgeführt werden, sodass eventuelle Fehlfunktionen leichter lokalisiert werden können. Außerdem lassen sich bis zu 127 Programmdateien auf einer Diskettenseite unterbringen. Eine spätere Version, die im März 1983 unter dem Titel Disk Manager 2 herausgebracht wurde, gestattete erstmals die Verwendung beider Diskettenseiten, ohne dass der Speicherträger umgedreht werden musste. TI selbst bot allerdings kein entsprechendes Laufwerk mit zwei Schreib-Lese-Köpfen an, sodass die Anwender des TI-99/4A auf Drittanbieter angewiesen blieben.

Lernprogramme

Control Data-Logo

Zu den beliebtesten Lernprogrammen für den TI-99/4A gehörte die kommerziell erfolgreiche Miliken Home Math Series mit Titeln, die sich etwa der Vermittlung der Grundrechenarten, der Prozentrechnung oder den Dezimalbrüchen widmeten. Auch Addison Wesley setzte auf Lernsoftware zum Thema Mathematik und brachte die Steckmodule der Computer Math Games-Serie heraus. Das Minnesota Educational Computing Consortium (MECC) entwickelte Lernprogramme für geistes-, sozial- und naturwissenschaftliche Disziplinen. Die Control Data Corporation (CDC) brachte für Highschool-Absolventen aller Altersstufen und Fachrichtungen die Plato Courseware-Serie heraus. Der auf Grundschüler spezialisierte Verlag Scott Foresman veröffentlichte Lernprogramme mit künstlicher Sprachausgabe, die vor allem auf eine Verbesserung der Lesekompetenz abzielten.

TI selbst konzentrierte sich auf die Rechtschreibung und brachte eine sechs Teile umfassende Serie mit dem Titel Scholastic Spelling, ein damals futuristisch wirkendes Programm für künstliche Sprachausgabe namens Text-to-Speech und ein Übungsprogramm namens Touch Typing Tutor für das Erlernen des Zehnfingersystems heraus. Eine Mischung aus Arcadespiel und Lernprogramm stellt der grafisch aufwändige, mit ungewöhnlichem Gameplay aufwartende Titel Microsurgeon dar.

Spiele

Parker-Logo

SEGA-Logo

Imagic-Logo

Arcadespiele, von denen insgesamt rund 40 auf Steckmodulen erschienen, bilden das populärste Spielegenre für den TI-99/4A. Zu den beliebtesten Arcadespielen, für die man in der Regel zwischen 11 und 45 US$ investieren musste und einen Joystick, aber keinerlei Hardwareerweiterungen benötigte, gehören von TI selbst produzierte Titel wie Alpiner, The Attack, Blasto, Car Wars, Chisholm Trail, Choplifter, M*A*S*H, Munchman, TI Invaders, TI Trek sowie Tombstone City. Das Shoot ’em up Parsec aus dem Jahr 1982 gilt als bestes Spiel oder gar „Killerapplikation“ für den Rechner. Einige besonders gefragte Titel wurden für knapp 20 US$ zusätzlich auch auf Diskette veröffentlicht, setzten aber neben einem Diskettenlaufwerk die 32-KB-RAM-Speichererweiterung voraus.

Es gab aber auch erfolgreiche Drittanbieter, die Module mit teilweise ganz anderem Gehäusedesign herausbrachten. Dazu gehören portierte Titel von bekannten Fremdherstellern wie Dig-Dug, Donkey Kong, Jungle Hunt, Moon Patrol, Pac-Man und Pole Position von Atarisoft, Q-Bert von Parker Brothers, Buck Rogers und Star Trek von SEGA, Space Bandits von Milton Bradley, der Frogger-Clone Princess & Frog von Romax sowie Super Demon Attack von Imagic.

Das erfolgreichste Strategiespiel war Hunt the Wumpus. An Brettspielen standen Backgammon, Blackjack and Poker sowie Video Chess zur Verfügung. Sportfans konnten sich mit Titeln wie Football oder Indoor Soccer vergnügen. Als erste Flugsimulation erschien Dow-4 Gazelle von John T. Dow. Mit Bankroll wurde von Not Polyoptics außerdem eine Wirtschaftssimulation veröffentlicht. Aus dem gleichen Haus stammt auch die erst 1987 veröffentlichte Doppeldecker-Luftkampfsimulation Spad XIII.

