CPU実験室

誰も見向きもしない古いCPUをいじって動かしてみようというプロジェクトです

Am29k

バス許可

CPUの状態を制御してるであろう入力ピンの処理を見直しているうち行き当たったのが/BGRT(バス許可)ピンです この説明を読んだときCPU以外のデバイスがバスを使用する許可を与える、つまりCPU自分自身をバスから切り離す信号であると解釈しました。Z80にお…

CPUステータス

いままでの経験ではCPUのリセットを解除したとたんバスがパカパカ動き出し「何をしてるかわからないけどCPUは生きてるっぽい・・」ということになるのですが今回はアドレス/データバス、各種制御信号がピクリとも動きません。しかもハイインピーダンス状態…

CPU実装

Am29030をソケットに挿入しました・・・・ といってもZIFソケットでない普通の丸ピンソケットに145ピンPGAを挿入するのは至難の業です。むちゃくちゃ力がいるし、かといって押すバランスが悪くて片がって挿入されピンが座屈したらアウトです。時間をかけて何…

仮通電

部品実装がだいたい終わったのでいよいよハードデバッグを開始しますが、ほぼすべての信号はCPU由来のためCPUを差さないことには始まりません。 まずざっくり電源系統の導通をテスタで確認し5Vを供給してみますが、すでに基板に実装すみのSRAMのバスが競合し…

クロック設計(2)

・・と、ここまできてすぐ気づくのがPCLKに入力する5MHzとOSC2の4.9152MHzが極めて近い周波数なので5MHzを流用できないか、ということです。この偏差は-1.7%で、シリアル転送に必要な精度±5%以内なのでたぶん大丈夫でしょう。 少ししか違わない発振源がボー…

クロック設計

もう基板パタンが出来上がって部品挿入まで始めているのに、いまさらハードウェアの再検討をしています。 毎回悩むのはクロックの分配で、特に基板上にクロックを要求する部分が複数ある時、とのように融通するか・・というところです。今回のシステムでは当…

SRAM疑惑

もう付けちゃったあとですがSRAMのマーキングが何か気になります。4桁の番号はほんとに製造デートコードなんでしょうか? だいたい26年も前の1994年に4MビットSRAMが普及してたようには思えません。4MビットSRAMはDIP形状で供給された最も容量の大きいもので…

SRAM取付け

4MビットSRAM4個をはんだ付け。 これだけで2Mバイトなので昔の16bitデスクトップパソコンを凌駕します。SRAMに関しては出図直前にフットプリントのミスに気付いて差し替えたのでぴったりでした。これらのチップは一度にまとめて業者から購入し、スティックか…

SOP取付け

チップCR、LEDに続いてSOPのICも取り付けはじめました。 部品表もだんだん埋まってきてます。 ところがここでトラブル発生。リセットIC:TL7705のフットプリントの幅が狭くピンがパッドからはみ出てしまうことが判りました。フットプリントの近くに実物のIC…

部品仮挿入中

だいたいチップCR類は付け終わり、部品表でグレイアウトしました。薄緑は部品を確保できているもの、白は捜索中、ピンクは明らかにないので調達してこなければなりません。この時期買い出しに行くのも何なので保留しておきます。 付いてるのがチップCRだけな…

部品取付け開始

Am29030基板に部品取付けを始めました。 まずは電源パスコンから。0.1uFの積層チップコンデンサを回路図中とりあえず20個付けておきレイアウト時に適当にばらまいています 全部品表の中でも結構な割合を占めています。でもまだまだ先は長い・・・・ パスコン…

部品仮挿入

表面実装部品から付けていきますが、まずコネクタやソケットといった大型の機構部品がちゃんと載るか仮挿入してみました。3Dイメージであらかじめ干渉がないか見ていましたが実物でも問題なし。手持ちの部品で何が足りないかもこれでだいたいわかります

基板開封

Am29030基板の方も封を切りました。ぼちぼち部品を付けていきます。

着荷ラッシュ

前回3月に発注した基板がやっと6月に来るなど郵便事情がズタズタになっていましたが6/28に新たに発注した基板2種は7/9に到着。実質10日間で今までの最短でした。輸送業者がOCSに振り替えられていたようです。左の緑がAm29030基板、右の青がAlteraのCPLDテス…

基板発注

長期間、閊えていた基板が到着したということは、便通(※びんつう)も恢復してスッキリしたとみてよいでしょう。保留している間にブラッシュアップしたAm29030基板を発注してみました。

