スイッチサイエンスの迅速対応←ボクの早とちりでした。

6800の動かしかたがわかったのでスイッチサイエンスを経由してseeedでプリント基板を製造。注文してから20日で到着。10枚まで同じ価格だから10枚を注文するといつも1枚か2枚、文句をいうほどではないキズや汚れがある。今回はもう少しひどいのが1枚あった。右辺の下が欠けているし上も内側へ緩くゆがんでいる。ほかの9枚は良品で、必要なのは1枚だけだから現実の支障はないのだけれど、これがどういう扱いになるのか関心があり、写真を添えて「保証の対象になりますか?」と問い合わせてみた。
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その後の対応の速さにはちょっとびっくり。2時間後に「再製造をいたします」と返信があり、その10分後にseeedを出荷したと連絡があった。普通だと2週間くらいかかる工程を10分でやってのけた。返信の内容から推測して、もう10枚、作ってくれるらしい。かくして1枚しかいらないプリント基板が19枚できあがる予定。

んなわけないよね。「再製造をします」と連絡があったところまでが事実。でもその10分後にseeedを出荷したのは2週間前に注文した別のプリント基板。だから、再製造したプリント基板がいつ何枚くるかは不明。驚きの迅速対応というのはボクの早とちりだったわけだが、誠実に対応してくれたことは間違いがない。

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TTLで周辺機能を作る

6800ボードの動作確認にあたってはTTLで組み立てたLEDインタフェースをつないでその動作確認を兼ねた。リレーコンピュータのkousozさんやトランジスタCPUの中日電工さんやTTLコンピュータのがたろうさんには遠く及ばないものの、インタフェースを組み立てたことで、この人たちの領域へ少し近付いた気がする。LEDインタフェースの取扱説明書を書くとしたらこんな感じ。「LEDは、レジスタに1を書き込むと点灯し、0を書き込むと消灯します」。回路図はがっかりするくらい単純だけどね。

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LEDインタフェースは意外と便利なので、ブレッドボードに組み立ててあるのだけれど、当面、バラさないことにした。現状、ジャンパーワイヤを束ねて固定し、クセを付けている。以前、外れて跳ね上がったジャンパワイヤが6500円もする(しかも品薄気味の)マイコンボードをショートさせた。クセをつけておけば、そういう事故は減ると思う。

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TTLの取り扱いに自信がついて(マジか!)、現在、6800のDRAMコトローラを組み立てている。本当はMC6883を使いたかったのだが、もうどこにも売っていない。CPLDは書き込み装置が完成していない(買うと高い)。TTLなら少なくともあと10年はもつと思う。

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6800が動いたぞ

6800ボードが正常に動作しない件、プログラムの誤りを発見。時間つぶしループの繰り返し条件をBGT(0より大きければ分岐)としたせいで8ビットカウンタが符号付き整数とみなされ、161回の繰り返しが成立していない。BNE(0でなければ分岐)に変更したところ、ようやく正常に動作した。結局、6800ボードの問題はこのプログラムとプリント基板の造りにあり、2年前の設計は正しかったことになる。せっかくだからちゃんと動いた記念写真を載せておくが、見た目、LEDが点灯しっぱなしだったやつとどこも違わない。

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6800ボードが正常に動作する前、頭の中は得体の知れない不安でいっぱいだった。何かこう、科学では解明できない超常現象が起きるんじゃないかという気がしてならなかった。正常に動作して、そんなものはないことがわかった。6800はマニュアルに書いてある通りの比較的単純な構造になっている。だとすればクロックの半周期は何もしないはずだから、この間にDRAMのリフレッシュをやれる。ああDRAMをつなぎたい。プログラムの暴走を止めた結果、妄想の暴走が始まった。

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もう少し前進

6800ボードが正常に動作しない件、プリント基板にあともう2か所の断線を発見。そのうちの1か所はHALTのプルアップ抵抗につながるやつで、たぶんときどき意図しないHALTが掛かっている。そういえば6800にさわるとLEDがチラつく怪現象が見られたっけ。

プリント基板の断線は顕微鏡を覗いてやっとわかるレベル。ちなみに、パターンがフィヨルドみたいに荒れているのはインクジェットプリンタのドットでフィルムを作る感光基板の宿命で、断線さえしていなければ問題がない。見た目すごくきれいな仕上がりでも顕微鏡で見ればどうせこんな感じだから、問題がない限り顕微鏡を覗かないほうがいい。

