Arrancar desde un disco de vinilo

• Un experimento para arrancar una IBM PC usando un tocadiscos en lugar de un medio de arranque convencional
• Una imagen de disco RAM de 64 KB basada en FreeDOS se convirtió en una señal de audio analógica y se grabó en un vinilo de 10 pulgadas
• Usando la interfaz de casete de la PC, la señal de audio se restauró como datos digitales, se cargó en memoria y luego se realizó el arranque
• Para minimizar la distorsión de la señal, fue necesario ajustar la corrección de ecualización RIAA y la configuración del amplificador
• Un experimento de arranque singular que muestra un uso creativo de sistemas legacy pese a las limitaciones del hardware

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Descripción general del proyecto

• El experimento se configuró para arrancar una IBM PC conectada directamente a un reproductor de discos
  • Si el BIOS de la PC falla al probar otras opciones de arranque (disquete, disco duro, etc.), el cargador de arranque en ROM invoca la interfaz de casete
  • A través de esta interfaz, lee la señal de audio reproducida por el tocadiscos y continúa el proceso de arranque
• La imagen de arranque utilizada es un disco RAM de 64 KB basado en el kernel de FreeDOS
  • Incluye una versión reducida de COMMAND.COM y una versión modificada de INTERLNK para transferencia de archivos mediante cable de impresora
  • El cargador de arranque en ROM decodifica la señal de audio, la carga en memoria y luego arranca el sistema

Configuración técnica

• El cargador de arranque es una combinación de los proyectos BootLPT/86 y 5150CAXX, sin soporte para puerto de impresora
  • Se instala en la ROM del zócalo de expansión del BIOS y también podría instalarse en disco duro o disquete, pero para este experimento se usó ROM
• La conexión entre la PC y el amplificador usa la misma estructura de cable que 5150CAXX, pero omite el conector de entrada de línea
• La interfaz de casete está compuesta por el canal 2 del temporizador del altavoz de la PC (salida) y el canal 4 del puerto C del PPI 8255A-5 (entrada)
  • La modulación y demodulación por software se realizan mediante la rutina INT 15h del BIOS

Señal de audio y fabricación del vinilo

• La imagen de arranque se convirtió según el protocolo de la “cinta de casete IBM” y se envió a un equipo de corte de discos
• Como el vinilo se corta con la curva de ecualización RIAA, durante la reproducción fue necesaria una corrección adicional en el amplificador
  • Agudos -10 dB/10 kHz, graves +6 dB/50 Hz y voltaje de salida de aproximadamente 0.7 V
  • La corrección de fase y la compensación de loudness se desactivaron por completo
• La calidad de la señal es muy importante y los ruidos de chasquidos o crepitaciones pueden interrumpir el flujo de datos
  • Aun así, se tolera un error de velocidad de ±2~3% y una ligera fluctuación wow

Distribución del cargador de arranque y de la imagen

• El binario del cargador de arranque fue diseñado para el chip 2364 y también puede usarse con chips 2764 mediante un adaptador
  • Funciona en una IBM 5150 con al menos 512 KB de RAM y pantalla monocromática
• La imagen del disco de arranque está disponible al final de la documentación de BootLPT/86, y la versión analógica en FLAC se ofrece mediante un enlace aparte

Reacción de la comunidad

• En los comentarios hubo muchas reacciones positivas, como “el regreso de la tecnología retro” y “un concepto similar al arranque por casete”
• Algunos usuarios preguntaron por la posibilidad de usar la entrada de Sound Blaster y la compatibilidad con BIOS open source (GlaBIOS)
• El autor aclaró que se implementó solo con ROM de expansión, sin modificar el BIOS
• Varios lectores dejaron comentarios en tono de broma, como “si lo reproduces al revés arranca Linux”

Significado

• Este experimento es un caso de conversión de un medio de audio analógico en un medio de arranque digital
• Es un intento técnico que reutiliza de forma creativa la interfaz de casete y la estructura de expansión del BIOS de la IBM PC
• Aunque hoy no sea necesario, es un proyecto interesante para explorar la comprensión del hardware legacy y las técnicas de procesamiento de señales

