レトロマイコンZ80ボードの構想（その16）回路図とPCB化 [Z80]
前回の記事でWordStarも動いたことを追記しましたが、CP/Mは動いているようなので回路図を整理し、パターン設計してみました。
回路図は下記のとおりで、PIC24FJ64GA004の少ないI/Oで対応していて主な特徴は次のとおりです。
尚、CADソフトはDesignSparkPCBを使っています。
次にパターン図ですが、TQFT変換基板の作成記事の時のようにCNCでプリント基板を作る予定なので、私のCNC環境で制作できそうな範囲内で小型化してみました（基板サイズは100mm x 70mm）。
回路的にはシンプルなので割合簡単にできると思っていたら結構、時間が掛かりました。
SDカードのフットプリントはDesignSparkさんのサイトで探しましたが、手持ちのSDカードホルダと同じものが無かったので自作しています。
最初は別のＩＣの配置でパターン設計を進めていましたが、PIC24FJの部分で行き詰りそうだったので途中でICの配置を変更しています（最初の配置パターンはtwitterを参照してくださいw）。
斜めのコネクトラインが何本か残っていますが、これらはグランドの接続で、グランドをベタパターン化することで接続されるので問題ありません。
★2018/04/02 追記 {
CNCで制作するために考慮した点は次のとおりです。
グランドをベタパターン化後のトップ面とボトム面のパターンが下の２つの図です。
基本としてはトップ面を横方向、ボトム面を縦方向の接続パターンにしていますが、PIC周りでは臨機応変に接続しています。
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前回の記事でWordStarも動いたことを追記しましたが、CP/Mは動いているようなので回路図を整理し、パターン設計してみました。
回路図は下記のとおりで、PIC24FJ64GA004の少ないI/Oで対応していて主な特徴は次のとおりです。
尚、CADソフトはDesignSparkPCBを使っています。
次にパターン図ですが、TQFT変換基板の作成記事の時のようにCNCでプリント基板を作る予定なので、私のCNC環境で制作できそうな範囲内で小型化してみました（基板サイズは100mm x 70mm）。
回路的にはシンプルなので割合簡単にできると思っていたら結構、時間が掛かりました。
SDカードのフットプリントはDesignSparkさんのサイトで探しましたが、手持ちのSDカードホルダと同じものが無かったので自作しています。
最初は別のＩＣの配置でパターン設計を進めていましたが、PIC24FJの部分で行き詰りそうだったので途中でICの配置を変更しています（最初の配置パターンはtwitterを参照してくださいw）。
斜めのコネクトラインが何本か残っていますが、これらはグランドの接続で、グランドをベタパターン化することで接続されるので問題ありません。
★2018/04/02 追記 {
CNCで制作するために考慮した点は次のとおりです。
グランドをベタパターン化後のトップ面とボトム面のパターンが下の２つの図です。
基本としてはトップ面を横方向、ボトム面を縦方向の接続パターンにしていますが、PIC周りでは臨機応変に接続しています。
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回路図は下記のとおりで、PIC24FJ64GA004の少ないI/Oで対応していて主な特徴は次のとおりです。
尚、CADソフトはDesignSparkPCBを使っています。
- 実装IC
当初の目標どおり、３チップ構成でTTL等は使用していません。- Z84C0020PEC(Z80 20MHz:40-Pin DIP) 16MHzで動作
- HM628128ALP-7(128Kbytes SRAM アクセスタイム 70ns:32-Pin DIP)
- PIC24FJ64GA004(44-Pin TQFP) 32MHzで動作
- 外部メモリのアクセス範囲
PICから64KB全空間をアクセスできた方がいいですが、CP/Mを立ち上げるための必須条件はメモリ領域の最初と最後の領域だけアクセスできればいいのでPICからのメモリアクセス範囲は- 0000h - 07FFh
- F800h - FFFFh
- Z80-PIC 間インターフェース
HALTを使用していますが、I/O数削減のため、HALT脱出のためにNMI(INT)ではなくRESETを使っています。詳細はここを参照してください。 - Z80のクロック
PICに内蔵している発信器のクロックをZ80へ供給している（Z80は16MHzで動作）ので外付けのクリスタルも不要です。 - スイッチ入力用ポートでLED制御用のポートを兼用しています。
| Pic24CPMの回路図 Ver0.01 |
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次にパターン図ですが、TQFT変換基板の作成記事の時のようにCNCでプリント基板を作る予定なので、私のCNC環境で制作できそうな範囲内で小型化してみました（基板サイズは100mm x 70mm）。
回路的にはシンプルなので割合簡単にできると思っていたら結構、時間が掛かりました。
SDカードのフットプリントはDesignSparkさんのサイトで探しましたが、手持ちのSDカードホルダと同じものが無かったので自作しています。
最初は別のＩＣの配置でパターン設計を進めていましたが、PIC24FJの部分で行き詰りそうだったので途中でICの配置を変更しています（最初の配置パターンはtwitterを参照してくださいw）。
