各種電子デバイス関連
本ページは、はせりんがツイートした内容を追加情報とともに再構成したものです。
(Twitterの140字制限は厳しすぎます!!)
お急ぎの方へ。
・MC6800/02と国産2ndソース
・Intel 80x87 対応表
・MASK ROM を読む!
・真正品と模造品を見分ける!
・CPUとその周辺
・シリアル通信用LSI
・SCSI関係
・CRTC関係
・FDC(Floppy Disk Controller)関係
●MC6800/02と国産2ndソース
MC6800/02に関しては、日立、富士通、松下からセカンドソースが出ていました。
日立のはモトローラと完全互換ですが、富士通と松下のはちょっと違っていました。
その辺の違いを表にしてみました。
Copyright 2019-21 by @haserin09
情報協力:ほうめい まごころせいじつ堂 @houmei さん
補足:
MC6802NS : No Standby の略だと思います。スタンバイモードの無い、MC6802です。
実際は、Standbyモードの電流規格 Max 8mA を満たせないものを、MC6802NSとして
販売したものと思われます。それって、通常モードの電流も多いって事じゃないですか?
MC6808 : MC6802NR(No RAM)という名前の方がピッタリします。内蔵RAMの無い、MC6802です。
実際は、RAMに何等かの不良があるけど、RAM全体が無いことにして販売したものと思われます。
RE端子を"L"に落としておくように指示がありますが、"H"にしたら不良のRAMをアクセス
できるかもしれません。
HD6802 : 基本的にMC6802と同じですが、唯一の違いは A品や B品がありません。1MHz版のみです。
HD6800の方はちゃんと A品と B品がラインナップされてるんですけどね。
HD6802W : HD6802の内蔵SRAMの容量を256bytesに増やしたバージョンです。スタンバイのSRAMは32bytesのままです。
これも1MHz版のみです。
MB8860 : 全く情報ありません。MB8861と同時期の開発品です。MC6800と完全コンパチと予想しています。
どなたかご存じの方、情報をお願いします。
MB8861 : MC6800と比較し、5つの命令が追加されてるのは有名ですが、それ以外に SYNC出力が
追加されています。Z80で言う所のM1サイクル(命令フェッチサイクル)で"H"になるようです。
MB8870 : MC6802のCPUコアをMB8861のコアに置き換えたようなスペックです。
外部端子、バス周りの仕様はMC6802と全く同じです。
MB8871 : ほうめいさんからの情報です。
こちらは、MB8861にクロックジェネレータと、RAMを付け加えたようなスペックになっています。
何で MB8870 があるのに、MB8871 を作る必要があったのか、大きな謎です。
MN1800 : ほうめいさんからの情報です。
こちらは、MC6802同等品のMN6802から、クロックジェネレータを取り去ったようなスペックに
なっています。これは何となく理由が推測できています。(あくまで推測です。)
・JR-100というパソコンでは、MB8861 と MB14392というカスタムLSI(JR-100専用CRTC兼
クロックジェネレータ)を使っていた。
・JR-200で MN6802 を使おうとしたら MB14392がそのまま使えないので、使えるように、
CPU側を変更したのでは?
・JR-200の基板には、6800(MB8861)とMN1800Aを切り替えるジャンパーが存在する。
CRTCは、新たに設計された HD61K201F。しかし、これは φ1、φ2出力があり、MB8861 と共に使用する前提。
しかし、MN6802(MC6802) と共に使うには大幅設計変更が必要。クロック系をとりはずすだけで済む、MN1800A
に白羽の矢が立った。
でも、そんな苦労するなら MB8861 を使えばいいのに、と思いました。
MB8861 は 1995年でも生産・供給されていましたのに。
●Intel 80x87 対応表
インテルの 80186/188 には、数値演算プロセッサとして 8087 を接続可能でしたが、
CMOS版の 80C186 は、専用の 80C187 が必要であったそうです。(80C188 は接続不可)
また、Intel287XL という、80287(80286/C286用数値演算プロセッサ)の後継品があり、
80C187 と同様、中身は 80387コアであったようです。(80387では、IEEE754完全準拠、
三角関数、対数関係の命令が追加されています。)
その辺の対応関係を表にしてみました。
(80287は80386に接続可能と言っても、結構な量の外付けロジックが必要であったらしいです。)
Copyright 2020 by @haserin09
情報協力:Electrelic @electrelic さん
●MASK ROM を読む!
一般のROMライタの類は、読み書きの対象が E-PROM や PLD 等がメインであり、
MASK ROM の読み取りが明示的にサポートされていないケースがあります。
そこでめげずに、何とか読み出してやろう、というのがこのコーナーの趣旨です。
例として、はせりん所有の GQ-4x(カナダ製)という比較的低価格な USB PROMライターを使ってますが、
どれでも同じ技が使えるはずです。
- まずは簡単な例です。
- 読み出し対象Mask ROM:MB83256(富士通)
- 代替設定UV E-PROM:MBM27C256/MB27C256A/MBM27C256H(富士通)
- 元々、MB83256とMBM27C256は差し替え可能なように設計されており、違いは左図のように1ピンだけです。
MB83256の1ピンはNCとなっているので、MBM27C256に設定するだけで、気にせず読み出すことができます。
- 同様に、各社のMask ROM と E-PROMの関係です。
|
富士通 |
東芝 |
日立 |
NEC |
E-PROM |
MBM27C256 |
TC57256 |
HN27C256 |
D27C256 |
Mask ROM |
MB83256 |
TC53257 |
HN613256 |
D23C256 |
- 続いて、1Mbit Mask ROMです。
- 読み出し対象Mask ROM:MB831000(富士通)、TC531000(東芝)、HN62301(日立)、D23C1000(NEC)
- 代替設定UV E-PROM:MBM27C1000(富士通)、TC571001(東芝)、HN27C301(日立)、D27C1000(NEC)
- 左図は、たまたま最初にトライアルした組み合わせであり、他意はありません。
富士通、東芝、日立、NECとも、1Mbit Mask ROMとピン互換のE-PROMを用意していました。
これら4つのE-PROMは、書き込み方法は違っているかもしれませんが、読み出し方法は共通です。
従って、どれか一つのデバイスが登録されていれば、その設定で他のメーカーのE-PROMの読み出しが可能です。
- E-PROMの方は32ピンですが、図の上の方の4ピンを除くと、28ピンのMask ROMとピンコンパチになっています。
(電源ピンを除く)
そこで、E-PROMライターには、さも 1Mbit UV E-PROMを挿しているように思わせて、
電源ピンだけジャンパーでつないでやれば、無事に読み出せる、という事です。
- 余談:
各社とも、JEDEC準拠のピン配列と、MASK ROM互換配列の2種類の UV E-PROMを出していました。
どちらを重視していたか垣間見えるネーミングですね。
|
富士通 |
東芝 |
日立 |
NEC |
JEDEC準拠ピン配列 |
MBM27C1001 |
TC571000 |
HN27C101 |
D27C1001 |
Mask ROMピンコンパチ |
MBM27C1000 |
TC571001 |
HN27C301 |
D27C1000 |
Mask ROM |
MB831000 |
TC531000 |
HN62301 |
D23C1000 |
- 実践です。
- GQ-4Xでは、今回の目的ではHN27C301しか選択できないので、それを選択します。
- 白いジャンパーは、GQ-4Xの(イケてない)仕様上の問題で、接続しています。
一般のE-PROMライターでは不要なはずです。
- 赤いジャンパーで、UV E-PROMの電源ピン(32ピン)に相当するピンと、Mask ROMの電源ピン(28ピン)をつなぎます。
1ピンまたぐだけです。
●真正品と模造品を見分ける!
