いつもお世話になっているオレンジピコショップさんのサイトで気になるものを見つけてしまいました。
最初の1チップマイクロプロセッサ4004の機能をFPGAで実装して、当時の電卓Busicom-141PFを再現しようというものです。
作者のページを拝見すると、「4004プロセッサ50周年」ということで気合が入っています。
- 4004マイクロプロセッサ 50周年 ～ インテル4004とBusicom 141-PF (JR2XZYブログ）
基板は大型でサイズは168.9mm×149.9mmです。キー配置も独特で7セグメントLEDがずらりと並びこれまでに無いものです。
FPGAを使っていることもありパーツ数もそれほど多くないので、製作してみようと決めました。またFPGAを使っているので4004以外の実験やFPGAの学習にも応用できるかもしれません。
専用基板の入手
到着した基板はなかなかの大きさで、最近は10cm×10cm以下の基板しか触ってこなかったので、その迫力に感動です。
FPGAではなく実物の4004を使うこともでき、サーマルプリンタも接続できる設計になっていますが、当然4004は持っていないので、今回は最小構成で製作することにしました。サーマルプリンタは機会があれば後付けしたいと思います。
パーツの入手
今回そろえたパーツは以下の通りです。購入先など参考にしてください。
| リファレンス | 仕様 | 2023年6月時点の入手先例 | 価格 | 購入先 |
|---|---|---|---|---|
| FPGA | Cyclone II EP2C5T144 Mini Board | fpga cyslonell ep2c5t144学習ボード開発ボード | ¥3,353 | Aliexpress |
| Arduino | Arduino Pro Micro（3.3V版） | マイクロ USB ATmega32U4 プロマイクロ 3.3V 8 Mhz ボードモジュール Ar | ¥763 | Aliexpress |
| DS1 - DS4 | KEM3461ASR 4桁 7セグメントLED 0.36インチ 赤色 カソードコモン(互換品) | ★0.36★4桁7セグLED表示器（赤色） \[3641\]\[選択: 3641AS\] | ¥88 x 4 | Aitendo |
| J1 - J4 | 2x14 ピンソケット | ピンソケット ２×１４ （２８Ｐ） \[FH-2x14SG\] \[C-03951\] | ¥40 x 4 | 秋月電子 |
| J5, J6 | 1x12 ピンソケット | ピンソケット（メス） １×１２（１２Ｐ） \[FH-1x12SG/RH\] \[C-10101\] | ¥45 x 2 | 秋月電子 |
| SW1- SW30 | 12mm角型 透明キャップ付き タクトSW | ★12x12★タクトスイッチ（20個入） \[TS12X12N\] | ¥110 x 2 | Aitendo |
| ★10x10★タクトスイッチキャップ（20個入） \[PLSA14CP-10\] | ¥110 x 2 | Aitendo | ||
| ★10x10★タクトスイッチ透明カバー（20個入） \[CV10A\] | ¥110 x 2 | Aitendo | ||
| SW31 - SW33 | 6mm タクトSW | 手持ち | ||
| SW34 | NKKスイッチズ A-18AH ON-OFF-ON トグルSW | 【A-18AH】基本レバー形トグルスイッチ(ON)-OFF-(ON) 幅9.8mmピッチ2.54mmの基板取り付け形 | 日米商事 マルツ | |
| U6 | AMS1117CD-3.3(互換品) | ★BELLING★LDOレギュレータ（6個入） \[BL1117-XXCY\]\[出力電圧: 3.3V\] TO-252-2L | ¥100 | Aitendo |
| U10, U11 | 74ACT573 LED表示ラッチ/セグメントドライバ | ¥267 x 2 | 若松通商 | |
| U12 | 東芝 TBD62083APG LED桁ドライバ | 8chシンクタイプDMOSトランジスタアレイ TBD62083APG \[I-10669\] | ¥100 | 手持ち |
| D13 | 3mm赤色LED OSR5JA3Z74A(互換品) | 手持ち | ||
| D14 | 3mm黄緑色LED OSG8HA3Z74A(互換品) | 手持ち | ||
| D15 | 3mm白色LED OSW4YK3Z72A(互換品) | 手持ち | ||
| D17 | 3mm黄色LED OSY5JA3Z74A(互換品) | 手持ち | ||
| J9 | 2x8 ピンヘッダ、ショートジャンパ | 手持ち | ||
| J10 | 2x3 ピンヘッダ、ショートジャンパ | 手持ち | ||
| J12 | 2.1mm type Jack_DC | 手持ち | ||
| C1 | 16V, 33u タンタル | 電解コンで代用 2.54mm | 手持ち | |
| C2 - C5, C7 - C1 | 50V 0.1u積層セラミック | 2.54mm | 手持ち | |
| R1 - R4 | 1K 1/8W | 1/6Wで代用 | 手持ち | |
| R32, R33 | 1K 1/8W | 1/6Wで代用 | 手持ち | |
| R5 - R20 | 100 1/8W | 1/6Wで代用 | 手持ち | |
| J11 | 2x5 ピンヘッダ L型 | L型 ピンヘッダ 2列×05P 2.54mmピッチ L2540-2×5 | ¥53 | 千石電商 |
| J13 | 2x8 ピンヘッダ | 2.54mmピッチ ストレート ピンヘッダ 2列×08P S2540-2x08 | ¥32 | 千石電商 |
| ICソケット | DIP-18 | 1個 | 手持ち | |
| ICソケット | DIP-20 | 2個 | 手持ち |
Cyclone II EP2C5T144 Mini BoardやArduino Pro Micro（3.3V版）は国内で流通しているものもあるのですが、特に急いでいなかったので、AliExpressで安価なものを購入しました。
すこし時間がかかりましたが、これでパーツの準備はできました。