斜めのコネクトラインが何本か残っていますが、これらはグランドの接続で、グランドをベタパターン化することで接続されるので問題ありません。
★2018/04/02 追記 {
CNCで制作するために考慮した点は次のとおりです。
- ピンヘッダ
ピンヘッダ部分はスルホール処理をしないのでボトム面で結線する（ICソケットは丸ピンタイプのものを使用してトップとボトムの両面を半田付けするので対象外） - PowerトラックのVia
Viaはスズメッキ線を通して処理（曲げ固定Via処理法）するのでVia部の抵抗は小さいため、Powerトラック用Viaも通常のサイズのものを使用している。 - Via
Via処理も手作業になるのでなるべくビア数は少なくした（つもり）。 - TQFP取付部
Via処理後はViaが基板面から出っ張るのでTQFPの半田付け作業の邪魔にならないようにTQFPの直下にはViaを打たない。
| パターン図（GNDベタ化前） |
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グランドをベタパターン化後のトップ面とボトム面のパターンが下の２つの図です。
基本としてはトップ面を横方向、ボトム面を縦方向の接続パターンにしていますが、PIC周りでは臨機応変に接続しています。
| トップ面のパターン（GNDベタ化後） |
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| ボトム面のパターン（GNDベタ化後） |
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前回の記事でWordStarも動いたことを追記しましたが、CP/Mは動いているようなので回路図を整理し、パターン設計してみました。
回路図は下記のとおりで、PIC24FJ64GA004の少ないI/Oで対応していて主な特徴は次のとおりです。
尚、CADソフトはDesignSparkPCBを使っています。
- 実装IC
当初の目標どおり、３チップ構成でTTL等は使用していません。- Z84C0020PEC(Z80 20MHz:40-Pin DIP) 16MHzで動作
- HM628128ALP-7(128Kbytes SRAM アクセスタイム 70ns:32-Pin DIP)
- PIC24FJ64GA004(44-Pin TQFP) 32MHzで動作
- 外部メモリのアクセス範囲
PICから64KB全空間をアクセスできた方がいいですが、CP/Mを立ち上げるための必須条件はメモリ領域の最初と最後の領域だけアクセスできればいいのでPICからのメモリアクセス範囲は- 0000h - 07FFh
- F800h - FFFFh
- Z80-PIC 間インターフェース
HALTを使用していますが、I/O数削減のため、HALT脱出のためにNMI(INT)ではなくRESETを使っています。詳細はここを参照してください。 - Z80のクロック
PICに内蔵している発信器のクロックをZ80へ供給している（Z80は16MHzで動作）ので外付けのクリスタルも不要です。 - スイッチ入力用ポートでLED制御用のポートを兼用しています。
| Pic24CPMの回路図 Ver0.01 |
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次にパターン図ですが、TQFT変換基板の作成記事の時のようにCNCでプリント基板を作る予定なので、私のCNC環境で制作できそうな範囲内で小型化してみました（基板サイズは100mm x 70mm）。
回路的にはシンプルなので割合簡単にできると思っていたら結構、時間が掛かりました。
SDカードのフットプリントはDesignSparkさんのサイトで探しましたが、手持ちのSDカードホルダと同じものが無かったので自作しています。
最初は別のＩＣの配置でパターン設計を進めていましたが、PIC24FJの部分で行き詰りそうだったので途中でICの配置を変更しています（最初の配置パターンはtwitterを参照してくださいw）。
斜めのコネクトラインが何本か残っていますが、これらはグランドの接続で、グランドをベタパターン化することで接続されるので問題ありません。
★2018/04/02 追記 {
CNCで制作するために考慮した点は次のとおりです。
- ピンヘッダ
ピンヘッダ部分はスルホール処理をしないのでボトム面で結線する（ICソケットは丸ピンタイプのものを使用してトップとボトムの両面を半田付けするので対象外） - PowerトラックのVia
Viaはスズメッキ線を通して処理（曲げ固定Via処理法）するのでVia部の抵抗は小さいため、Powerトラック用Viaも通常のサイズのものを使用している。 - Via
Via処理も手作業になるのでなるべくビア数は少なくした（つもり）。 - TQFP取付部
Via処理後はViaが基板面から出っ張るのでTQFPの半田付け作業の邪魔にならないようにTQFPの直下にはViaを打たない。
| パターン図（GNDベタ化前） |
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グランドをベタパターン化後のトップ面とボトム面のパターンが下の２つの図です。
基本としてはトップ面を横方向、ボトム面を縦方向の接続パターンにしていますが、PIC周りでは臨機応変に接続しています。
| トップ面のパターン（GNDベタ化後） |
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| ボトム面のパターン（GNDベタ化後） |
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