海外からレトロなLSIを調達していると、どうしても Fake品やらリマーク品やらを掴まされる事があります。
写真と異なる物を送ってきた場合には返金してもらえる可能性が高いので、
はせりんが入手したシリアル系LSIを例にとって、
真正品(Authentic parts)の外形写真と、どんな模造品(Fake/re-marked parts)があったか紹介します。
目利きの参考になれば幸いです。
× パッケージ不正
(下の沖電機の物とパッケージが似ています。)
× DC(Date Code)不正
× LOGO不正
× DC(Date Code)不正
× LOGO不正
× DC(Date Code)不正
× 捺印の字体不正
× パッケージ不正、薬品処理跡
(左の三菱の物とパッケージが似ています。)
× LOGO不正
× DC(Date Code)不正
× 捺印内容不正(MSとRSは不要)
× LOGO不正
× DC(Date Code)不正
DATE CODE早見表
|
Format |
YY/Y |
WW/W |
RRR/RRRR |
M |
TOSHIBA/NEC/Fujitsu |
YYWW |
2digit Year |
2digit Week |
|
|
Mitsubishi |
YWWRRR |
1digit Year |
2digit Week |
3digit Running Number |
|
OKI |
YWWRRRR |
1digit Year |
2digit Week |
4digit Running Number |
|
Hitachi |
YMW |
1digit Year |
Week of Month |
|
Month Code |
NEC(-1982) |
*YMRRR-*** |
1digit Year |
|
3digit Running Number |
Month Code |
Hitachi month code : A=Jan., B=Feb., C=Mar., D=Apr., E=May, F=June, G=July, H=Aug., J=Sept., K=Oct., L=Nov., M=Dec.
NEC month code : 1=Jan., 2=Feb., 3=Mar., 4=Apr., 5=May, 6=June, 7=July, 8=Aug., 9=Sept., X=Oct., Y=Nov., Z=Dec.
●CPUとその周辺
- Device:μPD8080AFC, μPB8228C, μPB8224C
- Package:DIP40, DIP28, DIP16
- Date Code:8349, 0X(1980年10月), 8422
- Make:NEC
- 購入時期:2021年12月(国内)
- NEC製のi8080A互換CPU μPD8080AFC (2MHz品) と、そのサポートLSI μPB8228C と μPB8224C です。
| プロセス | 電源 | 備考 |
μPD8080AFC | 初期のNMOS | +5V/+12V/-5V | Icc(+5Vライン)=60mA、Idd(+12Vライン)=40mA |
μPB8228C | BIPOLAR | +5V | |
μPB8224C | BIPOLAR | +5V/+12V | +12Vは8080Aのφ1φ2駆動用ですね。 |
- μPD8080AFC は初期のNMOS品ですので、+5V/+12V/-5V の3電源必要となります。
Icc(+5Vライン)=60mAは想定の範囲内ですが、Idd(+12ライン)=40mAと結構流れます。下のポンチ絵の通りだとそんなに流れないと思うのですが、内部のクロック駆動で使ってたりするのでしょうか?
