COSMAC MicroBoard Computer

COSMACの評価ボードであるCDP18S020の主要機能を製作し、その上でUT4という小さなモニタプログラムを動作することを目標とします。可能であれば、CDP18S020の主要機能を再現したいところです。

注意:本プロジェクトは進行中であり、不正確な情報が含まれている場合があります。

COSMAC評価ボード CDP18S020

以下のドキュメントを参考にし、現在入手可能なパーツに置き換え、COSMAC評価ボード CDP18S020の主要部分を10cmx10cmの基板上に製作しています。合わせて、外部バスに拡張基板を接続し、評価ボードに実装されているLED表示やGPIO(CDP1852)を付加しました。

UT4モニタ

以下の情報を参考にしています。このバイナリをEEPROM 28C256に書き込んで使用しています。

回路図

現時点の回路図です。まだ全機能の確認は終わっていません。

CPU Board

拡張ボード

メモリマップ

Rev 0.1では以下のようにしました。

  • 0000 - 1FFF 6264 RAM (U3) ... USER AREA 8KByte
  • 2000 - 7FFF 6264 RAM (U3)のイメージ(使用不可)
  • 8000 - 87FF 28C256 EEPROM (U2) ... UT4 MONITOR
  • 8800 - 8BFF 28C256 EEPROM (U2)のイメージ(使用不可)
  • 8C00 - 8FFF 6264 RAM (U4) ... UT4 REGISTER STORAGE(無くてもUT4は動きます)
  • 9000 - FFFF 28C256 EEPROM(U2)と6264 RAM (U4)のイメージ(使用不可)

Rev 0.2ではシンプルにしました。UT4 REGISTER STORAGEは省略しました。

  • 0000 - 7FFF 62256 RAM (U3 or U5) ... USER AREA 32KByte
  • 8000 - 81FF 28C256 EEPROM (U2) ... UT4 MONITOR
  • 8200 - FFFF 28C256 EEPROM (U2) ... 未使用。今後アプリケーションを書き込む予定。

操作方法

  • RESET後にRUN U(Utirity)ボタンを押すと$8000のROMが$0000に一時的に配置され、UT4モニタが起動します。
  • RESET後にRUN P(Program)ボタンを押すと$0000に配置されたアプリケーションが実行されます。
  • S5をSTEPにして、RESET後にRUN Pを押すことで1ステップ実行されます。
  • UT4モニタの使いかたはCDP18S020のマニュアルを参照してください。具体的な操作例はブログにあります。

プリント基板

CPUボード(Rev 0.2)

プロトタイプとして作成したRev 0.1基板の修正を反映したRev 0.2基板を作成しました。

cosmac_mbc_rev02_gerber_viewer.jpg

※組み立て時にはS3,S4のプッシュスイッチの取り付け向きに注意してください。導通状態になっているピンが1番ピンなので事前にテスターで確認してください。

拡張ボード(Rev 0.2)

2019/10/20に発注し納品されました。LEDの輝度調整を除き、機能的には問題ありません。

cosmac_mbc_ex_newpcb1.jpg

ガーバーデータ

PCB Errata

プリント基板の修正情報です。

CPU Board Rev. 0.1

  1. S4「RUN P」の中点がどこにも繋がっていないパターンミスがありました。GNDに落としてください。(@yanataka様 ご報告ありがとうございました。)
  2. シリアル入力を反転させる必要があります。余っているゲートで対応するには、U16の14番ピン、15番ピンをソケットに差し込まずに、写真のように浮かしてジャンパー線をはんだ付けしてください。15番ピンをJP2のEF4ピンに、14番ピンをJP2のセンターピンに接続してください。
  3. バスがプルアップになっていますが、正しくはプルダウンです。次の基板で修正します。(2019/10/21追記)

CPU Board Rev. 0.2

  1. 特に問題は見つかっておりませんが、拡張コネクタを横向きに実装する基板スペースがないのではみ出します。はんだ付けの際は真横に取り付けるように注意してください。

Extention Board Rev. 0.1

  1. U3のアドレスラッチの入力がDB0-DB7になっていました。正しくはA0-A7です。該当のICピンを浮かせてジャンパー線で修正してください。
  2. U8のMODEがVccにつながっていました。入力ポートなのでGNDが正しいです。パターンカットとジャンパー線で修正してください。
  3. U9のS8, S9は使用しません。次回の基板ではJ4のピン数を8Pに修正します。
  4. CPUボードに接続するIDCコネクタの向きが逆でした。多少接続しずらいですが、次回の基板で修正します。

Extention Board Rev. 0.2

  1. LEDの種類によっては輝度が高いことがあります。LEDへの電源を切るためのジャンパーピン(JP1)に、1KΩ程度の抵抗を入れるとLEDの輝度が落とせます。本来であれば各LEDごとに抵抗を入れるべきなのでこれは次回の修正事項とします。

テスト中の基板

2019/10/6現在の実験中のCPUボードです。一部手直しのためジャンパー線をはんだ付けしています。

cosmac_mbc_serial_fix.jpg

2019/10/20現在の実験中のCPUボードと拡張ボードRev. 0.1です。

cosmac_mbc_ex_make6.jpg

2019/10/27現在の実験中のCPUボードと拡張ボード Rev. 0.2です。

cosmac_mbc_ext_rev02_check.jpg

2019/11/16に製作したCOSMAC Microboard Computerです。下側がCPUボード(Rev0.2)と上側が拡張ボード(Rev0.2)です。

cosmac_mbc_running.jpg

部品表

アプリケーション

  1. 文字列を表示するプログラム
  2. TINY BASIC

テスターの皆様

3名のかたにテスターとしてご協力いただいています。ありがとうございます。

  • @DAI_2040 様
  • @Sabotenboy 様
  • @yanatoku 様