ブレッドボード8088 PC構築プロジェクト紹介
目次
- イントロダクション
- プロジェクトの背景
- プロジェクトの進捗状況
- メインブロックの構成
- 電源分配の課題と解決策
- VGA互換ビデオカードの開発
- PS2キーボードの追加
- IDEディスクの統合
- オリジナルのプロセッサとPCの紹介
- ブレッドボードでのPCの構築の利点
イントロダクション
私の名前はデイブ・ヘンリーです。約15ヶ月前から、このYouTubeチャンネルで8ビットマイクロをブレッドボード上に構築することを研究しています。このプロジェクトは、学生時代に行ったNanocompをPCBに構築するプロジェクトに基づいています。COVIDロックダウン中に屋根裏部屋で見つけたこのプロジェクトをブレッドボード上で再現できるか試してみることにしました。この15ヶ月間で、私たちは多くのビデオを制作しました。この記事では、プロジェクトの背景と進捗状況、主なブロックの構成、電源分配の課題と解決策、VGA互換ビデオカードの開発、PS2キーボードの追加、IDEディスクの統合などについて説明します。
プロジェクトの背景
私が最初にこのプロジェクトを始めたのは約15ヵ月前で、当時の学校で行ったプロジェクトに基づいています。当時、PCB上にNanocompを構築しました。このプロジェクトでは、キーパッドとLEDディスプレイを搭載しています。さらにCPUボード、メモリROM、PIAボードも搭載しています。屋根裏でこれを見つけたとき、「これをブレッドボード上で作ることはできるだろうか？」と思いました。それからこの15ヶ月間で多くのビデオを制作してきました。
プロジェクトの進捗状況
これまでのビデオの進捗状況を確認しましょう。これは、前回のビデオでビデオコントローラーのビデオノイズ干渉を修正した後のNanocompプロジェクトの写真です。プロジェクトは18枚のブレッドボードと18本のバスバーで構成されています。まずはCPUクロックとバッファから始め、次にROM、RAM、アドレスデコーダーを追加します。シリアルポートと周辺インターフェースアダプター（PIA）を追加しました。シリアルポートはUSBからシリアルへのコンバータを使用して、現代のPCに接続できます。周辺インターフェースアダプターは、LEDの7セグメントディスプレイとキーパッドを制御するために使用されました。Nanocomp ROMはキーパッドをスキャンし、ディスプレイを制御し、プログラムの読み込みやメモリのインスペクション、ブレークポイントの設定などを可能にする基本的なオペレーティングシステムを提供します。電源分配の改善、VGAビデオコントローラーの開発など、プロジェクトはさらに進化しました。
メインブロックの構成
プロジェクトの主なブロックを見てみましょう。CPUクロックとバッファから始め、ROM、RAM、アドレスデコーダーを追加します。シリアルポートと周辺インターフェースアダプター（PIA）を追加しました。また、VGA互換のビデオカードの開発も行いました。これにより、80文字×30行/16色の低解像度のグラフィックスから、320×200 256色の高解像度のグラフィックスまで表示することができるようになりました。さらに、PS2キーボードとIDEディスクを追加しました。これにより、基本的なサウンドとDoomのイメージを表示することができます。
電源分配の課題と解決策
プロジェクトが進むにつれて、電力の分配に問題が生じるようになりました。パワーバス間の電圧降下が問題になってきました。そこで、電力の分配を改善することにより、プロジェクトの安定性を向上させることができました。また、電源レールの結合により、電力バスの管理が簡単になりました。
VGA互換ビデオカードの開発
プロジェクトの中で最も時間をかけたのはVGA互換のビデオカードの開発でした。初めは80文字×30行の16色のグラフィックスから始めて、その後高解像度の2色のグラフィックスに進み、Doomの起動イメージを表示するための320×200 256色のグラフィックスに至りました。このビデオカードはVGA規格に基づいた262,000色のパレットから色を選択することができるようになっています。
PS2キーボードの追加
PS2キーボードの追加により、標準のPS2キーボード、サウンド、ジョイスティックアダプターを接続することができるようになりました。これにより、基本的なサウンドを再生することができます。
IDEディスクの統合
適切なIDEアダプタを使用してモダンなSATAハードディスクを接続することに成功し、ハードディスクからDoomのイメージを読み込んで表示することができました。
オリジナルのプロセッサとPCの紹介
1981年7月のWireless World誌に掲載された記事には、オリジナルのPCについて記載されています。当初のPCは、8086プロセッサではなく8088プロセッサを使用していました。内部的にはほぼ同じですが、8088は外部世界とのデータ通信に8ビットのデータバスを使用していました。ブレッドボード上で作業する場合、8ビットのデータバスを扱う方が16ビットよりも簡単です。
ブレッドボードでのPCの構築の利点
ブレッドボードでPCを構築することにはいくつかの利点があります。まず、プロジェクトを段階的に進化させることができるため、理解が進むにつれて設計を変更できます。また、ブレッドボードプロジェクトは再利用することができるため、リサイクル性が高いです。さらに、ブレッドボードは柔軟性があり、プリント基板よりも短時間で構築することができます。
Highlights:
- YouTubeチャンネルで8ビットマイクロをブレッドボード上に構築するプロジェクトの紹介
- 18枚のブレッドボードと18本のバスバーを使用して構築されたプロジェクトの進捗状況
- CPUクロック、ROM、RAM、アドレスデコーダー、シリアルポート、PIAなどの主なブロックの構成
- VGA互換ビデオカードの開発とその機能
- PS2キーボードとIDEディスクの統合
FAQ:
Q: ブレッドボードは信頼性が低いと言われていますが、このプロジェクトではどのように信頼性を確保しますか？
A: プロジェクトでは、品質の高いブレッドボードを使用し、適切な電力分配と信号の制御を行うための工夫をしています。
Q: なぜブレッドボードを使用してPCを構築するのですか？
A: ブレッドボードは設計の進化を段階的に行うことができ、プロジェクトの再利用性や柔軟性が高いため、PCの構築に適しています。
リソース:
(Note: This is a sample hypothetical article and the information provided may not be accurate or up to date.)
WHY YOU SHOULD CHOOSE TOOLIFY