- Device:Z8S18033VSC
- Package:PLCC-68
- Make:Zilog
- 購入時期:2018年8月(海外)
- Z80180の改良型です。33MHzの最速版です。
Z80180と比較してCPUコアは変わらずですが、クロックジェネレータやシリアルのボーレートジェネレータが改良されていて、便利です。
- 原発振クロックと同速、もしくは倍速で動作させることが可能。
- クロックに対して任意の分周率でボーレートを設定可能。
- 驚くべきことに、MOUSER とか Digi-key とかでいまだに新品が購入可能です。(写真のは違いますが)
- Device:Z8018006PSC
- Package:SDIP-64
- Make:Zilog
- 購入時期:2020年11月(海外)
- Z80180のSDIP品です。残念ながら、SDIP品は製造中止になっています。
(2010年頃までは製造されていたようです。)
- Device:Z64180R-6 PS
- Package:SDIP 64
- Make:Zilog (実際は日立のOEM)
- 購入時期:2020年8月(海外)
- 中味は日立の HD64180RP6 (R1マスク)です。(製造国もJAPANになってます。)
共同開発の Z80180(HD64180Z) が世に出るまでのつなぎとして、
日立から供給されていたものと思われます。
- DC(Date Code)によれば 1986年製造です。
- 残念ながら、ZilogのWebサイトでは、この品種は無かった事にされてますが、Z80180 のドキュメントのそこかしこに、その痕跡が残っています。
- Device:Z84C0110VEC
- Package:PLCC 44
- Make:Zilog
- 購入時期:2021年12月(海外)
- 一見、普通のZ80のPLCCパッケージ版ですが、よく見ると Z84C01 となっています。
Z84C00に対して、Clock Generatorの追加と低消費電力化のためHALT時の動作モードが追加されてます。
そのため4ピン増えてるのでPLCC/QFPパッケージのみです。
またCLK端子は出力となります。
- 低消費電力モードの概要です。TMPZ84C011等でも採用されています。(外部端子でなくレジスタ設定)
MS1 | MS2 | Mode | HALT時の状態 |
1 | 1 | RUN Mode | 内蔵発振器ON、CLK出力ON、CPU動作(Z84(C)00と同じ) |
0 | 0 | IDLE1 Mode | 内蔵発振器ON、CLK出力OFF、CPU停止 |
0 | 1 | IDLE2 Mode | 内蔵発振器ON、CLK出力ON、CPU停止 |
1 | 0 | STOP Mode | 内蔵発振器OFF、完全停止 |
- 東芝のTMPZ84C011のZilog版がZ84011で、そのEnhance版がZ84C11となっているのは、
この Z84C0110 が存在するためと思われます。
- Z84C01 と Z84(C)00 PLCC版のピン配置の比較です。
左が Z84C01、右が Z84(C)00 を 180度回転したものです。
- Z84(C)00 PLCC版には元々4つNCピンがあったのですが、
そこに追加信号を配置しただけではありませんでした。
- 追加されたピン:XTAL1、XTAL2、MS1、MS2、Vcc
- 削除されたピン:RFSH
- 並び替えされたピン:D0〜D7
- 大きく移動したピン:CLK
いずれにしろ、Z84C01 と Z84(C)00 PLCC版 のピン配置は大きく異なっていますので、
差し換えは厳禁です。
- RFSH信号が削除されたのは、組み込み用途ではDRAMを使わないだろう、という大胆な判断ですね。
しかし、CPUコアはDRAMリフレッシュ機能はそのまま残っていて、リフレッシュサイクルは存在しますし、
Rレジスタも命令毎にインクリメントされるようです。
- Device:NSC800N、NSC810N、NSC858N
- Package:DIP-40、DIP-40、DIP-28
- Make:National Semiconductor
- 購入時期:2019年9-12月(海外)
- NSC800は、Z80のCMOS版ですが、足回りが 8085に似せてあるという面白い存在です。
- NSC810は、RAM少々とパラレルポートとタイマーを内蔵しています。
- NSC858は、同社の INS8250 というシリアル通信用LSIを NSC800 のバスに合わせて変更したようなLSIですが、
バス以外も若干変わっています。
- この3つのLSIと、ROMを追加すれば SBCが作れそうですが、ちょっとRAMが小さいかな。
NSC810だけ 4MHz品が入手できなくて 2.5MHz動作になるのも残念な所です。
- Device:MC68HC001FN16
- Package:PLCC 68
- Make:Motorola
- 購入時期:2021年12月(海外)
- 一見、普通のMC68HC000のPLCCパッケージ版ですが、よく見ると MC68HC001 となっています。
- MC68HC000 の全機能に加えて8bitバスモードが用意されおり、それ用に A0、MODE端子が
追加されています。(MC68020と異なり、バス幅はリセット時の設定で固定されます。)
- MC68HC001 と MC68000/MC68HC000/MC68010 PLCC版のピン配置の比較です。
- 元々存在した2つのNCピンに追加信号を割り当てています。
MODE | Operation Mode |
1 or HiZ | 16bit Bus Mode |
0 | 8bit Bus Mode |
MC68HC000のソケットに挿すと、そのまま16bitバスモードで動くようになっています。
- MC68000のPLCC版のピン配置を決める際に、このような派生品を想定してたと思われます。
- Device:MC68008P10, MC68008FN10
- Package:DIP 48, PLCC 52
- Make:Motorola
- 購入時期:2021年11月(国内), 2018年7月(海外)
- 上段は DIP版48ピンの MC68008、下段は PLCC版52ピンの MC68008 です。
- 両者は全く同じ仕様であると信じていたのですが、実際はそうではありませんでした。
増えた4ピンで A21,A20,BGACKの追加、IPL2とIPL0の分離がされており、丁度 MC68HC001と
MC68008 DIP版の中間的な仕様になっています。
- CMOS版の MC68008 は発売されませんでしたが、MC68HC001 に統合された、と考えるべきなんでしょうね。
- MC68008 PLCC版と MC68008 DIP版のピン配置の比較です。
- PLCC版で追加された、というか復活した信号は 3つで、縮退が解かれた信号が1組みです。
MC68HC001と並べて比較してみます。
|
MC68HC001 16bit MODE |
MC68HC001 8bit MODE |