Adventures stellten ebenfalls ein beliebtes Spielegenre dar. Vor allem die von Scott Adams kreierten Titel wie Ghost Town, Mystery Fun House oder Voodoo Castle wären in diesem Zusammenhang zu nennen, die jeweils auf einer Kassette bzw. Diskette Platz fanden. Das grafisch aufwändige Rollenspiel-Adventure Tunnels of Doom war dagegen so umfangreich, dass es auf gleich zwei Datenträgern geliefert werden musste.

Magazine

Gleich mehrere Zeitschriften im In- und Ausland beschäftigten sich mit allen Fragen rund um den TI-99/4A und versorgten ihre Leser mit Testberichten, Kaufberatungshinweisen, Bauanleitungen, Reparaturtipps, Kleinanzeigen und Programmausdrucken für Spiele, Anwendungen und Hilfsprogramme.

Englischsprachige Welt

Das 99’er-Magazin war die bedeutendste Zeitschrift für den TI-99/4A und erschien ab Mai 1981 zunächst alle zwei Wochen, ab November 1982 dann einmal pro Monat unter dem vollen Titel 99’er Home Computer Magazine. Die Zeitschrift besaß eine farbige Titelseite und zielte auf eine breite Leserschaft ab. Inhaltliche Schwerpunkte bildeten daneben die Programmiersprachen TI LOGO und TI PILOT. Für Auflockerung sorgten eingestreute Kreuzworträtsel und Cartoons. Bereits im November 1983 wurde auch das 99’er-Magazin vom Markt genommen.

Das Magazin MICROpendium, zunächst bis Mai 1984 unter dem Titel Home Computer Compendium (HCC) veröffentlicht, erschien monatlich von Februar 1984 bis Juni 1999 in Round Rock (Texas). Damit füllte es die Lücke aus, die vom 99’er-Magazin hinterlassen worden war. Mit seiner betont neutralen Berichterstattung, einem schlichten Schwarzweiß-Layout und einem günstigen Preis von 1,50 US$ konnte sich das MICROpendium 15 Jahre lang behaupten, musste aber schließlich aufgrund zu geringer Verkaufszahlen eingestellt werden.

Deutschsprachiger Raum

Von 1983 bis 1987 erschien im Wiener Fiedler-Verlag monatsweise das TI-99-Journal. Für 11 DM wartete es mit einer mehrfarbigen Titelseite auf und enthielt auch Artikel über andere Produkte von TI. Von Anfang 1984 bis 1987 erschien außerdem zunächst im TI-Aktuell-Verlag in Lohhof, später dann bei der München-Aktuell-Verlags-GmbH die in unregelmäßigen Abständen ungefähr alle zwei Monate veröffentlichte Zeitschrift TI-Revue: Das Magazin für TI PC & TI-99/4A für anfänglich 4,80 DM und zuletzt 5,50 DM. Der Fachverlag Reinhold Hasse aus Bendorf gab überdies das TI-Fachmagazin heraus, das sich neben dem TI-99/4A auch dem programmierbaren Taschenrechner TI-59 widmete.

Emulation

Startbildschirm des Emulators V9t9

Im Laufe der Zeit sind auf unterschiedlichen Plattformen zahlreiche Emulatoren des TI-99/4A erschienen. In den 1990er Jahren waren sie auf dem IBM PC oder dem Commodore Amiga, aber auch auf anderen kommerziell erfolgreichen Rechnern populär. Da diese Trägersysteme mittlerweile technisch veraltet sind, wurden in den letzten Jahren neue Versionen für modernere Rechner entwickelt.

Der Emulator PC99 bzw. PC99A wurde von Greg Hill, Mark van Coppenolle und Mike Wright bei CaDD Electronics für IBM-PC-Kompatible entwickelt. Sowohl die Standardversion PC99 als auch die beschleunigte Version PC99A laufen unter den Betriebssystemen PC DOS 5.0 (oder höher), Windows 95 und Windows 98. Empfohlen wird die Verwendung mindestens eines Intel 80486 mit 66 MHz Taktfrequenz. Überdies können Rechner verwendet werden, die mit CPUs der Typen Pentium II, III, and IV oder AMD K6-III ausgestattet sind. Zu den weiteren Systemvoraussetzungen gehören eine VGA-Videokarte, ein freier Festplattenspeicher von mindestens 10 MB und ein 3½-Zoll-Diskettenlaufwerk.

