Z80丸見えコンピュータ学習

なんと
Z80 40 周年特別企画 昔のチップだったらビギナにも分かりやすい
こち亀
同い年 と
!
伝説名機のラスト・サムライ
Z80 丸見えコンピュータ学習
第 1 回　Z80 マイコン学習ボードの製作
ロジック・アナライザなどを接続するヘッダ
周辺機能を提供する
Arduino Uno
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Z80
CPU
Arduino
Uno
メモリ
永原 柊
周辺
機能A
周辺
機能B
アドレス・バス
データ・バス
制御バス
市販のマイコン・ボードで
ソフトウェアにより模擬する
Z80 CPU…
本当にCPUだけなんです
Arduinoシールドとして製作
図 1　実現のアイデア…市販のマイコン・ボードで周辺回路を全
部模擬する
写真1　伝説の名CPU Z80を使ったマイコン・システム学習ボード
周辺回路はArduinoで模擬してPCで丸見えにする．Z80はArduinoのシー
ルドに搭載した．ロジック・アナライザや今回使わなかった信号をつな
ぐヘッダなども実装している
● 昔は分かりやすかった…伝説の Z80 で
コンピュータ学習がいいかも
で Z80 を動かすシステムを作ってみました．
今回はハードウェアの説明，次回はソフトウェアの
説明をします．
Z80 ベースの
マイコン・システム学習ボード
少し前に 40 ピン DIP（Dual Inline Package）の Z80
CPU 注 1 をジャンク屋で入手しました．単に懐かしさ
CPU がメモリからプログラムを読んで実行する様子
を見えるような学習システムを製作します（写真 1）
．
だけから手に入れたのですが，最近のマイコンはチッ
プ内に何でも集積しているので内部動作の理解が難し
● 周辺回路はマイコン・ボードで模擬する
いのに対して，昔ながらの Z80 ならマイコンの動作を
理解しやすいと思いました注 2．
しかも，40 ピン DIP 品はまだ製造されており，入
手可能です（コラム 1）．そこで，マイコン学習の目的
注 1：Z80 CPU は，1976 年に Zilog 社から発表された．2016 年で
40 年になる．
注 2：Z80 CPU は，近年のマイコンとは異なり，周辺機能（ペリ
フェラル）やメモリを内蔵しない，純粋な CPU（Central
Processing Unit）である．ピンにはバス信号が割り当てら
れており，ここにメモリ（RAM，ROM）や周辺 LSI（ パラ
レル I/O の Z80 PIO やシリアル I/O の Z80 SIO など）を接
続してシステムを構築していた．このため，CPU の動作（バ
ス信号）を観測しやすい．
2016 年 11 月号
がんばって昔ながらのマイコン・ボードを作るのも
一案ですが，部品の入手に苦労する上に，膨大な配線
が必要になって間違いなく挫折しそうです．そこで，
図1のように，市販のマイコン・ボード（Arduino Uno）
を使ってメモリや周辺機能を模擬します．これにより
部品の入手に悩むこともなく，少ない配線量で目的を
達成できると考えました．
● うれしいこと…バスの状態が PC から丸見え!
システム構成を図 2 に示します．Z80 を動かすため
に必要な信号を全て Arduino Uno から供給します．
つまり Z80 の動きは Arduino Uno が制御することに
なります．また Z80 が出力する情報も Arduino Uno
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