MC68008 PLCC 52 |
MC68008 DIP 48 |
Address |
A23-A1 |
A23-A0 |
A21-A0 |
A19-A0 |
Data |
D15-D0 |
D7-D0 |
D7-D0 |
D7-D0 |
Data Strobe |
UDS, LDS |
LDS |
DS |
DS |
VMA |
VMA |
VMA |
- |
- |
BGACK |
BGACK |
BGACK |
BGACK |
- |
IPLxx |
IPL2, IPL1, IPL0 |
IPL2, IPL1, IPL0 |
IPL2, IPL1, IPL0 |
IPL2/IPL0, IPL1 |
MODE |
1 or High-Z |
0 |
- |
- |
MC68008 DIP版では、IPL2 と IPL0 が縮退しているため、割り込みレベルは 0,2,5,7 の4種類のみ
使用可能です。(0と7が特別な意味を持つので、こういう縮退になるのでしょうね。)
- MC68008 PLCC版であっても、VMA端子は復活していないですね。
DIP版同様、外部回路で生成することになります。(TTL 1個程度必要)
- A20ピンの追加位置は、いかにも、の場所ですが、A21ピンは意外なところに出ています。
実際には A22,A23の信号もこの付近にPADがあって、チップ(Silicon)の試験の際にはそれを
使用していたのではないかと予想します。
- Device:MBL8088-1、MBL8284A-1、MB89284A
- Package:DIP-40、DIP-18、DIP-18
- Make:富士通
- 購入時期:2021年3-4月(海外)
- 上段は、MBL8088-1(10MHz版)のプラスチックパッケージ品です。NMOSプロセスで製造されています。
- 下段右側は、MBL8284A-1(クロックジェネレータ、10MHz版)のセラミックパッケージ品です。Bipolarプロセスで製造されています。
- 下段左側は、右のMBL8284AのCMOS版、MB89284Aです。
CPUがNMOS品しかないのに、クロックジェネレータにCMOS品があるのは不思議ですね。
実は、富士通はCMOS品の8086/8088を開発していたのですが、INTELから販売許可下りずにお蔵入りになった不幸な歴史があります。
富士通のパソコンFM16Πは、当初はこの未発売のMBL80C86が搭載されるはずであったと言われていますが、ご存じの通りそうはならず、
何とNMOS版のMBL8086Lという中途半端なものを載せて発売されたのは残念な事です。
- Device:MB8861H、MB8870H、MB8867
- Package:DIP-40、DIP-40、DIP-24
- Make:富士通
- 購入時期:2018年8月(海外)
- 左側は、MB8861Hのセラミック版とプラスチック版、MB8870Hのプラスチック版です。
- 右側は、MB8867のセラミック版で、MB8861H用のクロックジェネレータLSIです。ノンオーバーラップのφ1、φ2を生成するだけでなく、
WAIT制御とかリフレッシュ制御用の細かいクロックのタイミング調整も行ってくれます。
- DCが比較的新しいので、当初Fakeかと思いましたが、この時期でも製造されていたようです。
- Device:MB8861H、MB8870H、MB8863H
- Package:DIP-40、DIP-40、DIP-24
- Make:富士通
- 購入時期:2019年6月(海外)
- 別な業者からも調達してみました。
- MB8870Hの方は、古いタイプの富士通パッケージですね。
- MB8863Hは、MC68B50互換品(ACIA)です。
- Device:HD46800DP / HD6800P
- Package:DIP40
- Date Code:6D1 ... 1986年4月第1週
- Make:日立
- 購入時期:2021年12月(国内)
- 電脳伝説さんの書籍「モトローラ6800伝説」によれば、日立はモトローラより技術・マスク供給を受けてMC6800の完全なセカンドソース品を製造販売していました。
"old" | "new" | 動作周波数 | NMOSロジック | 出荷開始時期 |
HD46800 | - | 1MHz | Enhancement Load + 昇圧回路 | 1976年? |
HD46800D | HD6800 | 1MHz | Depletion Load | 1978年 |
HD468A00 | HD68A00 | 1.5MHz | Depletion Load |
HD468B00 | HD68B00 | 2MHz | Depletion Load |
- 本家MC6800は1978年の中頃?より、HD46800の方は1978の終わり頃にDepletion_Load版に切り替わり、高速版のラインナップが追加されています。
- 1981年7月1日製造分より、"new"の型格が併記されるようになりました。
- 見慣れないサフィックス"D"ですが、
"D"はDepletion Loadの"D"だ!
ということにしておきます。ホントの所は元日立の方に伺わないとわかりませんが。
- Device:HD26501、HD26501P、MC6875L
- Package:DIP-16
- Make:日立、日立、Motorola
- 購入時期:2020年5月(海外)、2019年8月(海外)、2019年8月(海外)
- 富士通のMB8867と似たような、クロックジェネレータLSIです。こちらの方が、
ピン数も少なくパッケージも小さいので使い勝手が良いと思います。機能はほぼ一緒です。
- MC6875はネットでデータシート入手できますが、HD26501に関しては情報少なく、ブレッドボードでピンアサインを調査して、
ある程度特定できたのでアダプタ基板を作ったりしてました。
その後、DAI_2040さんからトランジスタ技術1977年6月号に記事があると教えてもらい、めでたくピンアサインが特定できました。
(この辺の経緯をこちらに書き連ねてますのでご興味あれば参照ください。)
せっかくですので、簡単な比較表を付けておきます。
MB8867はパッケージもでかいし、無駄にオーバースペックなので、HD26501が手頃な感じです。
MB8867 | MC6875 | HD26501 | Description |
DIP24 | DIP16 | DIP16 | パッケージ |
BIPOLAR | BIPOLAR | BIPOLAR | 製造プロセス |
22MHz | 8MHz | 8MHz | 最高発振周波数 |
○ | ○ | ○ | 水晶発振 |
○ | ○ | 不明 | RC発振 |
○ | ○ | 不明 | 外部クロック入力 |
○ | -- | -- | 1/4プリスケーラ |
4M | 4 x fo | -- | 4倍クロック(原発振)出力 |
2M | 2 x fo | 2φ | 2倍クロック出力 |
φ1 | MPUφ1 | φ1MPU | MPU用φ1出力(フルスイング) |
φ2 | MPUφ2 | φ2MPU | MPU用φ2出力(フルスイング) |
