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2012年5月27日 (2012年第21週)

5月27日時点のPCB全体像

プログラムカウンタ(74LS161)を実装しました。メモリはまだ実装していないので、命令の「区別」はできませんが、全ての命令をNOP命令と見なす様にして実行ボタン(RUNボタン)を押すと、ものすごい勢いでアドレスバスに直結したLEDがカウントするのが確認できました。RETROF-16は全ての命令が8クロックで実行されますので、2.3MHzクロックだと、65535(16進で10000)個の命令を実行しプログラムカウンタ(16bit)が0に戻るまで0.228秒の速さ(?)です。

不具合修正の為のジャンパ線

基板の裏面はジャンパ線だらけです。論理設計やPCBのパターン設計は何度も何度も誤りがないかを確認したのですが、完全な思い込みによる不具合にが大量に発生しました。
チームとか、最低2人で開発していれば必ず誰かが指摘してくれたであろうバグの多発は、一人作業の運命でしょうか?

パターン面がジャンパ線だらけだと、どうしても「見栄え」が悪くなります。そこで、ジャンパー線を)を通す為の穴をピンバイス(手回しドリル)で慎重にあけます。ジャンパー線はこの穴を通し部品面(ICソケットの下)を通すことにより、あたかもジャンパー線は無かったかの如く見せかけています。

ちなみに、何時間も頭を悩ましたバグは設計ミスだけではありません。
画像は16ピンのソケットをハンダ付けしたつもりで、1ピンだけ半田付けし忘れていたバグです。気付いた瞬間、「あっ!」と大声をだしてしまいました。 こういう不注意100%の不具合は本当に自分が情けなくなってしまいます。

2012年5月20日 (2012年第20週)

5月20日時点のPCB全体像


中央に置いた「うなぎ犬」の口元にあるのが、命令ステージデコーダの74LS42です。RETROF-16は全ての命令を8ステージで処理します。現在どのステージを行っているかを命令デコーダに伝えるのが、この74LS42の役割です。ところが、今回この74LS42を挿入しての通電を行った所、全く滅茶苦茶な挙動をし、それを解決するのにまたまた一週間を要しました。命令ステージカウンタ(74LS161)に論理値確認用のLED(うなぎ犬の左に縦に4つ並んでる緑色のLED)を半田付けし、クロックを手作業で一発ずつ送り、何が原因かをやっと突き止めました(不具合の詳細は別途UP予定)というわけで、今週も「画期的な進捗」は皆無です。

ソフトウエア始動?

先週に続き、今週も原因不明の不具合に振り回されました。趣味の製作とは言え、さすがに嫌になります。

そこで、気分転換も兼ねWindows用のクロスアセンブラ兼エミュレータの作成を開始しました。気分転換なので本格的な作成開始は数ヶ月後からになると思います。

2012年5月13日 (2012年第19週)

5月13日時点のPCB全体像

画像の左に写っている赤色の蓑虫クリップが立ちラグ板に繋がっているのがお判りでしょうか? また、前週の写真と比べ、仮設パネル上にスイッチやLEDが増えているのがお判りでしょうか?

実は、基板の右側に4つ並んでいる多目的レジスタのカウントアップ/カウントダウンの試験をしていた所、稀に値が飛ぶ(1→2→3→4→7→8…)等の不具合に遭遇し、その原因追求と修正に殆ど一週間を費やしてしまいました。
不具合自体は、無事修正できたのですが、製作自体は殆ど進んでおりません。

(もちろん、基板の立ちラグ板は蓑虫クリップを接続し易くするための仮設で後日撤去します)


基板の裏側のパターンカットとジャンパ線

不具合の原因は、テンプラ半田と単純な思い込みによる論理設計ミスの複合不具合でした。設計ミスと実装ミスが重なっていたため原因解明に恐ろしく時間を要してしまいました。
幸い、不具合そのものはパターンのカットやジャンパ(左の写真の赤と緑の線)で何とかリカバリできました。


2012年5月6日 (2012年第18週)

5月6日時点のPCB全体像


この時点でミューフィーダー(画像右のペン状のもの)のハンダリールの2巻目を使い切った。

グラフィック回路は24時間連続稼動に成功しています。次はコンピューター本体を構成するレジスタやALU、プログラムカウンタ等の実装です。とはいうものの、命令解釈や命令実行はまだまだ先で、とりあえずアドレスバスとデータバスが互いに接触していないか、あるいは接続不良を起こしていないかの確認からです。

また、片面PCBで多層PCB並みの実装密度を実現する為に、部品面には大量のジャンパ線を這わせています。スパゲティ状態になるのを防ぐために、ジャンパ線の多くはICソケットの下を通します。一度ICソケットをハンダ付けしてしまうと、修正は困難になります。ですから、ジャンパ線は半田付けする毎に思いっきり引っ張り、芋ハンダや天婦羅ハンダになっていないかを確認しています。

仮設パネル

前作RETROF-8はSWもLEDもオンボードでしたが、RETROF-16はSWやLEDは、後日作成予定のアクリルパネルに配置予定です。しかし、SWやLEDが実装されていないと回路の試験やデバッグが著しく困難になるため、仮設パネルを作りました。
(上記画像のスイッチが沢山並んでいる板は、露光に失敗したPCBです)
仮設パネルと仮設LEDは、正規のパネルが完成次第、撤去する予定です。

最初に作った仮設パネル
小さなユニバーサル基板にSWを並べL字ピンヘッダに直接接続しているだけ。機械的に不安定だったので、左右に補助金具を付けたが、やはり使い勝手が悪いので撤去。現在の仮設パネルを新たに作った。

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