Der Emulator V9t9 wurde von Edward Swartz im Java-Code programmiert und ist als Freeware im Internet herunterladbar. Zum Leistungsumfang gehören u. a. UCSD-Pascal, der P-Code-Interpreter und eine Emulation des TI-Matrixdruckers. V9t9 läuft unter den Betriebssystemen MS-Windows, OS X oder Linux. Der Win994a-TI-99/4A-Simulator stammt von Cory Burr und ist ebenfalls als Freeware erhältlich. Er arbeitet auf modernen PCs unter MS-Windows. Das Emulatorsystem MESS schließlich unterstützt sowohl den TI-99/4 als auch den TI-99/4A inklusive Sprachmodul und Erweiterungskarten, für deren Nachahmung man allerdings die entsprechenden ROM-Inhalte benötigt.

Rezeption

Zeitgenössisch

In der Fachpresse wurde der TI-99/4A überwiegend positiv bewertet und sogar als „einer der besten Heimcomputer“ beschrieben, die „es bislang auf dem Markt gab.“ Lob erfuhr der Rechner dabei für seine überzeugenden Farb- und Klangfähigkeiten, seine Benutzerfreundlichkeit, seine Hardware-Erweiterbarkeit, seine gegenüber dem Vorgängermodell verbesserte Tastatur, seine Fähigkeit zur Sprachsynthese sowie sein „kompakte[s], schlanke[s]“ Design. Bemängelt wurde indessen die immer noch zu geringe Größe der neu konzipierten Tastatur, das nur über einen begrenzten Befehlsvorrat verfügende TI BASIC sowie die niedrige Arbeitsgeschwindigkeit, die den Rechner mit dem Billigmodell ZX81 von Sinclair vergleichbar mache.

Retrospektiv

TI-99/4A im Musée Bolo der ETH Lausanne

In fast allen technikgeschichtlichen Überblicksdarstellungen wird der TI-99/4A als bedeutsamer Heimcomputer erwähnt und in vielen Technikmuseen ausgestellt. Vor allem in den Vereinigten Staaten, aber auch in Deutschland besteht eine aktive Retrocomputing-Szene, die sich für die Bewahrung gut erhaltener Exemplare sowie weiterer mit dem Rechner verbundener Produkte einsetzt. Darüber hinaus ist der TI-99/4A auch auf vielen Webseiten vertreten, die sich mit der Geschichte der Heimcomputer beschäftigen. Damit hat der Rechner seinen festen Platz im kollektiven Gedächtnis, obwohl er nicht die gleiche hohe Wertschätzung erfährt wie etwa der C64, Apple II, ZX Spectrum oder die Atari-Heimcomputer.

Typisch für die technikgeschichtliche Einordnung des Rechners sind drei Aspekte. Erstens gilt der TI-99/4A als technologisch fortschrittlich, was vornehmlich auf die um 1981 im Heimcomputersegment noch nicht übliche Verwendung von 16-Bit-Hauptprozessoren sowie die „für damalige Verhältnisse ausgezeichnete[n] Grafikeigenschaften“ zurückgeführt wird. Zweitens erfährt der Rechner aufgrund der Eigentümlichkeiten seiner Rechnerarchitektur häufig eine Einschätzung als exotischer „Außenseiter“, dessen Entwicklung in einer evolutionären Sackgasse geendet habe. Drittens gilt der TI-99/4A trotz insgesamt respektabler Verkaufszahlen als letztlich gescheitert und ist sogar als das „vielleicht glückloseste System auf dem Heimcomputermarkt“ bezeichnet worden. Mit dieser Feststellung einher geht eine intensive Forschung nach den Ursachen für dieses Marktversagen, das Vergleiche mit einem 1961 in Konkurs gegangenen Bremer Automobilhersteller provozierte:

„Der TI-99/4A gehörte zu den komfortabelsten und bedienungsfreundlichsten Heimcomputern, die jemals auf den Markt gebracht wurden. Der Borgward der Computer-Industrie.“

– Dietmar Eirich u. Sabine Quinten-Eirich: Das Heyne Computer Lexikon.