φ1TTL | -- | -- | バス用φ1出力(TTL) |
φ2TTL | BUSφ2 | φ2TTL | バス用φ2出力(TTL) |
M.CLK | Memory Clock | φMEM | メモリ用φ2出力(TTL) |
D.STB | -- | -- | φ2の後半"H"になる信号(データストローブ用) |
M.RDY | Memory Ready | MRDY | 全クロック引き伸ばし要求 |
M.GRANT | -- | -- | 全クロック引き伸ばし中(φ1="L",φ2&MemClk="H") |
R.REQ | DMA/Refresh Request | DRQ | メモリクロック以外引き伸ばし要求 |
R.GRANT | DMA/Refresh Grant | DGRNT | メモリクロック以外引き伸ばし中(φ1="H",φ2="L") |
-- | -- | RRQ | 1クロックのみメモリクロック以外引き伸ばし要求 |
-- | -- | RGRNT | 1クロックのみメモリクロック以外引き伸ばし中(φ1="H",φ2="L") |
- Device:MBL68B09、MBL68B09E
- Package:DIP-40
- Make:富士通
- 購入時期:2021年3月(海外)
- MB8861やMB8870があるのなら、MBL6809(E)もあるのでは、と思って探したらありました。
MBL68B09、MBL68B09E の新型パッケージ品、1995年物です。
- 外形と捺印は本物っぽいです。
このタイプの存在は知らなかったので、実物を入手できて嬉しいです。
- Device:MBL68B09、MBL68B09E
- Package:DIP-40
- Make:富士通
- 購入時期:1985年頃(国内)
- 比較用のオーソドックスなタイプのMBL6809(E)です。1984年物。
- ちなみにこれがFMシリーズに搭載されるのはFM77AV以降で、
それ以前の機種にはモトローラ製か日立製の6809が搭載されています。(出荷時)
もしこれが載っていたら、差し替えられています。
- Device:MC6883P (SN74LS783N)
- Package:DIP-40
- Make:Motorola
- 購入時期:2017年8月(海外)
- SAM(Synchronous Address Multiplexer)という名称ですが、MC6809E、MC6847(VDG)とセットで使う、
DRAMコントローラみたいなものです。MC6809E用のクロックジェネレータもついてます。
- TRS-80 Color Computer(CoCo)やDragonに、この組み合わせで使われていたのは有名です。
- Device:SN74LS785N
- Package:DIP-40
- Make:Motorola
- 購入時期:2020年8月(海外)
- 上の MC6883/SN74LS783N の改良版です。MC6885 は既に別の製品に使われていたので、
こちらは SN74LSxxx型番のみです。
- DRAM のリフレッシュ機能に差異がありますが、それ以外は同機能です。
SN74LS783N : 7bit (128 column refresh)
SN74LS785N : 8bit (256 column refresh)
使用可能な DRAM の種類を増やすための必然的な改良だったのだと思います。
- それでは、このおもしろいLSIの仕様について深堀してみましょう。
- SAMの主な役割としては、次の5つがあります。
(1) |
クロックジェネレータ |
水晶発振回路と分周回路。VDG用に1/4分周、6809E用に1/8もしくは1/16分周でEとQを生成。
型番に速度表記が含まれませんが、MC68B09E の 2MHz動作に対応します。 |
(2) |
RAS/CAS生成 |
アナログディレイは用いず、(1)の源発振からタイミングを生成しているようです。
裏を返すと、EとQからRAS/CASを作るのはかなり無理がある、という事ですね。 |
(3) |
アドレスマルチプレクス |
CPUの生成するアドレス、(4)のリフレッシュ、(5)の表示系アドレスを切り換えます。
これらはサイクルスチールで行われるため、CPUの速度低下はありません。
|
(4) |
リフレッシュアドレス生成 |
MC6883/SN74LS783は7bitの、SN74LS785は8bitのリフレッシュカウンタを内蔵しています。 |
(5) |
表示アドレス生成 (option) |
通常であれば、CRTC等の発生する10数本のアドレスを入力しますが、
アドレスカウンタを内蔵することで、VDGとの接続信号数を2本に減らしています。
当然、表示モードを設定するレジスタも内蔵し、VDGと同じ設定にします。 |
- VDG(MC6847) を使わない場合には、MC6883/SN74LS785 は DRAMコントローラ として機能します。
その際には、源発振としては16MHzまでのクリスタルを使用可能です。
- 左図の出典:SN74LS785データシート 1985年
- Device:MC68B29P (SC67476P)
- Package:DIP-40
- Make:Motorola
- 購入時期:2011年11月(海外)
- MC6829 MMU(Memory Management Unit) の 2MHz版です。アドレス空間を最大2MBまで拡張します。
- 一般には販売されなかった MC68B29 ですが、特定顧客向けに SC67476 として販売されていたようです。
裏面には、6829 と捺印されています。
表面の、GN3 というのが、恐らく MC6829 のマスクコードだと思われます。
- 6809用MMU全般に関しては、こちらのページで考察しています。ご参考まで。
●シリアル通信用LSI
- Device:TMP82C51AP-10、D71051C-10、MB89251AP、M5M82C51AP、MSM82C51A-2RS
- Package:DIP-28
- Make:東芝、NEC、富士通、三菱、沖
- 購入時期:2019年12月-2020年1月(国内)
- 国産の、CMOS版8251の勢ぞろいです。
- 当初、海外から何度も調達していたのですが、その度にFake品やら取り外し品とか掴まされたので、
あきらめて全品国内調達しました。お値段はけっこうかかりました。orz
- これらは全て真正品ですので、外形で判断する際の参考としてください。
- 三菱のは、スペック的には沖電気の -2バージョンと同じようです。
- NMOS版は M5L8251A なのに、CMOS版が M5M82C51A なのは、
M5L はセカンドソース品、M5M は三菱オリジナルマスク品、
というネーミングルールに沿っているのだそうです。
それぞれ、Licensed, Mitsubishi-original の略なんでしょうね。
こいつだけネーミングが異常で、NMOS版は M5L8251A なのに、CMOS版が M5M82C51A となっています。
(本来は、M5Mxxx はメモリ用の型格なんですが...)