パタン設計完了

ステイホームでパタン微調整をチマチマやってました。 スナップ点のクオンタイズのほか基板のエッジに近いところを通るラインは内側を通るように引き直したりしています。デザインルールは満たしているのでしょうが酷いのになると四隅のネジ孔の外側をライン…

パタン見直し

パタンの微調整も大体終わり、頃合い見て発注してみるかなんて思ってましたが今までもポカミスありがちなので再度見直ししていました。 すると案の定というか、NS32kボードでもやった同じミスをやらかしてました。32ピンのSRAMの幅が足りていません。デフォ…

パタン微調整

オートルータが出力したパタンデータは分解能1umの分解能で引かれるためKiCADに書き戻すと設定したグリッドの上に乗っていません。もちろんそのままでいいのですが、例えばICのピン間に1本ラインを通している場合もちょうどセンターを通さずにどちらかに寄っ…

オートルータ

回路図の入力はほぼ終わり、まだ見直さないといけない部分もありますがまず、パタンが引ききれるかどうか確認してみました。 部品配置完了したボード図面にネットリストを読み込んだ直後の状態ですがこのラッツネストの絡まり具合・・これは絶対に無理だろう…

周辺I/O

ひきつづき周辺I/Oも回路図入力しています。ここら辺はホストCPUと関係なく汎用的な構成です。 パラレル入出力は8255を置いてPAとPBは規格化されたピンアサインでコネクタへ。PCポートは慣例通りボード上の8個のLEDを接続しました。 一方、シリアル入出力は…

回路図入力中

つづいてRAM/ROM周り。ここは単純で4MbitSRAM×4個と4MbitフラッシュROMのアドレス線とデータ線をバス接続してあります。それぞれのメモリチップの制御線は全てGALで生成することにして、ロジックは後で考えます。 それらの信号を発生させるGAL周りです。入出…

CPU周り結線

CPU周りの回路図入力をしました。といってもほとんどCPUそのものだけで外部に出ていくバスを接続したり、未使用信号のピン処理をしているだけです。右下から出ていく制御信号はPLD任せでいま何も考えてません。左下の方に出ているCPU内のステータス信号には…

部品配置中

ポーランドに発注したPGAソケットは業者から「発送したよ」とは連絡来ましたが未だにトラッキングできず。fusionPCBに発注したプリント基板はもう1週間以上”Information Received – Item En Route to Postal Facility”のまま膠着状態。ほんとうに海外の郵便…

部品配置

新たに作ったシンボルとフットプリントがリンクするか確かめるため、回路図にシンボルを置き、先ず電源ラインだけ結線してみました。 これも新規に作った15×15PGAのフットプリントを置いたボード図面ではラッツネストがちゃんとつながりました。見た感じ電源…

シンボル作成

新しいデバイスを使うとき、まず大変なのがCADのライブラリにないシンボルは新たに作成しなければならないことです。当然Am29kなどあるわけないのでデータシートとにらめっこしてコツコツ作っています。 データシート上のピン定義表を見ながら KiCADのシンボ…

COVID-19禍

世間の動向などには一切与らない本稿ですがいよいよ来たか・・という感じです。 今回のプロジェクトではキーパーツとなるCPUはある前提で、それ以外の部品は汎用品ばかりでリスクは無いと考えていたのですが(RISCはある・・なんちって)ちょっと問題なのはC…

回路検討

29Kボードの概略設計を始めました。データシートに載っているAm29030の入出力をシンボル化したものはこんな具合です。 ピン数は多いですが整理すればそれほど複雑でもありません。インストラクションとデータの兼用バスIDnが32本、アドレスバスAnが32本…

PGA実装例(2)

PGAの実装例をついでにもう一つ。 TMS320C30-DSPボードの例ですが、このデバイスは15×15グリッドとAm29030と同じサイズでi486DXや68040に比べて1周りも2周りも小さいパッケージです。ところがピン数は最多の181ピンになっています。これは各辺のピンの列が…

PGA実装例

以前に作成した486,68040ボードは手作りの片面感光基板でやったのですが今思うとずいぶん無茶なことしたもんだ、って感じです。でも今もちゃんと完動するわけで、当時のノウハウを思い出し今回29kボードに生かせるように禁断の基板裏面を見返してみました。 …

新規プロジェクト

AMDの32ビットCPU、Am29030を入手しました。29kというのは主に機器組込みに使われる高性能マイクロコントローラでRISC的な命令構成、大量の汎用レジスタが内蔵されているくらいは知ってはいましたが触るのは全く初めてです。68k→32kときたのでいつかは通る道…