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Comentarios de Hacker News

• Los escáneres de antes usaban interfaz SCSI, y me puse a pensar si se podría usar como dispositivo de arranque
  Si metieras el controlador del escáner y el software de OCR en el BIOS, quizá sería posible. Hoy en día tal vez sería más fácil gracias a uEFI
  • Me parece una idea realmente ingeniosa
    Antes tenía un escáner SCSI, y me da pena haberlo desarmado para usarlo por piezas
    Quizá se podría hacer un cargador de arranque simple que leyera un patrón en blanco y negro impreso en papel, lo cargara en memoria y luego arrancara. Me da curiosidad cuánta capacidad de almacenamiento tendría una hoja A4
  • Sería divertido implementarlo en Forth en una Mac PowerPC de mediana edad
  • Los escáneres más viejos se conectaban directamente al bus ISA con un cable Centronics
  • Alguien debería intentar esto de verdad. Es una idea buenísima
  • En vez de OCR, bastaría con leer directamente datos binarios. También se podría arrancar como si estuviera leyendo tarjetas perforadas
• Hubo una época en la que se distribuía software en revistas en formato de flexidisc
  También aparece en la wiki de Flexi_disc, pero como no era muy confiable, en las revistas indicaban copiarlo primero a cassette. El disco normalmente solo se podía reproducir 1 o 2 veces
  • Recuerdo haber recibido disquetes en revistas, pero es la primera vez que escucho de software distribuido en flexidisc
    Dicen que en el Reino Unido hubo un juego de Thompson Twins distribuido así
  • Yo usaba una Acorn Electron, y recibía software en casete de audio
    A veces pegaban una cinta en la portada de la revista para distribuir demos, y también recuerdo arreglarla enrollándola con un lápiz
    Incluso se podía copiar con una casetera de doble deck para música
  • Una vez recibí un flexidisc en una revista musical de los 80, y pensé que también se podría meter software ahí. Nunca vi que se hiciera de verdad
• Hoy en día, desde la perspectiva del usuario, el almacenamiento se siente como una abstracción perfecta
  Es un pequeño rectángulo sin partes móviles, guarda y recupera datos por bloques, con baja latencia y alta confiabilidad
  Antes el almacenamiento era mucho más “físico”: lento, ruidoso, sensible al magnetismo y lleno de piezas mecánicas complejas. Solo con el sonido ya podías darte cuenta de que algo andaba mal
  • La primera vez que instalé Slackware me faltaban disquetes y tuve que ir borrando algunos archivos para poder instalar; además me salían discos defectuosos a cada rato, así que creo que reinstalé como diez veces. No lo recomiendo
  • Solo de oír el sonido de una unidad Zip me da PTSD. Literalmente podías escuchar cómo desaparecían tus datos
  • Mis papás están ordenando una bodega y encontraron discos duros y disquetes viejos, así que estamos haciendo trabajo de archivado
    Es entretenido experimentar en carne propia la evolución del almacenamiento. Los discos duros Conner son durísimos, como tanques, y suenan increíble cuando giran
    Te hace notar otra vez que detrás de simples bytes y bloques había una ingeniería impresionante
  • Antes había mucha más experiencia manual con los datos
    La primera computadora de mi casa cargaba programas conectada a una grabadora de casete Radio Shack
    Rebobinar la cinta, apretar play y escribir el comando de carga se sentía como un ritual
    Cuando más tarde conseguí una disquetera de 5¼ pulgadas, fue realmente emocionante. Ahí fue cuando empecé a programar
  • Solo por el sonido de la disquetera podías saber en qué estado iba el arranque
• En mi país, hace tiempo transmitían por radio software para Atari 800. Y sí funcionaba
  • En los Países Bajos, un programa de radio llamado Hobbyscoop transmitía software como parte de un proyecto llamado BASICODE
    Wiki de BASICODE
  • La emisora pública finlandesa YLE también transmitió software para Commodore 64 en los años 80
    Todavía queda una grabación de la primera transmisión. Si la recepción FM era buena, funcionaba bastante bien
  • También hubo una transmisión de la versión para ZX Spectrum
    Enlace relacionado
  • En Polonia, la radiodifusora pública también transmitía software para Atari, ZX Spectrum y Commodore 64
    No es de mi generación, pero me parece un intento interesante
  • Yo guardaba respaldos de Amiga en cintas VHS. Y sí funcionaba
• De los discos que tengo, mi favorito es el 8-Bit Construction Set 12"
  Enlace de Discogs
  Incluye música chiptune y pistas de arranque para Atari y C64
• Cuando antes trabajaba en AWS en el proyecto Glacier, propuse como broma del Día de los Inocentes una nota sobre “guardar datos en discos de vinilo”
  La idea era que a 9 de cada 10 clientes les gustaba la sensación táctil de tocar sus datos restaurados. Al final no se hizo, pero dentro del equipo nos dio bastante risa
  • Si grabaras datos en un disco de titanio, quizá podrían conservarse durante mucho tiempo incluso en entornos extremos como incendios o inundaciones
  • Pasar de una jukebox de discos ópticos a una jukebox de vinilos no es un salto tan grande. De hecho, parece posible
• El software de Apple ][ puede arrancar a través del conector de audio del teléfono
  Solo hay que reproducirlo por streaming desde sitios como asciiexpress.net
  Supongo que también se podría con vinilo, pero no tengo equipo para cortarlo yo mismo
  En intheclouds.io lo hacen por unos 100 dólares
• Cuando hago de DJ de vinilo, lo que más disfruto es la sensación física
  También tengo equipo digital, pero no hay nada que reemplace la satisfacción de manipular directamente ese disco negro
  Incluso los pequeños errores y la imperfección del surco se escuchan tal cual, y eso lo hace más vívido
• Lo más interesante del vinilo es que puedes ver las pistas con los ojos
  Cuando lo sacas de la funda, puedes saber cuántas pistas hay y cuánto duran por la longitud de los surcos, e incluso ir directamente a la que quieres. Es mucho más intuitivo que una cinta
  • Un artículo del LA Times curioso para leer
  • Los primeros DJ de hip-hop aprovechaban esta característica para ir directo a los breaks de batería
• No sabía que la PC tenía una interfaz de casete integrada
  • La quitaron cuando salió el modelo XT, así que solo existió durante poco más de dos años. A cambio, agregaron 3 ranuras ISA
  • Las primeras PC eran muy parecidas a las máquinas de 8 bits. Tenían BASIC en ROM, una interfaz de casete y hasta se podía usar una TV como monitor
  • Antes ni siquiera había puerto serial en la placa madre. Todo era con tarjetas de expansión
    En cambio sí había una interfaz de cinta con forma de jack de audio, y había que darle play y stop manualmente
  • Era una función común en las computadoras hogareñas de 16 bits o menos anteriores a los 80, pero era tan lenta e incómoda que no quedó precisamente como un buen recuerdo