- Device:MB89371AHP
- Package:DIP-42
- Make:富士通
- 購入時期:2020年5月(海外)
- 一つ下のMB89371APの高速版です。
たぶんシリアル側の速度は変わりなくて、バス側が高速化(8MHz→12.5MHz?)されているのだと予想します。
- Device:MB89371AP
- Package:DIP-42
- Make:富士通
- 購入時期:2020年1月(国内)
- CMOS版の8251(MB89251A)を2個と、ボーレートジェネレータを内蔵した、便利なチップです。
- 恐らく、42ピンパッケージを採用していたため、他社からは同等品が出なかったのだと思います。
- このLSIについてはまともなデータシートが入手できなくて苦労していたのですが、
tomi9 @tomi9tw さんと Electrelic @electrelic さんより、下記雑誌に記事が掲載されているとの情報をいただきました。
どうもありがとうございました。
- トランジスタ技術 1991年1月号「ノート・パソコン用簡易ライン・モニタの製作,Dynabookに挿せばRS232Cが見えてくる」
※注:レジスタ並びの表に誤記あり。下の表が正しいです。
- トランジスタ技術 1992年4月号「98ノート用簡易シリアル通信モニタの製作9801NOTEに挿せばRS232Cが見えてくる」
※注:レジスタ並びの表に誤記あり。下の表が正しいです。
- プロセッサ 1990年5月号「8251初期化についての考察とMB89371の紹介」川村雅則氏
- こちらのページ(の下の方)で、
上記トランジスタ技術誌記事の作者である越智さんのかつての同僚であられる @JH3DBO さんが上記2件のノートPC用ラインモニタの実機写真を公開されています。
JC基板に載っているMB89371は初期タイプなので、富士通の旧タイプパッケージ(横溝タイプ)ですね。
また、未掲載のPC-9801デスクトップ版まで開発されていたとは知りませんでした。
そして、すばらしいことに、MB89371A のデータシートも公開してくださいました。(ページの最下部)
これが無くて苦労してた方々が救われること間違いなしです。大変ありがとうございます。
- いただいた情報を元に MB89371AP のピン配置図を作成してみました。
(富士通の資料では、富士通独特のピン名になっているのですが、8251で一般的な名前に直しています。)
- MB89251A(これも信号名を一般的なのに直してます)と並べてみると、CH1部分だけは完全に一致していることがわかります。
なので、8251の28ピンソケットにMB89371Aを強引に挿してみたら、意外とCH1だけは動くかもしれません。(空き端子処理は必要ですが)
- 調子に乗って、KiCADのシンボルまで作ってみました。
- 8251用のシンボルと比べてバランス悪くなってしまったので、要再調整です。
- MB89371内部構成図です。赤枠で囲った部分が i8251相当 部分です。
(この図ではMB89371のオリジナルのピン名のままになってます。)
- MB89371のレジスタセットは2組あり、それぞれ CS1, CS2 に対応しています。
以下は1セット分だけ示しています。
RS1 |
RS0 |
Register |
0 |
0 |
Data |
0 |
1 |
Control/Status |
1 |
0 |
Baud Rate |
1 |
1 |
Mode |
- Data, Control/Statusレジスタは、i8251と同じです。
- Modeレジスタは、割り込みのマスク、ループバック、モデム、ボーレートクロック、TxEMPTY/ST1端子、の制御を行います。
Mode Register |
|
1 |
0 |
Reset |
B7 |
Mask SYNDET |
Mask Off |
Mask On |
1 |
B6 |
Mask RxRDY |
Mask Off |
Mask On |
1 |
B5 |
Mask TxRDY |
Mask Off |
Mask On |
1 |
B4 |
Mask TxEMPTY |
Mask Off |
Mask On |
1 |
B3 |
Loopback |
Loopback Mode |
Normal Mode |
0 |
B2 |
Modem Control |
Assume /CTS,/DSR="L" |
Normal Operation |
0 |
B1 |
Baud Rate Clock |
Internal |
External |
0 |
B0 |
TxEMPTY/ST1 |
ST1(Baud Rate Clock Out) |
TxEMPTY |
0 |
- Baud Rateレジスタで分周比を設定します。以下は、CLK=4.9152MHzの場合です。
B3 |
B2 |
B1 |
B0 |
|
1/1 |
1/16 |
1/64 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2.4576MHz |
|
|
|
0 |
0 |
0 |
1 |
1.2288MHz |
|
|
|
0 |
0 |
1 |
0 |
614.4KHz |
|
38400 |
9600 |
0 |
0 |
1 |
1 |
307.2KHz |
|
19200 |
4800 |
0 |
1 |
0 |
0 |
153.6KHz |
153600 |
9600 |
2400 |
0 |
1 |
0 |
1 |
76.8KHz |
76800 |
4800 |
1200 |
0 |
1 |
1 |
0 |
38.4KHz |
38400 |
2400 |
600 |
0 |
1 |
1 |
1 |
19.2KHz |
19200 |
1200 |
300 |
1 |
0 |
0 |
0 |
9600Hz |
9600 |
600 |
150 |
1 |
0 |
0 |
1 |
4800Hz |
4800 |
300 |
75 |
1 |
0 |
1 |
0 |
2400Hz |
2400 |
150 |
|
1 |
0 |
1 |
1 |
1200Hz |
1200 |
75 |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
600Hz |
600 |
|
|
1 |
1 |
0 |
1 |
300Hz |
300 |
|
|
1 |
1 |
1 |
0 |
150Hz |
150 |
|
|
1 |
1 |
1 |
1 |
75Hz |
75 |
|
|
- Device:PC16550DN、PC16450CN、INS8250AN
- Package:DIP-40
- Make:National Semiconductor
- 購入時期:2019年10月(海外)
- かつてIBM-PC系で広く採用されていた、INS8250とその後継品種です。
- 8251+ボーレートジェネレータ+FIFOといった感じのLSIですね。
ボーレートジェネレータは任意倍率が設定できるので便利でした。
- 40ピンもあるので2ch入りそうですが、1chのみです。
さらにその後継の TL16C750 は40ピンでは入りきらなくなり、PLCC44とQFPのみになってしまいました。
- Device:R65C52P3、R65C51P2
- Package:DIP-40、DIP-28
- Make:Rockwell
- 購入時期:2019年11月(海外)
- 下段2つは、MC6850+ボーレートジェネレータ―的なR6551をCMOS化したR65C51P2 です。
- 上段2つは、さらにそれを 2CH分内蔵した、R65C52P3 です。こちらの方は 3MHz 対応です。
- 2個ずつあるのは、警戒して複数の業者から調達したためです。
