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CPUの創りかた TD4 を作る(CPU基板の設計)

 2003 年 9 月に発売された、「CPUの創りかた IC10個のお手軽CPU設計超入門 」(著者:渡波 郁) という本を最近入手しました。

 萌え系の表紙の第一印象とはだいぶ異なり、自分てきにはかなりの良書で、勉強になります。

 PICやAVRがお手軽に使える現在、いまさら4bit CPUを汎用ロジックICで作ってどうするんだという感じもありますが、自分で動作を理解して手作りしたCPUが動作するのはなかなか、楽しそうです。

 最近になってその存在を知り、どうしても制作したい衝動に駆られ、Eagleで回路図を引いてみました。


2021-09-18 (4)

本のオリジナルの回路図と異なる点は以下です。

  • ROMアドレス指定回路
 本の回路図では、ROM 回路のアドレス指定に、一度に 4 bit がデコードできる 74HC154 を使用していますが、入手性の都合上 3 - 8 デコーダの 74HC138 を2個使用して 同等の回路に変更しました。

  • ブザー回路
 アウトPORTの3bit目に接続されるブザー回路を、本の回路図では、ドライバ用 IC に 74HC04 の NOT ゲートを使用していますが、 トランジスタによる回路に変更しました。

  • 各機能のLED表示
 バスデータやレジスタの出力などにLEDをたくさん設けて、動作が目で見えるように工夫をしてみました。

  • リセットとクロック回路
 リセットボタンを押している間に、クロックが止まるように、74HC00による回路を追加しました。

ということで基板設計をしました。基板サイズは160x100mmとしています。

表面は縦のパターンを基本としてみました。
2021-09-18.png

裏面は横のパターンを基本としてみました。
2021-09-18 (1)

これに、16ByteのROMボードを別付けする構成としたいと思います。

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