Ursachen für das Marktversagen

Designfehler

TI-Hauptsitz in Dallas (Texas)

Der TI-99/4A litt an einigen Designfehlern, zu denen an erster Stelle die Verwendung von gleich zwei Interpretern für BASIC-Programme gehörten. Bei den damals üblicherweise in BASIC durchgeführten Benchmarktests schnitt der Rechner trotz 16-Bit-CPU entsprechend schlecht ab.

Auch die Speicherorganisation des TI-99/4A birgt ihre Nachteile. So dienen die 16 KB Arbeitsspeicher gleichzeitig als Grafik- und Programmspeicher. Im hochauflösenden und damit grafikspeicherintensiven Graphics-II-Modus etwa stehen nur 4 KB für den Programmspeicher zur Verfügung. Umfangreichere TI-BASIC-Programme lassen sich daher nur im leistungsschwächeren Graphics-I-Modus realisieren. Ein Programmieren in Maschinensprache setzt darüber hinaus eine recht kostspielige Speichererweiterung voraus.

Das ungewöhnliche Tastatur-Layout stellt ein weiteres Problem dar, denn es gestattet kein Tippen mit dem Zehnfingersystem, weshalb sich der TI-99/4A nicht als Bürocomputer etablieren konnte. Man versäumte überdies, die Konsole mit einer elektrischen Sicherung auszustatten, und ging so das Risiko von Stromschlägen ein. Obendrein ist der Joystickanschluss nicht Atari-kompatibel und entsprach damit nicht dem damaligen De-facto-Standard. Umsteiger von anderen Systemen mussten also neue Joysticks erwerben, was die Attraktivität des Rechners verringerte.

Marketingfehler

TI beging einige schwere Marketingfehler. Anstatt etwa durch geeignete Werbemaßnahmen potenziellen Käufern die zweifellos vorhandenen technischen Vorzüge des TI-99/4A wie etwa den leistungsstarken 16-Bit-Hauptprozessor zu erklären, setzte Vertriebsleiter Turner fast ausschließlich auf Preisreduktionen. Nicht zuletzt der in der Herstellung mit 20 US$ im Vergleich mit den gängigen 8-Bit-CPUs etwa fünfmal so teure TMS9900 sorgte schließlich für hohe Produktionskosten und niedrige Gewinnmargen. Gegen Ende der Marktpräsenz des TI-99/4A machten die Texaner pro verkauftem Rechner sogar einen Verlust von nicht weniger als 50 US$. Trotzdem ließ TI sich auf einen riskanten Preiskrieg mit dem von Jack Tramiel geführten Billiganbieter Commodore ein und musste dabei eine bittere Niederlage einstecken.

Systemdokumentation und Softwareentwicklung

TI wollte über die Softwareentwicklung die alleinige Kontrolle behalten, um Gewinne mit niemandem teilen zu müssen. Die Konzernspitze betrieb daher gegen den ausdrücklichen Rat von Chefentwickler Bynum eine geschäftsschädigende Heimlichtuerei und verzichtete auf offene Systemdokumentation, was Fremdanbietern die Softwareentwicklung erschwerte, sofern sie von TI keine kostspieligen Lizenzen erwarben. Wem es gelang, auch ohne Systemdokumentation kommerzielle Programme für den TI-99/4A zu entwickeln, wurde mit rechtlichen Schritten gedroht. Das schreckte professionelle Softwarehäuser ebenso wie die kreative Hackerszene von einer Beschäftigung mit dem Rechner ab. Die hohe Komplexität und der niedrige Verbreitungsgrad des TMS9900 taten ihr Übriges. Zwar wurde das Konzept einer geschlossenen Architektur im Sommer 1981 zunächst gelockert, nach Einsetzen des Preiskriegs mit Commodore im September 1982 aber wieder aufgenommen. Erst 1985 erschien schließlich in einem deutschen Verlag ein vollständiges, jedoch nicht von TI unterstütztes Listing des Betriebssystems.