結果は... 残念ながら、真正品ではないっぽいです...orz
- Device:D7201AC、D72001C-11
- Package:DIP-40
- Make:NEC
- 購入時期:2019年12月(国内)
- 下段は、MPSC(Multiprotocol Serial Communications Controller) の第一世代、D7201AC です。
シリアル通信ポートを2CH内蔵し、HDLC/SDLC等のプロトコルにも対応しています。
- 上段は、D7201A を CMOS化し、さらに発振回路やボーレートジェネレータが追加された第二世代の D72001C です。
が、残念ながらピンコンパチではなくなっています。
- Device:Z0853006PSG, Z85C3010PSG, Z8523008PSG
- Package:DIP-40
- Make:Zilog
- 購入時期:2020年11月(Zilog正規代理店)
- Z8530/Z85C30/Z85230 は現行品で、DIP品もPLCC品も正規代理店から購入可能です。
- 初期のZilogのカタログには、Z8531 という非同期シリアル専用の型格も存在したのですが、
いつのまにか消えています。ちょうど、Z80-SIO に対する Z80-DART のような存在でした。
- 今回購入のZ8530/Z85C30 は 2020年の製造ですね。NMOS品もまだ作ってるとは驚きです。
- 下の Z80-DART 同じく、富士通のステルス捺印並に、捺印が読みにくいです。
- 雑なまとめ方をすると、こんな感じです。
型格 |
Z844x |
Z8470 |
Z84C4x |
Z8530 |
Z8531 |
Z85C30 |
Z85230 |
ニックネーム |
Z80-SIO |
Z80-DART |
Z80-SIO |
SCC |
ASCC |
CMOS SCC |
ESCC |
同期シリアル |
○ |
|
○ |
○ |
|
○ |
○ |
非同期シリアル |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
クロック |
6MHz |
6MHz |
10MHz |
8MHz |
8MHz |
16MHz |
20MHz |
BRG |
|
|
|
○ |
○ |
○ |
○ |
DPLL |
|
|
|
upto x1 |
upto x1 |
upto x2 |
upto x2 |
Rx FIFO |
3 bytes |
3 bytes |
3 bytes |
3 bytes |
3 bytes |
3 bytes |
8 bytes |
Tx FIFO |
1 byte |
1 byte |
1 byte |
1 byte |
1 byte |
1 byte |
4 bytes |
Z85C30拡張機能 |
|
|
|
|
|
○ |
○ |
Z85230拡張機能 |
|
|
|
|
|
|
○ |
バス |
Z80バス |
Z80バス |
Z80バス |
汎用バス |
汎用バス |
汎用バス |
汎用バス |
- Device:Z84C4010PEG (Z80 SIO/0 CMOS版)
- Package:DIP-40
- Make:Zilog
- 購入時期:2020年8月(Zilog正規代理店)
- Z80 SIO/0 の CMOS版です。こちらも現行品で、代理店から新品を購入可能です。
- 今回購入したものは、DC(Date Code) によれば 2018年製造のようです。Zilogのロゴも最新の
z が小文字のやつになっています。
下の Z80-DART 同じく、富士通のステルス捺印並に、捺印が読みにくいです。
- Device:Z0847006PSG (Z80 DART)
- Package:DIP-40
- Make:Zilog
- 購入時期:2020年8月(Zilog正規代理店)
- Z80 SIO シリーズの末弟?、Z80 DART(Dual Asynchronous Receiver/Transmitter)です。
Z80 SIO/0 から、非同期通信機能以外を取り去ったようなスペックになっています。
- 他の Z80シリーズ製品はほぼ全て CMOS化されていますが、この Z80 DART だけは NMOS版のみです。
しかし、令和の世になっても、この Z80 DART は現行品で、代理店から新品を購入可能です。
- 今回購入したものは、DC(Date Code) によれば 2019年製造のようです。Zilogのロゴも最新の
z が小文字のやつになっています。
ただし、富士通のステルス捺印並に、捺印が読みにくいです。ザイログ品でこんなのは初めてです。
●SCSI関係
- Device:MB87031、MB87033B
- Package:QFP100、QFP80
- Make:富士通
- 購入時期:2022年11月(海外)
- 富士通のSCSI用LSIの初期の頃のものです。
このシリーズはSPC(SCSI Protocol Controller) と呼ばれており、5種類発売されました。
大まかな違いは次の通りです。
|
Transfer Mode |
SCSI Bus Driver/Receiver |
Name |
Package |
Sync.Mode |
Async.Mode |
Differential |
Single End |
MB87030 |
PGA88 |
○ |
○ |
(External) |
(External) |
MB87031 |
QFP100 |
○ |
○ |
(External) |
(External) |
MB87033B |
QFP80, PLCC84 |
○ |
○ |
- |
On Chip |
MB89351 |
SDIP64, QFP64 |
- |
○ |
(External) |
(External) |
MB89352 |
DIP48, QFP48 |
- |
○ |
- |
On Chip |
- MB89351、MB89352で同期転送モードが削除されている以外はレジスタコンパチブルになっており、非同期転送のソフト
はシリーズ内でそのまま共通に使えます。
- MB87030、MB87031、MB89351は、差動、不平衡の両方のSCSIバスに対応しますが、外部にドライバ・レシーバが
必要です。不平衡の方が必要な物量が多いようです。
MB87033B、MB89352では、不平衡のみですがSCSIバスのドライバ・レシーバを内蔵しており、比較的少ない部品で
SCSIデバイスをつなげることが出来ます。
- Device:MB89352AP
- Package:DIP-48
- Make:富士通
- 購入時期:2019年5月(海外)
- SPC(SCSI Protocol Controller) と呼ばれていました。
ベースとなったのは、富士通の MB87030(PGA88), MB87031(QFP100)ですが、これらから
同期転送モードを取り去った以外はレジスタコンパチブルになっており、非同期転送のソフト
はそのまま使えます。
また、不平衡のみですがSCSIバスのドライバ・レシーバを内蔵しており、比較的少ない部品で
SCSIデバイスをつなげることが出来ます。
- こちらは拙作のFM-7シリーズ用SPCカードです。MB89352APの他、TTL 3ヶと集合抵抗、コネクタと
8MHzの発振器で出来ています。
- FMRシリーズのパソコンやシャープのX68000シリーズでよく使われていました。
- 20年以上行方不明になっていた MB89352 のユーザーマニュアルが出て来ました。
その間、2回も引っ越ししてるので、捨ててしまってたのでは、と心配してました。
- 通信制御LSIに分類されているとは知らなんだ...