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オシロスコープで調べるとフリップフロップのクロックには毎秒500回の下向きパルス、D端子には安定した173kHzの方形波が入っている。方形波に見えないのはいい加減なプローブを付けたポータブル型のオシロスコープを使っているせい。LEDは相変わらず点灯しっぱなしに見えるが、実際は毎秒50回くらい不規則に点滅しており、当初のでたらめな信号よりはマシなでたらめさ加減になっている。

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ここまで都合5か所の修正をやっているが、修正しなくていいとわかったところを含めると軽く300か所は調べている。この退屈な作業は、60か所にひとつの間違いが見付かり、少し前進することが励みになっている。いつか電子工作の神様がほほ笑んでくれると信じて引き続き頑張ってみようと思う。

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少し前進

6800ボードが正常に動作しない件、差し当たり次の3点を修正。プリント基板でクロックジェネレータから6800へつながるパターンが断線していたのを電線で接続。ブレッドボードにつなぐジャンパーワイヤーの引き出し位置が違っていたのを正しい位置へ挿し替え。7400のピンが曲がって挿さっていたのを挿し直し。あと、間違っていないのに間違っていると間違って修正したところを修正。文章に書けば大した作業ではないが、机の上はひどい散らかりよう。

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ブレッドボードのチップセレクトに周波数カウンタを当てると500Hz。本当は2Hzでなければならないので、まだ正常な動作とは程遠い(というかLEDが点滅していない)。それでも、今までは0Hzだったのだから少し前進したといえる。現状の500Hzという数字が意味ありげ。電子工作の神様が何かのヒントをくれているような気がする。

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やっぱり失敗

丸2年、作りっぱなしで電源さえ入れていない6800ボードの動作確認をしようと決意。いままで動作確認をしなかったのはただ単に優柔不断なだけかと思っていたが、決意してみると意外に課題が多い。1秒おきにLEDを点滅させるプログラムを作ろうとして6800の命令体系を熟知していないことに気付く(スタックにプッシュできるのはレジスタAとBだけって知ってた?)。とても便利なアークピットさんのアセンブラはWindows10だと動かないのでOracle VM VirtualBoxのWindows XPで使う。ブレッドボードにフリップフロップとLEDを組み立てて6800のバスに直結し、電源を入れた。

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LEDは点灯したが喜びもつかの間。1秒たっても消えないでつきっぱなし。ほらやっぱり失敗だよ。こういう場合、急いで電源を切るべきだが、つい写真なんかとっている。失敗の原因はいくらでも思い付く。プログラムを間違えたか、バスとフリップフロップの整合がとれていないか、PIC12F1822で間に合わせたクロックジェネレータが機能していないか、部品に不良が混じっているか。とにかく、動作しないことを確認した動作確認だったが、これはこれで成功への第一歩。

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6809の残骸

モトローラは6800の発表と同時に設計評価キットMEK6800D1を販売した。キットといってもIC一式とマニュアルのセットで、組み立ては自分でやらなければならない。評判が悪かったので、3か月後に専用のプリント基板が別売りされ、1年後には同梱された。という一連の経緯を調べてくれた同好の士が、MEK6800D1のIC一式で空欄になっているビットレートジェネレータMC14411の詳細を知りたいという。以前、実物を使った記憶があり、古い製作物を引っ張り出すことになった。

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ボクが生まれて初めて組み立てた6809のコンピュータがMC14411を使っている。現在でいえばCMOS標準ロジックの4060とほぼ同様な発振器付きカウンタで、単純すぎて何だか申し訳ない気分になる。ところでこのコンピュータ、ちょっとした自信作だったのに、当時もう付き合いのあった同好の士から配線は部品面でやるものだっていわれたっけ。以来、ぼくは徹底して配線は部品面でやっている。

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そこでやっちゃうのはどうかと思うと指摘されたハンダ面の配線。ハンダ付けした電線に再度ハンダ付けして電線を継ぎ足すという離れ技をやっている。普通こんなことをすると前にハンダ付けした電線が外れてしまってうまくいかない。どういう方法で解決したかは忘れてしまった。まあ情熱のなせるワザといえる。自分でもびっくりしたのだが、このコンピュータはこれだけの配線をひとつの間違いもなくやり遂げ、一発で動作した(はず)。

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WindowsがXP以前のアプリケーションを動かなくしたせいで1970年代のマイクロプロセッサの古いアセンブラが使えなくなってしまった。このところアセンブラのビルドに励んでいて、製作のほうはパッとした成果が上がっていない。仕方がないから何だかんだ言いながら古い製作物を持ち出して配線自慢なんかをやっている次第。

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