Überdies glaubte die Firmenleitung, alle Programmwünsche der Kunden im Alleingang erfüllen zu können, und investierte jährlich rund 20 Millionen US$ in die Softwareentwicklung. Auf die damals übliche, von den Kunden erwartete Lizenzierung und Portierung bereits bewährter Software wie Microsoft BASIC,VisiCalc, WordStar und vieler Spiele verzichtete man dagegen.

Unternehmenskultur

Lubbock (Texas), Sitz der Abteilung für Unterhaltungselektronik

Die zu diesem Zeitpunkt von Konservatismus und Selbstbezüglichkeit geprägte Unternehmenskultur von TI trug ebenfalls zum Marktversagen des TI-99/4A bei. Aus Überheblichkeit verzichtete der Technologiegigant auf die Entwicklung eines herkömmlichen 8-Bit-Mikroprozessors nach dem Vorbild kleinerer, aber hochinnovativer Hersteller wie Zilog, MOS Technology oder Intel, obwohl der Trend klar in die Richtung der 8-Bit-Architekturen ging. Da die Firmenphilosophie eine Verwendung von Mikroprozessoren aus Fremdherstellung ausschloss und sich die eigene 16-Bit-CPU am Markt nicht durchsetzen konnte, wurde bei der Planung des TI-99/4A nicht von zu erreichenden Leistungsmerkmalen oder Kundenwünschen ausgegangen, sondern ein zum TMS9900 passender Rechner entworfen, obwohl TI zu diesem Zeitpunkt noch nicht einmal geeignete 16-Bit-Koprozessoren entwickelt hatte.

Überdies glaubte die Firmenleitung, auf das Abwerben erfahrener Computertechniker verzichten zu können. Dieser Aspekt der damaligen Unternehmenskultur spiegelt sich in der Tatsache wider, dass der Konzern im Jahr 1977 das Hauptquartier der Abteilung für Unterhaltungselektronik von der Millionenstadt Dallas ins verschlafene texanische Provinzstädtchen Lubbock verlegte, das für etablierte Computerexperten aus dem kalifornischen Silicon Valley extrem unattraktiv war. Bei der Entwicklung des TI-99/4A fehlte daher ein von außen kommender, die eingefahrene Firmenphilosophie kritisch hinterfragender Geist.

Steckmodule und Raubkopien

Nach Markteinführung bot TI monatelang keine externen Speichergeräte für den TI-99/4A an, nicht einmal einen Programmrekorder. Stattdessen setzte man zunächst fast ausschließlich auf die relativ teuren Steckmodule. Viele Jugendliche, die eine wichtige Käuferschicht bildeten, konnten sich diese nicht leisten und bevorzugten daher Heimcomputersysteme, deren Software auf den günstigeren Kompaktkassetten oder Disketten erschien. Diese Speichermedien boten auch den Vorteil, dass sich die unter Jugendlichen damals üblichen Raubkopien leichter anfertigen und untereinander tauschen ließen, während Steckmodule diese Praxis unterbanden.

Trivia

Anhand der Seriennummern lässt sich feststellen, in welchen TI-Zweigwerken Rechner, Peripheriegeräte, Speichermedien und Zubehör genau hergestellt wurden. Das Kürzel ATA steht dabei für die Produktionsstätte in Abilene, ATD für Austin, ATL für Lubbock, ACH für Almelo und RCI für Rieti. Darüber hinaus erlauben die Seriennummern genaue Rückschlüsse auf den Zeitpunkt der Herstellung. Meist erscheint hinter dem Kürzel für die Produktionsstätte eine vierstellige Zahl. Deren erste beide Ziffern beziehen sich auf die Kalenderwoche, während die letzten beiden Ziffern das Produktionsjahr angeben. Die Buchstaben-Zahlenkombination RCI1183 verweist also auf das TI-Zweigwerk in Rieti und ein Herstellungsdatum in der 11. Kalenderwoche des Jahres 1983, die vom 7. bis zum 13. März reichte.

TI-Deutschland verscherbelte im Zuge der Lagerverkäufe Anfang 1984 für 298 DM sogar die Messeverkaufsstände des TI-99/4A inklusive eines Game-Bundles.