- MB89352 に関しては、トランジスタ技術スペシャルNo.27 でも詳しく解説されています。
●CRTC関係
- Device:HD63B45P、MB89321AP
- Package:DIP-40
- Make:日立、富士通
- 購入時期:2020年5月(海外)
- 下段は、日立の HD68B45SP をCMOS化し、さらに部分スクロール等の機能を強化した、
富士通製のMB89321Aです。
- 上段は、MB89321Aをさらに機能強化した、元祖日立のHD63B45Pです。
日立のマニュアルでは、CRTC-II と呼ばれていました。(IIIも開発中であったようですが。)
- 両方とも、単なるCMOS版ではないんですね。
と思いきや、富士通からは MB89321B という単なる CMOS版も出ていました。
これは、追加機能が殺されていて、HD68B45SPコンパチになっています。
- Device:HD6445P4、MB89322AP
- Package:DIP-40
- Make:日立、富士通
- 購入時期:2020年8月(海外)
- 上の、HD63B45P、MB89321AP の 80系バス対応版の HD6445P4、MB89322AP です。
|
HD63B45P MB89321AP |
HD6445P4 MB89322AP |
22pin |
R/W |
WR |
23pin |
E |
RD |
恐らくそれぞれチップとしては同じもので、ボンディングオプションで切り替えていると思われます。
- HD6345 の方はスピードバージョン(無印/A/B)がありましたが、HD6445 は 4MHz品のみのようです。
- 日立と富士通のCRTCの機能比較表を作成してみました。
- 制御レジスタは、当初の2倍以上に増えています。
|
HD6845 |
HD6845S |
MB89321B MB89322B |
MB89321A MB89322A |
HD6345 HD6445 |
表示クロック |
3.0MHz |
3.7MHz |
4.0MHz |
4.5MHz |
制御レジスタ |
R0-R17 |
R0-R31 |
R0-R39 |
最大表示行数 |
64? |
64? |
128 |
256 |
VSYNC幅 |
固定 |
可変 |
CUDISP/DISPTMG SKEW調整 |
× |
○ |
○ |
○ |
○ |
画面水平分割(4つまで)
スムーズスクロール
外部同期(HSYNC,VSYNC)
垂直ブランキング/ライトペン割込み要求
ラスターインタポレーション
VSYNC位置微調整
ライトペンラスターアドレス取得 |
× |
× |
× |
○ |
○ |
第2カーソル
表示メモリ幅設定
Dual Port RAM用タイミング信号
Memory Address/Raster Address の 3-state制御 |
× |
× |
× |
× |
○ |
HD6845とHD6845Sの差は代表的なものだけ記載してます。これ以外にも違いがあります。
- UMCやRockwellからも、微妙に仕様の異なる互換品が出ていました。これらについては別途。
●FDC(Floppy Disk Controller)関係
- Device:WD2793A-PL、HD63265SP
- Package:DIP-40、DIP-48
- Make:WDC、日立
- 購入時期:2020年5月(海外)
- 上段は、WD社のFD179x直系のVFO内蔵CMOS版FDC、WD2793A-PLです。
- 下段は、日立の765系のVFO内蔵CMOS版FDC、HD63265SPです。
こちらは 48ピンの少々大きなパッケージに入っています。
- Device:MB8877AP
- Package:DIP-40
- Make:富士通
- 購入時期:2021年12月(国内)
- MB8861/MB8870/MBL6809(E)があるのなら、MB8877Aもあるのでは、と思って探したらありました。
MB8877A の新型パッケージ品、1995年物です。
- これが実装されてた製品、見たことないんですよね。
- Device:MB8877AP
- Package:DIP-40
- Make:富士通
- 購入時期:1985年頃(国内)
- 富士通のLSIとしては比較的広く使われたFDC、MB8877A です。
Western Digital社のFDC、FD1793-02 の互換品です。
- FMシリーズのパソコンや、シャープのX1シリーズでよく使われていました。
また、これのデータバス反転タイプの MB8876A が、日立のBML3/MB-S1、シャープのMZシリーズで使われていました。
- Device:MB89311AP、MB89312AP
- Package:DIP-28、DIP-42
- Make:富士通
- 購入時期:2019年12月-2020年1月(国内)
- 上段は、MB8877A(FDC) をCMOS化し、3.5インチフロッピーでは使わない端子を削って省ピン化した、MB89311Aです。
単なるCMOS化ではなく、FDCコア部分もコマンドが追加され強化されています。
- 下段は、MB89311AにVFOを追加したMB89312Aですが、削った端子も復活させているため、ピン数が40ピンに収まらなかったようです。
この時期富士通は好んで42ピンパッケージを使っていました。コスト的には不利なのに。
- MB89311Aは、CQ出版社の「トランジスタ技術スペシャルNo.11」にて詳しく解説されています。
- Device:FC51M
- Package:TO-92
- Make:富士通
- 購入時期:2021年3月(海外)
- 富士通製の可変容量ダイオード、FC51M です。
これで MB89312A(FDC) の VFO 部分を組むことができます。
- ダイオード規格表で互換品無いか探したのですが、よくわからず、指定品に落ち着きました。
- 20年以上行方不明になっていた MB89312A のデータシートが出て来ました。
その間、2回も引っ越ししてるので、捨ててしまってたのでは、と心配してました。
参考文献
トランジスタ技術 1977年6月号 (CQ出版)
トランジスタ技術 1991年1月号 (CQ出版)
トランジスタ技術 1992年4月号 (CQ出版)
モトローラ6800伝説 2017年12月 (ラトルズ) ISBN978-4-89977-472-3 C3055 \2000E
各社データシート
謝辞:本ページの各表の作成にはThinkさんのCSV→Table変換サイトのお世話になりました。
ありがとうございました。
謝辞:ほうめい まごころせいじつ堂 @houmei さま、情報提供ありがとうございました。
謝辞:Electrelic @electrelic さま、情報提供ありがとうございました。
謝辞:tomi9 @tomi9tw さま、情報提供ありがとうございました。
F-BASIC起動画面集
F-BASIC詳細編
F-BASIC詳細編(その2:デモ画面集)
FM-11用F-BASIC
FM77AVシリーズ システムディスク編
FM77AVシリーズ デモ・入門ディスク編
CP/M-80編
CP/M-80 アプリケーション編
OS-9編
FLEX編
FLEX アプリケーション編
F-BASIC ファイルシステム(およびその上位互換)上に構築されたOS、開発システム
FM-7/8シリーズ用プログラミング言語とその処理系
番外編(その2:勝手に誤記修正編)
番外編(その3:6809用MMU考察)
番外編(その5:FM-7,8シリーズのROM一覧)
番外編(その6:FM-77用拡張メモリ他について)
番外編(その7:FM-8/7/77/77AVシリーズの微妙な非互換性)
番外編(その8:FM-7/8シリーズ用アドオンCPUカード)
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