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Z80180-Z80 ADAPTER for SBCZ80


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はせりん@haserin09さんよりはせりん工房の基板一式を頂きました。その中からすぐに部品の揃ったZ80180-Z80 ADAPTER for SBCZ80を組み立ててみました。


これは電脳伝説@vintagechipsさんのSBCZ80Z180を搭載するためのアダプタです。

メインはもちろんZ180(Z8018006VSC)、これはPLCCですが他にシュリンクDIP(すでにディスコンらしい)とQFPが存在します。今回シュリンクDIP用のアダプタ基板も頂いたのですがデバイスを持っていない(と思う)ので調達するまではおあずけです。

PLCCのデバイスは正しい向きにしかソケットに入りませんが、ソケットは基板にどの向きでも挿さってしまうので取り付ける際にはちょっと緊張しますね。

Z180はクロックの発振器を内蔵しているのでクリスタルを付けるだけで動作できます。この基板もクリスタルかSG-8002DCを選択可能になっていますので、今回は常備品であるSG-8002DCを12.288MHzにプログラムして使用しました。

当初クロックが1/2になるのを失念して6MHz設定を書き込んでしまい一つ無駄にしてしまいました。取っておいて何かの時に再利用することにしましょう。

これで6.144MHz動作になります。若干オーバークロック状態になりますがこの程度なら問題なく動作するでしょう。値が半端なのは内蔵ASCI(調歩同期シリアル)のボーレートジェネレータを使えるようにするためです。

R1の集合抵抗器は8素子/9素子どちらも使えるように10ピンで設計されているところに8素子のものを使用しているので左端が空いていますが問題ありません。

6ピンのコネクタは内蔵ASCIのためのものです。SBCZ80側のZ80 SIOを使えば必要ないものですが、コンソールドライバ書いてみたかったので載せています。


裏側にはSBCZ80のCPUソケットに挿すためのピン、このままでは高さが足りずに干渉するので間に丸ピンソケットを1段はさみます。

ジャンパ線があるのはASCI使用時に問題が発生したため、SBCZ80側のシリアルのみを使うのであれば必要はありません。

これはZ180のDCD0ピンをGNDに落としています。このピンはアダプタ内でプルアップされていますが、これが"L"になっていないとASCIの受信部が動作しません。Z8S180ではソフトウェアで無視できるようなのですが、HD64180, Z180ではハードウェアで"L"にしなければなりません。当初これに気付かずに受信できないとTwitterに書いたところ、作者のはせりんさんに教えていただきました。

Universal MonitorのHD64180判別ルーチンは書いただけでこれまで未チェックでしたが、これでやっと動作確認が取れました。いつか自分で作って確認しようと思っていたのですが... 本当にありがたいことです。

ただSBCZ80で使うには一部レジスタの初期化が必要でそのあたりのソフトウェア関係はまた近いうちに書きたいと思います。

MC68000のブレークの話も忘れているわけではないのでそれも近々書くつもりです。

2021年3月15日 追記:
書き忘れていましたがこのアダプタを使用するにはSBCZ80側にも改造が必要です。裏側にCPUクロックを切り替えるソルダーパッドがありますが、これを両方とも開放してクロック供給を切る必要があります。これはZ280ボードと事情は同じです。

参考文献・関連図書: 
"HD64180 8-BIT HIGH INTEGRATION CMOS MICROPROCESSOR DATA BOOK", Hitachi.
"Z8018x Family MPU User Manual", UM005003-0703, Zilog.

コメント

ブログで紹介いただきありがとうございます。
1点だけ補足しますと、6MHzバージョンのMax動作周波数は 6.17MHzになっていますので、6.144MHzは保証範囲内です。
Z80180は PS0140 に記載あります。
これは Z80180 に限った話ではなくて、1992年のデータブック見ましたらZ80シリーズの 6MHz版は同じ Max6.17MHzになってるようです。
(Clock Cycle Timeが、165nsから162nsに改訂されています。)

本当だ、ご指摘ありがとうございます。
ボーレートジェネレータの仕様から6.144MHzで動作しないのは不自然だと思って書く時に一応資料確認したつもりだったのですが、あらためて手元にある資料あたったところ162ns, 165ns, 167nsとバラエティに飛んでおりました。

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