Unter der freien Fläche vor dem Modulschacht befindet sich der Leistungsregler. Bei Dauerbetrieb neigt dieser zu recht hohen Temperaturen, weshalb dieser Teil des Gehäuses oft scherzhaft als „Kaffeetassenwärmer“ bezeichnet wurde.

Anhang

Ausgewählte Monografien

Englisch

• Ronald G. Albright: The Orphan Chronicles. San Dimas: Millers Graphics 1985, ISBN 0-931831-01-6.
• Raymond J. Herold: Compute!’s Guide to TI-99/4A Sound and Graphics. Greensboro: Compute!-Publications 1984, ISBN 0-942386-46-9.
• Gary Phillips u. David Reese (Hrsg.): The Texas Instruments User’s Encyclopedia. Los Angeles: The Book Company 1984, ISBN 0-912003-15-4.
• C. Regena [d.i. Cheryl R. Whitelaw]: Programmer’s Reference Guide to the TI-99/4A. Greensboro: Compute!-Publications 1983, ISBN 0-942386-12-4.
• William B. Sanders: The Elementary TI-99/4A. Chatsworth: Datamost 1983, ISBN 0-88190-247-0.
• Brian Starfire: The Best Texas Instruments Software. New York: Beekman House 1984, ISBN 0-517-42476-2.
• Brian Starfire: The User’s Guide To Texas Instruments TI-99/4A Computer, Software & Peripherals. New York: Beekman House 1983, ISBN 0-517-41450-3.

Deutsch

• Eugen Gehrer: Musik mit dem TI-99/4A: Klangerzeugung und Syntheseprogramme. Braunschweig: Vieweg 1984, ISBN 3-528-04277-X.
• Heiner Martin: Das Betriebssystem des TI-99/4A intern. Baden-Baden: Verlag für Technik und Handwerk 1985, ISBN 3-88180-008-5.
• Alma u. Johann Peschetz: 99 Special I: Programmierhandbuch für fortgeschrittene Benutzer der Texas Instruments Home Computer. Freising: TI Learning Center 1983, ISBN 3-88078-043-9.
• Georg-Peter Raabe u. Klaus-Jürgen Schmidt: Spielen, lernen, arbeiten mit dem TI-99/4A. Düsseldorf: Sybex 1984, ISBN 3-88745-039-6.
• Karl P. Schwinn: TI-99 Tips & Tricks: Eine Fundgrube für den die TI-99 Anwender. Düsseldorf: Data-Becker 1983, ISBN 3-89011-006-1.
• Texas Instruments Deutschland GmbH (Hrsg.): TI-99/4A: Spielprogramme selbst erstellen (2 Teile). Freising: TI Learning Center 1984, ISBN 3-88078-047-1 bzw, ISBN 3-88078-048-X.
• Texas Instruments Deutschland GmbH (Hrsg.): TI BASIC/Extended BASIC für Anfänger und Fortgeschrittene. Freising: TI Learning Center 1983, ISBN 3-88078-039-0.

Weblinks

Commons: Texas Instruments TI-99 – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Allgemeine Informationen

• 8-Bit-Nirvana Hardwaredokumentation mit technischen Details
• 99er.net Ausführliche Hard- und Softwaredokumentation (engl.)
• Homecomputermuseum.de Rechnerarchitektur mit Blockschaltbild
• Mainbyte’s Home of the Texas Instruments Computers Ausführliche, umfangreich bebilderte Hardware- und Softwaredokumentation (engl.)
• Ninerpedia.org Online-Enzyklopädie (engl.)
• Oldcomputers.net Bilddokumentation mit technischen Details (engl.)
• PC-History.org Technikgeschichtlicher Übersichtsartikel (engl.)

Spiele-Enzyklopädien

• TI-99/4A Videogame House Ausführliche Videospiel-Dokumentation (engl.)

Emulatoren

• PC99/PC99A Emulator für IBM-PC-Kompatible
• V9t9 Emulator für die Betriebssysteme MS-Windows, OS X und Linux
• Win994a-TI-99-Simulator Emulator für das Betriebssystem MS-Windows
• MESS Multi-System-Emulator mit Unterstützung für TI-99/4(A) für die Betriebssysteme MS-Windows, OS X und Linux